内容正文:
第三节 铝、镁、铜及其化合物 金属矿物的开发利用
【备考目标】 1.了解金属材料的主要性质,了解这些物质在生产、生活中的应用。2.结合实例认识铝、镁、铜及其化合物的多样性,了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化,认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。
考点1 铝及其化合物
梳理必备知识
1.铝
(1)物理性质
银白色有金属光泽的固体,有良好的导电性、导热性和延展性,密度较小,质地柔软。
(2)化学性质
①与非金属单质反应
②与酸反应
③与碱反应
与氢氧化钠溶液反应:
2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑。
④铝热反应
化学方程式:2Al+Fe2O32Fe+Al2O3。
(3)铝的冶炼
2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑。
2.Al2O3
(1)物理性质
白色粉末,不溶于水,熔点高,是优良的耐火材料。
(2)化学性质
①与H2O不反应。
②两性氧化物
与盐酸反应
Al2O3+6H+===2Al3++3H2O
与NaOH
溶液反应
Al2O3+2OH-===2AlO+H2O
3.Al(OH)3
(1)物理性质
不溶于水的白色胶状固体,有较强的吸附性。
(2)化学性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式:
①2Al(OH)3Al2O3+3H2O。
②Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O。
③Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O。
4.明矾[KAl(SO4)2·12H2O]
(1)物理性质
无色晶体,可溶于水。
(2)明矾净水原理
明矾电离出的Al3+发生水解,水解方程式为Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,形成的Al(OH)3胶体吸附水中的杂质形成沉淀而净水。
5.三个典型的反应
(1)向铝盐中加入氨水:
Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH。
(2)向NaAlO2溶液中通入足量CO2:
AlO+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO。
(3)NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合:
3AlO+Al3++6H2O===4Al(OH)3↓。
巩固题组过关
题组一 铝及其化合物的性质
1.(2023·湖南常德检测)铝制品具有较强的抗腐蚀性,下列关于铝单质的叙述中正确的是( )
A.不能用铝制的器皿来盛放酸梅汤或碱水是因为铝会和酸或碱反应
B.铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为铝的化学性质很稳定
C.铝和NaOH溶液反应:Al+2OH-===AlO+2H2↑
D.用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热,熔化后的液态铝会滴落下来,是因为金属铝的熔点较低
解析:选A。A项,无论是铝还是其氧化物都能与酸或碱反应,正确;B项,铝性质活泼,但其表面有一层致密的氧化膜,错误;C项,电荷、原子均不守恒,正确的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑,错误;D项,打磨后的铝箔在酒精灯上灼烧,表面生成Al2O3,高熔点的Al2O3兜住了熔融的液态铝,不会滴落,错误。
2.(2020·江苏高考)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A.铝的金属活泼性强,可用于制作铝金属制品
B.氧化铝熔点高,可用作电解冶炼铝的原料
C.氢氧化铝受热分解,可用于中和过多的胃酸
D.明矾溶于水并水解形成胶体,可用于净水
解析:选D。A项,铝具有良好的延展性,且表面易形成氧化膜,从而保护内部的铝不再被腐蚀,因此可用于制作铝金属制品,不符合题意;B项,Al2O3是离子化合物,可以用于电解冶炼铝,不符合题意;C项,Al(OH)3具有弱碱性,可以中和胃酸,不符合题意;D项,Al3+水解生成Al(OH)3胶体,可以用于净水,符合题意。
题组二 有关铝的“微流程”
3.(2023·河北保定模拟)铝热反应常用于冶炼高熔点金属,某小组探究Al粉与Fe3O4发生反应所得黑色固体的成分,实验流程及现象如下:
下列说法不正确的是( )
A.反应①产生的气体是H2
B.反应②的离子方程式为Al2O3+2OH-===2AlO+H2O
C.反应③的白色沉淀是Al(OH)3
D.黑色固体中不含Al和Fe3O4
解析:选D。探究Al粉与Fe3O4发生反应所得黑色固体的成分,由实验可知,黑色固体与稀硫酸反应生成气体,且溶液b中加入KSCN溶液不变红色,可知溶液b中不含Fe3+;黑色固体与NaOH溶液反应无气体产生,则一定不含Al,溶液a与二氧化碳反应生成的白色沉淀为氢氧化铝,则黑色固体中一定含有Al2O3。由上述分析可知,黑色固体中一定含有Al2O3、Fe,一定不含Al,可能含有Fe3O4。
4.2022年10月31日,梦天实验舱搭乘长征五号B遥四运载火箭成功发射。火箭弹体材料多采用高强度铝合金制成。已知铝土矿