铝及其化合物的性质.ppt

1、第二节 铝及其化合物,王华兴,你在日常生活中见到过哪些铝制品？,想一想,铝为活泼金属，为何在生活中用途广泛？工业上怎样冶炼铝？,【提示】 铝制品表面有一层致密的氧化膜，可保护内层金属不被氧化，铝密度小，塑性好，易于加工，可与多种金属形成高强度的合金，故在生活中用途广泛； 工业上利用电解氧化铝的方法冶炼铝,1、铝的物理性质,物理性质,用途,飞机,铝导线,铝壶,铝箔包装材料,2、铝的化学性质,（1）铝与非金属反应(还原性),表面形成致密的氧化膜， 失去光泽,剧烈反应，发光放热,剧烈反应，冒白烟,加热反应，生成白色固体,Al 3e Al3+,用途：制燃烧弹、信号弹、火箭推进剂等,【思考 】集气瓶的底

2、部要放一些水（或细沙），其作用是什么？,【思考 】铝锅为什么可以用来煮饭？,常温下铝的表面被氧化，生成一层致密氧化物薄膜。因此铝具有抗腐蚀性。,【铝与氧气反应的实验现象】 铝在氧气中燃烧，放出大量的热，发出耀眼的白光，瓶内有白烟。,铝箔熔化，失去光泽，但熔化的铝并不滴落,铝箔加热时与O2发生反应生成氧化膜，使内部的铝被Al2O3包裹着，所以熔化的铝不易滴下 。,(2)、铝与酸反应,、与盐酸、稀硫酸反应,2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2,2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2,、与强氧化性酸(浓硫酸、浓硝酸)发生钝化,2Al + 6H+ = 2Al3+ +

3、 3H2,(3)、与盐溶液反应,根据金属活动性顺序的应用，铝能把排在它后面的金属从它们的盐溶液中置换出来，如:,2Al + 3CuSO4 3Cu + Al2(SO4)3,2Al + 3Cu2+3Cu + 2Al3+,(4)、铝与强碱反应,注意事项： 金属镁不与碱反应 铝只与强碱反应，很难与弱碱反应 铝是还原剂，水为氧化剂,应用：铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放具有酸性、碱性的食物。,2Al+2NaOH+6H2O = 2NaAlO2 +3H2+4H2O,还原剂,氧化剂,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2,偏铝酸钠溶液显碱性,将5.4 g金属Al投入200.0 mL 2.0 mo

4、lL1的某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩余。该溶液可能为 AHNO3溶液 BBa(OH)2溶液 CH2SO4溶液 DHCl溶液,【析解】与铝反应放出氢气的溶液为强酸溶液或强碱溶液，再结合题目给定信息金属有剩余可得出答案。,D,有关反应为：2Al+6H+=2Al3+3H2， 2Al+2OH+2H2O=AlO2+3H2， 5.4 gAl（0.2mol） 分别能与0.6molH+ 、 0.2molOH恰好反应，则金属铝有剩余，说明酸或碱不足。 A项无H2产生；B项中n(OH)=0.8mol；C项中n(H+)=0.8mol ； D项中n(H+)=0.4mol 。,(5)、铝与氧化铁的反应(还原性

5、),应用：焊接钢轨，冶炼金属。,（铝热反应）,现象：,剧烈反应，发出耀眼的光芒，纸漏斗被烧穿，有红热液珠落下，液珠冷却后变为黑色。,铝热反应：,铝在高温条件下和某金属氧化物发生的反应,铝热剂：,铝粉和金属氧化物的混合物,Mg条和KClO3的作用：引燃剂,Al分别与Cr2O3 、 MnO2 、V2O5 的反应,即学即用,3、铝的制备与用途,(1)、铝的工业制法：电解熔融的氧化铝,(2)、铝的主要用途： 制造铝合金，制作导线；制铝热剂等,1、金属与酸的的反应 M + nH+ = Mn+ + n/2 H2,规律：,、金属与酸反应产生氢原子的量等于金属失电子的物质的量等于n(H2)/2 、相同物质的量

6、的不同金属与足量酸反应产生H2的物质的量之比等于反应后对应金属呈现的化合价之比,守恒法：守恒法(原子、电荷、电子得失守恒)是化学计算中常用的方法。 平均值法：平均值法是混合物组分含量求解的常用方法，可设平均摩尔质量，要注意结合化合价进行转化。,常用方法：,2铝与酸或碱反应生成H2的量的关系 2Al 6HCl = 2AlCl3 3H2， 2Al 2NaOH 2H2O = 2NaAlO2 3H2,【跟踪训练】 1等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为56，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是 A甲、乙中都是铝过量 B甲中铝过量，乙中碱过

7、量 C甲中酸过量，乙中铝过量 D甲中酸过量，乙中碱过量,B,2足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，生成H2的体积比 A1:1 B1:3 C3:1 D3:2,【析解】 因为在反应中Al过量，产生的H2由HCl和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl3H2；2NaOH3H2，故当HCl、NaOH物质的量相等时，二者产生H2的体积比为13 。,【变式】 足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，两者生成的H2相等，则原盐酸和NaOH溶液的物质的量浓度之比为 A1:1 B1:3 C3:1 D3:2,【析解】 因为铝足量且产生H2相

8、等，根据上题中的关系式n(HCl)n(NaOH) 31，又因为二溶液体积相等，故物质的量浓度c(HCl)c(NaOH)n(HCl)n(NaOH)31 。,B,C,3将某份铁铝合金样品均分为两份，一份加入足量盐酸，另一份加入足量氢氧化钠溶液，同温同压下产生的气体体积比为3:2，则样品中铁、铝的物质的量之比为 A3:2 B2:1 C3:4 D4:3,C,【析解】 设每份样品中Fe、Al的物质的量分别为x、y，据反应方程式得： Fe 2HClH2； Al 3HCl3/2 H2； Al NaOH3/2 H2，则有 (x+3y/2) : 3y/2 = 3:2 x:y = 34,【提示】 Fe、Al与足量

9、稀硝酸反应产生NO，用同样的方法，设铁、铝的物质的量分别为x、y，则 (xy)y32 xy54,【变式】 若将盐酸改为稀HNO3，且稀HNO3只被还原为NO，则每份样品中Fe、Al的物质的量之比为多少？,【练习】 体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成H2的体积比为5:6，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是 A.甲、乙中都是铝过量 B.甲中铝过量，乙中碱过量 C.甲中酸过量，乙中铝过量 D.甲中酸过量，乙中碱过量,B,【析解】 由题意可知： n(H2SO4) =n(NaOH)，设均为1mol。 当Al均不足， H2SO4和NaOH 均过量时，生成

10、H2相等，即体积比为 1 : 1； 当Al均过量时， 分别生成2g和3gH2 ，即体积比为 2 : 3 ； 5/6 2/3 = 5/7.5 甲中铝过量，乙中铝不足，即碱过量。,1、氧化铝（Al2O3）,(1)、 物理性质,氧化铝是白色、不溶于水的固体，熔点高，是一种较好的耐火材料。天然产的无色氧化铝晶体叫刚玉，其硬度仅次于金刚石。,与酸反应：Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O,Al2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O,与强碱反应：Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O,Al2O3 + 2OH = 2AlO2 + H2O,(2)、 Al2O3

11、化学性质,(3)、用途：耐火材料，冶炼铝，其它刚玉、红蓝宝石等,二.几种铝的重要化合物,、氧化铝不溶于水,与水不反应,故不能用氧化铝与水反应制取氢氧化铝,、铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性或咸的食物,(4)、制备： A.工业：从铝土矿提纯 B.实验室：4Al + 3O2 2 Al2O3 2Al(OH)3 Al2O3 +3H2O,【注意】,白色胶状物，难溶于水，能凝聚水中的悬浮物，并能吸附色素。 可作净水剂,(1)、物理性质,(3)、制备:,AlCl3 + 3NH3H2O = 3NH4Cl + Al(OH)3,2. 氢氧化铝Al(OH)3),两性氢氧化物,(2)、化学性质,、与酸反应：

12、Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O,Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O,、与强碱反应：Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O,Al(OH)3 + OH = AlO2 + 2H2O,、加热分解：,Al3+ + 3NH3H2O = 3NH4 + + Al(OH)3,Al(OH)3的性质实验,Al(OH)3的为什么有两性？,白色沉淀,Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O,Al(OH)3 + OH = AlO2+ 2H2O,(1)、Al(OH)3有两性，既能与酸反应又能与碱反应，但它不与弱酸、弱碱反应。,Al(OH)3不溶于H2C

13、O3;不溶于NH3H2O ，而溶于强碱，故宜用可溶性铝盐和NH3H2O制备Al(OH)3,Al(OH)3会溶于过量的氢氧化钠溶液：Al(OH)3 + OH = AlO2+ 2H2O,【注意】,实验室为何不用可溶性铝盐与NaOH溶液反应制取Al(OH)3？, 金属单质：Al等； 两性氧化物：Al2O3等； 两性氢氧化物：Al(OH)3等； 弱酸的铵盐：(NH4)2CO3、(NH4)2S、CH3COONH4等； 弱酸的酸式盐：NaHCO3、NaHSO3、KHS等。,(2)既能与酸反应又能与碱反应的物质有哪些？,【思考与讨论】,(1)、将盐酸逐滴滴入到NaAlO2溶液中，直至过量。 (2)、NaAl

14、O2溶液逐滴滴入到盐酸中，直至过量。,2、NaAlO2溶液逐滴滴入到盐酸中，直至过量。 先产生沉淀，振荡后消失，当NaAlO2过量时，产生的沉淀不再消失。 4H+ + AlO2 = Al3+ + 2H2O Al3+ + 3AlO2 + 6H2O = 4Al(OH)3,【析解】 1、先产生白色絮状沉淀，当HCl过量时沉淀消失。 AlO2+H+H2O=Al(OH)3 Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O,3常见铝盐 (1)、铝盐可与弱碱溶液(如氨水)反应制备Al(OH)3 (2)、明矾：KAl(SO4)212H2O 明矾易溶于水，完全电离： KAl(SO4)2 = K Al3 2SO42 其水

15、溶液因Al3水解而显 性， 离子方程式为： 。,酸,俗称“白矾”、“钾明矾”、“明矾”。是硫酸钾和硫酸铝的含水复盐。无色透明晶体，有酸味。溶于水，水解时生成氢氧化铝胶状沉淀。用作媒染剂和净化剂。化学工业中用于炼铝和制造钾肥等。,硫酸铝钾,复盐是纯净物还是混和物？,(1)从节约药品的角度思考，你认为哪一种方案好？ 方案一和方案二共同存在的问题是_。 (2)请用相同的原料设计一个更为节约药品的方案，并写出有关反应的化学方程式：_。,【解析】 (1)、设同样制备1 mol Al(OH)3，据所设计方案中的反应计算知： 方案一需1 mol Al、1.5 mol H2SO4、3 mol NaOH，方案二

16、需1 mol Al、0.5 mol H2SO4、1 mol NaOH，故方案二比方案一节约药品。但方案一中加入NaOH溶液和方案中二加入H2SO4溶液时，均难以控制加入的量以确保Al元素全部转化为沉淀。,(2)、生成Al(OH)3的反应还有：Al33 AlO2 6H2O4Al(OH)3因而可按下图，将1 mol Al分成两部分去做，将所得溶液合并：,只需1 mol Al、0.375 mol H2SO4、0.75 mol NaOH，且Al元素全部进入沉淀。,【答案】 (1)、方案二较好；方案一在加入NaOH溶液和方案二在加入H2SO4溶液时，均难以控制加入的量，以确保Al元素全部转化为沉淀。 (

17、2)、实验方案：将Al按13分成两份，第一份与适量硫酸溶液反应，第二份与适量NaOH溶液反应，然后将所得溶液混合即可。有关反应的化学方程式为：2Al 3H2SO4 = Al2(SO4)3 3H2 2Al 2NaOH 2H2O = 2NaAlO2 3H2 Al2(SO4)3 6NaAlO2 12H2O = 8Al(OH)3 3Na2SO4,【评述】 方案三的明显优点是易于定量控制，节省原料、产率高等，这是在巧妙合理利用了Al及其化合物化学性质的情景下设计出来的，考查了学生对铝及其化合物的相互转化、性质掌握和巧妙迁移应用的能力。,1、铝及其化合物转化关系图,CO2或 H+H2O,Al3+,Al(O

18、H)3,3OH或 NH3 H2O,AlO2,2. OH,5. 3H+,3. 4OH,6. 4H+,7. 双水解,2、铝三角,2. Al(OH)3+OH = AlO2+2H2O,Al3+3OH = Al(OH)3,3. Al3+4OH = AlO2+2H2O,4. AlO2+H+H2O = Al(OH)3,6. AlO2 + 4H+ = Al3+ + 2H2O,5. Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O,7. Al3+ + 3AlO2 + 6H2O = 4Al(OH)3,讨论以上反应物的量与产物的关系,AlO2 H+ Al(OH)3,Al3+ 4OH AlO2,Al3+ 3OH

19、 Al(OH)3,AlO2 4H+ Al3+,3“铝三角”的应用 (1)、鉴别(利用滴加顺序不同，现象不同) AlCl3溶液中滴加NaOH溶液现象为：先生成白色沉淀，后沉淀又溶解。而NaOH溶液中滴加AlCl3溶液现象为：开始无明显现象，后产生白色沉淀，不溶解。 (2)、分离提纯 利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的混合物。 利用Al2O3能与强碱反应，分离Al2O3与其他金属氧化物。 利用Al(OH)3的两性，分离Al3与其他金属阳离子。,【注意】 当溶液中有多种离子时要注意离子之间的反应顺序。如向含有H+、NH4+ 、Mg 2+ 、Al 3+ 离子的混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液时

20、，NaOH先与H+反应，然后才与Mg2+、Al3+反应生成Mg(OH)2、Al(OH)3沉淀，再与NH4+反应，最后过量的NaOH会溶解Al(OH)3。,因AlCl3与NaOH反应生成的Al(OH)3能和NaOH继续反应，其计算方法类似于CO2与澄清石灰水的反应，其规律如下：,(2)求反应物强碱的物质的量 若碱不足：n(OH) 3nAl(OH)3 若碱过量：n(OH) 4n(Al3)nAl(OH)3,3、铝三角的计算,(1)求产物Al(OH)3的物质的量 当 n(OH) 3n(Al3) 时，nAl(OH)3 n(OH) 当3n(Al3)n(OH)4n(Al3)时，nAl(OH)34n(Al3)

21、n(OH)当 n(OH) 4n(Al3) 时，nAl(OH)3)0，无沉淀,(3)可溶性铝盐与强碱(如NaOH溶液)反应后Al元素存在形态,【解析】 依题意知在AlCl3溶液中加入NaOH溶液有如下两个反应发生： AlCl33NaOH = Al(OH)33NaCl ， AlCl34NaOH = NaAlO23NaCl 2H2O 。据此可以看出： (1)、当 a 3b 时只发生反应 ，此时NaOH不足量，产生沉淀的量取决于NaOH。nAl(OH)3 n(NaOH)/3。所以答案为：0.05a/3 mol。 (2)、如果无沉淀生成，Al 元素全部以AlO2形式存在。此时，有： n(AlCl3)n(

22、NaOH) 14 ，即 ab 41，故答案为：a 4b。 (3)、此种情况应当是两个反应均发生，铝元素以Al(OH)3和AlO2两种形式存在。则符合关系： 整理：,求沉淀的量的方法很多。 【解法1：代数法】 设反应中，AlCl3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，NaOH的物质的量为4y。有 x + y = 0.05b mol 和 3x + 4y = 0.05a mpl, x (0.2b0.05a) mol 0.05(4ba) mol 故 mAl(OH)3 78 gmol10.05(4ba) mol 3.9(4ba) g,【解法

23、2：守恒法】 此时溶液中的离子有Na、Cl、 AlO2 。则 n(AlO2)n(Na)n(Cl) 0.05a mol0.053b mol nAl(OH)3n(Al3)总n(AlO2 )0.05b mol(0.05a mol0.15b mol) (0.2b0.05a) mol0.05(4ba) mol mAl(OH)378 gmol10.05(4ba) mol 3.9(4ba) g,解化学计算题，最关键的是要搞清各个变化的化学过程，其次才是分析其中的定量关系。 分析综合问题时，要用顺序法把化学反应按先后排列出来，便于思考，否则思维易混乱。用假设法分析多个反应中哪个优先发生（至少可以这样思考问题，

24、不影响解题结果)，优先发生反应的产物必须不与溶液中其他成分反应，否则不能共存。,【变式】 向20 mL 2 mol/L的AlCl3溶液中，加入30 mL烧碱溶液，充分以应后，得0.78 g沉淀，求烧碱溶液的物质的量浓度是多少？,【析解】 Al3与OH反应生成Al(OH)3的计算有三种类型： Al33OH=Al(OH)3 ab？ 知Al3和OH，求Al(OH)3 a？ b 知Al3和Al(OH)3，求OH ？ b a 知OH和Al(OH)3，求Al3,本题属于第二种类型,【答案】 1 molL1 或5 molL1,【解析】 (1)、 设Al3过量(一般Al3过量最易求解) Al3 3OH =Al

25、(OH)3,3 mol78 g,(2) 、设OH过量，按反应历程求解 、设Al3完全反应时消耗x mol NaOH，生成y g沉淀。则, c 1 molL1,0.030 Lc 0.78 g,、设溶解(3.120.78) g Al(OH)3消耗n mol NaOH，则 Al(OH)3OH = AlO2 2H2O 78 g 1 mol (3.120.78 ) g n,Al33OH = Al(OH)3,1 mol3 mol 78 g,0.04 mol x y, x 0.12 mol y 3.12 g, n 0.03 mol,答：烧碱溶液的物质的量浓度是1 molL1或5 molL1,则 c(NaOH

26、) =,1. 往AlCl3溶液逐滴加入NaOH溶液至过量,Al3+ + 3OH = Al(OH)3,Al(OH)3 + OH = AlO2 + 2H2O,n(NaOH),nAl(OH)3 ,1,2,3,4,1,0,2.往NaOH溶液中加入AlCl3溶液至过量,Al3+ + 4OH = AlO2 + 2H2O,Al3+ + 3AlO2 +6H2O = 4Al(OH)3,3.往NaAlO2溶液中加入稀盐酸至过量,AlO2 + H+ + H2O =Al(OH)3,Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O,4.往稀盐酸溶液中加入 NaAlO2至过量,AlO2 + 4H+ = Al3+ +

27、 2H2O,Al3+3AlO2+6H2O=4Al(OH)3,5.往NaAlO2和NaOH混合溶液中加入HCl溶液至过量,OH+H+=H2O,AlO2+H+H2O=Al(OH)3,Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O,6.往AlCl3溶液中滴加入氨水至过量,Al3+ +3NH3.H2O = Al(OH)3+3NH4+,7.往AlCl3溶液中加入NaAlO2溶液,Al3+ + 3AlO2+ 6H2O = 4Al(OH)3,Al3+ + 3AlO2+ 6H2O = 4Al(OH)3,8.往NaAlO2溶液中加入AlCl3溶液,9.往NaAlO2溶液中通入CO2 (或过量),2AlO2 +CO2

28、+3H2O =2Al(OH)3+CO32,或AlO2+CO2 +2H2O =Al(OH)3+HCO3,10.往AlCl3和HCl混合溶液中加NaOH至过量,Al3+ + 3OH = Al(OH)3 ,Al(OH)3 + OH = AlO2 + 2H2O,OH+H+ = H2O,11. 往Al3+、Mg2+、H+各1mol的混合溶液中加NaOH溶液至过量,Al3+3OH=Al(OH)3,Al(OH)3+OH= AlO2+2H2O,OH+H+ = H2O,Mg2+2OH=Mg(OH)2,12. 往OH、AlO2 、 Mg(OH)2各1mol的混合溶液中加入盐酸至过量,AlO2 + H+ + H2O

29、 = Al(OH)3,Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O,OH + H+ = H2O,Mg(OH)2+2H+ = Mg2+ +2H2O,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。,【析解】 观察图象可知：(1)、镁、铝溶于 盐酸后，盐酸过量，中和过量盐酸消耗的NaOH溶液20 mL。 (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

30、到最大量时，Al(OH)3的质量为(19.411.6) g，沉淀减少的过程中，消耗的NaOH溶液用于溶解Al(OH)3。,(1)、由题意可知mAl(OH)3=(19.411.6)g =7.8g，mMg(OH)2 =11.6g，则铝的质量分数为：,(2)、由图示可知完全沉淀时消耗NaOH溶液160mL，最终溶液中只含NaCl，相当于中和剩余盐酸和溶解Mg、Al所消耗的盐酸的总量。故有： HCl NaOH 0.800mol 0.16L5.00mol/L, c(HCl) = n/V = 0.800mol/0.10L = 8.00mol/L,(1)36% (2)8.00 molL1,【练习】 1有Mg

31、、Al粉末10.2 g，将它溶于500 mL 4 molL1的盐酸中，要使 得到的沉淀最多，则加入2 molL1的NaOH溶液的体积为 A1000 mL B500 mL C100 mL D1500 mL,A,2. 向30mL1mol/L的AlCl3溶液中逐滴加入4mol/L的NaOH溶液，若产生0.78g白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为 A. 3mL B. 7.5mL C. 15mL D. 17.5mL,B,【析解】 因n(AlCl3)= 0.03moln(Al(OH)3) = 0.01mol，可知有两种可能：NaOH不足或NaOH过量。 由反应： Al(OH)3+)3H+=Al3+

32、3H2O 和 Al(OH)3 + OH = AlO2 + 2H2O 可知：当碱不足时，V(NaOH) = 7.5 mL 当碱过量时，V(NaOH) = (0.033+0.02)/4 L = 0.0275L = 27.5 mL,3. 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，小号碱量最多的是 A. Al B. Al(OH)3 C. AlCl3 D. Al2O3,A,【析解】 根据反应有物质的量关系 A: 1mol Al 1molNaOH； B：1molAl(OH)3 3molNaOH C: 1mol AlCl3 4molNaOH； D：1mol Al2O3 2mol

33、NaOH 若消耗4molNaOH，需m(Al) = 427 g = 108 g； 需 m Al(OH)3 = 478 g = 312 g； 需 m(AlCl3) = 1135.5 g = 136.5 g； 需 m(Al2O3) = 2102 g = 204 g； 由此可知，相同质量时，Al消耗NaOH最多。,3. 镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸N反应，产生气体的体积(V)与时间(t)关系如图所示。则反应中镁和铝的是 A. 物质的量之比为 3:2 B. 质量之比为 3:2 C. 摩尔质量之比为 2:3 D. 反应速率之比为 2:3,A,【析解】 反应方程式为 Mg + H2SO4 = M

34、gSO4+ H2 ， 2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3+ 3H2 由图象可知，产生的H2 量相同。各产生1molH2时，需Mg1mol ，质量24g，需Al 2/3mol，质量为18g。故A正确； B、C错误；Mg的反应速率比Al大，D错误。,4. 把Ba(OH)2溶液滴入明矾溶液中，使SO42全部转化成BaSO4沉淀，此时铝元素的主要存在形式是 A. Al3+ B. Al(OH)3 C. AlO2 D. Al3+和Al(OH)3,C,【析解】 明矾 KAl(SO4)212H2O溶液中Al3+与SO4 2的物质的量之比为1:2。若沉淀2mol SO42，则需2molBa(OH)

35、2，提供4molOH。恰好把1mol Al3+完全转化为 AlO2 。,5. 将50mL某未知浓度的AlCl3溶液分别加到60mL 1mol/L的NaOH溶液或60mL 3mol/L的NaOH溶液中，均能得到1.56gAl(OH)3沉淀，则此AlCl3溶液的浓度可能是 A. 0.4mol/L B. 0.5mol/L C. 0.6mol/L D. 1mol/L,【析解】 由题意可知第一份 NaOH溶液中含溶质0.06mol,第一份 NaOH溶液中含溶质0.18mol， 加入等量Al3+，生成的Al(OH)3也等量，说明第一份 NaOH溶液中NaOH不足， Al3+过量；第二份 NaOH溶液中Na

36、OH过量。反应后铝元素以Al3+ 和AlO2 的形式存在。,由反应Al3+ + 3OH = Al(OH)3 Al3+ + 4OH = AlO2+H2O,0.02mol 0.06mol 1.56/78mol, c(AlCl3) = (0.02+0.03)mol/0.05L = 1mol/L,D,0.03mol (0.18-0.06)mol,6. 将15.6gNa2O2和5.4gAl同时投入一定量水中，充分反应后得到200 mL溶液，再向该溶液中缓慢地通入标况下的HCl气体6.72L，若反应过程中溶液的体积保持不变，则 A.反应过程中得到6.72L的气体(标况) B. 最终得到的溶液中c(Na+)

37、=c(Cl )+c(OH) C. 最终得到7.8g的沉淀 D. 最终得到的溶液中c(NaCl)=0.15mol/L,【析解】 由题知n(Na2O2)= 0.2mol， n(Al)= 0.2mol，发生反应： 2Na2O2 +2H2O = 4NaOH + O2 2Al + 2NaOH + 2H2O = 4NaAlO2 + 3H2 可知生成气体0.4mol，标况下的体积为8.96L； 加入盐酸先和过量的NaOH反应，剩余0.1mol和NaAlO2反应生成0.1mol Al(OH)3： NaAlO2 + HCl + H2O = NaCl + Al(OH)3 最终溶液为0.3molNaCl、0.1mo

38、lNaAlO2,C,7. 将mg镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸，恰好完全反应生成标况下的气体bL。向反应后的溶液中加入c mol/L的KOH溶液VmL，使金属离子刚好沉淀完全，得到的沉淀质量为ng。再将得到的沉淀灼烧至质量不再变化为止，得到固体pg。则下列关系不正确的是,【析解】 向mgMg、Al的混合物中加入适量的稀H2SO4，恰好完全反应，溶液中只有MgSO4、Al2(SO4)3两种物质，且Mg2+与Al3+的质量和为mg；向反应后的溶液中加入c mol/L的KOH溶液VmL，使金属离子刚好沉淀完全， 发生的反应是： Mg2+ +2OH = Mg(OH)2 Al3+ + 3OH = Al

39、(OH)3 则得到沉淀的质量是Mg2+与Al3+的质量与KOH中的OH质量和，所以：n = m + 17103Vc = m+0.017Vc ，故C错误。,C,8. 某无色溶液中已知含有H+、Mg2+、Al3+等阳离子，逐滴加入NaOH溶液，则消耗NaOH溶液的体积(x轴)与生成沉淀量(y轴)间的函数关系如图，则下列图中正确的是,B,【析解】 此题解法为化学问题形象数字化量化。与同浓度的H+、Mg2+、Al3+反应的能力是H+ Al3+ Mg2+； 注意： Al3+Al(OH)3Al3+图像是非等腰三角形。,9. 某硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，直至过量。下列表示NaOH的加入

40、量(x)与沉淀的生成量(y)的关系图正确的是,C,10. 将物质X逐渐加入(或通入)Y溶液中，生成沉淀量与加入的物质的量间关系如图所示，则符合图示情况的是,C,【析解】 A发生反应Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O，CaCO3 +CO2+H2O=Ca(HCO3)2知其图象为图1；B中的反应为HCl+NaAlO2 + H2O=Al(OH)3+NaCl，其图象为图2；D的反应是 AlCl3 + 4NaOH = NaAlO2+3NaCl+2H2O。3NaAlO2+AlCl3+6H2O=4Al(OH)3+3NaCl，则其图象为图3 。,11. 已知Ba(AlO2)2可溶于水。右图表示的是向Al

41、2(SO4)3溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液时，生成沉淀的物质的量y与加入Ba(OH)2的物质的量x的关系。下列有关叙述正确的是 Aab时沉淀的物质的量：Al(OH)3比BaSO4多 Bcd时溶液中离子的物质的量：AlO2比Ba2少 Cad时沉淀的物质的量：BaSO4可能小于Al(OH)3 Dde时溶液中离子的物质的量：Ba2可能等于OH,【解析】 向Al2(SO4)3溶液中滴加Ba(OH)2溶液，开始阶段Al3与OH、 SO42与Ba2形成沉淀： 2Al33 SO42 3Ba26OH = 2Al(OH)33BaSO4 当Al2(SO4)3与Ba(OH)2的物质的量之比为1:3时，所有离子恰

42、好完全沉淀，沉淀的物质的量和质量均达到最大，此时对应的点为b点。在ob范围内，BaSO4的物质的量均比Al(OH)3多；在b点后继续加入Ba(OH)2，Al(OH)3沉淀开始溶解：2Al(OH)3Ba(OH)2 = Ba(AlO2)24H2O，至d点时Al(OH)3完全溶解，那么在bd范围内BaSO4比Al(OH)3多，AlO2 比Ba2多溶质是Ba(AlO2)2；de时沉淀只有BaSO4，溶质是Ba(AlO2)2和加入的Ba(OH)2，所以n(Ba2)可能等于n(OH)。,D,13除去下列物质中混有的少量杂质应用怎样化学方法，写出有关反应的离子方程式。 （1）铜粉中混有铁粉: 、 。 （2）

43、铁粉中混有铝粉: 、 。 （3）FeCl3溶液中混有FeCl2 : 、 。 （4）FeCl2溶液中混有CuCl2 、 。,加入过量盐酸 Fe2HFe 2H2,加入过量NaOH 2Al2OH2H2O2AlO23H2,通入Cl2 2Fe2Cl22Fe32Cl,加入过量Fe Cu2FeFe2Cu,14. 将0.1mol的镁、铝混合物溶于100mL 2mol/L的 H2SO4溶液中，然后再滴加1mol/L的NaOH溶液。 请回答： (1)、若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m 随加入NaOH溶液的体积V变化的关系如图所示。当V1=160 mL时，则金属粉末中n(Mg)= mol，V2= mL。 (

44、2)、若在滴加NaOH溶液过程中，欲使Mg2+、Al3+刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH)= mL。 (3)、若混合物认为0.1mol，其中Mg粉的物质的量分数为a，用100 mL 2mol/L的H2SO4溶液溶解此混合物后，再加入450mL 1mol /L的NaOH溶液，所得沉淀中无Al(OH)3。满足此条件的a的取值范围是 。,【析解】 (1)、由图象知V1mLNaOH溶液是与过量H2SO4反应的，则与Mg、Al反应的H2SO4为0.2mol0.16mol/2 = 0.12mol，设元混合物中有x mol Mg和y mol Al，则有： x + y =0.1 和 x +

45、1.5y = 0.12 x = 0.06 ， y = 0.04 当加入V2mLNaOH溶液时得到Mg(OH)2和NaAlO2，有关系式为：Mg2+ 2OH，Al3+ 4OH，得,15. 甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备Al(OH)3。规定的药品如下：350g 70%H2SO4溶液、NaOH固体240g、足量铝屑、水（不能用其它药品）。甲、乙、丙用各自设计的方案制得Al(OH)3的质量分别为w1、w2、w3。三种方案如下：,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)、三位同学制备的Al(OH)3，其质量分别为w1、w2、w3由大到小的顺序是

46、。 (3)、制得Al(OH)3的最大质量是 。,16. 把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后有1.16 g白色沉淀，在所得的悬浊液中逐滴加入1 mol/LHCl溶液，加入HCl溶液的体积V与生成沉淀的质量m的关系如图所示，试回答： (1)、A点沉淀物的化学式为_；B点沉淀物的化学式为_。 (2)、原混合物中的MgCl2的物质的量为_，AlCl3的物质的量为_，NaOH的物质的量为_。 (3)、HCl溶液在C点的体积是_。,【解析】(1)、加入盐酸010 mL时，沉淀 的质量没有改变，说明未加盐酸时，沉淀物 为Mg(OH)2，溶液为NaAlO2和NaOH的混 合液，

47、加盐酸是中和剩余的NaOH，A处的悬浊液为Mg(OH)2、NaAlO2、NaCl，则原混合物中n(MgCl2)1.16 g/58 g/ mol0.02 mol 。 (2)、加盐酸1030 mL过程时发生反应为： AlO2H2OH=Al(OH)3，B沉淀的化学式为Mg(OH)2、Al(OH)3，原溶液中n(AlCl3)(3010)103 L1 mol/L0.02 mol，B点沉淀量达到最大值，其溶液为NaCl溶液。所以 n(NaOH)n(HCl)30103 L1 mol/L0.03 mol。,(3)、设Mg(OH)2、Al(OH)3完全溶解时，所消耗盐酸的体积为V， V103 L/mL1 mol

48、/L0.02 mol20.02 mol3 V 100 mL C点表示加入了130 mL的盐酸 答案：(1)、Mg(OH)2Mg(OH)2、Al(OH)3 (2)、0.02 mol0.02 mol0.03 mol(3)、130 mL,【解析 】 装置A为简易启普发生器，可通过止水夹C的控制。A中反应生成气体CO2进入或气体压液体进入试管B中，使H+与AlO2相遇发生反应。 (1)、导管口有气泡冒出，有白色沉淀生成 AlO2 + CO2 + 2H2O = Al(OH)3+ HCO3 (2)、A中溶液进入B中，液面上升，白色沉淀逐渐溶解 Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O,17.

49、 根据右图所示装置，请回答： (1)、在A中加试剂后，立即打开止水夹C，B中的现象为_；离子方程式为_。 (2)、一段时间后，关闭止水夹C，B中的现象是_，离子方程式为_ _。,【启迪 】 装置中试管A、B以及止水夹C的巧妙联用，实验了多个连续反应的发生，结合铝及其重要化合物的性质，完成了多步反应，这是实验的创新，值得多思。,18. 实验室有含少量AlCl3的MgCl2溶液，请用实验室中常见的仪器和药品，合理设计实验方案以得到较纯净的MgCl2溶液。,【析解 】 AlCl3和MgCl2均为可溶性盐，分离二者需将其中一种物质“改头换面”后依据状态不同而分离；同时将含镁化合物恢复为MgCl2“模样

50、”。 根据以下化学反应方程式设计方案： MgCl2 + 2NaOH = 2NaCl + Mg(OH)2 AlCl3 + 4NaOH = NaAlO2 + 3NaCl + 2H2O Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O 答案为： 向混合溶液中加入足量NaOH溶液，充分搅拌得悬浊液，过滤，将滤渣洗涤干净。然后将滤渣转移至烧杯中，再加入适量稀盐酸，至沉淀恰好溶解完全，记得到纯净的MgCl2溶液。,19. 某课外小组对一些金属单质和化合物的性质进行研究。 (1)、下表为“铝与CuCl2溶液反应”实验报告的一部分,按反应类型写出实验中发生反应的化学方程式各一个(是离子反应的只写离子方程式)。置换反应 ；化合反应 。 (2)、用石墨作电极电解上述分离出的溶液，两极产生气泡。持续电解，在阴极附近的溶液中还可以观察到的现象是 。解释此现象的离子方程式是 。 (3)、工业上可用铝和软锰矿(主要成分为MnO2)反应来制金属锰。用铝和软锰矿冶炼锰的原理是(用化学方程式表示) 。 MnO2在H2O2分解反应中做催化剂。若将适量MnO2加入酸化后的H2O2溶液中， MnO2溶解产生Mn2