2019高考化学第2节铝及其化合物考点（2）铝的重要化合物的性质及应用讲与练（含解析）.docx

考点二铝的重要化合物的性质及应用李仕才1氧化铝(1)物理性质：白色固体，难溶于水，有很高的熔点。(2)化学性质2氢氧化铝(1)物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。(2)化学性质(用化学方程式表示)Al(OH)3的电离方程式为(3)制备向铝盐中加入氨水，离子方程式为Al33NH3H2O=Al(OH)33NH。NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO。NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：3AlOAl36H2O=4Al(OH)3。3常见的铝盐(1)硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。(2)明矾的化学式为KAl(SO4)212H2O，它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH7(填“”或“”)。明矾可以净水，其净水的原理是Al33H2OAl(OH)3(胶体)3H，Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。4“铝三角”转化关系写出上述转化的离子方程式：(1)Al33NH3H2O=Al(OH)33NH；Al33AlO6H2O=4Al(OH)3；Al33OH=Al(OH)3；(2)Al(OH)33H=Al33H2O；(3)Al34OH=AlO2H2O；(4)AlO4H=Al32H2O；(5)AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO；AlOHH2O=Al(OH)3；(6)Al(OH)3OH=AlO2H2O。判断正误(正确的打“”，错误的打“”)1MgO、Al2O3的熔点很高，可制作耐高温材料，工业上也用其电解冶炼对应的金属。()2AlCl3溶液中加入过量稀氨水：Al34NH3H2O=AlO4NH2H2O。()3下列物质的转化在给定条件下能够实现：Al2O3NaAlO2(aq)Al(OH)3。()4向NaAlO2溶液中通入过量CO2的离子方程式：2AlOCO23H2O=2Al(OH)3CO。()5用可溶性铝盐制取Al(OH)3最好选用NaOH溶液而不选用氨水。()6AlO与HCO可能大量共存。()7氢氧化铝、NaHCO3、Na2CO3均可作胃酸的中和剂。()8氧化铝是金属氧化物，也是碱性氧化物。()1Al(OH)3是两性氢氧化物，能与强酸、强碱发生反应生成盐。但Al(OH)3不溶于弱酸(如H2CO3)，也不溶于弱碱(如氨水)。2常利用Al、Al2O3、Al(OH)3的两性进行分离提纯。(1)利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的混合物。(2)利用Al2O3能与强碱溶液反应，分离Al2O3与其他金属氧化物。(3)利用Al(OH)3能与强碱溶液反应，分离Al3与其他金属阳离子。3AlO与HCO不能大量共存，原因是AlO能与HCO电离出的H发生复分解反应：AlOHCOH2O=Al(OH)3CO，而不能认为是AlO与HCO发生相互促进的水解反应。4含Al3的溶液与碱反应的先后顺序当溶液中有多种离子时，要考虑离子之间的反应顺序，如向含有H、NH、Mg2、Al3的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，NaOH先与H反应，再与Mg2、Al3反应生成沉淀，再与NH反应，最后才溶解Al(OH)3沉淀。一、铝的化合物的性质及应用1相同物质的量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应，至体系中均无固体物质，消耗碱量最多的是()AAl BAl2O3CAl(OH)3 DAlCl3解析：1 mol Al2O3能与2 mol NaOH溶液反应，1 mol Al、1 mol Al(OH)3能与1 mol NaOH溶液反应，1 mol AlCl3最多能与4 mol NaOH溶液反应。答案：D2下列除去杂质的方法不正确的是()A镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥B用过量氨水除去Fe3溶液中的少量Al3CAl(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量CO2后过滤DMgO中混有少量Al2O3：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥得到MgO解析：氨水与Fe3和Al3均反应生成氢氧化物沉淀，不符合除杂的要求。答案：B3下列各组物质，不能按 (“”表示反应一步完成)关系转化的是()选项abcAAl2O3NaAlO2Al(OH)3BAlCl3Al(OH)3NaAlO2CAlAl(OH)3Al2O3DMgCl2Mg(OH)2MgO解析：A项：Al2O3NaAlO2Al(OH)3Al2O3；B项：AlCl3Al(OH)3NaAlO2AlCl3；C项：AlAl(OH)3不能一步完成；D项：MgCl2Mg(OH)2MgOMgCl2。答案：C4下列物质既能跟盐酸反应，又能跟NaOH溶液反应的是()SiO2AlAl2O3Al(OH)3Na2CO3溶液Ca(HCO3)2溶液NH4HCO3溶液KHSO4溶液A BC D解析：SiO2与盐酸不反应；Al与盐酸、NaOH溶液反应均生成氢气；Al2O3为两性氧化物，Al(OH)3为两性氢氧化物，两者均能与盐酸、NaOH溶液反应；碳酸钠溶液与盐酸反应，与NaOH溶液不反应；Ca(HCO3)2溶液与盐酸、NaOH溶液均能反应；NH4HCO3溶液与盐酸、NaOH溶液均能反应；KHSO4溶液与盐酸不反应，因此B.属于合理选项。答案：B5常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是()A中性溶液中：Cl、Mg2、Al3、KB1.0 molL1的NaAlO2溶液中：Cl、HCO、K、Ca2C在强碱性环境中：AlO、SiO、Na、KD0.1 molL1明矾溶液中：NH、AlO、HCO、Na解析：A项，Al3、Mg2水解显酸性，中性溶液中不能大量共存；B项，HCOAlOH2O=Al(OH)3CO；D项，Al3与AlO、HCO因发生双水解反应不能大量共存。答案：C二、化工流程中Al2O3的提取6工业上用铝土矿(主要成分是氧化铝，含氧化铁杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：下列叙述正确的是()A反应中试剂X是氢氧化钠溶液B试剂Y是HCl，它与AlO反应生成氢氧化铝C图中所示转化反应中包含2个氧化还原反应D将X与Y试剂进行对换，最终可以达到相同结果解析：B项，若试剂Y是HCl，它与AlO反应生成Al3，错误；C项，图中所示转化只有一步是氧化还原反应：2Al2O34Al3O2，错误；D项，试剂X为氢氧化钠溶液，沉淀为氧化铁，溶液为偏铝酸钠和氢氧化钠混合溶液，通入过量二氧化碳气体，NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3，不能调换，错误。答案：A7工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3xH2O、Fe2O3、SiO2等)提取纯Al2O3作冶炼铝的原料，提取时操作过程如图所示，指出图中操作错误的是()A BC D解析：由流程图可知，反应得到的滤液为NaAlO2溶液，加入过量盐酸后得到AlCl3而不是Al(OH)3沉淀，应通入过量CO2，操作错误；Al(OH)3在常温干燥条件下并不发生分解，故操作需要加热，错误。答案：A一、“铝三角”转化关系及重要应用1 Al(OH)3的制备方案的评价方法一：可溶性铝盐溶液与过量氨水反应反应原理：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH方法二：向可溶性偏铝酸盐溶液中通入过量CO2反应原理：AlO2H2OCO2=Al(OH)3HCO方法三：相互促进水解法制备相同质量的Al(OH)3，方法三用的原料最少，成本最低。2 不外加试剂的互滴法鉴别(利用滴加试剂顺序不同，现象不同)(1)向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解。(2)向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。(3)向NaAlO2溶液中滴加HCl溶液，开始产生白色沉淀，后沉淀逐渐溶解。(4)向HCl溶液中滴加NaAlO2溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。3 Al(OH)3沉淀的有关计算(1)Al3与OH混合依据Al33OH=Al(OH)3，Al(OH)3OH=AlO2H2O，设Al3、OH的物质的量分别为a mol、b mol，沉淀的质量为m g，则：b3a时，m78；3ab4a时，m78(4ab)；b4a时，m0。注意：中，铝元素的存在形式是Al(OH)3和Al3，n(沉淀) mol，n(Al3)(a) mol。中，铝元素的存在形式是Al(OH)3和AlO，n(沉淀)(4ab) mol，n(AlO)a(4ab) mol(b3a) mol。(2)AlO与H混合依据AlOHH2O=Al(OH)3，Al(OH)33H=Al33H2O，设AlO、H的物质的量分别为a mol、b mol，沉淀质量为m g，则：ba时，m78b；abW1W2。答案：(1)丙(2)W3W1W2二、铝及其化合物转化的图象分析1 可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图象操作可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量现象立即产生白色沉淀渐多最多渐少消失无沉淀出现沉淀渐多最多沉淀不消失图象离子方程式Al33OH=Al(OH)3Al(OH)3OH=AlO2H2OAl34OH=AlO2H2O3AlOAl36H2O=4Al(OH)32 偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图象操作偏铝酸盐溶液中逐滴加稀盐酸至过量稀盐酸中逐滴加偏铝酸盐溶液至过量现象立即产生白色沉淀渐多最多渐少消失无沉淀出现沉淀渐多最多沉淀不消失图象离子方程式AlOHH2O=Al(OH)3Al(OH)33H=Al33H2OAlO4H=Al32H2OAl33AlO6H2O=4Al(OH)33 拓展图象(1)向AlCl3溶液中逐滴加入氨水或NaAlO2溶液至过量，图象如图1所示。(2)向NaAlO2溶液中逐滴加入AlCl3溶液或通入CO2至过量，图象如图2所示。(3)向MgCl2、AlCl3和盐酸的混合溶液(即将Mg、Al溶于过量盐酸所得的溶液)中逐滴滴入NaOH溶液至过量，图象如图3所示。(4)向MgCl2、AlCl3混合溶液中先加入NaOH溶液，后加入盐酸(NaOH与盐酸的物质的量浓度相等)，沉淀图象如图4所示。(5)向含MgCl2、AlCl3、盐酸、NH4Cl的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液至过量，沉淀图象如图5所示，反应的先后顺序与图象关系为5如图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加过程中微粒的量的关系曲线。下列判断错误的是()A线表示Al3的物质的量的变化Bx表示AlCl3的物质的量C线表示Al(OH)3的物质的量的变化D线表示AlO的物质的量的变化解析：AlCl3溶液与NaOH溶液混合有两种方式：向AlCl3溶液中缓慢滴加NaOH溶液，开始有沉淀生成后沉淀溶解，且生成沉淀与沉淀溶解消耗的NaOH的物质的量之比为31，显然符合题意，则x表示NaOH的物质的量，B项错误；另一种方式是向NaOH溶液中缓慢滴加AlCl3溶液，开始没有沉淀，后有沉淀生成，与本题图示情况不符。答案：B6下列曲线图(纵坐标为沉淀的量，横坐标为加入物质的量)与对应的选项相符合的是()A向1 L浓度均为0.1 molL1的Ba(OH)2、NaAlO2混合溶液中加入0.1 molL1的稀H2SO4B向1 L浓度分别为0.1 molL1和0.3 molL1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1 molL1的稀NaOH溶液C向烧碱溶液中滴加明矾溶液D向AlCl3溶液中滴加过量氨水解析：A项，Ba(OH)2和NaAlO2中加入稀H2SO4，发生的反应依次为Ba22OH2HSO=BaSO42H2O、AlOHH2O=Al(OH)3、Al(OH)33H=Al33H2O，所以加1 L稀H2SO4时，Ba(OH)2反应完，再加0.5 L稀H2SO4时AlO参加反应，再加1.5 L稀H2SO4时，Al(OH)3全部溶解，A正确；B项，向1 L浓度分别为0.1 molL1和0.3 molL1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1 molL1的NaOH溶液，发生的反应依次是Al33OH=Al(OH)3、OHNH=NH3H2O、Al(OH)3OH=AlO2H2O，所以沉淀Al3和溶解Al(OH)3所用NaOH的量之比为31，而图象上看到的是11，B错误；C项，向烧碱溶液中滴加明矾溶液，发生的反应依次是Al34OH=AlO2H2O、Al33AlO6H2O=4Al(OH)3，C错误；D项，AlCl3溶液中滴加过量氨水，沉淀不会溶解，D错误。答案：A7现有AlCl3和MgSO4混合溶液，向其中不断加入NaOH溶液，得到沉淀的量与加入NaOH溶液的体积如下图所示。原溶液中Cl与SO的物质的量之比为()A13 B23C61 D31解析：OA上升的直线表示Al(OH)3和Mg(OH)2一起沉淀，AB下降的直线表示Al(OH)3沉淀溶解，B点表示Al(OH)3完全溶解。AB段完全溶解Al(OH)3消耗NaOH 0.1 L，则Al3生成Al(OH)3消耗NaOH 0.3 L，沉淀Mg2消耗NaOH 0.1 L，因而n(AlCl3)n(MgSO4)21，所以，n(Cl)n(SO)61。答案：C8某溶液中可能含有H、NH、Mg2、Al3、Fe3、CO、SO、NO中的几种。若加入锌粒，产生无色无味的气体；若加入NaOH溶液，产生白色沉淀，且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示。则下列说法正确的是()A溶液中的阳离子只有H、Mg2、Al3B溶液中n(NH)0.2 molC溶液中一定不含CO，可能含有SO和NODn(H)n(Al3)n(Mg2)111解析：由知溶液中一定含有H，一定没有CO、NO，由知溶液中一定含有Mg2、Al3，由图象可知溶液中还一定含有NH，且n(NH)0.7 mol0.5 mol0.2 mol，n(H)0.1 mol，n(Al3)0.8 mol0.7 mol0.1 mol，沉淀Al3、Mg2共消耗0.4 mol OH，其中沉淀Al3消耗0.3 mol OH，沉淀Mg2消耗0.1 mol OH，根据Mg22OH，可得n(Mg2)0.05 mol，故只有选项B正确。答案：B9某同学取一定量的Al、Fe混合物，与2.0 L极稀的HNO3充分反应，假设HNO3的还原产物全部为铵盐。在反应后的溶液中，逐滴加入4 molL1的NaOH溶液，所加NaOH溶液的体积与产生的沉淀的物质的量的关系如图所示。分析图象回答问题：(1)DE段发生反应的离子方程式为_。(2)请写出任意一个Al、Fe与极稀的HNO3反应的化学方程式：_。(3)B点对应的沉淀的物质的量为_mol，C点对应的氢氧化钠溶液的体积为_mL。(4)原硝酸溶液的物质的量浓度为_molL1。解析：铝粉和铁粉的混合物与一定量很稀的HNO3充分反应，被氧化为Al3、Fe3，假设HNO3的还原产物全部为铵盐。由图可得硝酸过量，加入氢氧化钠溶液应先与硝酸反应，再生成沉淀，当沉淀完全后，由图知继续加入氢氧化钠溶液，沉淀量不变，可知是NH发生了反应，故随着NaOH的滴加，发生的反应依次有：HOH=H2OFe33OH=Fe(OH)3，Al33OH=Al(OH)3NHOH=NH3H2OAl(OH)3OH=AlO2H2O(1)DE段发生的离子方程式为NHOH=NH3H2O。(2)Al与极稀的HNO3反应的化学方程式为8Al30HNO3=8Al(NO3)33NH4NO39H2O；Fe与极稀的HNO3反应的化学方程式为8Fe30HNO3=8Fe(NO3)33NH4NO39H2O。(3)由图可知，DE段消耗的氢氧化钠的体积为34 mL31 mL3 mL，故该阶段参加反应的氢氧化钠的物质的量为0.003 L4 molL10.012 mol，根据NHOH=NH3H2O可知，溶液中n(NH)0.012 mol，根据B与A的差值为氢氧化铝的物质的量，EF段消耗的氢氧化钠溶液的体积为36 mL34 mL2 mL，故该阶段参加反应的氢氧化钠的物质的量为0.002 L4 molL10.008 mol，根据Al(OH)3OH=AlO2H2O可知，Al(OH)3的物质的量为0.008 mol，故混合金属中n(Al)0.00