2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)《鋁、鎂及其化合物》學(xué)案

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1、2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)《鋁、鎂及其化合物》學(xué)案 [考綱要求]　 1.了解鎂、鋁的主要性質(zhì)及應(yīng)用。 2.了解鎂、鋁的重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。 …………………………[鋁及其化合物知識網(wǎng)絡(luò)]…………………… 考點一　鋁、鎂的性質(zhì)及應(yīng)用 [知識梳理] 1．鋁的原子結(jié)構(gòu) 鋁位于元素周期表中第三周期ⅢA族，原子結(jié)構(gòu)示意圖為 ，最外層有3個電子，在化學(xué)反應(yīng)中易失去電子而表現(xiàn)為＋3價，鋁在地殼中含量豐富，僅次于氧，自然界中的鋁全部以化合態(tài)形式存在。 2．鋁的性質(zhì) (1)物理性質(zhì)： 狀態(tài) 色澤 密度 熔點 硬度 導(dǎo)電、導(dǎo)熱性 延展性 固態(tài) 銀

2、白色 2.7 g·cm－3 660.4 ℃ 較小 很好 良好 (2)化學(xué)性質(zhì)： 寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式： ②2Al＋3Cl2△,2AlCl3 ④2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ ⑤2Al＋Fe2O3高溫,2Fe＋Al2O3 3．鋁的應(yīng)用 (1)制備： 電解熔融Al2O3：2Al2O3電解,4Al＋3O2↑ (2)用途： ①純鋁用作導(dǎo)線。 ②鋁合金制備汽車、飛機、生活用品等。 4． 對比記憶鎂的化學(xué)性質(zhì) 鋁 鎂 與非金屬 反應(yīng) 能被Cl2、O2氧化 2Mg＋O22MgO 3Mg＋N2Mg3N2

3、 與水反應(yīng) 反應(yīng)很困難 能與沸水反應(yīng) Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑ 與堿反應(yīng) 能溶于強堿溶液 不反應(yīng) 與某些氧 化物反應(yīng) 能與Fe2O3、MnO2、Cr2O3等 金屬氧化物發(fā)生鋁熱反應(yīng) 能在CO2中燃燒：2Mg＋ CO22MgO＋C 深度思考 1． 判斷正誤，正確的劃“√”，錯誤的劃“×” (1)鋁在自然界中有游離態(tài)和化合態(tài)兩種形式 (　　) (2)Mg、Al在空氣中性質(zhì)穩(wěn)定，因而都具有很強的抗腐蝕性 (　　) (3)MgO與Al粉的混合物也可稱為鋁熱劑 (　　) (4)Mg是活潑金屬，而Al是兩性金屬

4、 (　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)× 2． 依據(jù)Mg、Al單質(zhì)的性質(zhì)，思考回答下列問題。 (1)鋁的化學(xué)性質(zhì)活潑，為什么日常生活中廣泛使用的鋁制品通常具有較好的抗腐蝕性能？ 答案　鋁在常溫下迅速被氧氣氧化，形成一層致密的氧化膜，保護(hù)鋁不再被氧化，因而鋁制品通常具有較強的抗腐蝕性能。 (2)Al既能溶于強酸，又能溶于強堿，所以說“Al既有金屬性，又有非金屬性”你認(rèn)為這種說法是否恰當(dāng)？為什么？ 答案　不恰當(dāng)。金屬性是指元素的原子失電子的能力，非金屬性是指元素的原子得電子的能力。鋁不論是與酸反應(yīng)還是與堿反應(yīng)，都是失去3e－，化合價升高為＋3價，均是還原劑，因而鋁

5、具有較強的金屬性。 (3)鋁與酸、堿反應(yīng)的實質(zhì)是什么？氧化劑是什么？ 答案　鋁與酸、堿反應(yīng)的實質(zhì)都是： Al3＋，2H＋H2，只不過堿中的H＋來源于水的電離。氧化劑分別為酸和水。 (4)鎂在空氣中充分燃燒，所得固體產(chǎn)物可能有哪些：________________(用化學(xué)式表示)。 答案　MgO、Mg3N2、C 3． 鋁熱反應(yīng)的本質(zhì)是利用鋁的還原性，將難熔金屬從其氧化物中置換出來，關(guān)于鋁熱反應(yīng)思考下列問題： (1)是否所有的金屬氧化物都能和鋁發(fā)生鋁熱反應(yīng)？ 答案　否，判斷鋁熱反應(yīng)能否發(fā)生，應(yīng)首先看金屬的活動性。例如MgO和Al不能發(fā)生鋁熱反應(yīng)。 (2)在鋁熱反應(yīng)中，鎂條、KClO

6、3的作用是________。 答案　引燃、助燃作用 (3)做鋁熱反應(yīng)時，應(yīng)注意哪些事項？ 答案?、僖ＷC紙漏斗重疊時四周均為四層，且內(nèi)層紙漏斗一定要用水潤濕，以防止高溫物質(zhì)從四周濺出，同時損壞紙漏斗。 ②蒸發(fā)皿中的細(xì)紗要適量，既要防止蒸發(fā)皿炸裂，又要防止熔融的液體濺出傷人。 ③實驗裝置不要距人群太近，應(yīng)遠(yuǎn)離易燃物。 [知識精講] 命題點　鋁與酸、堿的反應(yīng)及計算 鋁分別與鹽酸、NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 從化學(xué)方程式可以看出，Al與酸、堿反應(yīng)時生成H2

7、的實質(zhì)是：A 失3e－,A，所以不論是Al與酸還是與堿反應(yīng)，Al與產(chǎn)生H2的關(guān)系均是：2Al～3H2。 (1)等量鋁分別與足量鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的體積比為＝。 (2)足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的體積比為＝。 (3)一定量的鋁分別和一定量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，若產(chǎn)生氫氣的體積比為＜＜，則必定是： ①鋁與鹽酸反應(yīng)時，鋁過量而鹽酸不足； ②鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時，鋁不足而氫氧化鈉過量。 [典題示例] 1．將等物質(zhì)的量的鎂和鋁混合，取等質(zhì)量該混合物四份，分別加到足量的下列溶液中，充分反應(yīng)后，放出氫氣最多的是(　　) A．3 mol·L－

8、1HCl　　　　　　 B．4 mol·L－1HNO3 C．8 mol·L－1NaOH D．18 mol·L－1H2SO4 解析：選A　18 mol·L－1H2SO4為濃H2SO4與Mg、Al反應(yīng)不產(chǎn)生H2；Mg、Al與稀HNO3反應(yīng)生成NO而不是H2；Mg與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生H2，而Mg與NaOH不反應(yīng)，等質(zhì)量的Al分別與足量的HCl和NaOH溶液反應(yīng)，產(chǎn)生H2的量相等。故A項產(chǎn)生H2的量最多。 2．等體積、等物質(zhì)的量濃度的硫酸、氫氧化鈉溶液分別放在甲、乙兩燒杯中，各加等質(zhì)量的鋁，生成氫氣的體積比為5∶6(相同條件下)，則甲、乙兩燒杯中的反應(yīng)情況可能是(　　) A．甲、乙中都是鋁過量

9、B．甲中鋁過量、乙中堿過量 C．甲中酸過量、乙中鋁過量 D．甲中酸過量，乙中堿過量 解析：選B　若酸、堿過量，生成H2的體積比為1∶1，若鋁均過量，生成H2的體積比為2∶3，可知反應(yīng)情況甲中鋁過量，乙中堿過量。 [當(dāng)堂檢測] 1．判斷下列描述的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。 (1)(xx·福建高考)鋁罐可久盛食醋。(　　) (2)(xx·江蘇高考)Al、鹽酸、NaOH溶液三者之間兩兩均能發(fā)生反應(yīng)。(　　) (3)(xx·北京高考)Al溶于NaOH溶液中產(chǎn)生氣體的離子方程式為2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。(　　) (4)(xx·全國卷Ⅱ)鋁與Fe

10、2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng)后固體物質(zhì)增重。(　　) (5)(xx·安徽高考)常溫下，相同的鋁片中分別加入足量的濃、稀硝酸，濃硝酸中鋁片先溶解完。(　　) (6)(xx·廣東高考)工業(yè)上電解熔融狀態(tài)的Al2O3制備Al。(　　) (7)鋁制品在空氣中能穩(wěn)定存在是因為鋁不活潑。(　　) (8)(xx·安徽高考)鋁箔插入稀硝酸中無現(xiàn)象，說明鋁箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜。(　　) 答案：(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×　(6)√　(7)×　(8)× 2．將5.4 g Al投入200.0 mL 2.0 mol·L－1的某溶液中有氫氣產(chǎn)生，充分反應(yīng)后有金屬剩余。該溶液可能是

11、(　　) A．HNO3溶液 B．Ba(OH)2溶液 C．H2SO4溶液 D．HCl溶液 解析：選D　首先換算成物質(zhì)的量，Al為0.2 mol，溶液中的溶質(zhì)為0.4 mol。A選項中硝酸與鋁反應(yīng)不生成氫氣；B選項中n(OH－)＝0.8 mol，與鋁反應(yīng)剩余OH－；C、D選項中n(H＋)分別為0.8 mol、0.4 mol，根據(jù)反應(yīng)2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑可知C選項中H＋有剩余，D選項中鋁有剩余。 歸納總結(jié) 熟記鋁、鎂的特殊化學(xué)性質(zhì) (1)活潑金屬與酸反應(yīng)是金屬的通性，而鋁不但能與酸(H＋)反應(yīng)，還能夠與堿溶液反應(yīng)，表現(xiàn)為特殊性。2Al＋2OH－＋6H2O===

12、2[Al(OH)4]－＋3H2↑。 (2)鋁熱反應(yīng) 鋁和某些金屬氧化物反應(yīng)，將其從氧化物中置換出來，同時放出大量的熱，這種反應(yīng)稱為鋁熱反應(yīng)，可用于焊接金屬、冶煉高熔點貴重金屬。 注意　Al與MgO不能發(fā)生鋁熱反應(yīng)。 (3)Mg在CO2中能夠燃燒，所以活潑金屬著火不能用干冰滅火器和泡沫滅火器。 思維建模 (1)鋁與酸、堿反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系 鋁與酸、堿反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑。從化學(xué)方程式可以看出Al與酸、堿反應(yīng)時生成H2的實質(zhì)都是AlAl3＋，所以無論與酸還是與堿反應(yīng)

13、，Al與H2的關(guān)系都是2Al～3H2。 ①等量鋁分別與足量鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣體積比＝1∶1。 ②足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的體積比＝1∶3。 ③一定量的鋁分別與一定量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的體積比<<，則必定是a.鋁與鹽酸反應(yīng)時，鋁過量而鹽酸不足；b.鋁與氫氧化鈉反應(yīng)時，鋁不足而氫氧化鈉過量。解題時應(yīng)充分利用上述過量關(guān)系。 (2)鋁的這種既能與酸(非氧化性酸)又能與強堿反應(yīng)產(chǎn)生H2的性質(zhì)常作為推斷題的“題眼”。 考點二 鋁的重要化合物——氧化鋁、氫氧化鋁 [知識梳理] 1． 氧化鋁 (1)物理性質(zhì)：白色固體

14、，難溶于水，有很高的熔點。 (2)化學(xué)性質(zhì) 兩性氧化物— 2． 氫氧化鋁 (1)物理性質(zhì) 白色膠狀不溶于水的固體，有較強的吸附性。 (2)化學(xué)性質(zhì)(用化學(xué)方程式表示) ① ②受熱分解：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。 (3)制備 ①向鋁鹽中加入氨水，離子方程式為Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。 ②Na[Al(OH)4]溶液中通入足量CO2，離子方程式為[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO。 ③Na[Al(OH)4]溶液與AlCl3溶液混合：3[Al(OH)4]－＋Al3＋===4Al(OH)3↓。 3． 常見的鋁鹽

15、 (1)硫酸鋁鉀是由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成的復(fù)鹽。 (2)明礬的化學(xué)式為KAl(SO4)2·12H2O，它是無色晶體，可溶于水，水溶液pH<7(填“<”、“>”或“＝”)。明礬可以凈水，其凈水的原理是Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋，Al(OH)3膠體吸附水中雜質(zhì)形成沉淀而凈水。 深度思考 1． 明礬的凈水作用與液氯對自來水的消毒作用原理是否相同？ 答案　不同。明礬凈水只能除去水中的懸浮雜質(zhì)，不能殺菌消毒，而液氯只能殺菌消毒，不能沉淀懸浮的雜質(zhì)。 2． 在做鋁的燃燒實驗時，用坩堝鉗夾住一小塊鋁箔，在酒精燈上加熱至其熔化，會看到的現(xiàn)象是鋁箔熔化，失去

16、光澤，但熔化的鋁并不滴落。原因是____________________。 答案　鋁箔加熱時與O2發(fā)生反應(yīng)生成熔點很高的Al2O3薄膜，使內(nèi)部的鋁被Al2O3包裹著，所以熔化的鋁不易滴下 3． 中學(xué)學(xué)習(xí)階段接觸到許多既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)的物質(zhì)，除了Al及其重要化合物外，你還知道哪些？ 答案?、偃跛岬匿@鹽，如：NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；②弱酸的酸式鹽，如：NaHCO3、KHS、NaHSO3；③氨基酸。 [知識精講] 命題點1　從鋁土礦中提取Al2O3的方法 鋁土礦的主要成分是Al2O3，含有的雜質(zhì)是Fe2O3和SiO2，由于Al2O3具有兩性，而雜

17、質(zhì)SiO2是酸性氧化物，F(xiàn)e2O3是堿性氧化物。因而可設(shè)計出兩種提純氧化鋁的方案。 方案一：堿溶法 方案二：酸溶法 [典題示例] 1．工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，含F(xiàn)e2O3雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如下： 下列敘述正確的是(　　) A．試劑X可以是氫氧化鈉溶液，也可以是鹽酸 B．反應(yīng)①過濾后所得沉淀為氫氧化鐵 C．圖中所有轉(zhuǎn)化反應(yīng)都不是氧化還原反應(yīng) D．反應(yīng)②的化學(xué)方程式為 NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3 解析：選D　從工藝流程圖上看出，加入的試劑X能將鋁土礦中的Al2O3轉(zhuǎn)化為溶液，且向該溶液中通入過量Y，

18、可得到Al(OH)3沉淀和NaHCO3，故X為NaOH溶液，Y為CO2。反應(yīng)①為：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O。SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。故反應(yīng)①過濾后得到的沉淀為Fe2O3，A、B錯誤；圖中轉(zhuǎn)化關(guān)系中由Al2O3冶煉鋁屬于氧化還原反應(yīng)，C錯誤。 2．工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3·xH2O、Fe2O3、SiO2等)提取純Al2O3作冶煉鋁的原料，提取時操作過程如下圖，指出圖中操作錯誤的是(　　) A．④⑤　　　　　　　　　　 B．③④ C．②⑤ D．①② 解析：選A　由流程圖可知，反應(yīng)③得到的濾液為NaAlO2溶液，加入過量

19、鹽酸后得到AlCl3而不是Al(OH)3沉淀，應(yīng)通入過量CO2，操作④錯誤；Al(OH)3在常溫干燥條件下并不發(fā)生分解，故操作⑤需要加熱，⑤錯誤。 命題點2　氫氧化鋁的制備 [典題示例] 1．用含有少量Mg的Al片制取純凈的Al(OH)3，下列操作中最恰當(dāng)?shù)慕M合是(　　) ①加鹽酸溶解?、诩覰aOH溶液?、圻^濾?、芡ㄈ脒^量CO2生成Al(OH)3?、菁欲}酸生成Al(OH)3?、藜舆^量氨水生成Al(OH)3 A．①⑥③ B．①③⑥③ C．②③④③ D．②③⑤③ 解析：選C　2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑，Mg和NaOH溶液不反應(yīng)，過濾后向NaAl

20、O2溶液中通入過量CO2生成Al(OH)3沉淀，再過濾就可得到Al(OH)3。 2． 用含少量鎂粉的鋁粉制取純凈的氫氧化鋁，下列操作步驟中最恰當(dāng)?shù)慕M合是 (　　) ①加鹽酸溶解　②加燒堿溶液溶解　③過濾?、芡ㄈ脒^量CO2生成Al(OH)3沉淀　⑤加入鹽酸生成Al(OH)3沉淀 ⑥加入過量燒堿溶液 A．①⑥⑤③ B．②③④③ C．②③⑤③ D．①③⑤③ 答案　B 解析　若先用鹽酸溶解，Mg、Al均溶解，制取Al(OH)3的步驟較多；從Na[Al(OH)4]制備Al(OH)3，若加鹽酸不容易控制量的多少。故B項操作步驟為最佳順序。 3． 若甲、乙、丙三位

21、同學(xué)用規(guī)定的藥品制備Al(OH)3。規(guī)定必用的藥品如下：350 g 70% H2SO4溶液，NaOH固體240 g，足量鋁屑、水(不能用其他藥品)。 甲、乙、丙用各自設(shè)計的方案制得Al(OH)3的質(zhì)量分別是W1、W2、W3。三種實驗方案如下： 甲：鋁→加NaOH溶液→加H2SO4溶液→W1 g Al(OH)3 乙：鋁→加H2SO4溶液→加NaOH溶液→W2 g Al(OH)3 丙：→W3 g Al(OH)3 試回答： (1)從充分利用原料、降低成本和提高產(chǎn)率等因素分析，實驗方案最合理的是________。 (2)三位學(xué)生制得的Al(OH)3，W1、W2、W3其質(zhì)量由大到小的順序是

22、________________________________________________________________________。 (3)制得Al(OH)3的最大質(zhì)量是________。 答案　(1)丙　(2)W3>W1>W2　(3)520 g 反思?xì)w納 制取Al(OH)3一般不用強酸或強堿，因為強酸、強堿都能溶解生成的Al(OH)3，而不易控制酸、堿的用量。一般用氨水或CO2制取，也可用Al3＋、[Al(OH)4]－的雙水解反應(yīng)制取。 [方法技巧] Al(OH)3的三種制備方法 方法一：可溶性鋁鹽溶液與過量氨水反應(yīng) 反應(yīng)原理：Al3＋＋3NH3·H2O==

23、=Al(OH)3↓＋3NH 方法二：向可溶性偏鋁酸鹽溶液中通入過量CO2 反應(yīng)原理：AlO＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO 方法三：相互促進(jìn)水解法 命題點3　含鋁化合物間的轉(zhuǎn)化關(guān)系及應(yīng)用 1．Al3＋、AlO、Al(OH)3的轉(zhuǎn)化關(guān)系 2．可溶性鋁鹽與強堿(如NaOH)溶液反應(yīng)，鋁元素的存在形式 3．應(yīng)用 (1)判斷離子共存問題： Al3＋與OH－及AlO、CO、S2－等弱酸根陰離子或AlO與H＋、HCO以及弱堿陽離子Al3＋、Fe3＋等因生成沉淀或發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)而不能大量共存。 (2)鑒別(利用滴加試劑順序不同，現(xiàn)象不同)：

24、 ①向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀溶解。 ②向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，開始無明顯現(xiàn)象，后產(chǎn)生白色沉淀，沉淀不溶解。 (3)分離提純： ①利用Al能溶于強堿溶液，分離Al與其他金屬的混合物。 ②利用Al2O3能與強堿溶液反應(yīng)，分離Al2O3與其他金屬氧化物。 ③利用Al(OH)3能與強堿溶液反應(yīng)，分離Al3＋與其他金屬陽離子。 [典題示例] 1．下列除去雜質(zhì)的方法不正確的是(　　) A．鎂粉中混有少量鋁粉：加入過量燒堿溶液充分反應(yīng)，過濾、洗滌、干燥 B．用過量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋ C．Al(OH)3中混有少量Mg(OH)

25、2：加入足量燒堿溶液，充分反應(yīng)，過濾，向濾液中通入過量CO2后過濾 D．MgO中混有少量Al2O3：加入足量燒堿溶液，充分反應(yīng)，過濾、洗滌、干燥得到MgO 解析：選B　Al(OH)3不溶于氨水，故向含少量Al3＋的Fe3＋溶液中加入過量氨水時，F(xiàn)e3＋、Al3＋均轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀，達(dá)不到除雜的目的。 2．下列各組物質(zhì)，不能按 (“―→”表示反應(yīng)一步完成)關(guān)系轉(zhuǎn)化的是(　　) 選項 a b c A Al2O3 NaAlO2 Al(OH)3 B AlCl3 Al(OH)3 NaAlO2 C Al Al(OH)3 Al2O3 D MgCl2 Mg(OH

26、)2 MgO 解析：選C　各選項中物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化為：A項，Al2O3NaAlO2Al(OH)3Al2O3；B項，AlCl3Al(OH)3NaAlO2AlCl3；D項，MgCl2Mg(OH)2MgOMgCl2；C項中，Al不能一步轉(zhuǎn)化成Al(OH)3。 [當(dāng)堂檢測] 1．判斷下列描述的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。 (1)(xx·江蘇高考)氫氧化鋁具有弱堿性，可用于制胃酸中和劑。(　　) (2)(xx·重慶高考)明礬用作凈水劑不涉及化學(xué)變化。(　　) (3)(xx·江蘇高考)向NaAlO2溶液中通入過量CO2制Al(OH)3的離子方程式： CO2＋AlO＋2H2O==

27、=Al(OH)3↓＋HCO。(　　) (4)(xx·福建高考)Al(OH)3既能與稀硫酸反應(yīng)又能與NaOH溶液反應(yīng)。(　　) (5)(xx·海南高考)明礬的化學(xué)式為Al2(SO4)3·12H2O。(　　) (6)(xx·江蘇高考)明礬溶于水產(chǎn)生Al(OH)3膠體的離子方程式：Al3＋＋3H2O===Al(OH)3↓＋3H＋。(　　) (7)(xx·大綱卷)明礬溶液中滴入Ba(OH)2溶液使SO恰好完全沉淀的離子方程式：2Ba2＋＋3OH－＋Al3＋＋2SO===2BaSO4↓＋Al(OH)3↓。(　　) (8)(xx·江蘇高考)下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化在給定條件下能夠?qū)崿F(xiàn)：Al2O3NaAlO

28、2(aq)Al(OH)3。(　　) 答案：(1)√　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×　(6)×　(7)×　(8)√ 2．(xx·保定市高三模擬)某同學(xué)通過系統(tǒng)實驗探究鋁及其化合物的性質(zhì)，操作正確且能達(dá)到目的的是(　　) A．向氯化鋁溶液中滴加過量氨水，最終得到澄清溶液 B．等質(zhì)量的鋁粉分別與足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)制得等質(zhì)量的氫氣 C．常溫下鋁與濃硝酸反應(yīng)制得大量的NO2 D．AlCl3溶液加熱蒸干得到無水氯化鋁晶體 解析：選B　Al(OH)3不溶于氨水，A錯誤；常溫下鋁與濃HNO3發(fā)生“鈍化”，C錯誤；蒸發(fā)AlCl3溶液促進(jìn)AlCl3的水解得到Al(OH)3，D錯誤。

29、 考點三 Al(OH)3沉淀的圖像分析 [考點精析] 1．四個基本圖像 (1)可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應(yīng)的圖像： 操作 向可溶性鋁鹽溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量 向NaOH溶液中逐滴加入可溶性鋁鹽溶液至過量 現(xiàn)象 立即產(chǎn)生白色沉淀→漸多→最多→漸少→消失 無沉淀(有但即溶)→出現(xiàn)沉淀→漸多→最多→沉淀不消失 圖像 離子方程式 Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O Al3＋＋4OH－=== AlO＋2H2O 3AlO＋Al3＋＋ 6H2O===4Al(OH)3↓ (2)偏鋁酸鹽溶

30、液與鹽酸反應(yīng)的圖像： 操作 向偏鋁酸鹽溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量 向稀鹽酸中逐滴加入偏鋁酸鹽溶液至過量 現(xiàn)象 立即產(chǎn)生白色沉淀→漸多→最多→漸少→消失 無沉淀(有但即溶)→出現(xiàn)沉淀→漸多→最多→沉淀不消失 圖像 離子方程式 AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓ Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O AlO＋4H＋=== Al3＋＋2H2O Al3＋＋3AlO＋ 6H2O===4Al(OH)3↓ 2.拓展圖像 (1)向AlCl3溶液中逐滴加入氨水或NaAlO2溶液至過量，圖像如圖1所示。 (2)向NaAlO2溶液中逐滴加入AlCl3溶

31、液或通入CO2至過量，圖像如圖2所示。 (3)向MgCl2、AlCl3和鹽酸的混合溶液(即將Mg、Al溶于過量鹽酸所得的溶液)中逐滴滴入NaOH溶液至過量，圖像如圖3所示。 (4)向MgCl2、AlCl3混合溶液中先加入NaOH溶液，后加入鹽酸(NaOH與鹽酸的物質(zhì)的量濃度相等)，沉淀圖像如圖4所示。 [考項集訓(xùn)] 1．向物質(zhì)的量濃度均為1 mol·L－1的AlCl3和鹽酸的混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液，下圖[n表示Al(OH)3的物質(zhì)的量，V表示NaOH溶液的體積]能正確表示這個反應(yīng)過程的是(　　) 解析：選D　向混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液，反應(yīng)情況分為三個階段：

32、第一階段為OH－＋H＋===H2O，此時無沉淀產(chǎn)生；第二階段有白色沉淀產(chǎn)生，反應(yīng)的離子方程式為Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓；第三階段滴加NaOH溶液至過量，沉淀逐漸溶解最后完全消失，反應(yīng)的離子方程式為Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，結(jié)合反應(yīng)方程式及濃度關(guān)系可知三個階段消耗NaOH物質(zhì)的量之比為1∶3∶1。 2．如圖表示AlCl3溶液與NaOH溶液相互滴加過程中微粒的量的關(guān)系曲線，下列判斷錯誤的是(　　) A．①線表示Al3＋的物質(zhì)的量的變化 B．x表示AlCl3的物質(zhì)的量 C．③線表示Al(OH)3的物質(zhì)的量的變化 D．④線表示AlO的物質(zhì)的量的變化

33、解析：選B　AlCl3溶液與NaOH溶液混合有兩種方式：向AlCl3溶液中緩慢滴加NaOH溶液，開始有沉淀生成后沉淀溶解，且生成沉淀與沉淀溶解消耗的NaOH的物質(zhì)的量之比為3∶1，顯然符合題意，則x表示NaOH的物質(zhì)的量，B項錯誤；另一種方式是向NaOH溶液中緩慢滴加AlCl3溶液，開始沒有沉淀，后有沉淀生成，與本題圖示情況不符。 3．(xx·黃岡高三檢測)某無色稀溶液X中，可能含有下表所列離子中的某幾種。 陰離子 CO、SiO、AlO、Cl－ 陽離子 Al3＋、Fe3＋、Mg2＋、NH、Na＋ 現(xiàn)取該溶液適量，向其中加入某試劑Y，產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量(n)與加入試劑體積(V)的

34、關(guān)系如圖所示。 (1)若Y是鹽酸，則oa段轉(zhuǎn)化為沉淀的離子(指來源于X溶液的，下同)是________，ab段發(fā)生反應(yīng)的離子是________，bc段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________。 (2)若Y是NaOH溶液，則X中一定含有的陽離子是__________，其物質(zhì)的量之比為__________，ab段反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________。 解析：溶液為無色，說明溶液X中不含F(xiàn)e3＋；若Y為鹽酸，由

35、圖像的特點判斷溶液X中一定含有AlO、SiO、CO，其中oa段發(fā)生的反應(yīng)為：AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓，SiO＋2H＋===H2SiO3↓，故轉(zhuǎn)化為沉淀的離子為SiO、AlO；ab段發(fā)生的反應(yīng)為：CO＋H＋===HCO，HCO＋H＋===H2O＋CO2↑，但僅有CO來源于X溶液；bc段發(fā)生的反應(yīng)為：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。若Y為NaOH溶液，由圖像特點判斷溶液中一定含有Mg2＋、Al3＋、NH。其中oa段發(fā)生反應(yīng)為：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓；ab段發(fā)生的反應(yīng)為：NH＋OH－===NH3·H2O；b

36、c段發(fā)生的反應(yīng)為：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，n(Al3＋)∶n(Mg2＋)∶n(NH)＝1∶(4－1×3)×∶2＝2∶1∶4。 答案：(1)SiO、AlO　CO　Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O　(2)Al3＋、Mg2＋、NH　2∶1∶4　NH＋OH－===NH3·H2O 反思?xì)w納 1． 離子共存問題 (1)Al3＋與OH－、[Al(OH)4]－、CO(HCO)、S2－等不能大量共存。 (2)[Al(OH)4]－與H＋、HCO、Al3＋、Fe3＋等不能大量共存。 2． 離子反應(yīng)先后順序問題 當(dāng)溶液中有多種離子時，要考慮離子之間的反應(yīng)順序，如向含有

37、H＋、NH、Mg2＋、 Al3＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，NaOH先與H＋反應(yīng)，再與Mg2＋、Al3＋反應(yīng)生成沉淀，再與NH反應(yīng)，最后才溶解Al(OH)3沉淀。 3． Al及其化合物的除雜歸類事例 (1)Mg(Al)：加足量NaOH溶液； (2)Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液； (3)Mg(OH)2[Al(OH)3]：加足量NaOH溶液； (4)Mg2＋(Al3＋)：加過量NaOH溶液，過濾，再加酸充分溶解。 方法指導(dǎo) 可溶性鋁鹽與強堿反應(yīng)的計算規(guī)律 (1)求產(chǎn)物Al(OH)3的量 ①當(dāng)n(OH－)≤3n(Al3＋)時，n[Al(OH)3]＝n(OH－

38、)； ②當(dāng)3n(Al3＋)

39、等雜質(zhì)，冶煉金屬鋁很重要的一個過程是Al2O3的提純。由于Al2O3是兩性氧化物，而雜質(zhì)SiO2是酸性氧化物，F(xiàn)e2O3是堿性氧化物，因而可設(shè)計出兩種提純氧化鋁的方案。 方案一：堿溶法 討論回答下列問題： (1)寫出①、③兩步驟中可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。 答案?、貯l2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－，SiO2＋2OH－===SiO＋H2O ③[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO，SiO＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO (2)步驟③中不用鹽酸(或H2SO4)酸化的理由是________________________

40、_________ ________________________________________________________________________。 答案　因為[Al(OH)4]－與酸反應(yīng)生成的Al(OH)3具有兩性，可溶于強酸，不易控制酸的量；CO2廉價而且生成的副產(chǎn)物NaHCO3用途廣泛，經(jīng)濟效益好 (3)步驟④中得到較純的Al2O3，可能含有________雜質(zhì)，在電解時它不會影響鋁的純度的原因：________________________________________________________________。 答案　SiO2　由于SiO2的熔點很

41、高，在加熱到1 000 ℃左右時不會熔化，因而不影響鋁的純度 方案二：酸溶法 討論回答下列問題： (1)寫出①、②中可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。 答案?、貯l2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，F(xiàn)e2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O ②Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－，F(xiàn)e3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ (2)步驟②中不用氨水沉淀Fe3＋的原因：____________________________________。 答案　Al(OH)3只能溶于強堿，不能溶于氨水，用氨水不能將Fe(OH)3和Al(OH)3分離 反思?xì)w納 解答化工流程題的基本

42、方法 (1)明確目的，提取有用信息 通過閱讀題頭，明確生產(chǎn)目的——制備什么物質(zhì)，找到制備物質(zhì)時所需的原料及所含雜質(zhì)，提取出所給的相關(guān)信息——化學(xué)反應(yīng)方程式、物質(zhì)的穩(wěn)定性和溶解性等。 (2)分析流程，弄清各步作用 對比分析流程圖中的一種物質(zhì)(原料)與最后一種物質(zhì)(產(chǎn)品)，找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系，聯(lián)系問題有針對性地思考：原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的過程中依次進(jìn)行了什么反應(yīng)？每一步除目標(biāo)物質(zhì)外還產(chǎn)生了什么雜質(zhì)或副產(chǎn)物？雜質(zhì)是否要除去，采用什么操作方法除去？ (3)看清問題，準(zhǔn)確規(guī)范作答 這一步很關(guān)鍵，答題時要看清問題，不能答非所問，要注意語言表達(dá)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，如分清是要求回答實驗操作名稱還是具

43、體操作步驟。 課后鞏固 1． 判斷正誤，正確的劃“√”，錯誤的劃“×” (1)向明礬溶液中滴加Ba(OH)2溶液，恰好使SO沉淀完全：2Al3＋＋3SO＋3Ba2＋＋ 6OH－===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓ (　×　) (xx·海南，10B) 解析　明礬溶液中，Al3＋和SO個數(shù)比為1∶2，SO完全沉淀時，Al3＋應(yīng)轉(zhuǎn)化為AlO。 (2)0.10 mol·L－1的氨水與AlCl3溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ (　×　) (xx·福建理綜，8A) 解析　NH3·H2O是弱電解質(zhì)，

44、不能拆分。 (3)0.1 mol·L－1 NaAlO2溶液中：H＋、Na＋、Cl－、SO能大量共存 (　×　) (xx·江蘇，3D) 解析　AlO與H＋不能大量共存，錯誤。 (4)氯化鋁是一種電解質(zhì)，可用于電解法制鋁 (　×　) (xx·江蘇，4D) 解析　AlCl3是共價化合物，熔融狀態(tài)不導(dǎo)電，錯誤。 (5)明礬溶于水產(chǎn)生Al(OH)3膠體：Al3＋＋3H2O===Al(OH)3↓＋3H＋ (　×　) (xx·江蘇，8B) 解析　Al(OH)3膠體不是沉淀，不能加沉淀符號，錯誤。 (6)向NaAlO2溶液中滴加NaHCO3溶液，有沉淀和氣體生成

45、 (　×　) (xx·重慶理綜，2C) 解析　向NaAlO2溶液中滴加NaHCO3溶液，僅有沉淀生成，方程式為AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO。 (7)如圖所示，①AlCl3溶液、②濃氨水，①中有白色沉淀生成 (　√　) (xx·北京理綜，10C改編) 解析　濃氨水中揮發(fā)出NH3，NH3與AlCl3溶液反應(yīng)生成Al(OH)3白色沉淀。 (8)新制的氧化鋁可溶于氫氧化鈉溶液：Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O (　√　) (xx·海南，12D) 2． (xx·山東理綜，9)足量下列物質(zhì)與相同質(zhì)量的鋁反應(yīng)，放出氫氣且消耗溶質(zhì)物質(zhì)的量最少的是

46、 (　　) A．氫氧化鈉溶液 B．稀硫酸 C．鹽酸 D．稀硝酸 答案　A 解析　A項，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，1 mol Al消耗1 mol NaOH；B項，2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑，1 mol Al消耗1.5 mol H2SO4；C項，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，1 mol Al消耗3 mol HCl；D項，Al和稀硝酸反應(yīng)不放H2。綜上所述，符合題意的是A項。 3． (xx·安徽理綜，13)已知室溫下，Al(OH)3的Ksp或溶解度遠(yuǎn)大于Fe(OH)

47、3。向濃度均為0.1 mol·L－1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液。下列示意圖表示生成Al(OH)3的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液的體積的關(guān)系，合理的是 (　　) 答案　C 解析　解答本題時應(yīng)特別注意，難溶物的Ksp越大，在溶液中越難形成沉淀；Al(OH)3能溶于過量的NaOH溶液。由于Al(OH)3的Ksp比Fe(OH)3的Ksp大，故在混合液中加入NaOH溶液時，先生成Fe(OH)3沉淀，而不生成Al(OH)3沉淀，當(dāng)Fe(NO3)3反應(yīng)完全后再生成Al(OH)3沉淀，繼續(xù)加入NaOH溶液，Al(OH)3沉淀又溶解，故只有C圖像符合題意。

48、 4． [xx·重慶理綜，8(1)]合金是建造航空母艦的主體材料。 航母升降機可由鋁合金制造。 ①鋁元素在周期表中的位置_______________________________________________， 工業(yè)煉鋁的原料由鋁土礦提取而得，提取過程中通入的氣體為______________。 ②Al-Mg合金焊接前用NaOH溶液處理Al2O3膜，其化學(xué)方程式為____________________。焊接過程中使用的保護(hù)氣為__________________(填化學(xué)式)。 答案　①第三周期第ⅢA族　CO2?、贏l2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O　Ar(其他

49、合理答案均可) 5． (xx·大綱全國卷，29)鋁是一種應(yīng)用廣泛的金屬，工業(yè)上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融電解制得。 ①鋁土礦的主要成分是Al2O3和SiO2等。從鋁土礦中提煉Al2O3的流程如下： ②以螢石(CaF2)和純堿為原料制備冰晶石的流程如下： 回答下列問題： (1)寫出反應(yīng)1的化學(xué)方程式_______________________________________________。 (2)濾液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是________，反應(yīng)2的離子方程式為____________。 (3)E可作為建筑材料，化合物C是________，寫出由D

50、制備冰晶石的化學(xué)方程式________________________________________________________________________。 (4)電解法制鋁的化學(xué)方程式是________，以石墨為電極，陽極產(chǎn)生的混合氣體的成分是________。 答案　(1)2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O、2NaOH＋Al2O3===2NaAlO2＋H2O (2)CaSiO3　2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO(或AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO) (3)濃H2SO4　12HF＋3Na2CO3＋2Al(OH)3

51、===2Na3AlF6＋3CO2＋9H2O (4)2Al2O34Al＋3O2↑　O2、CO2(CO) 解析　結(jié)合Al2O3、SiO2與NaOH溶液反應(yīng)后產(chǎn)物的性質(zhì)來分析流程圖一，根據(jù)螢石和純堿為原料制取冰晶石來分析流程圖二，充分利用質(zhì)量守恒等來書寫方程式。 (1)在加入NaOH溶液時，Al2O3和SiO2都能與NaOH反應(yīng)，分別生成NaAlO2和Na2SiO3。(2)加入CaO后，SiO與Ca2＋結(jié)合生成難溶物CaSiO3；濾液Ⅱ中主要含有AlO，通入CO2后生成沉淀Al(OH)3，煅燒后生成Al2O3。(3)螢石能與濃硫酸反應(yīng)生成CaSO4和HF氣體；HF、Na2CO3、Al(OH)3

52、三者沒有發(fā)生氧化還原反應(yīng)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可寫出化學(xué)方程式。(4)電解Al2O3制取金屬鋁，加入的冰晶石為助熔劑；陽極產(chǎn)生的O2能與石墨電極反應(yīng)生成CO2(可能含有CO)。 6．鋁土礦的主要成分為氧化鋁、氧化鐵和二氧化硅，工業(yè)上經(jīng)過下列工藝可以冶煉金屬鋁： 下列說法中錯誤的是 (　　) A．①②中除加試劑外，還需要進(jìn)行過濾操作 B．a(chǎn)、b中鋁元素的化合價相同 C．③中需要通入過量的氨氣 D．④進(jìn)行的操作是加熱，而且d一定是氧化鋁 答案　C 解析　反應(yīng)①后的體系中含有固體二氧化硅，需要過濾除去，反應(yīng)②后的體系中有氫氧化鐵沉淀，需要過濾除去，A正確；a、

53、b中Al元素分別以AlCl3和Na[Al(OH)4]形式存在，其中鋁的化合價都是＋3價，B正確；由Na[Al(OH)4]制備氫氧化鋁需要通入過量二氧化碳，C錯誤；由氫氧化鋁制備氧化鋁，加熱即可，D正確。 7．A、B、C、D、E五種化合物均含有某種短周期常見元素，它們的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，其中A的溶液為澄清溶液，C為難溶的白色固體，E則易溶于水，取A的溶液灼燒，焰色反應(yīng)為淺紫色(透過藍(lán)色鈷玻璃)。 (1)寫出化學(xué)式：A________，B________，C________，D________，E________。 (2)寫出下列反應(yīng)的離子方程式： A→B：______________

54、__________________________________________________； A→D：_______________________________________________________________。 答案　(1)K[Al(OH)4]　Al(OH)3　Al2O3　AlCl3　Na[Al(OH)4] (2)[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO [Al(OH)4]－＋4H＋===Al3＋＋4H2O 解析　在短周期元素形成的化合物中，既能與鹽酸反應(yīng)，又能與NaOH溶液反應(yīng)的物質(zhì)必為兩性物質(zhì)，又因為B受熱時轉(zhuǎn)化為C，故可知C為Al

55、2O3，B為Al(OH)3，由此推出D是AlCl3，A與過量CO2反應(yīng)生成Al(OH)3，且A的溶液的焰色反應(yīng)為淺紫色，則A為K[Al(OH)4]，E為Na[Al(OH)4]。 8．如圖所示為一定量AlCl3溶液中加入NaOH溶液后，產(chǎn)生Al(OH)3白色沉淀的質(zhì)量與NaOH的物質(zhì)的量之間的關(guān)系曲線。 請回答下列問題： (1)A點時已參加反應(yīng)的AlCl3和NaOH的物質(zhì)的量之比為__________。 (2)AB段曲線所表示的反應(yīng)的離子方程式為___________________________________ _________________________________

56、_______________________________________。 (3)向B處生成的溶液中通入二氧化碳，可觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________。 (4)向含有0.1 mol NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入5 mol·L－1 NaOH溶液，開始發(fā)現(xiàn)溶液中出現(xiàn)白色沉淀并逐漸增多；一段時間后有刺激性氣味的氣體逸出；最后白色沉淀逐漸減少并最終消失。請在下圖中畫出生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液體積的關(guān)系示意圖。 答案　(1)1∶3 (2)Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－ (3)生成白色沉淀 (4)