2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題4 金屬及其化合物 第三單元 從鋁土礦到鋁合金（加試）學(xué)案 蘇教版考試標(biāo)準(zhǔn)知識條目必考要求加試要求1.地殼中鋁的含量及存在形式，鋁合金a2.從鋁土礦中獲得鋁的方法b3.鋁的重要性質(zhì)(跟酸、堿反應(yīng)，鋁熱反應(yīng)，鈍化現(xiàn)象)b4.鋁片(條)燃燒的方法b5.鋁表面氧化膜的作用b6.兩性氧化物、兩性氫氧化物的概念，Al2O3、Al(OH)3的重要性質(zhì)，鋁及其重要化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系c7.明礬的組成及凈水原理b1鋁的結(jié)構(gòu)和存在鋁位于元素周期表第3周期A族，原子結(jié)構(gòu)示意圖為。鋁是地殼中含量最多的金屬元素。自然界中的鋁全部以化合態(tài)的形式存在。2金屬鋁的物理性質(zhì)銀白色有金屬光澤的固體，有良好的延展性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等，密度較小，質(zhì)地柔軟。3金屬鋁的化學(xué)性質(zhì)寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：Al2Al3Cl22AlCl3Al2Al2OH2H2O=2AlO3H22AlFe2O3Al2O32Fe(鋁熱反應(yīng))4合金及鋁合金的性能和用途(1)概念：合金是指兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。(2)性能：合金具有不同于各成分金屬的物理、化學(xué)性能或機(jī)械性能。熔點：一般比它的各成分金屬的低；硬度和強度：一般比它的各成分金屬的大。(3)鋁合金金屬鋁與其他金屬(或非金屬)熔合形成鋁合金。鋁合金具有密度小，強度高，塑性好等優(yōu)點。鋁及其合金優(yōu)良的物理性質(zhì)決定其重要用途，請把以下左欄列舉的鋁的重要用途與右欄列舉的有關(guān)鋁的性質(zhì)用線連起來：題組一識記鋁合金的性能及用途1鋁合金主要用于制作窗框、卷簾門、防護(hù)欄等。下列與這些用途無關(guān)的性質(zhì)是()A不易生銹 B導(dǎo)電性好C密度小 D強度高答案B2合金與純金屬制成的金屬材料相比，優(yōu)點是()合金的硬度一般比它的各成分金屬的大合金的熔點一般比它的各成分金屬的更低改變原料的配比、改變生成合金的條件，得到有不同性能的合金合金比純金屬的導(dǎo)電性更強合金比純金屬的應(yīng)用范圍更廣泛A B C D答案B題組二識記金屬鋁的性質(zhì)特點3下列關(guān)于鋁單質(zhì)的敘述中正確的是()A由于鋁在空氣中不會銹蝕，所以鋁制品的使用壽命都很長B由于鋁具有強還原性，所以常用鋁來冶煉某些高熔點金屬C常溫下，鋁被濃硫酸鈍化，所以可用濃硫酸除去鋁表面的銅鍍層D由于鋁的導(dǎo)電性能比銅強，所以常用鋁制造電線、電纜答案B解析銅在加熱的條件下才能與濃硫酸反應(yīng)，加熱時濃硫酸能與鋁反應(yīng)；銅的導(dǎo)電性能比鋁強。4下列關(guān)于鋁的性質(zhì)的說法中錯誤的是()A鋁的表面能形成致密的氧化膜，因此鋁難被腐蝕B鋁能溶解于冷的濃硝酸，被氧化成硝酸鋁C鋁能溶解于NaOH溶液，生成偏鋁酸鈉和氫氣D鋁能在氯氣中燃燒，生成三氯化鋁答案B解析鋁極易和氧氣反應(yīng)生成致密的氧化物薄膜而阻止鋁進(jìn)一步被氧化，故A正確；常溫下，鋁和濃硝酸、濃硫酸發(fā)生鈍化而生成一層致密的氧化物薄膜，阻止其進(jìn)一步被氧化，故B錯誤；鋁能和強酸、強堿反應(yīng)，能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，故C正確；氯氣具有強氧化性，能氧化具有還原性的物質(zhì)，所以鋁在氯氣中燃燒生成氯化鋁，故D正確。5下列關(guān)于鋁的敘述中正確的是()A鋁的還原性強且親氧性強，所以可通過鋁熱反應(yīng)冶煉高熔點金屬B鋁在空氣中極易銹蝕，所以鋁制品的使用時間很短C鋁能耐稀硫酸腐蝕，所以運送稀硫酸可用鋁制槽罐車DAl箔插入濃HNO3中，無現(xiàn)象，說明Al與濃HNO3不反應(yīng)答案A解析鋁在空氣中形成致密的氧化膜，保護(hù)內(nèi)層不被氧化，B錯；鋁易被稀硫酸腐蝕，C錯；鋁在濃硝酸中“鈍化”，不是不反應(yīng)，D錯。題組三理解鋁與酸、堿反應(yīng)的特點6用鋁箔包裝0.1 mol 金屬鈉，用針扎出一些小孔，放入水中，完全反應(yīng)后，用排水集氣法收集產(chǎn)生的氣體，則收集到的氣體為(標(biāo)準(zhǔn)狀況)()AO2和H2的混合氣體 B1.12 L H2C大于1.12 L H2 D小于1.12 L 氣體答案C解析Na與水反應(yīng)放出H2，并且生成NaOH，鋁箔能與NaOH溶液反應(yīng)，也生成H2，故最后收集到的氣體是這兩部分H2的總和。7將等物質(zhì)的量的鎂和鋁混合，取等質(zhì)量該混合物四份，分別加到足量的下列溶液中，充分反應(yīng)后，放出氫氣最多的是()A3 molL1 HCl B4 molL1 HNO3C8 molL1 NaOH D18 molL1 H2SO4答案A解析在鎂、鋁混合物中加入HNO3和濃H2SO4都不產(chǎn)生H2；加入NaOH溶液，只有Al與之反應(yīng)生成H2，而鎂不反應(yīng)；加入鹽酸，鎂、鋁都與鹽酸反應(yīng)生成H2，所以放出H2的量最多。8鋁是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)階段的唯一一種既能與酸(非氧化性酸)反應(yīng)又能與強堿溶液反應(yīng)放出H2的金屬，根據(jù)鋁的這一特殊性質(zhì)回答下列問題：(1)等質(zhì)量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)，所得H2的體積之比是_。(2)足量的兩份鋁分別投入到等體積、等物質(zhì)的量濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液中，產(chǎn)生H2的體積之比是_。(3)足量的兩份鋁分別投入到等體積、一定物質(zhì)的量濃度的HCl、NaOH溶液中，二者產(chǎn)生的H2相等，則HCl和NaOH的物質(zhì)的量濃度之比是_。(4)甲、乙兩燒杯中各盛有100 mL 3 molL1的鹽酸和NaOH溶液，向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉，反應(yīng)結(jié)束后，測得生成的氣體體積比為V(甲)V(乙)12，則加入鋁粉的質(zhì)量為_。A5.4 g B3.6 gC2.7 g D1.8 g答案(1)11(2)13(3)31(4)A解析(1)根據(jù)化學(xué)方程式：2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，得Al與H2的關(guān)系式均為2Al3H2，故只要參加反應(yīng)的Al的量相等，所得H2的量必相等。(2)因為在反應(yīng)中Al過量，產(chǎn)生的H2由HCl和NaOH的量決定。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中的關(guān)系式：6HCl3H2、2NaOH3H2，故當(dāng)HCl、NaOH物質(zhì)的量相等時，二者產(chǎn)生H2的體積比為13。(3)因為鋁足量且產(chǎn)生H2相等，根據(jù)關(guān)系式n(HCl)n(NaOH)31，又因為兩溶液體積相等，故物質(zhì)的量濃度c(HCl)c(NaOH)n(HCl)n(NaOH)31。(4)其反應(yīng)原理分別為2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2?？梢姰?dāng)參加反應(yīng)的HCl和NaOH的物質(zhì)的量一樣多時，產(chǎn)生H2的體積比是13，而題設(shè)條件體積比為12，說明此題投入的鋁粉對鹽酸來說是過量的，而對于NaOH來說是不足的。2Al6HCl=2AlCl33H2 6 mol 3 mol 3 molL10.1 L 0.15 mol則Al與NaOH反應(yīng)生成的H2為0.15 mol20.3 mol。2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2227 g 3 mol54 g 0.3 mol即投入的鋁粉為5.4 g。題組四對鋁熱反應(yīng)的定性及定量分析9粉末狀試樣A是由等物質(zhì)的量的MgO和Fe2O3組成的混合物。進(jìn)行如下實驗：取適量A進(jìn)行鋁熱反應(yīng)，產(chǎn)物中有單質(zhì)B生成；另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 molL1鹽酸中，得溶液C；將中得到的單質(zhì)B和溶液C反應(yīng)，放出1.12 L(標(biāo)況)氣體，同時生成溶液D，還殘留有固體物質(zhì)B；用KSCN溶液檢驗時，溶液D不變色。請?zhí)羁眨?1)中引發(fā)鋁熱反應(yīng)的實驗操作是_，產(chǎn)物中的單質(zhì)B是_。(2)中所發(fā)生的各反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。(3)中所發(fā)生的各反應(yīng)的離子方程式是_。(4)若溶液D的體積仍視為0.15 L，則該溶液中c(Mg2)為_，c(Fe2)為_。答案(1)加少量KClO3，插上鎂條并將其點燃Fe(2)Fe2O36HCl=2FeCl33H2O、MgO2HCl=MgCl2H2O(3)Fe2Fe3=3Fe2、Fe2H=Fe2H2(4)0.67 molL12.3 molL1解析(1)在混合物上加少量KClO3固體并插上Mg條，點燃Mg條后放出熱量，使KClO3固體分解放出O2，進(jìn)一步加劇Mg的燃燒，可在短時間內(nèi)使混合物溫度迅速升高，引發(fā)反應(yīng)。MgO不能與鋁發(fā)生鋁熱反應(yīng)，所以產(chǎn)物中單質(zhì)B為Fe。(2)Fe2O3和MgO都是堿性氧化物，能與酸反應(yīng)生成鹽和水：Fe2O36HCl=2FeCl33H2O、MgO2HCl=MgCl2H2O。(3)混合物中只有Fe2O3能和Al發(fā)生鋁熱反應(yīng)，生成Fe單質(zhì)。C溶液中有反應(yīng)生成的FeCl3，還有未反應(yīng)的HCl。(4)假設(shè)步驟用去的20 g固體中，MgO的物質(zhì)的量為x，則Fe2O3的物質(zhì)的量也為x，則40 gmol1x160 gmol1x20 g，解得：x0.1 mol。根據(jù)MgOMgCl2的關(guān)系，則溶液中MgCl2的濃度為0.1 mol0.15 L0.67 molL1。步驟說明溶液中沒有Fe3，也就是溶質(zhì)為FeCl2和MgCl2。根據(jù)Cl守恒的關(guān)系，可知MgCl2和FeCl2的總的物質(zhì)的量等于0.45 mol，所以，F(xiàn)eCl2的濃度為2.3 molL1。1活潑金屬與酸反應(yīng)是金屬的通性，而鋁不但能與酸(H)反應(yīng)，還能夠與堿溶液反應(yīng)，表現(xiàn)出特殊性：2Al2OH2H2O=2AlO3H2。2鋁熱反應(yīng)鋁和某些金屬氧化物反應(yīng)，將其從氧化物中置換出來，同時放出大量的熱，這種反應(yīng)稱為鋁熱反應(yīng)，可用于焊接金屬、冶煉高熔點貴重金屬等。注意Al與MgO不能發(fā)生鋁熱反應(yīng)。3常溫下，能用鋁制容器盛放濃硫酸、濃硝酸的原因是二者能使鋁發(fā)生“鈍化”，而不是鋁與濃硫酸、濃硝酸不反應(yīng)。4鋁與酸、堿反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系鋁與酸、堿反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。從化學(xué)方程式可以看出Al與酸、堿反應(yīng)時生成H2的實質(zhì)都是AlAl3，所以無論與酸還是與堿反應(yīng)，Al與H2的關(guān)系都是2Al3H2。(1)等量鋁分別與足量鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣體積比。(2)足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的體積比。(3)一定量的鋁分別與一定量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的體積比<<，則必定是a.鋁與鹽酸反應(yīng)時，鋁過量而鹽酸不足；b.鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時，鋁不足而氫氧化鈉過量。解題時應(yīng)充分利用上述過量關(guān)系。5鋁的這種既能與酸(非氧化性酸)又能與強堿溶液反應(yīng)產(chǎn)生H2的性質(zhì)常作為推斷題的“題眼”?？键c二鋁的重要化合物1氧化鋁(1)物理性質(zhì)：白色固體，難溶于水，有很高的熔點。(2)化學(xué)性質(zhì)兩性氧化物2氫氧化鋁(1)物理性質(zhì)：白色膠狀不溶于水的固體，有較強的吸附性。(2)化學(xué)性質(zhì)(用化學(xué)方程式表示)Al(OH)3的電離方程式為受熱分解：2Al(OH)3Al2O33H2O。(3)制備向鋁鹽中加入氨水，離子方程式為Al33NH3H2O=Al(OH)33NH。NaAlO2溶液中通入足量CO2，離子方程式為AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO。NaAlO2溶液與AlCl3溶液混合：3AlOAl36H2O=4Al(OH)3。3常見的鋁鹽(1)硫酸鋁鉀是由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成的復(fù)鹽。(2)明礬的化學(xué)式為KAl(SO4)212H2O，它是無色晶體，可溶于水，水溶液pH<7(填“<”、“>”或“”)。明礬可以凈水，其凈水的原理是Al33H2OAl(OH)3(膠體)3H，Al(OH)3膠體吸附水中雜質(zhì)形成沉淀而凈水。4Al3、Al(OH)3、AlO之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系(1)寫出實現(xiàn)上述各步轉(zhuǎn)化的離子方程式。答案(1)Al33NH3H2O=Al(OH)33NHAl33AlO6H2O=4Al(OH)3Al33OH=Al(OH)3(2)Al(OH)33H=Al33H2O(3)Al34OH=AlO2H2O(4)AlO4H=Al32H2O(5)AlOCO22H2O=Al(OH)3HCOAlOHH2O=Al(OH)3(6)Al(OH)3OH=AlO2H2O(2)“鋁三角”的應(yīng)用鑒別(利用滴加順序不同，現(xiàn)象不同)向AlCl3溶液中滴入NaOH溶液，現(xiàn)象為先生成白色沉淀，后沉淀又溶解。向NaOH溶液中滴入AlCl3溶液，現(xiàn)象為開始無明顯現(xiàn)象，后產(chǎn)生白色沉淀，不溶解。分離提純利用Al能溶于強堿溶液，分離Al與其他金屬的混合物。利用Al2O3能與強堿反應(yīng)，分離Al2O3與其他金屬氧化物。利用Al(OH)3的兩性，分離Al3與其他金屬離子。題組一Al2O3和Al(OH)3的兩性1下列關(guān)于鋁的重要化合物的敘述正確的是()A氧化鋁是一種比較好的耐火材料，可用來制造耐火坩堝B氧化鋁是典型的兩性氧化物，可與氨水反應(yīng)生成偏鋁酸鹽C因為氫氧化鋁受熱易分解，所以具有兩性D兩性氫氧化物只能與強酸、強堿反應(yīng)答案A2下列物質(zhì)既能與鹽酸反應(yīng)放出氣體，又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)放出氣體的是()AAl(OH)3 BAl2O3CAl DNaHCO3答案C解析Al(OH)3、Al2O3既能與鹽酸反應(yīng)，又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，但都不產(chǎn)生氣體；Al既能與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，故C項符合要求；NaHCO3能與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，但與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈉和水，不產(chǎn)生氣體，不符合要求。3將表面已完全鈍化的鋁條，插入下列溶液中，不會發(fā)生反應(yīng)的是()A稀硝酸 B稀鹽酸C硝酸銅 D氫氧化鈉答案C解析鈍化的實質(zhì)是Fe、Al在濃H2SO4或濃HNO3作用下其表面被氧化成一層致密的氧化物保護(hù)膜。由于鋁的氧化物Al2O3是一種兩性氧化物，既可與強酸反應(yīng)，又可與強堿反應(yīng)，故A、B、D三項皆不符合題意，只有C選項中的 Cu(NO3)2不與Al2O3反應(yīng)，故不可能與鈍化的鋁條發(fā)生反應(yīng)。題組二Al2O3和Al(OH)3兩性的應(yīng)用4(xx鄭州模擬)下列除去雜質(zhì)的方法不正確的是()A鎂粉中混有少量鋁粉：加入過量燒堿溶液充分反應(yīng)，過濾、洗滌、干燥B用過量氨水除去Fe3溶液中的少量Al3CAl(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量燒堿溶液，充分反應(yīng)，過濾，向濾液中通入過量CO2后過濾DMgO中混有少量Al2O3：加入足量燒堿溶液，充分反應(yīng)，過濾、洗滌、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溶液中加入過量氨水時，F(xiàn)e3、Al3均轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀，達(dá)不到除雜的目的。5以Al2O3為原料制取氫氧化鋁，最好的方法是()A將Al2O3溶于水B將Al2O3先溶于鹽酸中，之后滴加氫氧化鈉溶液C將Al2O3先溶于鹽酸中，之后滴加氨水D將Al2O3先溶于NaOH溶液中，之后滴加鹽酸答案C解析Al2O3與水不能直接化合；Al2O3與鹽酸反應(yīng)生成Al3，Al3與堿反應(yīng)生成Al(OH)3，由于氫氧化鋁可溶于強堿，故應(yīng)選用堿性較弱的氨水；Al2O3與NaOH溶液反應(yīng)生成AlO，AlO與酸反應(yīng)生成Al(OH)3，由于Al(OH)3可溶于強酸，故不可用HCl，可改用向溶液中通入足量CO2的方法。6甲、乙、丙三位同學(xué)用規(guī)定的藥品制備Al(OH)3，規(guī)定必用的藥品如下：350 g 70% H2SO4溶液、NaOH固體240 g、足量鋁屑、水(不能用其他藥品)。甲、乙、丙用各自設(shè)計的方案制得Al(OH)3的質(zhì)量分別是W1、W2、W3。三種實驗方案如下：甲：鋁加NaOH溶液加H2SO4溶液W1 g Al(OH)3乙：鋁加H2SO4溶液加NaOH溶液W2 g Al(OH)3丙：W3 g Al(OH)3試回答：(1)從充分利用原料、降低成本和提高產(chǎn)率等因素分析，實驗方案最合理的是_。(2)三位學(xué)生制得的Al(OH)3，W1、W2、W3其質(zhì)量由大到小的順序是_。(3)制得Al(OH)3的最大質(zhì)量是_。答案(1)丙(2)W3>W1>W2(3)520 g題組三“鋁三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系的應(yīng)用Al3、AlO的離子反應(yīng)7常溫下，下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是()A中性溶液中：Cl、Mg2、Al3、KB1.0 molL1的NaAlO2溶液中：Cl、HCO、K、Ca2C在強堿性環(huán)境中：AlO、SiO、Na、KD0.1 molL1明礬溶液中：NH、AlO、HCO、Na答案C解析A項，Al3易水解，在中性溶液中水解生成Al(OH)3沉淀；B項，HCOAlOH2O=Al(OH)3CO；D項，Al3與AlO、HCO因發(fā)生雙水解反應(yīng)不能大量共存。8下列變化中的離子方程式書寫正確的是()A向氯化鋁溶液中滴加過量氨水：4NH3H2OAl3=AlO4NH2H2OBNH4Al(SO4)2溶液中滴加少量NaOH溶液：Al3NH4OH=Al(OH)3NH3H2OC向明礬溶液中加入過量的Ba(OH)2溶液：Al32SO242Ba24OH=2BaSO4AlO2H2OD向NaAlO2溶液中通入足量CO2：2AlOCO23H2O=2Al(OH)3CO答案C解析A項，氨水不能溶解Al(OH)3；B項，NH、Al3中Al3與OH先反應(yīng)；D項，通足量CO2時，應(yīng)生成HCO。1含鋁雜質(zhì)的提純方法歸類(見第4題)利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于強堿溶液的特性，可除去許多物質(zhì)中的含鋁雜質(zhì)，如：Mg(Al)：加足量NaOH溶液；Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液；Mg(OH)2Al(OH)3：加足量NaOH溶液；Mg2(Al3)：加過量NaOH溶液，過濾，再加酸充分溶解。2制備Al(OH)3的注意事項制取Al(OH)3一般不用強酸或強堿，因為強酸、強堿都能溶解生成的Al(OH)3，而不易控制酸、堿的用量。一般用氨水或CO2制取，也可用Al3、AlO的雙水解反應(yīng)制取。3離子共存問題(1)Al3水解呈酸性，與OH、AlO、CO(HCO)、S2等不能大量共存。(2)AlO水解呈堿性，與H、HCO、Al3、Fe3等不能大量共存。4含Al3的溶液與堿反應(yīng)的先后順序當(dāng)溶液中有多種離子時，要考慮離子之間的反應(yīng)順序，如向含有H、NH、Mg2、Al3的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，NaOH先與H反應(yīng)，再與Mg2、Al3反應(yīng)生成沉淀，再與NH反應(yīng)，最后才溶解Al(OH)3沉淀。5明礬溶液與Ba(OH)2溶液反應(yīng)分析(1)沉淀的物質(zhì)的量最大(此時Al3完全沉淀)2Al33SO3Ba26OH=2Al(OH)33BaSO4。(2)沉淀的質(zhì)量最大(此時SO完全沉淀)Al32SO2Ba24OH=AlO2BaSO42H2O。題組四“鋁三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系的應(yīng)用Al(OH)3沉淀的綜合分析9.如圖表示AlCl3溶液與NaOH溶液相互滴加過程中微粒的量的關(guān)系曲線。下列判斷錯誤的是()A線表示Al3的物質(zhì)的量的變化Bx表示AlCl3的物質(zhì)的量C線表示Al(OH)3的物質(zhì)的量的變化D線表示AlO的物質(zhì)的量的變化答案B解析AlCl3溶液與NaOH溶液混合有兩種方式：向AlCl3溶液中緩慢滴加NaOH溶液，開始有沉淀生成后沉淀溶解，且生成沉淀與沉淀溶解消耗的NaOH的物質(zhì)的量之比為31，顯然符合題意，則x表示NaOH的物質(zhì)的量，B項錯誤；另一種方式是向NaOH溶液中緩慢滴加AlCl3溶液，開始沒有沉淀，后有沉淀生成，與本題圖示情況不符。10下列曲線圖(縱坐標(biāo)為沉淀的量，橫坐標(biāo)為加入物質(zhì)的量)與對應(yīng)的選項相符合的是()A向1 L濃度均為0.1 molL1的Ba(OH)2、NaAlO2混合溶液中加入0.1 molL1的稀H2SO4B向1 L濃度分別為0.1 molL1和0.3 molL1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1 molL1的稀NaOH溶液C向燒堿溶液中滴加明礬溶液D向AlCl3溶液中滴加過量氨水答案A解析A項，Ba(OH)2和NaAlO2中加入稀H2SO4，發(fā)生的反應(yīng)依次為Ba22OH2HSO=BaSO42H2O、AlOHH2O=Al(OH)3、Al(OH)33H=Al33H2O，所以加1 L稀H2SO4時，Ba(OH)2反應(yīng)完，再加0.5 L稀H2SO4時AlO參加反應(yīng)，再加1.5 L稀H2SO4時，Al(OH)3全部溶解，A正確；B項，向1 L濃度分別為0.1 molL1和0.3 molL1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1 molL1的NaOH溶液，發(fā)生的反應(yīng)依次是Al33OH=Al(OH)3、OHNH=NH3H2O、Al(OH)3OH=AlO2H2O，所以沉淀Al3和溶解Al(OH)3所用NaOH的量之比為31，而圖像上看到的是11，B錯誤；C項，向燒堿溶液中滴加明礬溶液，發(fā)生的反應(yīng)依次是Al34OH=AlO2H2O、Al33AlO6H2O=4Al(OH)3，C錯誤；D項，AlCl3溶液中滴加過量氨水，沉淀不會溶解，D錯誤。與Al(OH)3沉淀生成有關(guān)的圖像總結(jié)1可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應(yīng)的圖像操作可溶性鋁鹽溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量NaOH溶液中逐滴加入可溶性鋁鹽溶液至過量現(xiàn)象立即產(chǎn)生白色沉淀漸多最多漸少消失無沉淀(有但即溶)出現(xiàn)沉淀漸多最多沉淀不消失圖像離子方程式Al33OH=Al(OH)3Al(OH)3OH=AlO2H2OAl34OH=AlO22H2O3AlOAl36H2O=4Al(OH)32.偏鋁酸鹽溶液與鹽酸反應(yīng)的圖像操作偏鋁酸鹽溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量稀鹽酸中逐滴加入偏鋁酸鹽溶液至過量現(xiàn)象立即產(chǎn)生白色沉淀漸多最多漸少消失無沉淀出現(xiàn)沉淀漸多最多沉淀不消失圖像離子方程式AlOHH2O=Al(OH)3Al(OH)33H=Al33H2OAlO4H=Al32H2OAl33AlO6H2O=4Al(OH)3考點三從鋁土礦中提取金屬鋁鋁是地殼中含量最多的金屬元素，在自然界主要以化合態(tài)的形式存在于氧化鋁中。鋁土礦的主要成分是Al2O3，此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì)，冶煉金屬鋁很重要的一個過程是Al2O3的提純。由于Al2O3是兩性氧化物，而雜質(zhì)SiO2是酸性氧化物，F(xiàn)e2O3是堿性氧化物，因而可設(shè)計出兩種提純氧化鋁的方案。方案一：堿溶法討論回答下列問題：(1)寫出、兩步驟中可能發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式。答案Al2O32OH=2AlOH2O，SiO22OH=SiOH2OAlOCO22H2O=Al(OH)3HCO，SiO2CO22H2O=H2SiO32HCO(2)步驟中不用鹽酸(或H2SO4)酸化的理由是_。答案因為AlO與酸反應(yīng)生成的Al(OH)3具有兩性，可溶于強酸，不易控制酸的量；CO2廉價而且生成的副產(chǎn)物NaHCO3用途廣泛，經(jīng)濟(jì)效益好(3)步驟中得到較純的Al2O3，可能含有_雜質(zhì)，在電解時它不會影響鋁的純度的原因：_。答案SiO2由于SiO2的熔點很高，在加熱到1 000 左右時不會熔化，因而不影響鋁的純度方案二：酸溶法討論回答下列問題：(1)寫出、兩步驟中可能發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式。答案Al2O36H=2Al33H2O，F(xiàn)e2O36H=2Fe33H2OAl34OH=AlO2H2O，F(xiàn)e33OH=Fe(OH)3(2)步驟中不用氨水沉淀Fe3的原因：_。答案Al(OH)3只能溶于強堿，不能溶于氨水，用氨水不能將Fe(OH)3和Al(OH)3分離題組一提取金屬鋁的原理1從鋁土礦制備鋁所涉及的下列有關(guān)反應(yīng)中，屬于氧化還原反應(yīng)的是()A鋁土礦溶于NaOH溶液中B偏鋁酸鈉溶液的酸化C灼燒氫氧化鋁固體D電解熔融的氧化鋁答案D2在鋁土礦制備金屬鋁的三個主要操作：酸化、灼燒、電解中，沒有發(fā)生過的化學(xué)反應(yīng)類型是()A氧化還原反應(yīng) B復(fù)分解反應(yīng)C分解反應(yīng) D置換反應(yīng)答案D解析酸化發(fā)生的反應(yīng)是NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3，屬于復(fù)分解反應(yīng)；灼燒發(fā)生的反應(yīng)是2Al(OH)3Al2O33H2O，屬于分解反應(yīng)；電解發(fā)生的反應(yīng)是2Al2O34Al3O2，屬于氧化還原反應(yīng)，也屬于分解反應(yīng)。3電解法煉鋁時，冰晶石的作用是()A助熔劑 B催化劑C還原劑 D氧化劑答案A題組二對鋁土礦提取鋁工藝流程的理解4鋁土礦的主要成分為氧化鋁、氧化鐵和二氧化硅，工業(yè)上經(jīng)過下列工藝可以冶煉金屬鋁：,電解,下列說法中錯誤的是()A中除加試劑外，還需要進(jìn)行過濾操作Ba、b中鋁元素的化合價相同C中需要通入過量的氨氣D進(jìn)行的操作是加熱，而且d一定是氧化鋁答案C解析反應(yīng)后的體系中含有固體二氧化硅，需要過濾除去，反應(yīng)后的體系中含有氫氧化鐵沉淀，需要過濾除去，A正確；a、b中Al元素分別以AlCl3和NaAlO2形式存在，其中鋁的化合價都是3價，B正確；由NaAlO2制備氫氧化鋁需要通入過量二氧化碳，C錯誤；由氫氧化鋁制備氧化鋁，加熱即可，D正確。5鋁土礦中的主要成分是Al2O3，還含有少量Fe2O3等雜質(zhì)。工業(yè)上從鋁土礦中提取鋁的工藝流程如下圖所示。請回答下列問題：(1)“操作1”、“操作2”相同，操作的名稱為_，實驗室進(jìn)行此項操作使用的玻璃儀器有_。(2)向NaAlO2溶液中通入了一種過量氣體，這種氣體是下列中的_(填字母)。aHCl bNH3 cCO2 dO2(3)NaAlO2溶液中通入過量氣體的目的是_。(4)冶煉鋁需要純度較高的氧化鋁，檢驗得到的氧化鋁中不含F(xiàn)e2O3的化學(xué)方法是_。(5)工業(yè)常在溶解之前將鋁土礦粉碎，其目的是_。答案(1)過濾漏斗、燒杯、玻璃棒(2)c(3)使AlO完全轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀(4)取樣品加入足量的稀鹽酸溶解，滴加KSCN溶液，不變血紅，證明不含F(xiàn)e2O3(5)使鋁土礦與NaOH充分接觸，提高反應(yīng)速率和原料的利用率1(高考選項組合題)下列關(guān)于鋁及其化合物的敘述正確的是()A鋁罐可久盛食醋(xx福建理綜，6C)B氫氧化鋁可作胃酸的中和劑(xx四川理綜，1D)C明礬用作凈水劑不涉及化學(xué)變化(xx重慶理綜，1A)D鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng)，反應(yīng)后固體物質(zhì)增重(xx新課標(biāo)全國卷，9C)答案B解析鋁罐容易受食醋中的醋酸腐蝕而破裂，無法久盛食醋，A錯；明礬用作凈水劑是利用Al3水解生成的氫氧化鋁膠體的吸附性，涉及化學(xué)變化，C錯；鋁與氧化鐵反應(yīng)，反應(yīng)前后都是固體，質(zhì)量不變，D錯。2(高考選項組合題)下列有關(guān)鋁及重要化合物的敘述正確的是()A制備Al(OH)3懸濁液：向1 molL1 AlCl3溶液中加過量的6 molL1 NaOH溶液(xx江蘇，13A)B向Al2(SO4)3溶液中加入過量的NH3H2O：Al34NH3H2O=Al(OH)44NH(xx山東理綜，12C)C用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細(xì)打磨過的鋁箔在酒精燈上加熱，熔化后的液態(tài)鋁滴落下來，金屬鋁的熔點較低(xx全國卷，10C)D將AlCl3加入Ba(HCO3)2溶液中同時有氣體和沉淀產(chǎn)生(xx山東理綜，10A)答案D解析A項，Al(OH)3是兩性氫氧化物，可以和過量氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，故不能制備氫氧化鋁懸濁液，錯誤；B項，Al(OH)3只能溶于強堿，不能溶于氨水；C項，鋁在空氣中加熱生成氧化鋁的熔點較高，所以內(nèi)部熔化的鋁不會滴落；D項，Al3與HCO發(fā)生雙水解反應(yīng)，生成Al(OH)3沉淀和CO2氣體。3(xx北京理綜，7)下列金屬中，表面自然形成的氧化層能保護(hù)內(nèi)層金屬不被空氣氧化的是()AK BNa CFe DAl答案D解析金屬鋁在空氣中表面會形成一層致密的氧化膜保護(hù)層，防止內(nèi)層的金屬進(jìn)一步被氧化，D正確。K、Na、Fe表面形成的氧化膜比較疏松，不能保護(hù)內(nèi)層金屬，A、B、C錯誤。4xx天津理綜，7(3)已知：化合物MgOAl2O3MgCl2AlCl3類型離子化合物離子化合物離子化合物共價化合物熔點/2 8002 050714191工業(yè)制鎂時，電解MgCl2而不電解MgO的原因是_；制鋁時，電解Al2O3而不電解AlCl3的原因是_。答案MgO的熔點高，熔融時耗費更多資源，增加生產(chǎn)成本AlCl3是共價化合物，熔融態(tài)難導(dǎo)電5(xx上海，22改編)已知：2NaAl(OH)4CO22Al(OH)3Na2CO3H2O。向含2 mol NaOH、1 mol Ba(OH)2、2 mol NaAl(OH)4的混合溶液中慢慢通入CO2，則通入CO2的量和生成沉淀的量的關(guān)系不正確的是()選項ABCDn(CO2)(mol)2346n(沉淀)(mol)1232答案B解析向含2 mol NaOH、1 mol Ba(OH)2、2 mol NaAl(OH)4的混合溶液中慢慢通入CO2發(fā)生反應(yīng)依次為2NaOHCO2Na2CO3 H2O 2 mol 1 mol 1 molBa(OH)2CO2BaCO3H2O 1 mol 1 mol 1 mol2NaAl(OH)4CO22Al(OH)3Na2CO3H2O 2 mol 1 mol 2 mol 1 molNa2CO3CO2 H2O2NaHCO3 1 mol 1 molBaCO3CO2H2OBa(HCO3)2 1 mol 1 mol當(dāng)通入2 mol CO2時，生成1 mol BaCO3沉淀；當(dāng)通入3 mol CO2時，生成1 mol BaCO3沉淀和2 mol Al(OH)3沉淀；當(dāng)通入4 mol CO2時，生成1 mol BaCO3沉淀和2 mol Al(OH)3沉淀；當(dāng)通入5 mol CO2時，生成2 mol Al(OH)3沉淀；當(dāng)通入 6 mol CO2時，BaCO3已完全反應(yīng)，Al(OH)3量不變，即仍為 2 mol 沉淀。6(xx江蘇，16)煙氣脫硫能有效減少二氧化硫的排放。實驗室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制備堿式硫酸鋁Al2(SO4)x(OH)62x溶液，并用于煙氣脫硫研究。(1)酸浸時反應(yīng)的化學(xué)方程式為_；濾渣的主要成分為_(填化學(xué)式)。(2)加CaCO3調(diào)節(jié)溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3轉(zhuǎn)化為Al2(SO4)x(OH)62x。濾渣的主要成分為_(填化學(xué)式)；若溶液的pH偏高，將會導(dǎo)致溶液中鋁元素的含量降低，其原因是_(用離子方程式表示)。(3)上述流程中經(jīng)完全熱分解放出的SO2量總是小于吸收的SO2量，其主要原因是_；與吸收SO2前的溶液相比，熱分解后循環(huán)利用的溶液的pH將_(填“增大”“減小”或“不變”)。答案(1)Al2O33H2SO4=Al2(SO4)33H2OSiO2(2)CaSO43CaCO32Al33SO3H2O=2Al(OH)33CaSO43CO2(3)溶液中的部分SO被氧化成SO減小解析(1)酸浸時能與H2SO4反應(yīng)的是Al2O3，H2SO4與Al2O3反應(yīng)生成鹽和水，SiO2不和H2SO4反應(yīng)，成為濾渣。(2)CaCO3和溶液中的H2SO4反應(yīng)生成CaSO4；如果pH偏高，一部分Al3會轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀，離子方程式為3CaCO32Al33SO3H2O=2Al(OH)33CaSO43CO2。(3)熱分解時，一部分亞硫酸鹽被氧化為硫酸鹽，不能分解成為SO2；SO2溶于水生成H2SO3，會中和溶液中的部分OH，使溶液的pH減小。練出高分1某混合物A中含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3，在一定條件下可實現(xiàn)如圖所示的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化。據(jù)此回答下列問題：(1)固體B的化學(xué)式為_。(2)固體E所含物質(zhì)的化學(xué)式為_。(3)反應(yīng)的離子方程式為_。答案(1)Al2O3(2)(NH4)2SO4、K2SO4(3)AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO解析已知A的成分，按照題目設(shè)定的反應(yīng)程序來分析，A溶于水后，得明礬溶液，不溶固體為Al2O3和Fe2O3，而Fe2O3不溶于NaOH溶液，Al2O3溶于NaOH溶液得NaAlO2溶液，即可推出B為Al2O3。明礬溶液中加入過量氨水，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KAl(SO4)26NH3H2O=2Al(OH)3K2SO43(NH4)2SO4，則固體E為(NH4)2SO4、K2SO4。2工業(yè)上用鋁土礦(主要成分是Al2O3，還含有Fe2O3、SiO2)提取氧化鋁作冶煉鋁的原料。其中一種提取方法的操作過程如下：請回答下列問題：(1)請寫出甲溶液中通入二氧化碳生成氫氧化鋁的離子方程式_。(2)沉淀乙是Fe2O3，向其中加入足量鹽酸，寫出反應(yīng)的離子方程式_，充分反應(yīng)后過濾，將濾液加熱蒸干灼燒，最后可得到紅褐色固體，用簡要的文字和化學(xué)方程式說明這一變化過程_。(3)上述提取氧化鋁的方法叫堿溶法。工業(yè)生產(chǎn)中還有一種酸溶法。第一步：向鋁土礦中加鹽酸，然后過濾；第二步：處理得到的濾液第二步操作中使用的化學(xué)試劑是_。答案(1)AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO(2)Fe2O36H=2Fe33H2OFeCl33H2OFe(OH)33HCl，加熱促進(jìn)水解，且氯化氫揮發(fā)，使平衡右移，生成氫氧化鐵，氫氧化鐵受熱分解，生成氧化鐵，2Fe(OH)3Fe2O33H2O(3)NaOH溶液(或其他強堿溶液)解析(1)該反應(yīng)為NaAlO2溶液與CO2的反應(yīng)，離子方程式為AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO。(2)沉淀乙中只有Fe2O3與鹽酸反應(yīng)，該反應(yīng)的離子方程式為Fe2O36H=2Fe33H2O。充分反應(yīng)過濾后所得濾液為FeCl3與HCl的混合溶液，加熱蒸干時FeCl3發(fā)生水解反應(yīng)得到Fe(OH)3，灼燒時Fe(OH)3發(fā)生分解反應(yīng)得到Fe2O3。(3)酸溶法第一步可以分離出SiO2，第二步使用NaOH溶液或強堿溶液，可以沉淀出Fe3，得到NaAlO2和NaOH的混合溶液，再通入CO2即可得到Al(OH)3。3工業(yè)上通常以鋁土礦(主要成分為Al2O3，含有少量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))為原料制備無水氯化鋁：2Al2O36Cl24AlCl33O2。回答以下問題：(1)為促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行，實際生產(chǎn)中需加入焦炭，其原因是_。(2)加入焦炭后的化學(xué)反應(yīng)可表示為Al2O3CCl2AlCl3X，試推斷氣體X的成分：_。(3)在提純AlCl3粗產(chǎn)品時，需加入少量鋁粉，可使熔點較低的FeCl3轉(zhuǎn)化為熔點較高的FeCl2，從而避免在AlCl3中混入鐵的氯化物，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(4)以鋁土礦為原料可以通過以下途徑提純氧化鋁：Al2O3寫出濾液甲中溶質(zhì)的化學(xué)式_。寫出向濾液乙中加入過量氨水得到Al(OH)3的離子方程式_。答案(1)碳與O2反應(yīng)，有利于反應(yīng)正向進(jìn)行(2)CO、CO2或兩者的混合物(3)Al3FeCl3=AlCl33FeCl2(4)NaAlO2、Na2SiO3、NaOHAl33NH3H2O=Al(OH)33NH解析(1)碳可以與O2反應(yīng)，有利于氧化鋁和氯氣之間的反應(yīng)正向進(jìn)行。(2)根據(jù)原子守恒，Al2O3、Cl2和C反應(yīng)會生成AlCl3，還會生成碳的氧化物，氣體X可能為CO、CO2或者兩者的混合物。(3)金屬鋁和氯化鐵之間的氧化還原反應(yīng)為Al3FeCl3=AlCl33FeCl2。(4)氧化鋁和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和H2O，二氧化硅可以和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)生成硅酸鈉和H2O，故濾液甲的成分是NaAlO2、Na2SiO3、NaOH；NaAlO2、Na2SiO3、NaOH的混合溶液中加入過量的稀鹽酸，得到的濾液乙是氯化鋁、氯化鈉、鹽酸的混合物，所以向濾液乙中加入氨水，發(fā)生反應(yīng)：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH。4鋁是一種應(yīng)用廣泛的金屬，工業(yè)上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融電解制得。鋁土礦的主要成分是Al2O3和SiO2等。從鋁土礦中提煉Al2O3的流程如下：以螢石(CaF2)和純堿為原料制備冰晶石的流程如下：回答下列問題：(1)寫出反應(yīng)1的化學(xué)方程式_。(2)濾液中加入CaO生成的沉淀是_，反應(yīng)2的離子方程式為_。(3)E可作為建筑材料，化合物C是_，寫出由D制備冰晶石的化學(xué)方程式_。(4)電解法制鋁的化學(xué)方程式是_，以石墨為電極，陽極產(chǎn)生的混合氣體的成分是_。答案(1)2NaOHSiO2=Na2SiO3H2O、2NaOHAl2O3=2NaAlO2H2O(2)CaSiO32AlOCO23H2O=2Al(OH)3CO或AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO(3)濃H2SO412HF3Na2CO32Al(OH)3=2Na3AlF63CO29H2O(4)2Al2O34Al3O2O2、CO2(CO)解析(1)在加入NaOH溶液時，Al2O3和SiO2都能與NaOH反應(yīng)，分別生成NaAlO2和Na2SiO3。(2)加入CaO后，SiO與Ca2結(jié)合生成難溶物CaSiO3；濾液中主要含有AlO，通入CO2后生成沉淀Al(OH)3，煅燒后生成Al2O3。(3)螢石能與濃硫酸反應(yīng)生成CaSO4和HF氣體；HF、Na2CO3、Al(OH)3三者均沒有發(fā)生氧化還原反應(yīng)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可寫出化學(xué)方程式。(4)電解Al2O3制取金屬鋁，加入的冰晶石為助熔劑；陽極產(chǎn)生的O2能與石墨電極反應(yīng)生成CO2(可能含有CO)。5用含有Al2O3、SiO2和少量FeOxFe2O3的鋁灰制備Al2(SO4)318H2O，工藝流程如下(部分操作和條件略)：.向鋁灰中加入過量稀H2SO4，過濾：.向濾液中加入過量KMnO4溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH約為3；.加熱，產(chǎn)生大量棕色沉淀，靜置，上層溶液呈紫紅色；.加入MnSO4至紫紅色消失，過濾；.濃縮、結(jié)晶、分離，得到產(chǎn)品。(1)H2SO4溶解Al2O3的離子方程式是_。(2)將MnO氧化Fe2的離子方程式補充完整：MnOFe2_=Mn2Fe3_(3)已知：生成氫氧化物沉淀的pHAl(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3開始沉淀時3.46.31.5完全沉淀時4.78.32.8