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1、【步步高】（江苏专用）2016届高考化学大一轮总复习讲义 第三章 第2讲 铝及其重要化合物 新人教版第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: 常温 ?形成致密的氧化膜O2?Al 点燃 点燃 ?4Al，3O2=2Al2O3点燃?2
2、Al，3Cl2=2AlCl3 氧化性酸?遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化酸?Al 非氧化性酸 ?2Al，6HCl=2AlCl3，3H2?2Al，2NaOH，2H2O=2NaAlO2，3H2? 高温?2Al，Fe2O3=Al2O3，2Fe(铝热反应) 4(对比记忆镁的化学性质 铝 镁 点燃2Mg，O2=2MgO 与非金属反应 能被Cl2、O2氧化 点燃3Mg，N2=Mg3N2 能与沸水反应 与水反应 反应很困难 ?Mg，2H2O=Mg(OH)2，- 1 - H2? 与碱反应 能溶于强碱溶液 不反应 能在CO2中燃烧:2Mg，能与Fe2O3、MnO2、Cr2O3与某些氧化物反应 点燃等金属氧化物发生铝热反
3、应 CO2=2MgO，C 5.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
4、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, 失3e,得2e,0答案 铝与酸、碱反应的实质都是:Al ?Al3，2H，?H2，只不过碱中的H，来源于水的电离。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
5、 MgO、Mg3N2、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( ) A(CO2 B(盐酸 - 2 - C(NaOH溶液 D(水 答案
6、AC 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，还能够与碱溶液反应，表现出特殊性: 2Al，2OH,，2H2O=2AlO,2，3H2?。 2(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。 3(Mg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
7、，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( ) A(3 mol?L,1 HCl B(4 mol?L,1 HNO3 C(8 mol?L,1 NaOH D(18 mol?L,1 H2SO4 答案 A 解析 在镁、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_。
8、 答案 1?1 解析 根据化学方程式:2Al，6HCl=2AlCl3，3H2?、2Al，2NaOH，2H2O=2NaAlO2，3H2?得Al与H2的关系式均为2Al,3H2，故只要参加反应的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 1?3 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:6HCl,3H2、2NaOH,3H2，故当HCl、NaOH物质的量相等时，二者产生H2的体积比为1?3。 (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、N
9、aOH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 3?1 解析 因为铝足量且产生H2相等，根据关系式n(HCl)?n(NaOH),3?1，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),3?1。 (4)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol?L,1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),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 答案 A 解析 其反应原理分别为2Al，6HCl=2AlCl
10、3，3H2?，2Al，2NaOH，2H2O=2NaAlO2，3H2- 3 - ?。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1?3，而题设条件体积比为1?2，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。 2Al，6HCl = 2AlCl3，3H2? 6 mol 3 mol 3 mol?L,10.1 L 0.15 mol 则Al与NaOH反应生成的H2为0.15 mol2,0.3 mol。 2Al，2NaOH，2H2O=2NaAlO2，3H2? 227 g 3 mol 5(4 g 0.3 mol 即投入的铝粉为5.4 g。 1(铝与酸、碱反应生成
11、H2的量的关系 铝与酸、碱反应的化学方程式分别为2Al，6HCl=2AlCl3，3H2?、2Al，2NaOH，2H2O=2NaAlO2，3H2?。从化学方程式可以看出Al与酸、碱反应时生成H2的实质都是失3e,Al?Al3，所以无论与酸还是与碱反应，Al与H2的关系都是2Al,3H2。 VHCl，H2，1(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,。 1VNaOH，H2，1VHCl，H2，,。 (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3VNaOH，H2，1VHCl，H2，1(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，
12、31VNaOH，H2，则必定是a.铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足;b.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。 2(铝的这种既能与酸(非氧化性酸)又能与强碱反应产生H2的性质常作为推断题的“题眼”。 考点二 铝的重要化合物 1(氧化铝 (1)物理性质:白色固体，难溶于水，有很高的熔点。 (2)化学性质 与HCl反应?Al2O3，6HCl=2AlCl3，3H2O 两性氧化物 与NaOH反应 ?Al2O3，2NaOH=2NaAlO2，H2O2(氢氧化铝 (1)物理性质 白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。 (2)化学性质(用化学方程式表示) Al(OH)3的电
13、离方程式为 H，AlO,2，H2O ?Al(OH)3?Al3，3OH, 酸式电离- 4 - 与HCl反应,?Al，OH，3，3HCl=AlCl3，3H2O,?两性氢氧化物 ,与NaOH反应 ?Al，OH，3，NaOH=NaAlO2，2H2O,?受热分解:2Al(OH)3=Al2O3，3H2O。 (3)制备 ?向铝盐中加入氨水，离子方程式为Al3，3NH3?H2O=Al(OH)3?，3NH，4。 ?NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为AlO,2，CO2，2H2O=Al(OH)3?，HCO,3。 ?NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合:3AlO,2，Al3，6H2O=4Al(OH)3?。
14、 3(常见的铝盐 (1)硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。 (2)明矾的化学式为KAl(SO4)2?12H2O，它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH7(填“”或“,”)。明矾可以净水，其净水的原理是Al3，3H2O?Al(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, 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
15、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:NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S等;?弱酸的酸式盐，如:NaHCO3、KHS、NaHSO3;?氨基酸。 题组一 Al2O3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H
16、NO3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Fe3，溶液中的少量Al3， C(Al(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 D(MgO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 - 5 -
17、 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，Fe3，、Al3，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、Al2O3、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。 ?Fe2O3(Al2O3):加足量NaOH溶液。 ?Mg(OH)2Al(OH)3:加足量NaOH溶液。 ?Mg2，(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
18、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(? B(? C(? 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、W2、W3。三种实验方案如下: 甲:铝?
19、加NaOH溶液?加H2SO4溶液?W1 g Al(OH)3 乙:铝?加H2SO4溶液?加NaOH溶液?W2 g Al(OH)3 ,铝?加H2SO4溶液,丙:?W3 g Al(OH)3 铝?加NaOH溶液,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、W2、W3其质量由大到小的顺序是_。 (3)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
20、可用Al3，、AlO,2的双水解反应制取。 题组三 有关Al3，、AlO,2的离子反应 5(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,4、Al3，、K， B(1.0 mol?L,1的NaAlO2溶液中:Cl,、HCO,3、K，、Ca2， C(在强碱性环境中:AlO,2、SiO23,、Na，、K， D(能使甲基橙显红色的溶液中:NH，4、AlO,2、Na， - 6 - 答案 C 解析 A项MnO,4有颜色，ClO,与Al3，可发生双水解反应;B项中HCO,3，AlO,2，H2O=Al(OH)3?，CO23,;D项中，酸性条件下AlO,2不能大量存在。
21、 6(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:4NH3，Al3，2H2O=AlO,2，4NH，4 B(将铝片打磨后置于NaOH溶液中:2Al，2OH,=2AlO,2，H2? =2BaSO4?，C(向明矾溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液:Al3，2SO24,，2Ba2，4OH,AlO,2，2H2O D(向NaAlO2溶液中通入足量CO2:AlO,2，CO2，2H2O=Al(OH)3?，HCO,3 答案 CD 解析 A项，氨水不能溶解Al(OH)3;B项，氧元素不守恒。 1(离子共存问题 (1)Al3，水解呈酸性，与OH,、AlO,2、CO23(HCO,3)、S2,等不
22、能大量共存。 (2)AlO,2水解呈碱性，与H，、HCO,3、Al3，、Fe3，等不能大量共存。 2(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，4、Mg2，、Al3，的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，NaOH先与H，反应，再与Mg2，、Al3，反应生成沉淀，再与NH，4反应，最后才溶解Al(OH)3沉淀。 AlO,2之间的转化关系 考点三 用数形结合思想理解Al3，、Al(OH)3、1(Al3，、Al(OH)3、AlO,2之间的转化关系 写出上述转化的离子方程式。 答案 (1)?Al3，3NH3?H2O=Al(OH)3?，3NH，4
23、 ?Al3，3AlO,2，6H2O=4Al(OH)3? ?Al3，3OH,=Al(OH)3? (2)Al(OH)3，3H，=Al3，3H2O (3)Al3，4OH,=AlO,2，2H2O (4)AlO,2，4H，=Al3，2H2O (5)?AlO,2，CO2，2H2O=Al(OH)3?，HCO,3 ?AlO,2，H，H2O=Al(OH)3? (6)Al(OH)3，OH,=AlO,2，2H2O 2(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(Al3，)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 - 7 - ?有关反应: A?B:Al3，3OH,
24、=Al(OH)3? OH,=AlO,2，2H2O B?D:Al(OH)3，(2)把铝盐(Al3，)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: A?B:Al3，4OH,=AlO,2，2H2O B?C:Al3，3AlO,2，6H2O=4Al(OH)3? (3)把强酸溶液逐滴加入到AlO,2溶液中至过量 ?现象:先生成白色沉淀，然后沉淀逐渐溶解。 ?图像 ?有关反应: A?B:AlO,2，H，H2O=Al(OH)3? B?D:Al(OH)3，3H，=Al3，3H2O (4)向强酸溶液中逐滴加入AlO,2溶液至过量 ?现象:先无明
25、显现象，反应一段时间后逐渐产生白色沉淀。 ?图像 ?有关反应: A?B:4H，AlO,2=Al3，2H2O B?C:Al3，3AlO,2，6H2O=4Al(OH)3? (5)往等物质的量的AlCl3、MgCl2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 - 8 - ?有关反应: O?A:Al3，3OH,=Al(OH)3?， Mg2，2OH,=Mg(OH)2? A?B:Al(OH)3，OH,=AlO,2，2H2O 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Na
26、AlO2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;?NaAlO2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、AlCl3 ?NaHCO3
27、、H2SO4 ?NaAlO2、NaHSO4 ?Na2CO3、HCl ?Na2CO3、NaHCO3、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NaHCO3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。 ?NaHSO4=Na，H，SO24,，溶液显强酸性。向NaAlO2溶液中滴加NaHSO4:开始出现白色沉淀后沉淀逐渐溶解;向NaHSO4
28、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 Al3，、AlO,2形成Al(OH)3图像的综合分析 1(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- 9 - ( ) A(?线表示Al3，的物质的量的变化 B(x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,2的物质
29、的量的变化 答案 B 解析 AlCl3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3?1，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 mol?L,1的Ba(OH)2、NaAlO2混合溶液中加入0.1 mol?L,1的稀H2SO4 1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加
30、入0.1 mol?LB(向1 L浓度分别为0.1 mol?L,1和0.3 mol?L,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，SO24=BaSO4,?，2H2O、AlO,2，H，H2O=Al(OH)3?、Al(OH)3，3H，=Al3，3H2O，所以加1 L H2SO4时，Ba(OH)2反应完，再加0.5 L H2SO4时AlO,2参加反应，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0.1 mol?
31、L,1和0.3 mol?L,1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1 mol?L,1的NaOH溶液，发生的反应依次是Al3，3OH,=Al(OH)3?、OH,，NH，4=NH3?H2O、Al(OH)3，OH,=AlO,2，2H2O，所以沉淀Al3，和溶解Al(OH)3所用NaOH的量之比为3?1，而图像上看到的是1?1，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,2，2H2O、Al3，3AlO,2，6H2O=4Al(OH)3?，C错误;D项，AlCl3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
32、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,2三者之间的转化比例: 3OH,OH,Al3，?Al(OH)3?Al4OH,4H，O,2 3H，H，3(明晰Al3，溶液中加碱(OH,)的几种常见变形图像，如: - 10 - 图A中，n(H，)?n(Al3，),2?1。 图B中，若已知原溶液中含有Mg2，。则可推出: n(Mg2，)?n(Al3，),1?1。 图C中，若已知原溶液中含有H，和Mg2，则可推导出:n(H，)?n(Al3，)?n(Mg2，),2?1?1。 题组二 Al3，形成Al(OH)3的简单计算 3(向30 mL 1 mol?L,1的AlCl3
33、溶液中逐渐加入浓度为4 mol?L,1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( ) A(3 mL B(7.5 mL C(15 mL D(17.5 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，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)3,0.01 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。 0.013当碱的量不足时，则V(NaOH),L,0.00
34、7 5 L,7.5 mL;当碱过量时，则V(NaOH),40.034,0.01L,0.027 5 L,27.5 mL。 44(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，原溶液中Cl,与SO24,的物质的量之比为( ) A(1?3 B(2?3 C(6?1 D(3?1 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M
35、g2，消耗NaOH 0.1 L，因而n(AlCl3)?n(MgSO4),2?1，所以，n(Cl,)?n(SO24),6?1。 - 11 - 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(1)当n(OH,)?3n(Al3，)时，nAl(OH)3,n(OH,)。 3(2)当3n(Al3，)n(OH,)4n(Al3，)时，nAl(OH)3,4n(Al3，),n(OH,)。 (3)当n(OH,)?4n(Al3，)时，nAl(OH)3,0，无沉淀。 2(求反应物碱的量 (1)若碱不足(Al3，未完全沉淀)， n(OH,),3nAl(OH)3。 (2)若碱使生成的Al(OH)3部分溶解
36、， n(OH,),4n(Al3，),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: 高温CaCO3=CaO，CO2?、CaO，H2O=Ca(OH)2; ?沉淀Mg2，:Mg2，2Ca(OH)2=Mg(OH)2?，Ca2，; ?制备MgCl2:Mg(OH)2，2HCl=MgCl2，2H2O; 电解?电解MgCl2:MgCl2(熔融)=Mg，Cl2?。 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、Fe2O3
37、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 讨论回答下列问题: (1)写出?、?两步骤中可能发生反应的离子方程式。 答案 ?Al2O3，2OH,=2AlO,2，H2O，SiO2，2OH,=SiO23,，H2O ?AlO,2，CO2，2H2O=Al(OH)3?，HCO,3，3SiO2，2CO2,，2H2O=H2SiO3?，2HCO,3 - 12 - (2)步骤?中不用盐酸(或H2SO4)酸化的理由是_。 答案 因为AlO,2与酸反应生成的Al(OH)3具有
38、两性，可溶于强酸，不易控制酸的量;CO2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 SiO2 由于SiO2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 ?Al2O3，6H，=2Al3，3H2O，Fe2O3，6H，=2Fe3，3H2O ?Al3，4OH,=AlO,2，2H2O，Fe3，3OH,=Fe(OH)3? (2)步骤?中不用氨水沉淀Fe3，的原因:_。 答案 Al(OH)3
39、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: 盐酸过量NaOH铝土矿?a?b,?c,?d电解,Al ?下列说法中错误的是( ) A(?中除加试剂外，还需要进行过滤操作 B(a、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
40、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: - 13 - 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(CO2可以用H2SO4溶液或稀盐酸代替 C(反应?中的反应为CO2，AlO,2，2H2O=Al(OH)3?，HCO,3 D(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
41、(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(MgSO4?7H2O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、SiO2杂质)制取MgSO4?7H2O的实验，流程如下。 错误!错误!错误! (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MgSO4?7H2O，洗涤沉淀的基本操作是_。 (4)若制得MgSO4?7H2O质量为82.00 g，测得MnO2质量为1.74 g，且测得第?步滤
42、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 MgSO4 MnSO4 (2)Mn2，ClO,，H2O=MnO2?，Cl,，2H， (3)过滤 将沉淀置于过滤器中，加蒸馏水至刚好浸没沉淀，待水流尽，重复2,3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，MgCO3、MnCO3会转变为MgSO4、MnSO4。(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,，
43、H2O=MnO2?，Cl,，2H，。(3)第?步浓缩结晶后要经过过滤、洗涤、干燥才能得到MgSO4?7H2O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2,3次。(4)根据题中信息可求得MgCO3、MnCO3的质量分别是28.00 g、2.30 g，则菱镁矿石中28.00 gMgCO3的质量分数为100%,80%。 28.00 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
44、 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- 14 - 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 江苏五年高考 1(判断正误，正确的划“?”，错误的划“” (1)向NaAlO2溶液中通入过量CO2制Al(OH)3:CO2，AlO,2，2H2O=Al(OH)3?，HCO,3(
45、?) (2014?江苏，7D) (2)0.1 mol?L,1 NaAlO2溶液中:H，、Na，、Cl,、SO24,能大量共存() (2013?江苏，3D) 解析 AlO,2与H，不能大量共存，错误。 (3)氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝() (2013?江苏，4D) 解析 AlCl3是共价化合物，熔融状态不导电，错误。 (4)明矾溶于水产生Al(OH)3胶体:Al3，3H2O=Al(OH)3?，3H，() (2013?江苏，8B) 解析 Al(OH)3胶体不是沉淀，不能加沉淀符号，错误。 2(2014?江苏，16)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Al2O3、SiO2等)制备碱式