v“铝三角”及其应用

1、考考 纲纲 要要 求求 掌握铝及其重要化合物的相互转化关系及应用掌握铝及其重要化合物的相互转化关系及应用铝三角及其应用铝三角及其应用【书写书写】有关离子方程式有关离子方程式：C、Al3+与与AlO2的相互转化的相互转化 Al3+AlO2： AlO2Al3+： ； B、AlO2与与Al(OH)3的相互转化的相互转化 Al(OH)3AlO2 ： AlO2Al(OH)3 ： ； A A、Al3+与与Al(OH)3的相互转化的相互转化 Al(OH)3Al3+： Al3+Al(OH)3： 。 Al2O3【讨论讨论】根据下图提供的根据下图提供的“铝三角铝三角”讨论讨论制取制取Al(OH)3的可能途径有那些

2、？的可能途径有那些？途径途径1：铝盐与碱液反应：铝盐与碱液反应 Al3 Al(OH)3 OHOH适量适量 Al3 Al(OH)3 NH3 H2O足量足量途径途径2：偏铝酸盐与酸反应：偏铝酸盐与酸反应： AlO2 Al(OH)3 H+适量适量 AlO2 Al(OH)3 CO2适量适量途径途径3：铝盐与偏铝酸盐反应：铝盐与偏铝酸盐反应Al3+AlO2-Al(OH)31. Al(OH)Al(OH)3 3的制备及试剂选择问题的制备及试剂选择问题Al3+Al(OH)3二、“铝三角”的应用第二步操作很难控制试剂用量第二步操作很难控制试剂用量方案二较好方案二较好【即时应用即时应用】【讨论讨论】 室温下，强酸

3、性和强碱性溶液中都不能大量共存的室温下，强酸性和强碱性溶液中都不能大量共存的 离子组是离子组是（ ） A.K A.K+ +、NaNa+ +、AlOAlO2 2- -、SOSO4 42- 2- B.Mg B.Mg2+2+、FeFe3+3+、NONO3 3- -、SOSO4 42-2- C.NH C.NH4 4+ +、AlAl3+3+、 H+ 、ClCl- - D.Al D.Al3+3+、SOSO4 42-2-、HCOHCO3 3- -、NaNa+ + AlAl3+ 3+ 与与 OHOH- -、COCO3 32-2-、HCOHCO3 3- -、AlOAlO2 2- -、S S2-2-、HSHS-

4、-、ClOClO- -、SiOSiO3 32-2-等不能大量共存等不能大量共存AlOAlO2 2- -与与 H H+ +、AlAl3+3+、FeFe3+3+、NHNH4 4+ +、 HCOHCO3 3- -等不能大量共存等不能大量共存知识归纳：知识归纳：2.离子共存问题离子共存问题二、“铝三角”的应用向一定量的向一定量的NaOH溶液中逐滴溶液中逐滴加入加入AlCl3溶液，生成沉淀溶液，生成沉淀Al（OH）3的量的变化如图的量的变化如图所示。则下列离子组在对所示。则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共应的溶液中一定能大量共存的是（存的是（ ）A.a点对应的溶液中：点对应的溶液中：Na+、Fe3+

5、、SO42- HCO3- B.b点对应的溶液中：点对应的溶液中：Na+、S2-、SO42- 、Cl- C.c点对应的溶液中：点对应的溶液中：Ag+、Ca2+、NO3-、Na+ D.d点对应的溶液中：点对应的溶液中：K+、NH4+、I-、HCO3-【即时应用即时应用】B3.物质鉴别问题物质鉴别问题二、“铝三角”的应用【思考思考】 向向AlCl3溶液中逐滴滴入溶液中逐滴滴入NaOH溶液的溶液的 现象现象与与 向向 NaOH 溶液中逐滴滴入溶液中逐滴滴入 AlCl3溶液溶液的的现象是否相同？现象是否相同？ 4.物质分离提纯问题物质分离提纯问题二、“铝三角”的应用（1）利用利用Al能溶于强碱溶液，分离

6、能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的与其他金属的混合物混合物 （2）利用利用Al2O3能与强碱反应，分离能与强碱反应，分离Al2O3与其他金与其他金属氧化物属氧化物（3）利用利用Al(OH)3的两性，分离的两性，分离Al3与其他金属离子与其他金属离子【思考思考】怎样除去镁粉中的铝粉？怎样除去镁粉中的铝粉？知识归纳：知识归纳：【课堂练习课堂练习】 1、判断下列说法是否正确，正确的划、判断下列说法是否正确，正确的划“”，错误的划，错误的划“”(1)、向、向NaAlO2中通过量中通过量CO2 ：2AlO2-CO23H2O=2Al(OH)3CO32-( )(2011江苏江苏)(2)、用氢氧化钠除去铝表

7、面的氧化膜、用氢氧化钠除去铝表面的氧化膜：Al2O32OH=2AlO2-H2O ( )( 2010江苏江苏)(3)、AlCl3溶液加过量浓氨水溶液加过量浓氨水：Al34NH3H2OAlO2-4NH4+2H2O ( )(2012上海上海)(4)、向明矾溶液中加入过量的、向明矾溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液：溶液： Al32SO42-2Ba24OH=2BaSO4AlO2-2H2O ( )(2011四川四川)练习练习2 2：在某化工厂生产中要用到一种无色、可溶于水的晶体：在某化工厂生产中要用到一种无色、可溶于水的晶体铝铵矾。该晶体是一种复盐，其主要化学成分为十二水合硫酸铝铵矾。该晶体是一种复盐，

8、其主要化学成分为十二水合硫酸铝铵。向该复盐的浓溶液中逐滴加入浓铝铵。向该复盐的浓溶液中逐滴加入浓NaOHNaOH溶液，将发生一系列溶液，将发生一系列变化。已知变化。已知 NH NH4 4+ +与与AlOAlO2 2- -在水溶液中不能大量共存，会发生如下在水溶液中不能大量共存，会发生如下反应：反应：NHNH4 4+ +AlO+AlO2 2- -+H+H2 2O=Al(OH)O=Al(OH)3 3+NH+NH3 3试回答：（试回答：（1 1）在硫酸铝铵水溶液中滴入石蕊试液，观察到的现）在硫酸铝铵水溶液中滴入石蕊试液，观察到的现象象_，其原因是，其原因是_。（2 2）在逐滴加入浓）在逐滴加入浓Na

9、OHNaOH溶液的过程中，产生的现象有：溶液的过程中，产生的现象有： 溶液中出现白色沉淀；有刺激性气味的气体逸出；溶液中出现白色沉淀；有刺激性气味的气体逸出； 白色沉淀量逐渐增多；白色沉淀完全消失；白色沉淀量逐渐增多；白色沉淀完全消失； 白色沉淀量逐渐减少。白色沉淀量逐渐减少。 请答出各种现象由先到后出现的顺序（用序号回答）：请答出各种现象由先到后出现的顺序（用序号回答）： _。（3 3）写出滴入）写出滴入NaOHNaOH溶液的过程中，有关反应的离子方程式：溶液的过程中，有关反应的离子方程式： 溶液变红溶液变红NHNH4 4+ +和和AlAl3+3+水解使溶液呈酸性水解使溶液呈酸性3、（、（2

10、011福建）化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩福建）化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究：擦剂成分及其含量进行以下探究：查得资料：该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；查得资料：该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体生成牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体生成摩擦剂中氢氧化铝的定性检验摩擦剂中氢氧化铝的定性检验取适量牙膏样品，加水成分搅拌、过滤取适量牙膏样品，加水成分搅拌、过滤（1）往滤渣中加入过量）往滤渣中加入过量NaOH溶液，过滤氢氧化溶液，过滤氢氧化铝与铝与NaOH溶液反应的离子方程式是溶液反应的离子方程式是 （2）往（）往（1）所得滤液中先通入过量二氧

11、化碳，再）所得滤液中先通入过量二氧化碳，再加入过量稀盐酸，观察到的现象是加入过量稀盐酸，观察到的现象是 Al(OH)3OH=AlO2-2H2O 先产生白色沉淀，加入过量稀盐酸后，先产生白色沉淀，加入过量稀盐酸后，沉淀溶解并产生无色无味的气体沉淀溶解并产生无色无味的气体4、下列操作所得物质为纯净物的是下列操作所得物质为纯净物的是()A将一块带有氧化膜的铝片与过量的浓将一块带有氧化膜的铝片与过量的浓NaOH溶液溶液完全反应后，取澄清溶液将其蒸干，得纯净的完全反应后，取澄清溶液将其蒸干，得纯净的NaAlO2固体固体B向向NaAlO2溶液中加入过量的溶液中加入过量的AlCl3溶液，将所得溶液，将所得沉

12、淀过滤洗涤，加热灼烧去掉水分，可得纯净的沉淀过滤洗涤，加热灼烧去掉水分，可得纯净的Al(OH)3固体固体C把铝块与适量的稀盐酸完全反应，将所得溶液蒸把铝块与适量的稀盐酸完全反应，将所得溶液蒸干，可得干，可得AlCl3固体固体D把把AlCl3溶液与足量氨水，将沉淀过滤洗涤、溶液与足量氨水，将沉淀过滤洗涤、 灼灼烧去掉水分可得烧去掉水分可得AlAl2 2O O3 3固体固体D5 5、工业上用铝土矿（主要成分是、工业上用铝土矿（主要成分是AlAl2 2O O3 3，还有少量的，还有少量的FeFe2 2O O3 3、SiOSiO2 2）提取冶）提取冶炼铝的原料氧化铝。工艺流程如下图：炼铝的原料氧化铝。

13、工艺流程如下图： （1 1）原料）原料A A的名称是的名称是_，步骤反应的离子方程式是，步骤反应的离子方程式是_。（2 2）滤液）滤液1 1中要加入稍过量原料中要加入稍过量原料B B，原料，原料B B的化学式是的化学式是_，步骤，步骤反应的离子方程式是：反应的离子方程式是：_。（3 3）步骤的化学方程式是）步骤的化学方程式是_。（4 4）如果省去步骤，即溶解铝土矿是从加入原料）如果省去步骤，即溶解铝土矿是从加入原料B B开始，是否会对氧化铝开始，是否会对氧化铝的提取有什么影响的提取有什么影响_。盐酸盐酸NaOH无明显影响无明显影响5.图像问题图像问题试写出各阶段离子方程式，并作出下列反应图像。

14、试写出各阶段离子方程式，并作出下列反应图像。【以所加溶液的物质的量为横坐标，以所加溶液的物质的量为横坐标，【 Al(OH)3】为纵坐标）为纵坐标）】向向AlCl3溶液中滴加溶液中滴加NaOH溶液直至过量溶液直至过量向向NaOH溶液中滴加溶液中滴加AlCl3 溶液直至过量溶液直至过量Al3+ + 3OH = Al(OH)3 Al(OH)3 + OH = AlO2+2H2O 0 1 2 3 4n(NaOH)nAl(OH)3Al3+4OH = AlO2+2H2O Al33AlO26H2O4Al(OH)3 0 1 2 3 4n(AlCl3)nAl(OH)35.向向AlCl3溶液中逐滴加入氨水溶液至过量

15、溶液中逐滴加入氨水溶液至过量Al3+3NH3H2O=Al(OH)3 +3NH4+Al(OH)3/molNH3H2O/mol0向向NaAlO2溶液中滴加溶液中滴加HCl溶液直至过量溶液直至过量向向HCl溶液中滴加溶液中滴加NaAlO2 溶液直至过量溶液直至过量AlO2+H2O+H+= Al(OH)3 Al(OH)3 +3H+ = Al3+3H2O0 1 2 3 4nAl(OH)3n(HCl) AlO2+4H+= Al3+2H2O Al33AlO26H2O4Al(OH)3 0 1 2 3 4n(NaAlO2 )nAl(OH)36.向向NaAlO2溶液中通入溶液中通入CO2至过量至过量AlO2 -

16、+ CO2 + 2H2O = Al(OH)3 +HCO3-Al(OH)3/mol0CO2/mol向向HCl酸化的酸化的AlCl3溶液中滴加溶液中滴加NaOH溶液直至过量溶液直至过量 向含向含Mg2+、Al3+的混合溶液中滴加的混合溶液中滴加NaOH溶液直至过量溶液直至过量H+OH=H2OAl3+ + 3OH= Al(OH)3 Al(OH)3 + OH = AlO2+2H2O n(NaOH)nAl(OH)3Al3+ + 3OH = Al(OH)3 Al(OH)3 + OH = AlO2+2H2O Mg2+ + 2OH = Mg (OH)2 Al(OH)3、 Mg(OH)2Mg(OH)2n(NaO

17、H) 7.向含有物质的量相等的向含有物质的量相等的MgCl2 、AlCl3、HCl混混合溶液中逐滴加入合溶液中逐滴加入NaOH至过量至过量0沉淀量NaOH/molAl3+3OH =Al(OH)3-Al(OH)3+OH =AlO2+2H2O-H+OH =H2O-Mg2+2OH =Mg(OH)2- 下面有四个实验：下面有四个实验：向向NaOHNaOH溶液中逐滴加入溶液中逐滴加入AlClAlCl3 3 溶液至过量溶液至过量在明矾溶液中逐滴加入在明矾溶液中逐滴加入NaOHNaOH溶液至过量溶液至过量在在HClHCl溶液中逐滴加入溶液中逐滴加入NaAlONaAlO2 2溶液至过量溶液至过量向向NaAlO

18、NaAlO2 2溶液中逐滴滴入盐酸至过量溶液中逐滴滴入盐酸至过量根据实验绘制出下列四种图象（根据实验绘制出下列四种图象（y y表示沉淀的表示沉淀的物质的量物质的量mol, xmol, x表示加入的物质的物质的量表示加入的物质的物质的量mol)mol)yx0yx0yx0abcd实验与图像对应关系正确的是实验与图像对应关系正确的是 ( )A. 和和cB. 和和a C. 和和b D. 和和d C D点击高考点击高考1.1.有有MgClMgCl2 2和和AlAl2 2(SO(SO4 4) )3 3的混合溶液，向其中的混合溶液，向其中不断加入不断加入NaOHNaOH溶液得到沉淀的物质的量与溶液得到沉淀的

19、物质的量与加入加入NaOHNaOH溶液体积的关系如图所示，则溶溶液体积的关系如图所示，则溶液中液中MgMg2+2+与与AlAl3+3+的物质的量浓度之的物质的量浓度之_2.2.准确称取准确称取6g6g铝土矿样品铝土矿样品( (含含AlAl2 2O O3 3、FeFe2 2O O3 3、SiOSiO2 2) )加入加入100mL100mL硫酸溶硫酸溶液，充分反应后向滤液中加入液，充分反应后向滤液中加入10mol/L10mol/L的的NaOHNaOH溶液，产生沉淀的质溶液，产生沉淀的质量与加入量与加入NaOHNaOH溶液的体积关系如图所示，则所用硫酸溶液的物质溶液的体积关系如图所示，则所用硫酸溶液

20、的物质的量浓度为（）的量浓度为（） A.3.50mol/L B.1.75mol/LA.3.50mol/L B.1.75mol/L C.0.85mol/L D. C.0.85mol/L D.无法计算无法计算1:2B点击高考点击高考3.3.把把NaOHNaOH、MgClMgCl2 2、AlClAlCl3 3三三种固体组成的混合物溶于足种固体组成的混合物溶于足量水后，产生量水后，产生0.58g0.58g白色沉白色沉淀，再向所得悬浊液中逐滴淀，再向所得悬浊液中逐滴加入加入0.5mol/L 0.5mol/L HClHCl溶液，加溶液，加入入HClHCl溶液的体积与生成沉溶液的体积与生成沉淀的关系如下图所

21、示。试回淀的关系如下图所示。试回答：答：（1 1）混合物中）混合物中NaOHNaOH的物质的量是的物质的量是molmol，AlClAlCl3 3的物的物质的量是质的量是_ _molmol，MgClMgCl2 2的物质的量是的物质的量是 molmol。（2 2）C C点所加的盐酸的体积是点所加的盐酸的体积是 mlml。 BAW/g沉淀质量沉淀质量CV(HCl)/ml 10.0 30.0 O0.581301300.010.010.065点击高考点击高考4.4.将将0.1mol0.1mol的镁、铝混合物溶于的镁、铝混合物溶于100 100 mLmL 2mol/LH 2mol/LH2 2SOSO4 4

22、溶液中，然后溶液中，然后再滴加再滴加1 mol/L 1 mol/L NaOHNaOH溶液。请回答：溶液。请回答： 若在滴加若在滴加NaOHNaOH溶液的过程中，沉淀质量溶液的过程中，沉淀质量m m随加入随加入NaOHNaOH溶液的体积溶液的体积V V变化如右图所示。变化如右图所示。当当V V1 1160mL160mL时，则金属粉末中时，则金属粉末中n(Mgn(Mg) ) molmol，V V2 2mLmL。 若在滴加若在滴加NaOHNaOH溶液过程中，欲使溶液过程中，欲使MgMg2 2、AlAl3 3刚好沉淀完全，则刚好沉淀完全，则滴入滴入NaOHNaOH溶液的体积溶液的体积V(NaOHV(NaOH)=)= mLmL。 若混合物仍为若混合物仍为0.1 mol0.1 mol，其中，其中MgMg粉的物质的量分数为粉的物质的量分数为a a，用，用100 100 mLmL 2 mol/L 2 mol/L的硫酸溶解此混合物后，再加入的硫酸溶解此混合物后，再加入450 450 mLmL 1mol/L 1mol/L的的NaOHNaOH溶液，所得沉淀中无溶液，所得沉淀中无Al(OH)Al(OH)3 3。满足此条件的。满足此条件的a a的取值范围是：