从铝土矿到铝合金

第12单元从铝土矿到铝合金

考点分层突破/考点剖析知能并重/

考点一铝的性质和工业制法

I帙口识侬

I.铝的结构和存在(a)

铝位于元素周期表的.原子结构示意图为.在反应中易失去电子.化学性质活泼。铝是地壳中含量最

多的金属元素，自然界中的铝全部以态的形式存在。

2.铝的性质(b)

(1物理性质:

铝是色、具有金属光泽的固体.硬度较，具有良好的导电性,导热性和延展性.

(2)化学性质

⑤FeA

区+-2。3|

写出图中有关反应的方程式(能写离子方程式的写离子方程式)：

普形成致密的氧化膜

n①叫匠_______

②2AI+3G2仝=2人©3

④与NaOH溶液反应:

⑤―(铝热反应)

3.铝的用途(a)

纯铝用作导线.铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等.

4.从铝土矿中获得铝的工艺流程（b）

电解

|Na?H|圄[较纯呼AI2O3I

（I淋格石5）加热到loooP

为饶④

♦(0H)]

足量COj

一-I

I趣组t川练

题组铝的性质及制备

1.[2020•浙江宁波诺丁汉附中期中|下列关于铝的性质和用途描述不正确的是（）

A.铝有很好的延展性目是良导体.所以常用作导线

B.用酒精灯外焰加热铝箔,可以看到少量液滴悬而不落，说明铝的熔点较高

C.铝合金质轻，强度大，耐腐蚀,可以用作门窗

D.铝有较强的抗腐蚀性，是因为铝的表面能形成致密的氧化膜

2.铝土矿的主要成分是ALO3,此外还含有少量SiO?、FetCh等杂质.如图12-2所示是从铝土矿中制备铝的工艺流程:

图12-2

已知:溶液中硅酶钠与偏铝酹衲反应能生成砰铝酹盐沉淀.化学方程式为2NQSi6+2NaAQ+2HQ-Na^AhSiiOsJ+4NaOII,

下列说法不正确的是（）

A.滤渣A的成分为NazAbSizOx和FeQ1

B.用过量CO?酸化，生成AI（OH卜的离子方程式:AI0a+CCh+2HQ-AI（OH）4-HCOj

C.过滤操作时.用玻璃棒搅拌.可以加快过滤速度

D.灼烧操作前.坦埸需先洗净.再擦干

3J2020.浙江宁波中学高三阶段性测试]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.

利用铝热反应解答下列问题：

(I)用铝粉和FeQ，做铝热反应实验.需要的试剂还有(填字母).

A.KCIB.KClOi

C.MnO:D.Mg

(2)用等物质的是的MgO和Fe?Oa组成的混合物在一定条件下与AI粉进行铝热反应.

①引发铝热反应的操作是.

②产物中单质是(填名称).

⑶取少量⑴中铝热反应所得的固体混合物,将其溶于足量稀心。」滴加KSCN溶液无明显现象.(填能或不能’)说

明固体混合物中无FeQi理由是(用离子方程式说明)。

・易错警示

(DMg.Al在常温下均易在其表面形成致密的氧化膜。

(2)常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生,•钝化;而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应。

(3)铝与稀硝酸反应时生成的气体是NO而不是H2.

(4)用铝箔包裹的钠与H：O反应时既考虑Na与H：O的反应.又考虑AI与NaOH溶液的反应.

(5)铝热剂是铝与金属氧化物的混合物.铝热反应本质上是金属之间的置换反应.所以要遵循金属活动性顺序.例如:CuO与AI

能发生铝热反应.而AI与MgO的混合物不能发生铝热反应。

考点二铝的化合物

I卿识梳S

L氧化铝⑹

(I物理性质:

色固体.难溶于水，有很高的，

(2)化学性质(填化学方程式)

一

两

与液反应

性“Cliff

氧

化与N.OH溶液反应

物

(3)主要用途:

可作耐火材料:红宝石、蓝宝石的主要成分是a-AkOj,用作装饰品。

2.氢氧化铝(c)

(I)物理性质：

色胶状不溶于水的固体.有较强的性.

(2)化学性质

AKOH”的电离方程式为

HZAig+H捋

受热分M{Ai(OHX]-gtL

写出图中有关反应的方程式(能写离子方程式的写离子方程式):

①:

②；

.

(3)制备

①向铝盐中加入氨水.离子方程式为.

②向NaAlO：溶液中通入足量CO2.离子方程式为,

③NaAlO?溶液与AlCh溶液混合.留彳■方程式为,

3.明矶净水原理(b)

明帆的化学式为，可溶于水,水溶液pH(填或“=”)7・明研可以净水，其净水的原理是

(写离子方程式).因AI(OH)a胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。

幡组训练

题组一铝的化合物性质及用途

I.[202().浙江I月选考]下列关于铝及其化合物说法.不正确的是()

A.明研可用作净水剂和消毒剂

B.利用铝热反应可冶炼高熔点金属

C.铝可用作包装材料和建筑材料

D.氢氧化铝可用作治疗胃酸过多的药物

2J2020•浙江台州书生中学月考］将某镁铝合金放入一定量的盐酸中，合金全部溶解彳身到混合溶液甲、向甲中滴加一定浓度的

NaOH溶液.加入的NaOH溶液的体积(V)与沉淀质量(切的关系如图12-3所示.下列说法不正确的是()

A.溶液甲中的阳离子只有AP

B.A点的沉淀是Mg(OH£AKOHh

;

C.A到B发生的离子方程式为A1(OH)3+OH=AIO2+2H2O

D.B点的沉淀是Mg(OH)：

•归纳总结

两性物质性质及应用

(1)两性物质的概念辨析

两性物质是指既能与酸反应乂能与域反应生成盐和水的化合物.如ALO;、AI(OH)K瓦基酸等。但既能与酸反应又能与减反

应的物质不一定是两性物质，如NaHCO；是酸式盐。

⑵AKOHb与ALCH两性的重要应用

①用过量NaOH溶液检验AI“的存在。

②用过量NaOH溶液鉴别AW和Mg'\

③用互滴法鉴别A科与OH、Alo2与IL

④用过昆NaOH溶液和相应酸溶液分离A内与Mg'Fc"等离子或分离MgO、AkO?.

题组二氢氧化铝的制备

3.下列制取CO?、通过CO?和NaAICr溶液制取AKOHK分离并加热AI(OH)响ALO；的装置和原理能达到实验目的的是

图12-4

A.制取CO:B,制取AI(OH)j

C.分离A1(OH)3D.制AI2O3

4.明矶石的主要成分是KfOcAHSQOKAbOr6H9,还含有少量Feg；杂质,利用明矶石制备氢氧化铝的流程如下:

⑴焙烧炉中发生反应的化学方程式为2AHSOS+3S-2AbCh+9sCh.若生成Imo!AIQ.则转移的电子数为

(2)熟料溶解时反应的离子方程式为

(3於验废渣中含有IFO、所需的试剂是

(4)母液中溶质主要成分的化学式为，溶液调节pH后经过滤、洗涤可得AI(OH)j沉淀.证明沉淀已洗涤干净的

实验操作和现象是一

•归纳总结

AI(OH»的三种制备方法

方法一:可溶性铝盐溶液与过量氨水反应

反应原理:AlA+3NH3H9^AI(OH)U+3NH：

方法二:向可溶性偏铝酸盐溶液中通入过量CO：

反应原理:AIO2+2H2O+CO2-----AI(OH)4+HC03

方法三:相互促进水解法

A产+3AIO；+6H2O=4A1(0明

考点三“铝三角”转化关系及应用

I帙口识磔

LAI，A1(OH)3.AIO2之间的转化关系(C)

写出上述转化的离子方程式:

(1XD,

(2)_____________________________

(3)_______________________

(4).

(5XT)_____________________,

________________________0

(6).

2.“铝三角”转化关系的应用(c)

⑴AW与OH及Al。?、CO式除等弱酸根阴离子或Al。2与田、HCOa以及弱碱阳离子AltFe；博因生成沉淀或发生相互

促进的水解反应而不能大量共存.

(2)鉴别(利用滴加顺序不同.现象不同)

①向AlCh溶液中滴加NaOH溶液.先产生白色沉淀.后沉淀溶解。

②向NaOH溶液中滴加AlCh溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀,沉淀不溶解。

⑶分离提纯

①利用A1能溶于强碱溶液的性质，分离AI与其他金属的混合物.

②利用A1O能与强碱溶液反应的性质.分离AIO与其他金属氧化物.

③利用A1(OH)3能与强碱溶液反应的性质.分离A1"与其他金属阳离子.

3.可溶性铝盐与强碱(如NaOH溶液)反应过程分析(c)

掾作可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量

现象________________________________________________________

离子方A-*B:AI3，+3OH-------AKOHK;

A—B:A产+4OH------Al0z+2H'O;

3，

程式B-»D:Al(OH).i+OH-------Al02-2H'OB->C:Al+3A10i+6H20------4AI(OHhl

4.偏铝酸盐与强酸溶液反应过程分析⑹

操作偏铝酸盐溶液中逐滴力嘛盐酸至过量稀盐酸中逐滴力啕铝酸盐溶液至过量

现象

nlMOH"

图像.B

AD莉)

圈子方，))

A-*B:AlOa+H+HK-------AI(C'H4A-B:4H*+AIO2----AW+2HQ

程式B-»D:/\l(OHh+3ir------AI"+3HqB-C:AI"+3AlOa+6HQ—4Al(OHhl

I微组训练

题组一'铝三角''的转化及应用

a

1.下列各组物质,不能按Lc(••-，表示反应一步完成)关系转化的是()

频abc

AAI2O1haAIO：AI(OH),

BAICI)Al(OH)jNaAlO：

CAlAI(OH)3Al。

DMgCI：N忸(OHkMgO

2把一定量的Ba(OH)a溶液滴入明矶IKAKSOmi2H⑼溶液中,使SO充全部转化成BaSO,沉淀，此时铝元素的主要存在形式是

A.AP*B.AI(OH)3

C.AlOjD.A1"和A1(OH)3

3.某混合物A,含有AI2(SO4)3.AbQ，和FsOj.在一定条件下可实现图KI2-5所示的变化.

I.IA

fNaOH溶液

5液a片奇才温£出■梅丽

图KI2-5

请回答下列问题。

(1)B、C、D、E4种物质的化学式:B、C、D、E.

(2)沉淀F与NaOH溶液反应的离子方程式为.

沉淀E与稀硫酸反应的离子方程式为.

溶液G与过量稀氨水反应的化学方程式为.

题组二含铝化合物间图像分析

4J2O2O•浙江宁波中学高三月考］下列实验过程中产生沉淀的物质的量⑴与加入试剂的物质的量(x)之间的关系正确的是《

A.甲向AICL溶液中逐滴加入NaOH容液至过量且边滴边振荡

B.乙向NaAICh溶液中滴加稀盐酸至过量且边滴边振荡

C丙向NHiAKSOS溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量

D.丁向NaOH、Ba(OH)2vNaAIO?的昆合溶液中逐渐通入CO：至过量

5.某无色溶液中可能含有H，、Na\NH；、Mg2\Fc+A四、SO：等离子中的几种.当向该溶液中加入某浓度的NaOH溶液

时.发现生成沉淀的物质的量随NaOH溶液的体积变化如图12-7所示。下列说法一定正确的是()

图12-7

A.一定存在H、Mg2\AP\NH；.一定不存在Na，、SO：、Fe"

B.一定存在H，、Al3\NH；、SOf.可能存在Na，、Mg2*

C溶液中c(H-)：c(Al3*)：«M*)为1：1：2

规律小结

可溶性铝盐与强碱(如NaOH)溶液反应.铝元素的存在形式

A声A1(OH),0H-

|Al(OH)sJAl6|Al-_遮耳~)

iJl■—

AlfOH),AIOI

.................................................随堂巩固检测一................./朗补缺当堂自清/

I」2020.浙江大学附属中学高三模拟］下列关于铝及其化合物的说法.不正确的是()

A.铝是地壳中含量最多的金属元素,自然界中铝以稳定化合态存在

B.铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为铝的化学性质很稳定

C.常温下.铝遇浓硝酸、浓硫酸时会在表面生成致密的氧化物膜而发生钝化

D.向氨化铝溶液中滴加饱和NaF溶液.再滴加氨水，振荡后,没有观察到白色沉淀

2J2020.浙江余姚中学高三选考模拟|下列离子方程式不正确的是()

A.氢氧化铝的酸式电离:AI(OH)3n.zOa+HTHQ

B.过量铁粉与稀硝酸反应:Fe+NO3+4h—Fe计+NOT+2Hg

C.向明机溶液中加入Da(QH)一溶液至AP♦刚好沉淀完全:2A1E3so力SOU===2AI(OH)4।3DaSO，l

D.碳酸钠水解:CO：+H9=HC03+0H

3.［2020,宁波北仑中学高三模拟］将足量的CO?不断通入KOH、Ba(OH£KA10a的混合溶液中，生成沉淀的物质的量与所通

入CO:的体积关系如图12-8所示.二列关于整个反应过程中的叙述不正确的是()

A.Qa段反应的化学方程式是Ba(OH>+CO?^BaCOH+H9

B.ab段与cd段所发生的反应相同

C.de段沉淀减少是由于BaCOi固体消失

D.bc段反应的离子方程式是2AI0尹3H2O+CO2-2Al(OHR-COg

4.铝土矿中的主要成分是AIAK还含有少量Fe£h等杂质.工1L上从铝土矿中提取铝的工艺流程如图12-9所示.

NaOH溶液通人过it气体冰晶石

铝1矿傅邛备A?溶液晔

图12-9

请回答下列问题：

⑴“操作一操作2”相同操作的名称为.实验室进行此项操作使用的玻璃仪器有。

(2)向NaAIO：溶液中通入了一种过量气体.这种气体是下列中的(填字母)