江苏2019版高考化学复习专题3从矿物到基础材料1第一单元从铝土矿到铝合金教案.docx

第一单元从铝土矿到铝合金铝的性质与应用 知识梳理1铝的结构和存在形式铝位于元素周期表第3周期A族，原子结构示意图为。铝元素在地壳中含量丰富，仅次于硅。自然界中的铝全部以化合态存在。2铝的物理性质及用途物理性质状态色泽密度熔点沸点硬度导电、导热性延展性固态银白色2.7 gcm3660.42 467较软很好良好用途纯铝用作导线，铝合金用于制备汽车、飞机、生活用品等3.铝的化学性质2Al3Cl22AlCl3钝化2Al2OH2H2O=2AlO3H2(用离子方程式表示)；2AlFe2O3Al2O32Fe(铝热反应)。4从铝土矿中提取铝图中步骤的反应原理：Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O(用化学方程式表示)；NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3；2Al(OH)3Al2O33H2O；2Al2O34Al3O2。自我检测1(教材改编)日常生活中有一些铝制炊具，它质轻且坚固耐用，其中的原因是()A铝很不活泼，不易与其他物质反应B铝虽然很活泼，但是在高温下才能反应C铝制品表面有一层致密的氧化物薄膜，起保护作用D铝制品表面镀有一层铜，可以保护铝解析：选C。铝尽管很活泼，但由于表面能形成致密的氧化物薄膜，故可用于制作铝制炊具。2判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)铝与Fe2O3发生铝热反应后固体物质增重。()(2)足量铝分别与含1 mol HCl、1 mol NaOH的溶液反应，产生相同量的氢气。()(3)工业上用电解熔融Al2O3的方法冶炼铝。()解析：(1)固体质量不变；(2)铝与HCl、NaOH分别发生反应：2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，所以产生氢气的物质的量之比为13。答案：(1)(2)(3)(1)Mg、Al在常温下均易在其表面形成致密的氧化膜。(2)常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生“钝化”，而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应。(3)铝与稀硝酸反应时生成的气体是NO而不是H2。(4)用铝箔包裹的钠与H2O反应时既考虑Na与H2O的反应，又考虑Al与NaOH溶液的反应。(5)铝热剂(发生铝热反应)铝热剂是铝与金属氧化物的混合物，铝热反应本质上是金属之间的置换反应，所以要遵循金属活动性顺序。例如：CuO与Al能发生铝热反应，而Al与MgO的混合物不能发生铝热反应。(2015高考山东卷)某化合物由两种单质直接反应生成，将其加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生。下列化合物中符合上述条件的是()AAlCl3BNa2OCFeCl2 DSiO2解析A铝和氯气反应生成氯化铝，氯化铝和碳酸氢钡溶液反应的离子方程式为Al33HCO=Al(OH)33CO2。B.氧化钠加入碳酸氢钡溶液中只产生碳酸钡沉淀，没有气体产生。C.铁和氯气反应生成氯化铁，不是氯化亚铁。D.二氧化硅和碳酸氢钡溶液不反应。答案A(1)铝与酸、碱反应的实质是什么？氧化剂是什么？(2)Al既能溶于强酸，又能溶于强碱，所以说“Al既有金属性，又有非金属性”你认为这种说法是否恰当？为什么？答案：(1)铝与酸、碱反应的实质都是AlAl3，2HH2，只不过碱中的H来源于水的电离。氧化剂分别为酸和水。(2)不恰当。金属性是指元素的原子失电子的能力，非金属性是指元素的原子得电子的能力。铝不论是与酸反应还是与碱反应，都是失去电子，化合价升高，均作还原剂，因而铝具有较强的金属性。 题组一铝的性质与应用1下列关于铝的叙述中正确的是()A铝还原性强且亲氧性强，所以可通过铝热反应冶炼高熔点金属B铝在空气中极易锈蚀，所以铝制品的使用时间很短C铝能耐稀硫酸腐蚀，所以运送稀硫酸可用铝制槽车D铝的导电性比铜、银更强，所以常用以制造电线、电缆解析：选A。铝在空气中形成致密的氧化膜，保护内层铝不被氧化，B错；铝能被稀硫酸腐蚀，C错；铝的导电性不如铜、银，D错。2某同学对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并放出耀眼的光芒”“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。查阅化学手册知：Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔、沸点数据如下：物质AlAl2O3FeFe2O3熔点/6602 0541 5351 462沸点/2 4672 9802 750(1)该同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理：_(填“合理”或“不合理”)。(2)设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是_，反应的离子方程式为_。(3)实验室溶解该熔融物，下列试剂中最好的是_(填序号)。A浓硫酸B稀硫酸C稀硝酸 D氢氧化钠溶液解析：(1)这种解释是合理的，它体现了铝热反应的特点之一放热较多，并且结合了表格中提供的熔点数据。(2)若证明所得块状熔融物中含有金属铝，只要加入NaOH溶液即可，因为金属铝与NaOH溶液反应放出氢气，而铁不与NaOH溶液反应，相应的离子方程式为2Al2OH2H2O=2AlO3H2。(3)铁铝熔融物在一定条件下能与浓硫酸或稀硝酸反应，但会产生有毒气体，而且消耗酸的量多；熔融物中铁不能与氢氧化钠溶液反应。铁和铝均与稀硫酸反应且产物无污染。答案：(1)合理(2)NaOH溶液2Al2OH2H2O=2AlO3H2(3)B 题组二铝与酸、碱反应的定量关系3足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是()A氢氧化钠溶液 B稀硫酸 C盐酸 D稀硝酸解析：选A。NaOH溶液、稀硫酸、盐酸与金属铝反应时，存在关系：2Al2NaOH，2Al3H2SO4，2Al6HCl，因此等物质的量的Al与上述物质反应时，消耗NaOH的物质的量最少。Al与稀硝酸反应，生成硝酸铝、NO和H2O，得不到H2。4根据铝的特殊性质回答下列问题：(1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是_。(2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，产生H2的体积之比是_。(3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是_。(4)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 molL1的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为V(甲)V(乙)12，则加入铝粉的质量为_。A5.4 g B3.6 gC2.7 g D1.8 g解析：(1)根据化学方程式：2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2得Al与H2的关系式均为2Al3H2，故只要参加反应的Al的量相等，所得H2的量必相等。(2)因为在反应中Al过量，产生的H2由HCl和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl3H2、2NaOH3H2，故当HCl、NaOH物质的量相等时，二者产生H2的体积比为13。(3)因为铝足量且产生H2相等，根据关系式n(HCl)n(NaOH)31，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度之比c(HCl)c(NaOH)n(HCl)n(NaOH)31。(4)其反应原理分别为2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。可见当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多时，产生H2的体积比是13，而题设条件体积比为12，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于NaOH来说是不足的。2Al6HCl=2AlCl33H2 6 mol 3 mol 0.3 mol 0.15 molAl与HCl反应生成的H2为0.15 mol，则Al与NaOH反应生成的H2为0.15 mol20.3 mol。2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2227 g 3 mol54 g 0.3 mol即投入的铝粉为5.4 g。答案：(1)11(2)13(3)31(4)A铝与酸、碱反应的定量关系铝分别与盐酸、氢氧化钠溶液反应的原理：2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。从化学方程式可以看出Al与酸、碱反应时生成H2的实质都是AlAl3，所以无论与酸还是与碱反应，Al与H2的关系都是2Al3H2。若遇到铝与一定量的酸和碱反应的问题时可参考以下思路解决。(1)等量的铝分别与足量盐酸和足量氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为。(2)足量铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为。(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，若产生H2的体积比为，则必定是铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而氢氧化钠溶液过量。 题组三铝的冶炼工艺流程分析5工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3等杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：下列叙述正确的是()A试剂X可以是氢氧化钠溶液，也可以是盐酸B反应过滤后所得沉淀为氢氧化铁C图中所有转化反应都不是氧化还原反应D反应的化学方程式为NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3解析：选D。从工艺流程图上看出，加入的试剂X能将铝土矿中的Al2O3转化为溶液，且向该溶液中通入过量Y，可得到Al(OH)3沉淀和NaHCO3，故X为NaOH溶液，Y为CO2。反应为Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O，故反应过滤后得到的沉淀为Fe2O3，A、B错误；图中转化关系中由Al2O3冶炼铝属于氧化还原反应，C错误。6铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下：以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下：回答下列问题：(1)写出反应1的化学方程式：_。(2)滤液中加入CaO生成的沉淀是_，反应2的离子方程式为_。(3)E可作为建筑材料，化合物C是_，写出由D制备冰晶石的化学方程式：_。(4)电解制铝的化学方程式是_，以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成分是_。解析：结合Al2O3、SiO2与NaOH溶液反应后产物的性质来分析流程图1，根据萤石和纯碱为原料制取冰晶石来分析流程图2，充分利用质量守恒等来书写方程式。(1)在加入NaOH溶液时，Al2O3和SiO2都能与NaOH反应，分别生成NaAlO2和Na2SiO3。(2)加入CaO后，SiO与Ca2结合生成难溶物CaSiO3；滤液中主要含有AlO，通入CO2后生成沉淀Al(OH)3，煅烧后生成Al2O3。(3)萤石能与浓硫酸反应生成CaSO4和HF气体；HF、Na2CO3、Al(OH)3三者没有发生氧化还原反应，根据质量守恒定律可写出化学方程式。(4)电解Al2O3制取金属铝，加入的冰晶石为助熔剂；阳极产生的O2能与石墨电极反应生成CO2(可能含有CO)。答案：(1)2NaOHSiO2=Na2SiO3H2O、2NaOHAl2O3=2NaAlO2H2O(2)CaSiO32AlOCO23H2O=2Al(OH)3CO或AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO(3)浓H2SO412HF3Na2CO32Al(OH)3=2Na3AlF63CO29H2O(4)2Al2O34Al3O2O2、CO2(CO)两种提纯氧化铝的方案铝土矿的主要成分是Al2O3，含有的杂质是Fe2O3和SiO2，由于Al2O3具有两性，而杂质SiO2是酸性氧化物，Fe2O3是碱性氧化物。因而可设计出两种提纯氧化铝的方案。 碱溶法酸溶法 铝的重要化合物知识梳理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(填化学方程式)Al2O36HCl=2AlCl33H2O Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O2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)化学性质写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式.Al(OH)33H=Al33H2O；.Al(OH)3OH=AlO2H2O；.2Al(OH)3Al2O33H2O。Al(OH)3的电离(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，离子方程式为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胶体能吸附水中悬浮杂质形成沉淀而净水。自我检测1(教材改编)下列物质组合中既能和酸反应又能和碱反应的化合物是()AlAl2O3Al(OH)3NaHCO3ABC D解析：选B。本题中给出的4种物质均既能和酸反应又能和碱反应，但Al是单质，不是化合物。2下列说法或离子方程式正确的是()A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，熔化后的液态铝滴落下来，说明金属铝的熔点较低BAlCl3溶液中加入过量稀氨水：Al34NH3H2O=AlO4NH2H2OC0.10 molL1的氨水与AlCl3溶液发生反应的离子方程式为Al33OH=Al(OH)3D新制的氧化铝可溶于氢氧化钠溶液：Al2O32OH=2AlOH2O解析：选D。用砂纸仔细打磨过的铝箔在空气中很快生成致密氧化膜，熔化后的液态铝被一层氧化膜包着，并不会滴落下来，A不正确；氢氧化铝不溶于氨水，B不正确；NH3H2O是弱电解质，不能拆成离子形式，C不正确，B、C项正确的写法为Al33NH3H2O=Al(OH)33NH。下列各组物质，前者逐滴滴加到后者中直至过量，先出现白色沉淀，后来沉淀又消失的是()AH2SO4滴入NaAlO2溶液中BBa(OH)2溶液滴入Al2(SO4)3溶液中CAl2(SO4)3溶液滴入NaOH溶液中D氨水滴入Al2(SO4)3溶液中解析将H2SO4滴入NaAlO2溶液中，先生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3又溶于过量的H2SO4中，A正确；Ba(OH)2溶液滴入Al2(SO4)3溶液中，先生成BaSO4、Al(OH)3沉淀，而Al(OH)3又溶于Ba(OH)2溶液，但BaSO4不溶解，B错误；Al2(SO4)3溶液滴入NaOH溶液中，开始由于OH过量发生反应：Al34OH=AlO2H2O，故开始无沉淀生成，C错误；氨水滴入Al2(SO4)3溶液中，立即产生 Al(OH)3沉淀，但沉淀不溶于过量氨水，D错误。答案A(1)将上述例题中滴加顺序颠倒，符合题意的选项是哪个？(2)写出上述例题B项中Al2(SO4)3溶液中SO完全沉淀时的离子方程式。答案；(1)C项符合题意。将NaAlO2滴入H2SO4溶液中，由于H2SO4过量先生成Al2(SO4)3，NaAlO2再与Al2(SO4)3反应生成Al(OH)3沉淀，A错误；Al2(SO4)3滴入Ba(OH)2溶液中，一定生成BaSO4沉淀，而BaSO4不溶解，B错误；NaOH滴入Al2(SO4)3溶液中，先生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3又溶于过量的NaOH溶液中，C正确；由于 Al(OH)3不溶于过量氨水，Al2(SO4)3滴入氨水中，立即产生Al(OH)3沉淀，D错误。(2)当SO完全沉淀时，Al3与OH的个数之比为13，Al3刚好完全沉淀，故离子方程式为3Ba26OH2Al33SO=2Al(OH)33BaSO4。铝及其化合物与H、OH的反应规律 题组一Al2O3和Al(OH)3的两性1将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是()A稀硝酸B稀盐酸C硝酸铜 D氢氧化钠 解析：选C。钝化的实质是Fe、Al在冷的浓H2SO4或冷的浓HNO3作用下其表面被氧化成一层致密的氧化膜。由于铝的氧化物(Al2O3)是一种两性氧化物，既可与强酸反应，又可与强碱反应，故A、B、D三项皆不符合题意，只有C选项中的Cu(NO3)2不与Al2O3反应，故不可能与钝化的铝条发生反应。2(2016高考上海卷)下列各组混合物，使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂不能分离的是()A氧化镁中混有氧化铝B氯化铝溶液中混有氯化铁C氧化铁中混有二氧化硅D氯化亚铁溶液中混有氯化铜解析：选D。A.MgO是碱性氧化物与NaOH不反应，而Al2O3是两性氧化物，可以与NaOH发生反应生成NaAlO2和H2O，过滤后洗涤，就得到纯净的MgO，可用氢氧化钠溶液分离；B.向溶液中加入过量的NaOH溶液，氯化铁变为Fe(OH)3沉淀，氯化铝变为NaAlO2，过滤，然后向溶液中加入适量的盐酸，当沉淀量达到最大值时，过滤，得到Al(OH)3，再分别向两种沉淀中加入适量的盐酸溶解，就得到氯化铝溶液，除去了杂质，可用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂分离；C.二氧化硅是酸性氧化物，可以与NaOH发生反应，而氧化铁与NaOH不能发生反应，加入过量的NaOH，然后过滤洗涤，就得到纯净的氧化铁，可用氢氧化钠溶液分离；D.二者都可以与NaOH发生反应，当再向得到的沉淀中加入盐酸时，二者都溶解，不能达到分离、提纯的目的，不可用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂分离。3下列说法正确的是()AAl2O3和MgO均可与NaOH溶液反应B只滴加氨水鉴别NaCl、AlCl3、MgCl2、Na2SO4四种溶液C氢氧化铝可作胃酸的中和剂 D向NaAlO2溶液中通入少量 CO2制Al(OH)3的离子方程式：CO2AlO2H2O=Al(OH)3HCO解析：选C。A项，MgO不与NaOH溶液反应，错误；B项，滴加氨水，NaCl与Na2SO4溶液均无明显现象，AlCl3与MgCl2溶液均有白色沉淀，无法鉴别，错误；D项，向NaAlO2溶液中通入少量CO2制Al(OH)3的离子方程式应为CO22AlO3H2O=2Al(OH)3CO，错误。含铝杂质的提纯方法归类利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于强碱的特性，可除去许多物质中的含铝杂质，如(括号内为杂质)(1)Mg(Al)：加足量NaOH溶液；(2)Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液；(3)Mg(OH)2Al(OH)3：加足量NaOH溶液；(4)Mg2(Al3)：加过量NaOH溶液，过滤，再加酸充分溶解。 题组二制备Al(OH)3的最佳途径4用含有少量Mg的Al片制取纯净的Al(OH)3，下列操作中最恰当的组合是()加盐酸溶解加NaOH溶液过滤通入过量CO2生成Al(OH)3加盐酸生成Al(OH)3加过量氨水生成Al(OH)3A BC D解析：选C。2Al2OH2H2O=2AlO3H2，Mg和NaOH溶液不反应，过滤后向NaAlO2溶液中通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀，再过滤就可得到Al(OH)3。5若甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备Al(OH)3。规定必用的药品如下：70%H2SO4溶液350 g，NaOH固体240 g，足量铝屑，水(不能用其他药品)。甲、乙、丙用各自设计的方案制得Al(OH)3的质量分别是W1、W2、W3。三种实验方案如下：甲：铝加NaOH溶液加H2SO4溶液W1 g Al(OH)3乙：铝加H2SO4溶液加NaOH溶液W2 g Al(OH)3丙：W3 g Al(OH)3试回答：(1)从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素分析，实验方案最合理的是_。(2)三位同学制得的Al(OH)3的质量由大到小的顺序是_(用W1、W2、W3表示)。解析：n(NaOH)6 mol，n(H2SO4)2.5 mol，n(H)5 mol。甲方案：2Al2OH2H2O=2AlO3H26 mol6 molAlOHH2O=Al(OH)3过量 5 mol 5 mol因此，甲方案最多制得5 mol Al(OH)3。乙方案：2Al6H=2Al33H2 5 mol molAl33OH=Al(OH)3 mol过量 mol因此，乙方案最多制得 mol Al(OH)3。丙方案：2Al6H=2Al33H2 5 mol mol2Al2OH2H2O=2AlO3H2 6 mol6 molAl33AlO6H2O=4Al(OH)3 mol过量 mol因此，丙方案最多制得 mol Al(OH)3。故W3W1W2。答案：(1)丙方案(2)W3W1W2 题组三有关Al3、AlO的离子反应6常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是()A无色溶液中：ClO、MnO、Al3、KB1.0 molL1的NaAlO2溶液中：Cl、HCO、K、Ca2C在强碱性环境中：AlO、SiO、Na、KD能使甲基橙显红色的溶液中：NH、AlO、Na、Cl解析：选C。A项中MnO为紫红色，ClO与Al3可发生双水解反应；B项中HCOAlOH2O=Al(OH)3CO、COCa2=CaCO3；D项中酸性条件下AlO不能大量存在。7(2018莆田高三质检)下列离子方程式书写正确的是()A向硝酸铝溶液中通入过量氨气：4NH3Al32H2O=AlO4NHB将铝片打磨后置于NaOH溶液中：2Al2OH=2AlOH2C向明矾溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液：Al32SO2Ba24OH=2BaSO4AlO2H2OD向NaAlO2溶液中通入足量CO2：2AlOCO23H2O=2Al(OH)3CO解析：选C。A项，氨水不能溶解Al(OH)3；B项，氧元素不守恒；D项，通入足量CO2时，应生成HCO。1两性物质的概念辨析两性物质是指既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的化合物，如Al2O3、Al(OH)3、氨基酸等。但既能与酸反应又能与碱反应的物质不一定是两性物质，如NaHCO3是酸式盐。2Al(OH)3与Al2O3两性的重要应用(1)用过量NaOH溶液检验Al3的存在。(2)用过量NaOH溶液鉴别Al3和Mg2。(3)用互滴法鉴别Al3与OH、AlO与H。(4)用过量NaOH溶液和相应酸溶液分离Al3与Mg2、Fe3等离子或分离MgO、Al2O3。 数形结合思想理解“铝三角”之间的转化 知识梳理1四个基本图像 (1)可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像操作向可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量向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沉淀渐多沉淀最多沉淀渐少沉淀消失无沉淀(有但即溶)出现沉淀沉淀渐多沉淀最多沉淀不消失图像离子方程式Al33OH=Al(OH)3，Al(OH)3OH=AlO2H2OAl34OH=AlO2H2O，3AlOAl36H2O=4Al(OH)3(2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像操作向偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量向稀盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量现象立即产生白色沉淀沉淀渐多沉淀最多沉淀渐少沉淀消失无沉淀(有但即溶)出现沉淀沉淀渐多沉淀最多沉淀不消失图像离子方程式AlOHH2O=Al(OH)3，Al(OH)33H=Al33H2OAlO4H=Al32H2O，Al33AlO6H2O=4Al(OH)32.四个拓展图像(1)向AlCl3溶液中逐滴加入氨水或NaAlO2溶液至过量，图像如图1所示。(2)向NaAlO2溶液中通入CO2或逐滴加入AlCl3溶液至过量，图像如图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)中逐滴加入NaOH溶液至过量，图像如图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)，图像如图4所示。自我检测1用离子方程式完成下列三角转化关系中的代表反应：_。_。_。_。_。_。_。答案：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH或Al33OH=Al(OH)3Al(OH)33H=Al33H2OAl(OH)3OH=AlO2H2OAlO2H2OCO2=Al(OH)3HCO或2AlO3H2OCO2=2Al(OH)3COAlO4H=Al32H2OAl34OH=AlO2H2OAl33AlO6H2O=4Al(OH)32下列各项操作中，不发生“先产生沉淀，然后沉淀又溶解”现象的是()向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2向NaAlO2溶液中逐滴加入过量的稀盐酸 向AlCl3溶液中逐滴加入过量稀氢氧化钠溶液 向硅酸钠溶液中逐滴加入过量的盐酸 A BC D解析：选C。Na2CO3与CO2、H2O反应生成NaHCO3，由于Na2CO3的溶解度比NaHCO3的大，因而只会产生NaHCO3沉淀；NaAlO2中加入稀盐酸，开始产生白色沉淀Al(OH)3，当盐酸过量时，Al(OH)3又溶于盐酸；向AlCl3溶液中加入NaOH溶液开始产生白色沉淀Al(OH)3，当NaOH溶液过量时，Al(OH)3又溶于NaOH溶液；只会生成H2SiO3沉淀。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。室温下，在0.2 mol/L Al2(SO4)3溶液中，逐滴加入1.0 mol/L NaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如图，下列有关说法正确的是()Aa点时，溶液呈酸性的原因是Al3水解，离子方程式为Al33OHAl(OH)3Bab段，溶液pH增大，Al3浓度不变Cbc段，加入的OH主要用于生成Al(OH)3沉淀Dd点时，Al(OH)3沉淀开始溶解解析Al2(SO4)3为强酸弱碱盐，Al3水解使溶液显酸性：Al33H2OAl(OH)33H，A错误。ab段，加入NaOH消耗H，使Al33H2OAl(OH)33H反应正向进行，Al3的浓度减小，B错误。bc段，pH变化不明显，说明OH主要用于生成Al(OH)3沉淀，C正确。D.cd过程中，pH变化较大，说明NaOH过量，发生了反应：Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O，所以c点以后Al(OH)3开始溶解，D错误。答案C(2018安徽四市联考)向一定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，生成沉淀Al(OH)3的量随AlCl3加入量的变化关系如图所示。则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是()Aa点对应溶液中：K、Fe3、SO、ClBb点对应溶液中：Na、S2、NO、ClCc点对应溶液中：K、Ag、NO、SODd点对应溶液中：K、Mg2、I、CO解析：选B。向NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液时发生反应：Al34OH=AlO2H2O，3AlO6H2OAl3=4Al(OH)3。a点时溶液中有大量OH，故Fe3不能大量存在，c点时溶质为NaCl，故Ag不能大量存在；d点对应溶液中溶质为NaCl和AlCl3，CO与Mg2、Al3不能大量共存。有关生成沉淀的量的图像问题的解法一看起点：即加入极少量的X物质时，看能否产生沉淀。二看终点：即加入过量的X物质时，看所生成的沉淀能否全部消失。 三看拐点：即图像中拐弯的点在x轴上的坐标，也就是生成最大沉淀量所需X的量与完全溶解这些沉淀所需X量的比值。 题组一“铝三角”之间的转化及应用1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：选C。A、B、D三项中的转化关系分别为，C项中Al不能经一步反应转化为Al(OH)3。2某同学研究铝及其化合物的性质时设计了如下两个实验方案：方案：2.7 g AlX溶液Al(OH)3沉淀方案：2.7 g AlY溶液Al(OH)3沉淀NaOH溶液和稀盐酸的浓度均是3 mol/L，如图是向X溶液中加入NaOH溶液和向Y溶液中加入稀盐酸时产生沉淀的物质的量与加入氢氧化钠溶液和盐酸体积之间的关系，下列说法正确的是()AX溶液的溶质为AlCl3，Y溶液的溶质为NaAlO2Bb曲线表示的是向X溶液中加入NaOH溶液C在O点时两方案中所得溶液的物质的量浓度相等Da、b曲线表示的反应都是氧化还原反应解析：选C。A.n(Al)0.1 mol，n(HCl)3 mol/L0.1 L0.3 mol，n(NaOH)3 mol/L0.1 L0.3 mol，根据反应：2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2可知，X为AlCl3溶液，Y为NaAlO2和NaOH的混合液，A错误；B.根据以上分析可知图像中a曲线表示向X溶液中加入NaOH溶液，B错误；C.在O点时，沉淀达到最大，所得溶液中只有氯化钠溶质，向X溶液和Y溶液中分别加入NaOH溶液和稀HCl的浓度及体积相等，根据原子守恒，O点时两方案中所得溶液浓度相等，C正确；D.a曲线表示的是氯化铝和氢氧化钠的复分解反应，b曲线表示的是氢氧化钠和偏铝酸钠与盐酸的反应，均不存在化合价的变化，不属于氧化还原反应，D错误。 题组二铝的相关图像及计算3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：选B。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。4向30 mL 1 molL1的AlCl3溶液中逐滴加入浓度为4 molL1的NaOH溶液，若产生0.78 g白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为()A3 mLB7.5 mLC15 mL D17.5 mL解析：选B。解法一：把该题的信息转化为图像，用图像法求解，如图所示：当生成沉淀0.01 mol时需NaOH 0.03 mol或0.11 mol，显然B项符合题意。解法二：已知n(AlCl3)0.03 mol，nAl(OH)30.01 mol，由沉淀的物质的量小于氯化铝的物质的量可推知此题可能有两个答案：一是氢氧化钠不足，二是氢氧化钠过量。当碱的量不足时，则V(NaOH) L0.007 5 L7.5 mL；当碱过量时，则V(NaOH) L0.027 5 L27.5 mL。5下列曲线图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：选A。A项，向Ba(OH)2和NaAlO2的混合溶液中加入H2SO4，发生的反应依次为Ba22OH2HSO=BaSO42H2O、AlOHH2O=Al(OH)3、Al(OH)33H=Al33H2O，所以加1 L H2SO4时，Ba(OH)2反应完全，再加0.5 L H2SO4时AlO完全参加反应生成Al(OH)3沉淀，再加1.5 L 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，而图像上的是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。可溶性铝盐与强碱反应的计算规律1求产物Al(OH)3的量(1)当n(OH)3n(Al3)时，nAl(OH)3n(OH)。(2)当3n(Al3)n(OH)4n(Al3)时，nAl(OH)34n(Al3)n(OH)。(3)当n(OH)4n(Al3)时，nAl(OH)30，无沉淀。2求反应物碱的量(1)若碱不足(Al3未完全沉淀)，n(OH)3nAl(OH)3。(2)若碱使生成的Al(OH)3部分溶解，n(OH)4n(Al3)nAl(OH)3。 课后达标检测一、选择题1化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法中错误的是()AMgO、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B明矾水解形成的胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化C燃放烟花是利用了某些金属元素的焰色反应D铝比铁活泼，但铝制品比铁制品在空气中耐腐蚀解析：选A。MgO的熔点很高，通常电解熔点较低的MgCl2制备Mg，A错误；Al3水解生成的Al(OH)3胶体具有吸附性，能吸附水中的悬浮物，因而可用于水的净化，B正确；Al的表面形成致密的氧化膜，可以保护Al不被进一步腐蚀，D正确。2氧化还原反应在生产、生活中具有广泛的用途。下列做法中涉及到铝元素的还原性的是()A明矾净化水B用氢氧化铝治疗胃酸过多C用铝制容器存放浓硫酸D电解熔融氧化铝制单质铝解析：选C。A项是Al33H2OAl(OH)3(胶体)3H，Al(OH)3胶体吸附悬浮杂质而起到净化水的作用；B项是Al(OH)33HCl=AlCl33H2O；D项是电解时铝从化合物中被还原得到铝单质，表现出氧化性；而C项铝被浓硫酸氧化，表现出还原性，故选C项。3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：选B。Al(OH)3不溶于氨水，故向含少量Al3的Fe3溶液中加入过量氨水时，Fe3、Al3均转化为氢氧化物沉淀，达不到除杂的目的。4下列说法错误的是()A(2017高考海南卷)铝箔在氯气中燃烧可制备无水三氯化铝B(2017高考天津卷)用可溶性的铝盐和铁盐处理水中的悬浮物C(2017高考海南卷)向硫酸铝溶液中滴加碳酸钠溶液：2Al33CO=Al2(CO3)3D(2017高考北京卷改编)氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀，氨气既未被还原也未被氧化解析：选C。向硫酸铝溶液中滴加碳酸钠溶液，Al3和CO相互促进水解，离子方程式应为 2Al33CO3H2O=2Al(OH)33CO2，C不正确。5铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝：下列说法中错误的是()A中除加试剂外，还需要进行过滤操作Ba、b中铝元素的化合价相同C中需要通入过量的氨气D进行的操作是加热，而且d一定是氧化铝解析：选C。反应后的体系中含有固体二氧化硅，需要过滤除去，反应后的体系中有氢氧化铁沉淀，需要过滤除去，A正确；a、b中Al元素分别以AlCl3和NaAlO2形式存在，其中铝元素的化合价都是3价，B正确；由NaAlO2制备氢氧化铝需要通入过量二氧化碳，C错误；由氢氧化铝制备氧化铝，加热即可，D正确。6(2018兰州一中月考)如图所示的反应均是在高温引燃后进行的，选项中的物质表示A和B，不合理的是()AMgOAlBCO2MgCFe3O4Al DCuOH2解析：选A。M