2019版高考化学一轮复习 第三章 金属及其化合物 第11讲 铁及其重要化合物课件.ppt

第11讲铝及其重要化合物 第三章金属及其化合物 考纲要求 了解铝 镁及其重要化合物的主要性质和应用 考点二铝的重要化合物 探究高考明确考向 考点三用数形结合思想理解 铝三角 微专题11有关镁 铝及其化合物的化工流程题 内容索引 考点一铝 镁的性质及应用 课时作业 铝 镁的性质及应用 考点一 知识梳理 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 导电性和导热性等 密度较小 质地柔软 第三周期 A族 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 4 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 2Al 6H 2Al3 3H2 5 对比记忆镁的化学性质 正误判断 辨析易错易混 单质的性质 用途和制法 1 铝在自然界中有游离态和化合态两种形式 2 MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂 3 Mg粉与浓NH4Cl溶液反应放出H2和NH3 4 冶炼铝时常用焦炭作还原剂 答案 5 1molAl与足量的硫酸或足量的氢氧化钠溶液反应转移电子数相同 6 铝与少量NaOH溶液反应得到铝盐 与足量NaOH溶液反应生成偏铝酸盐 7 相同质量的镁条分别在足量的CO2和O2中完全燃烧 所得固体的质量相同 8 工业上制造镁粉时 可将镁蒸气在N2中冷却 答案 深度思考 提升思维能力 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 2 铝与酸 碱反应的实质是什么 氧化剂是什么 答案 3 镁在空气中充分燃烧 所得固体产物可能有 用化学式表示 4 工业冶炼金属铝的化学方程式是 反应中每生成1mol铝 转移电子 mol 5 将Al和Na的单质同时加入到一定量的水中 充分反应后 发现既无沉淀生成又无残留金属存在 请用两个化学反应方程式表示其变化 答案 MgO Mg3N2 C 3 2Na 2H2O 2NaOH H2 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 解题探究 1 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 答案 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 2 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 1 1 答案 解析 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 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和氢氧化钠溶液中 产生H2的体积之比是 1 3 答案 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 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 答案 解析 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的量相等 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 答案 解析 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 填字母 A 5 4gB 3 6gC 2 7gD 1 8g A 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 铝与酸或碱反应生成H2的量的关系2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 1 等质量的铝与足量的盐酸 氢氧化钠溶液分别反应 产生H2的物质的量相等 消耗H OH 的物质的量之比为n H n OH 3 1 2 足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应 消耗Al的物质的量之比为1 3 生成H2的物质的量之比为1 3 3 一定量的铝分别与一定量的盐酸 氢氧化钠溶液反应 铝与盐酸反应时 铝过量而HCl不足 铝与氢氧化钠溶液反应时 铝不足而NaOH过量 铝的重要化合物 考点二 知识梳理 1 氧化铝 1 物理性质 白色固体 难溶于水 熔点很高 2 化学性质 两性氧化物 与HCl反应 与NaOH反应 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 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式 Al OH 3 3H Al3 3H2O 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pH 填 或 7 明矾可以净水 其净水的原理是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 KAl SO4 2 12H2O 3 明矾溶液与Ba OH 2溶液反应的离子方程式 Al3 恰好完全沉淀 正误判断 辨析易错易混 镁 铝重要化合物的性质及应用 1 MgO Al2O3的熔点很高 可制作耐高温材料 2 AlCl3与过量NaOH溶液反应生成NaAlO2 但与过量氨水反应却生成Al OH 3 3 中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈 解析明矾溶液中的Al3 水解呈酸性 能溶解铜锈 Cu2 OH 2CO3 答案 解析 4 氢氧化铝 NaHCO3 Na2CO3均可作胃酸的中和剂 解析Na2CO3不能用作胃酸的中和剂 5 明矾水解时能生成具有吸附性的Al OH 3胶粒 可用于净水和消毒 解析Al OH 3只能用于净水 不具有杀菌 消毒的功能 6 下列物质的转化在给定条件下能够实现 答案 解析 答案 解析 8 MgCl2 AlCl3溶液分别加热蒸发 灼烧 最终所得固体产物分别是MgO和Al2O3 解题探究 答案 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 答案 解析 2 离子方程式的书写 下列反应中的离子方程式书写正确的是 解析A项 氨水不能溶解Al OH 3 1 离子共存问题 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 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 再与反应 最后才溶解Al OH 3沉淀 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 答案 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NaAlO2制备Al OH 3 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 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 答案 丙 W3 W1 W2 520g 方法一 可溶性铝盐溶液与过量氨水反应 方法二 向可溶性偏铝酸盐溶液中通入过量CO2 方法三 相互促进水解法 用数形结合思想理解 铝三角 考点三 知识梳理 写出实现上述各步转化的离子方程式 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 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 1 6 3 1 2 偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像 5 2 4 1 深度思考 提升思维能力 1 下列各组物质的无色溶液 不用其他试剂即可鉴别的是 填序号 NaOH AlCl3 NaHCO3 H2SO4 NaAlO2 NaHSO4 Na2CO3 HCl Na2CO3 NaHCO3 Ca OH 2 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溶液滴入H2SO4溶液中还是H2SO4溶液滴入NaHCO3溶液中都会立即产生气泡 现象相同 无法鉴别 NaHSO4 Na H 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溶液还是Na2CO3溶液 加入到Ca OH 2溶液中都会产生白色沉淀 无法鉴别 2 H Al3 Al OH 3 竞争OH 能力顺序 向HCl MgCl2 AlCl3 NH4Cl溶液中 假设各1mol 逐滴加入NaOH溶液 沉淀的物质的量随NaOH溶液体积变化的图像如下 假设Mg2 Al3 结合OH 能力相同 答案 分析图像的变化情况 回答下列问题 1 H Al3 Al OH 3 四种微粒与OH 反应的先后顺序依次为 2 依次写出各阶段的离子方程式 OA AB BC CD 答案 H OH H2O Al3 3OH Al OH 3 Mg2 2OH Mg OH 2 3 OH Al OH 3竞争H 的顺序 向NaOH Na2CO3 NaAlO2溶液中 假设各1mol 逐滴加入HCl溶液 产生沉淀的物质的量随HCl溶液体积变化的图像如下 分析图像的变化情况 回答下列问题 答案 2 依次写出各阶段的离子方程式 OA AB BC CD 答案 OH H H2O Al OH 3 3H Al3 3H2O 与铝离子有关的离子反应的一般规律 解题探究 题组一涉及Al OH 3沉淀的图像原理分析1 Al3 形成Al OH 3图像的综合分析 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 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 2 2017 重庆第一中学高三检测 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 答案 解析 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 D项 c d过程中 pH变化较大 当pH 10 以后有比较平的阶段 说明发生了反应 Al OH 3 NaOH NaAlO2 2H2O 所以d点以后Al OH 3溶解完全 之后pH再变大较快 错误 3 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 答案 解析 1 溶液中一定含有的溶质是 填化学式 下同 一定不含有的溶质是 HCl AlCl3 NH4Cl MgCl2 Na2CO3 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 AlCl3和NH4Cl 一定无MgCl2 又因为HCl与Na2CO3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 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 答案 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 Al3 3OH Al OH 3 题组二涉及Al OH 3图像的计算4 2018 宝鸡质检 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 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 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 二是氢氧化钠比生成沉淀量最大时稍过量 5 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 与的物质的量之比为A 1 3B 2 3C 6 1D 3 1 答案 解析 解析OA上升的直线表示生成Al OH 3和Mg OH 2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溶液0 1L 则Al3 生成Al OH 3消耗NaOH溶液0 3L 沉淀Mg2 消耗NaOH溶液0 1L 因而n AlCl3 n MgSO4 2 1 所以n Cl D n H n Al3 n Mg2 1 1 1 答案 解析 A 溶液中的阳离子只有H Mg2 Al3 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3n Al3 n OH 4n Al3 时 n Al OH 3 4n Al3 n OH 当n OH 4n Al3 时 n Al OH 3 0 无沉淀 2 求反应物碱的量 若碱不足 Al3 未完全沉淀 n OH 3n Al OH 3 若碱使生成的Al OH 3部分溶解 n OH 4n Al3 n Al OH 3 有关镁 铝及其化合物的化工流程题 微专题11 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 沉淀Mg2 Mg2 Ca OH 2 Mg OH 2 Ca2 制备MgCl2 Mg OH 2 2HCl MgCl2 2H2O 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的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 2 步骤 中不用盐酸 或H2SO4 酸化的理由是 因为与酸反应生成的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 答案 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1000 左右时不会熔化 因而不影响铝的纯度 方案二 酸溶法 答案 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 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 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 专题训练1 2018 郑州外国语学校高三模拟 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 答案 解析 1 2 3 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的形式存在 其中铝元素的化合价都是 3价 B正确 由NaAlO2制备氢氧化铝需要通入过量的二氧化碳 C错误 由氢氧化铝制备氧化铝 加热即可 D正确 1 2 3 2 被称为 国防金属 的镁 60 来自海洋 从海水中提取镁的正确方法是 答案 1 2 3 3 2015 广东理综 32 1 2 3 4 七铝十二钙 12CaO 7Al2O3 是新型的超导材料和发光材料 用白云石 主要含CaCO3和MgCO3 和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下 1 2 3 答案 1 2 3 1 煅粉主要含MgO和 用适量NH4NO3溶液浸取煅粉后 镁化合物几乎不溶 若滤液 中c Mg2 小于5 10 6mol L 1 则溶液pH大于 Mg OH 2的Ksp 5 10 12 该工艺中不能用 NH4 2SO4代替NH4NO3 原因是 解析 CaO 11 易生成硫酸钙沉淀而导致碳酸钙产率降低 1 2 3 2 滤液 中的阴离子有 忽略杂质成分的影响 若滤液 中仅通入CO2 会生成 从而导致CaCO3产率降低 答案 1 2 3 解析 Ca HCO3 2 1 2 3 解析煅粉的主要成分是CaO和MgO 加入适量NH4NO3溶液浸取煅粉后 由于镁化合物几乎不溶 则溶液中溶质主要为生成的Ca NO3 2 故滤液 中的主要阴离子为由于滤液 的pH大于11 溶液中含有Ca NO3 2和少量的NH4NO3与Ca OH 2 若仅通入CO2会生成Ca HCO3 2 从而导致CaCO3产率降低 3 用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜 反应的离子方程式为 答案 1 2 3 解析 4 电解制备Al OH 3时 电极分别为Al片和石墨 电解总反应方程式为 探究高考明确考向 1 高考选项组合题 下列说法正确的是A 向硫酸铝溶液中滴加碳酸钠溶液的离子方程式 2Al3 3CO Al2 CO3 3 2017 海南 6C B 泡沫灭火器灭火是利用了Al2 SO4 3和小苏打的反应 2016 全国卷 7A C 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 D 氯化铝溶液滴入浓NaOH溶液中 产生大量白色沉淀 2015 全国卷 13C 答案 解析 1 2 3 4 解析A项 Al3 与在溶液中会发生双水解反应 生成Al OH 3和CO2 错误 C项 铝与氧化铁反应 反应前后都是固体 质量不变 错误 D项 忽视了NaOH可能过量 Al OH 3能溶于过量NaOH溶液 错误 1 2 3 4 2 高考选项组合题 下列有关铝及其重要化合物的叙述正确的是A 制备Al OH 3悬浊液 向1mol L 1AlCl3溶液中加过量的6mol L 1NaOH溶液 2015 江苏 13A B 向Al2 SO4 3溶液中加入过量的NH3 H2O Al3 4NH3 H2O Al OH 4 2015 山东理综 12C C 用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热 熔化后的液态铝滴落下来 金属铝的熔点较低 2015 全国卷 10C D 将AlCl3加入Ba HCO3 2溶液中同时有气体和沉淀产生 2015 山东理综 10A 答案 解析 1 2 3 4 解析A项 Al OH 3是两性氢氧化物 可以和过量氢氧化钠反应生成偏铝酸钠 故不能制备氢氧化铝悬浊液 错误 B项 Al OH 3只能溶于强碱 不能溶于氨水 错误 C项 铝在空气中加热生成氧化铝的熔点较高 所以内部熔化的铝不会滴落 错误 D项 Al3 与发生双水解反应 生成Al OH 3沉淀和CO2气体 正确 1 2 3 4 3 2016 海南 14 KAl SO4 2 12H2O 明矾 是一种复盐 在造纸等方面应用广泛 实验室中 采用废易拉罐 主要成分为Al 含有少量的Fe Mg杂质 制备明矾的过程如下图所示 回答下列问题 答案 解析 1 2 3 4 1 为尽量少引入杂质 试剂 应选用 填标号 a HCl溶液b H2SO4溶液c 氨水d NaOH溶液 d 解析易拉罐的主要成分为Al 含有少量的Fe Mg杂质 试剂 的作用是将Al溶解并除去Fe Mg杂质 HCl溶液和H2SO4溶液均可溶解Al及Fe Mg杂质 会引入Fe2 Mg2 氨水不溶解Al NaOH溶液可溶解Al 但不溶解Fe Mg杂质 故d项符合 1 2 3 4 2 易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为 答案 解析 1 2 3 4 解析选用NaOH溶液溶解易拉罐 主要发生反应为2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 3 沉淀B的化学式为 将少量明矾溶于水 溶液呈弱酸性 其原因是 答案 解析 1 2 3 4 Al OH 3 Al3 水解 使溶液中H 浓度增大 4 2015 天津理综 5 向盛有10mL1mol L 1NH4Al SO4 2溶液的烧杯中滴加1mol L 1NaOH溶液 沉淀物质的量随NaOH溶液体积的变化示意图如下 答案 解析 1 2 3 4 写出m点反应的离子方程式 1 2 3 4 若在NH4Al SO4 2溶液中改加20mL1 2mol L 1Ba OH 2溶液 充分反应后 溶液中产生沉淀的物质的量为 mol 答案 解析 1 2 3 4 0 022 1 2 3 4 Al3 3OH Al OH 3 0 01mol0 03mol0 01mol 1 2 3 4 课时作业 1 下列关于铝及其化合物的说法不正确的是A Al既可用于食品包装 也可用作建筑材料B Al2O3既可用来冶炼金属Al 也可用作耐火材料C 明矾 KAl SO4 2 12H2O 既可用作净水剂 也可用作消毒剂D Al OH 3既可用作治疗胃酸过多的药物 也可用来制备一些铝盐 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析 解析A项 金属铝具有良好的延展性 因此铝可以制成铝箔用于食品包装 金属铝也可用作建筑材料 如铝合金门窗等 正确 B项 电解熔融的Al2O3可冶炼金属Al 由于Al2O3具有耐高温的性质 也可用作耐火材料 正确 C项 明矾 KAl SO4 2 12H2O 溶于水后 Al3 能发生水解反应 生成的Al OH 3胶体具有吸附作用 可用作净水剂 但Al OH 3并不具有消毒作用 错误 D项 Al OH 3与胃酸中的盐酸反应生成氯化铝和水 正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 2018 银川第一中学月考 镁粉是焰火 闪光粉 鞭炮中不可缺少的原料 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 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析加热时O2 N2 CO2等都能与镁反应 3 2017 厦门模拟 镁铝性质相似 下表中对两者的对比不正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析铝能被Cl2 O2氧化 能与某些金属氧化物发生铝热反应 与水反应很不明显 但与强碱溶液反应 Mg能在N2 O2 CO2中燃烧 能与沸水反应 但不能与强碱溶液反应 4 下列叙述正确的是A 向氯化铝溶液中加入过量氨水反应的实质是Al3 3NH3 H2O Al OH 3 B 存在于污水中的重金属离子 常用加入明矾等电解质的方法进行处理C 镁铝合金既可完全溶于过量盐酸又可完全溶于过量NaOH溶液 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析B项中明矾只能使污水中的悬浮物沉降 不能除去重金属离子 C项中Mg不能溶于NaOH溶液 D项中Mg的金属性比Al强 故Al与MgO不能发生铝热反应 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 5 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 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 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 6 通过观察化学实验现象 分析归纳出正确的结论 是学习化学科学最基本的技能之一 下列由实验现象得出正确结论的是 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析A项 比较金属性的强弱是用金属单质与水或酸反应产生H2的快慢程度 错误 B项 由于生成了熔点很高的氧化铝 起到隔绝空气的作用 错误 C项 产生的气体应为H2和NH3的混合气体 错误 7 2018 银川高三质检 从海水中提取镁的工艺流程如图所示 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 下列说法错误的是A 用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富B 步骤 电解MgCl2时阴极产生氯气C 步骤 可将晶体置于HCl气体氛围中脱水D 上述工艺流程中涉及化合 分解和复分解反应 解析海水中含有大量的镁 A项正确 电解MgCl2时 阳极产生Cl2 B项错误 加热脱水过程中Mg2 能水解生成Mg OH 2 为防止Mg2 水解 应在HCl气体氛围中脱水 C项正确 分别为化合反应 复分解反应 分解反应 D项正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 8 2017 保定质检 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析 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 不能生成Al OH 3沉淀 D项 因Al比Fe活泼 不能用Fe置换Al 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 9 2017 北京海淀区期末 铝自然形成的氧化膜易脱落 以硫酸为电解液 分别以石墨和铝材作阴 阳极材料 经过电解处理形成氧化铝膜 抗蚀能力强 其制备的简要流程如图所示 下列用来解释流程中反应的方程式不正确的是 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 C 获得耐蚀铝材的电极反应 4Al 12e 3O2 2Al2O3 C项 电荷不守恒 错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10 2017 江西余江一中二模 新型镁铝合金 Mg17Al12 有储氢性能 它在一定条件下完全吸氢的反应为Mg17Al12 17H2 17MgH2 12Al 得到的混合物Y 17MgH2 12Al 能与酸反应释放出大量氢气 下列说法正确的是A 该合金应在氮气保护下 将一定比例的Mg Al单质熔炼而成B 该合金中含有离子键 铝元素呈正价C 1molMg17Al12完全吸氢后得到的Y与盐酸完全反应放出H2在标准状况下的体积为1164 8LD 合金的熔点高于金属镁 金属铝的熔点 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析镁在高温条件下和氮气发生反应 A项错误 合金是金属的混合物 不存在离子键 B项错误 1molMg17Al12吸氢的反应为Mg17Al12 17H2 17MgH2 12Al 即吸收了17mol的氢气 1molMg17Al12相当于17mol镁和12mol铝 所以和盐酸反应生成的氢气的物质的量为17mol 12mol 35mol 所以共产生氢气的物质的量为35mol 17mol 52mol 其在标准状况下的体积为52mol 22 4L mol 1 1164 8L C项正确 合金的熔点低于各成分金属的熔点 D项错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 11 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 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 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 只剩Mg OH 2沉淀 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 12 2017 祁阳县二模 Mg能在NO2中燃烧 产物为Mg3N2 MgO和N2 某科学小组通过实验验证反应产物并探究产物的比例关系 资料信息 2NO2 2NaOH NaNO3 NaNO2 H2OMg3N2 6H2O 3Mg OH 2 2NH3 限用如下装置实验 夹持装置省略 部分仪器可重复使用 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 装置连接的顺序为 填字母 BAEFC D 答案 解析 解析镁能在二氧化氮中燃烧 生成氮化镁 氧化镁和氮气 装置B滴加浓硝酸后反应生成的气体为二氧化氮 用装置A干燥 通入硬质玻璃管E与镁粉发生反应 用F装置除去多余的二氧化氮 装置C和D是用排水法收集氮气 所以装置连接的顺序为BAEFC D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 连接好仪器 装入药品前检验装置气密性的方法是 在D中加水至没过导管口 关闭分液漏斗活塞 对锥形瓶微热 若装置D中导气管口有气泡冒出 停止加热 导气管中形成一段稳定的水柱 表明气密性良好 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 装置A中盛装的干燥剂是 装置F的作用是 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析 无水CaCl2或P2O5等 除去 NO2 解析二氧化氮不能用碱性干燥剂干燥 U形管装的是固体干燥剂 所以可以是无水氯化钙或五氧化二磷等 装置F用于除去过量的二氧化氮气体 取少量反应后的固体产物 加入到水中 产生有刺激性气味的气体 该气体能使湿润的红色石蕊试纸变成蓝色 4 验证产物中存在Mg3N2的具体实验操作为 确定产物中有N2生成的实验现象为 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 装置C中收集到大量 气体 5 已知装置E中初始加入Mg粉质量为13 2g 在足量的NO2中充分燃烧 实验结束后 硬质玻璃管冷却至室温 称量 测得硬质玻璃管中剩余固体的质量为21 0g 产生N2的体积为1120mL 标准状况 写出玻璃管中发生反应的化学方程式 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 13 2018 常德模拟 实验室中以铝土矿 主要成分是Al2O3 含少量的SiO2和Fe2O3杂质 为原料制取Al2 SO4 3和铵明矾晶体 NH4Al SO4 2 12H2O 的工艺流程如下 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 试回答下列问题 1 固体a的化学式为 中通入过量CO2气体的离子方程式为 SiO2 2 由 制取铵明矾溶液的化学方程式为 从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为 冷却结晶 过滤洗涤 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 Al2 SO4 3 H2SO4 2NH3 2NH4Al SO4 2 蒸发浓缩 3 以1000kg含氧化铝36 的铝土矿为原料制取Al2 SO4 3 需消耗质量分数98 的硫酸 密度为1 84g cm 3 L 保留一位小数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 解析 575 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析铝土矿中含有Al2O3 SiO2和Fe2O3 当加入过量盐酸时 SiO2不与盐酸反应 反应后经过滤得到的固体a为SiO2 再向滤液中加入过量烧碱时 FeCl3与氢氧化钠反应生成氢氧化铁红褐色沉淀 而AlCl3则与过量的氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠溶液 再过滤后得到的固体b为氢氧化铁 向滤液中通入足量的CO2气体 偏铝酸钠会与CO2反应生成氢氧化铝沉淀 氢氧化铝加热分解生成氧化铝 向氧化铝中加入足量的硫酸会生成硫酸铝溶液 再通入足量的氨气 则生成铵明矾溶液 再经蒸发浓缩 冷却结晶 过滤 洗涤即可得晶体 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 4 若同时制取铵明矾和硫酸铝 通过控制硫酸的用量调节两种产品的产量 若欲使制得的铵明矾和硫酸铝的物质的量之比为1 1 则投料时铝土矿中Al2O3和H2SO4的物质的量之比为 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 解析 3 10