[提醒] 向AlCl3溶液中加NaOH溶液和向NaAlO2溶液中加盐酸，计算生成Al（OH）3沉淀的量时，有两种情况，即碱（酸）不足和碱（酸）过量，如上图中所示，计算时要注意讨论分析。
3．
（1）用AlCl3溶液与NaOH溶液反应时，当Al3＋的物质的量与OH－的物质的量之比（以下均填物质的量之比）为________时，Al（OH）3沉淀量最多；________时，Al（OH）3全部溶解；________或________时Al（OH）3沉淀量为最多沉淀量的一半。
（2）NaAlO2溶液与盐酸反应时，AlO
的物质的量与H＋物质的量之比为________时，Al（OH）3沉淀量最多；________时，Al（OH）3全部溶解；________或________时，生成的Al（OH）3的量为最多沉淀量的一半。
答案
（1）1∶3 1∶4 2∶3 2∶7
（2）1∶1 1∶4 2∶1 2∶5
解析
（1）向含Al3＋的溶液中加入NaOH溶液时，有关反应：
Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓，Al（OH）3＋OH－===AlO
＋2H2O，总反应：
Al3＋＋4OH－===AlO
＋2H2O。
由上述反应方程式可知当n（Al3＋）∶n（OH－）＝1∶3时，沉淀量最大；当n（Al3＋）∶n（OH－）＝2∶3或2∶7时，沉淀量为最大量的一半。
（2）向含AlO
的溶液中加入盐酸时，有关反应：
AlO
＋H＋＋H2O===Al（OH）3↓，Al（OH）3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，总反应：
AlO
＋4H＋===Al3＋＋2H2O。
当n（AlO
）∶n（H＋）＝1∶1时，沉淀量最大；当n（AlO
）∶n（H＋）＝1∶4时，沉淀完全溶解；当n（AlO
）∶n（H＋）＝2∶1或2∶5时，沉淀量为最大量的一半。
三 从铝土矿中提取铝
1．铝的存在
（1）含量：
铝元素是地壳中含量最多的金属元素。
（2）存在：
地壳中铝以化合态存在于铝土矿中，铝土矿的主要成分是Al2O3。
2．从铝土矿制备铝的工艺流程如下图所示：
写出上图中反应的化学方程式：
Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O；
NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋NaHCO3；
2Al（OH）3
Al2O3＋3H2O；
2Al2O3
4Al＋3O2↑。
归纳总结
1．Al2O3是一种高熔点的化合物，为了降低能耗，工业上加入冰晶石（Na3AlF6），使Al2O3在1000℃熔融，以降低铝的冶炼成本。
2．电解法制铝是采用高熔点的Al2O3，而不用熔点低很多的AlCl3，是因为AlCl3在熔融状态时不电离、不导电。
3．酸化时用过量CO2，使NaAlO2完全转化为Al（OH）3沉淀，不能用强酸酸化，因为过量的强酸能使Al（OH）3溶解。
4．铝土矿中的主要成分是Al2O3，还含有少量Fe2O3等杂质。
工业上从铝土矿中提取铝的工艺流程如下图所示。
请回答下列问题：
（1）“操作1”“操作2”相同，操作的名称为_____________________________________，
实验室进行此项操作使用的玻璃仪器有__________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）向NaAlO2溶液中通入了一种过量气体，这种气体是下列中的________（填字母）。
a．HClb．NH3c．CO2d．O2
（3）NaAlO2溶液中通入过量气体的目的是_______________________________________
________________________________________________________________________。
（4）冶炼铝需要纯度较高的氧化铝，检验得到的氧化铝中不含Fe2O3的化学方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（5）工业常在溶解之前将铝土矿粉碎，其目的是_______________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）过滤 漏斗、烧杯、玻璃棒
（2）c
（3）使AlO
完全转化为Al（OH）3沉淀
（4）取样品加入足量的稀盐酸溶解，滴加KSCN溶液，不变血红，证明不含Fe2O3
（5）使铝土矿与NaOH充分接触，提高反应速率和原料的利用率
1．下列说法正确的是（ ）
A．金属氧化物都能与水反应生成碱
B．非金属氧化物都能与水反应生成酸
C．氧化铝既能与盐酸反应又能与氨水反应
D．氧化铝是冶炼金属铝的原料
答案 D
解析 多数金属氧化物和部分非金属氧化物不溶于水，例如CuO、SiO2等；Al2O3是两性氧化物，能与酸和强碱溶液反应；工业上用电解Al2O3的方法制备铝。
2．相等物质的量的下列物质，分别与足量NaOH溶液反应，消耗NaOH的物质的量最多的是（ ）
A．Al2O3B．KAl（SO4）2
C．Al（OH）3D．Al
答案 B
解析 若各物质的物质的量为1mol，则有以下分析计算。
A项：
Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O
1mol2mol
B项：
2KAl（SO4）2＋8NaOH===K2SO4＋2NaAlO2＋3Na2SO4＋4H2O
1mol 4mol
C项：
Al（OH）3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O
1mol 1mol
D项：
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
1mol1mol
故消耗NaOH物质的量最多的是KAl（SO4）2。
3．实验室中要使AlCl3溶液中的Al3＋和NaAlO2溶液中的AlO
全部沉淀出来，最适宜的试剂分别是（ ）
A．NaOH溶液，盐酸B．Ba（OH）2溶液，醋酸
C．盐酸，氨水D．氨水，CO2
答案 D
解析 用弱碱和弱酸使Al3＋和AlO
沉淀，防止Al（OH）3溶解。
4．把Ba（OH）2溶液滴入明矾溶液中，若恰好使SO
全部转化成BaSO4沉淀，此时铝元素的主要存在形式是（ ）
A．Al3＋B．Al（OH）3
C．AlO
D．Al3＋和Al（OH）3
答案 C
解析 Ba（OH）2和KAl（SO4）2以物质的量之比2∶1反应时，才能使SO
全部转化成BaSO4，此时铝元素全部转化为AlO
，反应的离子方程式为2Ba2＋＋4OH－＋Al3＋＋2SO
===2BaSO4↓＋AlO
＋2H2O。
5．如图是在明矾溶液中滴入氢氧化钡溶液，下列说法错误的是（ ）
A．OA段的反应离子方程式：
2Al3＋＋3SO
＋3Ba2＋＋6OH－===2Al（OH）3↓＋3BaSO4↓
B．AB段的离子方程式只有：
Al（OH）3＋OH－===AlO
＋2H2O
C．A点的沉淀为Al（OH）3和BaSO4的混合物
D．B点溶液为KAlO2溶液
答案 B
解析 向明矾溶液里滴加氢氧化钡溶液，开始到生成沉淀的物质的量最大时：
2Al3＋＋3SO
＋3Ba2＋＋6OH－===2Al（OH）3↓＋3BaSO4↓；继续加氢氧化钡，当硫酸根离子恰好沉淀完全时，发生KAl（SO4）2＋2Ba（OH）2===2BaSO4↓＋KAlO2＋2H2O，A项，OA段生成沉淀的物质的量最大，反应离子方程式：
2Al3＋＋3SO
＋3Ba2＋＋6OH－===2Al（OH）3↓＋3BaSO4↓，正确；B项，AB段氢氧化铝溶解，钡离子与硫酸根离子生成沉淀，则离子方程式：
SO
＋Ba2＋＋Al（OH）3＋OH－===AlO
＋BaSO4↓＋2H2O，错误；C项，OA段生成沉淀的物质的量最大，沉淀为Al（OH）3和BaSO4的混合物，正确；D项，AB段氢氧化铝溶解，B点溶液为KAlO2溶液，正确。
6．工业制备铝一般是从铝土矿（主要成分是Al2O3，含有Fe2O3杂质）中得到纯净的Al2O3，然后电解Al2O3得到铝。
下图是从铝土矿中提纯Al2O3的简单示意图。
其中涉及到的一个反应是NaAlO2＋CO2＋2H2O===NaHCO3＋Al（OH）3↓。
（1）图示中Ⅰ的实验操作是______________；图示中Ⅱ加入的试剂是____________________。
（2）写出下列物质的化学式：
B____________________，C______________________，
H____________________，F______________________。
（3）写出下列化学方程式：
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
④________________________________________________________________________。
答案
（1）过滤 Ca（OH）2
（2）NaAlO2 Fe2O3 CaCO3 Al2O3
（3）①Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O
②NaHCO3＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋NaOH＋H2O
③2Al（OH）3
Al2O3＋3H2O
④2Al2O3
4Al＋3O2↑
解析 溶液B中通入CO2产生沉淀，说明B溶液为NaAlO2溶液，则向铝土矿中加入的试剂①是NaOH溶液，操作Ⅰ是过滤；则溶液D为NaHCO3溶液，反应②为NaHCO3＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋NaOH＋H2O。
课时作业
[经典基础题]
1．在铝土矿制备金属铝的三个主要操作：
①酸化、②灼烧、③电解中，没有发生过的化学反应类型是（ ）
A．氧化还原反应B．复分解反应
C．分解反应D．置换反应
答案 D
解析 ①酸化发生的反应是NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋NaHCO3，属于复分解反应；②灼烧发生的反应是2Al（OH）3
Al2O3＋3H2O，属于分解反应；③电解发生的反应是2Al2O3
4Al＋3O2↑，属于氧化还原反应，也属于分解反应。
2．若要除去MgO中混有的少量Al2O3杂质，选用的试剂是（ ）
A．稀硫酸B．浓氨水
C．稀盐酸D．氢氧化钠溶液
答案 D
解析 要除去MgO中的少量Al2O3杂质，应选择一种能与Al2O3反应而不与MgO反应的试剂。
根据Al2O3能溶于强碱溶液，而MgO不能，知可选用NaOH溶液。
3．下列叙述正确的是（ ）
A．铝元素是地壳中含量最多的元素
B．工业炼铝采用电解熔融的铝土矿的方法
C．冰晶石能使氧化铝熔融温度降低
D．工业上可用还原剂把氧化铝还原成金属铝
答案 C
解析 铝元素是地壳中含量最多的金属元素；铝土矿中含有很多杂质，不能直接用来炼铝；由于铝的化学性质活泼，无法用还原剂把金属铝从氧化铝中还原出来。
4．将表面已完全钝化成氧化铝的铝条，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
答案 C
解析 A项，Al2O3＋6HNO3（稀）===2Al（NO3）3＋3H2O；B项，Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O；D项，Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O，故A、B、D三项都不符合题意；只有C中的硝酸铜不与Al2O3反应，故硝酸铜不会与表面完全钝化成氧化铝的铝条反应。
5．下列离子反应方程式正确的是（ ）
A．AlCl3溶液中加少量氨水：
Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓
B．氧化铝和过量的烧碱溶液反应：
Al2O3＋2OH－===2AlO
＋H2O
C．氯化铝溶液与过量NaOH溶液反应：
Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓
D．向Al2（SO4）3溶液中滴加足量的氨水：
Al3＋＋4NH3·H2O===AlO
＋4NH
＋2H2O
答案 B
解析 A项氨水应写成NH3·H2O；C项Al（OH）3溶于NaOH溶液，产物为AlO
和H2O；D项Al（OH）3不溶于过量的氨水，产物为Al（OH）3和NH
。
只有B项正确。
6．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，消耗碱量最多的是（ ）
A．AlB．Al（OH）3C．AlCl3D．Al2O3
答案 A
解析 依据物质的量关系式：
Al～NaOH、Al（OH）3～NaOH、AlCl3～4NaOH、Al2O3～2NaOH可知，27gAl、78gAl（OH）3、
gAlCl3、51gAl2O3分别消耗1molNaOH，那么相同质量时Al消耗NaOH最多。
7．向KAl（SO4）2溶液中滴加Ba（OH）2溶液，使SO
恰好完全沉淀，反应的离子方程式正确的是（ ）
A．Ba2＋＋SO
===BaSO4↓
B．2Al3＋＋3SO
＋3Ba2＋＋6OH－===3BaSO4↓＋2Al（OH）3↓
C．Al3＋＋2SO
＋2Ba2＋＋3OH－===2BaSO4↓＋Al（OH）3↓
D．Al3＋＋2SO
＋2Ba2＋＋4OH－===2BaSO4↓＋AlO
＋2H2O
答案 D
解析 1molKAl（SO4）2电离出1molK＋、1molAl3＋和2molSO
，若使SO
全部沉淀，则需2molBa（OH）2，即4molOH－和2molBa2＋，2SO
＋2Ba2＋===2BaSO4↓，此时，1molAl3＋恰好与4molOH－反应转化为AlO
，Al3＋＋4OH－===AlO
＋2H2O,两式合并即得D选项。
8．下列操作中最终可以得到Al（OH）3的是（ ）
A．Al2O3和水混合加热
B．过量的稀HCl加入到NaAlO2溶液中
C．过量的NaOH溶液加入到AlCl3溶液中
D．过量的氨气通入到AlCl3溶液中
答案 D
解析 Al2O3不能与水反应，过量的NaOH溶液与AlCl3反应生成NaAlO2、NaCl和H2O。
9．在Al2（SO4）3和MgSO4的混合溶液中，滴加NaOH溶液，生成沉淀的量与滴入NaOH溶液的体积关系如图所示，则原混合液中Al2（SO4）3与MgSO4的物质的量浓度之比为（ ）
A．2∶1B．1∶2
C．1∶1D．1∶3
答案 B
解析 溶解Al（OH）3消耗碱10mL，则生成Al（OH）3消耗NaOH为30mL，生成Mg（OH）2消耗NaOH为（50－30）mL，故Al3＋与Mg2＋浓度之比1∶1，则Al2（SO4）3与MgSO4的物质的量浓度之比为1∶2。
10．工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质）为原料冶炼铝的工艺流程如下：
下列叙述正确的是（ ）
A．试剂X可以是氢氧化钠溶液，也可以是盐酸
B．反应①过滤后所得沉淀为氢氧化铁
C．图中所示转化反应都不是氧化还原反应
D．反应②的化学方程式为NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋NaHCO3
答案 D
解析 工业上用铝土矿为原料冶炼铝的各步化学方程式依次为Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O，NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋NaHCO3，2Al（OH）3
Al2O3＋3H2O,2Al2O3
4Al＋3O2↑。
因此，流程中试剂X是NaOH溶液，若用盐酸，则会将Fe2O3同时溶解。
反应①过滤后的沉淀为Fe2O3，只有第四个反应属于氧化还原反应。
[能力提升题]
11．A、B、C、D、E为五种化合物，均含有某种常见元素，它们的转化关系如下图所示，其中A为澄清溶液，C为难溶的白色固体，E则易溶于水，已知A中含钾元素。
请回答下列问题（答案合理即可）：
（1）写出下列物质的化学式：
B____________________，D____________________。
（2）五种化合物中难溶于水的是______________
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