第2讲铝及其重要化合物

1、第2讲铝及其重要化合物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知识梳理1.铝的结构和存在27铝位于元素周期表第三周期川 A族，原子结构示意图为"丿。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0曲金、fjin_ cii写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式:0”严吧形血玫的化峽'-科/1 |一36占燃 2AI + 3Cl2=2AICI 3“型叫JW冷的浓硫擾戍浓硝繼逊世 坐冥竺込ZAI十林Ml2AI + 2NaO

2、H + 2H2O=2NaAIO 2+ 3出 f4.2AI + Fe2O3=高蹙=AI 2O3+ 2Fe(铝热反应)对比记忆镁的化学性质铝镁与非金属反应能被Cl2、O2氧化点燃2Mg + O2=2MgO点燃3Mg + N2Mg3N2与水反应反应很困难能与沸水反应 Mg + 2H2OMg(OH) 2 +出匸与碱反应能溶于强碱溶液不反应与某些氧化物反能与 Fe2O3、MnO2、6203等金属氧化物发生铝热反应占燃能在 CO2 中燃烧：2MgCO2=2MgO + C5.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 “2” ，错误的划“X”(1) 铝在自

3、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X (2) X (3) X X2. 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。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

4、，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？得2e",2H + -> H2，只不过碱中的 H +来源于水的电离。0 失 3e"0,答案铝与酸、碱反应的实质都是：AlAI3+ .(用化学式表示)。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:答案 MgO、Mg3N2、C递进题组题组一 对比掌握铝、镁的性质1.镁、铝单质的化学性质以相似为主, 异性的是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

5、C02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CO?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(氯酸钾 )，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

6、供氧剂中间插一根镁条，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 AI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NH4水解，溶液呈酸性，加入铝粉时，AI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。2AI + 20H - + 2H2O=2AIO 2+ 3H 2 仁(2)铝热反应铝和某些金属氧化物反应

7、，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 AI 与 MgO 不能发生铝热反应。(3)Mg在C02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 moIC. 8 moI1 HCI1 Na0HB. 4 moI 1 HNO3D. 18 moIH2SO4答案 A解析 在镁、铝混合物中加入 HNO3和浓H2SO4都不产生 出；加入Na0H溶液，只有AI与之反应生成H2,而镁

8、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H2的体积之比是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，所得答案 1 : 1解析 根据化学方程式： 2AI + 6HCI=2AICI 3 + 3出 f、2AI + 2NaOH + 2H2O=2NaAIO 2+ 3出 f 得 AI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。足量的两份铝分另®入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中

9、，产生H2的体积之比是答案 1 : 3解析 因为在反应中AI过量，产生的H2由HCI和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCI3H2、2NaOH3出，故当HCI、NaOH物质的量相等时，二者产生出的体积比为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HCI、NaOH溶液中，二者产生的 H2相等,则HCI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(HCI) ： n(NaOH) = 3 : 1，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度 c(HCI) : c(NaOH) = n(HCI) ： n(NaOH) = 3 :

10、1甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol L1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 gB . 3.6 g答案 A 解析其反应原理分别为C. 2.7 gD . 1.8 g2AI + 6HCI=2AICI 3+ 3出 f , 2AI + 2NaOH + 2H2O=2NaAIO 2+ 3H2f。可见当参加反应的 HCI和NaOH的物质的量一样多时，产生出的体积比是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。2A

11、I + 6HCI2AICI 3+ 3H2 f6 mol3 mol L 1x 0.1 L3 moI0.15 moI则 AI 与 NaOH 反应生成的 H2 为 0.15 moI x 2 = 0.3 moI。2AI + 2NaOH + 2H 2O=2NaAIO 2+ 3出 f2x 27 g 3 moI5. 4 g 0.3 mol即投入的铝粉为5.4 g 0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2AI + 6HCI=2AICI+ 3H2 f。从化学方程式可以看出AI与酸、碱反应时生成还是与碱反应，AI与H2的关系都是2AI3H2 03+ 3H2 f>

12、2AI + 2NaOH + 2H2O=2NaAIO 2失 Be"-H2的实质都是 AI 一 AI ，所以无论与酸VhCI(H2 ) = 1 :1 oVNaOH(H2 ) 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Vhc1"2) = 1 : 3° VNaOH(H2 )1严9<1，则必定是 3 VNaOH(H2)1a铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；b.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

13、。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”。 考点二铝的重要化合物知识梳理1.氧化铝胸性氧化物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1+十 AKV 1 IIQAl(OII)3+3011"碱式电离酸式电离与HCI反位AKQHh + MHC：IAlCb+3H2O与 MjiOH 反应1 Al(OH)., +?WH ISUAlOt + 2H?O两性化物受热分解：2AI(OH) 3=AI 2O3+ 3H2O°制备 向铝盐中加入氨水，离子方程式为AI3+

14、 3NH3 H2O=AI(OH) 3J + 3NH4° NaAIO2溶液中通入足量 CO2，离子方程式为 AIO2 + CO? + 2H2O=AI(OH) NaAIO 2 溶液与 AICI 3 溶液混合：3AIO 2 + Al3+ + 6H2O=4AI(OH) 3 J°3 J+ HCO 3 °3.常见的铝盐(1)物理性质：白色固体，难溶于水，有很高的熔点。(2) 化学性质与HCI反应沪 A b 0* + 6 HCI 2 A ICh + 3 比 O与NaOH反应AlsOj-hSNaOH =2NaAlO d-HsOpH<7(填“< ”、“ >”或3H

15、 Al(OH) 3胶体吸附水(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)明矶的化学式为KAI(SO_4)2 12H2O，它是无色晶体，可溶于水，水溶液)。明矶可以净水，其净水的原理是AI3+ + 3H2OAI(OH) 3(胶体)+中杂质形成沉淀而净水。1.2.【深度思考】 明矶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。明矶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。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 O

16、2发生反应生成熔点很高的Al 2O3薄膜，使内部的铝被 Al 2O3包裹着，所以熔化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，你还知道哪的铝不易滴下些？NaHCO 3、答案 弱酸的铵盐，如： NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；弱酸的酸式盐，如:KHS、NaHSO3；氨基酸。递进题组题组一 AI2O3和AI(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 CA、B、D三项皆不解析 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

17、的氧化物保护膜。由于铝的氧化物 AI 2O3是一种两性氧化物，既可与强酸反应，又可与强碱反应，故符合题意，只有 C选项中的Cu(NO3)2不与AI 2O3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，将少量丫溶液滴入盐酸中无沉淀生意,A . SiO2答案 BA项不正确,B . Al 2O3C. MgO解析 C项MgO不能溶于烧碱，不正确；少量B项正确；D项CuO不能溶于烧碱，不正确。CuOY滴入盐酸不能形成沉淀，Al 2O3符合题题组二制备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

18、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、AI均溶解，制取Al(OH) 3的步骤较多；从NaAIO?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AI(OH) 30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AI(OH) 3的质量分别是 Wi、W2、W30三种实验方案如下:甲：铝7加 NaOH溶

19、液7加H2SO4溶液7 Wi g AI(OH) 3乙：铝7加 H2SO4溶液7加NaOH溶液7 W, g AI(OH) 3铝7加H2SO4溶液1丙:铝7加 NaOH溶液 r W3 g AI(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 AI(OH) 3，Wi、W2、W3其质量由大到小的顺序是.制得AI(OH) 3的最大质量是答案 (1)丙 (2)W3>Wi>W2 (3)520 g反思归纳AI(OH) 3,而不易控制酸、碱的用制取AI(OH) 3一般不用强酸或强碱，因为强酸、强碱都能溶解生成的 量。一般用氨水或 CO

20、2制取，也可用 AI3+、AIO2的双水解反应制取。考点三用数形结合思想理解 AI3+、AI(OH)3、AIO2之间的转化关系知识梳理夯实基M靈破魅率1. Al3*、AI(OH) 3、AIO2之间的转化关系A|3+写出上述转化的离子方程式。答案 (1)AI 3+ + 3NH3 H2O=AI(OH) 3 J + 3NH4 AI 3+ + 3AIO 2 + 6H2O=4AI(OH) AI 3+ + 3OH =AI(OH) 3 J+3+(2) AI(OH) 3+ 3H =AI+ 3H2O(3) AI 3+ + 4OH - =AIO 2 + 2出0+3+(4) AIO 2 + 4H =AI+ 2H2O

21、 AIO2 + CO2 + 2H2O=AI(OH) AIO2 + H * + H2O=AI(OH) 3 J(6)AI(OH) 3+ OH =AIO 2 + 2H2O2.与AI(OH) 3沉淀生成有关的图像分析3 +(1) 把强碱溶液逐滴加入到铝盐(AI )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 7B : AI3+ + 3OH - =AI(OH) 3B7 D : AI(OH) 3 + OK =AlO 2 + 2H2O 图像C D”(0h-)(2)把铝盐(AI 3")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

22、应:B 7 C：AI 3 + 4OH =aIO2 + 2H2O3 +AI + 3AIO 2 + 6H2O=4AI(OH) 3 J图像把强酸溶液逐滴加入到AIO 2溶液中至过量 现象：先生成白色沉淀，然后沉淀逐渐溶解。 有关反应:A 7 B : AIO2 + H + H2O=AI(OH) 3 J B7 D : AI(OH) 3 + 3H + =AI 3+ + 3H2O 图像I> n(H*)(4)向强酸溶液中逐滴加入AIO 2溶液至过量现象：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 7B : 4H + + AIO2=AI3+ + 2H2OB7C： AI3+ + 3AIO2

23、+ 6H2O=4AI(OH) 3 J图像往等物质的量的 AICI3、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:O7a : Al3+ + 3OH - =ai(OH) 3Mg2+ + 2OH 一=Mg(OH) 2Ja 7B: AI(OH) 3 + OH =AIO 2 + 2H2O图像递进题组1.下列各项操作中，不发生“先产生沉淀，然后沉淀又溶解”现象的是题组一Al3十、AlO2溶液加碱或酸反应现象的应用()向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2向NaAIO2溶液中逐滴加入过量的稀盐酸向AlCIs溶液中逐滴加入过量稀氢氧化钠溶液向硅酸钠溶液

24、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NaHCOs,由于NazCOs的溶解度比 NaHCOs的大，因而只会产生沉淀；NaAIO2中加入稀盐酸，开始产生白色沉淀AI(OH)3,当盐酸过量时，AI(OH) 3又溶于盐酸；向AlCl 3溶液中加入NaOH溶液开始产生白色沉淀 AI(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、AICI 3 NaHCO 3、H2SO4 NaAIO 2、NaHSOq NazCOs、HCl Na2CO 3、Na

25、HCO 3、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AI3"的溶液中滴加NaOH溶液：先生成白色沉淀，后沉淀又逐渐溶解;AI3"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,NaOH溶液中滴加含可以鉴别。不论是NaHCO3滴入H2SO4中还是H2SO4滴入NaHCOs中都会立即产生气泡， 现象相同，无法鉴别。NaHSO4=Na+ + H*+ SO2，溶液显强酸性。向 NaAIO 2溶液中滴加NaHSOq：开始出现白色沉淀后沉淀逐渐溶解；向 NaHSO4 溶液中滴加 NaAlO 2溶液：开始无现象，后出现白色沉淀。现象不同，可

26、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 Al 3、 AlO 2的离子反应3. 常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是3A .无色溶液中：CIO、MnO4、Al3、KB. 1.0 mol L：1 的 NaAIO2溶液中：C、HCO3、AIO 2、 SiO23、 Na*、 K*K、 Ca2C.在强碱性环境中:D .能使甲基橙显红色的溶液中：NH4、AIO2、Na答案 C 解析 A项MnO4有颜色，CIO与AI3 +可发生

27、双水解反应;H2O=AI(OH) 3J + CO2； D项中，酸性条件下 AIO2不存在。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+ AI 3+ + 2H2O=AIO2 + 4NH4项中 HCO 3 AlO 2B .将铝片打磨后置于 NaOH溶液中：2AI + 2OH - =2AIO 2 +出fBa(OH) 2 溶液：Al3 * + 2SO2 - + 2Ba2+ + 4OH=2BaSO4 J + AIO 2 + 2出0D .向 NaAIO 2溶液中通入足量 CO2： 2AlO 2 + CO2 + 3H2O=2Al(OH) 3 J + CO：答案 CC.向明矶溶液

28、中加入过量的解析 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 HCOs。反思归纳1 . 离子共存问题(1) AI3*与 OH：、AIO2、CO3：(HCO3 卜 S2：等不能大量共存。(2) AIO 2与 H +、HCO3、AI3+、Fe3+等不能大量共存。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H、 NH4、 Mg2、 AI3的 混 合淀，再与NH4反应，最后才溶解 Al(OH) 3 沉淀。3.Al 及其化合物的

29、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) 2Al(OH) 3:加足量 NaOH 溶液;2 3Mg (Al ):加过量NaOH溶液，过滤，再加酸充分溶解。6.A .线表示Al3*的物质的量的变化C.线表示AI(OH) 3的物质的量的变化答案 BB.x表示AICI 3的物质的量D.解析 AICI 3溶液与NaOH溶液混合有两种方式：向AICI线表示AIO2的物质的量的变化3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

30、 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 AICI 3溶液，开始没有沉淀,后有沉淀生成，与本题图示情况不符。向物质的量浓度均为1 mol l"的AICI 3和盐酸的混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液，下图n表示AI(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BCD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: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:第一阶段为 OH + h + =H20,此AI3 + 3OH=AI(OH) 3J ；第三阶段7.滴加NaOH溶液至过量，沉淀逐渐溶解最

31、后完全消失,2H2O，结合反应方程式及浓度关系可知三个阶段消耗 向30 mL 1 mol 1的AICI 3溶液中逐渐加入浓度为反应的离子方程式为NaOH物质的量之比为4 mol L -1 的 NaOH 溶液,AI(OH) 3 + OH - =AIO 2 +1 : 3 ： 1。若产生0.78 g白色沉淀,题组三AI3 +、AI(OH) 3、AIO2三者之间关系的定量分析5.如图表示AICI3溶液与NaOH溶液相互滴加过程中微粒的量的关系曲线，下列判断错误的是则加入的NaOH溶液的体积可能为A . 3 mLB . 7.5 mLC. 15 mLD. 17.5 mL°'0.0 O.O

32、fi ft.fW O.lTFifNbOH)杆AIQHh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:0.030;020.01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(AICI 3)= 0.03 mol , nAI(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。0 01 X 3当碱的量不足时，贝yV(NaOH) = 一 L = 0.007 5 L = 7.5 mL ;当碱过量时，则V(NaOH)=0.03 X 4 0.

33、01L = 0.027 5 L = 27.5 mL。方法指导可溶性铝盐与强碱反应的计算规律(1) 求产物AI(OH) 3的量当 n(OH)< 3n(AI3+)时,nAI(OH) 3 = 3n(OH ); 当 3n (Al3+)<n (OH)< 4n( Al3"时，n AI(OH) 3 = 4n(AI3 J n (OH); 当 n(OH )>4n(AI3+)时，nAI(OH) 3 = 0,无沉淀。(2) 求反应物碱的量若碱不足(AI3+未完全沉淀),n(OH ) = 3nAI(OH)3;若碱使生成的AI(OH) 3部分溶解,n(OH ) = 4n(AI 3 nA

34、I(OH) 3。考点四 以“化工生产流程”为载体考查 Mg、Al的性质知识梳理铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界主要以化合态形式存在于氧化铝中。铝土矿的主要成分是Al 2O3,此外还含有少量 SiO2、Fe2O3等杂质，冶炼金属铝很重要的一个过程是AI2O3的提纯。由于AI 2O3是两性氧化物，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。方案一：碱溶法讨论回答下列问题:(1) 写出、两步骤中可能发生反应的离子方程式。过黴G 沉淀小1滤液I答案 AI 2O3 + 2OH =2AIO 2 + 出0 , SiO2 + 2OH =SiO2 + 出0 AIO

35、2 + CO2 + 2H2O=AI(OH) 3J+ HCO3, SiO3 + 2CO2+ 2H2O=H2SiO3 J + 2HCO3步骤中不用盐酸(或H2SO4)酸化的理由是答案 因为AIO2与酸反应生成的 AI(OH) 3具有两性，可溶于强酸，不易控制酸的量；CO2廉价而且生成的副产物NaHCO3用途广泛，经济效益好(3) 步骤中得到较纯的AI 2O3,可能含有杂质，在电解时它不会影响铝的纯度的原因:答案 SiO2由于SiO2的熔点很高，在加热到1 000 C左右时不会熔化，因而不影响铝的纯度方案二：酸溶法讨论回答下列问题:心.5<3>jffico2的反应条滤NhCH 瘠液呼加盐

36、腹(T )” Ai(OHh 嗇薯H AiqJL| NaHCOa(1)写出、中可能发生反应的离子方程式。答案 AI 2O3+ 6H +=2AI3+ + 3H2O, Fe2O3+ 6H +AI3+ + 4OH - =AIO 2 + 2H2O, Fe3*+ 3OH - =Fe(OH) 3 J步骤中不用氨水沉淀 Fe3"的原因： =2Fe3 + 3出0答案 AI(OH) 3只能溶于强碱，不能溶于氨水，用氨水不能将Fe(OH)3和AI(OH) 3分离题组训练1.工业上用某种氧化铝矿石(含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下:氧>沉化淀过：tt X铝»矿反应丄、ilfi C

37、Oz HaKOHs眉乙嘿-a对上述流程中的判断正确的是啤AgA .试剂X可以为氨水，沉淀中含有铁的化合物B. CO2可以用H2SO4溶液或稀盐酸代替C.反应 n 中的反应为 CO2 + AIO 2 + 2H2O=AI(OH) 3 J + HCO 3D .工业上还可采用 Fe还原AI2O3的方法制AI，成本更低答案 C 解析 A项试剂X应为强碱溶液，使 AI2O3溶解；B项若用强酸代替CO2,强酸过量时，AI(OH) 3会溶解，不能保证生成AI(OH) 3沉淀；D项因Al比Fe活泼，不能用Fe置换Al O2. MgSO4 7H2O是一种重要的化工原料。某研究性学习小组设计了利用菱镁矿石含有MnC

38、O 3、SiO2杂质)制取MgSO4 7H2O的实验，流程如下。(主要成分是MgCO3,并f C6研磨-矿加稀硫云谑A液过酒MriOa谑渣7H2ONaCl(1)第步研磨的目的是,所得滤液主要含等溶质。(2) 第步反应的离子方程式为(3)第步浓缩结晶后，要经过 操作是、洗涤、干燥等步骤才可得到MgSO4 7H2O，洗涤沉淀的基本NaClO 溶液，MnSO4 转变为 MnO 2。Mn 2 + ClO + H2O=M nO 2 J + Cl+ 2H + o第步浓缩结晶后要经过过滤、洗涤、干燥才能得到MgSO4 7H2O晶体。洗涤沉淀时要注意加水不能过多，且不能用玻璃棒搅拌，还要重复23次。(4)根据

39、题中信息可求得 MgCO 3、MnCO 3的质量分别是28.00 g、2.30 g，则菱镁矿石中28.00 gMgCS 的质量分数为 28.00 g ；2.30 g + 4.70 g " 100% =80% O反思归纳解答化工流程题的基本方法(1)明确目的，提取有用信息通过阅读题头，明确生产目的制备什么物质，找到制备物质时所需的原料及所含杂质，提取出所给的相关信息化学反应方程式、物质的稳定性和溶解性等。若制得MgSO4 7H2O质量为82.00 g ,测得MnO2质量为1.74 g,且测得第步滤渣质量为4.70 g ,忽MgCO 3的质量分数为略各物质在溶液中的溶解损失，可计算出菱镁

40、矿石中答案 （1）使溶解充分并加快溶解速率MgSO4 Mn SO4Mn2 + CIO + H2O=Mn O2J + Cl + 2H(3) 过滤将沉淀置于过滤器中，加蒸馏水至刚好浸没沉淀，待水流尽，重复(4) 80%解析(1)研磨可增大固体的表面积，使溶解物充分溶解并使溶解速率加快。菱镁矿石与稀硫酸反应,MgCO 3、MnCO 3会转变为 MgSO4、MnSO40 (2)根据流程图，加入根据得失电子守恒和元素守恒即可写出第步反应的离子方程式：(2) 分析流程，弄清各步作用对比分析流程图中的一种物质(原料)与最后一种物质(产品)，找出原料与产品之间的关系，联系问题有针对性地思考：原料转化为产品的过

41、程中依次进行了什么反应？每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物？杂质是否要除去，采用什么操作方法除去?看清问题，准确规范作答这一步很关键，答题时要看清问题，不能答非所问，要注意语言表达的科学性和准确性，如分清是要求回答实验操作名称还是具体操作步骤。探究高考明确考向1.判断正误，正确的划“V”，错误的划“X”(1) 向明矶溶液中滴加Ba(0H) 2溶液，恰好使 S04 -沉淀完全：2AI3 + + 3S04 - + 3Ba2 + + 60H=2AI(OH) 3 J + 3BaS04 J( X )(2013 海南，10B)解析 明矶溶液中，AI3+和so4-个数比为1 : 2, SO2完全沉淀

42、时，Al 3+应转化为AI02。(2) 0.10 mol的氨水与AlCl 3溶液发生反应的离子方程式为Al3 + + 30H- =aI(OH) 38A)(2013福建理综，解析(3)0.1解析NH3 H2O是弱电解质，不能拆分。mol I/1 NaAlO2溶液中：H十、Na*、C、SO2能大量共存AIO2与H +不能大量共存，错误。)(2013 江苏,3D)(4)氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝解析 AlCl3是共价化合物，熔融状态不导电，错误。明矶溶于水产生 Al(0H) 3 胶体：Al 3+ + 3H2O=AI(OH) 3J+ 3H +解析 Al(0H) 3胶体不是沉淀，不能加沉淀符号

43、，错误。)(2013 江苏,)(2013 江苏,4D)8B)向NaAlO 2溶液中滴加NaHCO3溶液，有沉淀和气体生成解析 向NaAlO 2溶液中滴加NaHCO3溶液，仅有沉淀生成，方程式为+ CO3。AIO2 +)(2013重庆理综，2C)HCO3 + H2O=AI(OH) 3J如图所示，AlCl 3溶液、浓氨水，中有白色沉淀生成改编) 解析 浓氨水中挥发出 NH3, NH3与AlCl 3溶液反应生成 Al(0H) 3白色沉淀。(V )(2012北京理综，10C(8)新制的氧化铝可溶于氢氧化钠溶液:Al 2O3 + 2OH- =2AIO 2 + H2O ( V )(2012 海南，12D)

44、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，2AI + 2NaOH + 2H2O=2NaAlO 2 + 3日2匸，1 mol Al 消耗 1 mol NaOH ; B 项,2AI + 3H2SO4=AI 2(SO4)3 + 3H2 t , 1 mol Al 消耗 1.5 mol H 2SO4； C 项，2AI + 6HCI=2AICI 3+ 3H2 t , 1 molAl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. (201

45、2安徽理综，13)已知室温下，AI(OH) 3的Ksp或溶解度远大于 Fe(0H)3。向浓度均为0.1 mol L"的Fe(N03)3和Al(N0 3)3混合溶液中，逐滴加入Na0H溶液。下列示意图表示生成Al(0H) 3的物质的量与加入Na0H溶液的体积的关系，合理的是答案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；AI(OH) 3能溶于过量的NaOH溶液。由于 AI(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

46、，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AI2O3膜，其化学方程式为O焊接过程中使用的保护气为.(填化学式)O答案第三周期第川A族CO2Al 2O3 + 2NaOH=2NaAlO 2+出0 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Al 2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。铝土矿的主要成分是AI 2

47、O3和SiO2等。从铝土矿中提炼AI 2O3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的化学方程式滤液I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+ 出。、2NaOH + Al 2O3=2NaAlO 2+ 出。(2) CaSiO3 2AIO2 + CO2 + 3H2O=2Al(OH) 3 J + CO3一 (或 AlO 2 + CO? + 2H2O=

48、Al(OH) 3 J + HCO3)浓 H2SO4 12HF + 3Na2CO3 + 2AI(OH) 3=2Na3AIF6 + SCO? + 9出0咼温A2 203电解二走和仙 + 302 f 6、CO2(CO)解析 结合AI2O3、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，Al 2O3和SiO2都能与NaOH反应，分别生成NaAIO 2和Na2SiO3o加入CaO 后，SiO与Ca2+结合生成难溶物 CaSiOs；滤液n中主要含有 AIO2,通入CO2后生成沉淀 AI(OH

49、) 3,煅烧后生成Al 2O3O萤石能与浓硫酸反应生成CaSO4和HF气体；HF、Na2CO3、AI(OH) 3三者没有发电解Al 2O3制取金属铝，加入的冰晶石为生氧化还原反应，根据质量守恒定律可写出化学方程式。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) O 练出高分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

50、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、Mg 3N2 和 Co3.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NaHCOs (NH4)2SO3 Al 2O3 Al(OH) 3 AlA .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、AI2O3、AI(O

51、H) 3等物质既可与强酸反应又可与强碱反应，故选 Ao4.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()A . AlB . Al(OH) 3C. AlCl 3D . Al 2O3答案 A 解析 假设上述四种物质均为1 g,则物质的量分别为三mol, mol，二匕 mol，士2 778133.5102mol、mol,完全溶解转化为 NaAIO 2时，所需NaOH的物质的量分别为7 mol、78 mol,(伯舄 4) mol =mol,1 1(五 2) e。1 = 51 mol，所以选 A。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

52、 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，其中正确的是沉 淀 质 量沉建囁V(NtOH) AV(NaOH)BV(Nabll) C8 : 9,则物质的量之比是 1 ： 1,i h I t I I V(NabH)D答案 A 解析镁与铝的质量比是NaOH溶液过量后AI(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、6.甲、乙两烧杯中分别装有相同体积、相同D，故选A。的氨水和 NaOH溶液，各加入 10 mL 0.1 moI LAICI 3溶pH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甲中沉淀可能比乙中的多C.甲中沉淀一定比乙中的少