1、1专题八 铝、氮及其化合物(加试)考试标准知识条目 必考要求 加试要求1.从铝土矿到铝合金地壳中铝的含量及存在形式，铝合金从铝土矿中获得铝的方法铝的重要性质(跟酸、碱反应，铝热反应，钝化现象)两性氧化物、两性氢氧化物的概念，Al 2O3、Al(OH) 3的重要性质，铝及其重要化合物之间的转化关系明矾的组成及净水原理abbcb2.生产生活中的含氮化合物氮氧化物的产生、转化及其性质氮及其化合物的相互转化关系氨的性质与用途工业合成氨铵盐的性质与用途硝酸的性质与用途工业制取硝酸的设备和流程氮肥的性质与科学使用acbbbbba2考点一 铝及其化合物1树立物质转化思想(1)理清知识主线AlAl 2O3Al
2、(OH) 3Error!(2)形成网络构建2扫除易混知识盲点(1)铝是活泼金属，但铝抗腐蚀性相当强，因为铝表面生成一层致密的氧化物薄膜。由于Al2O3的熔点高于 Al 的熔点，故在酒精灯上加热铝箔直至熔化，发现熔化的铝并不滴落。(2)铝热反应不仅仅是单质铝与 Fe2O3反应，还包含制取其他难熔金属的反应，由于铝热剂是混合物，故铝热反应不能用于工业上冶炼铁。注意铝热反应是中学化学中唯一一类金属单质与金属氧化物在高温条件下的置换反应。(3)引发铝热反应的操作是高考实验考查的热点，具体操作是先铺一层 KClO3，然后插上镁条，最后点燃镁条。(4)并不是 Al 与所有金属氧化物均能组成铝热剂，该金属氧
3、化物对应的金属活泼性应比铝弱。(5)Al2O3、Al(OH) 3与 NaOH 溶液的反应常用于物质的分离提纯。Al(OH) 3不溶于氨水，所以实验室常用铝盐和氨水来制备 Al(OH)3。(6)利用偏铝酸盐制备 Al(OH)3，一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的 Al(OH)3溶解。若向偏铝酸盐溶液中通入 CO2，生成的 Al(OH)3不溶于碳酸，CO 2过量时生成 HCO ， 3不过量时生成 CO ，书写离子反应方程式时要特别注意。23(7)Al(OH)3可用作抗酸药；明矾常用于净水。(8)泡沫灭火器所用试剂为 Al2(SO4)3溶液和 NaHCO3溶液。3规范书写重要反应3用方程式
4、回答下列问题。(1)用化学方程式表示除去铁粉中的铝粉。2Al2NaOH2H 2O=2NaAlO23H 2。(2)用离子方程式表示除去 Fe2O3中的 Al2O3。Al2O32OH =2AlO H 2O。 2(3)用离子方程式表示除去 Mg(OH)2中的 Al(OH)3。Al(OH)3OH =AlO 2H 2O。 2(4)现有 AlCl3溶液、氨水、NaOH 溶液，制备 Al(OH)3的最佳方案是(用化学方程式表示)。AlCl33NH 3H2O=Al(OH)33NH 4Cl。(5)现有 NaAlO2溶液、CO 2、盐酸，制备 Al(OH)3的最佳方案是(用离子方程式表示)2AlO CO 23H
5、2O=2Al(OH)3CO 2 23或 AlO CO 22H 2O=Al(OH)3HCO 。 2 3(6)用离子方程式表示泡沫灭火器的原理。Al3 3HCO =Al(OH)33CO 2。 3(7)用离子方程式分别表示：Al 3 、AlO ；AlO 、HCO 不能大量共存的原理。 2 2 3Al 3 3AlO 6H 2O=4Al(OH)3； 2AlO H 2OHCO =Al(OH)3CO 。 2 3 23(8)用离子方程式表示 KAl(SO4)2和 Ba(OH)2的反应。沉淀的物质的量最大；沉淀的质量最大。2Al 3 3SO 6OH 3Ba 2 =2Al(OH)33BaSO 4；24Al 3 2
6、SO 2Ba 2 4OH =AlO 2H 2O2BaSO 4。24 2(9)铵明矾NH 4Al(SO4)212H2O是常见的食品添加剂，用于焙烤食品，向铵明矾溶液中逐滴滴入 NaOH 溶液，试写出反应的离子方程式。Al3 3OH =Al(OH)3；NH OH =NH3H2O； 4Al(OH)3OH =AlO 2H 2O。 2题组一 铝及其化合物的性质定性判断1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( )AK BNa CFe DAl答案 D解析 钾属于活泼金属，与氧气发生剧烈的反应，A 项错误；钠属于活泼金属，与空气中的4氧气发生反应生成氧化钠，氧化钠不能保护内层钠，B
7、项错误；铁在空气中发生反应：2FeO 22H 2O=2Fe(OH)2、4Fe(OH) 2O 22H 2O=4Fe(OH)3、2Fe(OH) 3=Fe2O33H 2O，铁表面生成的 Fe2O3不能保护铁，C 项错误。2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( )AAl BAl(OH) 3 CAlCl 3 DAl 2O3答案 A解析 假设上述四种物质均为 1 g，则物质的量分别为 mol， mol， mol， 127 178 1133.5 1102mol，完全溶解转化为 NaAlO2时，所需 NaOH 的物质的量分别为 mol、 mol， 4
8、127 178 1133.5mol mol， 2 mol mol，所以选 A。133.4 1102 1513下列有关铝的化合物的说法正确的是( )A氧化铝坩埚可用于熔融 NaOH 实验B工业上利用电解熔融氯化铝冶炼铝C氢氧化铝能中和胃酸，可用于治疗胃酸过多D明矾可用于自来水的消毒答案 C解析 氧化铝能与 NaOH 反应，氧化铝坩埚不能用于熔融 NaOH 实验，A 错误；工业上利用电解熔融氧化铝冶炼铝，B 错误；明矾用于自来水的净化而不能用于自来水的消毒，D 错误。4A、B、C、D、E 五种化合物均含有同一种短周期常见元素，它们的转化关系如图所示，其中 A 为澄清溶液，C 为难溶的白色固体，E
9、易溶于水。若取 A 溶液灼烧，焰色反应为紫色(透过蓝色钴玻璃片)。(1)写出下列物质的化学式：A_，B_，C_，D_，E_。(2)写出下列反应的离子方程式：AB：_。AD：_。答案 (1)KAlO 2 Al(OH) 3 Al 2O3 AlCl 3 NaAlO 25(2)AlO CO 2(过量)2H 2O=Al(OH)3HCO AlO 4H =Al3 2H 2O 2 3 2解析 本题的突破口应在推断出 B、C 两种物质。在短周期元素形成的化合物中，既能与盐酸反应，又能与 NaOH 溶液反应的必为两性物质，又因为 B C，故可知 C 为 Al2O3，B 为 Al(OH)3，依次推出 D 是 AlC
10、l3，A 与过量 CO2反应生成 Al(OH)3，且 A 溶液的焰色反应为紫色(透过蓝色钴玻璃片)，则 A 为 KAlO2，E 为 NaAlO2。1Al(OH) 3的制备Al3 3NH 3H2O=Al(OH)33NH ；AlO CO 22H 2O=Al(OH)3HCO 。 4 2 32离子共存问题(1)Al3 与 OH 、CO 、HCO 、SO 、S 2 、AlO 不能大量共存，其中 OH 是因为直接23 3 23 2反应，其余均是“相互促进水解” 。(2)AlO 与 H 、HCO 、NH 、Al 3 、Mg 2 、Cu 2 不能大量共存，其中 AlO 和 H 、HCO 2 3 4 2是因为直
11、接反应(如 AlO HCO H 2O=Al(OH)3CO )，其余是“相互促进水解” 。 3 2 3 233鉴别(利用滴加顺序不同，现象不同)(1)AlCl3溶液中滴加 NaOH 溶液现象：先产生白色沉淀，后沉淀溶解。(2)NaOH 溶液中滴加 AlCl3溶液现象：开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。题组二 铝及其化合物性质的定量计算(一)铝与 H 、OH 反应的定量计算5铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出H2的金属，根据铝的这一特殊性质回答下列问题：(1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得 H2的体积之比是_。(2)足量
12、的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，产生 H2的体积之比是_。(3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的 HCl、NaOH 溶液中，二者产生的H2相等，则 HCl 和 NaOH 的物质的量浓度之比是_。(4)甲、乙两烧杯中各盛有 100 mL 3 molL1 的盐酸和 NaOH 溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为 V(甲) V(乙)12，则加入铝粉的质量为_(填字母)。A5.4 g B3.6 g C2.7 g D1.8 g答案 (1)11 (2)13 (3)31 (4)A解析 (1)根据化学方程式：62Al6HCl=
13、 =2AlCl33H 2、2Al2NaOH2H 2O=2NaAlO23H 2，得 Al 与 H2的关系式均为 2Al3H 2，故只要参加反应的 Al 的量相等，所得 H2的量必相等。(2)因为在反应中 Al 过量，产生的 H2的量由 HCl 和 NaOH 的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl3H 2、2NaOH3H 2，故当 HCl、NaOH 物质的量相等时，二者产生 H2的体积比为13。(3)因为铝足量且产生 H2相等，根据关系式 n(HCl) n(NaOH)31，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度 c(HCl) c(NaOH) n(HCl) n(NaOH)31。(4)其反应原理分别
14、为 2Al6HCl= =2AlCl33H 2，2Al2NaOH2H 2O=2NaAlO23H 2。可见当参加反应的 HCl 和 NaOH 的物质的量一样多时，产生 H2的体积比是 13，而题设条件体积比为 12，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于 NaOH 来说是不足的。2Al6HCl = = 2AlCl 33H 26 mol 3 mol3 molL1 0.1 L 0.15 mol则 Al 与 NaOH 反应生成的 H2为 0.15 mol20.3 mol。2Al2NaOH2H 2O=2NaAlO23H 2227 g 3 mol54 g 0.3 mol即投入的铝粉为 5.4 g。(二
15、)有关“铝及其化合物”图像的定性定量分析6.常温下，在 200 mL 含 Mg2 、Al 3 、NH 、H 、Cl 等离子的溶液中，逐滴加入 5 4molL1 的 NaOH 溶液，所加 NaOH 溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量(mol)关系如图所示。下列叙述正确的是( )A x 与 y 的差值为 0.02 molB原溶液中 c(Cl )0.75 molL 1C原溶液的 pH1D原溶液中 n(Mg2 ) n(Al3 )52答案 C解析 剖析图像可知， x 与 y 的差值即为 Al(OH)3的物质的量，此时消耗 n(NaOH) nAl(OH)3(3533)10 3 L5 molL1 0.0
16、1 mol，A 项错误；原溶液中的阴离子只有 Cl ，则加入 33 mL NaOH 溶液时 Cl 全部存在于 NaCl 中，则 Cl 的物质的量为 33103 L5 7molL1 0.165 mol，原溶液中 c(Cl ) 0.825 molL1 ，B 项错误；04 0.165 mol0.2 LmL 发生 H 与 NaOH 的反应，则 H 的物质的量为 4103 L5 molL1 0.02 mol， c(H )0.1 molL1 ，原溶液的 pH1，C 项正确；430 mL 发生 Mg2 、Al 3 与 NaOH 的反应生成沉淀，共消耗 NaOH 的物质的量为(304)10 3 L5 molL
17、1 0.13 mol，Al 3 消耗的NaOH 的物质的量为 0.01 mol30.03 mol，则与 Mg2 反应的 n(NaOH)0.13 mol0.03 mol0.1 mol， n(Mg2 )0.05 mol，原溶液中 n(Mg2 ) n(Al3 )51，D 项错误。72017绍兴市稽山中学高三(上)月考准确称取 6 g 铝土矿样品(含 Al2O3、Fe 2O3、SiO 2)加入 100 mL 硫酸溶液，充分反应后，向滤液中加入 10 molL1 NaOH 溶液，产生沉淀的质量与加入 NaOH 溶液的体积关系如图所示，求所用硫酸溶液的物质的量浓度( )A1.75 molL 1 B3.5
18、molL 1C2.25 molL 1 D无法计算答案 A解析 当加入 NaOH 溶液的体积为 35 mL 时， n(NaOH)0.035 L10 molL 1 0.35 mol，此时沉淀的质量达到最大值，则此时溶液的溶质只有 Na2SO4，根据 Na 元素守恒有 n(Na2SO4) n(NaOH) 0.35 mol0.175 mol，根据硫酸根守恒，则有： n(H2SO4)0.175 mol，12 12所以原硫酸溶液中 c(H2SO4) 1.75 molL 1 ，故选 A。0.175 mol0.1 L关于 Al(OH)3沉淀变化图像分析(1)可溶性铝盐溶液与 NaOH 溶液反应的图像操作向可溶
19、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8图像离子方程式Al3 3OH = Al(OH)3Al(OH)3OH =AlO 2H 2O 2Al3 4OH =AlO 2H 2O 2Al3 3AlO 6H 2O=4Al(OH)3 2(2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像操作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AlO H
20、H 2O=Al(OH)3 2Al(OH)33H =Al3 3H 2OAlO 4H =Al3 2H 2O 2Al3 3AlO 6H 2O=4Al(OH)3 2(3)可溶性铝盐与弱酸、弱碱反应产生沉淀的图像向 AlCl3溶液中滴加氨水的图像(如图所示)。原理：Al 3 3NH 3H2O=Al(OH)33NH 4现象：立即产生白色沉淀 渐多 最大量向 NaAlO2溶液中通入足量 CO2的图像(如图所示)。原理：CO 2AlO 2H 2O=Al(OH)3HCO 2 39现象：立即产生白色沉淀 渐多 最大量(4)混合离子(含 Al3 、Mg 2 、H )反应的图像向含有铝离子、镁离子、氢离子的混合溶液中
21、逐滴加入 NaOH 溶液，H 先与 OH 反应，该过程 中 无 沉 淀 生 成 ， 而 后 Al3 、 Mg2 与 OH 反 应 至 沉 淀 达 到 最 大 值 ， 最 后 Al(OH)3再 与 OH 反应导致沉淀部分溶解。反应的离子方程式为第一阶段：H OH =H2O第二阶段：Mg 2 2OH =Mg(OH)2Al3 3OH =Al(OH)3第三阶段：Al(OH) 3OH =AlO 2H 2O 2题组三 有关铝及其化合物参与的框图推断82017浙江省衢州二中高三(上)月考A、B、C 是单质，其中 A 是金属，各种物质间的转化关系如图：根据图示转化关系回答：(1)写出下列物质的化学式：A_，B
22、_，乙_，丁_。(2)写出下列变化的化学方程式。A 与 NaOH 溶液反应的化学方程式：_。甲与 NaOH 溶液反应的离子方程式：_。(3)将一定量的 A 加入到 NaOH 溶液中，产生的 C 在标准状况下的体积为 3.36 L，则消耗的A 的物质的量为_，转移电子的物质的量为_。答案 (1)Al O 2 NaAlO 2 Al(OH) 3(2)2Al2NaOH2H 2O=2NaAlO23H 210Al 2O32OH =2AlO H 2O 2(3)0.1 mol 0.3 mol解析 (1)常见金属单质中能与 NaOH 溶液反应产生气体的只有 Al，所以 A 是 Al，乙是NaAlO2，C 是 H
23、2；甲是 Al 的化合物，可和 NaOH 溶液反应产生 NaAlO2，甲可能是 Al2O3，则丙是 H2O，B 即是 O2，根据 NaAlO2CO 22H 2O=NaHCO3Al(OH) 3得丁是 Al(OH)3，验证符合转化关系。(3)产生的 H2在标准状况下的体积为 3.36 L，物质的量为 0.15 mol，根据3.36 L22.4 Lmol 12Al2NaOH2H 2O=2NaAlO23H 2可知，消耗的 Al 的物质的量为 0.15 mol 0.1 23mol，转移电子的物质的量为 0.1 mol30.3 mol。9(2016杭州市第二中学高一上学期期末)现有常见金属单质 A、B、C
24、 和气体甲、乙、丙及物质 D、E、F、G、H。其中 B 是地壳中含量最多的金属。它们之间能发生如下反应(图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出)。(1)写出化学式：B_，G_。(2)写出离子反应方程式：_；_。答案 (1)Al FeCl 3(2)2Al2H 2O2OH =2AlO 3H 2 24Fe2 8OH O 22H 2O=4Fe(OH)3解析 有常见金属单质 A、B、C 和气体甲、乙、丙及物质 D、E、F、G、H。其中 B 是地壳中含量最多的金属，则 B 是 Al。A 金属的焰色反应显黄色，则 A 是 Na。钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，则甲是氢气，D 是氢氧化钠。黄绿色气体乙是氯气，则气体丙是氯化氢，溶于水得到盐酸。氢氧化钠和 G 反应生成红褐色沉淀氢氧化铁，则 G 是铁盐，所以 G 是氯化铁，F 是氯化亚铁，C 是铁。(1)根据以上分析可知 B、G 的化学式分别是 Al、FeCl 3。(2)反应的离子反应方程式分别是2Al2H 2O2OH =2AlO 3H 2、4Fe 2 8OH O 22H 2O=4Fe(OH)3。 2
