第三章第2讲铝及其重要化合物

第三章第2讲铝及其重要化合物第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夯实战般突破疑难知识梳理1 .铝的结构和存在铝位于元素周期表第三周期mA族,原子结构示意图为%。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AIO.H?国含1弼破U底理画eem单质y一氧化性酸不息71八il-A1h+H2FcjOiFe+AhO3写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式:常源()1形成致密的氧化膜A1点燃，、点燃，A-、1a4Al+3d2A1zC)32Al+3C12=2A1C13氧化性酸龄I遇冷的浓硫酸或浓硝酸继化A1非氧化性酸笠A2A1+6HC1-2A1C%+3H212Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2t2Al+Fe2O3=a=AbO3+2Fe(铝热反应)4.对比记忆镁的化学性质铝镁与非金属反应能被CL、。2氧化2Mg+O2=s=2MgO3Mg+N2=S5=Mg3Nz与水反应反应很困难能与沸水反应Mg+2H20=Mg(OH)2-bH2t与碱反应能溶于强碱溶液不反应与某些氧化物反应能与Fe2O3MnC)2、CP2O3等金属氧化物发生铝热反应能在co2中燃烧：2Mg+co2=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，错误的划“X”(1)铝在自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A1粉的混合物也可称为铝热剂()(4)Mg是活泼金属，而AI是两性金属()答案(1)X(2)X(3)X(4)X2 .依据Mg、Al单质的性质，思考回答下列问题。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。(2)A1既能溶于强酸，又能溶于强碱，所以说“A1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，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。铝与酸、碱反应的实质是什么？氧化剂是什么？答案铝与酸、碱反应的实质都是：力一如fA13+，2H+H2,只不过碱中的H+来源于水的电离。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：(用化学式表示)。答案MgOMg3N2C夯实拄础突破疑难I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，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异性的是（双选）A. CO2CNaOH溶液D.水B.盐酸答案AC解析Al能与NaOH溶液反应而Mg不能;Mg能在CO2中燃烧，而A1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，在铝热剂上放供氧剂（氯酸钾），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.氯化钱溶液答案D解析硫酸钠溶液呈中性，与A1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Hz；D项中NH才水解，溶液呈酸性,加入铝粉时，A1与H+反应产生Hz。I一I归纳总结I1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。2A1+2OH-+2H2O=2A101+3H2to(2)铝热反应铝和某些金属氧化物反应，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A1与MgO不能发生铝热反应。Mg在CO2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 mol-L1 HC1Be 4 mobL】HNO3C. 8mol-L1NaOHmol-L1H2SO4答案A解析在镁、铝混合物中加入HNO3和浓H2s04都不产生H2;加入NaOH溶液，只有A1与之反应生成H2,而镁不反应；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，就铝的这一特殊性质回答下列问题: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H2的体积之比是答案1:1解析根据化学方程式：2Al+6HC1=2A1C13+3H2t、2A1+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2t得Al与H2的关系式均为2Al3H2,故只要参加反应的Al的量相等，所得Hz的量必相等。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，产生出的体积之比是o答案1：3解析因为在反应中A1过量，产生的H2由HC1和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式：6HC13H2、2NaOH3H2,故当HCkNaOH物质的量相等时，二者产生Hz的体积比为1：3。足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HC1、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，则HC1和NaOH的物质的量浓度之比是o答案3：1解析因为铝足量且产生出相等，根据关系式(HCI)：(NaOH)=3:1,又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度c(HCI)：c(NaOH)=w(HCl)：(NaOH)=3：lo(4)甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol-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H甲)：V(乙)=1:2,则加入铝粉的质量为()A.5.4gB.3.6gC.2.7gD. 1.8g答案A解析其反应原理分别为2A1+6HC1=2A1C13+3H2t,2A1+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2to可见当参加反应的HC1和NaOH的物质的量一样多时，产生H2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。2A1+6HC12AlCh+3H2 t3 mol3mobL_1X0.1L0.15 mol6mol则Al与NaOH反应生成的Eh为0.15molX2=0.3moL2Al+2NaOH+2H2O=2NaA1O2+3H2t2X27g3mol5.4g0.3mol即投入的铝粉为5.4go厂I思维建模I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2A1+6HC1=2A1C13+3H2t、2A1+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2to从化学方程式可以看出Al与酸、碱反应时生成H2的实质都是A1aAF+,所以无论与酸还是与碱反应,A1与H2的关系都是2Al3H2。等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气体积比武瑞=1lo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VhC1(H2)VNaOH(H2)1：3O一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生氢气的体积比某悬瑞A12O3+6HC12A1C13+3H2O与NaOH反应.A12O3+2NaOH2NaAlO2+H2O2 .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。化学性质(用化学方程式表示)A1(OH)3的电离方程式为H+AlOrH-H2Q=A1(OH)3=A13+3QH-酸式电离碱式电离函件|与HC1反应,网性产_卫&三(OH)3+3HC1=A1C+3%0氢氧与NaOH反应化物aA1(0H)3+NaOH-NaAlQ+2&0受热分解：2A1(OH)3=A12O3+3H2O0(3)制备向铝盐中加入氨水，离子方程式为A13+3NH3H2O=A1(OH)3I+3NH4oNaAlCh溶液中通入足量CO2,离子方程式为A1O1+CO2+2H2O=A1(OH)3!+HCOloNaAIO2溶液与AlCh溶液混合：3A103+Al3+6H2O=4A1(OH)3Io3 .常见的铝盐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。明朗的化学式为KAKSOgQlZHzO,它是无色晶体，可溶于水，水溶液pHM(填“”或“=)。明帆可以净水，其净水的原理是AF+3H2。A1(OH)3(胶体)+3H+,A1(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。【深度思考】1. 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。明研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。2. 在做铝的燃烧实验时，用用烟钳夹住一小块铝箔，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O答案铝箔加热时与02发生反应生成熔点很高的AI2O3薄膜，使内部的铝被ALO3包裹着,所以熔化的铝不易滴下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A1及其重要化合物外，你还知道哪些?答案弱酸的钱盐,如：NH4HCO3、CH3COONH4(NH4)2S等；弱酸的酸式盐,如：NaHCO3KHS、NaHSO3；氨基酸。夯实拄础突破疑难I递进题组题组一AI2O3和A1(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（双选）（A.稀硝酸B.稀氨水C.硝酸D.氢氧化钠答案BC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的氧化物保护膜。由于铝的氧化物A12O3是一种两性氧化物，既可与强酸反应，又可与强碱反应,故A、D项皆不符合题意；NH3H2O.Cu（NO3）2不与AI2O3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Y溶液滴入盐酸中无沉淀生成，则X是A.SiO2B.AI2O3C.MgOD.CuO答案B解析C项MgO不能溶于烧碱，不正确；少量Y滴入盐酸不能形成沉淀,AI2O3符合题意,A项不正确，B项正确；D项CuO不能溶于烧碱，不正确。题组二制备A1(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()加盐酸溶解加烧碱溶液溶解过滤通入过量CO2生成A1(OH)3沉淀加入盐酸生成A1(OH)3沉淀A.加入过量烧碱溶液B.C.D.答案B解析若先用盐酸溶解,Mg、Al均溶解，制取A1(OH)3的步骤较多；从NaAlOz制备A1(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A1(OH)3o规定必用的药品如下：350g70%H2sO4溶液，NaOH固体240g,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A1(OH)3的质量分别是W1、死、W3o三种实验方案如下:甲:铝一加NaOH溶液一加H2s04溶液-WigA1(OH)3乙:铝f加H2s04溶液一加NaOH溶液-W2gA1(OH)3h铝一加H2sO4溶液I丙：铝一加NaOH溶液卜用gA1(OH)3试回答: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A1(OH)3,Wi、W2、W3其质量由大到小的顺序是(3)制得A1(OH)3的最大质量是o答案(1)丙(2)W3WaW2(3)520g厂1反思归纳I1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A1(OH)3,而不易控制酸、碱的用量。一般用氨水或CO2制取，也可用Ap+、AIO3的双水解反应制取。考点三用数形结合思想理解A13+、A1(OH)3、A1O3之间的转化关系务实抬他突破殛难I知识梳理1.AF+、A1(OH)3、A1O3之间的转化关系写出上述转化的离子方程式。答案AI3+3NH3H2O=A1(OH)3I+3NHtA13+3A1O5+6H2O=4A1(OH)3!A13+3OH=A1(OH)3I(2)A1(OH)3+3H+=AF+3H2O(3)A+4OH=A1O+2H2O(4)A1OI+4H+=A13+2H2O(5)A1OI+CO2+2H2O=A1(OH)3I+HCO3A1O3+h+H2O=A1(OH)3I(6)A1(OH)3+OH=A1O+2H2O2.与A1(OH)3沉淀生成有关的图像分析(1)把强碱溶液逐滴加入到铝盐(AI3+)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：AfB：Al3+3OH=A1(OH)3!B-D：AI(OH)3+OH=A1O+2H2O图像HA1QH同BACDn(OH-)(2)把铝盐(AF+)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。有关反应：AfB：Al3+4OH=AIOI+2H2OB-C：Al3+3AIOI+6H2O=4A1(OH)3I图修把强酸溶液逐滴加入到A1O3溶液中至过现象：先生成白色沉淀，然后沉淀逐渐溶解。有关反应：AfB：A1OI+H+H2O=A1(OH)3IBD：A1(OH)3+3H+=Al3+3H2O图修盛Al9H同BACDn(H*)(4)向强酸溶液中逐滴加入A1O3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：AfB：4H+A1OI=Al3+2H2OB-C：Al3+3AlOr+6H2O=4A1(OH)3I图像(5)往等物质的量的AlCb、MgCb混合溶液中加入NaOH溶液至过量现象：开始出现白色沉淀今后沉淀量增多今沉淀部分溶解有关反应:OfA：Al3+3OH=A1(OH)3I,Mg2+2OH-=Mg(OH)2!AfB：A1(OH)3+OH=A1O+2H2O夯实拄础突破疑难图像I递进题组题组一Al3A1O3溶液加碱或酸反应现象的应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（双选）（）A.向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2B.向NaAlCh溶液中逐滴加入过量的稀盐酸C.向A1C13溶液中逐滴加入过量稀氢氧化钠溶D.向硅酸钠溶液中逐滴加入过量的盐酸答案AD2 .下列各组物质的无色溶液，不用其他试剂即可鉴别的是oNaOH、AICI3NaHC)3、H2SO4(3)NaAlO2、NaHSO4Na2CO3、HCINa2cO3、NaHCO3Ca(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A13+的溶液中滴加NaOH溶液:先生成白色沉淀，后沉淀又逐渐溶解；向NaOH溶液中滴加含AF+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，可以鉴别。不论是NaHCO3滴入H2s04中还是H2SO4滴入NaHCO3中都会立即产生气泡，现象相同，无法鉴别。NaHSO4=Na+H+SOK,溶液显强酸性。向NaAK)2溶液中滴加NaHSO4：开始出现白色沉淀后沉淀逐渐溶解；向NaHSO4溶液中滴加NaAKh溶液：开始无现象，后出现白色沉淀。现象不同，可以鉴别。向Na2cCh溶液中滴加盐酸：开始无现象,后产生气泡;向盐酸中滴加Na2c03溶液：立即产生气泡。无论是NaHCO3还是Na2c03加到Ca(OH)2中都会产生白色沉淀，无法区别。题组二有关AF+、A1O3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A.无色溶液中：CRT、MnO入AF+、K+B.HCO31.0 mol-L1 的 NaAKh 溶液中：CFK+、Ca2+C.在强碱性环境中：A1O八SiOF. Na+、D.能使甲基橙显红色的溶液中：NH-AIOI.N#答案C解析A项MnO了有颜色，CIO一与AI3+可发生双水解反应；B项中HCO?+A1OI+H2O=A1(OH)3I+COF;D项中，酸性条件下A1O3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+Al3+2H2O=A1OJ+4NH4B.将铝片打磨后置于NaOH溶液中：2A1+2OH=2AIOI+H2tC向明肌溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液:Al3+2SOF+2Ba2+4OH一=2BaSO4I+AIOJ+2H2OD.向NaAlCh溶液中通入足量CO2：2A103+CO2+3H2O=2A1(OH)3I+COF答案C解析A项，氨水不能溶解A1(OH)3；B项，氧元素不守恒；D项，通足量CO2时，应生成HCO?oLI反思归纳I11 .离子共存问题(1)A13+与OH、A1O3、COF(HCO?),S2-等不能大量共存。(2)A1O3与H+、HCOlAF+、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H+、NHkMg2+、AF+的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,NaOH先与H+反应，再与Mg2+、AP+反应生成沉淀,再与NH才反应，最后才溶解A1(OH)3沉淀。3 .A1及其化合物的除杂归类事例(l)Mg(AI)：加足量NaOH溶液;Fe2O3(AkO3):加足量NaOH溶液;(3)Mg(OH)2Al(OH)3：加足量NaOH溶液;(4)Mg2+(Al3+)：加过量NaOH溶液，过滤，再加酸充分溶解。题组三AI3+、A1(OH)3、AIO3三者之间关系的定量分析5.如图表示AlCh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A.线表示AP+的物质的量的变化B.x表示A1CL的物质的量C.线表示A1(OH)3的物质的量的变化D.线表示A1O3的物质的量的变化答案B解析A1CL溶液与NaOH溶液混合有两种方式：向A1CL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A1CL溶液，开始没有沉淀，后有沉淀生成，与本题图示情况不符。6 .向物质的量浓度均为1molLr的A1CL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：第一阶段为OH+H+=H2O,此时无沉淀产生；第二阶段有白色沉淀产生，反应的离子方程式为A13+3OH-=A1(OH)3I；第三阶段滴加NaOH溶液至过量，沉淀逐渐溶解最后完全消失，反应的离子方程式为A1(OH)3+OH=AIOI+2H2O,结合反应方程式及浓度关系可知三个阶段消耗NaOH物质的量之比为1：3：lo7 .向30mLimol-L1的A1CL溶液中逐渐加入浓度为4mol-L1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. 3mLB.7.5mLC.15mLD.17.5mL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：当生成沉淀0.01mol时需NaOH0-03mol或 0e11 mol,然B项符合题意。解法二：已知(AlCb)=0.03moI,nAl(OH)3=0.01mol,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。当碱的量不足时，贝寸V(NaOH)=H&L=0.0075L=7.5mL;当碱过量时，贝UV(NaOH)0.03X4-0.01=L=0.0275L=27.5mLopl方法指导I1可溶性铝盐与强碱反应的计算规律(1)求产物A1(OH)3的量当(OH)W3(A13+)时，/AI(OH)3=1”(OH)；当3n(A13+)n(OH)Fe2O3等杂质，冶炼金属铝很重要的一个过程是AI2O3的提纯。由于AI2O3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:写出、两步骤中可能发生反应的离子方程式。NaOH电解铝土矿 （I）冰晶石（H）加热10007C灼烧fI过墟、!残渣I1过渡，悬浊液一T 沉淀:a（oh）3答案A12O3+2OH一2A1OI + H2O,SiO2+2OH-=SiOF+H2OA1Oi+CO2+2H2O=A1(OH)3|+HCO3,SiOF+2CO2+2H2O=H2SiO3I+2HCO?步骤中不用盐酸（或H2so4）酸化的理由是答案因为A1O3与酸反应生成的A1（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NaHCCh用途广泛，经济效益好步骤中得到较纯的A12O3,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1000左右时不会熔化，因而不影响铝的纯方案二：酸溶法加过我NaOHiSE 滤液，加热 灿咽过一 盐旅标 淀通8?制一定 的反应条 浊液件过旋（甲）A1(OH)3NaHCO,过源讨论回答下列问题:(1)写出、中可能发生反应的离子方程式。答案AI2O3+6H+=2A13+3H2O,Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2OAF+4OH一=A1O3+2H2O,Fe3+3OH=Fe(OH)3!(2)步骤中不用氨水沉淀Fe3+的原因:答案A1(OH)3只能溶于强碱，不能溶于氨水，用氨水不能将Fe(OH)3和A1(OH)3分离夯实基础突破疑难L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 化 铝 矿 石过量X,反应I、过滤溶 液 乙过量C02反应n、过滤TAK0H)3|姆国2。3 型国 也对上述流程中的判断正确的是()A.试剂X可以为氨水，沉淀中含有铁的化合物B. CO2可以用H2s04溶液或稀盐酸代替C.反应n中的反应为CO2+A1O+2H2O=A1(OH)3!4-HCO3D.工业上还可采用Fe还原A12O3的方法制Al,成本更低答案C解析A项试剂X应为强碱溶液，使ALO3溶解；B项若用强酸代替CO2,强酸过量时,A1(OH)3会溶解，不能保证生成A1(OH)3沉淀;D项因A1比Fe活泼，不能用Fe置换A1。2.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(主要成分是MgCO3,并含有M11CO3、SiCh杂质)制取 MgSOKIhO的实验，流程如下。|-cq|菱镁研磨， 矿加稀硫酸石过滤 NaClO溶液过潴n 浓缩I-MgSOd ,少结晶 MgSCU 量 NaCl7H2OMnQ滤渣第步研磨的目的是，所得滤液主要含溶质。第步反应的离子方程式为第步浓缩结晶后，要经过、洗涤、干燥等步骤才可得到MgSO4-7H2O,洗涤沉淀的基本操作是(4)若制得MgSOCHzO质量为82.00g,测得MnCh质量为1.74g,且测得第步滤渣质量为470g,忽略各物质在溶液中的溶解损失,可计算出菱镁矿石中MgCO3的质量分数为答案(1)使溶解充分并加快溶解速率MgSO4MnSO4(2)Mn2+ClO+H2O=MnO2!+C1+2H+(3)过滤将沉淀置于过滤器中，加蒸储水至刚好浸没沉淀，待水流尽，重复23次(4)80%解析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。菱镁矿石与稀硫复反应,MgCO3M11CO3会转变为MgSO4MnSO4o(2)根据流程图，加入NaClO溶液,MnSO4转变为MnO2o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:Mn2+CIO+H2O=MnO2I+CF+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)根据题中信息可求得MgCO3M11CO3的质量分别是28.00g、2.30g,则菱镁矿石中MgCO3的质量分数为28.00 g28.00 g+2.30 g+4.70 gpH反思归纳IX100%=80%o1解答化工流程题的基本方法明确目的，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。(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？(3)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。探究高考明确考向广东五年高考I.判断正误，正确的划“，错误的划“X”(1)A13+.NOhcrcorNa+可大量共存于pH=2的溶液中)(2009广东理基，33B)实验：烧杯中先出现白色沉淀，后溶解)(2010广东理综，22B)答案(1)X*2. 2009广东,24(1)(3)超细氧化铝是一种重要的功能陶瓷原料。实验室常以NH4Al(SO4)2和NH4HCO3为原料，在一定条件下先反应生成沉淀NH4A1O(OH)HCO3,该沉淀高温分解即得超细AhO3oNH4A1O(OH)HCO3热分解的化学反应PH在0.lmol-L1NH4Al(SO4)2溶液中，铝各形态的浓度(以AF+计)的对数(Ige)随溶液pH变化的关系见右图：用NaOH溶液调节pH为2、浓度约为0.1mol-L-1的NH4A1(SO4)2溶液pH至7,该过程中发生反应的离子方程式有请在框图中，画出0.01mol-L1NH4A1(SO4)2溶液中铝各形态的浓度的对数Ige随溶液pH变化的关系图，并进行必要的标注。答案(1)2NH4A1O(OH)HCO3=A12O3+2NH3t+3H2O+2CO2t(3)NHl+OH-NH3-H2O；Al3+3OH-=A1(OH)3I解析根据NH4A1O(OH)HCO3组成联系到碳酸氢铁盐的分解可知：2NH4A1O(OH)HCO3=AI2O3+3H2O+2CO2t+2NH3to由图象可知，开始阶段。(AF+)没变化；而后c(A13+)降低，生成A1(OH)3沉淀；当pH8时，A1(OH)3沉淀开始溶解。调节pH至7,OET先跟NH反应，然后与AF+反应生成A1(OH)3沉淀。各省市两年高考I.判断正误，正确的划“，错误的划“X”(1)向明矶溶液中滴加Ba(OH)2溶液，恰好使SO厂沉淀完全：2Al3+3SOF+3Ba2+6OH-=2A1(OH)3I+3BaSO4!(2013海南，10B)(2)0.10mol-L-1的氨水与AlCh溶液发生反应的离子方程式为A13+3OH=A1(OH)3|()(2013福建理综，8A)(3)0.1mol-L1NaAKh溶液中:H+Na+crso/能大量共存()(2013江苏，3D)(4)氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝()(2013江苏，4D)明矶溶于水产生A1(OH)3胶体：AP+3H2O=A1(OH)3!+3H+()(2013江苏，8B)（6）向NaAlCh溶液中滴力口NaHCCh溶液，有沉淀和气体生成（）（2013重庆理综，2C）广一如图所示，A1C13溶液、浓氨水,中有白色沉淀生成（）（2012北京理综，10C改编）新制的氧化铝可溶于氢氧化钠溶液：AI2O3+2OH=2A1O7+H2O()(2012海南，12D)答案(1)X(2)X(3)X(4)X(5)X（6）XV（8）V2.（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=2NaAlO2+3H2t,1molAl消耗1molNaOH；B项，2AI+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2t,1molAl消耗1.5molH2SO4;C项，2AI+6HCI=2AICI3+3H2t,1molAl消耗3molHCI；D项，Al和稀硝酸反应不放Hz。综上所述，符合题意的是A项。3.(2012安徽理综，13)已知室温下，A1(OH)3的Ksp或溶解度远大于Fe(OH)3o向浓度均为0.1mol-L_1的Fe(NO3)3和A1(NO3)3混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液。下列示意图表示生成A1(OH)3的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系，合理的是()rxONVToV(NaOH)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Kp比Fe(OH)3的p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AI(OH)3沉淀，当Fe(NO3)3反应完全后再生成AI(OH)3沉淀，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OALMg合金焊接前用NaOH溶液处理A12O3其化学O焊接过程中使用的保护气为化学式）。答案第三周期第mA族co2AI2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2OAr（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AI2O3和冰晶石（Na3AlF6）混合熔融电解制得。铝土矿的主要成分是AbO3和SiO2等。从铝土矿中提炼AI2O3的流程如下：以萤石（CaF和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下:LTO回答下列问题：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(4)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O答案(X)2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O、2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O(2)CaSiO32A1O2+CO2+3H2O=2A1(OH)3I+CO/(或aioi+co2+2H2O=A1(OH)3I+HCO?)(3)浓H2s0412HF+3Na2cO3+2Al(OH)3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O(4)2A12O3=4A1+3O2tO2、CO2(CO)解析结合A12O3SiO2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。在加入NaOH溶液时,AI2O3和SiC)2都能与NaOH反应，分别生成NaAlO2和Na2SiO3o(2)加入CaO后，SiO歹与Ca2+结合生成难溶物CaSiO3;滤液n中主要含有A1O3,通入CO2后生成沉淀AI(OH)3,煨烧后生成AI2O3。(3)萤石能与浓硫酸反应生成CaSO4和HF气体;HF、Na2cCh、A1(OH)3三者没有发生氧化还原反应，根据质量守恒定律可写出化学方程式。（4）电解AI2O3制取金属铝，加入的冰晶石为助熔剂；阳极产生的。2能与石墨电极反应生成CO2（可能含有CO）o练出高分一、单项选择题L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、Mg3Nz和C。3 .下列类比关系正确的是()A.A1C13与过量NaOH溶液反应生成A1OI,则A1CL与过量NHyH2O溶液反应也生成A1O5B.Al与Fe2O3能发生铝热反应,则A1与MnO2也能发生铝热反应C. CO2通入Ba(N)3)2溶液中无明显现象，则SO2通入Ba(NO3)2溶液中也无明显现象D. A1CL溶液与Na2s溶液混合时有臭鸡蛋气味的气体产生，则CuCb溶液与Na2s溶液混合时也有臭鸡蛋气味的气体产生答案B解析A项，AI(OH)3与NH3H2。不反应；C项把SO2通入Ba(NO3)2溶液中会产生白色沉淀；D项，溶液中AF+与S2-反应生成a|(OH)3和H2S,Cu2+与S2-反应生成CuS沉淀，无H2S气体产生。4.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，消耗碱量最多的是AAlC. AlChB.A1(OH)3D.AI2O3答案A量分别为焉mol,/ /78 m31133.5mol1102解析假设上述四种物质均为1g,则物质的mol,完全溶解转化为NaAKh时，所需NaOH的物质的量分别为:mol、=mol,（，.X4）mol,(ttX2)mol=mol,所以JLU/3JL选A。5.有一块镁铝合金，其中镁与铝的质量比是8：9O加入足量稀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!7沉淀质母答案A解析镁与铝的质量比是8：9,则物质的量之比是1：1,NaOH溶液过量后A1(OH)3完全溶解，只有Mg(OH)2,B错；等物质的量的Mg(OH)2与A1(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、D,故选A。6.甲、乙两烧杯中分别装有相同体积、相同pH的氨水和NaOH溶液,各加入10mL0.1mobL一iAlCb溶液，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B.甲中沉淀可能比乙中的多C.甲中沉淀一定比乙中的少D.甲中和乙中的沉淀一定一样多答案B解析若A1CL过量，由于相同体积、相同pH的氨水比NaOH提供的OHT物质的量大，所以甲比乙生成的A1(OH)3沉淀多；若A1C13电离出的AF+与氨水或NaOH溶液电离出的OH一恰好完全反应，生成沉淀相等；若A1C13少量，由于在NaOH溶液中生成的A1(OH)3可继续与NaOH反应而溶解，乙中的沉淀量小于甲。7.某溶液中可能含有H+、NH：、Mg2Al3Fe3+、COF、SO?，NO3中的几种。若加入锌粒，产生无色无味的气体；若加入NaOH溶液，产生白色沉淀，且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示。则下列说法正确的是()A.溶液中的阳离子只有H+、Mg2+、Al3+B.溶液中(NHl)=0.2molC.溶液中一定不含cor,可能含有SOK和NO?D.n(H+)：n(Al3+)：n(Mg2+)=l：1：1答案B解析由知溶液中一定含有H+,一定没有COM、NO?,由知溶液中一定含有Mg2+、Al3+,由图像可知溶液中还一定含有NH1且w(NH4)=0.7mol0.5mol=0.2mol,n(H+)=0.1mol,n(Al3+)=0.8mol0.7mol=0.1mol,沉淀AF+、Mg2+共消耗0.4molOH,其中沉淀AF+消耗0.3molOH,沉淀Mg2+消耗0.1molOH,根据Mg2+2OH,可得(Mg?+)=0.05mol,故只有选项B正确。二、双项选择题8.双羟基铝碳酸钠是医疗上常用的一种抑酸剂，其化学式是NaAl(OH)2co3。关于该物质的说法正确的是)A.该物质属于两性氢氧化物B.该物质是纯净物C.1molNaAl(OH)2c。3最多可消耗3molh+D.该药剂不适合于胃溃疡患者服用答案BD解析双羟基铝碳酸钠属于盐类，A错误；1molNaAl(OH)2cCh最多可消耗4moiH+,C错误；由于能与胃酸反应放出CO2气体，故不适合于胃溃疡患者服用。9.某无色透明溶液与铝反应放出氢气，该溶液中可能含有Mg2+、Cu2+Ba2+H+、Ag+、sorso歹、HCO入OH，NO十种离子中的若干种，下列推断正确的是()A.当溶液中有AF+生成时，溶液中可能存在：SOFNO、h+、Mg2+B.当溶液中有AF+生成时，溶液中一定存在：HSOF；可能存在Mg2+C.当溶液中有A1O3生成时，溶液中一定存在：OHT、Ba2+,可能存在NO*D.当溶液中有A1O3生成时，溶液中可能存在：OH-.BM+、NO?.SOF答案BC解析据题意，一定不含有Cu2+、HCO?o当溶液中有AF+生成时，原溶液中含有H+,不含有NO5（产生的气体为NO）、SOFOH,据电中性原理知其中必定含有SOF,于是不能存在Ba2+、Ag+,可能含有Mg2+,A项错误，B项正确；当溶液中有A1O3生成时，原溶液含有OH,肯定没有H+、Ag+、Mg2+,据电中性原理知其中必定含有Ba2+,于是不能存在SOM、SOF,可能含有NO,C项正确、D项错误。10.铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝:铝土矿|一片一13。一回,星同电解，区下列说法中错误的是A.中除加试剂外，还需要进行过滤操8. a、b中铝元素的化合价不同C中需要通入过量的氨气D.进行的操作是加热，而且d 一定是氧化铝答案BC解析反应后的体系中含有固体二氧化硅，需要过滤除去，反应后的体系中有氢氧化铁沉淀，需栗过滤除去，A正确；a、b中Al元素分别以A1C13和NaAlO2形式存在，其中铝的化合价都是+3价，B错误；由NaAKh制备氢氧化铝需要通入过量二氧化碳，C错误；由氢氧化铝制备氧化铝，加热即可，D正确。三、非选择题11 .A、B、C、D、E五种化合物均含有某种短周期常见元素，它们的转化关系如图所示，其中A的溶液为澄清溶液，C为难溶的白色固体，E则易溶于水，取A的溶液灼烧，焰色反应为浅紫色(透过蓝色钻玻璃)o过量盐酸.d盐酸盐酸过htco4-1NaOH溶液国1NaOH溶液(1)写出化学式：A,BC,D,E(2)写出下列反应的离子方程式：ABAfD答案(1)KAK)2A1(OH)3AI2O3AlChNaAlO2(2)AIO1+CO2+2H2O=A1(OH)3I+HCO3AIOI+4H+=A13+2H2O解析在短周期元素形成的化合物中，既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的物质必为两性物质，又因为B受热时转化为C,故可知C为AI2O3,B为A1(OH)3,由此推出D是A1CL,A与过量CO?反应生成A1(OH)3,且A的溶液的焰色反应为浅紫色，则A为KA1O2,E为NaAlOio12 .如图所示为一定量AlCb溶液中加入NaOH溶液后，产生A1(OH)3白色沉淀的质量与NaOH的物质的量之间的关系曲线。m|Al(OH)d/gAn(OH)/mol请回答下列问题:(1)A点时已参加反应的AlCb和NaOH的物质的量之比为(2)AB段曲线所表示的反应的离子方程式为o(3)向B处生成的溶液中通入二氧化碳,可观察到的现象是(4)向含有0.1molNH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入5molLNaOH溶液，开始发现溶液中出现白色沉淀并逐渐增多；一段时间后有刺激性气味的气体逸出；最后白色沉淀逐渐减少并最终消失。请在下图中画出生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系示意图。(沉淀)/mol0.0520406080100120V(NaOH)/mL答案(1)1：3(2)A1(OH)3+OH=A1OI+2H2O(3)生成白色沉淀(4)（沉淀）/mol13 .无水AlCh易升华，可用作有机合成的催化剂等。工业上以铝土矿(AI2O3、FezCh)为原料制备无水A1C13的工艺流程如下。2CCO、Cl?Al偌上矿一曲炉(9七)|I-L器I1M器I无水A1CL(1)氯化炉中AI2O3、CL和C反应的化学方程式为(2)用Na2sCh溶液可除去冷却器排出的尾气中的Cl2,此反应的离子方程式为升华器中主要含有A1CL和FeCh,需加入少量A1,其作用是为测定制得的无水AICL产品（含杂质FeCh）的纯度，称取1625g无水A1CL样品，溶于过量的NaOH溶液中，过