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1、【南方凤凰台】（江苏专版）2017版高考化学一轮复习 专题三 金属元素及其化合物 课时13 铝及其化合物导学案课时13 铝及其化合物 (本课时对应学生用书第5661页) 【课时导航】 复习目1. 了解常见金属铝及其重要化合物的主要性质和重要应用。 3+标 2. 了解Al 等常见离子的检验方法，能对常见的物质组成进行检验和分析。 知识网络 问题1 中学化学中，哪些物质既能与盐酸反应又能与NaOH反应? 问题思问题2 现有一定量的铝、硫酸、烧碱，请设计方案制取Al(OH)，要求硫酸和烧碱3考 的用量最少。 【自主学习】 考点1 铝的化学性质 【基础梳理】 1. 铝与非金属单质反应 4Al+3O (
2、现象:在氧气中剧烈燃烧、在空气中加热铝片卷曲2不 ) 2Al+3S (只能干法制取，不能在水溶液中制取) 2. 铝与酸、碱溶液反应的离子方程式: +2Al+6H -2Al+2OH+2HO 23. 铝热反应 2Al+FeO2Fe+AlO(现象:火星四射、熔铁滴落) 23231 微课1 铝热反应 铝粉和氧化铁粉末的混合物称为铝热剂，铝热反应可用于焊接钢轨。实验装置图见右图。铝热反应先点燃镁条，KClO是助燃剂。 32Al+FeO2Fe+AlO(现象:剧烈反应，放出大量热，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙2323子) 铝热反应还可用于冶炼Ni、Mn、V等难熔金属。如:10Al+3VO5AlO+6V 等。
3、 2523【举题说法】 例题1 金属铝与酸、碱反应的本质及定量计算。 (1) 铝与酸、碱反应的实质是什么?氧化剂是什么? (2) 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H的体积之比是多少? 2为什么? (3) 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的体积之比是多少?为什么? (4) 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H相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是多少?为什么? 2-1(5) 甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol?L盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应
4、结束后，测得生成的气体体积比为V(甲)?V(乙)=1?2，则加入铝粉的质量为( ) A. 5.4 g B. 3.6 g C. 2.7 g D. 1.8 g 3+【答案】 (1) 铝与酸反应的实质是AlAl、2HH;与碱反应的实质是Al和2-O-2HO反应生成Al(OH)和H、Al(OH)再与OH反应生成Al;氧化剂分别为酸和水。 23232 (2) 1?1;根据化学方程式:2Al+6HCl2AlCl+3H?、322Al+2NaOH+2HO2NaAlO+3H?得Al与H的关系式均为2Al3H，故只要参加反应的Al相等，22222所得H的体积必相等。 2(3) 1?3;因为在反应中Al过量，产生的
5、H由HCl和NaOH的量决定，根据化学反应中的关2系式:6HCl3H、2NaOH3H，当HCl、NaOH物质的量相等时，二者产生H的体积比为1?3。 222(4) 3?1;因为铝足量且产生H相等，根据(3)中的关系式n(HCl)?n(NaOH)=3?1，又因2为两溶液体积相等，故物质的量浓度c(HCl)?c(NaOH)=n(HCl)?n(NaOH)=3?1。 (5) A 【解析】 (5) 生成的气体体积比为V(甲)?V(乙)=1?2，说明铝与盐酸反应时铝过量，铝和NaOH反应时NaOH过量，根据关系式: 2Al 6HCl 3H2 2 6 3 0.1mol 0.3mol 0.15mol 2Al
6、2NaOH 3H2 2 2 3 0.2mol 0.2mol 0.3mol 故铝的物质的量为0.2mol，m(Al)=5.4g。 变式1 (2014?新课标?卷)下列反应中，反应后固体物质增重的是( ) A. 氢气通过灼热的CuO粉末 B. 二氧化碳通过NaO粉末 22C. 铝与FeO发生铝热反应 23D. 将锌粒投入Cu(NO)溶液 32【答案】 B 【解析】 氢气能夺取CuO中的氧，使固体质量减小，A项错误;NaO粉末能夺取二氧化22碳中相当于CO的成分形成NaCO，固体质量增加，B项正确;铝与FeO发生铝热反应生成铁和氧2323化铝，反应前后均是固体，固体质量不变，C项错误;锌粒投入Cu(
7、NO)溶液，相对原子质量较32大的锌置换出相对原子质量较小的铜，固体质量减小，D项错误。 【题组训练1】 3 1. 用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁(如右图)，将试管浸入硝酸汞溶液中，片刻取出，然后置于空气中，不久铝箔表面生出“白毛”，红墨水柱右端上升。根据实验现象判断下列说法错误的是( ) A. 实验中发生的反应都是氧化还原反应 B. 铝是一种较活泼的金属 C. 铝与氧气反应放出大量的热量 D. 铝片上生成的白毛是氧化铝和氧化汞的混合物 【答案】 D 【解析】 过程中发生了两个反应，第一个反应是铝与硝酸汞反应置换出汞;第二个反应是铝和汞形成原电池，铝很容易被空气中的氧气氧化生成
8、氧化铝，反应放热。 2. (2013?山东高考)足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是( ) A. 氢氧化钠溶液 B. 稀硫酸 C. 盐酸 D. 稀硝酸 【答案】 A 【解析】 Al与稀硝酸反应不产生氢气，D项错;Al与A、B、C反应的关系式为2Al2NaOH、2Al3HSO、2Al6HCl，由此可知消耗NaOH的物质的最少，A项正确。 243. (2015?上海徐汇二模)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. 硝酸铜 C. 稀盐酸 D. 氢氧化钠 【答案】 B 【解析】 表面已完全钝化的铝条的表面物质是氧化铝，氧化铝属于两
9、性氧化物，能溶于强酸、强碱溶液，但和硝酸铜不反应，故选B。 4. (2013?重庆高考)合金是建造航空母舰的主体材料，航母升降机可由铝合金制造。 4 (1) 铝元素在周期表中的位置为 。工业炼铝的原料由铝土矿提取而得，提取过程中通入的气体为 。 (2) Al-Mg合金焊接前用NaOH溶液处理AlO膜，其化学方程式为 。 23焊接过程中使用的保护气为 (填化学式)。 【答案】 (1) 第3周期?A族 CO (2) AlO+2NaOH2NaAlO+HO Ar 22322【解析】 (1) Al在周期表中的第3周期?A族;将NaAlO转化为Al(OH)，通入的气体是CO。232(2) AlO为两性氧化
10、物，与NaOH溶液反应生成NaAlO和HO;由于Mg与O、N、CO在高温下剧烈2322222反应，故Al-Mg合金焊接用Ar作保护气。 铝与酸、碱反应生成H的量的关系 2铝与酸、碱反应的化学方程式分别为2Al+6HCl2AlCl+3H?、322Al+2NaOH+2HO2NaAlO+3H?。从化学方程式可以看出Al与酸、碱反应时Al与H的关系都2222是2Al3H。 2V(H)HCl2V(H)NaOH2(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=1?1。 (2) 足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠反应，产生氢气的体积比为V(H)HCl2V(H)NaOH2=1?3。 (3
11、) 一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠反应，产生氢气的体积比为V(H)11HCl2V(H)31NaOH2?，则必定是?铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足;?铝与氢氧化钠反应时，铝不足而氢氧化钠过量。解题时应充分利用上述过量关系。 注意:铝和部分弱酸反应也能产生H，但铝不能和弱碱反应。 2考点2 铝的重要化合物 【基础梳理】 化合物 氧化铝(AlO) 氢氧化铝Al(OH) 233物理性质 白色固体、熔点 白色胶状物质， 溶于水 5 与酸反+3+3+O+6H2Al+3HO Al(OH)+3HAl+3HO Al23232化应 学 与碱反- O-+OHAl(OH)3性2AlO+2OH2Al+HO 2
12、32应 质 加热 不反应 2Al(OH)AlO+3HO 3232-O3+2与氨水反应或Al溶液中通入CO气体，离Al2制备方法 Al(OH)加热分解 3子方程式分别为 、 主要用途 作耐火材料、冶炼铝的原料 制药、净水作用 【举题说法】 例题2 工业上用铝土矿(主要成分为AlO，杂质为FeO和SiO)为原料冶炼铝的工艺流程之一23232如下图。下列叙述不正确的是( ) A. 沉淀甲为SiO2 3+-B. 生成沉淀乙的反应为Fe+3OHFe(OH)? 3-O2C. 溶液乙中含有Al -2-OO33D. 反应?为2Al+CO+3HO2Al(OH)?+C 223【答案】 D 【解析】 由分离流程可知
13、，SiO和盐酸不反应，先加过量盐酸，沉淀甲为SiO，溶液甲22为氯化铝和氯化铁的混合液，再加过量的NaOH溶液，生成沉淀乙为Fe(OH)，溶液乙中含3NaAlO，向偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳可以生成Al(OH)沉淀，则沉淀丙为Al(OH)，233Al(OH)加热分解可以得到氧化铝，电解氧化铝生成Al。反应?通入的是过量的二氧化碳，则3生成的产物是氢氧化铝和碳酸氢钠，正确的离子方程式为-OO23Al+CO+2HOAl(OH)?+HC。 2236 变式2 (2014?江苏高考)烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含AlO、SiO等)制备碱式硫酸铝Al(SO)(OH)溶液，并
14、用于烟气脱硫研究。 23224x6-2x(1) 酸浸时反应的化学方程式为 ; 滤渣?的主要成分为 (填化学式)。 (2) 加CaCO调节溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al(SO)转化为3243Al(SO)(OH)。滤渣?的主要成分为 (填化学式);若溶液的pH偏高，将会导致溶液24x6-2x中铝元素的含量降低，其原因是 (用离子方程式表示)。 (3) 上述流程中经完全热分解放出的SO量总是小于吸收的SO量，其主要原因22是 ;与吸收SO前的溶液相比，热分解后循环利用的溶液的pH2将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 【答案】 (1) AlO+3HSOAl(SO)+3HO
15、232424322-O3+4SiO (2) CaSO 3CaCO+2Al+3S+3HO2Al(OH)+3CaSO+3CO? (3) 溶液中的部分24323422-2-OO34S被氧化成S 减小 【解析】 (1) 粉煤灰中的AlO能与HSO反应生成Al(SO)，而SiO不能与HSO反应，因2324243224而滤渣?为SiO。(2) 滤液为Al(SO)，与CaCO反应生成微溶物CaSO，因而滤渣?为CaSO;22433443+2+溶液中存在Al+3HOAl(OH)+3H、CaCO+2HCa+HO+CO?，溶液的pH偏高，碱性增233223+强，会促进Al水解，铝元素容易转化为Al(OH)沉淀而导
16、致溶液中铝元素含量降低。(3) SO在32水中溶解度较大且SO溶于水生成HSO，且加热时部分HSO会被氧化为酸性更强的HSO，因而2232324比吸收SO前酸性增强，pH减小。 2【题组训练2】 1. 下列物质既能跟稀硫酸反应，又能跟氢氧化钠溶液反应的是( ) ?NaHCO ?(NH)SO ?AlO ?Al(OH)?Al 3423233 A. ? B. ? C. ? D. ? 【答案】 A 【解析】 NaHCO属于酸式盐，既能与酸反应，又能与碱反应;(NH)SO与硫酸反应生成3423SO ，与氢氧化钠溶液反应生成氨气;AlO、Al(OH)与稀硫酸反应生成硫酸铝和水，与氢氧化22337 钠溶液反
17、应生成偏铝酸钠和水;Al与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气，与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气。 2. 下列各组物质的无色溶液，不用其他试剂即可鉴别的是 (填序号)。 ?NaOH、AlCl ?NaHCO、HSO ?NaAlO、NaHSO?NaCO、HCl ?NaCO、NaHCO、332424 23233Ca(OH)2 【答案】 ? 【解析】 ?中相互滴加其现象不同:?中当刚滴入就出现白色沉淀，其滴入的是NaOH，当刚滴入没有出现白色沉淀，其滴入的是AlCl;?中当刚滴入就出现白色沉淀，其滴入的是3NaHSO ，当刚滴入没有出现白色沉淀，其滴入的是NaAlO ;?中当刚滴入就有气体放出，其42滴入的
18、是NaCO ，当刚滴入没有气体放出，其滴入的是HCl;?中无论怎么滴加，均立即有气23体放出;?中两两混合，无现象的是NaCO与NaHCO，再用余下的Ca(OH)与NaCO、NaHCO混2332233合，其现象一致，无法鉴别。 3. (2015?广东汕头期末)高纯度氧化铝有广泛的用途，某研究小组用以下流程制取高纯度氧化铝。 根据上述流程图回答下列问题: (1) “除杂”操作是加入过氧化氢后，用氨水调节溶液的pH约为8.0，以除去硫酸铵溶液中的2+2+少量Fe。写出除去Fe的过程中发生的主要反应的离子方程式: 。 (2) 检验上述流程中“过滤”后杂质是否除尽的实验方法是 。 (3) 配制硫酸铝溶
19、液时，需用硫酸酸化，其目的是 。 (4) “结晶”操作中，母液经蒸发浓缩至溶液表面刚出现薄层晶体即停止加热，然后冷却结晶，得到铵明矾晶体(含结晶水)。母液不能蒸干的原因是 。 -1(5) 铵明矾晶体的化学式为NHAl(SO)?12HO，在0.1 mol?L铵明矾的水溶液中，浓度最大4422的离子是 ，浓度最小的离子是 。 8 ，2+H4【答案】 (1) 2Fe+HO+4NH?HO2Fe(OH)?+4N (2) 取少许滤液于试管中，加几滴223233+KSCN溶液，若溶液不变红色，则杂质已除尽 (3) 抑制Al水解 (4) 减少可溶性杂质的析出2-O3+- 4及Al水解 (5) S OH【解析】
20、 (1) HO溶液具有强氧化性，可以氧化亚铁离子生成铁离子，铁离子在氨水存在的222+3+条件下生成氢氧化铁沉淀。(2) 由工艺流程可知，加入过氧化氢将溶液中Fe氧化为Fe，加入3+3+氨水调节溶液pH，使Fe转化为Fe(OH)，过滤后的滤液中可能含有Fe，取少许滤液于试管3中，加几滴KSCN溶液，若溶液不变红色，则杂质已除尽。(3) 由于铝离子在溶液中能够发生水解生成氢氧化铝，所以加入硫酸酸化，抑制铝离子的水解。(4) 由于蒸干会析出可溶性杂质，3+且使Al水解程度增大，所以母液不能蒸干。(5) 铵明矾晶体的化学式为NHAl(SO)?12HO，4422，H-13+-14在0.1 mol?L铵
21、明矾的水溶液中，未水解前c(Al)=c(N)=0.1 mol?L，由于铵根和铝离2-O-14子均水解，水解结合水电离出的氢氧根，故水解后浓度均小于0.1 mol?L，c(S)=0.2 -1mol?L。 两性物质:两性物质指既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的化合物，包括AlO、23ZnO、Al(OH)、Zn(OH)、氨基酸、蛋白质等。多元弱酸的酸式盐(如NaHCO、KHS、KHSO、3233NaHPO等)及弱酸弱碱盐(如CHCOONH、NHHS等)也既能与强酸反应又能与强碱反应，但不能将24344它们称为两性物质。 微课2 Al(OH)沉淀生成的计算 33+1. 强碱与Al反应生成Al(OH)
22、沉淀的定量计算规律 3可溶性铝盐与强碱溶液混合时，二者相对量的大小会影响产物的生成。 3+-强碱不足时(反应?):Al+3OHAl(OH)?; 3-O-2强碱足量时(反应?):Al(OH)+OHAl+2HO; 32-O3+-2综合上述两式可得(反应?):Al+4OHAl+2HO。 23+-3+-设Al、OH的物质的量分别为n(Al)、n(OH)，最终生成Al(OH)的物质的量为3nAl(OH)。借助数轴讨 39 论如下图所示: -O22. 强酸与Al反应生成Al(OH)沉淀的定量计算规律 3-O+2强酸不足时(反应?):Al+H+HOAl(OH)?; 23+3+强酸足量时(反应?):Al(OH
23、)+3HAl+3HO; 32-O+3+2综合上述两式可得(反应?):Al+4HAl+2HO。 2-OO+22设Al、H的物质的量分别为n(Al)、n(H)，最终生成Al(OH)的物质的量为3Al(OH)。借助数轴讨论 n3如下图所示: -O3+2 考点3 Al、Al、Al(OH)之间的转化 3【基础梳理】 “铝三角”关系图 10 根据上面的关系图，写出转化的离子方程式: +1 Al(OH)+3H 33+-2 Al+3OH(少量) 3+Al+3NH?HO 32-O3+2Al+3Al+6HO 23+-3 Al+4OH(过量) -O+24 Al+4H(过量) -5 Al(OH)+OH 3-O+2?A
24、l+H(少量)+HO 2-O22Al+CO(少量)+3HO 22-O2Al+CO(过量)+2HO 22【举题说法】 例题3 试设计制备Al(OH)的途径。 33+方案一 用铝盐(Al)制取Al(OH)3 加入氨水至沉淀完全，一般不用NaOH等强碱，为什么? 。 方案二 用铝屑、烧碱、稀硫酸制取Al(OH)3 甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备Al(OH)。规定必用的药品如下:350 g 70% HSO324溶液，240 g NaOH固体，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)的质量分别是W、W、W。三种实验方案如下: 3123甲:铝?加NaOH溶液?加HS
25、O溶液?W g Al(OH)2413 乙:铝?加HSO溶液?加NaOH溶液?W g Al(OH)2423 ,HSO铝加溶液,24,铝加溶液NaOH,丙:?W g Al(OH)33 试回答下列问题: (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)的质量W、W、W由大到小的顺序是 。 312311 (3) 制得Al(OH)的最大质量是 。 3【答案】 方案一 氢氧化铝易溶于强碱而不溶于氨水，因此实验室制备氢氧化铝时一般不用氢氧化钠等强碱而用氨水，以免强碱过量时氢氧化铝溶解，或强碱不足时铝离子未完全沉淀 (2) 方案二 (1) 丙WW
26、W (3) 520 g 312350g70%，-1+98gmol,【解析】 硫酸的物质的量为=2.5 mol，n(H)=5 mol，NaOH的物质的量为240g-1OO-+40gmol,22=6 mol。甲:AlOHAlHAl(OH)，6 mol NaOH反应得到6 mol Al，消耗5 35+3+-+3+3mol H生成5 mol Al(OH);乙:Al3HAl3OHAl(OH)，5 mol H反应得到 mol Al，消335-O-32耗5 mol OH得到 mol Al(OH)，剩余1 mol OH，Al(OH)OHAl可以溶解1 mol 33525+3+333Al(OH)，最终得到Al(
27、OH)为 mol-1 mol= mol;丙:Al3HAl，5 mol H反应得到 33-OOO3+-3+3+222mol Al，AlOHAl，6 mol NaOH反应得到6 mol Al，3AlAl4Al(OH)，Al不352020333足，得到Al(OH)为 mol4= mol。故WWW，Al(OH)的最大质量为mol78 33123-1g?mol=520 g。 变式3 将AlCl溶液和氢氧化钠溶液等体积混合，得到的沉淀中所含铝元素与溶液中所含铝元3素质量相等，则原AlCl与NaOH两溶液的物质的量浓度之比可能是( ) 3A. 1?3 B. 2?3 C. 1?4 D. 2?7 【答案】 BD
28、 3+【解析】 溶液中的Al元素可能有两种存在形式:?若AlCl过量，溶液中以Al形式存3-O2在，c(AlCl)?c(NaOH)=(1+1)?3=2?3;?若NaOH过量，溶液中以Al形式存在，3c(AlCl)?c(NaOH)=(1+1)?(4+3)=2?7。 3【题组训练3】 1. 下列化学实验操作正确的是( ) 12 A. 将一块带有氧化膜的铝片浸入到浓烧碱溶液中，当恰好全部反应时，将生成的溶液加热蒸干，可以得到纯净的NaAlO2 B. 向NaAlO溶液中加入适量的AlCl溶液，将所得沉淀过滤、洗涤、加热灼烧，得到纯净的化23合物Al(OH)3 C. 将铝块放入过量盐酸中，待反应结束加热
29、溶液至无液体，其剩余固体为AlCl3 D. 向AlCl溶液中加入足量氨水，将所得沉淀过滤、洗涤、充分灼烧，不能得到纯净的AlO323 【答案】 A 【解析】 B项，在灼烧条件下Al(OH)分解为AlO和HO，得到的是AlO;C项，AlCl水解:3232233AlCl+3HOAl(OH)+3HCl，HCl挥发，蒸干得到Al(OH);D项可以得到纯净的AlO。 3233232. 下列离子方程式不正确的是( ) -O-2A. 铝片碱洗时常有气泡产生:2Al+2OH+2HO2Al+3H? 22-O-2B. AlO溶于氨水:AlO+2OH2Al+HO 23232-O3+-2C. AlCl溶液中加入过量N
30、aOH溶液:Al+4OHAl+2HO 32，H3+4D. 实验室用铝盐制Al(OH):Al+3NH?HOAl(OH)?+3N 3323【答案】 B 【解析】 AlO是两性氧化物，能溶于强酸和强碱，但不溶于氨水，且氨水在离子方程式中应23写成分子形式。 3. 以冶铝的废弃物铝灰为原料制取超细-氧化铝，既降低环境污染又可提高铝资源的利用率。已知铝灰的主要成分为AlO(含少量杂质SiO、FeO、FeO)，其制备实验流程如下: 23223(1) 图中“沉铁”的化学方程式为 。 3+(2) 图中“过滤”后滤液中金属阳离子除了含有Al，还含有 (填离子符号)。 (3) 加30%的HO溶液发生反应的离子方程
31、式为 。 2213 (4) 煅烧硫酸铝铵晶体，发生的主要反应为 4NHAl(SO)?12HO2AlO+2NH?+N?+5SO?+3SO?+53HO，将产生的气体通过如44222332322下图所示的装置。 ?集气瓶中收集到的气体是 (填化学式)。 ?足量饱和NaHSO溶液吸收的物质除大部分HO(g)外还有 (填化学式)。 32-O2+4?KMnO溶液褪色(Mn还原为Mn)，发生反应的离子方程式为 。 4【答案】 (1) 2KFe(CN)+Fe(SO)2KFeFe(CN)?+3KSO46243624 2+3+ (2) Fe、Fe2+3+ (3) 2Fe+HO+2H2Fe+2HO 222(4) ?
32、N ?SO、NH 233-2-OO2+ 44?2Mn+5SO+2HO2Mn+5S+4H22【解析】 (1) 由KFe(CN)生成KFeFe(CN) 沉淀。(2) 铁的氧化物和氧化铝溶于酸，二466氧化硅不溶于酸形成滤渣。(3) 溶液中的亚铁离子不易除去，用HO把其氧化为铁离子再沉淀22除去。(4) 通过饱和亚硫酸氢钠溶液除去氨气、三氧化硫，通过高锰酸钾溶液除去二氧化硫，故收集到的气体为氮气;KMnO溶液与二氧化硫反应，二氧化硫被氧化为硫酸根离子。 4用铝土矿冶炼金属铝的流程 铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界中主要以化合态形式存在于氧化铝中。铝土矿的主要成分是AlO，此外还含有少量SiO、
33、FeO等杂质，冶炼金属铝很重要的一个过程是AlO2322323的提纯。对于以提纯某一物质为实验目的的流程题，其实就是考查混合物的除杂、分离、提纯的有关知识。解这一类题时，一般的思路是认真地在流程中找出得到的主要物质是什么，混有的杂质有哪些;认真分析当加入某一试剂后，能与什么物质发生反应，生成了什么产物，要用什么样的方法才能将杂质除去。只有这样才能明白每一步所加试剂或操作的目的。由于AlO是23两性氧化物，而杂质SiO是酸性氧化物，FeO是碱性氧化物，因而可设计出两种提纯氧化铝的223方案。 14 方案一:碱溶法 方案二:酸溶法 【随堂检测】 1. 下列有关铝及其化合物的叙述正确的是( ) A.
34、 铝粉与氧化镁共热可制取金属镁 B. 足量铝分别与含1 mol HCl、1 mol NaOH的溶液反应，产生相同量的氢气 C. 工业上用电解熔融AlO的方法冶炼铝 23D. 在浓硝酸中加入等体积的浓硫酸后，立即加入铝片，铝片表面发生钝化 【答案】 C 【解析】 A项，铝热反应制取的一般是活泼性比铝弱的金属(根据氧化还原反应中还原剂的还原性一般大于还原产物)，镁比铝活泼，故工业制取镁一般采用电解熔融的氯化镁;B项，产生的氢气体积之比是1?3;C项正确;D项，在浓硝酸中加入等体积的浓硫酸，相互稀释，加入铝片后不再钝化。 2. 将黄豆粒般大小的金属钠置于一铝片上，在铝片下用酒精灯加热至钠充分燃烧，移
35、去酒精灯后，在铝片上有淡黄色粉末生成，过一段时间后，铝片上的黄色粉末变成带有白色泡沫的潮湿液体。以下有关该实验的叙述错误的是( ) A. 上述实验过程中的化学变化都是氧化还原反应 15 B. 上述实验中产生的泡沫里存在混合气体 C. 上述实验中存在反应:2NaOH+AlO2NaAlO+HO 2322D. 上述实验中存在反应:2NaOH+2Al+2HO2NaAlO+3H? 222【答案】 A 【解析】 整个实验中的反应有2Na+ONaO、2NaO+2HO4NaOH+O?、2222222AlO+2NaOH2NaAlO+HO、2Al+2NaOH+2HO2NaAlO+3H?。铝片表面氧化膜AlO与Na
36、OH的232222223反应是非氧化还原反应，A项错误;实验中产生的气体有氢气和氧气，B、C、D项正确。 3. (2015?上海嘉定二模)某小组同学利用铝和氧化铁发生铝热反应后得到的固体进行如下实验。 (1) 铝和氧化铁反应的化学方程式是 。 (2) 固体成分的初步确定。 实验序操作及现象 号 取少量固体样品，加入过量稀盐酸，固体溶解，产生无色气体(经检验为H)，溶2? 液呈浅黄色 向?中所得溶液中加入少量KSCN溶液，溶液呈浅红色，再加入HO溶液至过量，22? 产生无色气体(经检验为O)，溶液变为深红色，且红色很快褪去 2?由上述实验可知:溶液中Fe元素的存在形式有 。 ?中产生H的原因是样
37、品中除含Fe外，可能有未反应的Al，为检验样品中是否含Al单质，设2计了相关实验，依据的原理是(用离子方程式表示) 。 ?生成O的化学方程式是 ;进一步的实验表明，上述固体样品中Fe元2素的存在形式有:Fe、FeO、FeO。 2334(3) 该小组同学对?中溶液红色褪去的原因做进一步探究。 实验序操作及现象 号 将?中剩余溶液均分为两份，一份滴加NaOH溶液，产生红褐色沉淀;另一份滴加? BaCl溶液，产生白色沉淀，加入盐酸，沉淀不溶解 216 -1 FeCl溶液，滴入KSCN溶液，溶液变为红色，通入一段时间取2 mL 0.1 mol?L3? O，无明显变化，再加入HO溶液，红色很快褪去 22
38、2提示:KSCN中S元素的化合价为-2价 中白色沉淀的化学式是 。 ?实验?结合实验?和?分析，实验?中红色褪去的原因是 。 -?查阅资料得知:Cl对溶液红色褪去的反应有催化作用，验证该说法应补充的实验和现象是 。 【答案】 (1) 2Al+FeO AlO+2Fe 2323-O2+3+-2(2) ?Fe、Fe ?2Al+2OH+2HO2Al+3H? ?2HO2HO+O? 222222-1(3) ?BaSO ?溶液中SCN被HO氧化，溶液红色褪去 ?分别取2 mL 0.1 mol?LFeCl4223-1溶液和2 mL 0.05 mol?LFe(SO)溶液，分别滴入KSCN溶液，溶液均变为红色;再
39、分别加入243-1等浓度等体积的HO溶液，FeCl溶液褪色快或取0.05 mol?L Fe(SO)溶液，滴入KSCN溶223243液，溶液变红色，将红色溶液均分为两份，一份加入NaCl固体，另一份不变，向这两份溶液中均加入等浓度等体积的HO溶液，加入NaCl固体的溶液红色迅速褪去 22【解析】 (1) Al与氧化铁在高温下发生铝热反应生成氧化铝和铁。(2) ?向?中所得溶液中3+加入少量KSCN溶液，溶液呈浅红色，说明溶液中含有Fe;再加入HO溶液至过量，产生无色气22体(经检验为O)，溶液变为深红色，说明加入HO溶液后溶液中铁离子浓度增大，则原溶液中2222+含有Fe。?金属铝能够与氢氧化钠
40、溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的离子方程式为-O-22Al+2OH+2HO2Al+3H?，而铁不与氢氧化钠溶液反应，据此可以检验是否含有Al。22?HO溶液在铁离子作催化剂条件下分解生成水和氧气，反应的化学方程式为223+-2HO2HO+O?。(3) 实验?中溶液红色褪去的原因必然是Fe或SCN被消耗所致，实验?首2222-先验证实验?剩余的溶液中存在铁离子，然后证明溶液中存在硫酸根离子，从而证明SCN被氧-化;实验?证明氧化SCN的是HO溶液，而不是氧气。?加入氯化钡溶液后生成不溶于盐酸的223+-白色沉淀为BaSO。?Fe+3SCNFe(SCN)，加入HO溶液后SCN被氧化，溶液红色褪去
41、。?4322-1-1可将实验?中2 mL 0.1 mol?L FeCl溶液改为2 mL 0.05 mol?L Fe(SO)溶液，重复该实3243验，现象为加入HO溶液后，红色过一段时间褪去(或缓慢褪去)。 2217 【问题思考和基础梳理答案】 【参考答案】 问题思考 问题1 铝、两性化合物AlO、Al(OH)、氨基酸、多元弱酸的酸式盐(NaHCO、NaHPO等)、233324弱酸弱碱盐(NH)S、(NH)CO等。 42423-O+3+-2问题2 根据反应2Al+6H2Al+3H?、2Al+2OH+2HO2Al+3H?、222-O3+2Al+3Al+6HO4Al(OH)?，用1份的铝与硫酸反应、
42、3份的铝与烧碱反应，得到的铝盐和23偏铝酸盐混合，可以生成Al(OH)沉淀，该方案消耗的硫酸和烧碱的量最少。 3基础梳理 -O3+2+3H? 考点1 1. 2AlO 滴落 AlS 2. 2Al+3H? 2Al223232-，OH3+42考点2 高 难 Al+2HO Al+3NH?HOAl(OH)?+3N 2323-2-OOOO32232Al+CO(少量)+3HO2Al(OH)?+C或Al+CO(过量)+2HOAl(OH)?+HC 223223，-HO3+42考点3 ?Al+3HO ?Al(OH)? Al(OH)?+3N 4Al(OH)? ?Al+2HO 23332-2-OOO3+323?Al+
43、2HO ?Al+2HO ?Al(OH)? 2Al(OH)?+C Al(OH)?+HC 22333趁热打铁，事半功倍。请老师布置同学们完成配套检测与评估中的练习第2122页。 【课后检测】 18 课时13 铝及其化合物 1. 下列有关物质性质、应用的说法正确的是( ) A. 小苏打可与酸反应，可用作治疗胃酸过多的药剂 B. 氯化铝是电解质，可电解其水溶液获得金属铝 C. SO具有漂白性，可用于将银耳漂白为“雪耳” 2D. 二氧化硅具有导电性，可用于生产光导纤维 2. (2014?南京二模)下列有关物质性质的应用错误的是( ) A. 药皂中加入少量苯酚，可以起到杀菌消毒的作用 B. 明矾能水解生成
44、Al(OH)胶体，可用作净水剂 3C. 为防止月饼等富脂食品氧化变质，常在包装袋中放入生石灰 D. NaHCO受热能分解产生CO气体，在食品工业中可作为焙制糕点的膨松剂 323. (2014?山东高考)下列说法正确的是 ( ) ，H3+-2- 4A. 无色溶液中可能大量存在:Al、N、Cl、S2-O+- 4B. 酸性溶液中可能大量存在:Na、ClO、S、I-O+-3C. 弱碱性溶液中可能大量存在:Na、K、Cl、HC 2-O3+-4D. 中性溶液中可能大量存在:Fe、K、Cl、S 4. 下列物质的转化在给定条件下能实现的是( ) ?NaAlOAl(OH)AlO(熔融)AlFe 2323?SSO
45、HSO324 ?Cu(OH)COCuCl Cu 2232?FeOFeCl无水FeCl2333 ?饱和NaCl(aq)NaHCONaCO323 A. ? B. ? C. ? D. ? 19 5. 下列物质的制备与工业生产相符的是 ( ) ?NHNOHNO33 ?浓盐酸Cl漂白粉 2?MgCl无水MgClMg 22?饱和NaCl NaHCONaCO323 ?铝土矿 NaAlO溶液Al(OH)AlOAl 2323A. ? B. ? C. ? D. ? 6. (2015?南通二模)下列各组物质中，能一步实现下图所示?转化关系的是( ) X Y Z W A FeOFe FeClFeCl34 2 3 B
46、Al AlONaAlOAl(OH)23 2 3 C HSOSOS SO24 2 3 D CHCHBr CHCHCHOH CHBrCHBr 3222 25227. (2015?南通三模)下列物质性质与应用对应关系正确的是 ( ) A. 铝合金熔点低，可用来制造门窗 B. 二氧化氯具有强氧化性，可用来漂白织物 C. 过氧化钠固体呈淡黄色，可用来作供氧剂 D. 硫酸铜溶于水呈酸性，可用来作杀菌剂 8. 工业上用铝土矿(主要成分为AlO，含FeO杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下，下列判断2323正确的是( ) 20 A. 试剂X为稀硫酸 -OO23B. 反应?中生成Al(OH)的反应为CO+Al+2HOAl(OH)?+HC 32232-OO+-32C. 结合质子(H)的能力由强到弱的顺序是OHCAl D. AlO熔点很高，工业上还可采用电解熔融AlCl冶炼Al 2339. (2015?山东泰安一模)铁、铝及其化合物的应用十分广泛