高中化学第三章第二节必考知识点

第二节铝及其重要化合物,1通过实验探究，了解铝、氧化铝、氢氧化铝的重要性质。2了解两性氧化物、两性氢氧化物的概念和一般性质。3掌握与Al(OH)3沉淀量有关的图像分析和化学计算方法。4了解复盐的概念，了解明矾的组成、性质和用途。,1以离子方程式为核心依据，理解Al、Al2O3、Al(OH)3与酸、碱反应和明矾与碱反应的实质。2以“两性”为切入点，以Al(OH)3为中心，归纳、掌握“Al3、Al(OH)3、AlO 相互转化关系(铝三角)”。3全面归纳和分析与Al(OH)3沉淀量有关的图像，明确图像中点和线段的含义，掌握与nAl(OH)3、n(Al3)、n(OH)相关的计算依据(公式)。,铝及其化合物,答案：3s23p三A银白Cl2、S铝热反应2Al6H=2Al33H2强碱高大两性2Al(OH)3Al2O33H2O两性HAlO H2OAl33OH分子Al(OH)3净化剂,1铝分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应，当放出的H2在同温同压下相等时，消耗的盐酸与NaOH的物质的量之比为()A1:1B2:1C3:1 D1:3解析：根据Al与盐酸和NaOH反应的化学方程式，生成等量的H2消耗的盐酸与NaOH物质的量之比为3:1。答案：C,2除去MgO中的Al2O3可选用的试剂是()ANaOH溶液 B硝酸C稀硫酸 D稀盐酸解析：MgO和Al2O3都溶于酸，但MgO不溶于碱，而Al2O3溶于碱。答案：A,3下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是()A铝在常温下不能与氧气反应B铝不能与氯气反应C铝既能溶于酸，又能溶于碱D氧化铝只能与酸反应，不能与碱反应,解析：铝是活泼的金属元素，其单质在一定条件下能与许多非金属单质反应。既能与酸反应，又能与强碱溶液反应，生成H2。在常温时与氧气能生成一层致密的氧化膜，阻止铝继续与氧气反应。铝的氧化物为两性氧化物，既能与酸反应，又能与碱反应，故C项正确。答案：C,4(2009芜湖模拟)用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝，下述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 BC D,解析：由镁粉和铝粉制取纯净Al(OH)3的过程为：答案：B,5(2009绍兴市高三期末质检)下列关于镁的叙述正确的是()A镁条燃烧可用CO2进行扑灭B镁不能与NaOH溶液反应放出H2C镁制容器可用来装浓HNO3D镁在空气中燃烧产物全是MgO答案：B,6现代建筑门窗常用古铜色的硬铝制造，取硬铝样品进行如下实验(每一步所加试剂都是过量的)由此可以推知，下列各组可能是硬铝组成的是()AAl、Cu、Mg、Si BAl、Mg、Si、ZnCAl、Fe、C、Cu DAl、Si、Zn、Na答案：A,7在含有Ag、Al3、Ca2、Mg2四种离子的溶液中，逐一加入有关物质，填写下列空白：(1)往混合溶液中加盐酸，生成_沉淀，反应的离子方程式是_。(2)把实验(1)所得的物质过滤，往滤液中加氨水，使溶液呈碱性，又出现_色沉淀是_(写名称)，反应的离子方程式是_。(3)把实验(2)所得物质过滤，往滤液中加碳酸钠溶液，又会出现_色沉淀，反应的离子方程式是 _。,(4)把实验(2)所得物质的沉淀中加过量的NaOH溶液，所观察到的现象是_，反应的离子方程式是 _，不溶的物质是 _。,解析：Ag、Al3、Ca2、Mg2共存时，加入盐酸与Ag反应生成AgCl沉淀，其余三种离子存在于溶液中；加氨水时，Mg2、Al3都会生成沉淀，溶液中剩余了Ca2、NH ，再加Na2CO3溶液，则会生成CaCO3白色沉淀；向(2)所得Mg(OH)2、Al(OH)3沉淀中加NaOH溶液，Al(OH)3会溶解，Mg(OH)2不会溶解。,答案：(1)AgClAgCl=AgCl(2)白氢氧化镁、氢氧化铝Mg22NH3H2O=Mg(OH)22NHAl33NH3H2O=Al(OH)33NH(3)白Ca2CO =CaCO3(4)部分沉淀溶解Al(OH)3OH=AlO 2H2OMg(OH)2,8(2009南京模拟)电解法冶炼铝的原料是Al2O3，可由自然界中铝土矿获得。其生产过程可表示为：铝土矿(主要成分Al2O3，杂质SiO2、Fe2O3)Al(OH)3Al2O3Al。从铝土矿到Al(OH)3的转化有两种方案：,(1)过滤、的滤渣成分分别是_(填字母代号，下同)；过滤、的滤渣成分分别是_。AAl2O3BSiO2CFe2O3DAl(OH)3EH2SiO3FFe(OH)3(2)“Al(OH)3Al”的一般的生产方法是_(填字母代号)。A蒸发B灼烧C热还原D溶解E过滤F电解,解析：(1)SiO2不与HCl反应，但与NaOH溶液反应；Fe2O3不与NaOH溶液反应，但易与HCl反应；NaAlO2可与CO2发生反应AlO CO22H2O=Al(OH)3HCO，Al3与NH3H2O发生反应Al33NH3H2O=Al(OH)33NH 。(2)Al(OH)3受热分解生成Al2O3，然后电解可得到Al。答案：(1)B、FC、E(2)B、F,9在标准状况下进行下列实验：甲、乙、丙各取300 mL同浓度的盐酸，加入不同质量的同一镁铝合金粉末，有关数据列表如下：,问：(1)盐酸的物质的量浓度是多少？(2)求合金中镁、铝的质量分数。(3)在丙实验之后，还需向容器中加入1.00 molL1的NaOH溶液多少毫升才能使剩余合金中的铝全部溶解(设剩余合金与原合金成分相同)?,解析：(1)由题意可知，甲中盐酸过量，丙中合金过量，,(2)设甲中合金中镁、铝的物质的量分别为x、y，有,答案：(1)0.02 molL1(2)w(Mg)47.1%w(Al)52.9%(3)78 mL,铝分别与盐酸、氢氧化钠溶液反应的原理2Al6HCl=2AlCl33H22Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H21等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比,2足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠反应，产生氢气的体积比为 3一定量的铝分别和一定量的盐酸和氢氧化钠反应，若产生氢气的体积比为 ，则必定是：(1)铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足。(2)铝与氢氧化钠反应时，铝不足而氢氧化钠过量。解题时应充分利用上述过量关系快速求解。,友情提示Al与酸、碱反应的实质都是：,案例精析【例1】(2007上海高考)用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁(如右图所示)，将试管浸入硝酸汞溶液中，片刻后取出，然后置于空气中，不久铝箔表面生出“白毛”，红墨水柱右端上升。根据实验现象判断下列说法错误的是()A实验中发生的反应都是氧化还原反应B铝是一种较活泼的金属C铝与氧气反应放出大量的热量D铝片上生成的白毛是氧化铝和氧化汞的混合物,解析铝箔浸入Hg(NO3)2溶液中发生反应：2Al3Hg2=2Al33Hg，置换出的Hg附着在铝箔表面阻止了致密氧化膜的形成，使Al能较容易与O2反应生成Al2O3，且能观察到生成的Al2O3在铝箔表面呈“白毛”状。由于反应4Al3O2=2Al2O3是放热反应，所以试管内气体体积膨胀，使红墨水柱右端上升。白毛的成分是Al2O3，D项错。答案D,(2009泰安)甲、乙两烧杯中分别盛有100 mL 3 molL1的盐酸和氢氧化钠溶液，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12，则加入铝粉的质量为()A5.4 g B3.6 gC2.7 g D1.6 g,解析：根据铝与盐酸和铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式判断。若在含等物质的量的HCl和NaOH溶液中加入足量的铝粉，则产生的氢气体积之比为1:3；若在含足量的HCl和NaOH溶液中分别加入等量的铝粉，则产生的氢气体积之比为1:1。而题中实际为1:2，说明铝粉的量相对盐酸是过量的，而相对NaOH是不足的。与前者反应的铝粉是2.7 g，而与后者反应的铝粉应为5.4 g，故选A。答案：A,取两份铝粉分别与足量HCl溶液和NaOH溶液反应，放出相同量的H2。则下列判断正确的是()A消耗铝粉的质量相同B消耗HCl和NaOH的物质的量相同C与盐酸反应消耗的铝粉多D与NaOH溶液反应消耗的铝粉多答案：A,1.Al2O36H=2Al33H2OAl2O32OH=2AlO H2O2AlOHH2OAl(OH)3Al33OH酸式电离碱式电离当向Al(OH)3中加入酸或碱时，都能破坏Al(OH)3的电离平衡，使之溶解。,特别提醒Al2O3和Al(OH)3只能溶于强酸、强碱，不能溶于弱酸、弱碱。,案例精析【例2】下列各组物质的稀溶液相互反应，无论是前者滴入后者，还是后者滴入前者，反应现象都相同的是()ANaHSO4和Ba(OH)2 BAlCl3和NaOHCNaAlO2和H2SO4 DNa2CO3和盐酸,解析B项若AlCl3溶液滴入NaOH溶液中：Al34OH=AlO2H2O，Al33AlO6H2O=4Al(OH)3，所以现象为先无沉淀，后产生沉淀；若NaOH溶液滴入AlCl3溶液中：Al33OH=Al(OH)3，Al(OH)3OH=AlO 2H2O，所以现象为先产生沉淀，后沉淀溶解，故现象不同。,C项若NaAlO2溶液滴入H2SO4溶液中：AlO 4H=Al32H2O，Al33AlO 6H2O=4Al(OH)3，所以现象为先无沉淀，后产生沉淀；若H2SO4溶液滴入NaAlO2溶液中；AlO HH2O=Al(OH)3，Al(OH)33H=Al33H2O，所以现象为先产生沉淀，后沉淀溶解，故现象不同。,D项中若盐酸滴入Na2CO3溶液中：CO H=HCO ，HCO H=H2OCO2，所以现象为先无气体，后产生气体；若Na2CO3溶液滴入盐酸中：CO2H=H2OCO2，立即产生气体，直至反应结束。答案A,在硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中，逐滴加入稀氢氧化钠溶液。直到过量，表示氢氧化钠加入量(x)与溶液中沉淀物的量(y)的关系示意图正确的是(),解析：此过程中发生的反应：Al(NO3)33NaOH=Al(OH)33NaNO3，Mg(NO3)22NaOH=Mg(OH)22NaNO3，Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O。所以开始时沉淀逐渐增多，达最大值后，Al(OH)3溶解，沉淀又逐渐减少，因Mg(OH)2不溶于NaOH，所以最后沉淀不完全消失。故选C项。答案：C,案例精析【例3】(2009哈尔宾)现有A、B、C三种均含同一种金属元素的无机化合物，它们之间的转化关系如下图(部分产物已略去)所示：(1)请写出B转化为C的所有可能的离子方程式_，A与C反应的离子方程式_。,(2)化合物B经过一系列反应可以得到单质E，将一定质量的Mg和E的混合物投入500 mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示。则固体混合物中Mg的质量为_；NaOH溶液的物质的量浓度为_。,解析(1)B为Al(OH)3，A、C分别为可溶性铝盐和偏铝酸盐或可溶性偏铝酸盐和铝盐。若为前者，则D为NaOH等强碱，BC的离子方程式为：Al(OH)3OH=AlO 2H2O；若为后者，则D为HCl、H2SO4、HNO3等强酸，BC的离子方程式为：Al(OH)33H=Al33H2O。两种情况下，A与C反应的离子方程式均为：Al33AlO 6H2O=4Al(OH)3。,(2)由图像知n(Mg)nMg(OH)20.15 mol，故m(Mg)0.15 mol24 gmol13.6 g。溶解0.20 mol Al(OH)3消耗NaOH的物质的量可由以下化学方程式计算：Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O,答案(1)Al(OH)3OH=AlO2H2O，Al(OH)33H=Al33H2OAl33AlO 6H2O=4Al(OH)3(2)3.6 g5 mol/L,点评物质作用过程中的“先沉淀后溶解”，主要有如下几种情况：可溶性铝盐中滴加强碱至过量Al33OH=Al(OH)3Al(OH)3OH=AlO 2H2O,可溶性偏铝酸盐中滴加强酸至过量AlO HH2O=Al(OH)3Al(OH)33H=Al33H2O澄清石灰水或Ba(OH)2通入CO2(或SO2)至过量Ca22OHCO2=CaCO3H2OCaCO3CO2H2O=Ca22HCOFe(OH)3胶体或Al(OH)3胶体滴加强酸至过量，胶体先聚沉，后溶解Fe(OH)33H=Fe33H2O,下列实验过程中产生的现象与对应图象不相符合的是()A在AlCl3溶液中滴加氨水至过量,B向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液至过量且边滴边振荡C向NaAlO2溶液中滴加稀盐酸至过量，边滴边振荡,D向偏铝酸钠溶液中逐渐通入二氧化碳至过量答案：A,将一定质量的镁、铝合金投入一定浓度的100 mL盐酸中，使合金全部溶解，向所得溶液中滴加5.00 molL1的NaOH溶液至过量，生成沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积的关系如图所示。试求：(1)原合金中铝的质量分数。(2)盐酸的物质的量浓度。,解析：观察图象可知：(1)镁、铝溶于盐酸后，盐酸过量，中和过量HCl消耗的NaOH溶液为20 mL。由题知mAl(OH)3(19.411.6) g7.8 g，mMg(OH)211.6 g，则铝的质量分数为：,(2)当沉淀质量不变时，此时沉淀(11.6 g)只有Mg(OH)2，则沉淀达到最大量时，溶液中只有Na、Cl，根据元素守恒知，此时n(NaOH)n(HCl)HClNaOH 0.800 mol 0.16L5.00 mol/L答案：(1)36%(2)8.00 molL1,【例1】在50 mL b molL1的AlCl3溶液中加入50 mL a molL1 NaOH溶液。(1)当a3b时，生成Al(OH)3沉淀的物质的量为_。(2)当a、b满足_条件时，无沉淀产生。(3)当a、b满足_条件时，先有沉淀生成，后又有部分沉淀溶解，此时Al(OH)3的质量为_g。,解析(1)依题意知，在AlCl3溶液中加入NaOH溶液有如下两反应发生：AlCl33NaOH=Al(OH)33NaClAlCl34NaOH=NaAlO23NaCl2H2O根据以上两反应可以看出：当a3b时只发生第一个反应，此时NaOH不足量，产生沉淀的量取决于NaOH，nAl(OH)3 n(NaOH) mol。,(2)如果无沉淀生成，Al元素全部以AlO形式存在，n(AlCl3)n(NaOH)14，即ab41，所以a4b。(3)此种情况应当是两个反应均发生，铝元素以Al(OH)3和 两种形式存在，可以用数轴直观地表示为,当3ba4b时，可以用多种方法求出Al(OH)3沉淀的量。设反应中，AlCl3的物质的量为x，则Al(OH)3的物质的量为x，NaOH的物质的量为3x。反应中，AlCl3物质的量为y，则NaOH的物质的量为4y，根据题意可得：解得x(0.2b0.05a) mol0.05(4ba) mol，mAl(OH)378 gmol10.05(4ba) mol3.9(4ba) g。,答案(1) mol(2)a4b(3)3ba4b39(4ba),(2008重庆高考题)某学习小组用下图装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。,(1)A中试剂为_。(2)实验前，先将铝镁合金在稀硝酸中浸泡片刻，其目的是_。(3)检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有：记录C的液面位置；将B中剩余固体过滤、洗涤、干燥、称重；待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；由A向B中滴加足量试剂；检查气密性。上述操作的顺序是_；(填序号)；记录C的液面位置时，除视线平视外，还应_。,(4)B中发生反应的化学方程式为_。(5)若实验所用铝镁合金的质量为a g，测得氢气体积为b mL(已换算为标准状况)，B中剩余固体质量为c g，则铝的相对原子质量为_。(6)实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将_(填“偏大”、“偏小”、“不受影响”),解析：本题是利用反应2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(Mg与NaOH溶液不反应)，将生成的H2排水法测气体体积，据此求出Al的相对原子质量。注意(5)由2Al3H2 2m(Al) 3 mol,(6)过滤所得不溶物未洗涤，使c增大，(ac)减小，则Ar(Al)减小。答案：(1)NaOH溶液(2)除去铝镁合金表面的氧化膜(3)使D和C的液面相平(4)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(5)(6)偏小,用图所示装置进行相关实验(夹持仪器省略)，回答下列问题：,(1)图(1)中D装置在实验中的作用是_，实验前检查该装置气密