1、第 2 讲 铝及其重要化合物考纲要求 了解铝、镁及其重要化合物的主要性质和应用。考点一 铝、镁的性质及应用1铝的结构和存在铝位于元素周期表第三周期A 族，原子结构示意图为 。铝是地壳中含量最多的金属元素。自然界中的铝全部以化合态的形式存在。2金属铝的物理性质银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和传热性等，密度较小，质地柔软。3金属铝的化学性质写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：Al Error!O22Al3Cl 2 2AlCl3= = = = =点 燃 Al Error!酸2Al2NaOH2H 2O=2NaAlO23H 22AlFe 2O3 Al2O32Fe(铝热反应)= =
2、= = =高 温 收集：樱满唯4对比记忆镁的化学性质铝 镁与非金属反应 能被 Cl2、O 2 氧化2MgO 2 2= = = = =点 燃 MgO3MgN 2 M= = = = =点 燃 g3N2与水反应 反应很困难能与沸水反应 Mg2H 2OMg(OH)= = = = = 2H 2与碱反应 能溶于强碱溶液 不反应与某些氧化物反应能与 Fe2O3、M nO 2、Cr 2O3等金属氧化物发生铝热反应能在 CO2 中燃烧：2MgCO 2 2= = = = =点 燃 MgOC5.铝的用途纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。深度思考1判断正误，正确的划“” ，错误的划“”(1)铝在自然
3、界中有游离态和化合态两种形式( )(2)Mg、 Al 在空气中性质稳定，因而都具有很强的抗腐蚀性( )(3)MgO 与 Al 粉的混合物也可称为铝热剂( )(4)Mg 是活泼金属，而 Al 是两性金属 ( )答案 (1) (2) (3) (4)2依据 Mg、Al 单质的性质，思考回答下列问题。(1)铝的化学性质活泼，为什么日常生活中广泛使用的铝制品通常具有较好的抗腐蚀性能？答案 铝在常温下迅速被氧气氧化，形成一层致密的氧化膜，保护铝不再被氧化，因而铝制品通常具有较强的抗腐蚀性能。(2)Al 既能溶于强酸，又能溶于强碱，所以说“Al 既有金属性，又有非金属性 ”你认为这种说法是否恰当？为什么？答
4、案 不恰当。金属性是指元素的原子失电子的能力，非金属性是指元素的原子得电子的能力。铝不论是与酸反应还是与碱反应，都是失去 3e ，化合价升高为3 价，均是还原剂，因而铝具有较强的金属性。(3)铝与酸、碱反应的实质是什么？氧化剂是什么？答案 铝与酸、碱反应的实质都是： Al3 ，2H H2，只不过碱中的 H 来源Al0 失 3e 得 2e 于水的电离。氧化剂分别为酸和水。(4)镁在空气中充分燃烧，所得固体产物可能有哪些：_(用化学式表示)。答案 MgO、Mg 3N2、C题组一 对比掌握铝、镁的性质1下列关于铝单质的叙述中正确的是( )A由于铝在空气中不会锈蚀，所以铝制品的使用寿命都很长B由于铝具
5、有强还原性，所以常用铝来冶炼某些高熔点金属C常温下，铝被浓硫酸钝化，所以可用浓硫酸除去铝表面的铜镀层D由于铝的导电性能比铜强，所以常用铝制造电线、电缆答案 B解析 铜在加热的条件下才能与浓硫酸反应，加热时浓硫酸能与氧化铝反应；铜的导电性能比铝强。2镁、铝单质的化学性质以相似为主，但也存在某些重大差异性，下列物质能用于证明二者存在较大差异性的是( )CO 2 盐酸 NaOH 溶液 水A B C D答案 C解析 Al 能与 NaOH 溶液反应而 Mg 不能；Mg 能在 CO2 中燃烧而 Al 不能。熟记铝、镁的特殊化学性质1活泼金属与酸反应是金属的通性，而铝不但能与酸(H )反应，还能够与碱溶液反
6、应，表现出特殊性：2Al2OH 2H 2O=2AlO 3H 2。 22铝热反应铝和某些金属氧化物反应，将其从氧化物中置换出来，同时放出大量的热，这种反应称为铝热反应，可用于焊接金属、冶炼高熔点贵重金属等。注意 Al 与 MgO 不能发生铝热反应。3Mg 在 CO2 中能够燃烧，所以活泼金属着火不能用干冰灭火器和泡沫灭火器。题组二 铝与酸或碱反应的定量分析3将等物质的量的镁和铝混合，取等质量该混合物四份，分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是( )A3 molL 1 HCl B4 molL 1 HNO3C8 molL 1 NaOH D18 molL1 H2SO4答案 A解析 在镁
7、、铝混合物中加入 HNO3 和浓 H2SO4 都不产生 H2；加入 NaOH 溶液，只有 Al 与之反应生成 H2，而镁不反应；加入盐酸，镁、铝都与盐酸反应生成 H2，所以放出 H2 的量最多。4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，就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_。答案 11解析 根据化学方程式：2Al6HCl= =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
8、Al 的量相等，所得 H2 的量必相等。(2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，产生 H2 的体积之比是_。答案 13解析 因为在反应中 Al 过量，产生的 H2 由 HCl 和 NaOH 的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl3H 2、2NaOH 3H 2，故当 HCl、NaOH 物质的量相等时，二者产生 H2 的体积比为 13。(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_。答案 31解析 因为铝足量且产生 H2 相等，根据关系式 n(HCl) n
9、(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)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_。A5.4 g B3.6 g C2.7 g D1.8 g答案 A解析 其反应原理分别为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
10、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 molL 10.1 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。1铝与酸、碱反应生成 H2 的量的关系铝与酸、碱反应的化学方程式分别为2Al6HCl= =2AlCl33H 2 、2Al2NaOH2H 2O=2NaAlO23H 2。从化学方程式可以看出 Al 与酸、碱反应
11、时生成 H2 的实质都是 Al Al3 ，所以无论与酸还是与碱反应， 失 3e Al 与 H2 的关系都是 2Al3H 2。(1)等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气体积比 。VHClH2VNaOHH2 11(2)足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比 。VHClH2VNaOHH2 13(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比 ”或“”)。明矾可以净水，其净水的原理是 Al3 3H 2OAl(OH)3(胶体)3H ，Al(OH) 3 胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。深度思考1明矾的净水作用与液氯对自来水的消毒作用原理是否相同
12、？答案 不同。明矾净水只能除去水中的悬浮杂质，不能杀菌消毒，而液氯只能杀菌消毒，不能沉淀悬浮的杂质。2在做铝的燃烧实验时，用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热至其熔化，会看到的现象是铝箔熔化，失去光泽，但熔化的铝并不滴落。原因是_。答案 铝箔加热时与 O2 发生反应生成熔点很高的 Al2O3 薄膜，使内部的铝被 Al2O3 包裹着，所以熔化的铝不易滴下3中学化学学习阶段接触到许多既能与酸反应又能与碱反应的物质，除了 Al 及其重要化合物外，你还知道哪些？答案 弱酸的铵盐，如：NH 4HCO3、CH 3COONH4、(NH 4)2S 等；弱酸的酸式盐，如：NaHCO3、KHS、NaHSO 3；
13、 氨基酸。题组一 Al 2O3 和 Al(OH)3 的两性1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 Fe、Al 在浓 H2SO4 或浓 HNO3 作用下其表面被氧化成一层致密的氧化物保护膜。由于铝的氧化物 Al2O3 是一种两性氧化物，既可与强酸反应，又可与强碱反应，故 A、B、D 三项皆不符合题意，只有 C 选项中的 Cu(NO3)2 不与 Al2O3 反应，故不可能与钝化的铝条发生反应。2下列除去杂质的方法不正确的是( )A镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥B用过量氨水除去
14、 Fe3 溶液中的少量 Al3CAl(OH) 3 中混有少量 Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量 CO2 后过滤DMgO 中混有少量 Al2O3：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥得到 MgO答案 B解析 Al(OH) 3 不溶于氨水，故向含少量 Al3 的 Fe3 溶液中加入过量氨水时，Fe 3 、Al 3均转化为氢氧化物沉淀，达不到除杂的目的。含铝杂质的提纯方法归类利用 Al、Al 2O3、Al(OH) 3 可溶于强碱的特性，可除去许多物质中的含铝杂质，如：Mg(Al)：加足量 NaOH 溶液；Fe 2O3(Al2O3)：加足量 NaOH 溶液；M
15、g(OH) 2Al(OH)3：加足量 NaOH 溶液；Mg 2 (Al3 )：加过量 NaOH 溶液，过滤，再加酸充分溶解。题组二 制备 Al(OH)3 的最佳途径3用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝，下列操作步骤中最恰当的组合是( )加盐酸溶解 加烧碱溶液溶解 过滤 通入过量 CO2 生成 Al(OH)3 沉淀 加入盐酸生成 Al(OH)3 沉淀 加入过量烧碱溶液A BC D答案 B解析 若先用盐酸溶解，Mg、Al 均溶解，制取 Al(OH)3 的步骤较多；从 NaAlO2 制备Al(OH)3，若加盐酸不容易控制量的多少。故 B 项操作步骤为最佳顺序。4若甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备
16、 Al(OH)3。规定必用的药品如下：350 g 70% H2SO4 溶液， NaOH 固体 240 g，足量铝屑、水(不能用其他药品) 。甲、乙、丙用各自设计的方案制得 Al(OH)3 的质量分别是 W1、W 2、W 3。三种实验方案如下：甲：铝加 NaOH 溶液加 H2SO4 溶液W 1 g Al(OH)3乙：铝加 H2SO4 溶液加 NaOH 溶液W 2 g Al(OH)3丙：Error!W 3 g Al(OH)3试回答：(1)从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素分析，实验方案最合理的是_。(2)三位学生制得的 Al(OH)3， W1、W 2、W 3 其质量由大到小的顺序是_。(3)
17、制得 Al(OH)3 的最大质量是 _。答案 (1)丙 (2) W3W1W2 (3)520 g制取 Al(OH)3 一般不用强酸或强碱，因为强酸、强碱都能溶解生成的 Al(OH)3，而不易控制酸、碱的用量。一般用氨水或 CO2 制取，也可用 Al3 、AlO 的双水解反应制取。 2题组三 有关 Al3 、AlO 的离子反应 25常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )A无色溶液中：ClO 、MnO 、Al 3 、K 4B1.0 molL 1 的 NaAlO2 溶液中：Cl 、HCO 、K 、Ca 2 3C在强碱性环境中：AlO 、SiO 、Na 、K 2 23D能使甲基橙显红色的溶
18、液中： NH 、AlO 、Na 4 2答案 C解析 A 项 MnO 有颜色，ClO 与 Al3 可发生双水解反应；B 项中 4HCO AlO H 2O=Al(OH)3CO ；D 项中，酸性条件下 AlO 不能大量存在。 3 2 23 26下列离子方程式书写正确的是( )A向氯化铝溶液中通入过量氨气： 4NH3Al 3 2H 2O=AlO 4NH 2 4B将铝片打磨后置于 NaOH 溶液中：2Al2OH =2AlO H 2 2C向明矾溶液中加入过量的 Ba(OH)2 溶液：Al3 2SO 2Ba 2 4OH =2BaSO4AlO 2H 2O24 2D向 NaAlO2 溶液中通入足量 CO2：2A
19、lO CO 23H 2O=2Al(OH)3CO 2 23答案 C解析 A 项，氨水不能溶解 Al(OH)3；B 项，氧元素不守恒；D 项，通足量 CO2 时，应生成HCO 。 31离子共存问题(1)Al3 水解呈酸性，与 OH 、AlO 、CO (HCO )、S 2 等不能大量共存。 2 23 3(2)AlO 水解呈碱性，与 H 、HCO 、Al 3 、Fe 3 等不能大量共存。 2 32含 Al3 的溶液与碱反应的先后顺序当溶液中有多种离子时，要考虑离子之间的反应顺序，如向含有 H 、NH 、Mg 2 、Al 3 4的混合溶液中逐滴加入 NaOH 溶液，NaOH 先与 H 反应，再与 Mg2
20、 、Al 3 反应生成沉淀，再与 NH 反应，最后才溶解 Al(OH)3 沉淀。 4考点三 用数形结合思想理解 Al3 、Al(OH) 3、AlO 之间的转化关系 21Al 3 、Al(OH) 3、AlO 之间的转化关系 2写出上述转化的离子方程式。答案 (1)Al 3 3NH 3H2O=Al(OH)33NH 4Al 3 3AlO 6H 2O=4Al(OH)3 2Al 3 3OH =Al(OH)3(2)Al(OH)33H =Al3 3H 2O(3)Al3 4OH =AlO 2H 2O 2(4)AlO 4H =Al3 2H 2O 2(5)AlO CO 22H 2O=Al(OH)3HCO 2 3A
21、lO H H 2O=Al(OH)3 2(6)Al(OH)3OH =AlO 2H 2O 22与 Al(OH)3 沉淀生成有关的图像分析(1)把强碱溶液逐滴加入到铝盐(Al 3 )溶液中至过量现象：先有白色沉淀产生，然后沉淀逐渐溶解。图像有关反应：AB：Al 3 3OH =Al(OH)3BD：Al(OH) 3OH =AlO 2H 2O 2(2)把铝盐(Al 3 )溶液逐滴加入到强碱溶液中至过量现象：先无明显现象，反应一段时间后逐渐产生大量的白色沉淀。图像有关反应：AB：Al 3 4OH =AlO 2H 2O 2BC：Al 3 3AlO 6H 2O=4Al(OH)3 2(3)把强酸溶液逐滴加入到 A
22、lO 溶液中至过量 2现象：先生成白色沉淀，然后沉淀逐渐溶解。图像有关反应：AB：AlO H H 2O=Al(OH)3 2BD：Al(OH) 33H =Al3 3H 2O(4)向强酸溶液中逐滴加入 AlO 溶液至过量 2现象：先无明显现象，反应一段时间后逐渐产生白色沉淀。图像有关反应：AB：4H AlO =Al3 2H 2O 2BC：Al 3 3AlO 6H 2O=4Al(OH)3 2(5)往等物质的量的 AlCl3、MgCl 2 混合溶液中加入 NaOH 溶液至过量现象：开始出现白色沉淀，后沉淀量增多，最后沉淀部分溶解。图像有关反应：OA：Al 3 3OH =Al(OH)3，Mg2 2OH
23、=Mg(OH)2AB：Al(OH) 3OH =AlO 2H 2O 2深度思考1下列各项操作中，能出现“先产生沉淀，然后沉淀又溶解”现象的是_。向饱和碳酸钠溶液中通入过量的 CO2 向 NaAlO2 溶液中逐滴加入过量的稀盐酸 向AlCl3 溶液中逐滴加入过量稀氢氧化钠溶液 向硅酸钠溶液中逐滴加入过量的盐酸答案 解析 中 Na2CO3 与 CO2、 H2O 反应生成 NaHCO3，由于 Na2CO3 的溶解度比 NaHCO3 的大，因而只会产生沉淀；NaAlO 2 中加入稀盐酸，开始时产生白色沉淀 Al(OH)3，当盐酸过量时，Al(OH) 3 又溶于盐酸；向 AlCl3 溶液中加入 NaOH
24、溶液，开始时产生白色沉淀Al(OH)3，当 NaOH 过量时，Al(OH) 3 又溶于 NaOH；只会生成 H2SiO3 沉淀。2下列各组物质的无色溶液，不用其他试剂即可鉴别的是_。NaOH、AlCl 3 NaHCO 3、H 2SO4 NaAlO 2、NaHSO 4 Na 2CO3、HCl Na 2CO3、NaHCO 3、Ca(OH) 2答案 解析 都使用互滴法，两次操作应产生不同的现象。向含 Al3 的溶液中滴加 NaOH 溶液：先生成白色沉淀，后沉淀又逐渐溶解；向 NaOH 溶液中滴加含 Al3 的溶液：开始无沉淀产生，后产生白色沉淀，且沉淀不溶解。两次现象不同，可以鉴别。不论是 NaHC
25、O3 滴入 H2SO4 中还是 H2SO4 滴入 NaHCO3 中都会立即产生气泡，现象相同，无法鉴别。NaHSO 4=Na H SO ，溶液显强酸性。向 NaAlO2 溶液中滴加 NaHSO4：开始出24现白色沉淀后沉淀逐渐溶解；向 NaHSO4 溶液中滴加 NaAlO2 溶液：开始无现象，后出现白色沉淀。现象不同，可以鉴别。向 Na2CO3 溶液中滴加盐酸：开始无现象，后产生气泡；向盐酸中滴加 Na2CO3 溶液：立即产生气泡。现象不同，可以鉴别。无论是 NaHCO3 还是 Na2CO3 加到 Ca(OH)2 中都会产生白色沉淀，无法鉴别。题组一 Al 3 、AlO 形成 Al(OH)3
26、图像的综合分析 21如图表示 AlCl3 溶液与 NaOH 溶液相互滴加过程中微粒的量的关系曲线，下列判断错误的是( )A线表示 Al3 的物质的量的变化Bx 表示 AlCl3 的物质的量C线表示 Al(OH)3 的物质的量的变化D线表示 AlO 的物质的量的变化 2答案 B解析 AlCl 3 溶液与 NaOH 溶液混合有两种方式：向 AlCl3 溶液中缓慢滴加 NaOH 溶液，开始有沉淀生成后沉淀溶解，且生成沉淀与沉淀溶解消耗的 NaOH 的物质的量之比为 31，显然符合题意，则 x 表示 NaOH 的物质的量，B 项错误；另一种方式是向 NaOH 溶液中缓慢滴加 AlCl3 溶液，开始没有
27、沉淀，后有沉淀生成，与本题图示情况不符。2下列曲线图(纵坐标为沉淀的量，横坐标为加入物质的量) 与对应的选项相符合的是( )A向 1 L 浓度均为 0.1 molL1 的 Ba(OH)2、NaAlO 2 混合溶液中加入 0.1 molL1 的稀H2SO4B向 1 L 浓度分别为 0.1 molL1 和 0.3 molL1 的 AlCl3、NH 4Cl 的混合溶液中加入 0.1 molL 1 的稀 NaOH 溶液C向烧碱溶液中滴加明矾溶液D向 AlCl3 溶液中滴加过量氨水答案 A解析 A 项，Ba(OH) 2 和 NaAlO2 中加入 H2SO4，发生的反应依次为Ba2 2OH 2H SO =
28、BaSO42H 2O、AlO H H 2O=Al(OH)3、Al(OH)24 233H =Al3 3H 2O，所以加 1 L H2SO4 时，Ba(OH) 2 反应完，再加 0.5 L H2SO4 时 AlO参加反应，再加 1.5 L H2SO4 时，Al(OH) 3 全部溶解， A 正确；B 项，向 1 L 浓度分别为 20.1 molL1 和 0.3 molL1 的 AlCl3、NH 4Cl 的混合溶液中加入 0.1 molL1 的 NaOH 溶液，发生的反应依次是 Al3 3OH =Al(OH)3、OH NH =NH3H2O、Al(OH) 43OH =AlO 2H 2O，所以沉淀 Al3
29、 和溶解 Al(OH)3 所用 NaOH 的量之比为 31，而 2图像上看到的是 11，B 错误； C 项，向烧碱溶液中滴加明矾溶液，发生的反应依次是Al3 4OH =AlO 2H 2O、Al 3 3AlO 6H 2O=4Al(OH)3，C 错误；D 项， 2 2AlCl3 溶液中滴加过量氨水，沉淀不会溶解，D 错误。突破 Al(OH)3 沉淀图像三个秘诀1明晰横、纵坐标含义，然后通过曲线变化特点分析反应原理。2掌握 Al3 、Al(OH) 3、AlO 三者之间的转化比例： 2Al3 Al(OH)3 Al4OH 4H O3OH 3H OH H 23明晰 Al3 溶液中加碱(OH )的几种常见变
30、形图像，如：图 A 中，n(H )n(Al 3 )21。图 B 中，若已知原溶液中含有 Mg2 。则可推出：n(Mg2 )n(Al 3 )11。图 C 中，若已知原溶液中含有 H 和 Mg2 ，则可推导出：n(H )n(Al 3 )n(Mg 2 )211。题组二 Al 3 形成 Al(OH)3 的简单计算3向 30 mL 1 molL1 的 AlCl3 溶液中逐渐加入浓度为 4 molL1 的 NaOH 溶液，若产生0.78 g 白色沉淀，则加入的 NaOH 溶液的体积可能为( )A3 mL B7.5 mLC15 mL D17.5 mL答案 B解析 解法一：把该题的信息转化为图像，用图像法求解
31、，如图所示：当生成沉淀 0.01 mol 时需 NaOH 0.03 mol 或 0.11 mol，显然 B 项符合题意。解法二：已知 n(AlCl3)0.03 mol，nAl(OH) 30.01 mol，由沉淀的物质的量小于氯化铝的物质的量可推知此题可能有两个答案：一是氢氧化钠不足，二是氢氧化钠过量。当碱的量不足时，则 V(NaOH) L0.007 5 L7.5 mL；当碱过量时，则 V(NaOH)0.0134 L0.027 5 L27.5 mL。0.034 0.0144现有 AlCl3 和 MgSO4 混合溶液，向其中不断加入 NaOH 溶液，得到沉淀的量与加入NaOH 溶液的体积如下图所示
32、，原溶液中 Cl 与 SO 的物质的量之比为( )24A13 B23 C6 1 D31答案 C解析 OA 上升的直线表示 Al(OH)3 和 Mg(OH)2 一起沉淀，AB 下降的直线表示 Al(OH)3 沉淀溶解，B 点表示 Al(OH)3 完全溶解。AB 段完全溶解 Al(OH)3 消耗 NaOH 0.1 L，则 Al3 生成 Al(OH)3 消耗 NaOH 0.3 L，沉淀 Mg2 消耗 NaOH 0.1 L，因而 n(AlCl3)n(MgSO 4)21，所以，n(Cl )n(SO )61。24可溶性铝盐与强碱反应的计算规律1求产物 Al(OH)3 的量(1)当 n(OH )3n(Al
33、3 )时，nAl(OH) 3 n(OH )；13(2)当 3n(Al3 )n(OH )4n(Al3 )时，nAl(OH) 34n(Al 3 )n(OH )；(3)当 n(OH )4n(Al 3 )时，nAl(OH) 30，无沉淀。2求反应物碱的量(1)若碱不足(Al 3 未完全沉淀 )，n(OH )3nAl(OH) 3；(2)若碱使生成的 Al(OH)3 部分溶解，n(OH )4n(Al 3 )nAl(OH) 3。考点四 化工生产中镁、铝及其化合物的转化关系1从海水中提取镁的流程(1)流程：(2)主要化学反应：制石灰乳：CaCO3 CaO CO2、CaO H 2O=Ca(OH)2；= = =
34、= =高 温 沉淀 Mg2 ：Mg 2 2Ca(OH) 2=Mg(OH)2Ca 2 ；制备 MgCl2：Mg(OH) 22HCl= =MgCl22H 2O；电解 MgCl2：MgCl 2(熔融) MgCl 2。= = = = =电 解 2工业炼铝的流程铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界主要以化合态形式存在于氧化铝中。铝土矿的主要成分是 Al2O3，此外还含有少量 SiO2、Fe 2O3 等杂质，冶炼金属铝很重要的一个过程是Al2O3 的提纯。由于 Al2O3 是两性氧化物，而杂质 SiO2 是酸性氧化物， Fe2O3 是碱性氧化物，因而可设计出两种提纯氧化铝的方案。方案一：碱溶法讨论回答下
35、列问题：(1)写出、两步骤中可能发生反应的离子方程式。答案 Al 2O32OH =2AlO H 2O，SiO 22OH =SiO H 2O 2 23AlO CO 22H 2O=Al(OH)3HCO ，SiO 2CO 22H 2O=H2SiO32HCO 2 3 23 3(2)步骤中不用盐酸(或 H2SO4)酸化的理由是_。答案 因为 AlO 与酸反应生成的 Al(OH)3 具有两性，可溶于强酸，不易控制酸的量；CO 2 2廉价而且生成的副产物 NaHCO3 用途广泛，经济效益好(3)步骤中得到较纯的 Al2O3，可能含有_杂质，在电解时它不会影响铝的纯度的原因：_。答案 SiO 2 由于 SiO
36、2 的熔点很高，在加热到 1 000 左右时不会熔化，因而不影响铝的纯度方案二：酸溶法讨论回答下列问题：(1)写出、中可能发生反应的离子方程式。答案 Al 2O36H =2Al3 3H 2O，Fe 2O36H =2Fe3 3H 2OAl 3 4OH =AlO 2H 2O，Fe 3 3OH =Fe(OH)3 2(2)步骤中不用氨水沉淀 Fe3 的原因：_。答案 Al(OH) 3 只能溶于强碱，不能溶于氨水，用氨水不能将 Fe(OH)3 和 Al(OH)3 分离题组一 铝的提炼过程1铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝：下列说法中错误的是( )A中除加试剂外
37、，还需要进行过滤操作Ba、 b 中铝元素的化合价相同C中需要通入过量的氨气D进行的操作是加热，而且 d 一定是氧化铝答案 C解析 反应后的体系中含有固体二氧化硅，需要过滤除去，反应后的体系中含有氢氧化铁沉淀，需要过滤除去，A 正确； a、b 中 Al 元素分别以 AlCl3 和 NaAlO2 形式存在，其中铝的化合价都是3 价，B 正确；由 NaAlO2 制备氢氧化铝需要通入过量二氧化碳， C 错误；由氢氧化铝制备氧化铝，加热即可，D 正确。2工业上用某种氧化铝矿石(含 Fe2O3 杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：对上述流程中的判断正确的是( )A试剂 X 可以为氨水，沉淀中含有铁的化合物B
38、CO 2 可以用 H2SO4 溶液或稀盐酸代替C反应中的反应为 CO2 AlO 2H 2O=Al(OH)3HCO 2 3D工业上还可采用 Fe 还原 Al2O3 的方法制 Al，成本更低答案 C解析 A 项试剂 X 应为强碱溶液，使 Al2O3 溶解；B 项若用强酸代替 CO2，强酸过量时，Al(OH)3 会溶解，不能保证生成 Al(OH)3 沉淀；D 项因 Al 比 Fe 活泼，不能用 Fe 置换 Al。题组二 镁及其重要化合物转化关系的应用3 MgSO47H2O 是一种重要的化工原料。某研究性学习小组设计了利用菱镁矿石(主要成分是 MgCO3，并含有 MnCO3、SiO 2 杂质)制取 M
39、gSO47H2O 的实验，流程如下。(1)第步研磨的目的是_，所得滤液主要含_、_等溶质。(2)第步反应的离子方程式为_。(3)第步浓缩结晶后，要经过_、洗涤、干燥等步骤才可得到 MgSO47H2O，洗涤沉淀的基本操作是_。(4)若制得 MgSO47H2O 质量为 82.00 g，测得 MnO2 质量为 1.74 g，且测得第步滤渣质量为 4.70 g，忽略各物质在溶液中的溶解损失，可计算出菱镁矿石中 MgCO3 的质量分数为_。答案 (1)使溶解充分并加快溶解速率 MgSO 4 MnSO 4(2)Mn2 ClO H 2O=MnO2Cl 2H (3)过滤 将沉淀置于过滤器中，加蒸馏水至刚好浸没
40、沉淀，待水流尽，重复 23 次(4)80%解析 (1)研磨可增大固体的表面积，使被溶物充分溶解并使溶解速率加快。菱镁矿石与稀硫酸反应，MgCO 3、MnCO 3 会转变为 MgSO4、MnSO 4。(2)根据流程图，加入 NaClO 溶液，MnSO4 转变为 MnO2。根据得失电子守恒和元素守恒即可写出第步反应的离子方程式：Mn2 ClO H2O=MnO2Cl 2H 。(3)第步浓缩结晶后要经过过滤、洗涤、干燥才能得到 MgSO47H2O 晶体。洗涤沉淀时要注意加水不能过多，且不能用玻璃棒搅拌，还要重复 23 次。(4)根据题中信息可求得 MgCO3、MnCO 3 的质量分别是 28.00 g
41、、2.30 g，则菱镁矿石中 MgCO3 的质量分数为 100%80% 。28.00 g28.00 g 2.30 g 4.70 g解答化工流程题的基本方法1明确目的，提取有用信息通过阅读题头，明确生产目的制备什么物质，找到制备物质时所需的原料及所含杂质，提取出所给的相关信息反应的化学方程式、物质的稳定性和溶解性等。2分析流程，弄清各步作用对比分析流程图中的一种物质(原料) 与最后一种物质(产品)，找出原料与产品之间的关系，联系问题有针对性地思考：原料转化为产品的过程中依次进行了什么反应？每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物？杂质是否要除去，采用什么操作方法除去？3看清问题，准确规范作答这
42、一步很关键，答题时要看清问题，不能答非所问，要注意语言表达的科学性和准确性，如分清是要求回答实验操作名称还是具体操作步骤。探究高考 明确考向1下列关于铝及其化合物的叙述正确的是( )A铝罐可久盛食醋(2014 福建理综， 6C)B氢氧化铝可作胃酸的中和剂(2014四川理综，1D)C明矾用作净水剂不涉及化学变化(2014重庆理综，1A)D铝与 Fe2O3 发生铝热反应，反应后固体物质增重(2014新课标全国卷，9C)答案 B解析 铝罐容易受食醋中的醋酸腐蚀而破裂，无法久盛食醋，A 错；明矾用作净水剂是利用Al3 水解生成的氢氧化铝胶体的吸附性，涉及化学变化，C 错；铝与氧化铁反应，反应前后都是固
43、体，质量不变，D 错。2下列关于铝及其化合物的离子方程式不正确的是( )AAlCl 3 溶液中加入过量稀氨水：Al 3 3NH 3H2O=Al(OH)34NH (2014四川理综， 43C 改编)B向 NaAlO2 溶液中通入过量 CO2 制 Al(OH)3：CO 2AlO 2H 2O=Al(OH) 23HCO (2014江苏，7D) 3CAl 片溶于 NaOH 溶液中，产生气体：2Al2OH 2H 2O=2AlO 3H 2(2014 北京 2理综，9D)D明矾溶液中滴入 Ba(OH)2 溶液使 SO 恰好完全沉淀：242Ba2 3OH Al 3 2SO =2BaSO4Al(OH) 3(201
44、3大纲全国卷，11D)24答案 D解析 氢氧化铝不能溶于氨水，A 对；偏铝酸钠溶液中通入 CO2 气体生成氢氧化铝和碳酸氢钠，B 正确；SO 恰好完全沉淀时，Al 3 与 OH 的物质的量之比为 14，应生成 AlO24，D 错。 23(2014北京理综，7)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 金属铝在空气中表面会形成一层致密的氧化膜保护层，防止内层的金属进一步被氧化，D 正确。K、Na、Fe 表面形成的氧化膜比较疏松，不能保护内层金属，A、B、C 错误。4(2014安徽理综，13)室温下，在 0.2 molL1 Al2(SO4)3 溶液中，逐滴加入 1.0 molL1 NaOH 溶液
