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。
【例3】 向用盐酸酸化过的AlCl3溶液中逐滴滴入NaOH溶液，图中能正确表示这个反应的是（ ）
答案 D
解析 向AlCl3溶液中逐滴滴入NaOH溶液，先生成白色沉淀，再加入NaOH溶液，沉淀逐渐溶解，最后完全消失，生成1molAl（OH）3需3molNaOH，溶解1molAl（OH）3需1molNaOH。
NaOH的用量应是3∶1，A、B错误，用盐酸酸化过的AlCl3溶液中含有酸，加入NaOH溶液先中和溶液中的酸，然后才生成Al（OH）3沉淀，故C也是错误的。
【例4】 向50mL1mol·L－1的Al2（SO4）3溶液中加入100mLKOH溶液，充分反应得到3.9g沉淀，求KOH溶液的物质的量浓度。
答案 1.5mol·L－1或3.5mol·L－1。
解析 方法一：
根据Al3＋的物质的量与沉淀Al（OH）3的物质的量比较可推测KOH的两种情况：
①加入氢氧化钾不足量时，
n（KOH）＝3n[Al（OH）3]＝3×
＝0.15mol，c（KOH）＝
＝1.5mol·L－1。
②当Al（OH）3部分溶解时，n（KOH）＝4n（Al3＋）－n[Al（OH）3]＝0.4mol－0.05mol＝0.35mol，c（KOH）＝
＝3.5mol·L－1。
方法二：
用图像法求解。
如下图所示，当生成沉淀0.05mol时，①需KOH0.15mol；②需KOH0.35mol。
思维启迪
1．已知Al3＋和OH－的物质的量，计算Al（OH）3的物质的量解题思路
（1）计算
的比值，判断反应产物。
（2）根据反应原理或守恒关系列式计算。
2．已知Al3＋和Al（OH）3的物质的量计算OH－的物质的量解题思路
（1）若n（Al3＋）＞n[Al（OH）3]，n（OH－）＝3n[Al（OH3）]；
（2）若n（Al3＋）＜n[Al（OH）3]，则有两种情况：
①n（OH－）不足，n（OH－）＝3n[Al（OH）3]；
②n（OH－）过量：
n（OH－）＝3n[Al（OH）3]＋4{n（Al3＋）－n[Al（OH）3]}＝4n（Al3＋）－n[Al（OH）3]。
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↑。
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。
【例5】 下图所示是从铝土矿（主要成分是Al2O3，含Fe2O3、SiO2等杂质）中提取氧化铝的工艺流程之一。
已知：
SiO2能和氢氧化钠反应，不和盐酸反应。
回答下列问题：
（1）用盐酸溶解铝土矿后，所得溶液中的阳离子有____________________________。
（2）固体A的主要成分是______________。
（3）进行步骤Ⅱ时，为了达到分离要求，加入的NaOH应该____________________________。
（4）进行步骤Ⅲ时，一般通入过量CO2，其反应的化学方程式是__________________________
________________________________________________________________________。
（5）溶液X和盐酸反应的离子方程式为_____________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）Fe3＋、Al3＋、H＋
（2）SiO2 （3）过量
（4）NaAlO2＋2H2O＋CO2===NaHCO3＋Al（OH）3↓
（5）HCO
＋H＋===H2O＋CO2↑
解析 铝土矿中的Fe2O3、Al2O3溶于盐酸得到的阳离子是Fe3＋、Al3＋，由于盐酸过量，阳离子还有H＋，过滤得到的滤渣是SiO2。
在进行步骤Ⅱ时，需要加入过量的NaOH溶液，发生反应Fe3＋＋3OH－===Fe（OH）3↓、Al3＋＋4OH－===AlO
＋2H2O，过滤分离出Fe（OH）
3。
碳酸的酸性比氢氧化铝强，利用强酸制弱酸的原理，向NaAlO2溶液中通入过量CO2可制得Al（OH）3，过滤后的滤液中含有NaHCO3和NaCl。
Al3＋、AlO
与Al（OH）3之间的转化关系
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．下列关于Al（OH）3的性质叙述错误的是（ ）
A．Al（OH）3受热易分解生成Al2O3和H2O
B．Al（OH）3是难溶于水的白色胶状物质
C．Al（OH）3能凝聚水中的悬浮物，也能吸附色素
D．Al（OH）3既能溶于NaOH溶液、氨水，又能溶于盐酸
答案 D
解析 Al（OH）3是两性氢氧化物，能溶于酸，也能溶于NaOH、KOH等强碱，但Al（OH）3不能溶于氨水等弱碱。
3．使溶液中的AlO
完全转化成Al（OH）3，应选择的最好试剂是（ ）
A．稀H2SO4B．盐酸
C．CO2D．氨水
答案 C
解析 使AlO
转化成Al（OH）3需加酸，若用强酸会使Al（OH）3溶解，最好通入CO2气体。
4．下列物质①Al、②NaHCO3、③Al2O3、④Mg（OH）2、⑤Al（OH）3中，既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应的化合物是（ ）
A．①②③⑤B．①④⑤
C．②③⑤D．①③④
答案 C
解析 Al既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应，但不是化合物；Mg（OH）2只能与盐酸反应；NaHCO3、Al2O3、Al（OH）3三种物质既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应。
5．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
1mol1mol
D项：
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
1mol 1mol
故消耗NaOH物质的量最多的是KAl（SO4）2。
6．
（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。
[对点训练]
题组一 Al2O3、Al（OH）3的性质与应用
1．有关铝及其化合物的说法错误的是（ ）
A．铁易生锈，而铝在空气中较稳定，所以铁比铝活泼
B．可用铝壶烧开水，不可用其长期存放食醋、碱水
C．氧化铝是一种较好的耐火材料，但不可用氧化铝坩埚熔化NaOH
D．氢氧化铝能中和胃酸，可用于制胃药
答案 A
解析 铝能在空气中稳定存在是由于其表面生成的氧化膜抗腐蚀能力比较强，起到了保护的作用。
2．将表面已完全钝化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 钝化的实质是浓H2SO4或浓HNO3使Fe、Al的表面形成了一层致密的氧化物保护膜。
铝的氧化物（Al2O3）是一种两性氧化物，既可与强酸反应，又可与强碱反应，只有C项中的Cu（NO3）2不与Al2O3反应。
3．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．Al和水反应
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和Al都不能和水反应，过量的NaOH溶液与AlCl3反应生成NaAlO2、NaCl和H2O。
4．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，可选用NaOH溶液。
5．下列反应的离子方程式书写正确的是（ ）
A．铝片放入氢氧化钠溶液中：
Al＋2OH－===AlO
＋H2↑
B．新制的氧化铝溶于氢氧化钠溶液：
Al2O3＋OH－===2AlO
＋H2O
C．向AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液：
Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓
D．向AlCl3溶液中滴入过量的氨水：
Al3＋＋3NH3·H2O===Al（OH）3↓＋3NH
答案 D
解析 电荷不守恒，A错误；原子及电荷都不守恒，B错误；NaOH过量，产物应为AlO
，C错误。
题组二 从铝土矿中提取铝
6．工业上用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝，而不用还原剂还原氧化铝的方法冶炼铝。
下列相关说法正确的是（ ）
A．氧化铝中的铝元素为＋3价，只有还原性，没有氧化性
B．加入冰晶石降低氧化铝的熔点，在熔融状态下易被还原
C．铝单质的还原性强，较难用还原剂还原氧化铝得到铝
D．铝离子的氧化性强，较难用还原剂还原氧化铝得到铝
答案 C
解析 氧化铝中铝元素为＋3价，是其最高价，故只有氧化性，无还原性，但Al3＋氧化性弱，较难用还原剂还原氧化铝得到铝。
7．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，则会同时将Fe2O3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。
题组三 Al3＋、AlO
、Al（OH）3相互转化
8．将ag钠、铝的混合物投入bg水中，反应停止后得到的沉淀有cg，则溶液中溶质为（ ）
A．NaOHB．NaAlO2
C．NaOH和NaAlO2D．无法确定
答案 B
解析 Na、Al混合物投入水中，发生反应：
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，最后得到的沉淀不可能有Na，只能是Al，则溶液中不含有NaOH，只能含NaAlO2。
9．有200mL氯化镁和氯化铝的混合溶液，其中c（Mg2＋）为0.2mol·L－1，c（Cl－）为1.3mol·L－1。
要使Mg2＋全部转化为沉淀分离出来，至少需加4mol·L－1NaOH溶液的体积为（ ）
A．40mLB．72mL
C．80mLD．128mL
答案 C
解析 由溶液呈电中性，得2×c（Mg2＋）＋3×c（Al3＋）＝c（Cl－）＝1.3mol·L－1，c（Al3＋）＝0.3mol·L－1，使Mg2＋全部转化为沉淀分离出来，反应产物为Mg（OH）2、NaAlO2、NaCl。
由Al
3＋～NaAlO2～NaOH和Cl－～NaCl～NaOH，得：
消耗NaOH的物质的量：
c（Al3＋）×0.2L＋c（Cl－）×0.2L＝0.32mol，其溶液的体积为
＝0.08L＝80mL。
10．准确称取6.0g铝土矿样品（含Fe2O3），加入100mL稀硫酸中，充分反应后向滤液中加入10mol·L－1NaOH溶液，产生沉淀的质量和加入NaOH溶液体积之间的关系如图所示。
则所用硫酸物质的量浓度为（ ）
A．1.75mol·L－1B．3.5mol·L－1
C．0.85mol·L－1D．无法确定
答案 A
解析 由题意可知，沉淀量最大时溶质为Na2SO4，此时NaOH的物质的量为10mol·L－1×0.035L＝0.35mol，则n（H2SO4）＝0.175mol，硫酸物质的量浓度为0.175mol÷0.1L＝1.75mol·L－1。
[综合强化]
11．胃酸过多是常见的胃病。
下面是甲、乙两种常见胃药的说明摘要。
甲：
①白色结晶状粉末，可缓缓分解；
②能溶于水；
③遇酸及酸性药物则产生二氧化碳；
④胃酸患者过多服用多见胃胀气，甚至有引起胃溃疡穿孔的危险。
乙：
①与胃酸作用是中和反应，作用缓慢而持久，可维持3～4小时；
②凝胶本身覆盖于溃疡面上，具有保护作用；
③可溶于稀酸或氢氧化钠溶液中。
（1）请你推测，甲中含有的主要化学成分是__________（填化学式，下同）；乙中含有的主要化学成分是____________________。
（2）试写出甲中含有的主要化学成分引起胃胀气反应的离子方程式：
____________________。
（3）试写出乙中含有的主要化学成分溶于NaOH溶液的离子方程式：
____________________。
答案
（1）NaHCO3 Al（OH）3
（2）HCO
＋H＋===H2O＋CO2↑
（3）Al（OH）3＋OH－===AlO
＋2H2O
解析 据题目信息对甲、乙性质的描述可知甲为NaHCO3，乙为Al（OH）3，NaHCO3与酸反应的离子方程式为HCO
＋H＋===CO2↑＋H2O，Al（OH）3溶于强碱的反应为Al（OH）3＋OH－===AlO
＋2H2O。
12．
（1）碱洗铝材除其表面的氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是_______________________
（用离子方程式表示）。
为将碱洗后溶液中的铝以沉淀形式回收，最好应加入下列试剂中的___
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