高三化学一轮复习 3.9铝及其重要化合物 新人教版

1、学案学案9 铝及其重要化合物铝及其重要化合物轻松学教材轻松学教材一一 铝的性质铝的性质二二 铝及其重要化合物间的转化关系铝及其重要化合物间的转化关系框图中有关反应的化学方程式框图中有关反应的化学方程式:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2;2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2;2Al2O3 4Al+3O2;Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O;Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;AlCl3+3NaOH(NH3H2O)=Al(OH)3+3NaCl(NH4Cl);电解Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O;NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3+

2、NaCl或或2NaAlO2+CO2+3H2O=2Al(OH)3+Na2CO3或或NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3+NaHCO3;Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O;AlCl3+3NaAlO2+6H2O=4Al(OH)3+3NaCl 氧化铝的熔点氧化铝的熔点很高很高,是一种较好的耐火材料是一种较好的耐火材料 明矾的化学式为明矾的化学式为KAl(SO4)212H2O,常用做净水剂常用做净水剂 实验室中制备实验室中制备Al(OH)3常用常用Al2(SO4)3溶液和溶液和氨水氨水,反应的离子方程式是反应的离子方程式是Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+3 4NH体验热身

3、体验热身1.铝分别与足量的盐酸和铝分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应溶液反应,当放出的当放出的H2在同温在同温同压下相等时同压下相等时,消耗的盐酸与消耗的盐酸与NaOH的物质的量之比为的物质的量之比为( )A.1 1B.2 1C.3 1D.1 3答案答案:C解析解析:根据根据Al与盐酸和与盐酸和NaOH反应的化学方程式反应的化学方程式,生成等量的生成等量的H2消耗的盐酸与消耗的盐酸与NaOH物质的量之比为物质的量之比为3 1 2.除去除去MgO 中的中的Al2O3可选用的试剂是可选用的试剂是( )A.NaOH溶液溶液B.硝酸硝酸C.稀硫酸稀硫酸D.稀盐酸稀盐酸答案答案:A解析解析:MgO和和A

4、l2O3都溶于酸都溶于酸,但但MgO不溶于碱不溶于碱,而而Al2O3溶于碱溶于碱 3.下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是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铝在常温下不能与氧气反应B.铝不能与氯气反应铝不能与氯气反应C.铝既能溶于酸铝既能溶于酸,又能溶于碱又能溶于碱D.氧化铝只能与酸反应氧化铝只能与酸反应,不能与碱反应不能与碱反应答案答案:C解析解析:铝是活泼的金属元素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其单质在一定条件下能与许多非金属单质反应质反应 既能与酸反应既能与酸反应,又能与强碱溶液反应又能与强碱溶液反应,生成生成H2 在常温在

5、常温时与氧气能生成一层致密的氧化膜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阻止铝继续与氧气反应 铝铝的氧化物为两性氧化物的氧化物为两性氧化物,既能与酸反应既能与酸反应,又能与碱反应又能与碱反应,故故C项正项正确确 4.AlCl3和和MgCl2的混合溶液中的混合溶液中,逐滴加入逐滴加入NaOH溶液溶液,则消耗则消耗NaOH溶液的体积溶液的体积(x轴轴)和生成沉淀的质量和生成沉淀的质量(y轴轴)之间的函之间的函数关系可用如图来表示数关系可用如图来表示,则下列关系图正确的是则下列关系图正确的是( )答案答案:B解析解析:混合溶液中逐滴加入混合溶液中逐滴加入NaOH溶液溶液,生成生成Al(

6、OH)3和和Mg(OH)2沉淀沉淀,继续滴加继续滴加,Al(OH)3逐渐溶解逐渐溶解,而而 Mg(OH)2不不溶溶 5.在含有在含有Ag+ Al3+ Ca2+ Mg2+四种离子的溶液中四种离子的溶液中,逐一逐一加入有关物质加入有关物质,填写下列空白填写下列空白:(1)往混合溶液中加盐酸往混合溶液中加盐酸,生成生成_沉淀沉淀,反应的离子方程式反应的离子方程式是是_ (2)把实验把实验(1)所得的物质过滤所得的物质过滤,往滤液中加氨水往滤液中加氨水,使溶液呈碱性使溶液呈碱性,又出现又出现_色沉淀的是色沉淀的是_(写名称写名称),反应的离子方程式是反应的离子方程式是_ _ AgClAg+Cl-=Ag

7、Cl白白氢氧化镁氢氧化镁 氢氧化铝氢氧化铝23242Mg2NH H OMg OH2NH ,33243Al3NH H OAl OH3NH(3)把实验把实验(2)所得物质过滤所得物质过滤,往滤液中加碳酸钠溶液往滤液中加碳酸钠溶液,又会出现又会出现_色沉淀色沉淀,反应的离子方程式是反应的离子方程式是_ (4)向实验向实验(2)所得物质的沉淀中加过量的所得物质的沉淀中加过量的NaOH溶液溶液,所观察所观察到的现象是到的现象是_,反应的离子方程式是反应的离子方程式是_,不溶的物质是不溶的物质是_ 白白2233CaCOCaCO部分沉淀溶解部分沉淀溶解()322Al OHOHAlO2H OMg(OH)2解析

8、解析:Ag+ Al3+ Ca2+ Mg2+共存时共存时,加入盐酸与加入盐酸与Ag+反应生反应生成成AgCl沉淀沉淀,其余三种离子存在于溶液中其余三种离子存在于溶液中;加氨水时加氨水时,Mg2+ Al3+都会生成沉淀都会生成沉淀,溶液中剩余了溶液中剩余了Ca2+ ,再加再加Na2CO3溶液溶液,则会生成则会生成CaCO3白色沉淀白色沉淀;向向(2)所得所得Mg(OH)2 Al(OH)3沉淀中加沉淀中加NaOH溶液溶液,Al(OH)3会溶会溶解解,Mg(OH)2不会溶解不会溶解 4NH6.(2009南京模拟南京模拟)电解法冶炼铝的原料是电解法冶炼铝的原料是Al2O3,可由自然界可由自然界中铝土矿获

9、得中铝土矿获得 其生产过程可表示为其生产过程可表示为:铝土矿铝土矿(主要成分主要成分Al2O3,杂质杂质SiO2 Fe2O3)Al(OH)3Al2O3Al 从铝土矿到从铝土矿到Al(OH)3的转化有两种方案的转化有两种方案:(1)过滤过滤的滤渣成分分别是的滤渣成分分别是_(填字母代号填字母代号,下同下同);过滤过滤的滤渣成分分别是的滤渣成分分别是_ A.Al2O3B.SiO2C.Fe2O3D.Al(OH)3E.H2SiO3F.Fe(OH)3(2)“Al(OH)3Al”的一般的生产方法是的一般的生产方法是_(填字填字母代号母代号) A.蒸发蒸发B.灼烧灼烧C.热还原热还原D.溶解溶解E.过滤过滤

10、F.电解电解B FC EB F 重点探究重点探究金属与酸或碱反应生成金属与酸或碱反应生成H2的量的关系的量的关系1.金属与酸反应的计算金属与酸反应的计算(1)实质实质:(2)规律规律金属与酸反应失去电子的物质的量等于产生氢原子的物质金属与酸反应失去电子的物质的量等于产生氢原子的物质的量的量 相同物质的量的金属与足量酸反应产生相同物质的量的金属与足量酸反应产生H2的物质的量之比的物质的量之比等于反应后对应金属呈现的化合价之比等于反应后对应金属呈现的化合价之比 n2nMnHMH2(3)常用方法常用方法守恒法守恒法守恒法是化学计算中常用的方法守恒法是化学计算中常用的方法,包括原子守恒包括原子守恒 电

11、荷守恒电荷守恒 电子守恒等电子守恒等 平均值法平均值法平均值法是混合物组分含量求解的常用方法平均值法是混合物组分含量求解的常用方法,可设平均摩尔质可设平均摩尔质量量,要注意结合化合价进行转化要注意结合化合价进行转化 2.铝与酸或碱反应生成铝与酸或碱反应生成H2的量的关系的量的关系铝分别与盐酸铝分别与盐酸 氢氧化钠溶液反应的原理氢氧化钠溶液反应的原理:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 (1)等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生氢气的产生氢气的体积比为体积比为1 1 (2)足量的铝分别与等物质

12、的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生氢气的体积比为产生氢气的体积比为1 3 【例【例1】甲】甲 乙两烧杯中各盛有乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol/L的盐酸和的盐酸和NaOH溶液溶液,向两烧杯中分别加入等质量的铝粉向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,反应结束反应结束后测得生成的气体体积比为甲后测得生成的气体体积比为甲 乙乙=1 2,则加入铝粉的质则加入铝粉的质量为量为( )A.5.4 gB.3.6 gC.2.7 gD.1.8 gA解析解析:解答本题的关键是由题给条件判断出哪种物质完全反解答本题的关键是由题给条件判断出哪种物质完全反应并找出计量关系

13、应并找出计量关系 等质量的铝粉分别与足量的等质量的铝粉分别与足量的HCl和和NaOH溶液反应溶液反应,放出放出H2的体积关系为甲的体积关系为甲 乙乙=1 1,因因2Al+6HCl=2AlCl3+3H2,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2,故等物质的量的故等物质的量的HCl和和NaOH分别与足量的铝粉分别与足量的铝粉反应反应,放出放出H2的体积关系为甲的体积关系为甲 乙乙=1 3 现产生现产生H2的体积比为甲的体积比为甲 乙乙=1 2,说明铝粉的量对盐酸来说说明铝粉的量对盐酸来说是过量的是过量的,对对NaOH来说是不足的来说是不足的,据上述两方程式知据上述两方程式知,与盐与盐酸

14、反应的铝粉是酸反应的铝粉是2.7 g,与与NaOH反应的铝粉是反应的铝粉是5.4 g,所以投所以投入铝粉的质量为入铝粉的质量为5.4 g 方法归纳方法归纳:根据铝与强酸溶液反应的关系根据铝与强酸溶液反应的关系:2Al+6H+=2Al3+3H22Al+2OH-+2H2O=2AlO-2+3H2不难发现如下规律不难发现如下规律:(1)等物质的量的铝分别与足量的等物质的量的铝分别与足量的H+和和OH-反应时反应时:生成的生成的H2必然相等必然相等;消耗消耗H+与与OH-的物质的量之比为的物质的量之比为3 1 (2)等物质的量的等物质的量的H+和和OH-分别与足量铝反应时分别与足量铝反应时:消耗铝的物质

15、的量之比为消耗铝的物质的量之比为1 3;生成的生成的H2的物质的量之比为的物质的量之比为1 3 类比迁移类比迁移1.将将5.4 g Al投入投入200.0 mL 2.0 mol/L的某溶液中有氢气产生的某溶液中有氢气产生,充分反应后有金属剩余充分反应后有金属剩余 该溶液可能为该溶液可能为( )A.HNO3溶液溶液B.Ba(OH)2溶液溶液C.H2SO4溶液溶液D.HCl溶液溶液答案答案:D 2.将某份铁铝合金样品均分为两份将某份铁铝合金样品均分为两份,一份加入足量盐酸一份加入足量盐酸,另一另一份加入足量份加入足量NaOH溶液溶液,同温同压下产生的气体体积比为同温同压下产生的气体体积比为3 2,

16、则样品中铁则样品中铁 铝物质的量之比为铝物质的量之比为( )A.3 2B.2 1C.3 4D.4 3答案答案:C难点探究难点探究关于关于Al(OH)3的计算及图像分析的计算及图像分析1.“铝三角铝三角”转化关系转化关系2.铝盐与强碱溶液作用生成铝盐与强碱溶液作用生成Al(OH)3沉淀的计算及反应关系沉淀的计算及反应关系如下如下:(1)Al3+3OH-=Al(OH)3(生成白色沉淀生成白色沉淀) 2232 Al OHOHAlO2H O()沉淀溶解 3223 Al4OHAlO2H O(,)生成沉淀 又恰好完全溶解分析以上三个反应关系式分析以上三个反应关系式,所得所得Al(OH)3沉淀的物质的量与沉

17、淀的物质的量与n(Al3+) n(OH-)的关系式的关系式:33n OH13,:nAl(OH) n(OH );3n Al当 时 所得沉淀的物质的量3333333n(OH )4,:nAl(OH)0;n Aln(OH )34,:n AlnAl(OH) n Aln(OH )3n Al4n Aln(OH )当 时 所得沉淀的物质的量当时 所得沉淀的物质的量3.图像分析图像分析操作操作可溶性铝盐可溶性铝盐溶液中逐滴溶液中逐滴加入加入NaOH溶液至过量溶液至过量偏铝酸盐溶偏铝酸盐溶液中逐滴加液中逐滴加稀盐酸至过稀盐酸至过量量现象现象立即产生白立即产生白色沉淀色沉淀渐渐多多最多最多渐少渐少消失消失立即产生白

18、立即产生白色沉淀色沉淀渐渐多多最多最多渐少渐少消失消失操作操作NaOH溶液中逐滴溶液中逐滴加入可溶性铝盐加入可溶性铝盐溶液至过量溶液至过量盐酸中逐滴加偏盐酸中逐滴加偏铝酸盐溶液至过铝酸盐溶液至过量量现象现象无沉淀无沉淀(有但即有但即溶溶)出现沉淀出现沉淀渐多渐多最多最多沉沉淀不消失淀不消失同左同左操作操作可溶性铝盐溶液可溶性铝盐溶液中逐滴加入中逐滴加入NaOH溶液至过量溶液至过量偏铝酸盐溶液中偏铝酸盐溶液中逐滴加稀盐酸至逐滴加稀盐酸至过量过量【例【例2】向】向20 mL AlCl3溶液中滴入溶液中滴入 2 mol/L NaOH 溶液时溶液时,得到得到Al(OH)3沉淀质量与所滴加沉淀质量与所滴

19、加NaOH 溶液体积溶液体积(mL)关系关系如图所示如图所示:(1)图中图中A点表示的意义是点表示的意义是_ (2)图中图中B点表示的意义是点表示的意义是_ (3)上述两步用总的离子方程式可表示为上述两步用总的离子方程式可表示为_ (4)假若溶液中有假若溶液中有Al(OH)3沉淀沉淀 0.39 g,则此时用去则此时用去NaOH溶液溶液体积为体积为_ 表示滴入的表示滴入的NaOH溶液产生沉淀量的最大点溶液产生沉淀量的最大点表示滴入的表示滴入的NaOH溶液使沉淀恰好完全溶解点溶液使沉淀恰好完全溶解点322Al4OHAlO2H O7.5 mL 或或 17.5 mL 解析解析:把把NaOH溶液滴入溶液

20、滴入AlCl3溶液中溶液中,先产生先产生 Al(OH)3沉淀沉淀,其其质量最大值为质量最大值为A点点,然后全部消失溶解然后全部消失溶解(B点点) 其总反应的其总反应的离子方程式为离子方程式为 当有当有 0.39 g Al(OH)3沉淀生成时沉淀生成时, AlCl3过量过量,加入加入NaOH使使 Al3+部分产生沉淀为部分产生沉淀为 0.39 g ,通过通过 Al3+3OH-=Al(OH)3可知用可知用NaOH溶液溶液 7.5 mL 当当NaOH过量时过量时,Al3+全部参加反应生成全部参加反应生成Al(OH)3沉淀后又沉淀后又部分溶解部分溶解,用用NaOH溶液溶液17.5 mL 322Al4O

21、HAlO2H O【方法归纳】【方法归纳】 在熟练书写在熟练书写Al Al2O3 Al3+ Al(OH)3 之之间相互转化的方程式的基础上还要注意间相互转化的方程式的基础上还要注意:(1)Al2O3 Al(OH)3虽然具有两性虽然具有两性,但它们只能溶于强酸或强碱但它们只能溶于强酸或强碱,而而不能溶于弱酸或弱碱不能溶于弱酸或弱碱 (2)氢氧化铝能与强酸氢氧化铝能与强酸 强碱反应强碱反应,所以在用可溶性铝盐与碱反应制所以在用可溶性铝盐与碱反应制备备Al(OH)3时时,一般用氨水而不用其他强碱一般用氨水而不用其他强碱;在用偏铝酸盐与酸反在用偏铝酸盐与酸反应时应时,一般用弱酸而不用强酸一般用弱酸而不用

22、强酸;另外另外,还可以用可溶性铝盐与偏铝还可以用可溶性铝盐与偏铝酸盐的水溶液反应酸盐的水溶液反应,离子方程式为离子方程式为: (3)要注意在不同条件下铝元素的存在形式要注意在不同条件下铝元素的存在形式:强酸性条件下强酸性条件下,Al3+可以可以大量存在大量存在;强碱性条件下强碱性条件下, 可以大量存在可以大量存在 2AlO()3223Al3AlO6H O4Al OH2AlO类比迁移类比迁移3.将一定质量的镁将一定质量的镁 铝合金投入一定浓度的铝合金投入一定浓度的100 mL盐酸中盐酸中,使合金全部溶解使合金全部溶解,向所得溶液中滴加向所得溶液中滴加5.00 mol/L的的NaOH溶溶液至过量液

23、至过量,生成沉淀的质量与加入生成沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积的关系溶液的体积的关系如图所示如图所示 试求试求:(1)原合金中铝的质量分数原合金中铝的质量分数 (2)盐酸的物质的量浓度盐酸的物质的量浓度 答案答案:(1)36% (2)8.00 mol/L实验探究实验探究金属镁和铝在工农业生产以及人们日常生活中有着十分广泛金属镁和铝在工农业生产以及人们日常生活中有着十分广泛的用途的用途,某化学兴趣小组的同学们决定对镁某化学兴趣小组的同学们决定对镁 铝及其化合铝及其化合物的性质比较展开探究活动物的性质比较展开探究活动,探究过程中发现了一些探究过程中发现了一些“异异常常”现象现象 .(1)镁条在

24、空气中点燃镁条在空气中点燃,发出耀眼的白光发出耀眼的白光;用铝箔在酒精灯上加用铝箔在酒精灯上加热热,铝箔不能燃烧铝箔不能燃烧,铝箔卷缩悬垂却不脱落铝箔卷缩悬垂却不脱落(如图所示如图所示),将已将已“卷缩卷缩”的铝箔冷却后投入氢氧化钠溶液中的铝箔冷却后投入氢氧化钠溶液中,有气体生成有气体生成,写出写出“卷缩卷缩”铝箔冷却后投入氢氧化钠溶液中发生反应的铝箔冷却后投入氢氧化钠溶液中发生反应的离子方程式离子方程式:_;_ 2322Al O2OH2AlOH O2222Al2OH2H O2AlO3H(2)镁条投入镁条投入 5 mL 0.2 mol/L CuSO4溶液中溶液中,其表面立即有气泡其表面立即有气

25、泡产生产生,周围有红色固体出现周围有红色固体出现;片刻后底部又有大量蓝色沉淀片刻后底部又有大量蓝色沉淀生成生成,试用化学反应方程式结合文字解释以上现试用化学反应方程式结合文字解释以上现象象:_ 答案：答案： (2)Cu2+水解水解:Cu2+2H2O Cu(OH)2+2H+,产生的产生的H+与与Mg 反应反应:Mg+2H+=Mg2+H2,促进铜离子的水解促进铜离子的水解,平平衡向右移动衡向右移动,生成蓝色沉淀生成蓝色沉淀,另外生成红色固体的反应另外生成红色固体的反应为为:Cu2+Mg =Mg2+Cu(3)常温下常温下,在经过砂纸打磨的铝片中取两片质量相等在经过砂纸打磨的铝片中取两片质量相等 表面

26、积相同表面积相同的铝片的铝片,分别加入到盛有体积相同分别加入到盛有体积相同 c(H+)相同的稀硫酸和稀盐相同的稀硫酸和稀盐酸的两支试管酸的两支试管(相同体积相同体积)中中,发现铝片在稀盐酸中产生氢气的速发现铝片在稀盐酸中产生氢气的速率比在稀硫酸中快率比在稀硫酸中快 .写出以上反应的离子方程式写出以上反应的离子方程式:_ .你认为出现以上现象的可能原因是你认为出现以上现象的可能原因是:假设假设_;假设假设_ 2Al+6H+=2Al3+3H2 Cl-对铝和酸的反应有促进作用对铝和酸的反应有促进作用 24SO对铝和酸的反应有抑制作用.请设计实验对以上的假设进行验证请设计实验对以上的假设进行验证:_;

27、 _ 答案答案:.在铝和硫酸反应的容器中加入固体氯化钠在铝和硫酸反应的容器中加入固体氯化钠,看是否加快看是否加快放出氢气的速率放出氢气的速率在铝和盐酸反应的容器中加入固体硫酸钠在铝和盐酸反应的容器中加入固体硫酸钠,看是否减慢放出看是否减慢放出氢气的速率氢气的速率解析解析:(1)铝箔铝箔“卷缩卷缩”是因为是因为Al与氧气反应生成的与氧气反应生成的 Al2O3熔熔点高点高,不熔化不熔化,所以所以Al 不滴落不滴落 (2)由题意知蓝色沉淀只能为由题意知蓝色沉淀只能为Cu(OH)2,说明在说明在CuSO4溶液中溶液中加入加入Mg,促进了促进了Cu2+的水解的水解 (3)设计实验证明设计实验证明 Cl-

28、对铝和酸反应有促进作用对铝和酸反应有促进作用, 对反对反应有抑制作用应有抑制作用 24SO走出误区走出误区与铝反应产生与铝反应产生H2条件下的离子共存问题易出错条件下的离子共存问题易出错 与与Al反应放出反应放出H2的溶液可能有两种情况的溶液可能有两种情况:酸性酸性 强碱性强碱性 酸性条件下不能存在酸性条件下不能存在 ,其存在的情况下不能产生其存在的情况下不能产生H2 另外要特别注意溶液的颜色另外要特别注意溶液的颜色要求要求,常见的有色离子有常见的有色离子有Fe3+ Fe2+ Cu2+, Al单质及其化合物的无机推断是易错部分单质及其化合物的无机推断是易错部分 解答此类问题解答此类问题,要注要

29、注意单质及其化合物的性质和转化意单质及其化合物的性质和转化,抓住突破口抓住突破口 化学计算时考虑问题或解题步骤的片面化学计算时考虑问题或解题步骤的片面 单一而致失误单一而致失误 解答解答此类问题要注意灵活运用简便的计算方法此类问题要注意灵活运用简便的计算方法(如守恒法如守恒法 终态法终态法 平均值法和极限假设法等平均值法和极限假设法等),简化计算过程简化计算过程 3NO4MnO因材施教因材施教利用利用“一题多解一题多解”,强化思维方法训练强化思维方法训练在高考专题复习中在高考专题复习中,很多同学对化学计算部分的复习感到无从很多同学对化学计算部分的复习感到无从下手下手,要么是一个题也不做要么是一

30、个题也不做,要么是毫无选择地见题就做要么是毫无选择地见题就做,导导致复习针对性差致复习针对性差 效果不明显效果不明显 那么那么,怎样进行化学计算的复习才能达到最佳效果呢怎样进行化学计算的复习才能达到最佳效果呢?笔者认笔者认为要把握一个基本原则为要把握一个基本原则,即即“立足重点知识立足重点知识 联系基本理联系基本理论论 选择典型例题选择典型例题 进行一题多解进行一题多解” 在解题中尝试不同在解题中尝试不同方法方法,在不同方法的运用中复习知识和理论在不同方法的运用中复习知识和理论,实现自身思维实现自身思维能力的敏捷性能力的敏捷性 深刻性深刻性 广阔性和创造性的大幅提升广阔性和创造性的大幅提升 【

31、例】向【例】向 100mL 1 mol/L 的的 AlCl3溶液中加入溶液中加入70 mL 5 mol/L NaOH 溶液溶液,充分反应后充分反应后,铝元素以两种形式存在铝元素以两种形式存在,其其物质的量之比为多少物质的量之比为多少?解析解析:解法解法1:用常规分析法用常规分析法逐步分析计算逐步分析计算先将所有的先将所有的 0.1 mol Al3+完全沉淀完全沉淀,消耗消耗 0.3 mol OH-,生成生成0.1 mol Al (OH)3 沉淀沉淀 过量的过量的 0.05 mol OH- 又溶解又溶解 0.05 mol Al(OH)3,生成生成0.05 mol 所以所以n(NaAlO2) n=

32、0.05 mol (0.1-0.05) mol =1 1 2AlO解法解法2:从反应物总量及方程式性质方面考虑从反应物总量及方程式性质方面考虑总方程式法总方程式法:n(AlCl3)=0.1 mol,n(NaOH)=0.35 mol ,则则n(AlCl3) n(NaOH)=2 7 按此值写出化学方程式按此值写出化学方程式:2Al3+7OH-=x +(2-x)Al(OH)3+2H2O利用电荷守恒解得利用电荷守恒解得x=1,所以所以n(NaAlO2) n=1 1 2AlO解法解法3:运用学科规律运用学科规律守恒法守恒法充分反应后溶液为充分反应后溶液为NaAlO2和和NaCl 利用电荷守恒得利用电荷守

33、恒得 n(Na+)=n( )+n(Cl-),即即n( )=n(Na+)-n(Cl-)=0.35 mol-0.3 mol =0.05 mol 又根据铝元素守恒又根据铝元素守恒n(Al3+)=n+n( ),即即n=n(Al3+)-n(AlO-2)=0.1 mol -0.05 mol =0.05 mol ,所以所以n(NaAlO2) n=1 1 2AlO2AlO2AlO解法解法4:利用知识特点利用知识特点图像法图像法根据根据Al3+3OH-=3Al(OH)3, Al(OH)3+OH-= +2H2O,把所发生的反应用图像来表示把所发生的反应用图像来表示,使其更具体使其更具体 更直接更直接注注:图中图中

34、横坐标表示横坐标表示NaOH的物质的量的物质的量,纵坐标表示生成的纵坐标表示生成的Al(OH)3的物质的量的物质的量 2AlO备用选题备用选题1.用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝,下述操作步骤中下述操作步骤中最恰当的组合是最恰当的组合是( )加盐酸溶解加盐酸溶解 加烧碱溶液溶解加烧碱溶液溶解过滤过滤 通入过量通入过量CO2生成生成Al(OH)3 沉淀沉淀加入盐酸生成加入盐酸生成Al(OH)3 沉淀沉淀 加入过量烧碱溶液加入过量烧碱溶液A.B.C.D.答案答案:B解析解析:根据金属镁根据金属镁 铝性质的差异铝性质的差异镁不能与镁不能与NaOH溶液反溶液反应

35、而铝能够溶于应而铝能够溶于NaOH溶液中溶液中,故首先用烧碱溶液溶解金属故首先用烧碱溶液溶解金属铝铝,得到偏铝酸钠溶液得到偏铝酸钠溶液,将金属镁过滤除去将金属镁过滤除去 然后向偏铝酸然后向偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳生成氢氧化铝沉淀钠溶液中通入二氧化碳生成氢氧化铝沉淀,最后过滤最后过滤 .( ).:().:.: .(): 3323422442223223322AFe3NH H OFe OH3NHBBaOHHSOBaSOH OCAl2OHAlOHDCa HCONaOHCaHCOOHCaCOH下列离子方程式正确的是三氯化铁溶液跟过量氨水反应氢氧化钡溶液与硫酸混合铝片跟氢氧化钠溶液反应向溶液中滴加过量

36、的溶液O答案答案:A3.有一块铁铝合金有一块铁铝合金,溶于足量盐酸中溶于足量盐酸中,再用足量再用足量KOH溶液处理溶液处理,将产生的沉淀过滤将产生的沉淀过滤,洗涤干燥洗涤干燥,灼烧使之完全变成红棕色粉灼烧使之完全变成红棕色粉末末,经称量经称量,发现该红棕色粉末和原合金质量恰好相等发现该红棕色粉末和原合金质量恰好相等,则合则合金中铝的含量为金中铝的含量为( )A.70%B.52.4%C.47.6%D.30%答案答案:D解析解析:本题是求混合金属的组成本题是求混合金属的组成,只有一个只有一个“红棕色粉末与原红棕色粉末与原合金质量相等合金质量相等”的条件的条件,用普通方法不能迅速解题用普通方法不能迅

37、速解题 根据根据化学方程式化学方程式,因为铝经两步处理后已在过滤时除去因为铝经两步处理后已在过滤时除去,可用铁可用铁元素守恒建立关系元素守恒建立关系式式:FeFeCl2Fe(OH)2Fe(OH)3( )Fe2O3,再由质量相再由质量相等的条件等的条件,得合金中得合金中:铝铝+铁的质量铁的质量=氧化铁的质量氧化铁的质量=铁铁+氧的氧的质量质量 所以可得铝的含量为所以可得铝的含量为(316)/(256+316)100%=30% 124.将溶液将溶液(或气体或气体)X,逐渐加入逐渐加入(或通入或通入)到一定量的到一定量的Y溶液中溶液中,产产生沉淀的量与加入生沉淀的量与加入X的物质的量的关系如图的物质

38、的量的关系如图,符合图中情况符合图中情况的是的是( )ABCDXSO2HClNH3氨水YNa2SNaAlO2AlCl3AgNO3B解析解析:A组组,一般在碱性或中性环境中一般在碱性或中性环境中S2-和和SO2不发生氧化还不发生氧化还原反应原反应,故故A无沉淀产生无沉淀产生 B组组,将将HCl气体逐渐通入气体逐渐通入NaAlO2溶液中溶液中,首先生成首先生成Al(OH)3沉沉淀淀,NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3+NaCl;继续通入继续通入,可以可以发现沉淀逐渐消失发现沉淀逐渐消失:Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O 前后前后消耗消耗HCl的物质的量之比为的物质的量之比为

39、1 3,符合图像关系符合图像关系,B对对 C组组,当将当将NH3逐渐通入逐渐通入AlCl3溶液中溶液中,发生反发生反应应:AlCl3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NH4Cl,沉淀不消失沉淀不消失,C错错 D组组,当将氨水逐渐加入当将氨水逐渐加入AgNO3溶液中溶液中,现象是先出现现象是先出现沉淀沉淀,后沉淀溶解后沉淀溶解,但前后消耗氨水的物质的量之比为但前后消耗氨水的物质的量之比为1 2,D错错 223222345.NaCuBaFeAlOCOSOCl,:某溶液由中的若干种离子组成 取适量该溶液进行如下实验下列说法正确的是下列说法正确的是( )2233222333A.AlOCO2SOClB

40、.ACO ,OCOC.CuBaFeD.B:Al3OHAl OH原溶液中一定只存在等四种离子气体 的化学式是其电子式为 原溶液中一定不存在的离子是生成沉淀 的离子方程式为C 解析解析:依据图示依据图示,加入过量盐酸后产生的气体是加入过量盐酸后产生的气体是CO2,但其电子但其电子式书写错误式书写错误,没有将氧原子周围未参与成键的没有将氧原子周围未参与成键的4个电子标出个电子标出 因为产生因为产生CO2气体气体,则一定存在则一定存在 ,所以所以Ba2+不可能存不可能存在在;又由于得到无色透明溶液又由于得到无色透明溶液,可排除可排除Cu2+ Fe3+,所以一定所以一定不存在不存在Cu2+ Ba2+ F

41、e3+ 加入过量氨水产生白色沉淀加入过量氨水产生白色沉淀,则有则有 存在存在;加过量氢氧化钡溶液得到白色沉淀加过量氢氧化钡溶液得到白色沉淀,则有则有 存存在在;再加硝酸酸化的硝酸产生白色沉淀再加硝酸酸化的硝酸产生白色沉淀,则存在则存在Cl-;由于可以由于可以确定的全部是阴离子确定的全部是阴离子,故故Na+也一定存在也一定存在 生成沉淀生成沉淀B的离的离子方程式中子方程式中,应该写应该写NH3H2O 23CO2AlO24SO6.某探究小组同学用金属铝分别与稀盐酸或稀硫酸反应的方某探究小组同学用金属铝分别与稀盐酸或稀硫酸反应的方法研究金属与不同酸反应的差异及影响反应速率的因素法研究金属与不同酸反应

42、的差异及影响反应速率的因素 实验药品实验药品:2.0 mol /L盐酸盐酸 4.0 mol /L 盐酸盐酸 2.0 mol /L 硫硫酸酸 4.0 mol/L 硫酸硫酸 相同大小的铝片和铝粉相同大小的铝片和铝粉(金属表面氧金属表面氧化膜已除去化膜已除去);每次实验各种酸的用量均为每次实验各种酸的用量均为 50.0 mL,金属用金属用量均为量均为9.0 g .甲同学用铝片分别和稀盐酸甲同学用铝片分别和稀盐酸 稀硫酸反应稀硫酸反应,实验及其现象实验及其现象如下如下:反应进程反应进程(分钟分钟)12515204.0 mol/L 盐酸盐酸少量气泡少量气泡 较多气泡较多气泡大量气泡大量气泡反应剧烈反应剧

43、烈 铝片耗尽铝片耗尽2.0 mol/L硫酸硫酸无明显现象无明显现象极少量气极少量气泡泡少量气泡少量气泡4.0 mol/L 硫酸硫酸无明显现无明显现象象少量气泡少量气泡有比较连续的气泡有比较连续的气泡请回答请回答:(1)写出铝与盐酸反应的离子方程式写出铝与盐酸反应的离子方程式:_ (2)反应在反应在115 min 内内,铝与盐酸的反应速率逐渐加快铝与盐酸的反应速率逐渐加快,其原其原因是因是_ (3)根据以上探究根据以上探究“铝与稀盐酸和稀硫酸反应速率差异的原铝与稀盐酸和稀硫酸反应速率差异的原因因”,你能对问题原因作出哪些假设或猜想你能对问题原因作出哪些假设或猜想(写出一种即写出一种即可可)_ 2

44、Al+6H+=2Al3+3H2反应放出热量反应放出热量,温度升高温度升高,使化学反应速率加快使化学反应速率加快 24ClH(SOH)能够促进金属铝与的反应 或对与金属铝的反应起阻碍作用.乙同学设计了如下影响反应速率因素的实验乙同学设计了如下影响反应速率因素的实验 请你根据实请你根据实验目的帮助该同学完成以下实验设计表验目的帮助该同学完成以下实验设计表:实验目的实验编号温度()金属铝形态盐酸浓度(mol/L)1.实验和探究盐酸浓度对该反应速率的影响;2.实验和探究温度对该反应速率的影响;3.实验和探究金属规格(铝片铝粉)对该反应速率的影响25铝片4.0255025铝片铝片铝片铝片铝粉铝粉2.04

45、.04.0解析解析:.(1)反应的离子方程式书写时应注意配平反应的离子方程式书写时应注意配平:2Al+6H+=2Al3+3H2 (2)开始阶段铝与盐酸的反应速率逐渐加快的原因开始阶段铝与盐酸的反应速率逐渐加快的原因 ,主要与反主要与反应温度有关应温度有关,因为该反应是放热反应因为该反应是放热反应 (3)比较第比较第组和第组和第组组(相同相同H+浓度的盐酸和硫酸浓度的盐酸和硫酸),二者的区二者的区别在于阴离子不同别在于阴离子不同,从而导致反应速率差别较大从而导致反应速率差别较大,故可得出故可得出有关假设有关假设,Cl-能够促进金属铝与能够促进金属铝与H+反应或反应或 对对H+与金与金属铝的反应起

46、阻碍作用属铝的反应起阻碍作用 24SO.要完成实验设计要完成实验设计,必须明确对比实验的目的必须明确对比实验的目的 因为实验因为实验和和是探究盐酸浓度对该反应速率的影响是探究盐酸浓度对该反应速率的影响,故只改变故只改变中中盐酸的浓度盐酸的浓度;实验实验和和是探究温度对该反应速率的影响是探究温度对该反应速率的影响,故只改变故只改变中反应温度中反应温度;实验实验和和是探究金属规格是探究金属规格(铝片铝片 铝粉铝粉)对该反应速率的影响对该反应速率的影响,故只改变故只改变中金属铝的形态中金属铝的形态 高效作业高效作业一一 选择题选择题1.(2009上海单科上海单科)镁和铝分别与等浓度镁和铝分别与等浓度

47、 等体积的过量稀硫等体积的过量稀硫酸反应酸反应,产生气体的体积产生气体的体积(V)与时间与时间(t)关系如下图关系如下图 反应中反应中镁和铝的镁和铝的( )A.物质的量之比为物质的量之比为3 2B.质量之比为质量之比为3 2C.摩尔质量之比为摩尔质量之比为2 3D.反应速率之比为反应速率之比为2 3答案答案:A解析解析:由关系式由关系式:MgH2,2Al3H2,可知产生等量可知产生等量H2时时,消耗消耗Mg Al的物质的量之比为的物质的量之比为3 2,故故A项正确项正确 二者质量之比为二者质量之比为4 3,摩尔质量之比为摩尔质量之比为24 27=8 9,反应速率之比为反应速率之比为3 2 2.

48、美美 德两国科学家现已成功合成出具有独特化学特性的氢德两国科学家现已成功合成出具有独特化学特性的氢铝化合物铝化合物(Al2H6) 这一研究成果有助于人们开发出推力更这一研究成果有助于人们开发出推力更强大的固体火箭燃料强大的固体火箭燃料,也有望应用在氢动力汽车和其他能也有望应用在氢动力汽车和其他能源方面源方面,有关研究报告发表在最新出版的美国有关研究报告发表在最新出版的美国科学科学杂杂志上志上 下列关于氢铝化合物的推测不正确的是下列关于氢铝化合物的推测不正确的是( )A.氢铝化合物与水反应生成氢氧化铝和氧气氢铝化合物与水反应生成氢氧化铝和氧气B.氢铝化合物中铝显氢铝化合物中铝显+3价价,H显显-

49、1价价C.铝与水蒸气在高温下生成氢铝化合物铝与水蒸气在高温下生成氢铝化合物D.氢铝化合物具有强还原性氢铝化合物具有强还原性答案答案:C解析解析:氢铝化合物类似于氢化钠氢铝化合物类似于氢化钠 氢化钾等氢化钾等,其中金属铝显其中金属铝显+3价价,氢显氢显-1价价,铝在高温下与水蒸气反应生成氢氧化铝和氢铝在高温下与水蒸气反应生成氢氧化铝和氢气气,不能得到氢化铝不能得到氢化铝 3.某无色溶液中某无色溶液中,已知含有已知含有H+ Mg2+ Al3+等阳离子等阳离子,逐滴加逐滴加入入NaOH(aq),则消耗则消耗NaOH(aq)的体积的体积(x轴轴)和生成沉淀量和生成沉淀量(y轴轴)之间的函数关系可用下图

50、表示之间的函数关系可用下图表示,其中正确的是其中正确的是( )答案答案:B解析解析:加入的加入的NaOH首先中和首先中和H+,然后和然后和Mg2+ Al3+分别生成分别生成Mg(OH)2 Al(OH)3沉淀沉淀,最后过量的最后过量的NaOH把把Al(OH)3溶解溶解生成生成NaAlO2 32234.(2009),Al3AlO6H O4Al OH四川模拟 在下列操作过程中 发生的反应能用离子方程式表示的是（ ）A.向铝盐溶液中不断滴加向铝盐溶液中不断滴加NaOH溶液溶液B.向向NaOH溶液中不断滴加铝盐溶液溶液中不断滴加铝盐溶液C.向铝盐溶液中不断滴加小苏打溶液向铝盐溶液中不断滴加小苏打溶液D.

51、向铝盐溶液中不断滴加向铝盐溶液中不断滴加NaAlO2溶液溶液答案答案:D解析解析:由由Al3+3 +6H2O=4Al(OH)3,可知该反应由可溶可知该反应由可溶性性Al3+和和 盐反应而来盐反应而来,A B是是Al3+和和OH-的反应的反应,C是是Al3+与与 的双水解反应的双水解反应 2AlO2AlO3HCO5.将总物质的量为将总物质的量为n mol 的钠与铝的钠与铝(其中钠的物质的量分数为其中钠的物质的量分数为x)投入到一定量的水中充分反应投入到一定量的水中充分反应,金属没有剩余金属没有剩余,共收集到共收集到标准状况下的气体标准状况下的气体V L 下列关系式中正确的是下列关系式中正确的是(

52、 )VA.x B.0 x0.511.2nC.V33.6n 1x D.11.2nV22.4n答案答案:D解析解析:该题中涉及的化学方程式为该题中涉及的化学方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2, 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 由题意由题意,金属没有剩余可知金属没有剩余可知x必大于或等于必大于或等于0.5,即即0.5x1 根据电子得失守恒得根据电子得失守恒得: =V(H2),当当x=0.5时时,V(H2)=22.4n,当当x=1时时,V(H2)=11.2n,则则11.2nV22.4n (). nx 1nnx322 426.(2009江苏六校联考江苏六校联考)某氧化物不溶

53、于水某氧化物不溶于水,溶于熔化的溶于熔化的NaOH中中,生成易溶于水的化合物生成易溶于水的化合物,向稀盐酸中滴加所生成化合物的水向稀盐酸中滴加所生成化合物的水溶液溶液,立即有白色沉淀产生立即有白色沉淀产生,则原氧化物是则原氧化物是( )A.Al2O3B.MgOC.SiO2D.P2O5答案答案:C解析解析:该物质在过量的盐酸中可以得到白色沉淀该物质在过量的盐酸中可以得到白色沉淀,只有只有Na2SiO3符符合合,所以原氧化物为所以原氧化物为SiO2,选选C 7.(2009河北正定中学模拟河北正定中学模拟)A是一种常见的单质是一种常见的单质,B C为中为中学常见的化合物学常见的化合物,A B C均含

54、有元素均含有元素X 它们有如图所示它们有如图所示的转化关系的转化关系(部分产物及反应条件已略去部分产物及反应条件已略去),下列判断正确的下列判断正确的是是( )A.X元素可能为元素可能为AlB.X元素可能是金属元素可能是金属,也可能是非金属也可能是非金属C.反应反应和和互为可逆反应互为可逆反应D.反应反应和和一定为氧化还原反应一定为氧化还原反应答案答案:D解析解析:A为单质为单质,B C为化合物为化合物,所以所以一定为氧化还原反应一定为氧化还原反应,所以所以D正确正确;据这两个反应特点知据这两个反应特点知A元素在元素在反应中化合价反应中化合价既升高既升高,又降低又降低,故故A一定不是金属一定不

55、是金属,A B错误错误;不互为不互为可逆反应可逆反应,因为条件不同因为条件不同 8.(2009潍坊一摸潍坊一摸)将氯化铝溶液和氢氧化钠溶液等体积混合将氯化铝溶液和氢氧化钠溶液等体积混合,得到的沉淀物中含铝元素的质量与溶液中含铝元素的质量得到的沉淀物中含铝元素的质量与溶液中含铝元素的质量相等相等,则原氯化铝溶液和氢氯化钠溶液的物质的量浓度之则原氯化铝溶液和氢氯化钠溶液的物质的量浓度之比可能是比可能是( )1 3 2 3 1 4 2 7 任意比任意比A.B.只有只有C.D.答案答案:A解析解析:沉淀一定是沉淀一定是Al(OH)3,而溶液中的而溶液中的Al元素可以是元素可以是AlCl3或或NaAlO

56、2 若若AlCl3过量过量,则溶液中则溶液中Al元素的存在形式为元素的存在形式为Al3+,设设Al(OH)3为为1 mol,据据AlCl3+3NaOH=Al(OH)3+3NaCl1 mol 3 mol 1 mol则则n(AlCl3) n(NaOH)=(1+1) 3=2 3 若若AlCl3的量不足的量不足,且且3 4,溶液中溶液中Al元素的存在形元素的存在形式为式为 ()()3n OHn Al2AlO设设AlCl3的物质的量为的物质的量为 1 mol 据据AlCl3+3NaOH=Al(OH)3+3NaCl1 mol 3 mol 1 molAl(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O0.5 m

57、ol 0.5 mol 0.5 mol 则则n(AlCl3) n(NaOH)=1 mol (3+0.5) mol =2 7 9.铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应,当两个反应放出当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时的气体在相同状况下体积相等时,反应中消耗的反应中消耗的HCl和和NaOH物质的量之比为物质的量之比为( )A.1 1B.2 1C.3 1D.1 3答案答案:C解析解析:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2,根据以上两个方程式知根据以上两个方程式知,放出等量气体时消耗放出等量气体时消耗

58、HCl和和NaOH的物的物质的量之比为质的量之比为3 1 10.将烧碱溶液和盐酸依次滴入某溶液将烧碱溶液和盐酸依次滴入某溶液A中中,其沉淀其沉淀(y轴轴)和加和加入溶液的体积入溶液的体积(x轴轴)的关系可能出现如下两种形式中的一的关系可能出现如下两种形式中的一种种,则则A溶液不可能是溶液不可能是( )A.三氯化铝溶液三氯化铝溶液B.偏铝酸钠溶液偏铝酸钠溶液C.明矾溶液明矾溶液D.硝酸铝溶液硝酸铝溶液答案答案:B解析解析:本题从选项入手本题从选项入手,结合反应方程式进行逐一分析结合反应方程式进行逐一分析,A C D图像均符合前者图像均符合前者,而偏铝酸钠溶液两者均不符合而偏铝酸钠溶液两者均不符合

59、 11.将一定量的将一定量的Na Al合金置于水中合金置于水中,结果合金完全溶解结果合金完全溶解,得到得到20 mLpH=14的溶液的溶液,然后用然后用1.0 mol/L盐酸滴定至沉淀量盐酸滴定至沉淀量最大时最大时,消耗消耗40 mL盐酸盐酸 原合金中原合金中Na的物质的量是的物质的量是( )A.0.010 molB.0.020 molC.0.030 molD.0.040 mol答案答案:D解析解析:由题意知由题意知,沉淀量最大时沉淀量最大时,Al元素全部转化为元素全部转化为Al(OH)3,溶溶液中只有液中只有NaCl溶质溶质,所加盐酸全部生成所加盐酸全部生成NaCl 根据根据Na元素元素守恒

60、得守恒得:n(Na)=n(Cl-)=n(HCl)=1.0 mol/L0.040 L=0.040 mol 12.向含向含n mol AlCl3的溶液中加入的溶液中加入m mol NaOH溶液溶液,观察到观察到的现象是先有白色沉淀生成的现象是先有白色沉淀生成,后沉淀部分溶解后沉淀部分溶解,则生成则生成Al(OH)3沉淀的物质的量是沉淀的物质的量是( )A.(4n-m) molB.(4m-n) molC.(n-3m) molD.(3m-n) mol答案答案:A解析解析:沉淀部分溶解沉淀部分溶解,所以反应生成的含铝产物是所以反应生成的含铝产物是Al(OH)3和和NaAlO2 反应的方程式可表示为反应的