高考化学第3章 常见金属及其化合物 第9讲 铝、镁及其重要化合物 鲁科版

第9讲铝、镁及其重要化合物考纲要求了解铝、镁及其重要化合物的主要性质和应用。考点一考点二考点三探究高考明确考向练出高分考点四考点一铝、镁的性质及应用1.铝的结构和存在铝位于元素周期表，原子结构示意图为 。铝是地壳中含量最多的金属元素。自然界中的铝全部以化合态的形式存在。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。第3周期A族答案知识梳理1 13.金属铝的化学性质写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式： 2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2答案4.对比记忆镁的化学性质 铝镁与非金属反应能被Cl2、O2氧化与水反应反应很困难能与沸水反应 Mg2H2O Mg(OH)2H2与碱反应能溶于强碱溶液不反应与某些氧化物反应能与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应能在CO2中燃烧：2MgCO2 2MgOC5.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.依据Mg、Al单质的性质，思考回答下列问题：(1)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强的抗腐蚀性能？答案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。答案(4)Al与MgO的混合物在高温下能发生铝热反应吗？为什么？答案答案不能。原因是铝的还原性比镁弱。(5)镁在空气中充分燃烧，所得固体产物可能有：_(用化学式表示)。MgO、Mg3N2、C答案2.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，关于铝热反应思考下列问题：(1)是否所有的金属氧化物都能和铝发生铝热反应？答案答案否，判断铝热反应能否发生，应首先看金属的活动性。例如MgO和Al不能发生铝热反应。(2)在铝热反应中，镁条、KClO3的作用是_。引燃、助燃作用答案(2)Al既能溶于强酸，又能溶于强碱，所以说“Al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。(3)铝与酸、碱反应的实质是什么？氧化剂是什么？答案答案铝与酸、碱反应的实质都是 ，只不过碱中的H来源于水的电离。氧化剂分别为酸和水。答案(3)做铝热反应时，应注意哪些事项？答案答案要保证纸漏斗重叠时四周均为四层，且内层纸漏斗一定要用水润湿，以防止高温物质从四周溅出，同时损坏纸漏斗。蒸发皿中的细沙要适量，既要防止蒸发皿炸裂，又要防止熔融的液体溅出伤人。实验装置不要距人群太近，应远离易燃物。答案题组一对比掌握铝、镁的性质题组一对比掌握铝、镁的性质1.镁粉是焰火、闪光粉、鞭炮中不可少的原料。工业上制造镁粉是将镁蒸气在某种气体中冷却，有下列气体：空气、CO2、Ar、H2、N2，其中可作为冷却气体的是()A.和 B.和 C.和 D.和解析解析加热时O2、N2、CO2等都能与镁反应。C解题探究2 2解析答案2.下列关于铝单质的叙述中正确的是()A.由于铝在空气中不会锈蚀，所以铝制品的使用寿命都很长B.由于铝具有强还原性，所以常用铝来冶炼某些高熔点金属C.常温下，铝被浓硫酸钝化，所以可用浓硫酸除去铝表面的铜镀层D.由于铝的导电性能比铜强，所以常用铝制造电线、电缆解析解析铜在加热的条件下才能与浓硫酸反应，加热时浓硫酸能与氧化铝反应；铜的导电性能比铝强。B解析答案3.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()CO2盐酸NaOH溶液水A. B. C. D.解析解析Al能与NaOH溶液反应而Mg不能；Mg能在CO2中燃烧而Al不能。C解析答案熟记铝、镁的特殊化学性质熟记铝、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，表现出特殊性：2Al2OH6H2O=2Al(OH)43H2。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等。注意注意Al与MgO不能发生铝热反应。归纳总结3.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特点题组二铝与酸或碱反应的特点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 molL1 HCl B.4 molL1 HNO3C.8 molL1 NaOH D.18 molL1 H2SO4解析解析在镁、铝混合物中加入HNO3和浓H2SO4都不产生H2；加入NaOH溶液，只有Al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。A解析答案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：(1)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_。解析解析根据化学方程式：2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2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H2的量必相等。11解析答案(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，产生H2的体积之比是_。解析解析因为在反应中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。13解析答案(3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是_。解析解析因为铝足量且产生H2相等，根据关系式n(HCl)n(NaOH)31，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度c(HCl)c(NaOH)n(HCl)n(NaOH)31。31解析答案(4)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 molL1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V(甲)V(乙)12，则加入铝粉的质量为()A.5.4 g B.3.6 gC.2.7 g D.1.8 g解析答案解析解析其反应原理分别为2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2。可见当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多时，产生H2的体积比是13，而题设条件体积比为12，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。2Al6HCl=2AlCl33H2 6 mol 3 mol 3 molL10.1 L 0.15 mol则Al与NaOH反应生成的H2为0.15 mol20.3 mol。2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2227 g 3 mol5.4 g 0.3 mol即投入的铝粉为5.4 g。答案答案 A1.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2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2。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Al Al3，所以无论与酸还是与碱反应，Al与H2的关系都是2Al3H2。(1)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 。(2)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 。思维建模(3)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 ，则必定是a.铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；b.铝与氢氧化钠反应时，铝不足而氢氧化钠过量。解题时应充分利用上述过量关系。2.铝的这种既能与酸(非氧化性酸)又能与强碱反应产生H2的性质常作为推断题的“题眼”。题组三对铝热反应的定性及定量考查题组三对铝热反应的定性及定量考查6.粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验：取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成；另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 molL1盐酸中，得溶液C；将中得到的单质B和溶液C反应，放出1.12 L(标况)气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B；用KSCN溶液检验时，溶液D不变色。请填空：(1)中引发铝热反应的实验操作是_，产物中的单质B是_。解析答案解析解析此题将实验操作与元素化合物知识巧妙结合在一起考查，增大了试题的容量，增强了试题的测试能力。铝热反应是指单质Al和某些金属氧化物发生的反应，反应过程中放出大量热，但该反应需要较高的温度才能引发。在混合物上加少量KClO3固体并插上Mg条，点燃Mg条后放出热量，使KClO3固体分解放出O2，进一步加剧Mg的燃烧，可在短时间内使混合物温度迅速升高，引发反应。发生的反应为Fe2O32Al Al2O32Fe，所以产物中单质B为Fe。答案答案加少量KClO3，插上镁条并将其点燃Fe(2)中所发生的各反应的化学方程式是_ 。解析解析Fe2O3和MgO都是碱性氧化物，能和酸反应生成盐和水：Fe2O36HCl=2FeCl33H2O、MgO2HCl=MgCl2H2O。Fe2O36HCl=2FeCl33H2O、MgO2HCl=MgCl2H2O解析答案(3)中所发生的各反应的离子方程式是_。解析解析混合物中只有Fe2O3能和Al发生铝热反应，生成Fe单质。C溶液中有反应生成的FeCl3，还有未反应的HCl。发生的离子反应为Fe2Fe3=3Fe2、Fe2H=Fe2H2。Fe2Fe3=3Fe2、Fe2H=Fe2H2解析答案(4)若溶液D的体积仍视为0.15 L，则该溶液中c(Mg2)为_，c(Fe2)为_。解析答案返回解析解析假设步骤用去的20 g固体中，MgO的物质的量为x，则Fe2O3的物质的量也为x，则40 gmol1x160 gmol1x20 g，解得：x0.1 mol。根据MgOMgCl2的关系，则溶液中MgCl2的浓度为0.1 mol0.15 L0.67 molL1。步骤说明溶液中没有Fe3，也就是溶质为FeCl2和MgCl2。根据Cl守恒的关系，可知MgCl2和FeCl2的总的物质的量等于答案答案0.67 molL12.3 molL1返回考点二铝的重要化合物1.氧化铝(1)物理性质：白色固体，难溶于水，有很高的熔点。(2)化学性质Al2O36HCl=2AlCl33H2OAl2O32NaOH+3H2O =2NaAl(OH)4知识梳理1 1答案2.氢氧化铝(1)物理性质白色胶状不溶于水的固体，有较强的 性。(2)化学性质(用化学方程式表示)Al(OH)33HCl=AlCl33H2OAl(OH)3NaOH=NaAl(OH) 4受热分解： 。吸附答案(3)制备向铝盐中加入氨水，离子方程式为。NaAl(OH)4溶液中通入足量CO2，离子方程式为。NaAl(OH)4溶液与AlCl3溶液混合：。3Al(OH)4Al3=4Al(OH)3答案3.常见的铝盐(1)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。(2)明矾的化学式为 ，它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH7(填“”或“”)。明矾可以净水，其净水的原理是KAl(SO4)212H2O Al33H2OAl(OH)3(胶体)3H，Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。答案深度思考 1.明矾的净水作用与液氯对自来水的消毒作用原理是否相同？答案答案不同。明矾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，用坩埚钳夹住一小块铝箔，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_。 铝箔加热时与O2发生反应生成熔点很高的Al2O3薄膜，使内部的铝被Al2O3包裹着，所以熔化的铝不易滴下答案3.中学化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Al及其重要化合物外，你还知道哪些？答案答案弱酸的铵盐，如：NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；弱酸的酸式盐，如：NaHCO3、KHS、NaHSO3；氨基酸。答案题组一题组一Al2O3和和Al(OH)3的两性的两性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()A.稀硝酸 B.稀盐酸C.硝酸铜 D.氢氧化钠解析解析钝化的实质是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Al2O3是一种两性氧化物，既可与强酸反应，又可与强碱反应，故A、B、D三项皆不符合题意，只有C选项中的 Cu(NO3)2不与Al2O3反应，故不可能与钝化的铝条发生反应。C解题探究2 2解析答案2.下列除去杂质的方法不正确的是()A.镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥B.用过量氨水除去Fe3溶液中的少量Al3C.Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向 滤液中通入过量CO2后过滤D.MgO中混有少量Al2O3：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干 燥得到MgO解析解析Al(OH)3不溶于氨水，故向含少量Al3的Fe3溶液中加入过量氨水时，Fe3、Al3均转化为氢氧化物沉淀，达不到除杂的目的。B解析答案题组二制备题组二制备Al(OH)3的最佳途径的最佳途径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Al(OH)3沉淀加入盐酸生成Al(OH)3沉淀加入过量烧碱溶液A. B. C. D.解析解析若先用盐酸溶解，Mg、Al均溶解，制取Al(OH)3的步骤较多；从NaAl(OH)4制备Al(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。B解析答案4.若甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备Al(OH)3。规定必用的药品如下：350 g 70% H2SO4溶液，NaOH固体240 g，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Al(OH)3的质量分别是W1、W2、W3。三种实验方案如下：甲：铝加NaOH溶液加H2SO4溶液W1 g Al(OH)3乙：铝加H2SO4溶液加NaOH溶液W2 g Al(OH)3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)三位学生制得的Al(OH)3，W1、W2、W3其质量由大到小的顺序是_。(3)制得Al(OH)3的最大质量是_。丙W3W1W2520 g答案题组三有关题组三有关Al3、Al(OH)4的离子反应的离子反应5.常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是()A.中性溶液中：Cl、Mg2、Al3、K解析解析A项，Al3易水解，在中性溶液中水解生成Al(OH)3沉淀；C解析答案6.下列变化中的离子方程式书写正确的是()解析解析A项，氨水不能溶解Al(OH)3；C解析答案1.含铝杂质的提纯方法归类利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于强碱的特性，可除去许多物质中的含铝杂质，如：(1)Mg(Al)：加足量NaOH溶液；(2)Fe2O3(Al2O3)：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。练后反思 归纳总结2.离子共存问题3.含Al3的溶液与碱反应的先后顺序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、NH 、Mg2、Al3的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，NaOH先与H反应，再与Mg2、Al3反应生成沉淀，再与NH 反应，最后才溶解Al(OH)3沉淀。4.明矾溶液与Ba(OH)2溶液反应分析(1)沉淀的物质的量最大(此时Al3完全沉淀)返回考点三用数形结合思想理解 “铝三角”1.Al3、Al(OH)3、Al(OH)4之间的转化关系写出上述转化的离子方程式。知识梳理1 1答案Al33OH=Al(OH)3(2)Al(OH)33H=Al33H2OAl33Al(OH)4=4Al(OH)3(3)Al34OH=Al(OH)4(4)Al(OH)44H=Al34H2OAl(OH)4H=Al(OH)3H2O(6)Al(OH)3OH=Al(OH)42.与Al(OH)3沉淀生成有关的图像分析(1)可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像(从上述转化关系中选择符合图像变化的离子方程式，下同)操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立即产生白色沉淀渐多最多渐少消失无沉淀(有但即溶)出现沉淀渐多最多沉淀不消失图像方程式序号AB：BD：AB：BC：(1)(6)(3)(1)答案(2)四羟基合铝酸盐溶液与盐酸反应的图像操作四羟基合铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量稀盐酸中逐滴加入四羟基合铝酸盐溶液至过量现象立即产生白色沉淀渐多最多渐少消失无沉淀出现沉淀渐多最多沉淀不消失图像方程式序号AB：BC：AB：BC：(5)(2)(4)(1)答案深度思考 1.下列各项操作中，能出现“先产生沉淀，然后沉淀又溶解”现象的是_。向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2向NaAl(OH)4溶液中逐滴加入过量的稀盐酸向AlCl3溶液中逐滴加入过量稀氢氧化钠溶液向硅酸钠溶液中逐滴加入过量的盐酸解析答案解析解析中Na2CO3与CO2、H2O反应生成NaHCO3，由于Na2CO3的溶解度比NaHCO3的大，因而只会产生沉淀；NaAl(OH)4中加入稀盐酸，开始时产生白色沉淀Al(OH)3，当盐酸过量时，Al(OH)3又溶于盐酸；向AlCl3溶液中加入NaOH溶液，开始时产生白色沉淀Al(OH)3，当NaOH过量时，Al(OH)3又溶于NaOH；只会生成H2SiO3沉淀。答案答案2.下列各组物质的无色溶液，不用其他试剂即可鉴别的是_。NaOH、AlCl3NaHCO3、H2SO4NaAl(OH)4、NaHSO4Na2CO3、HClNa2CO3、NaHCO3、Ca(OH)2解析答案解析解析都使用互滴法，两次操作应产生不同的现象。向含Al3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Al3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H2SO4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=NaHSO ，溶液显强酸性。向NaAl(OH)4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NaAl(OH)4溶液：开始无现象，后出现白色沉淀。现象不同，可以鉴别。向Na2CO3溶液中滴加盐酸：开始无现象，后产生气泡；向盐酸中滴加Na2CO3溶液：立即产生气泡。现象不同，可以鉴别。无论是NaHCO3还是Na2CO3加到Ca(OH)2中都会产生白色沉淀，无法鉴别。答案答案3.按要求画出图像。(1)向MgCl2、AlCl3溶液中(假设各1 mol)，逐滴加入NaOH溶液，画出沉淀的物质的量随NaOH溶液体积变化的图像。答案答案答案(2)向HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl溶液中(假设各1 mol)，逐滴加入NaOH溶液，画出沉淀的物质的量随NaOH溶液体积变化的图像。答案答案答案(3)向NaOH、NaAl(OH)4溶液中(假设各1 mol)，逐滴加入HCl溶液，画出沉淀的物质的量随HCl溶液体积变化的图像。答案答案答案(4)向NaOH、Na2CO3、NaAl(OH)4溶液中(假设各1 mol)，逐滴加入HCl溶液，画出沉淀的物质的量随HCl溶液体积变化的图像。答案答案答案(5)向NaOH、Ca(OH)2、NaAl(OH)4溶液中(假设各1 mol)，通入CO2气体，画出沉淀的物质的量随CO2通入的变化图像。解析答案解析解析反应顺序为Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O 1 mol 1 mol 1 mol2NaOHCO2=Na2CO3H2O 1 mol 0.5 mol 0.5 mol2NaAl(OH)4CO2=2Al(OH)3Na2CO3H2O 1 mol 0.5 mol 1 mol 0.5 molNa2CO3CO2H2O=2NaHCO3 1 mol 1 molCaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2 1 mol 1 mol答案答案题组一题组一Al3、Al(OH)4 形成形成Al(OH)3图像的综合分析图像的综合分析1.如图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加过程中微粒的量的关系曲线。下列判断错误的是()A.线表示Al3的物质的量的变化B.x表示AlCl3的物质的量C.线表示Al(OH)3的物质的量的变化D.线表示Al(OH)4的物质的量的变化解题探究2 2解析答案解析解析AlCl3溶液与NaOH溶液混合有两种方式：向AlCl3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31，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AlCl3溶液，开始没有沉淀，后有沉淀生成，与本题图示情况不符。答案答案B2.下列曲线图(纵坐标为沉淀的量，横坐标为加入物质的量)与对应的选项相符合的是()A.向1 L浓度均为0.1 molL1的NaAl(OH)4、Ba(OH)2混合溶液中加入0.1 molL1的稀H2SO4B.向1 L浓度分别为0.1 molL1和0.3 molL1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中 加入0.1 molL1的稀NaOH溶液C.向烧碱溶液中滴加明矾溶液D.向AlCl3溶液中滴加过量氨水解析答案B项，向1 L浓度分别为0.1 molL1和0.3 molL1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1 molL1的NaOH溶液，发生的反应依次是Al33OH=Al(OH)3、OHNH =NH3H2O、Al(OH)3OH= Al(OH)4 ，所以沉淀Al3和溶解Al(OH)3所用NaOH的量之比为31，而图像上看到的是11，B错误；D项，AlCl3溶液中滴加过量氨水，沉淀不会溶解，D错误。答案答案A3.某混合溶液中可能含有HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl、Na2CO3、KCl中的一种或几种物质，往该溶液中逐滴加入NaOH溶液，产生沉淀的物质的量(n)与加入的NaOH溶液体积(V)的关系如图所示。回答下列问题：(1)溶液中一定含有的溶质是_，一定不含有的溶质是_(填化学式)。(2)溶液中可能含有的溶质是_(填名称)，判断该物质是否存在的实验方法是_，现象是_。(3)分别写出AB段、BC段发生反应的离子方程式：AB段为_；BC段为_。解析答案解析解析首先分析图像中的拐点、斜线及水平线所表示的化学意义。OA段是NaOH溶液中和HCl；加入过量NaOH溶液，沉淀全部溶解，说明无MgCl2，所以沉淀只有Al(OH)3；BC段是NaOH溶液与NH4Cl反应，故原溶液中一定含有HCl和NH4Cl，一定无MgCl2；又因为HCl与Na2CO3均不能大量共存，所以一定无Na2CO3，可能含有KCl，可用焰色反应进行确定。答案答案(1)HCl、AlCl3、NH4ClMgCl2、Na2CO3(2)氯化钾焰色反应透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色是否为紫色(3)Al33OH=Al(OH)3NH OH=NH3H2O题组二题组二Al3形成形成Al(OH)3的简单计算的简单计算4.向30 mL 1 molL1的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4 molL1的NaOH溶液，若产生0.78 g白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为()A.3 mL B.7.5 mLC.15 mL D.17.5 mL解析答案解析解析解法一：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0.01 mol时需NaOH 0.03 mol或0.11 mol，显然B项符合题意。解法二：已知n(AlCl3)0.03 mol，nAl(OH)30.01 mol，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。答案答案B5.现有AlCl3和MgSO4混合溶液，向其中不断加入NaOH溶液，得到沉淀的量与加入NaOH溶液的体积如下图所示。原溶液中Cl与SO 的物质的量之比为()A.13 B.23 C.61 D.31解析答案解析解析OA上升的直线表示Al(OH)3和Mg(OH)2一起沉淀，AB下降的直线表示Al(OH)3沉淀溶解，B点表示Al(OH)3完全溶解。AB段完全溶解Al(OH)3 消耗NaOH 0.1 L，则Al3生成Al(OH)3消耗NaOH 0.3 L，沉淀Mg2消耗NaOH 0.1 L，因而n(AlCl3)n(MgSO4)21，所以，n(Cl)n(SO )61。答案答案C1.突破Al(OH)3沉淀图像三个秘诀(1)明晰横、纵坐标含义，然后通过曲线变化特点分析反应原理。(2)掌握Al3、Al(OH)3、Al(OH)4三者之间的转化比例：(3)明晰Al3溶液中加碱(OH)的几种常见变形图像，如：练后反思 方法指导图A中，n(H)n(Al3)21。图B中，若已知原溶液中含有Mg2。则可推出：n(Mg2)n(Al3)11。图C中，若已知原溶液中含有H和Mg2，则可推导出：n(H)n(Al3)n(Mg2)211。2.可溶性铝盐与强碱反应的计算规律(1)求产物Al(OH)3的量当n(OH)3n(Al3)时，nAl(OH)3 n(OH)；当3n(Al3)n(OH)Ga(OH)3Al(OH)3。若把过量的CO2气体通入含等物质的量的NaAl(OH)4和NaGa(OH)4的混合溶液中，下列说法正确的是()A.无任何明显现象B.先生成两种沉淀，后沉淀又逐渐溶解C.先出现Al(OH)3沉淀，后出现Ga(OH)3沉淀，沉淀不溶解D.先出现Ga(OH)3沉淀，后出现Al(OH)3沉淀，沉淀不溶解解析答案解析解析根据“强酸制弱酸”规律，将过量的CO2气体通入含Al(OH)4和Ga(OH)4的混合溶液中，能制得Al(OH)3、Ga(OH)3并形成沉淀，且过量的CO2不能和这两种沉淀反应。Al(OH)3酸性比Ga(OH)3的弱，Al(OH)3先生成，所以C项正确。答案答案C4.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：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H2SO4溶液或稀盐酸代替D.工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al，成本更低解析解析A项，试剂X应为强碱溶液，使Al2O3溶解；B项，若用强酸代替CO2，强酸过量时，Al(OH)3会溶解，不能保证生成Al(OH)3沉淀；D项，因Al比Fe活泼，不能用Fe置换Al。C解析答案5.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时，消耗碱量最多的是()A.Al B.Al(OH)3C.AlCl3 D.Al2O3A解析答案6.有一块镁铝合金，其中镁与铝的质量比是89。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()解析答案解析解析镁与铝的质量比是89，则物质的量之比是11，NaOH溶液过量后Al(OH)3完全溶解，只有Mg(OH)2，B错；等物质的量的Mg(OH)2与Al(OH)3的质量之比是 5878，即剩余的Mg(OH)2的质量小于沉淀最大质量的 ，排除C、D，故选A。答案答案A7.镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积(V)与时间(t)的关系如图所示。反应中镁和铝的()A.物质的量之比为32 B.质量之比为32C.摩尔质量之比为23 D.反应速率之比为23解析答案解析解析由图像可知，两个反应中生成的氢气一样多，则镁、铝的物质的量之比为32，质量之比为43，故A正确，B错误；镁、铝的摩尔质量之比为89，C错误；由图像可知产生等量的氢气，镁、铝与硫酸反应需要的时间之比为23，则二者的速率之比为32，D错误。答案答案A8.向一定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，生成沉淀Al(OH)3的量随AlCl3加入量的变化关系如图所示。则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是()解析答案答案答案B9 . 某 溶 液 中 可 能 含 有 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()解析答案答案答案B10.将一定质量的Mg和Al的混合物投入250 mL 2.0 molL1的稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系如图所示。则下列说法正确的是()A.当加入氢氧化钠溶液的体积为20 mL时，溶液的pH等于7B.当加入氢氧化钠溶液的体积为20 mL时，溶液中的溶质只有硫酸镁和硫酸铝C.NaOH溶液的物质的量浓度为5 molL1D.生成的H2在标准状况下的体积为11.2 L解析答案解析解析从图像可以看出加入的NaOH溶液先将过量的H2SO4中和，此时溶液中的溶质为MgSO4、Al2(SO4)3和Na2SO4，但是此时因Al3、Mg2水解使溶液呈酸性，A、B项错误；当加入NaOH溶液的体积为200 mL时，此时溶质只有Na2SO4，根据元素守恒，可得n(NaOH)2n(H2SO4)，c(NaOH)0.2 L22.0 molL10.25 L，则c(NaOH)5 molL1，C项正确；用于生成氢气的硫酸的物质的量为0.18 L5 molL120.45 mol，即H2的物质的量为0.45 mol，标况下氢气的体积为0.45 mol22.4 Lmol110.08 L，D项错误。答案答案C11.3 g镁铝合金与100 mL稀硫酸恰好完全反应，将反应后的溶液加热蒸干，得到无水硫酸盐17.4 g，则原硫酸的物质的量浓度为()A.1 molL1 B.1.5 molL1C.2 molL1 D.2.5 molL1B解析答案12.已知：2NaAl(OH)4CO2=2Al(OH)3Na2CO3H2O，向含2 mol NaOH、1 mol Ba(OH)2、2 mol NaAl(OH)4的混合溶液中慢慢通入CO2，则通入CO2的量和生成沉淀的量的关系正确的是()选项ABCDn(CO2)/mol2345n(沉淀)/mol2232解析答案解析解析反应的顺序依次为Ba(OH)2CO2=BaCO3H2O 1 mol 1 mol 1 mol2NaOHCO2=Na2CO3H2O 2 mol 1 mol 1 mol2NaAl(OH)4CO2=2Al(OH)3Na2CO3H2O 2 mol 1 mol 2 mol 1 mol 2 mol 2 mol 4 molBaCO3CO2H2O=Ba(HCO3)21 mol 1 mol结合选项，当通入2 mol CO2时，应生成1 mol BaCO3沉淀；当通入35 mol CO2时，应生成3 mol沉淀；当通入6 mol CO2时，还剩2 mol Al(OH)3沉淀。答案答案C13.铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下：以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下：回答下列问题：(1)写出反应1的化学方程式_。解析解析在加入NaOH溶液时，Al2O3和SiO2都能与NaOH反应，分别生成NaAl(OH)4和Na2SiO3。 2NaOHSiO2=Na2SiO3H2O、2NaOHAl2O33H2O=2NaAl(OH)4解析答案(2)滤液中加入CaO生成的沉淀是_，反应2的离子方程式为_。CaSiO3解析答案(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_。解析解析萤石能与浓硫酸反应生成CaSO4和HF气体；HF、Na2CO3、Al(OH)3三者均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。浓H2SO412HF3Na2CO32Al(OH)3=2Na3AlF63CO29H2O解析答案(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_。解析解析电解Al2O3制取金属铝，加入的冰晶石为助熔剂；阳极产生的O2能与石墨电极反应生成CO2(可能含有CO)。O2、CO2(CO)解析答案14.铝镁合金已成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料。某研究性学习小组的三位同学，为测定某含镁35%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数，设计下列三种不同实验方案进行探究。填写下列空白：探究一实验中发生反应的化学方程式是_。实验步骤：(1)称取5.4 g铝镁合金粉末样品，投入V mL 2.0 molL1 NaOH溶液中，充分反应。NaOH溶液的体积V_。(2)过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将_(填“偏高”或“偏低”)。解析答案解析解析探究一答案答案探究一2Al2NaOH6H2O=3H22NaAl(OH)4(1)97 mL(2)偏高探究二实验装置：问题讨论：(1)某同学提出该实验装置不够完善，应在A、B之间添加一个干燥、除酸雾的装置。你的意见是_(填“需要”或“不需要”)。(2)为使测定结果尽可能精确，实验中应注意的问题是(写出两点)：_。不需要检查装置的气密性 合金完全溶解(或加入足量盐酸，或调整量气管C的高度，使C中的液面与B中液面相平，合理答案均可)答案探究三实验方案：称量x g铝镁合金粉末，放在如图所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧。问题讨论：(1)欲计算Mg的质量分数，该实验中还需测定的数据是_。(2)若用空气代替O2进行实验，对测定结果是否有影响？_(填“是”或“否”)，原因是_。灼烧后固体的质量是Mg与空气中的N2反应生成Mg3N2答案返回