2019-2020年高考化学一轮复习 第三章 第2讲 铝及其重要化合物.doc

2019-2020年高考化学一轮复习 第三章 第2讲 铝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。1铝的结构和存在铝位于元素周期表第三周期A族，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。3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：Al2Al3Cl22AlCl3Al2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H22AlFe2O3Al2O32Fe(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Cl2、O2氧化2MgO22MgO3MgN2Mg3N2与水反应反应很困难能与沸水反应Mg2H2OMg(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：2MgCO22MgOC5.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“”(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Al粉的混合物也可称为铝热剂()(4)Mg是活泼金属，而Al是两性金属()答案(1)(2)(3)(4)2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)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？答案铝与酸、碱反应的实质都是： Al3，2HH2，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MgO、Mg3N2、C题组一对比掌握铝、镁的性质1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、电缆答案B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。2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)()ACO2 B盐酸CNaOH溶液 D水答案AC解析Al能与NaOH溶液反应而Mg不能；Mg能在CO2中燃烧而Al不能。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：2Al2OH2H2O=2AlO3H2。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Al与MgO不能发生铝热反应。3Mg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3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()A3 molL1 HCl B4 molL1 HNO3C8 molL1 NaOH D18 molL1 H2SO4答案A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。4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_。答案11解析根据化学方程式：2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2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。(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_。答案13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。(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_。答案31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。(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_。A5.4 g B3.6 gC2.7 g D1.8 g答案A解析其反应原理分别为2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。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。2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2227 g 3 mol54 g 0.3 mol即投入的铝粉为5.4 g。1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、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。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AlAl3，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。(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”。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)化学性质两性氧化物2氢氧化铝(1)物理性质白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。(2)化学性质(用化学方程式表示)Al(OH)3的电离方程式为受热分解：2Al(OH)3Al2O33H2O。(3)制备向铝盐中加入氨水，离子方程式为Al33NH3H2O=Al(OH)33NH。NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO。NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：3AlOAl36H2O=4Al(OH)3。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KAl(SO4)212H2O，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Al33H2OAl(OH)3(胶体)3H，Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。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_。答案铝箔加热时与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？答案弱酸的铵盐，如：NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；弱酸的酸式盐，如：NaHCO3、KHS、NaHSO3；氨基酸。题组一Al2O3和Al(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()A稀硝酸 B稀盐酸 C硝酸铜 D氢氧化钠答案C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。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Al3CAl(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DMgO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答案B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。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：Mg(Al)：加足量NaOH溶液；Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液；Mg(OH)2Al(OH)3：加足量NaOH溶液；Mg2(Al3)：加过量NaOH溶液，过滤，再加酸充分溶解。题组二制备Al(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 BC D答案B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NaAlO2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。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丙：W3 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_。答案(1)丙(2)W3W1W2(3)520 g制取Al(OH)3一般不用强酸或强碱，因为强酸、强碱都能溶解生成的Al(OH)3，而不易控制酸、碱的用量。一般用氨水或CO2制取，也可用Al3、AlO的双水解反应制取。题组三有关Al3、AlO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无色溶液中：ClO、MnO、Al3、KB1.0 molL1的NaAlO2溶液中：Cl、HCO、K、Ca2C在强碱性环境中：AlO、SiO、Na、KD能使甲基橙显红色的溶液中：NH、AlO、Na答案C解析A项MnO有颜色，ClO与Al3可发生双水解反应；B项中HCOAlOH2O=Al(OH)3CO；D项中，酸性条件下AlO不能大量存在。6下列离子方程式书写正确的是(双选)()A向氯化铝溶液中通入过量氨气：4NH3Al32H2O=AlO4NHB将铝片打磨后置于NaOH溶液中：2Al2OH=2AlOH2C向明矾溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液：Al32SO2Ba24OH=2BaSO4AlO2H2OD向NaAlO2溶液中通入足量CO2：AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO答案CD解析A项，氨水不能溶解Al(OH)3；B项，氧元素不守恒。1离子共存问题(1)Al3水解呈酸性，与OH、AlO、CO(HCO)、S2等不能大量共存。(2)AlO水解呈碱性，与H、HCO、Al3、Fe3等不能大量共存。2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。考点三用数形结合思想理解Al3、Al(OH)3、AlO之间的转化关系1Al3、Al(OH)3、AlO之间的转化关系写出上述转化的离子方程式。答案(1)Al33NH3H2O=Al(OH)33NHAl33AlO6H2O=4Al(OH)3Al33OH=Al(OH)3(2)Al(OH)33H=Al33H2O(3)Al34OH=AlO2H2O(4)AlO4H=Al32H2O(5)AlOCO22H2O=Al(OH)3HCOAlOHH2O=Al(OH)3(6)Al(OH)3OH=AlO2H2O2与Al(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(Al3)溶液中至过量现象：先有白色沉淀产生，然后沉淀逐渐溶解。图像有关反应：AB：Al33OH=Al(OH)3BD：Al(OH)3OH=AlO2H2O(2)把铝盐(Al3)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。图像有关反应：AB：Al34OH=AlO2H2OBC：Al33AlO6H2O=4Al(OH)3(3)把强酸溶液逐滴加入到AlO溶液中至过量现象：先生成白色沉淀，然后沉淀逐渐溶解。图像有关反应：AB：AlOHH2O=Al(OH)3BD：Al(OH)33H=Al33H2O(4)向强酸溶液中逐滴加入AlO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。图像有关反应：AB：4HAlO=Al32H2OBC：Al33AlO6H2O=4Al(OH)3(5)往等物质的量的AlCl3、MgCl2混合溶液中加入NaOH溶液至过量现象：开始出现白色沉淀，后沉淀量增多，最后沉淀部分溶解。图像有关反应：OA：Al33OH=Al(OH)3，Mg22OH=Mg(OH)2AB：Al(OH)3OH=AlO2H2O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NaAlO2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答案解析中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；NaAlO2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。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、H2SO4NaAlO2、NaHSO4Na2CO3、HClNa2CO3、NaHCO3、Ca(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NaAlO2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NaAlO2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。题组一Al3、AlO形成Al(OH)3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Bx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AlO的物质的量的变化答案B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。2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Ba(OH)2、NaAlO2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答案A解析A项，Ba(OH)2和NaAlO2中加入H2SO4，发生的反应依次为Ba22OH2HSO=BaSO42H2O、AlOHH2O=Al(OH)3、Al(OH)33H=Al33H2O，所以加1 L H2SO4时，Ba(OH)2反应完，再加0.5 L H2SO4时AlO参加反应，再加1.5 L H2SO4时，Al(OH)3全部溶解，A正确；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=AlO2H2O，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；C项，向烧碱溶液中滴加明矾溶液，发生的反应依次是Al34OH=AlO2H2O、Al33AlO6H2O=4Al(OH)3，C错误；D项，AlCl3溶液中滴加过量氨水，沉淀不会溶解，D错误。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、AlO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：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。题组二Al3形成Al(OH)3的简单计算3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()A3 mL B7.5 mLC15 mL D17.5 mL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0.01 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。当碱的量不足时，则V(NaOH)L0.007 5 L7.5 mL；当碱过量时，则V(NaOH)L0.027 5 L27.5 mL。4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()A13 B23C61 D31答案C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。可溶性铝盐与强碱反应的计算规律1求产物Al(OH)3的量(1)当n(OH)3n(Al3)时，nAl(OH)3n(OH)；(2)当3n(Al3)n(OH)4n(Al3)时，nAl(OH)34n(Al3)n(OH)；(3)当n(OH)4n(Al3)时，nAl(OH)30，无沉淀。2求反应物碱的量(1)若碱不足(Al3未完全沉淀)，n(OH)3nAl(OH)3；(2)若碱使生成的Al(OH)3部分溶解，n(OH)4n(Al3)nAl(OH)3。考点四化工生产中镁、铝及其化合物的转化关系1从海水中提取镁的流程(1)流程：(2)主要化学反应：制石灰乳：CaCO3CaOCO2、CaOH2O=Ca(OH)2；沉淀Mg2：Mg22Ca(OH)2=Mg(OH)2Ca2；制备MgCl2：Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O；电解MgCl2：MgCl2(熔融)MgCl2。2工业炼铝的流程铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界主要以化合态形式存在于氧化铝中。铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，冶炼金属铝很重要的一个过程是Al2O3的提纯。由于Al2O3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：(1)写出、两步骤中可能发生反应的离子方程式。答案Al2O32OH=2AlOH2O，SiO22OH=SiOH2OAlOCO22H2O=Al(OH)3HCO，SiO2CO22H2O=H2SiO32HCO(2)步骤中不用盐酸(或H2SO4)酸化的理由是_。答案因为AlO与酸反应生成的Al(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NaHCO3用途广泛，经济效益好(3)步骤中得到较纯的Al2O3，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1 000 左右时不会熔化，因而不影响铝的纯度方案二：酸溶法讨论回答下列问题：(1)写出、中可能发生反应的离子方程式。答案Al2O36H=2Al33H2O，Fe2O36H=2Fe33H2OAl34OH=AlO2H2O，Fe33OH=Fe(OH)3(2)步骤中不用氨水沉淀Fe3的原因：_。答案Al(OH)3只能溶于强碱，不能溶于氨水，用氨水不能将Fe(OH)3和Al(OH)3分离题组一铝的提炼过程1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：下列说法中错误的是(双选)()A中除加试剂外，还需要进行过滤操作Ba、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，反应后的体系中含有氢氧化铁沉淀，需要过滤除去，A正确；a、b中Al元素分别以AlCl3和NaAlO2形式存在，其中铝的化合价都是3价，B错误；由NaAlO2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。2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BCO2可以用H2SO4溶液或稀盐酸代替C反应中的反应为CO2AlO2H2O=Al(OH)3HCOD工业上还可采用Fe还原Al2O3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。题组二镁及其重要化合物转化关系的应用3MgSO47H2O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MnCO3、SiO2杂质)制取MgSO47H2O的实验，流程如下。(1)第步研磨的目的是_，所得滤液主要含_、_等溶质。(2)第步反应的离子方程式为_。(3)第步浓缩结晶后，要经过_、洗涤、干燥等步骤才可得到MgSO47H2O，洗涤沉淀的基本操作是_。(4)若制得MgSO47H2O质量为82.00 g，测得MnO2质量为1.74 g，且测得第步滤渣质量为4.70 g，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)Mn2ClOH2O=MnO2Cl2H(3)过滤将沉淀置于过滤器中，加蒸馏水至刚好浸没沉淀，待水流尽，重复23次(4)80%解析(1)研磨可增大固体的表面积，使被溶物充分溶解并使溶解速率加快。菱镁矿石与稀硫酸反应，MgCO3、MnCO3会转变为MgSO4、MnSO4。(2)根据流程图，加入NaClO溶液，MnSO4转变为MnO2。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：Mn2ClOH2O=MnO2Cl2H。(3)第步浓缩结晶后要经过过滤、洗涤、干燥才能得到MgSO47H2O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MgCO3、MnCO3的质量分别是28.00 g、2.30 g，则菱镁矿石中MgCO3的质量分数为100%80%。解答化工流程题的基本方法1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反应的化学方程式、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1下列关于铝及其化合物的叙述正确的是()A铝罐可久盛食醋(xx福建理综，6C)B氢氧化铝可作胃酸的中和剂(xx四川理综，1D)C明矾用作净水剂不涉及化学变化(xx重庆理综，1A)D铝与Fe2O3发生铝热反应，反应后固体物质增重(xx新课标全国卷，9C)答案B解析铝罐容易受食醋中的醋酸腐蚀而破裂，无法久盛食醋，A错；明矾用作净水剂是利用Al3水解生成的氢氧化铝胶体的吸附性，涉及化学变化，C错；铝与氧化铁反应，反应前后都是固体，质量不变，D错。2下列关于铝及其化合物的离子方程式不正确的是()AAlCl3溶液中加入过量稀氨水：Al33NH3H2O=Al(OH)34NH(xx四川理综，3C改编)B向NaAlO2溶液中通入过量CO2制Al(OH)3：CO2AlO2H2O=Al(OH)3HCO(xx江苏，7D)CAl片溶于NaOH溶液中，产生气体：2Al2OH2H2O=2AlO3H2(xx北京理综，9D)D明矾溶液中滴入Ba(OH)2溶液使SO恰好完全沉淀：2Ba23OHAl32SO=2BaSO4Al(OH)3(xx大纲全国卷，11D)答案D解析氢氧化铝不能溶于氨水，A对；偏铝酸钠溶液中通入CO2气体生成氢氧化铝和碳酸氢钠，B正确；SO恰好完全沉淀时，Al3与OH的物质的量之比为14，应生成AlO，D错。3(xx北京理综，7)下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是()AK BNa CFe DAl答案D解析金属铝在空气中表面会形成一层致密的氧化膜保护层，防止内层的金属进一步被氧化，D正确。K、Na、Fe表面形成的氧化膜比较疏松，不能保护内层金属，A、B、C错误。4.(xx安徽理综，13)室温下，在0.2 molL1 Al2(SO4)3溶液中，逐滴加入1.0 molL1 NaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如右图，下列有关说法正确的是()Aa点时，溶液呈酸性的原因是Al3水解，离子方程式为Al33OHAl(OH)3Bab段，溶液pH增大，Al3浓度不变Cbc段，加入的OH主要用于生成Al(OH)3沉淀Dd点时，Al(OH)3沉淀开始溶解答案C解析A项，Al2(SO4)3为强酸弱碱盐，Al3水解使溶液显酸性，离子方程式应为Al33H2OAl(OH)33H，错误；B项，ab段，加入NaOH消耗H，使Al33H2OAl(OH)33H反应正向进行，Al3的浓度减小，错误；C项，bc段，pH变化不明显，说明OH主要用于生成Al(OH)3沉淀，正确；D项，cd过程中，pH变化较大，说明发生了反应：Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O，所以c点以后Al(OH)3开始溶解，错误。5(xx上海，22)已知：2NaAl(OH)4CO22Al(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(双选)()选项ABCDn(CO2)(mol)2346n(沉淀)(mol)1233答案AC解析向含2 mol NaOH、1 mol Ba(OH)2、2 mol NaAl(OH)4的混合溶液中慢慢通入CO2发生反应依次为2NaOHCO2Na2CO3 H2O2 mol 1 mol 1 molBa(OH)2CO2BaCO3H2O1 mol 1 mol 1 mol2NaAl(OH)4CO22Al(OH)3Na2CO3H2O2 mol 1 mol 2 mol 1 molNa2CO3CO2 H2O2NaHCO31 mol 1 molBaCO3CO2H2OBa(HCO3)21 mol 1 mol当通入2 mol CO2时，生成1 mol BaCO3沉淀；当通入3 mol CO2时，生成1 mol BaCO3沉淀和2 mol Al(OH)3沉淀；当通入4 mol CO2时，生成1 mol BaCO3沉淀和2 mol Al(OH)3沉淀；当通入5 mol CO2时，生成2 mol Al(OH)3沉淀；当通入 6 mol CO2时，BaCO3已完全反应，Al(OH)3量不变，即仍为 2 mol 沉淀。6xx天津理综，7(3)已知：化合物MgOAl2O3MgCl2AlCl3类型离子化合物离子化合物离子化合物共价化合物熔点/2 8002 050714191工业制镁时，电解MgCl2而不电解MgO的原因是_；制铝时，电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是_。答案MgO的熔点高，熔融时耗费更多资源，增加生产成本AlCl3是共价化合物，熔融态难导电7(xx江苏，16)烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝Al2(SO4)x(OH)62x溶液，并用于烟气脱硫研究。(1)酸浸时反应的化学方程式为_；滤渣的主要成分为_(填化学式)。(2)加CaCO3调节溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)62x。滤渣的主要成分为_(填化学式)；若溶液的pH偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低，其原因是_(用离子方程式表示)。(3)上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量，其主要原因是_；与吸收SO2前的溶液相比，热分解后循环利用的溶液的pH将_(填“增大”“减小”或“不变”)。答案(1)Al2O33H2SO4=Al2(SO4)33H2OSiO2(2)CaSO43CaCO32Al33SO3H2O=2Al(OH)33CaSO43CO2(3)溶液中的部分SO被氧化成SO减小解析(1)酸浸时能与H2SO4反应的是Al2O3，H2SO4与Al2O3反应生成盐和水，SiO2不和H2SO4反应，成为滤渣。(2)CaCO3和溶液中的H2SO4反应生成CaSO4；如果pH偏高，一部分Al3会转化为Al(OH)3沉淀，离子方程式为3CaCO32Al33SO3H2O=2Al(OH)33CaSO43CO2。(3)热分解时，一部分亚硫酸盐被氧化为硫酸盐，不能分解成为SO2；SO2溶于水生成H2SO3，会中和溶液中的部分OH，使溶液的pH减小。练出高分一、单项选择题1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、Mg3N2和C。2铝是一种低毒金属元素，它并非人体需要的微量元素，食用后不会导致急性中毒，但食品中铝的含量超过国家标准就会对人体造成危害。下列关于铝元素的说法正确的是()A铝在空气中不易氧化是因为其性质不活泼B氢氧化铝可与胃酸反应，常用作中和胃酸的药物C明矾可用于饮用水的杀菌消毒D硫酸铝铵常用作面粉膨化剂，该物质不溶于水答案B解析A项中铝在空气中会与O2反应生成致密的氧化物薄膜；C项中明矾溶于水生成氢氧化铝胶体，具有吸附色素和杂质的性能，通常用作净水剂，但不能用于杀菌消毒；D项中铵盐都溶于水。3下列物质中既能跟稀硫酸反应，又能跟氢氧化钠溶液反应的是()NaHCO3(NH4)2SO3Al2O3Al(OH)3AlA全部 B只有C只有 D只有答案A解析弱酸的酸式盐、弱酸弱碱盐、Al、Al2O3、Al(OH)3等物质既可与强酸反应又可与强碱反应，故选A。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时，消耗碱量最多的是()AAl BAl(OH)3CAlCl3 DAl2O3答案A解析假设上述四种物质均为1 g，则物质的量分别为 mol、 mol、 mol、 mol，完全溶解转化为NaAlO2时，所需NaOH的物质的量分别为 mol、 mol、(4) mol mol、(2) mol mol，所以选A。5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()答案A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。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10 mL 0.1 molL1 AlCl3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AlCl3过量，由于相同体积、相同pH的氨水比NaOH提供的OH物质的量大，所以甲比乙生成的Al(OH)3沉淀多；若AlCl3电离出的Al3与氨水或NaOH溶液电离出的OH恰好完全反应，生成沉淀的量相等；若AlCl3少量，由于在NaOH溶液中生成的Al(OH)3可继续与NaOH反应而溶解，乙中的沉淀量小于甲。7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、SO、SO、HCO、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Al3生成时，溶液中可能存在：SO、NO、H、Mg2B当溶液中有Al3生成时，溶液中一定存在：H、SO；可能存在Mg2C当溶液中有AlO生成时，溶液中一定存在：OH、Ba2、NOD当溶液中有AlO生成时，溶液中可能存在：OH、Ba2、NO、SO答案B解析据题意可知溶液中一定不含有Cu2、HCO。当溶液中有Al3生成时，原溶液中含有H，不含有NO(产生的气体为NO)、SO、OH，据电中性原理知其中必定含有SO，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AlO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SO、SO，可能含有NO，C、D项错误。8从海水中提取镁，可按如下步骤进行：把贝壳制成石灰乳；在引入的海水中加入石灰乳，沉降、过滤、洗涤沉淀物；将沉淀物与盐酸反应，结晶过滤、在HCl气体氛围中干燥产物；将得到的产物熔融电解得到镁。下列说法不正确的是()A此法的优点之一是原料来源丰富B第步电解时阴极产生氯气C步骤的目的是从海水中提取MgCl2D以上提取镁的过程中涉及化合、分解和复分解反应答案B解析电解熔融的MgCl2时，阴极产生镁，阳极产生氯气，B错。二、双项选择题9某溶液中可能含有H、NH、Mg2、Al3、Fe3、CO、SO、NO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、Al3B溶液中n(NH)0.2 molC溶液中一定不含CO，可能含有SO和NODn(H)n(Al3)n(Mg2)221答案BD解析由知溶液中一定含有H，一定没有CO、NO，由及图像知溶液中一定含有Mg2、Al3和NH，且n(NH)0.7 mol0.5 mol0.2 mol，n(H)0.1 mol，n(Al3)0.8 mol0.7 mol0.1 mol，沉淀Al3、Mg2共消耗0.4 mol OH，其中沉淀Al3消耗0.3 mol OH，沉淀Mg2消耗0.1 mol OH，根据Mg22OH，可得n(Mg2)0.05 mol。10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CNaOH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10.08 L答案CD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