第二章第二节铝及其化合物Word文档下载推荐.docx

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A．氢氧化钠溶液　B．稀硫酸

C．盐酸D．稀硝酸

[拓展延伸]　　　　　　　

例题中改为相同质量的镁，其他不变，则正确选项为________。

考点精析

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：

①产生H2的物质的量相等。

②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：

①消耗Al的物质的量之比为1∶3。

②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：

若产生氢气的体积比为

<

1，则必定

①铝与盐酸反应时，铝过量而HCl不足。

②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而NaOH过量。

题组强化

●题组1—镁、铝性质的比较

1．镁铝合金Mg17Al12是一种潜在的储氢材料。

该合金在一定条件下完全吸氢的化学方程式为Mg17Al12＋17H2===17MgH2＋12Al。

得到的混合物Y（17MgH2＋12Al）在6mol/L盐酸中可完全释放出氢气。

下列有关说法正确的是（　　）

A．该镁铝合金的熔点介于金属镁和金属铝的熔点之间

B．该合金中镁元素呈负价，铝元素呈正价

C．制备该合金应在氮气保护下，将一定比例的Mg、Al单质在一定温度下进行熔炼

D．1molMg17Al12完全吸氢后得到的混合物Y与足量6mol/L的盐酸反应可生成52molH2

2.（2016·

洛阳质检）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）关系如图。

反应中镁和铝的（　　）

A．物质的量之比为3∶2

B．质量之比为3∶2

C．摩尔质量之比为2∶3

D．反应速率之比为2∶3

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－1HNO3

C．8mol·

L－1NaOHD．18mol·

L－1H2SO4

[规律方法]

　　　　　　　Mg、Al化学性质的特殊性

（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，还能够与强碱溶液反应，表现为特殊性，2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO

＋3H2↑。

但Al与弱碱溶液（如氨水）不反应。

（2）铝热反应

铝和某些金属氧化物反应，将该金属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。

注意：

Al与MgO不能发生铝热反应。

（3）Mg在CO2中能够燃烧，所以Mg着火不能用干粉灭火器和泡沫灭火器。

●题组2—Al与酸、碱反应的定量考查

4．将一定量的镁铝合金样品分成两等份，一份加入到足量的NaOH溶液中，充分反应后，收集到标准状况下气体6.72L；

另一份加入到足量稀盐酸中，充分反应后，收集到标准状况下气体11.2L。

则原合金样品中镁的质量为

（　　）

A．4.8gB．6g

C．9.6gD．12g

5．agMg、Al合金完全溶解在c1mol/L、V1LHCl溶液中，产生bgH2。

再向反应后的溶液中加入c2mol/L、V2LNaOH溶液，恰好使沉淀达到最大值，且沉淀质量为dg。

下列关系错误的是（　　）

A．与金属反应后剩余盐酸中HCl为（c1V1－b）mol

B．c1＝

C．铝失去电子的物质的量为bmol

D．d＝a＋17b

[规律方法]　　　　　　　

（1）电子守恒：

2Al

3H2，尽管反应物的用量不同，产物形式也不相同，但转移电子由Al所决定，故二者产生氢气相等。

（2）质量守恒：

固体增加质量为OH－的质量。

考点2|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，常用作耐火材料。

天然刚玉的成分是Al2O3，还可制作各种宝石。

（2）化学性质

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）

②受热分解：

2Al（OH）3

Al2O3＋3H2O。

（3）制备

①向可溶性铝盐溶液中加入氨水，离子方程式为Al3＋＋3NH3·

H2O===Al（OH）3↓＋3NH

。

②向NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为AlO

＋CO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO

③NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：

3AlO

＋Al3＋＋6H2O===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构成的复盐。

（2）明矾的化学式为KAl（SO4）2·

12H2O，它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH<

7（填“<

”、“>

”或“＝”）。

明矾可以净水，其净水的原理是Al3＋＋3H2OAl（OH）3（胶体）＋3H＋，Al（OH）3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。

[典例2]　某混合溶液中可能含有HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl、Na2CO3、KCl中的几种物质，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____________________（填化学式）。

（2）溶液中一定不含有的溶质是________________（填化学式）。

（3）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___________________。

（4）分别写出AB段、BC段发生的离子方程式：

①AB段为___________；

②BC段为______________。

【解题导引】　

（1）所给物质中的离子能与OH－反应的有哪些？

其顺序是什么？

【提示】　H＋、Al3＋（Mg2＋）、NH

；

顺序为H＋>

Al3＋（Mg2＋）>

NH

（2）图中哪些点或线对判断有何帮助？

【提示】　沉淀不立即产生（A点），说明有HCl；

B～C段说明有NH4Cl；

D点说明沉淀完全溶解，无MgCl2。

【解析】　首先分析图像，找出图像中的转折点、斜线及水平线，结合题意可知OA段是NaOH溶液与HCl中和，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，所以溶液中一定含有HCl、AlCl3、NH4Cl，一定无MgCl2；

因为HCl、AlCl3与Na2CO3不能大量共存，所以一定无Na2CO3；

可能含KCl，鉴别碱金属元素可利用焰色反应进行鉴别。

【答案】　

（1）HCl、AlCl3、NH4Cl　

（2）MgCl2、Na2CO3

（3）氯化钾　焰色反应　透过蓝色钴玻璃观察焰色反应是否为紫色

（4）①Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓

②NH

＋OH－===NH3·

H2O

1．有关Al（OH）3沉淀的图像

（1）可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像

操作

向可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量

向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

离子

方程式

Al3＋＋3OH－===

Al（OH）3↓

Al（OH）3＋OH－===AlO

＋2H2O

Al3＋＋4OH－===AlO

＋Al3＋＋6H2O===4Al（OH）3↓

（2）偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像

向偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量

向稀盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量

AlO

＋H＋＋H2O===Al（OH）3↓

Al（OH）3＋3H＋===Al3＋＋3H2O

＋4H＋===Al3＋＋2H2O

Al3＋＋3AlO

＋6H2O===4Al（OH）3↓

2.四个拓展图像

（1）向AlCl3溶液中逐滴加入氨水或NaAlO2溶液至过量，图像如图1所示。

（2）向NaAlO2溶液中逐滴加入AlCl3溶液或通入CO2至过量，图像如图2所示。

图1　　　　　　　图2

（3）向MgCl2、AlCl3和盐酸的混合溶液（即将Mg、Al溶于过量盐酸所得的溶液）中逐滴滴入NaOH溶液至过量，图像如图3所示。

（4）向MgCl2、AlCl3混合溶液中先加入NaOH溶液，后加入盐酸（NaOH与盐酸的物质的量浓度相等），沉淀图像如图4所示。

图3　　　　　　　　　图4

●题组1—Al2O3、Al（OH）3的两性

1．下列说法不正确的是（　　）

A．（2014·

四川高考）AlCl3溶液中加入过量稀氨水：

Al3＋＋4NH3·

H2O===AlO

＋4NH

B．（2014·

四川高考）氢氧化铝可作胃酸的中和剂

C．（2014·

江苏高考）向NaAlO2溶液中通入过量CO2制Al（OH）3：

CO2＋AlO

＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO

D．（2014·

福建高考）常温下，Al（OH）3既能与NaOH溶液反应又能与稀硫酸反应

2．下列各项操作中，不发生“先产生沉淀，然后沉淀又溶解”现象的是

①向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2；

②向NaAlO2溶液中逐滴加入过量的稀盐酸；

③向AlCl3溶液中逐滴加入过量稀氢氧化钠溶液；

④向硅酸钠溶液中逐滴加入过量的盐酸

A．①②　　　　　　B．①③

C．①④D．②③

3．下列五种化合物：

①Mg（HCO3）2、②Al（OH）3、③NaAlO2、④（NH4）2CO3、⑤Al2O3。

既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的是（　　）

A．②B．②③

C．①②④⑤D．①②③④⑤

[归纳总结]

　　　　　　　常见的既能与酸反应又能与碱反应的物质

（1）金属单质：

Al等；

（2）两性氧化物：

Al2O3等；

（3）两性氢氧化物：

Al（OH）3等；

（4）弱酸的铵盐：

（NH4）2CO3、CH3COONH4、（NH4）2S等；

（5）弱酸的酸式盐：

NaHCO3、KHS、NaHSO3等；

（6）氨基酸等。

●题组2—有关Al（OH）3的图像分析与计算

4．已知室温下，Al（OH）3的Ksp或溶解度远大于Fe（OH）3。

向浓度均为0.1mol·

L－1的Fe（NO3）3和Al（NO3）3混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液。

下列示意图表示生成Al（OH）3的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系，合理的是

A　　　　　　　　　B

C　　　　　　　　　D

5．（2014·

安徽高考）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）3

B．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

6．把由NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后有1.16g白色沉淀，在所得的悬浊液中逐滴加入1mol·

L－1HCl溶液，加入HCl溶液的体积V与生成沉淀的质量m的关系如图所示。

请完成下列问题：

（1）原混合物中的MgCl2的质量为________，AlCl3的质量为________，NaOH的质量为________。

（2）Q点所表示的HCl溶液的体积是________。

【答案】　

（1）1.9g　2.67g　5.2g　

（2）130mL

考点3|“铝三角”转化及其应用

　Al3＋、Al（OH）3、AlO

之间的转化关系

写出上述转化的离子方程式：

（1）①Al3＋＋3NH3·

②Al3＋＋3AlO

＋6H2O===4Al（OH）3↓；

③Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓。

（2）Al（OH）3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。

（3）Al3＋＋4OH－===AlO

＋2H2O。

（4）AlO

＋4H＋===Al3＋＋2H2O。

（5）①AlO

②AlO

＋H＋＋H2O===Al（OH）3↓。

（6）Al（OH）3＋OH－===AlO

[典例3]　（2013·

大纲全国卷节选）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）写出反应1的化学方程式______________。

（2）滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是________，反应2的离子方程式为

____________________________。

（1）如何将SiO2从混合物中分离出来？

【提示】　Al2O3、SiO2均能与NaOH溶液反应，形成滤液Ⅰ；

加入CaO后SiO

形成CaSiO3沉淀通过过滤分离出来。

（2）气体A是CO2，还是NH3？

为什么不选用HCl?

【提示】　AlO

在酸性环境中不能存在，故通CO2。

HCl与AlO

反应不易控制量，会造成Al元素的损失。

【解析】　

（1）在加入NaOH溶液时，Al2O3和SiO2都能与NaOH反应，分别生成NaAlO2和Na2SiO3。

（2）加入CaO后，SiO

与Ca2＋结合生成难溶物CaSiO3；

滤液Ⅱ中主要含有AlO

，通入CO2后生成沉淀Al（OH）3，煅烧后生成Al2O3。

【答案】　

（1）2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O、2NaOH＋Al2O3===2NaAlO2＋H2O

（2）CaSiO3　2AlO

＋CO2＋3H2O===2Al（OH）3↓＋CO

“铝三角”关系的应用

1．制取Al（OH）3

（1）Al3＋＋3NH3·

（2）AlO

2．判断离子共存问题

Al3＋与OH－、AlO

、CO

、S2－等弱酸阴离子或AlO

与H＋、HCO

以及弱碱阳离子Al3＋、Fe3＋等因生成沉淀或发生水解相互促进的反应而不能大量共存。

3．鉴别（利用滴加试剂顺序不同，现象不同）

（1）向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解。

（2）向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。

4．分离提纯

（1）利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的混合物。

（2）利用Al2O3能与强碱溶液反应，分离Al2O3与其他金属氧化物。

（3）利用Al（OH）3能与强碱溶液反应，分离Al3＋与其他金属阳离子。

●题组1—“铝三角”关系的应用

1．下列除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．FeCl3溶液中混有少量AlCl3：

加入过量的氨水，过滤、洗涤沉淀，再将沉淀用适量盐酸溶解

C．Fe2O3中混有少量Al2O3：

加入过量NaOH溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥

D．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

2．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（　　）

①加盐酸溶解　②加烧碱溶液溶解　③过滤　④通入过量CO2生成Al（OH）3沉淀　⑤加入盐酸生成Al（OH）3沉淀　⑥加入过量烧碱溶液

A．①⑥⑤③　　　B．②③④③

C．②③⑤③D．①③⑤③

3．下列各组物质，前者逐滴滴加到后者中直至过量，先出现白色沉淀，后来沉淀又消失的是（　　）

A．H2SO4滴入NaAlO2溶液中

B．Ba（OH）2溶液滴入Al2（SO4）3溶液中

C．Al2（SO4）3溶液滴入NaOH溶液中

D．氨水滴入Al2（SO4）3溶液中

4．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＋、K＋

B．1.0mol·

L－1的NaAlO2溶液中：

Cl－、HCO

、K＋、Ca2＋

C．在强碱性环境中：

、SiO

、Na＋、K＋

D．能使甲基橙显红色的溶液中：

、AlO

、Na＋

●题组3—“铝三角”应用于铝土矿中Al2O3的提纯

5．（2016·

广州模拟）某地煤矸石经预处理后含SiO2（63%）、Al2O3（25%）、Fe2O3（5%）及少量钙镁的化合物等，一种综合利用煤矸石的工艺流程如图所示。

（1）写出“酸浸”过程中主要反应的离子方程式：

______________________________________________________________、

______________________________________________________________。

（2）“酸浸”时铝浸出率的影响因素可能有________、________（写出2个）。

（3）物质X的化学式为________。

“碱溶”时反应的离子方程式为

________________________________________________________。

（4）已知Fe3＋开始沉淀和沉淀完全的pH分别为2.1和3.2，Al3＋开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.1和5.4。

为了获得Al（OH）3产品，从煤矸石的盐酸浸取液开始，若只用CaCO3一种试剂，后续的操作过程是__________________________________。

（5）以煤矸石为原料还可以开发其他产品，例如在煤矸石的盐酸浸取液除铁后，常温下向AlCl3饱和溶液中不断通入HCl气体，可析出大量AlCl3·

6H2O晶体。

结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因：

___________________。

【答案】　

（1）Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O

Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O

（2）盐酸的浓度　反应温度　煤矸石的颗粒大小　是否充分搅拌　反应时间（任写2个）

（3）CO2　Al（OH）3＋OH－===AlO

（4）加入CaCO3调节pH到3.2，过滤除去Fe（OH）3，再加入CaCO3调节pH到5.4，过滤得到Al（OH）3

（5）AlCl3饱和溶液中存在溶解平衡AlCl3·

6H2O（s）Al3＋（aq）＋3Cl－（aq）＋6H2O（l），通入HCl气体使溶液中的c（Cl－）增大，平衡向析出固体的方向移动，从而析出AlCl3·

6H2O晶体

6．某研究性学习小组用不纯的氧化铝（杂质为Fe2O3）为原料，设计了冶炼铝的以下工艺流程（部分反应产物没有标出）：

（1）试剂X的化学式为________，反应Ⅰ的离子方程式是

_________________________________________________。

实验室配制480mL1mol·

L－1X的溶液必须用到玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、试剂瓶、胶头滴管外，还有________。

常用来可以标定所配X的溶液浓度是否准确的实验名称是____________。

（2）通入过量的M、N化学式分别为________、________，反应Ⅱ、Ⅳ的离子方程式分别是____________________、_______________。

（3）按照方案设计，试剂Z的作用是调节溶液的pH为3.1，以生成沉淀b[Fe（OH）3]。

试剂Z可选用________（填字母）。

A．Al2O3　　B．H2SO4　　C．NaOH　　D．Al（OH）3

（4）从实际工业的角度，你认为方案________更合理，理由是________。

【答案】　

（1）NaOH　Al2O3＋2OH－===2AlO

＋H2O　

500mL容量瓶　酸碱中和滴定

（2）CO2　NH3　AlO

＋2H2O＋CO2===Al（OH）3↓＋HCO

Al3＋＋3NH3·

（3）AD　（4）一　步骤少，较简单

课堂小结

（教师用书独具）

第一条：

铝及其化合物转化图

第二条：

重要知识萃取

1．牢记1种地壳中含量最多的金属元素：

Al。

2．熟记2种两性化合物：

Al2O3、Al（OH）3。

3．掌握3种制备Al（OH）3的方法

＋CO2（足量）＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO

（3）Al3＋＋3AlO

＋6H2O===4Al（OH）3↓。

4．掌握6个离子方程式

（1）2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑；

（2）2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO

＋3H2↑；

（3）Al（OH）3＋OH－===AlO

＋2H2O；

（4）Al（OH）3＋3H＋===Al3＋＋3H2O；

（5）Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓；

（6）Al3＋＋4OH－===AlO

分层限时跟踪练（九）

（限时：

45分钟）

1．（2014·

北京高考）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．K　　　　B．Na　　　　

C．Fe　　　　D．Al

2．用坩埚钳夹住一小块刚用酸充分处理过的铝箔，在酒精灯上加热至熔化，发现熔化的铝并不滴落。

下列关于上述实验现象