高中化学铝及其化合物之间的转化.docx
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高中化学铝及其化合物之间的转化
完成下列方程式的默写：
1.铝在氯气中燃烧：
_______________________________________
2.铝与氧化铁的高温铝热反应：
_______________________________________
3.金属铝与热水的反应：
_______________________________________________
4.金属铝与稀硫酸反应的离子方程式：
_____________________________________________
5.金属铝与氢氧化钠的反应：
_________________________________________
6.氧化铝与稀硫酸反应：
________________________________________________
7.氧化铝与氢氧化钠反应：
____________________________________________________
8.氢氧化铝与稀盐酸反应：
__________________________________________________
9.氢氧化铝与氢氧化钠反应：
____________________________________________________
10.氢氧化铝受热分解：
____________________________________________________
11.氢氧化铝的电离方程式：
____________________________________________________
12.氯化铝与氨水反应的离子方程式：
_________________________________________________
13.向偏铝酸盐溶液中通入少量CO2，离子方程式为：
_______________________________________
14.向偏铝酸盐溶液中通入足量CO2，离子方程式为：
______________________________________
15.明矾净水的原因是：
_____________________________________________
【答案】
2Al+3Cl2
2AlCl32Al＋Fe2O3
Al2O3＋2Fe
2Al+6H2O
2Al（OH）3+3H2↑2Al+6H+→2Al3++3H2↑
2Al+2NaOH+2H2O→2NaAlO2+3H2↑Al2O3+3H2SO4→Al2（SO4）3+3H2O
Al2O3+2NaOH→2NaAlO2+H2OAl（OH）3+3HCl→AlCl3+3H2O
Al（OH）3+NaOH→NaAlO2+2H2O2Al（OH）3
Al2O3+3H2O
Al3++3OH-
Al（OH）3
AlO2-+H++H2OAl3＋＋3NH3·H2O→Al（OH）3↓＋3NH
2AlO2－+CO2+3H2O→2Al（OH）3↓+CO32－AlO
＋CO2＋2H2O→Al（OH）3↓＋HCO
Al3＋＋3H2O
Al（OH）3（胶体）＋3H＋
每识每课
蔬菜中维生素C的测定
【实验原理】
淀粉溶液遇到碘会变成蓝紫色，这是淀粉的特性。
而维生素C能与蓝紫色溶液中的碘发生作用，使溶液变成无色。
通过这个原理，可以用来检验一些蔬菜中的维生素C。
【实验步骤及现象】
在玻璃瓶内放少量淀粉，倒入一些开水，并用小棒搅动成为淀粉溶液。
滴入2～3滴碘酒，你会发现乳白色的淀粉液变成了蓝紫色。
再找2～3片青菜，摘去菜叶，留下叶柄，榨取出叶柄中的汁液，然后把汁液慢慢滴入玻璃瓶中的蓝紫色的液体中，边滴入边搅动。
这时，你又会发现蓝紫色的液体又变成了乳白色。
说明青菜中含有维生素C。
【教师讲解】以上的实验中利用到一个化学基础操作，就是“滴定”。
利用物质之间的滴定，产生出明显的现象对进行检验或测定。
今天这节课我们来重点来学习一下含有铝元素的物质之间的滴定问题。
一、铝盐溶液与碱溶液的反应
1．铝盐与强碱反应
（1）向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液
①现象：
_________________________________________________
②有关反应：
__________________________________________________
③图像：
【答案】先出现沉淀，然后沉淀消失
Al3++3OH¯→Al（OH）3↓，Al（OH）3+OH-¯→AlO2¯+2H2O
（2）向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液
①现象：
__________________________________________________
②有关反应：
____________________________________________________
③图像：
【答案】开始无沉淀，最终出现沉淀
4OH-+Al3+→AlO2-¯+2H2O，3AlO2-+6H2O+Al3+→4Al（OH）3↓
（3）往等物质的量的AlCl3、MgCl2混合溶液中加入NaOH溶液至过量
①现象：
__________________________________________________
②有关反应：
__________________________________________________________________
③图像：
【答案】开始出现白色沉淀⇒后沉淀量增多⇒沉淀部分溶解
Al3＋＋3OH－→Al（OH）3↓，Mg2＋＋2OH－→Mg（OH）2↓Al（OH）3＋OH－→AlO
＋2H2O
2．铝盐与弱碱溶液反应
向氯化铝溶液中逐滴加入氨水
①现象：
________________________________________________
②有关反应：
__________________________________________________
③图像：
【答案】产生沉淀
2Al3++6NH3·H2O→2Al（OH）3↓+3NH4+
二、偏铝酸钠溶液与酸的反应
1．偏铝酸钠与强酸反应
（1）向偏铝酸钠溶液中滴加盐酸
①现象：
___________________________________________________
②有关反应：
_____________________________________________________
③图像：
【答案】先产生沉淀，后沉淀溶解
AlO2-+H++H2O→Al（OH）3↓，Al（OH）3+3H+→Al3++3H2O
（2）向盐酸中滴加偏铝酸钠溶液
①现象：
_____________________________________________
②有关反应：
_________________________________________________
③图像：
【答案】开始生成的白色沉淀振荡后消失，后产生白色沉淀不溶解
AlO2¯+4H+→Al3++2H2O，3AlO2¯+6H2O+Al3+→4Al（OH）3↓
2．偏铝酸钠与弱酸反应
向偏铝酸钠溶液中通入足量的二氧化碳气体
方程式：
（CO2过量）_________________________________________________
（CO2少量）_________________________________________________
【答案】AlO2－+CO2+2H2O→Al（OH）3↓+HCO3－2AlO2－+CO2+3H2O→2Al（OH）3↓+CO32－
三、铝元素的相互转化
写出上述转化的离子方程式。
【答案】
（1）①Al3＋＋3NH3·H2O→Al（OH）3↓＋3NH
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
＋CO2＋2H2O→Al（OH）3↓＋HCO
②AlO
＋H＋＋H2O→Al（OH）3↓
（6）Al（OH）3＋OH－→AlO
＋2H2O
四、离子共存问题
Al3+与_____________________________________因生成沉淀或发生双水解反应而不能大量共存；
AlO2-与____________________________________等不能大量共存。
【答案】OH-、S2-、AlO2-、HCO3-、CO32-H+、NH4+、Al3+、Fe3+
课堂小憩
美、德两国科学家日前成功合成出具有独特化学特性的氢铝化合物。
这一研究成果有助于人们开发出推力更强大的固体火箭燃料，也有望应用在氢动力汽车和其他能源方面。
有关研究报告发表在最新出版的美国《科学》杂志上。
据悉，通过理论和实验相结合，来自美国约翰霍普金斯大学、弗吉尼亚联邦大学和德国两所大学科学家组成的研究小组首次合成了这种氢铝化合物。
该化合物具有相当稳定的化学特性，其结构类似由硼和氢组成的硼烷。
目前，多数火箭以铝作为辅助燃料。
约翰霍普金斯大学化学和材料学系吉特博文教授表示，他们合成的这种氢铝化合物具有多方面应用潜力，其相当稳定的特性是保证该化合物今后可能用作固体火箭燃料的关键，同时氢铝化合物燃料将比现在的燃料效率更高、推力更大。
研究人员还表示，新的氢铝化合物有助于解决储氢问题。
在未来的“氢经济”社会中，驱动汽车和电网的电能将产生于全球最丰富的元素――氢。
然而储存氢燃料是一大难题，人们希望能寻找到有效“俘获”并在需要时及时释放出氢的固体储氢材料。
因此，博文认为，尽管新化合物实际应用还要解决一系列问题，但他们的研究在氢经济社会里必然会具有极为广泛的用途。
例题解析
知识点1：
图像问题
【例1】从下列图表中选出正确的选项（纵坐标表示沉淀的物质的量，横坐标表示所加试剂的物质的量）。
（1）往HCl和AlCl3混合物中滴加氢氧化钠溶液至过量（）
（2）CO2通入到偏铝酸钠溶液中至过量（）
（3）往偏铝酸钠溶液中加入盐酸至过量（）
（4）往MgCl2和AlCl3混合溶液中加入氢氧化钠溶液至过量（）
【难度】★【答案】DABC
变式1：
在下列各选项中填入适当的序号。
①②③④⑤⑥
A．x轴代表在搅拌情况下向NaOH溶液中加入铝盐物质的量的多少，y轴代表混和物中沉淀量的变化，那么该坐标图应是______；
B．x轴代表在搅拌情况下向铝盐溶液中加入NaOH物质的量的多少，y轴代表混和物中沉淀量的变化，那么该坐标图应是______；
C．x轴代表在搅拌情况下向偏铝酸钠溶液中加入盐酸物质的量的多少，y轴代表混和物中沉淀量的变化，那么该坐标图应是______；
D．坐标图______可以表示在搅拌情况下向MgCl2和AlCl3的混合溶液中加入NaOH物质的量（x轴）和产生沉淀量（y轴）的变化关系。
【难度】★★【答案】A④B②C③D⑥
变式2：
现有下列四个图，纵坐标为生成沉淀的物质的量，横坐标为某溶液X中加入（或通入）某物质Y的物质的量。
从下列各组物质中，寻找对应的反应。
X
Y
甲组
AlCl3溶液
过量氨水
乙组
饱和石灰水
过量CO2
丙组
Al2（SO4）3溶液
过量NaOH溶液
丁组
NaAlO2及NaOH溶液
过量盐酸
戊组
MgCl2及AlCl3溶液
过量NaOH溶液
（1）图A表示____组反应，表示沉淀溶解的离子方程式为__________________________。
（2）图B表示____组反应，有关反应的离子方程式为______________________________。
（3）图C表示____组反应，表示生成沉淀的离子方程式为__________________________。
（4）图D表示____组反应。
【难度】★★【答案】
（1）乙CaCO3+CO2+H2O→Ca2++2HCO3-
（2）甲Al3++3NH3·H2O→Al（OH）3↓+3NH4+
（3）丁AlO2-+H++H2O→Al（OH）3↓
（4）戊
【方法提炼】
1、解图像题时，要注意图像的横纵坐标的物理量，注意是什么物质滴定到什么物质中。
2、注意图像中的转折点。
3、注意产生沉淀和没有沉淀（或沉淀消失）时某些物理量之间的关系。
知识点2：
Al3+、AlO2-溶液加碱或酸反应现象的应用
【例1】向一定量的下列物质的溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液，先生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，这种物质是（）
A．MgSO4B．NaAlO2C．AlCl3D
．FeCl3
【难度】★【答案】C
变式1：
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CO2②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．①②B．①③C．①④D．②③
【难度】★★【答案】C
变式2：
下列各组物质的无色溶液，不用其他试剂即可鉴别的是________。
①NaOH、AlCl3②NaHCO3、H2SO4③NaAlO2、NaHSO4
④Na2CO3、HCl⑤Na2CO3、NaHCO3、Ca（OH）2
【难度】★★【答案】①③④
【方法提炼】
Al（OH）3是两性氢氧化物，可溶于强酸或强碱。
加强碱和强酸先生成白色沉淀，然后沉淀又溶解的现象是推断Al3+或AlO2-的“突破口”。
知识点3：
明矾与氢氧化钡反应的问题
【例1】将明矾晶体[KAl（SO4）2·12H2O]溶于水后，在溶液中滴入甲基橙试液，溶液显红色，有关的离子方程式为_________________________________________________。
在明矾晶体溶于水后的溶液中加入Ba（OH）2溶液：
①当溶液中的SO42-刚好完全沉淀时，铝元素以_______（填化学式，下同）存在，反应的离子方程式为____________________________________。
②当溶液中的Al3+刚好完全沉淀时，溶液中含有的离子是__________。
③现有100ml2mol/L的KAl（SO4）2溶液，向其中滴加1mol/L的Ba（OH）2溶液，欲使产生的沉淀的质量最大，应加入Ba（OH）2溶液的体积是________________。
【难度】★★★
【答案】Al3＋＋3H2O
Al（OH）3＋3H＋AlO2-
Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-→2BaSO4↓+AlO2-+2H2OK+、SO42-300mL
变式1：
把Ba（OH）2溶液滴入明矾溶液中，使SO42-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）3C．AlO2-D．Al3+和Al（OH）3
【难度】★★★
【答案】C
变式2：
在Al2（SO4）3、K2SO4和明矾的混和溶液中，如果[SO42－]等于0.2mol/L，当加入等体积的0.2mol/L的KOH溶液时，生成的沉淀恰好溶解，则原混合物中K＋的物质的浓度为（）
A．0.2mol/LB．0.25mol/LC．0.45mol/LD．0.225mol/L
【难度】★★★【答案】B
【方法提炼】
注意偏铝酸钠与Ba（OH）2反应时离子反应的先后顺序问题，特别掌握SO42-刚好完全沉淀时、Al3+刚好完全沉淀时对应的两种情况。
1.下列物质中，只能跟酸反应而不能跟强碱溶液反应的是（）
A．Al3+B．NaAlO2C．Al（OH）3D．Al2O3
【难度】★★【答案】B
2.下列反应中，最终生成沉淀的是（）
A．向氢氧化钠溶液中滴入硫酸铝溶液至过量
B．向偏铝酸钠溶液中滴入盐酸至过量
C．向氯化铝溶液中滴入氢氧化钠溶液至过量
D．向偏铝酸钠溶液中滴入氢氧化钠溶液至过量
【难度】★★【答案】A
3.在强碱溶液中，下列可能存在的离子组是（）
A．Ba2+、Na+、Al3+、SO42-B．K+、Mg2+、Cl-、NO3-
C．Na+、Ca2+、Cl-、HCO3-D．Na+、K+、AlO2-、Cl-
【难度】★★【答案】A
4.下列各反应的离子方程式书写中，正确的是（）
A．在氯化铝溶液中加足量氨水：
Al3++4NH3·H2O→AlO2-+4NH4++2H2O
B．氯化铝溶液呈酸性：
Al3++3H2O→Al（OH）3↓+3H+
C．在偏铝酸钠溶液中加足量稀硫酸：
AlO2-+4H+→Al3++2H2O
D．在硫酸铁溶液中加足量铁粉：
Fe3++Fe→2Fe2+
【难度】★【答案】C
5.某溶液中有NH4+、Mg2+、Fe3+和Al3+四种离子，若向其中加入过量的NaOH，微热并搅拌，再加入过量盐酸，溶液中大量减少的阳离子是（）
A．NH4+B．Mg2+C．Fe3+D．Al3+
【难度】★★【答案】A
6.（双选）下列各组的两种溶液反应，将第一种溶液滴入到第二种溶液与第二种溶液滴入第一种溶液时，发生的反应不完全相同的是（）
A．氯化铝溶液跟氢氧化钠溶液B．硝酸银溶液跟盐酸
C．偏铝酸钠溶液跟盐酸D．硫酸铝溶液跟氨水
【难度】★★【答案】AC
7.下列反应最后有沉淀生成的是（）
A．AlCl3溶液加过量NaOH溶液B．NaAlO2溶液加过量盐酸
C．AlCl3溶液加入过量氨水D．石灰水通入过量CO2
【难度】★★【答案】C
8.向下列溶液中滴加氢氧化钠，生成白色沉淀，继续滴加，沉淀又溶解的是（）
A．Na2CO3B．BaCl2C．AlCl3D．NaAlO2
【难度】★★【答案】C
9.向NaAlO2浓溶液中持续通入一种气体，开始时产生沉淀，随后沉淀又逐渐溶解，该气体是（）
A．NO2B．CO2C．NH3D．CO
【难度】★★【答案】A
10.（双选）将下列试剂加入或通入到偏铝酸钠溶液中最终可析出沉淀的是（）
A．盐酸（过量）B．二氧化碳C．浓氨水D．氯化铝溶液
【难度】★★【答案】BD
11.在使溶液中的AlO2-完全转化成Al（OH）3，应选择的最好试剂是（）
A．H2SO4B．HClC．CO2D．NH3·H2O
【难度】★★【答案】C
12.某溶液中放入铝片可产生氢气，则在该溶液中一定能大量共存的一组离子是（）
A．Na+、Cl-、K+、SO42-B．Al3+、Cl-、NO3-、Na+
C．NH4+、SO42-、Mg2+、Cl-D．S2-、Na+、HCO3-、K+
【难度】★★【答案】A
13.实现Al3++3AlO2-+6H2O→4Al（OH）3↓，正确的做法是（）
A．向铝盐溶液中不断加入纯碱溶液
B．向铝盐溶液中不断加入小苏打溶液
C．向烧碱溶液中不断滴入铝盐溶液
D．向铝盐溶液中不断滴入烧碱溶液
【难度】★★【答案】C
14.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
【难度】★★【答案】A
【解析】假设上述四种物质均为1g，则物质的量分别为
mol，
mol，
mol，
mol，完全溶解转化为NaAlO2时，所需NaOH的物质的量分别为
mol、
mol，
×4mol＝
mol，
×2mol＝
mol，所以选A。
15.（双选）下列各组的两种溶液反应，将第一种溶液滴入到第二种溶液与第二种溶液滴入第一种溶液时，发生的反应不完全相同的是（）
A．氯化铝溶液跟氢氧化钠溶液B．硝酸银溶液跟盐酸
C．偏铝酸钠溶液跟盐酸D．硫酸铝溶液跟氨水
【难度】★★【答案】BD
16.某无色溶液中加入氢氧化铝，氢氧化铝迅速溶解，则该溶液中一定能大量共存的离子组是（）
A．K+、Na+、NO3－、Cl－B．Na+、NH4+、SO42－、Cl－
C．Na+、K+、I－、NO3－D．Na+、K+、MnO4－、Br－
【难度】★★【答案】A
17.选用一种试剂将含有Fe3+、Fe2+、Cu2+、Al3+、NH4+、Mg2+、K+的溶液一一区分开来，该试剂是（）
A．浓氨水B．H2SC．氢氧化钠溶液D．盐酸
【难度】★★【答案】C
18.向某溶液中逐滴滴入氢氧化钠溶液，先有沉淀产生，继而沉淀又消失，该溶液中可能含有的离子组（）
A．Al3+、Mg2+B．Al3+、K+
C．AlO2-、K+D．Al3+、Cu2+
【难度】★★【答案】B
19.向物质的量浓度均为1mol·L－1的AlCl3和盐酸的混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液，如图中[n表示Al（OH）3的物质的量、V表示NaOH溶液的体积]能正确表示这个反应过程的是（）
【难度】★★【答案】D
【解析】向混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液，反应情况分为三个阶段：
第一阶段为OH－＋H＋→H2O，此时无沉淀产生；第二阶段有白色沉淀产生，反应的离子方程式为Al3＋＋3OH－→Al（OH）3↓；第三阶段滴加NaOH溶液至过量，沉淀逐渐溶解最后完全消失，反应的离子方程式为Al（OH）3＋OH－→AlO
＋2H2O，结合反应方程式及浓度关系可知三个阶段消耗NaOH物质的量之比为1∶3∶1。
20.
将X溶液或气体慢慢加入或通入一定量的Y溶液中，产生沉淀的质量（m）与X的物质的量得关系如图所示，符合该曲线的是（）
X
Y
A
NaOH
AlCl3
B
HCl
NaAlO2
C
CO2
Ca（OH）2
D
SO2
H2S
【难度】★★【答案】B
21.将溶液（或气体）Y逐滴加入或（通入）一定量的溶液X中，产生沉淀的质量与加入Y物质的量（mol）得关系如图，符合此图情况的是（）
A．X：
Ba（OH）2Y：
SO2
B．X：
Ca（OH）2Y：
CO2
C．X：
NaAlO2Y：
HCl
D．X：
AlCl3Y：
NaOH
【难度】★★【答案】C
22.
用稀硫酸，氢氧化钠和铝为原料制取氢氧化铝，甲乙丙三个学生分别用如下三种不同的途径制备。
若最后制得Al（OH）3质量相等，则下列结论正确的是（）
A．乙消耗的原料最少B．甲消耗的原料最少
C．甲丙消耗的原料一样多D．甲乙丙消耗的原料一样多
【难度】
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