2015届浙江省高三化学一轮复习文档：专题3第2讲从铝土矿到铝合金

第第 2 2 讲讲 从铝土矿到铝合金从铝土矿到铝合金 考纲要求 了解铝及其重要化合物的主要性质和应用 考点一 铝的性质及应用 1 铝的结构和存在 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 金属铝的物理性质 银白色有金属光泽的固体 有良好的延展性 导电性和传热性等 密度较小 质地柔软 3 金属铝的化学性质 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式 2Al 3Cl22AlCl3 点燃 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 2Al Fe2O3Al2O3 2Fe 铝热反应 高温 4 对比记忆镁的化学性质 铝镁 与非金属反应能被 Cl2 O2氧化 2Mg O22Mg 点燃 O 3Mg N2Mg3 点燃 N2 与水反应反应很困难 能与沸水反应 Mg 2H2O Mg OH 2 H2 与碱反应能溶于强碱溶液不反应 与某些氧化物反应 能与 Fe2O3 M nO2 Cr2O3等 金属氧化物发生铝热反应 能在 CO2中燃烧 2Mg CO2 2MgO C 点燃 5 铝的用途 纯铝用作导线 铝合金用于制造汽车 飞机 生活用品等 深度思考 1 判断正误 正确的划 错误的划 1 铝在自然界中有游离态和化合态两种形式 2 Mg Al 在空气中性质稳定 因而都具有很强的抗腐蚀性 3 MgO 与 Al 粉的混合物也可称为铝热剂 4 Mg 是活泼金属 而 Al 是两性金属 答案 1 2 3 4 2 依据 Mg Al 单质的性质 思考回答下列问题 1 铝的化学性质活泼 为什么日常生活中广泛使用的铝制品通常具有较好的抗腐蚀性 能 答案 铝在常温下迅速被氧气氧化 形成一层致密的氧化膜 保护铝不再被氧化 因而 铝制品通常具有较强的抗腐蚀性能 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 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 3e 化合价升高为 3 价 均是 还原剂 因而铝具有较强的金属性 3 铝与酸 碱反应的实质是什么 氧化剂是什么 答案 铝与酸 碱反应的实质都是 Al3 2H H2 只不过碱中的 H Al 0 失3e 得2e 来源于水的电离 氧化剂分别为酸和水 4 镁在空气中充分燃烧 所得固体产物可能有哪些 用化学式表示 答案 MgO Mg3N2 C 题组一 对比掌握铝 镁的性质 1 镁 铝单质的化学性质以相似为主 但也存在某些重大差异性 下列物质能用于证明二 者存在较大差异性的是 CO2 盐酸 NaOH 溶液 水 A B C D 答案 C 解析 Al 能与 NaOH 溶液反应而 Mg 不能 Mg 能在 CO2中燃烧 而 Al 不能 2 镁 铝都是较活泼的金属 下列描述中正确的是 A 铝的导电性比铜 银更强 所以常用以制造电线 电缆 B 镁 铝都能跟稀盐酸 稀硫酸 强碱反应 C 镁在点燃条件下可以与二氧化碳反应 铝在一定条件下可以与氧化铁发生氧化还原 反应 D 铝热剂是镁条 铝粉和氧化铁的混合物 答案 C 解析 铝的导电性比铜 银的弱 A 错 镁能跟酸反应 不能跟碱反应 B 错 铝热剂 是铝粉和 Fe V Cr Mn 等难熔金属的氧化物的混合物 在进行铝热反应时 在铝热剂 上放供氧剂 氯酸钾 中间插一根镁条 是引燃用的 D 错 3 常温下把铝粉加入下列物质中 能产生氢气的是 A 硫酸钠溶液 B 稀硝酸 C 浓硫酸 D 氯化铵溶液 答案 D 解析 硫酸钠溶液呈中性 与 Al 不反应 A 项不能产生 H2 稀硝酸具有强氧化性 B 项不能产生 H2 常温下铝粉在浓硫酸中钝化 C 项不能产生 H2 D 项中 NH水解 溶 4 液呈酸性 加入铝粉时 Al 与 H 反应产生 H2 归纳总结 熟记铝 镁的特殊化学性质 1 活泼金属与酸反应是金属的通性 而铝不但能与酸 H 反应 还能够与碱溶液反应 表现为特殊性 2Al 2OH 2H2O 2AlO 3H2 2 2 铝热反应 铝和某些金属氧化物反应 将其从氧化物中置换出来 同时放出大量的热 这种反应称 为铝热反应 可用于焊接金属 冶炼高熔点贵重金属 注意 Al 与 MgO 不能发生铝热反应 3 Mg 在 CO2中能够燃烧 所以活泼金属着火不能用干冰灭火器和泡沫灭火器 题组二 铝与酸或碱反应的定量分析 4 将等物质的量的镁和铝混合 取等质量该混合物四份 分别加到足量的下列溶液中 充 分反应后 放出氢气最多的是 A 3 mol L 1 HCl B 4 mol L 1 HNO3 C 8 mol L 1 NaOH D 18 mol L 1 H2SO4 答案 A 解析 在镁 铝混合物中加入 HNO3和浓 H2SO4都不产生 H2 加入 NaOH 溶液 只有 Al 与 之反应生成 H2 而镁不反应 加入盐酸 镁 铝都与盐酸反应生成 H2 所以放出 H2的 量最多 5 铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸 非氧化性酸 反应又能与强碱溶液反应放出 H2的金属 就铝的这一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 答案 1 1 解析 根据化学方程式 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 得 Al 与 H2的关系式 均为 2Al 3H2 故只要参加反应的 Al 的量相等 所得 H2的量必相等 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 答案 1 3 解析 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 6HCl 3H2 2NaOH 3H2 故当 HCl NaOH 物质的量相等时 二者产生 H2的体 积比为 1 3 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 答案 3 1 解析 因为铝足量且产生 H2相等 根据关系式 n HCl n NaOH 3 1 又因为两溶液 体积相等 故物质的量浓度 c HCl c NaOH n HCl n NaOH 3 1 4 甲 乙两烧杯中各盛有 100 mL 3 mol L 1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 1 2 则加 入铝粉的质量为 A 5 4 g B 3 6 g C 2 7 g D 1 8 g 答案 A 解析 其反应原理分别为 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 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 1 3 而题设条件体积比为 1 2 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 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 6 mol 3 mol 3 mol L 1 0 1 L 0 15 mol 则 Al 与 NaOH 反应生成的 H2为 0 15 mol 2 0 3 mol 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 2 27 g 3 mol 5 4 g 0 3 mol 即投入的铝粉为 5 4 g 思维建模 1 铝与酸 碱反应生成 H2的量的关系 铝与酸 碱反应的化学方程式分别为 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 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 失3e Al 与 H2的关系都是 2Al 3H2 等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应 产生氢气体积比 1 1 VHCl H2 VNaOH H2 足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应 产生氢气的体积比 1 3 VHCl H2 VNaOH H2 一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应 产生氢气的体积比 1 3 则必定是 a 铝与盐酸反应时 铝过量而盐酸不足 b 铝与氢氧化钠反 VHCl H2 VNaOH H2 1 1 应时 铝不足而氢氧化钠过量 解题时应充分利用上述过量关系 2 铝的这种既能与酸 非氧化性酸 又能与强碱反应产生 H2的性质常作为推断题的 题 眼 考点二 铝热反应 1 本质 利用铝的还原性 将难熔金属从其氧化物中置换出来 2mAl 3MnOmmAl2O3 3nM 高温 2 反应特点 在高温下进行 反应迅速 放出大量的热 新生成的金属单质呈液态且易与 Al2O3分离 3 应用 1 在生产上 可用于焊接钢轨等 2 在冶金工业上用于冶炼难熔金属 4 铝热剂 1 在铝热反应中 反应混合物 铝粉 金属氧化物 称为铝热剂 2 能与 Al 组成铝热剂的金属氧化物常见的有 Fe2O3 Fe3O4 Cr2O3 MnO2 V2O5等 深度思考 铝热反应的本质是利用铝的还原性 将难熔金属从其氧化物中置换出来 关于铝热反应 思考下列问题 1 是否所有的金属氧化物都能和铝发生铝热反应 答案 否 判断铝热反应能否发生 应首先看金属的活动性 例如 MgO 和 Al 不能发生铝 热反应 2 在铝热反应中 镁条 KClO3的作用是 答案 引燃 助燃作用 3 做铝热反应时 应注意哪些事项 答案 要保证纸漏斗重叠时四周均为四层 且内层纸漏斗一定要用水润湿 以防止高 温物质从四周溅出 同时损坏纸漏斗 蒸发皿中的细纱要适量 既要防止蒸发皿炸裂 又要防止熔融的液体溅出伤人 实验装置不要距人群太近 应远离易燃物 粉末状试样 A 是由等物质的量的 MgO 和 Fe2O3组成的混合物 进行如下实验 取适量 A 进行铝热反应 产物中有单质 B 生成 另取 20 g A 全部溶于 0 15 L 6 0 mol L 1盐酸中 得溶液 C 将 中得到的单质 B 和溶液 C 反应 放出 1 12 L 标况 气体 同时生成溶液 D 还残 留有固体物质 B 用 KSCN 溶液检验时 溶液 D 不变色 请填空 1 中引发铝热反应的实验操作是 产物中的单质 B 是 2 中所发生的各反应的化学方程式是 3 中所发生的各反应的离子方程式是 4 若溶液 D 的体积仍视为 0 15 L 则该溶液中 c Mg2 为 c Fe2 为 答案 1 加少量 KClO3 插上镁条并将其点燃 Fe 2 Fe2O3 6HCl 2FeCl3 3H2O MgO 2HCl MgCl2 H2O 3 Fe 2H Fe2 H2 Fe 2Fe3 3Fe2 4 0 67 mol L 1 2 3 mol L 1 解析 此题将实验操作与元素化合物知识巧妙结合在一起考查 增大了试题的容量 增 强了试题的测试能力 1 铝热反应是指单质 Al 和某些金属氧化物发生的反应 反应过程中放出大量热 但该 反应需要较高的温度才能引发 在混合物上加少量 KClO3固体并插上 Mg 条 点燃 Mg 条 后放出热量 使 KClO3固体分解放出 O2 进一步加剧 Mg 的燃烧 可在短时间内使混合物 温度迅速升高 引发反应 发生的反应为 Fe2O3 2AlAl2O3 2Fe 所以 高温 产物中单质 B 为 Fe 2 Fe2O3和 MgO 都是碱性氧化物 能和酸反应生成盐和水 Fe2O3 6HCl 2FeCl3 3H2O MgO 2HCl MgCl2 H2O 3 混合物中只有 Fe2O3能和 Al 发生铝热反应 生成 Fe 单质 C 溶液中有反应生成的 FeCl3 还有未反应的 HCl 发生的离子反应为 Fe 2H Fe2 H2 Fe 2Fe3 3Fe2 4 假设步骤 用去的 20 g 固体中 MgO 的物质的量为 x 则 Fe2O3的物质的量也为 x 则 40 g mol 1x 160 g mol 1x 20 g 解得 x 0 1 mol 根据 MgO MgCl2的关系 则溶液中 MgCl2的浓度为 0 1 mol 0 15 L 0 67 mol L 1 步骤 说明溶液中没有 Fe3 也就是溶质为 FeCl2和 MgCl2 根据 Cl 不变的关系 可知 MgCl2和 FeCl2的总的物质的量等于 0 45 mol 所以 FeCl2 0 15 L 6 0 mol L 1 2 的浓度为 2 3 mol L 1 0 45 mol 0 1 mol 0 15 L 考点三 铝的重要化合物 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 受热分解 2Al OH 3Al2O3 3H2O 3 制备 向铝盐中加入氨水 离子方程式为 Al3 3NH3 H2O Al OH 3 3NH 4 NaAlO2溶液中通入足量 CO2 离子方程式为 AlO CO2 2H2O Al OH 3 HCO 2 3 NaAlO2溶液与 AlCl3溶液混合 3AlO Al3 6H2O 4Al OH 3 2 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 2 12H2O 它是无色晶体 可溶于水 水溶液 pH 7 填 或 明矾可以净水 其净水的原理是 Al3 3H2O Al OH 3 胶体 3H Al OH 3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水 深度思考 1 明矾的净水作用与液氯对自来水的消毒作用原理是否相同 答案 不同 明矾净水只能除去水中的悬浮杂质 不能杀菌消毒 而液氯只能杀菌消毒 不能沉淀悬浮的杂质 2 在做铝的燃烧实验时 用坩埚钳夹住一小块铝箔 在酒精灯上加热至其熔化 会看到的 现象是铝箔熔化 失去光泽 但熔化的铝并不滴落 原因是 答案 铝箔加热时与 O2发生反应生成熔点很高的 Al2O3薄膜 使内部的铝被 Al2O3包裹 着 所以熔化的铝不易滴下 3 中学学习阶段接触到许多既能与酸反应又能与碱反应的物质 除了 Al 及其重要化合物 外 你还知道哪些 答案 弱酸的铵盐 如 NH4HCO3 CH3COONH4 NH4 2S 等 弱酸的酸式盐 如 NaHCO3 KHS NaHSO3 氨基酸 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 答案 C 解析 钝化的实质是 Fe Al 在浓 H2SO4或浓 HNO3作用下其表面被氧化成一层致密的氧 化物保护膜 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 某氧化物 X 难溶于水 能与烧碱反应 生成易溶于水的化合物 Y 将少量 Y 溶液滴入盐 酸中无沉淀生成 则 X 是 A SiO2 B Al2O3 C MgO D CuO 答案 B 解析 C 项 MgO 不能溶于烧碱 不正确 少量 Y 滴入盐酸不能形成沉淀 Al2O3符合题 意 A 项不正确 B 项正确 D 项 CuO 不能溶于烧碱 不正确 题组二 制备 Al OH 3的最佳途径 3 用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝 下列操作步骤中最恰当的组合是 加盐酸溶解 加烧碱溶液溶解 过滤 通入过量 CO2生成 Al OH 3沉淀 加入盐酸生成 Al OH 3沉淀 加入过量烧碱溶液 A B C D 答案 B 解析 若先用盐酸溶解 Mg Al 均溶解 制取 Al OH 3的步骤较多 从 NaAlO2制备 Al OH 3 若加盐酸不容易控制量的多少 故 B 项操作步骤为最佳顺序 4 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 350 g 70 H2SO4溶液 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 Error 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 三位学生制得的 Al OH 3 W1 W2 W3其质量由大到小的顺序是 3 制得 Al OH 3的最大质量是 答案 1 丙 2 W3 W1 W2 3 520 g 反思归纳 制取 Al OH 3一般不用强酸或强碱 因为强酸 强碱都能溶解生成的 Al OH 3 而不易控 制酸 碱的用量 一般用氨水或 CO2制取 也可用 Al3 AlO的双水解反应制取 2 考点四 用数形结合思想理解 Al3 Al OH 3 AlO之间的转化关系 2 1 Al3 Al OH 3 AlO之间的转化关系 2 写出上述转化的离子方程式 答案 1 Al3 3NH3 H2O Al OH 3 3NH 4 Al3 3AlO 6H2O 4Al OH 3 2 Al3 3OH Al OH 3 2 Al OH 3 3H Al3 3H2O 3 Al3 4OH AlO 2H2O 2 4 AlO 4H Al3 2H2O 2 5 AlO CO2 2H2O Al OH 3 HCO 2 3 AlO H H2O Al OH 3 2 6 Al OH 3 OH AlO 2H2O 2 2 与 Al OH 3沉淀生成有关的图像分析 1 把强碱溶液逐滴加入到铝盐 Al3 溶液中至过量 现象 先有白色沉淀产生 然后沉淀逐渐溶解 有关反应 A B Al3 3OH Al OH 3 B D Al OH 3 OH AlO 2H2O 2 图像 2 把铝盐 Al3 溶液逐滴加入到强碱溶液中至过量 现象 先无明显现象 反应一段时间后逐渐产生大量的白色沉淀 有关反应 A B Al3 4OH AlO 2H2O 2 B C Al3 3AlO 6H2O 4Al OH 3 2 图像 3 把强酸溶液逐滴加入到 AlO溶液中至过量 2 现象 先生成白色沉淀 然后沉淀逐渐溶解 有关反应 A B AlO H H2O Al OH 3 2 B D Al OH 3 3H Al3 3H2O 图像 4 向强酸溶液中逐滴加入 AlO溶液至过量 2 现象 先无明显现象 反应一段时间后逐渐产生白色沉淀 有关反应 A B 4H AlO Al3 2H2O 2 B C Al3 3AlO 6H2O 4Al OH 3 2 图像 5 往等物质的量的 AlCl3 MgCl2混合溶液中加入 NaOH 溶液至过量 现象 开始出现白色沉淀 后沉淀量增多 沉淀部分溶解 有关反应 O A Al3 3OH Al OH 3 Mg2 2OH Mg OH 2 A B Al OH 3 OH AlO 2H2O 2 图像 题组一 Al3 AlO溶液加碱或酸反应现象的应用 2 1 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 B C D 答案 C 解析 中 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 过量时 Al OH 3又溶于 NaOH 只会生成 H2SiO3沉淀 2 下列各组物质的无色溶液 不用其他试剂即可鉴别的是 NaOH AlCl3 NaHCO3 H2SO4 NaAlO2 NaHSO4 Na2CO3 HCl Na2CO3 NaHCO3 Ca OH 2 答案 解析 都使用互滴法 两次操作应产生不同的现象 向含 Al3 的溶液中滴加 NaOH 溶液 先生成白色沉淀 后沉淀又逐渐溶解 向 NaOH 溶液中滴加含 Al3 的溶液 开始无沉淀产生 后产生白色沉淀 且沉淀不溶解 两次 现象不同 可以鉴别 不论是 NaHCO3滴入 H2SO4中还是 H2SO4滴入 NaHCO3中都会立即产生气泡 现象相同 无法鉴别 NaHSO4 Na H SO 溶液显强酸性 向 NaAlO2溶液中滴加 NaHSO4 开始出现 2 4 白色沉淀后沉淀逐渐溶解 向 NaHSO4溶液中滴加 NaAlO2溶液 开始无现象 后出现白 色沉淀 现象不同 可以鉴别 向 Na2CO3溶液中滴加盐酸 开始无现象 后产生气泡 向盐酸中滴加 Na2CO3溶液 立即产生气泡 无论是 NaHCO3还是 Na2CO3加到 Ca OH 2中都会产生白色沉淀 无法区别 题组二 有关 Al3 AlO的离子反应 2 3 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 K 4 B 1 0 mol L 1的 NaAlO2溶液中 Cl HCO K Ca2 3 C 在强碱性环境中 AlO SiO Na K 22 3 D 能使甲基橙显红色的溶液中 NH AlO Na 4 2 答案 C 解析 A 项 MnO有颜色 ClO 与 Al3 可发生双水解反应 B 项中 4 HCO AlO H2O Al OH 3 CO D 项中 酸性条件下 AlO不存在 3 22 3 2 4 下列离子方程式书写正确的是 A 向氯化铝溶液中通入过量氨气 4NH3 Al3 2H2O AlO 4NH 2 4 B 将铝片打磨后置于 NaOH 溶液中 2Al 2OH 2AlO H2 2 C 向明矾溶液中加入过量的 Ba OH 2溶液 Al3 2SO 2Ba2 4OH 2BaSO4 AlO 2H2O 2 4 2 D 向 NaAlO2溶液中通入足量 CO2 2AlO CO2 3H2O 2Al OH 3 CO 22 3 答案 C 解析 A 项 氨水不能溶解 Al OH 3 B 项 氧元素不守恒 D 项 通足量 CO2时 应生 成 HCO 3 反思归纳 1 离子共存问题 1 Al3 与 OH AlO CO HCO S2 等不能大量共存 22 3 3 2 AlO与 H HCO Al3 Fe3 等不能大量共存 2 3 2 离子反应先后顺序问题 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 4 Mg2 Al3 反应生成沉淀 再与 NH反应 最后才溶解 Al OH 3沉淀 4 3 Al 及其化合物的除杂归类事例 1 Mg Al 加足量 NaOH 溶液 2 Fe2O3 Al2O3 加足量 NaOH 溶液 3 Mg OH 2 Al 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 题组三 Al3 Al OH 3 AlO三者之间关系的定量分析 2 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 B x 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 2 答案 B 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 3 1 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 6 向物质的量浓度均为 1 mol L 1的 AlCl3和盐酸的混合溶液中逐滴滴入 NaOH 溶液 下 图 n 表示 Al OH 3的物质的量 V 表示 NaOH 溶液的体积 能正确表示这个反应过程的是 答案 D 解析 向混合溶液中逐滴滴入 NaOH 溶液 反应情况分为三个阶段 第一阶段为 OH H H2O 此时无沉淀产生 第二阶段有白色沉淀产生 反应的离子方程式为 Al3 3OH Al OH 3 第三阶段滴加 NaOH 溶液至过量 沉淀逐渐溶解最后完全消 失 反应的离子方程式为 Al OH 3 OH AlO 2H2O 结合反应方程式及浓度关系可 2 知三个阶段消耗 NaOH 物质的量之比为 1 3 1 7 向 30 mL 1 mol L 1的 AlCl3溶液中逐渐加入浓度为 4 mol L 1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 A 3 mL B 7 5 mL C 15 mL D 17 5 mL 答案 B 解析 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 n Al OH 3 0 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 L 0 007 5 L 7 5 mL 当碱过量时 则 0 01 3 4 V NaOH L 0 027 5 L 27 5 mL 0 03 4 0 01 4 方法指导 可溶性铝盐与强碱反应的计算规律 1 求产物 Al OH 3的量 当 n OH 3n Al3 时 n Al OH 3 n OH 1 3 当 3n Al3 n OH 4n Al3 时 n Al OH 3 4n Al3 n OH 当 n OH 4n Al3 时 n Al OH 3 0 无沉淀 2 求反应物碱的量 若碱不足 Al3 未完全沉淀 n OH 3n Al OH 3 若碱使生成的 Al OH 3部分溶解 n OH 4n Al3 n Al OH 3 探究高考 明确考向 1 判断正误 正确的划 错误的划 1 氯离子存在时 铝表面的氧化膜易被破坏 因此含盐腌制品不宜直接存放在铝制容 器中 2013 浙江理综 8C 2 向明矾溶液中滴加 Ba OH 2溶液 恰好使 SO沉淀完全 2 4 2Al3 3SO 3Ba2 2 4 6OH 2Al OH 3 3BaSO4 2013 海南 10B 解析 明矾溶液中 Al3 和 SO个数比为 1 2 SO完全沉淀时 Al3 应转化为 2 42 4 AlO 2 3 0 10 mol L 1的氨水与 AlCl3溶液发生反应的离子方程式为 Al3 3OH Al OH 3 2013 福建理综 8A 解析 NH3 H2O 是弱电解质 不能拆分 4 0 1 mol L 1 NaAlO2溶液中 H Na Cl SO能大量共存 2 4 2013 江苏 3D 解析 AlO与 H 不能大量共存 错误 2 5 氯化铝是一种电解质 可用于电解法制铝 2013 江苏 4D 解析 AlCl3是共价化合物 熔融状态不导电 错误 6 明矾溶于水产生 Al OH 3胶体 Al3 3H2O Al OH 3 3H 2013 江苏 8B 解析 Al OH 3胶体不是沉淀 不能加沉淀符号 错误 7 向 NaAlO2溶液中滴加 NaHCO3溶液 有沉淀和气体生成 2013 重庆理综 2C 解析 向 NaAlO2溶液中滴加 NaHCO3溶液 仅有沉淀生成 方程式为 AlO HCO H2O Al OH 3 CO 2 32 3 8 如图所示 AlCl3溶液 浓氨水 中有白色沉淀生成 2012 北京理综 10C 改 编 解析 浓氨水中挥发出 NH3 NH3与 AlCl3溶液反应生成 Al OH 3白色沉淀 9 新制的氧化铝可溶于氢氧化钠溶液 Al2O3 2OH 2AlO H2O 2 2012 海南 12D 2 2013 山东理综 9 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 答案 A 解析 A 项 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 1 mol Al 消耗 1 mol NaOH B 项 2Al 3H2SO4 Al2 SO4 3 3H2 1 mol Al 消耗 1 5 mol H2SO4 C 项 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 1 mol Al 消耗 3 mol HCl D 项 Al 和稀硝酸反应不放 H2 综上所述 符合题意的是 A 项 3 2012 安徽理综 13 已知室温下 Al OH 3的 Ksp或溶解度远大于 Fe OH 3 向浓度均 为 0 1 mol L 1的 Fe NO3 3和 Al NO3 3混合溶液中 逐滴加入 NaOH 溶液 下列示意 图表示生成 Al OH 3的物质的量与加入 NaOH 溶液的体积的关系 合理的是 答案 C 解析 解答本题时应特别注意 难溶物的 Ksp越大 在溶液中越难形成沉淀 Al OH 3 能溶于过量的 NaOH 溶液 由于 Al OH 3的 Ksp比 Fe OH 3的 Ksp大 故在混合液中加入 NaOH 溶液时 先生成 Fe OH 3沉淀 而不生成 Al OH 3沉淀 当 Fe NO3 3反应完全后再 生成 Al OH 3沉淀 继续加入 NaOH 溶液 Al OH 3沉淀又溶解 故只有 C 图像符合题意 4 2013 重庆理综 8 1 合金是建造航空母舰的主体材料 航母升降机可由铝合金制造 铝元素在周期表中的位置 工业炼铝的原料由铝土矿提取而得 提取过程中通入的气体为 Al Mg 合金焊接前用 NaOH 溶液处理 Al2O3膜 其化学方程式为 焊接过程中使用的保护气为 填化学式 答案 第三周期第 A 族 CO2 Al2O3 2NaOH 2NaAlO2 H2O Ar 其他合理答案均可 5 2013 大纲全国卷 29 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 电解法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 答案 1 2NaOH SiO2 Na2SiO3 H2O 2NaOH Al2O3 2NaAlO2 H2O 2 CaSiO3 2AlO CO2 3H2O 2Al OH 3 CO 或 AlO CO2 2H2O Al OH 22 3 2 3 HCO 3 3 浓 H2SO4 12HF 3Na2CO3 2Al OH 3 2Na3AlF6 3CO2 9H2O 4 2Al2O34Al 3O2 O2 CO2 CO 高温 电解 Na3AlF6 解析 结合 Al2O3 SiO2与 NaOH 溶液反应后产物的性质来分析流程图一 根据萤石和纯 碱为原料制取冰晶石来分析流程图二 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 2 3 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 2 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 1 近年来 科学家正在探索利用铝粉作为新能源的可能性 以期铝能成为一种石油的取代 物 假如铝作为一种普遍使用的新型能源被开发利用 关于其有利因素的下列说法 你 认为哪项是错误的 A 铝质轻 便于运输 贮存 且安全 B 铝燃烧时放出的热量大 且燃烧后产物对环境的污染容易得到有效的控制 C 在地球上 铝矿资源比较丰富 D 现代电冶铝的工业技术已为铝作为新能源奠定了重要基础 答案 D 解析 电冶铝时要消耗大量的电能 D 项错误 2 下列叙述正确的是 A 铝制容器可盛装热的浓硫酸 B 镁的金属性比铝的金属性强 C 氢氧化铝能溶于过量氨水 D 镁在空气中燃烧生成的固体只有 MgO 答案 B 解析 铝与热的浓硫酸发生反应 氢氧化铝不能溶于氨水 镁在空气中燃烧生成的固体 有 MgO Mg3N2和 C 3 下列物质中既能跟稀硫酸反应 又能跟氢氧化钠溶液反应的是 NaHCO3 NH4 2SO3 Al2O3 Al OH 3 Al A 全部 B 只有 C 只有 D 只有 答案 A 解析 弱酸的酸式盐 弱酸弱碱盐 Al Al2O3 Al OH 3等物质既可与强酸反应又可与 强碱反应 故选 A 4 相同质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 A Al B Al OH 3 C AlCl3 D Al2O3 答案 A 解析 假设上述四种物质均为 1 g 则物质的量分别为 mol mol mol 1 27 1 78 1 133 5 mol 完全溶解转化为 NaAlO2时 所需 NaOH 的物质的量分别为 mol mol 1 102 1 27 1 78 4 mol mol 2 mol mol 所以选 A 1 133 5 1 33 4 1 102 1 51 5 有一块镁铝合金 其中镁与铝的质量比是 8 9 加入足量稀 H2SO4使其完全溶解后 再 加入 NaOH 溶液 生成沉淀的质量随 NaOH 溶液体积变化的曲线如下图 其中正确的是 答案 A 解析 镁与铝的质量比是 8 9 则物质的量之比是 1 1 NaOH 溶液过量后 Al OH 3完 全溶解 只有 Mg OH 2 B 错 等物质的量的 Mg OH 2与 Al OH 3的质量之比是 58 78 即剩余的 Mg OH 2的质量小于沉淀最大质量的 1 2 排除 C D 故选 A 6 甲 乙两烧杯中分别装有相同体积 相同 pH 的氨水和 NaOH 溶液 各加入 10 mL 0 1 mol L 1 AlCl3溶液 两烧杯中都有沉淀生成 下列判断正确的是 A 甲中沉淀一定比乙中的多 B 甲中沉淀可能比乙中的多 C 甲中沉淀一定比乙中的少 D 甲中和乙中的沉淀一定一样多 答案 B 解析 若 AlCl3过量 由于相同体积 相同 pH 的氨水比 NaOH 提供的 OH 物质的量大 所以甲比乙生成的 Al OH 3沉淀多 若 AlCl3电离出的 Al3 与氨水或 NaOH 溶液电离 出的 OH 恰好完全反应 生成沉淀相等 若 AlCl3少量 由于在 NaOH 溶液中生成的 Al OH 3可继续与 NaOH 反应而溶解 乙中的沉淀量小于甲 7 某溶液中可能含有 H NH Mg2 Al3 Fe3 CO SO NO中的几种 42 32 4 3 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 Al3 B 溶液中 n NH 0 2 mol 4 C 溶液中一定不含 CO 可能含有 SO和 NO 2 32 4 3 D n H n Al3 n Mg2 1 1 1 答案 B 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 2 3 3 Mg2 Al3 由图像可知溶液中还一定含有 NH 且 n NH 0 7 mol 0 5 4 4 mol 0 2 mol n H 0 1 mol n Al3 0 8 mol 0 7 mol 0 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 Mg2 2OH 可得 n Mg2 0 05 mol 故只有选项 B 正确 8 双羟基铝碳酸钠是医疗上常用的一种抑酸剂 其化学式是 NaAl OH 2CO3 关于该物质的 说法正确的是 A 该物质属于两性氢氧化物 B 该物质是 Al OH 3和 Na2CO3的混合物 C 1 mol NaAl OH 2CO3最多可消耗 3 mol H D 该药剂不适合于胃溃疡患者服用 答案 D 解析 双羟基铝碳酸钠属于盐类 A 错误 它是一种化合物 属于纯净物 不是混合物 B 错误 1 mol NaAl OH 2CO3最多可消耗 4 mol H C 错误 由于能与胃酸反应放出 CO2气体 故不适合于胃溃疡患者服用 9 某无色溶液 由 Na Ag Ba2 Al3 AlO MnO CO SO中的若干种组 2 42 32 4 成 取该溶液按如下步骤进行实验 得到框图所示现象 下列说法正确的是 A 原溶液中一定含有 Ba2 AlO 可能含有 Na 2 B 白色沉淀甲是 BaCO3 C 气体 a 和气体 b 均是 CO2 D 原溶液一定呈酸性 答案 C 解析 无色溶液中不可能有 MnO 加过量盐酸有气体产生一定含 CO 有 CO 42 32 3 则无 Ag Ba2 Al3 根据溶液电中性知一定有 Na A 选项错 加过量 NH4HCO3生 成的沉淀甲为 Al OH 3 即原溶液中存在 AlO 则原溶液呈碱性 B D 选项错 最后 2 加过量氢氧化钡溶液反应生成的沉淀可能是 BaSO4和 BaCO3 则原溶液中可能有 SO 2 4 10 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 B a 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 答案 C 解析 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 11 A B C D E 五种化合物均含有某种短周期常见元素 它们的转化关系如图所示 其中 A 的溶液为澄清溶液 C 为难溶的白色固体 E 则易溶于水 取 A 的溶液灼烧 焰 色反应为浅紫色 透过蓝色钴玻璃 1 写出化学式 A B C D E 2 写出下列反应的离子方程式 A B A D 答案 1 KAlO2 Al OH 3 Al2O3 AlCl3 NaAlO2 2 AlO CO2 2H2O Al OH 3 HCO 2 3 AlO 4H Al3 2H2O 2 解析 在短周期元素形成的化合物中 既能与盐酸反应 又能与 NaOH 溶液反应的物质 必为两性物质 又因为 B 受热时转化为 C 故可知 C 为 Al2O3 B 为 Al OH 3 由此推出 D 是 AlCl3 A 与过量 CO2反应生成 Al OH 3 且 A 的溶液的焰色反应为浅紫色 则 A 为 KAlO2 E 为 NaAlO2 12 如图所示为一定量 AlCl3溶液中加入 NaOH 溶液后 产生 Al OH 3白色沉淀的质量与 NaOH 的物质的量之间的关系曲线 请回答下列问题 1 A 点时已参加反应的 AlCl3和 NaOH 的物质的量之比为 2 AB 段曲线所表示的反应的离子方程式为 3 向 B 处生成的溶液中通入二氧化碳 可观察到的现象是 4 向含有 0 1 mol NH4Al SO4 2溶液中逐滴加入 5 mol L 1 NaOH 溶液 开始发现溶液 中出现白色沉淀并逐渐增多 一段时间后有刺激性气味的气体逸出 最后白色沉淀逐渐 减少并最终消失 请在下图中画出生成沉淀的物质的量与加入 NaOH 溶液体积的关系示 意图 答案 1 1 3 2 Al OH 3 OH AlO 2H2O 2 3 生成白色沉淀 4 13 无水 AlCl3易升华 可用作有机合成的催化剂等 工业上以铝土矿 Al2O3 Fe2O3 为原 料制备无水 AlCl3的工艺流程如下 1 氯化炉中 Al2O3 Cl2和 C 反应的化学方程式为 2 用 Na2SO3溶液可除去冷却器排出的尾气中的 Cl2 此反应的离子方程式为 3 升华器中主要含有 AlCl3和 FeCl3 需加入少量 Al 其作用是 4 为测定制得的无水 AlCl3产品 含杂质 FeCl3 的纯度 称取 16 25 g 无水 AlCl3样 品 溶于过量的 NaOH 溶液中 过滤出沉淀物 沉淀物经洗涤 灼烧 冷却 称重 得 其质量为 0 32 g 写出上述除杂过程中涉及的离子方程式 AlCl3产品的纯度为 5 工业上另一种以铝灰为原料制备无水 AlCl3的工艺中 最后一步是由 AlCl3 6H2O 脱水制备无水 AlCl3 实现这一步的方法是 答案 1 Al2O3 3Cl2 3C2AlCl3 3CO 2 SO Cl2 H2O SO 2Cl 2H 2 32 4 3