高考化学 第三章 金属及其化合物 第2讲 铝及其重要化合物 复习课件.ppt

第三章金属及其化合物 第2讲铝及其重要化合物 了解铝 镁及其重要化合物的主要性质和应用 考纲要求 考点一铝 镁的性质及应用 考点二铝的重要化合物 考点三用数形结合思想理解Al3 Al OH 3 AlO之间的转化关系 探究高考明确考向 练出高分 考点四化工生产中镁 铝及其化合物的转化关系 目录 知识梳理 递进题组 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 知识梳理 第三周期 A族 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 O2 Al 4Al 3O22Al2O3 点燃 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 铝热反应 Al 酸 钝化 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 4 对比记忆镁的化学性质 5 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 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 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 MgO Mg3N2 C 递进题组 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 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 答案B 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 CO2 盐酸 NaOH溶液 水A B C D 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 归纳总结 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 2Al 2OH 2H2O 2AlO 3H2 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 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 A 3mol L 1HClB 4mol L 1HNO3C 8mol L 1NaOHD 18mol L 1H2SO4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 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 解析根据化学方程式 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 得Al与H2的关系式均为2Al 3H2 故只要参加反应的Al的量相等 所得H2的量必相等 1 1 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 6HCl 3H2 2NaOH 3H2 故当HCl NaOH物质的量相等时 二者产生H2的体积比为1 3 1 3 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 解析因为铝足量且产生H2相等 根据关系式n HCl n NaOH 3 1 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 3 1 3 1 4 甲 乙两烧杯中各盛有100mL3mol L 1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 1 2 则加入铝粉的质量为 A 5 4gB 3 6gC 2 7gD 1 8g解析其反应原理分别为2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 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 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 6mol3mol3mol L 1 0 1L0 15mol则Al与NaOH反应生成的H2为0 15mol 2 0 3mol 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 2 27g3mol5 4g0 3mol即投入的铝粉为5 4g 答案A 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2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 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2Al 3H2 思维建模 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 递进题组 知识梳理 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 知识梳理 两性氧化物 Al2O3 6HCl 2AlCl3 3H2O Al2O3 2NaOH 2NaAlO2 H2O 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 3的电离方程式为 吸附 两性氢氧化物 Al OH 3 3HCl AlCl3 3H2O Al OH 3 NaOH NaAlO2 2H2O 受热分解 3 制备 向铝盐中加入氨水 离子方程式为 NaAlO2溶液中通入足量CO2 离子方程式为 NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合 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 2 12H2O Al3 3H2O Al OH 3 胶体 3H Al OH 3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水 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 深度思考 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 递进题组 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 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Al3 C 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 答案B 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 2 Al 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 练后反思 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 B C D 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 答案B 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 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 W1gAl OH 3乙 铝 加H2SO4溶液 加NaOH溶液 W2gAl 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 W3 W1 W2 520g 反思归纳 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 答案C 解析A项 氨水不能溶解Al OH 3 B项 氧元素不守恒 D项 通足量CO2时 应生成HCO 答案C 反思归纳 递进题组 知识梳理 考点三用数形结合思想理解Al3 Al OH 3 AlO之间的转化关系 知识梳理 写出上述转化的离子方程式 Al3 3OH Al OH 3 2 Al OH 3 3H Al3 3H2O 2 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 A B Al3 3OH Al OH 3 B D Al OH 3 OH AlO 2H2O 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 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 A B AlO H H2O Al OH 3 B D Al OH 3 3H Al3 3H2O 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 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 O A Al3 3OH Al OH 3 Mg2 2OH Mg OH 2 A B Al OH 3 OH AlO 2H2O 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 深度思考 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 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 AlCl3 NaHCO3 H2SO4 NaAlO2 NaHSO4 Na2CO3 HCl Na2CO3 NaHCO3 Ca OH 2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 Na H SO 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 答案 题组一Al3 AlO形成Al OH 3图像的综合分析 递进题组 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AlO的物质的量的变化 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B 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1L浓度均为0 1mol L 1的Ba OH 2 NaAlO2混合溶液中加入0 1mol L 1的稀H2SO4B 向1L浓度分别为0 1mol L 1和0 3mol L 1的AlCl3 NH4Cl的混合溶液中加入0 1mol L 1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 D项 AlCl3溶液中滴加过量氨水 沉淀不会溶解 D错误 答案A 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 方法指导 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 2 1 图B中 若已知原溶液中含有Mg2 则可推出 n Mg2 n Al3 1 1 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 2 1 1 题组二Al3 形成Al OH 3的简单计算 3 向30mL1mol L 1的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4mol L 1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0 11mol 显然B项符合题意 解法二 已知n AlCl3 0 03mol n Al 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 答案B 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 A 1 3B 2 3C 6 1D 3 1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NaOH0 1L 则Al3 生成Al OH 3消耗NaOH0 3L 沉淀Mg2 消耗NaOH0 1L 因而n AlCl3 n MgSO4 2 1 所以 n Cl n SO 6 1 答案C 方法指导 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 n Al OH 3 n OH 2 当3n Al3 n OH 4n Al3 时 n Al OH 3 4n Al3 n OH 3 当n OH 4n Al3 时 n Al OH 3 0 无沉淀 2 求反应物碱的量 1 若碱不足 Al3 未完全沉淀 n OH 3n Al OH 3 2 若碱使生成的Al OH 3部分溶解 n OH 4n Al3 n Al OH 3 考点四化工生产中镁 铝及其化合物的转化关系 递进题组 知识梳理 知识梳理 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 CaCO3CaO CO2 CaO H2O Ca OH 2 沉淀Mg2 Mg2 2Ca OH 2 Mg OH 2 Ca2 制备MgCl2 Mg OH 2 2HCl MgCl2 2H2O 电解MgCl2 MgCl2 熔融 Mg Cl2 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 2 步骤 中不用盐酸 或H2SO4 酸化的理由是 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 由于SiO2的熔点很高 在加热到1000 左右时不会熔化 因而不影响铝的纯度 SiO2 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 Al2O3 6H 2Al3 3H2O Fe2O3 6H 2Fe3 3H2O Al3 4OH AlO 2H2O Fe3 3OH Fe OH 3 2 步骤 中不用氨水沉淀Fe3 的原因 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 递进题组 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 A 中除加试剂外 还需要进行过滤操作B a b中铝元素的化合价相同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 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正确 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 答案C 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B CO2可以用H2SO4溶液或稀盐酸代替C 反应 中的反应为CO2 AlO 2H2O Al OH 3 HCOD 工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al 成本更低 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 答案C 题组二镁及其重要化合物转化关系的应用 3 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MnCO3 SiO2杂质 制取MgSO4 7H2O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 解析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 使溶解充分并加快溶解速率 MgSO4MnSO4 2 第 步反应的离子方程式为 解析根据流程图 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 Mn2 ClO H2O MnO2 Cl 2H Mn2 ClO H2O MnO2 Cl 2H 3 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 解析第 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2 3次 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2 3次 4 若制得MgSO4 7H2O质量为82 00g 测得MnO2质量为1 74g 且测得第 步滤渣质量为4 70g 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 解析根据题中信息可求得MgCO3 MnCO3的质量分别是28 00g 2 30g 则菱镁矿石中MgCO3的质量分数为 100 80 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 反思归纳 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 1 2 3 4 5 6 7 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 2014 福建理综 6C B 氢氧化铝可作胃酸的中和剂 2014 四川理综 1D C 明矾用作净水剂不涉及化学变化 2014 重庆理综 1A D 铝与Fe2O3发生铝热反应 反应后固体物质增重 2014 新课标全国卷 9C 1 2 3 4 5 6 7 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 答案B 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 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1 4 应生成AlO D错 答案D 1 2 3 4 5 6 7 3 2014 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 A KB NaC FeD Al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 D 1 2 3 4 5 6 7 4 2014 安徽理综 13 室温下 在0 2mol L 1Al2 SO4 3溶液中 逐滴加入1 0mol L 1NaOH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 A a点时 溶液呈酸性的原因是Al3 水解 离子方程式为Al3 3OH Al OH 3B a b段 溶液pH增大 Al3 浓度不变C b c段 加入的OH 主要用于生成Al OH 3沉淀D d点时 Al OH 3沉淀开始溶解 1 2 3 4 5 6 7 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Al3 3H2O Al OH 3 3H 错误 B项 a b段 加入NaOH消耗H 使Al3 3H2O Al OH 3 3H 反应正向进行 Al3 的浓度减小 错误 C项 b c段 pH变化不明显 说明OH 主要用于生成Al OH 3沉淀 正确 1 2 3 4 5 6 7 D项 c d过程中 pH变化较大 说明发生了反应 Al OH 3 NaOH NaAlO2 2H2O 所以c点以后Al OH 3开始溶解 错误 答案C 1 2 3 4 5 6 7 5 2014 上海 22改编 已知 2Na Al OH 4 CO2 2Al OH 3 Na2CO3 H2O 向含2molNaOH 1molBa OH 2 2molNa Al 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不正确的是 1 2 3 4 5 6 7 解析向含2molNaOH 1molBa OH 2 2molNa Al OH 4 的混合溶液中慢慢通入CO2发生反应依次为2NaOH CO2 Na2CO3 H2O2mol1mol1molBa OH 2 CO2 BaCO3 H2O1mol1mol1mol2Na Al OH 4 CO2 2Al OH 3 Na2CO3 H2O2mol1mol2mol1mol 1 2 3 4 5 6 7 Na2CO3 CO2 H2O 2NaHCO31mol1molBaCO3 CO2 H2O Ba HCO3 21mol1mol当通入2molCO2时 生成1molBaCO3沉淀 当通入3molCO2时 生成1molBaCO3沉淀和2molAl OH 3沉淀 1 2 3 4 5 6 7 当通入4molCO2时 生成1molBaCO3沉淀和2molAl OH 3沉淀 当通入5molCO2时 生成2molAl OH 3沉淀 当通入6molCO2时 BaCO3已完全反应 Al OH 3量不变 即仍为2mol沉淀 答案B 1 2 3 4 5 6 7 6 2014 天津理综 7 3 已知 1 2 3 4 5 6 7 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 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 1 2 3 4 5 6 7 7 2014 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 6 2x 溶液 并用于烟气脱硫研究 1 2 3 4 5 6 7 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 解析酸浸时能与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 Al2O3 3H2SO4 Al2 SO4 3 3H2OSiO2 1 2 3 4 5 6 7 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 6 2x 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 1 2 3 4 5 6 7 解析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3CaCO3 2Al3 3SO 3H2O 2Al OH 3 3CaSO4 3CO2 答案CaSO43CaCO3 2Al3 3SO 3H2O 2Al OH 3 3CaSO4 3CO2 1 2 3 4 5 6 7 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 解析热分解时 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 减小 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 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 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 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 答案B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 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 2SO3 Al2O3 Al OH 3 AlA 全部B 只有 C 只有 D 只有 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 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 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 A AlB Al OH 3C AlCl3D Al2O3 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 5 有一块镁铝合金 其中镁与铝的质量比是8 9 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 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58 78 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A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 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 1mol L 1AlCl3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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 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 答案B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 0 7mol 0 5mol 0 2mol n H 0 1mol n Al3 0 8mol 0 7mol 0 1mol 沉淀Al3 Mg2 共消耗0 4molOH 其中沉淀Al3 消耗0 3molOH 沉淀Mg2 消耗0 1molOH 根据Mg2 2OH 可得n Mg2 0 05mol 故只有选项B正确 答案B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析电解熔融的MgCl2时 阴极产生镁 阳极产生氯气 B错 答案B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 10 将一定质量的Mg和Al的混合物投入250mL2 0mol L 1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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 A 当加入氢氧化钠溶液的体积为20mL时 溶液的pH等于7B 当加入氢氧化钠溶液的体积为20mL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5mol L 1D 生成的H2在标准状况下的体积为11 2L 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 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200mL时 此时溶质只有Na2SO4 根据元素守恒 可得n NaOH 2n H2SO4 c NaOH 0 2L 2 2 0mol L 1 0 25L 则c NaOH 5mol L 1 C项正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 用于生成氢气的硫酸的物质的量为0 18L 5mol L 1 2 0 45mol 即H2的物质的量 标况下氢气的体积为0 45mol 22 4L mol 1 10 08L D项错误 答案C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 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为难溶于水的白色固体 E则易溶于水 取A的溶液灼烧 焰色反应为浅紫色 透过蓝色钴玻璃 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 写出化学式 A B C D E 2 写出下列反应的离子方程式 A B A D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 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Al2O3 B为Al OH 3 由此推出D是AlCl3 A与过量CO2反应生成Al OH 3 且A的溶液的焰色反应为浅紫色 则A为KAlO2 E为NaAlO2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 1 KAlO2Al OH 3Al2O3AlCl3NaAlO2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 12 如图所示为一定量AlCl3溶液中加入NaOH溶液后 产生Al OH 3白色沉淀的质量与NaOH的物质的量之间的关系曲线 请回答下列问题 1 A点时已参加反应的AlCl3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 1 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 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5mol L 1NaOH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 请在右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 生成白色沉淀 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 13 2013 大纲全国卷 29 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析结合Al2O3 SiO2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化学方程式 在加入NaOH溶液时 Al2O3和SiO2都能与NaOH反应 分别生成NaAlO2和Na2SiO3 答案2NaOH SiO2 Na2SiO3 H2O 2NaOH Al2O3 2NaAlO2 H2O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 滤液 中加入CaO生成的沉淀是 反应2的离子方程式为 CaSiO3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 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 解析萤石能与浓硫酸反应生成CaSO4和HF气体 HF Na2CO3 Al 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 浓H2SO4 12HF 3Na2CO3 2Al OH 3 2Na3AlF6 3CO2 9H2O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 14 镁在空气中燃烧除生成MgO外 还可能生成Mg3N2 某校化学兴趣小组的同学利用镁在空气中燃烧后的固体 不含单质 进行实验 探究其组成 1 甲组同学取一定量燃烧后的固体投入水中 得到了一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 该气体的化学式为 说明固体中含有Mg3N2 生成该气体的化学方程式为 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是NH3 Mg3N2与水反应生成Mg OH 2和NH3 答案NH3Mg3N2 6H2O 3Mg OH 2 2NH3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 乙组同学为测定Mg3N2的含量 用如图所示装置进行实验 充分反应后再加热A 其中浓硫酸的作用是 对A加热的目的是 已知加入的固体质量为4 0g 最终C装置增重ag 则固体中含Mg3N2 g 用含a的式子表示 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析浓硫酸是酸性干燥剂 可吸收NH3 对A加热可促使NH3挥发 使反应产生的NH3全部被C装置吸收 则由关系式Mg3N2 2NH3可求出agNH3对应gMg3N2 答案吸收生成的NH3使A装置中反应产生的NH3全部进入到C装置中 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3 丙组有的同学认为乙组同学的测定结果偏高 理由是 有的同学认为乙组同学的测定结果偏低 理由是 丙组同学进行了改进 他们将乙组同学实验中得到的难溶固体进行过滤 洗涤 干燥 并灼烧固体至恒重 测得其质量为4 08g 上述过程中 洗涤沉淀的操作是 镁在空气中燃烧后生成的固体中Mg3N2的质量分数为 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析A装置中产生的NH3会含有水蒸气 C装置中浓H2SO4既吸收NH3 也吸收NH3中的水蒸气 而且C装置后未连接隔绝空气中水蒸气的装置 所以C装置增重的ag中包括水蒸气的质量 造成测定结果偏高 反应产生的NH3在反应结束后由于气压的原因无法全部被排出 而在装置中滞留一部分 造成产生的NH3不能全部被浓硫酸吸收 所以会造成测定结果偏低 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 丙组同学所得4 08g固体是MgO 包括原混合物中的MgO和Mg3N2转化来的MgO Mg3N2 3Mg OH 2 3MgO 设原固体混合物中Mg3N2 MgO的物质的量分别为xmol ymol 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解得 x 0 004 y 0 09则燃烧后生成的固体中Mg3N2质量分数为 100 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案C装置的两侧无干燥装置 NH3中的水蒸气以及外界空气中的水蒸气都可能进入C装置而被浓硫酸吸收 造成结果偏高可能有部分NH3滞留在装置内没有完全被浓硫酸吸收 从而造成结果偏低向过滤器中的沉淀物上加蒸馏水至恰好完全浸没沉淀 待水全部流出后 重复操作2 3次10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 4 有一种用铵盐与含镁矿石混合煅烧制取氧化镁的方法 解决了现有方法存在的原料成本高 项目投资大 能耗高 副产品不好用等问题 其原理是将含镁矿石粉 含氧化镁 与铵盐混合 经过煅烧 水溶 过滤 得到粗镁盐溶液 并回收煅烧产生的氨 写出用固体 NH4 2SO4与含镁矿石粉混合煅烧时的化学反应方程式 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 解析含镁矿石粉中含MgO MgO与 NH4 2SO4高温反应生成MgSO4 NH3和H2O 答案 NH4 2SO4 MgOMgSO4 2NH3 H2O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14