铝要点Word下载.docx

铝要点Word下载.docx

《铝要点Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《铝要点Word下载.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

2.从铝土矿中提取铝的方法是本节的难点，学习时要运用氧化物、酸、碱、盐相互转化关系，结合化学原理，搞清楚生产工艺的每一步操作目的。

例1：

下图是工业上冶炼铝的工艺流程图：

写出有关的化学反应方程式：

①②

③④

【解析】本题涉及工业上铝土矿的冶炼工艺流程，需要掌握每一步的化学反应及反应原理。

【答案】①Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O

②NaAlO2+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+NaHCO3

（过量）

③2Al（OH）3

Al2O3+3H2O

④2Al2O3

4Al+3O2↑

知识点2：

铝的氧化物与氢氧化物

1.两性氧化物

既能与酸反应，又能与碱反应生成盐和水的氧化物

2.氧化铝的性质：

氧化铝是一种不溶于水的白色固体，熔沸点高，硬度大。

常用于制造耐火材料。

氧化铝是典型的两性氧化物，与强酸、强碱溶液反应：

Al2O3+2OH－===2AlO2－+H2O

Al2O3+6H+===2Al3++3H2O

3.氢氧化铝的两性

氢氧化铝是氧化铝的水化物，氧化铝是两性氧化物，它的水化物——氢氧化铝是两性氢氧化物。

两性氢氧化物的定义：

既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物。

①与酸反应：

Al（OH）3+3HCl＝AlCl3+3H2O（离子反应方程式：

Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O）

②与碱反应：

Al（OH）3＋NaOH＝NaAlO2+2H2O（离子反应方程式：

Al（OH）3+

=AlO2－+2H2O）

注意：

①因为Al（OH）3与碱反应时表现出酸的性质，所以有时把它写成酸的形式：

H3AlO3

②Al（OH）3只能与强碱反应生成偏铝酸钠，而不与弱碱（如氨水）反应。

所以NH3•H2O是铝盐制Al（OH）3的常用试剂。

4.氢氧化铝受热易分解：

5.Al（OH）3胶体的制备

Al（OH）3胶体中的胶粒具有很大的表面积，因此具有很强的吸附性，可吸附水中的悬浮物而沉降，使水得到净化。

（1）将铝盐加入水中，Al3+与水反应通常生成的是Al（OH）3胶体，明矾【

】是常用的净水剂。

（2）明矾是由两种阳离子和一种阴离子组成的盐，化学上称这种盐为复盐。

【典型例题】

例2：

将agFe2O3、Al2O3样品溶解在过量的200mLc（H+）=0.1mol•L－1的硫酸溶液中，然后向其中加入NaOH溶液使Fe3+、Al3+刚好沉淀，用去NaOH溶液100mL，则NaOH溶液的浓度为

A.0.1mol•L－1B.0.2mol•L－1C.0.4mol•L－1D.0.8mol•L－1

【解析】反应过程为Fe2O3、Al2O3+H2SO4→Fe3+、Al3+、H++NaOH→

因此当Fe3+、Al3+刚好沉淀时，滤液中的成分只有Na2SO4。

由电荷守恒原理有n（Na+）=2n（SO42－），100mL×

c（NaOH）=2×

（200mL×

0.05mol•L－1），c（NaOH）=0.2mol•

有关铝元素在溶液中的计算，抓住终态溶液中的成分，根据电荷守恒即可简化计算。

【答案】B

例3：

向100mL1mol•L－1AlCl3溶液中逐滴加入1mol•L－1NaOH溶液，若充分反应后所得沉淀的质量为3.9g，则所加入NaOH溶液的体积可能是

A.150mLB.200mLC.300mLD.350mL

【解析】当向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液时，AlCl3将与NaOH发生反应生成

沉淀，随着NaOH溶液的增多，生成的Al（OH）3沉淀也将逐渐增多并达到最大值，此时继续加入NaOH溶液，因生成的Al（OH）3沉淀具有两性，将会与所加入的NaOH溶液进一步反应而生成偏铝酸钠，导致沉淀逐渐减少，最终完全溶解。

因此，本题在解答时，应考虑在达到最大量沉淀前后可能各有一个答案。

（1）Al3++3OH－=Al（OH）3↓

0.1mol（过量）x0.05mol解得：

x=0.15mol

V1=0.15mol×

1000/1mol•L－1=150mL

（2）Al3++3OH－=Al（OH）3↓

0.1mol0.3mol0.1mol

Al（OH）3+OH－=AlO2－+2H2O

（0.1－0.05）moly解得：

y=0.05mol

V2=（0.3+0.05）mol×

1000/1mol•L－1=350mL

【答案】AD

例4.有下列几个反应：

①向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液；

②向盐酸和AlCl3的混合溶液中滴加NaOH溶液；

③向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液；

④向NaAlO2溶液中滴加盐酸。

符合反应①的图象是______，符合反应②的图象是_____，符合反应③的图象是____，符合反应④的图象是_____，写出步骤②中的三个化学方程式___________________、_____________________、____________________。

【解析】向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，其反应过程为：

AlCl3+3NaOH=

↓，Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O，所以沉淀完全与沉淀溶解消耗的NaOH的量为3：

1；

向盐酸和AlCl3的混合溶液中滴加NaOH溶液，反应过程为：

HCl+NaOH=NaCl+H2O，AlCl3+3NaOH=3NaCl+Al（OH）3↓，Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O；

向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，其反应过程为：

4OH－+Al3+=AlO2－+2H2O，3AlO2－+Al3++6H2O=4Al（OH）3↓，所以没有沉淀与产生沉淀消耗的AlCl3的体积比为3：

向NaAlO2溶液中滴加盐酸，其反应过程为：

AlO2－+H++H2O=Al（OH）3↓，

+3H+=Al3++3H2O，所以产生沉淀与沉淀溶解消耗的HCl的体积比为1：

3

【答案】A，B，C，DHCl+NaOH=NaCl+H2O，AlCl3+3NaOH=3NaCl+

↓，Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O

例5.向明矾溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液，沉淀的物质的量随Ba（OH）2物质的量的变化曲线图（如图），请指出A、B两点的意义，并写出OA与AB段发生反应的离子方程式。

【解析】本题要求能够在熟练掌握Al3＋与OH―反应的基础上，对化学反应的本质有清楚的认识。

明矾[KAl（SO4）2·

12H2O]在水溶液中存在下面的电离方式：

KAl（SO4）2=K＋+Al3＋+2SO42―，加入Ba（OH）2后，Ba2＋要和SO42―生成BaSO4沉淀，Al3＋要和OH―先生成沉淀Al（OH）3，随着Ba（OH）2的加入Al（OH）3又要和OH―生成AlO2―而溶解，所以要全面考虑本题中所给的各离子之间的关系，在开始加入Ba（OH）2时BaSO4和

同时沉淀，当Al3＋全部沉淀时，Ba2＋还没有完全沉淀，而当Ba2＋全部沉淀时，Al3＋转变成了AlO2―。

【答案】A点表示生成的全部Al（OH）3和部分BaSO4沉淀，B点表示此时的沉淀全部为BaSO4。

OA段的离子方程式为：

Al3＋+3OH―=Al（OH）3↓Ba2＋+SO42―=BaSO4↓，AB段的离子方程式为：

Al（OH）3+OH―=AlO2―+2H2O。

Ba2＋+SO42―=BaSO4↓

例6.准确称取6g铝土矿样品（含

）放入盛有100mL某浓度的硫酸的烧杯中，充分反应后过滤，向滤液中加入

NaOH溶液，产生的沉淀质量m与加入NaOH溶液体积V的关系如图。

回答：

（1）硫酸的物质的量浓度为_______________。

（2）若a=2.3，用于沉淀

所消耗的NaOH溶液的体积是_________mL，该铝土矿样品中各组成成分的质量分数：

为_________，

为_________。

【解析】

（1）题给铝土矿样品中只有

、

与H2SO4反应。

滤液：

H2SO4、Al2（SO4）3、Fe2（SO4）3，加35mLNaOH溶液时，沉淀值最大，此时沉淀为Al（OH）3、Fe（OH）3，形成

溶液，由电荷守恒

，根据元素守恒知

，得

（2）沉淀

消耗

的量与溶解

所耗的

的量之比为3：

1，沉淀

所用NaOH溶液为

；

所用NaOH溶液为：

。

【答案】

（1）1.75mol/L

（2）2.7；

85%；

12%

【点评】考查铝盐与碱反应的规律，图象关键点和守恒法的运用。

四、应考锦囊

铝及其化合物在工业及生活中有着重要而广泛的用途，特别是铝及其化合物的两性，在题目中的计算形式方法性和技巧性较强，是金属及其化合物知识的重点与难点。

代表题型有：

铝盐与强碱反应产物的讨论，含铝化合物的沉淀图象题等。

解题关键是：

（1）熟悉铝及其化合物的转化关系。

（2）将铝及其化合物的两性与过量计算相结合。

（3）结合图象综合分析。

（4）充分利用守恒关系。

五、本讲小结

（1）

与NaOH生成沉淀的规律：

①当

时，

②当

③当

（2）

与强酸（

）生成沉淀的计算规律：

①当0＜

≤1时，产生Al（OH）3沉淀，n[Al（OH）3]＝n（H+）

②1＜

＜4时，生成的Al（OH）3部分溶解，n[Al（OH）3]＝

[4n（

）－n（H+）]

≥4时，无Al（OH）3生成。

六、超前思维：

（从铝土矿到铝合金

（二）——铝的性质）

铝的性质

1、铝的物理性质：

铝为______金属，质地________，密度较________（2.70g/cm3），熔沸点较_________，具有良好的______________。

2、主要用途：

什么叫合金？

特性：

合金的硬度一般比各成分金属______，多数合金的熔点_______于组成它的成分金属。

3、铝的化学性质

铝的原子结构示意图：

根据钠、镁、铝三种元素的原子结构示意图，请比较：

（1）三种原子的失电子能力由强到弱的次序：

（2）三种金属的金属活泼性由强到弱的次序：

结论：

__________________

4、铝的化学性质

（1）与O2、Cl2、S等非金属反应：

①常温下能与氧气反应，在表面形成致密的氧化膜：

_______________________

铝是一种较活泼的金属，为什么耐腐蚀？

②在点燃的条件下能与氧气剧烈的反应：

③与氯气的反应：

④与硫的反应：

（2）与酸的反应：

与稀硫酸、稀盐酸反应

铝能与酸反应，为什么工业上还用铝槽车贮运浓硝酸、浓硫酸呢？

（3）与强碱溶液的反应

（4）与金属氧化物的反应：

（5）与盐溶液的反应

【模拟试题】

（答题时间：

60分钟）

一、选择题（每小题有一个或两个选项符合题意，每小题3分，共36分）

1.实验室需要使AlCl3溶液中的Al3＋离子全部沉淀出来，适宜用的试剂是

A.NaOH溶液B.Ba（OH）2溶液

C.盐酸　　D.氨水

2.将3.9g镁铝合金，投入到500mL2mol·

L－1的盐酸中，金属完全溶解，再加入4mol·

L－1的NaOH溶液，若要生成的沉淀最多，加入的这种NaOH溶液的体积是

A.125mLB.200mLC.250mLD.560mL

3.只用一种试剂可区别Na2SO4、MgCl2、FeCl2、Al2（SO4）3、（NH4）2SO4五种溶液，这种试剂是

A.Ba（OH）2B.H2SO4C.NaOHD.AgNO3

4.从铝土矿制备铝所涉及的下列有关反应中，属于氧化还原反应的是

A.铝土矿溶于NaOH溶液中B.偏铝酸钠溶液的酸化

C.灼烧氢氧化铝固体D.电解熔融的氧化铝

5.下列各组离子能在同一溶液里大量共存的是

A.Na+、Al3+、Cl－、AlO2－B.K+、H+、SO42－、AlO2－

C.Na+、Al3+、NO3－、OH－D.K+、Na+、AlO2－、CO32－

6.下列各组溶液，无论将少量前者滴入后者，还是将少量后者滴入前者，生成物一定相同的是

A.NaOH溶液和AlCl3溶液B.FeBr2溶液和氯水

C.NaHCO3溶液和澄清石灰水D.Ca（HCO3）2溶液和澄清石灰水

*7.向含有NH4＋、Mg2＋、Fe2＋和Al3＋的溶液中加入足量Na2O2微热并搅拌后，再加入过量稀盐酸，溶液中大量减少的离子是

A.NH4＋B.Fe2+C.Mg2＋D.Al3+

8.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.3mL　　　　B.10mLC.15mL　　　D.27.5mL

9.现有200mLMgCl2、AlCl3的混合液，其中c（Mg2+）=0.2mol·

L－1，c（Cl－）=1.3mol·

要使Mg2+转化成Mg（OH）2，并使Mg2+和Al3+分离开来，至少需要4mol·

L－1的NaOH溶液

A.140mLB.120mLC.100mLD.80mL

10.有100mL3mol/L氢氧化钠溶液和100mL1mol/L氯化铝溶液。

按如下两种方法进行实验①将氢氧化钠溶液分多次加入到氯化铝溶液中

②将氯化铝溶液分多次加入到氢氧化钠溶液中，比较两次实验结果。

A.现象相同，最终沉淀量相等B.现象不同，最终沉淀量不等

C.现象相同，最终沉淀量不等D.现象不同，最终沉淀量相等

11.把X溶液逐滴滴入Y溶液中，与把Y溶液逐滴滴入X溶液中，所产生的现象相同，则X、Y是下表中的

A

B

C

D

X

BaCl2

HCl

NaOH

Y

H2SO4

NaAlO2

AlCl3

Na2CO3

*12.下列反应加入过量试剂仍能保持为透明溶液的是

A.在硫酸铝溶液中滴加过量氨水

B.在氯化镁溶液中滴加过量的烧碱溶液

C.在偏铝酸钠溶液中加入过量盐酸

D.在氯化钙溶液中通入过量的二氧化碳

二、填空题

13.（10分）下列五个图中，横坐标表示加入的物质的量，纵坐标表示生成沉淀的量，从A——E中选择各题要求的序号填入表中

溶液

加入的物质

答案序号

饱和石灰水

通CO2至过量

AlCl3溶液

通入过量的NH3

含少量NaOH的NaAlO2溶液

通入过量的CO2

NaAlO2溶液

滴加稀HCl至过量

MgCl2、AlCl3的混合液

滴加NaOH至过量

14.（12分）在一定条件下可实现下图所示物质之间的变化：

请填写下列空白：

（1）孔雀石的主要成分是CuCO3·

Cu（OH）2（碱式碳酸铜）受热易分解。

上图中的F是。

（2）写出明矾与过量NaOH溶液反应的离子方程式：

。

（3）图中所得G和D都是固体，混合后在高温下可以发生反应，写出该反应的化学方程式：

（4）每生成1molD，同时生成_______molE。

15.（18分）某混合物A，含有KAl（SO4）2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现下图所示的物质之间的变化：

据此回答下列问题：

（1）I、II、III、IV四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是。

（2）根据上述框图的反应关系，写出下列B、C、D、E所含物质的化学式

固体B；

沉淀C；

沉淀D；

溶液E。

（3）写出①、②、③、④四个反应的化学方程式

①；

②；

③；

④

16.（16分）在mmLbmol·

L－1AlCl3溶液中，加入等体积amol·

L－1的NaOH溶液。

（1）当a≤3b时，生成Al（OH）3沉淀的物质的量是________mol。

（2）当a、b满足________条件时，无沉淀生成。

（3）当a、b分别满足______________条件时，有沉淀生成且溶液中无Al3＋存在，生成Al（OH）3沉淀的物质的量是________。

*17.（8分）向50mL0.5mol/L的硫酸铝溶液中加入1.5mol/L的KOH溶液多少毫升，可得到1.56gAl（OH）3白色沉淀？

试题答案

1.D

2.C解析：

当沉淀达到最大值时酸碱守恒：

n（NaOH）=n（HCl）

3.C4.D5.D6.D7.AB

8.D解析：

（1）Al3++3OH－=Al（OH）3↓

0.1mol（过量）x0.01mol

解得：

x=0.03mol

V1=0.03mol×

1000/4mol•L－1=7.5mL

（2）Al3++3OH－=Al（OH）3↓

0.03mol0.09mol0.03mol

Al（OH）3+OH－=

+H2O

（0.03－0.01）moly解得：

y=0.02mol

V2=（0.09+0.02）mol×

1000/4mol•L－1=27.5mL

9.D解析：

欲使Mg2+、Al3+分离，则需要的NaOH：

2NaOH—MgCl2—Mg（OH）2，4NaOH—AlCl3—NaAlO2】

10.D11.A12.CD

13.E、C、D、B、A

14.

（1）CO2（或二氧化碳）

（3）

（4）

15.

（1）过滤

（2）Al2O3；

Al2O3和Fe2O3；

Fe2O3；

K2SO4和（NH4）2SO4

（3）①Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O

②

③NaAlO2＋HCl＋H2O＝Al（OH）3↓＋NaCl

④2Al（OH）3

Al2O3＋3H2O

16.

（1）

（2）a≥4b（3）3b＜a＜4b；

（4mb－ma）×

10－3mol

17.40mL或120mL