2019版高考化學一輪復習 第4章 材料家族中的元素 第2節(jié) 鋁及其化合物學案 魯科版.doc

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第2節(jié)　鋁及其化合物 1．了解鋁及其重要化合物的制備方法?！?．掌握鋁的主要性質及其應用。 3．掌握鋁的重要化合物的主要性質及其應用。　4．以上各部分知識的綜合應用。 　鋁及其化合物的性質 [知識梳理] 1．鋁的原子結構 鋁位于元素周期表中第3周期ⅢA族，原子結構示意圖為，最外層有3個電子，在化學反應中易失去最外層電子而表現(xiàn)為＋3價，鋁在地殼中含量豐富，僅次于硅，自然界中的鋁全部以化合態(tài)形式存在。 2．金屬鋁 (1)物理性質 狀態(tài) 色澤 密度 熔點 硬度 導電、導熱性 延展性 固態(tài) 銀白色 2．7 gcm－3 660．4 ℃ 較小 很好 良好 (2)化學性質 寫出圖中有關反應的化學方程式或離子方程式： ① ②2Al＋3Cl22AlCl3 ③ ④2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑ ⑤2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 (3)制備 電解熔融Al2O3：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。 (4)用途 ①純鋁用作導線。 ②鋁合金制備汽車、飛機、生活用品等。 3．氧化鋁 (1)物理性質：白色固體，難溶于水，有很高的熔點。 (2)化學性質——兩性氧化物(填離子方程式) Al2O3—— (3)用途：耐火材料、制作各種寶石、剛玉的成分。 4．氫氧化鋁 (1)物理性質：不溶于水的白色膠狀物，有較強的吸附性。 (2)化學性質 寫出圖中有關反應的化學方程式或離子方程式： Ⅰ．Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O； Ⅱ．Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－； Ⅲ．2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。 (3)制備 ①向鋁鹽溶液中加入氨水，離子方程式為Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH__； ②向四羥基合鋁酸鹽溶液中通入足量CO2，離子方程式為[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO__； ③Na[Al(OH)4]溶液與AlCl3溶液混合，離子方程式為 Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓。 5．明礬凈水原理 明礬的化學式為KAl(SO4)212H2O，其凈水原理涉及的離子方程式為Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋。 (1)鋁制品表面的氧化膜起著保護內部金屬的作用，所以鋁制品在空氣中能穩(wěn)定存在，具有很強的抗腐蝕性。 (2)用鋁箔包裹的鈉與水反應時，既要考慮鈉與水的反應，又要考慮鋁與生成的NaOH的反應。 (3)Al、Al2O3、Al(OH)3均既能與強酸反應又能與強堿溶液反應，故能與鋁反應產(chǎn)生H2的溶液可能呈強酸性，也可能呈強堿性。 (4)在做鋁的燃燒實驗時，用坩堝鉗夾住一小塊鋁箔，在酒精燈上加熱至其熔化，會看到的現(xiàn)象是鋁箔熔化，失去光澤，但熔化的鋁并不滴落。原因是鋁與O2反應生成了熔點很高的Al2O3薄膜，使內部熔化的鋁被Al2O3包裹著。 (5)Al(OH)3膠體具有吸附性，故可用作凈水劑，Al(OH)3也是一種抗胃酸藥。 [自我檢測] 1．判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“” (1)Mg、Al在空氣中性質穩(wěn)定，因而都具有很強的抗腐蝕性。(　　) (2)Mg是活潑金屬，而Al是兩性金屬。(　　) (3)只有Al粉與Fe2O3的混合物才可稱為鋁熱劑。(　　) (4)1 mol鋁分別與含足量的鹽酸或NaOH溶液充分反應，產(chǎn)生氫氣的量相同。(　　) (5)工業(yè)上可用電解AlCl3溶液的方法冶煉鋁。(　　) (6)將鋁片放入到濃硝酸或濃硫酸中沒有明顯現(xiàn)象，說明鋁與這兩種溶液不能發(fā)生化學反應。(　　) (7)明礬溶于水產(chǎn)生Al(OH)3膠體：Al3＋＋3H2O=== Al(OH)3↓＋3H＋。(　　) (8)向明礬溶液中滴加Ba(OH)2溶液，恰好使SO沉淀完全：2Al3＋＋3SO＋3Ba2＋＋6OH－===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓。(　　) (9)氯離子存在時，鋁表面的氧化膜易被破壞，因此含鹽腌制品不宜直接存放在鋁制容器中。(　　) (10)明礬的凈水作用與液氯對自來水的消毒作用原理相同。(　　) 答案：(1)　(2)√　(3)　(4)√　(5)　(6)　(7)　(8)　(9)√　(10) 2．完成下列三角轉化關系中的代表反應(填離子方程式)。 ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________； ③________________________________________________________________________； ④________________________________________________________________________； ⑤________________________________________________________________________； ⑥________________________________________________________________________； ⑦________________________________________________________________________。 答案：①Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH[或Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓] ②Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O ③Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－ ④[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO {或2[Al(OH)4]－＋CO2===2Al(OH)3↓＋CO＋H2O} ⑤[Al(OH)4]－＋4H＋===Al3＋＋4H2O ⑥Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－ ⑦Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓ 　(2016高考上海卷)已知NaOH＋Al(OH)3===Na[Al(OH)4]。向集滿CO2的鋁制易拉罐中加入過量NaOH濃溶液，立即封閉罐口，易拉罐漸漸凹癟；再過一段時間，罐壁又重新凸起。上述實驗過程中沒有發(fā)生的離子反應是(　　) A．CO2＋2OH－===CO＋H2O B．Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－ C．2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑ D．Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－ [解析]　向集滿CO2的鋁罐中加入過量氫氧化鈉濃溶液，首先CO2與氫氧化鈉反應，表現(xiàn)為鋁罐變癟；接著過量的氫氧化鈉再與鋁罐反應，因鋁罐表面的氧化膜Al2O3具有兩性可溶解于氫氧化鈉溶液；然后單質Al與氫氧化鈉溶液反應生成H2，罐壁又重新凸起。 [答案]　D (1)若加入少量的NaOH溶液，是否還會出現(xiàn)上述實驗現(xiàn)象？說明理由。 (2)將Al、Al2O3、Al(OH)3投入強堿溶液中，鋁元素均以什么形態(tài)存在？ 答案：(1)不會。CO2＋OH－===HCO，無多余NaOH與Al反應。 (2)[Al(OH)4]－。 題組一　鋁及其化合物的性質及應用 1．(2018哈爾濱高三模擬)下列有關鋁及其化合物的敘述正確的是(　　) A．鋁粉與氧化鎂共熱可制取金屬鎂 B．足量鋁分別與含1 mol HCl、1 mol NaOH的溶液反應，產(chǎn)生相同量的氫氣 C．工業(yè)上用電解熔融Al2O3的方法冶煉鋁 D．在濃硝酸中加入等體積的濃硫酸后，立即加入鋁片，鋁片表面發(fā)生鈍化 解析：選C。鎂比鋁活潑，不能用鋁粉制取鎂，A錯誤；根據(jù)關系式2Al～6HCl～3H2，2Al～2NaOH～3H2，當鋁足量時，等量的HCl和NaOH產(chǎn)生H2的體積比為1∶3，B錯誤；濃H2SO4可吸收濃HNO3中的水分，并放出大量熱，促進HNO3揮發(fā)，使兩種酸的濃度減小，鋁片不再鈍化，D錯誤。 2．(2018長沙統(tǒng)考)將鋁粉與某鐵的氧化物FeO2Fe2O3粉末配制成鋁熱劑，分成兩等份，一份直接放入足量的燒堿溶液中，充分反應后放出的氣體在標準狀況下的體積為3．92 L；另一份在高溫下恰好反應完全，反應后的混合物與足量的鹽酸反應后，放出的氣體在標準狀況下的體積為(　　) A．2．80 L　　　　　　　　 B．3．92 L C．5．60 L D．7．84 L 解析：選A。一份與足量燒堿溶液反應，根據(jù)Al與NaOH溶液的反應，可得關系式：2Al～3H2，則n(Al)＝ mol＝ mol。另一份在高溫下恰好反應完全，根據(jù)3[FeO2Fe2O3]＋14Al7Al2O3＋15Fe，得反應生成的n(Fe)＝n(Al)＝ mol＝0．125 mol。根據(jù)Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，得n(H2)＝n(Fe)，故V(H2)＝0．125 mol22．4 Lmol－1＝2．80 L。 鋁與酸、堿反應生成H2量的關系 (1)等量的鋁分別與足量鹽酸和氫氧化鈉溶液反應，產(chǎn)生氫氣體積比＝。 (2)足量的鋁分別與等物質的量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應，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，產(chǎn)生氫氣的體積比＜＜，則必定是①鋁與鹽酸反應時，鋁過量而鹽酸不足；②鋁與氫氧化鈉反應時，鋁不足而NaOH過量。 題組二　鋁及其化合物之間的相互轉化 3．下列各組物質，不能按(“―→”表示反應一步完成)關系轉化的是(　　) 選項 a b c A Al2O3 Na[Al(OH)4] Al(OH)3 B AlCl3 Al(OH)3 Na[Al(OH)4] C Al Al(OH)3 Al2O3 D MgCl2 Mg(OH)2 MgO 解析：選C。A項，Al2O3Na[Al(OH)4]Al(OH)3Al2O3；B項，AlCl3Al(OH)3Na[Al(OH)4]AlCl3；D項，MgCl2Mg(OH)2MgOMgCl2；C項中，Al不能一步轉化成Al(OH)3。 4．(2018保定質檢)工業(yè)上用某種氧化鋁礦石(含F(xiàn)e2O3雜質)為原料冶煉鋁的工藝流程如下： 對上述流程中的判斷正確的是(　　) A．試劑X可以為氨水，沉淀中含有鐵的化合物 B．CO2可以用H2SO4溶液或稀鹽酸代替 C．反應Ⅱ中的離子方程式為CO2＋[Al(OH)4]－===Al(OH)3↓＋HCO D．工業(yè)上還可采用Fe還原Al2O3的方法制Al，成本更低 解析：選C。A項，試劑X應為強堿溶液，使Al2O3溶解；B項，若用強酸代替CO2，強酸過量時，Al(OH)3會溶解，不能保證生成Al(OH)3沉淀；D項，因Al比Fe活潑，不能用Fe置換Al。 從鋁土礦中提取Al2O3的方法 　堿溶法 　酸溶法 　與Al(OH)3沉淀生成有關的圖像問題 [知識梳理] 1．往AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量 (1)O→A：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓， A→B：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－。 (2)現(xiàn)象：開始產(chǎn)生白色沉淀并逐漸增多?白色沉淀開始溶解?白色沉淀全部溶解。 2．往NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液至過量 (1)O→A：Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－， A→B：3[Al(OH)4]－＋Al3＋===4Al(OH)3↓。 (2)現(xiàn)象：開始無現(xiàn)象?出現(xiàn)白色沉淀，且沉淀不溶解。 3．往Na[Al(OH)4]溶液中逐滴加入HCl溶液至過量 (1)O→A：[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O， A→B：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。 (2)現(xiàn)象：開始出現(xiàn)白色沉淀?白色沉淀全部溶解。 4．往鹽酸中逐滴加入Na[Al(OH)4]溶液至過量 (1)O→A：[Al(OH)4]－＋4H＋===Al3＋＋4H2O， A→B：Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓。 (2)現(xiàn)象：開始無現(xiàn)象?出現(xiàn)白色沉淀，且沉淀不溶解。 5．往等物質的量的AlCl3、MgCl2混合溶液中加入NaOH溶液至過量 (1)O→A：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓， Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓； A→B：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－。 (2)現(xiàn)象：開始出現(xiàn)白色沉淀?沉淀量增多?沉淀部分溶解。 6．四個拓展圖像 (1)向AlCl3溶液中逐滴加入氨水或Na[Al(OH)4]溶液至過量，圖像如圖1所示。 (2)向Na[Al(OH)4]溶液中逐滴加入AlCl3溶液或通入CO2至過量，圖像如圖2所示。 (3)向MgCl2、AlCl3和鹽酸的混合溶液(即將Mg、Al溶于過量鹽酸所得的溶液)中逐滴加入NaOH溶液至過量，圖像如圖3所示。 (4)向MgCl2、AlCl3、鹽酸和NH4Cl的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量，圖像如圖4所示。 [自我檢測] 1．下列各項操作中，不發(fā)生“先產(chǎn)生沉淀，然后沉淀又溶解”現(xiàn)象的是(　　) ①向飽和碳酸鈉溶液中通入過量的CO2 ②向Na[Al(OH)4] 溶液中逐滴加入過量的稀鹽酸 ③向AlCl3溶液中逐滴加入過量稀氫氧化鈉溶液 ④向硅酸鈉溶液中逐滴加入過量的鹽酸 A．①② 　　　　　　　　 B．①③ C．①④ D．②③ 解析：選C。①Na2CO3與CO2、H2O反應生成 NaHCO3，由于Na2CO3的溶解度比NaHCO3的大，因而只會產(chǎn)生NaHCO3沉淀；②Na[Al(OH)4]中加入稀鹽酸，開始產(chǎn)生白色沉淀 Al(OH)3，當鹽酸過量時，Al(OH)3又溶于鹽酸；③向 AlCl3溶液中加入NaOH溶液開始產(chǎn)生白色沉淀 Al(OH)3，當NaOH溶液過量時，Al(OH)3又溶于NaOH溶液；④只會生成H2SiO3沉淀。 2．下列圖像表示Al3＋與[Al(OH)4]－物質的量變化的曲線，實線表示Al3＋，虛線表示[Al(OH)4]－，其中正確的是(　　) 解析：選B。根據(jù)反應：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓和Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－中消耗OH－的量的關系可知A錯誤、B正確；由[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O和Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O可知C、D錯誤。 　某無色稀溶液X中，可能含有下表所列離子中的某幾種。 陰離子 CO、SiO、[Al(OH)4]－、Cl－ 陽離子 Al3＋、Fe3＋、Mg2＋、NH、Na＋ 現(xiàn)取該溶液適量，向其中加入某試劑Y，產(chǎn)生沉淀的物質的量(n)與加入試劑體積(V)的關系如圖所示。 (1)若Y是鹽酸，則Oa段轉化為沉淀的離子(指來源于X溶液的，下同)是________，ab段發(fā)生反應的離子是________，bc段發(fā)生反應的離子方程式為______________________________________。 (2)若Y是NaOH溶液，則X中一定含有的陽離子是____________，其物質的量之比為________，ab段發(fā)生反應的離子方程式為___________________________________________。 [解析]　溶液為無色，說明溶液X中不含F(xiàn)e3＋；若Y為鹽酸，由圖像的特點判斷溶液X中含有[Al(OH)4]－、SiO、CO，其中Oa段轉化為沉淀的離子為[Al(OH)4]－、SiO；ab段發(fā)生反應的離子為CO；bc段發(fā)生的反應為Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。若Y為NaOH溶液，由圖像特點判斷溶液中含有Mg2＋、Al3＋、NH。其中Oa段發(fā)生反應為Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓；ab段發(fā)生的反應為NH＋OH－===NH3H2O；bc段發(fā)生的反應為Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－，n(Al3＋)∶n(Mg2＋)∶n(NH)＝1∶[(4－13)]∶2＝2∶1∶4。 [答案]　(1)SiO、[Al(OH)4]－　CO Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O　(2)Al3＋、Mg2＋、NH　2∶1∶4　NH＋OH－===NH3H2O 與例題的圖像類似，在某混合溶液中含有多種離子，向其中滴加氫氧化鈉或鹽酸，根據(jù)產(chǎn)生的白色沉淀與所加溶液的關系，分別得到以下兩個類似圖像甲和乙。請思考圖像甲和乙所示的溶液中分別存在哪些常見離子？并按反應順序寫出離子方程式。 答案：圖甲：H＋、Al3＋、Mg2＋、NH。按照反應的順序，離子方程式為 (1)H＋＋OH－===H2O； (2)Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓； (3)NH＋OH－===NH3H2O； (4)Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－。 圖乙：OH－、[Al(OH)4]－、CO、SiO。按照反應的順序，離子方程式為 (1)H＋＋OH－===H2O； (2)[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O，SiO＋2H＋===H2SiO3↓； (3)CO＋H＋===HCO，HCO＋H＋===H2O＋CO2↑； (4)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。 解答圖像題思維模板 [說明]　前兩“看”較直觀，難度較小。第三“看”難度大些，只有正確書寫出變化過程中的反應方程式，并理清化學方程式中化學計量數(shù)與題目相關量的數(shù)量關系，才能順利解題。 題組　與Al(OH)3沉淀生成有關的圖像問題 1．如圖表示AlCl3溶液與NaOH溶液相互滴加過程中微粒數(shù)量的關系曲線。判斷下列說法是否正確。 (1)A線表示Al3＋ 的物質的量的變化。(　　) (2)x表示AlCl3的物質的量。(　　) (3)C線表示Al(OH)3的物質的量的變化。(　　) (4)D線表示[Al(OH)4]－的物質的量的變化。(　　) 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的物質的量之比為3∶1，與本題圖示情況相符，則x表示NaOH的物質的量；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。 答案：(1)√　(2)　(3)√　(4)√ 2．(2018遂寧診斷)某溶液中可能含有如下離子：H＋、Mg2＋、Al3＋、NH、Cl－、[Al(OH)4]－。當向該溶液中逐滴加入NaOH溶液時，產(chǎn)生沉淀的物質的量(n)與加入NaOH溶液的體積(V)的關系如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．原溶液中一定含有的陽離子是H＋、Mg2＋、Al3＋、NH B．反應最后形成的溶液中的溶質含AlCl3 C．原溶液中Al3＋與NH的物質的量之比為1∶3 D．原溶液中含有的陰離子是 [Al(OH)4]－、Cl－ 解析：選C。根據(jù)圖像可推斷出溶液中肯定含有H＋、NH、Al3＋和Cl－，肯定不存在[Al(OH)4]－和Mg2＋，A、D錯誤；反應到最后溶液中的溶質為NaCl和Na[Al(OH)4]，B錯誤；結合圖像中的數(shù)量關系可得n(H＋)∶n(Al3＋)∶n(NH)＝2∶1∶3，C正確。 3．如圖所示，橫坐標為某溶液中加入溶質的物質的量，縱坐標為沉淀量。 從A～D中選擇符合要求的選項填入下表的相應位置： 編號 溶液 加入物質 圖像 序號 ① 飽和石灰水 通入過量CO2 ② 含少量NaOH的Na[Al(OH)4]溶液 通入過量CO2 ③ 含少量NaOH的Na[Al(OH)4]溶液 滴入稀鹽酸 ④ MgCl2、AlCl3混合溶液 滴加NaOH濃溶液至過量 ⑤ NaOH溶液 滴加AlCl3溶液至過量 解析：①CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O， CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2， B圖像符合上述變化； ②2NaOH＋CO2===Na2CO3， CO2＋2Na[Al(OH)4]===2Al(OH)3↓＋Na2CO3＋H2O， Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3， C圖像符合上述變化； ③NaOH＋HCl===NaCl＋H2O， H＋＋[Al(OH)4]－===Al(OH)3↓＋H2O， 3H＋＋Al(OH)3===Al3＋＋3H2O， D圖像符合上述變化； ④Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓， Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓， Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－， A圖像符合上述變化； ⑤Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－， Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓， C圖像符合上述變化。 答案：①B?、贑　③D?、蹵?、軨 [課后達標檢測][學生用書P268(單獨成冊)] 一、選擇題 1．下列關于鋁及其化合物的說法不正確的是(　　) A．Al既可用于食品包裝，也可用作建筑材料 B．Al2O3既可用來冶煉金屬Al，也可用作耐火材料 C．明礬[KAl(SO4)212H2O]既可用作凈水劑，也可用作消毒劑 D．Al(OH)3既可用作治療胃酸過多的藥物，也可用來制備一些鋁鹽 解析：選C。A項，金屬鋁具有良好的延展性，因此鋁可以制成鋁箔用于食品包裝，金屬鋁也可用作建筑材料，如鋁合金門窗等，正確；B項，電解熔融的Al2O3可冶煉金屬Al，由于Al2O3具有耐高溫的性質，也可用作耐火材料，正確；C項，明礬[KAl(SO4)212H2O]溶于水后，Al3＋能發(fā)生水解反應，生成的Al(OH)3膠體具有吸附作用，可用作凈水劑，但Al(OH)3并不具有消毒作用，錯誤；D項，Al(OH)3與胃酸中的鹽酸反應生成氯化鋁和水，正確。 2．下列物質中既能跟稀硫酸反應，又能跟氫氧化鈉溶液反應的是(　　) ①NaHCO3?、?NH4)2SO3?、跘l2O3?、蹵l(OH)3　⑤Al A．全部　　　　　　　　　 B．只有①③④⑤ C．只有③④⑤ D．只有②③④⑤ 解析：選A。弱酸的酸式鹽、弱酸弱堿鹽、Al、Al2O3、Al(OH)3 等物質既可與強酸反應又可與強堿反應，故選A。 3．下列除去雜質的方法不正確的是(　　) A．鎂粉中混有少量鋁粉：加入過量燒堿溶液充分反應，過濾、洗滌、干燥 B．用過量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋ C．Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量燒堿溶液，充分反應，過濾，向濾液中通入過量CO2后再過濾 D．MgO中混有少量Al2O3：加入足量燒堿溶液，充分反應，過濾、洗滌、干燥得到MgO 解析：選B。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＋均轉化為氫氧化物沉淀，達不到除雜的目的。 4．如圖是鋁在氧氣中燃燒的實驗，鋁條點燃后，為維持繼續(xù)燃燒，正確的操作是(　　) A．鋁條應始終置于集氣瓶瓶口位置 B．迅速將鋁條插入集氣瓶接近瓶底位置 C．將鋁條從瓶口位置慢慢伸向瓶底位置 D．鋁條應不斷上下移動 答案：C 5．常溫下，下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是(　　) A．無色溶液中：ClO－、MnO、Al3＋、K＋ B．1．0 molL－1的Na[Al(OH)4]溶液中：Cl－、HCO、K＋、Ca2＋ C．在強堿性環(huán)境中：[Al(OH)4]－、SiO、Na＋、K＋ D．能使甲基橙顯紅色的溶液中：NH、Na＋、[Al(OH)4]－ 解析：選C。A項MnO有顏色，ClO－與Al3＋可發(fā)生相互促進的水解反應；B項中HCO＋[Al(OH)4]－===Al(OH)3↓＋CO＋H2O；D項中，酸性條件下[Al(OH)4]－不能大量存在。 6．Fe、Mg、Al分別與稀鹽酸充分反應得到相同質量的氫氣。①Fe、Mg、Al的質量相等，鹽酸足量；②Fe、Mg、Al的質量之比是56∶24∶27，鹽酸足量；③Fe、Mg、Al的質量之比是28∶12∶9，鹽酸足量；④Fe、Mg、Al均過量，所用鹽酸的質量和溶質質量分數(shù)都相同。你認為可能的原因是(　　) A．①② B．①③ C．②③ D．③④ 解析：選D。①Fe、Mg、Al的質量相等，鹽酸足量，則充分反應后放出氫氣的質量Al>Mg>Fe；②鹽酸足量，F(xiàn)e、Mg、Al的質量之比為56∶24∶27，則充分反應后放出氫氣的質量之比為∶∶＝2∶2∶3；③Fe、Mg、Al質量之比為28∶12∶9，鹽酸足量，則充分反應后放出氫氣的質量之比為∶∶＝1∶1∶1，即可得到相同質量的氫氣；④Fe、Mg、Al均過量，所用鹽酸的質量和溶質質量分數(shù)都相同時，充分反應，可得到相同質量的氫氣。 7．向物質的量相等的Al2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液直至過量。下列表示加入NaOH溶液的體積(V)與溶液中沉淀的物質的量(n)的關系正確的是(　　) 解析：選A。把NaOH溶液逐滴加入物質的量相等的Al2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液中，開始生成Al(OH)3沉淀，當Al3＋沉淀完全時，OH－與NH反應生成NH3H2O，繼續(xù)滴加NaOH溶液，Al(OH)3開始溶解，直至完全消失，各步反應中消耗NaOH溶液的體積比為3∶1∶1，A項正確。 8．工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3xH2O、Fe2O3、SiO2等)提取純Al2O3作冶煉鋁的原料，提取時操作過程如下圖，指出圖中操作錯誤的是(　　) A．④⑤ B．③④ C．②⑤ D．①② 解析：選A。由流程圖可知，操作③得到的濾液為Na[Al(OH)4]溶液，加入過量鹽酸后得到AlCl3而不是Al(OH)3沉淀，應通入過量CO2，操作④錯誤；Al(OH)3在常溫干燥條件下并不發(fā)生分解，故操作⑤需要加熱，⑤錯誤。 9．已知NH＋[Al(OH)4]－===Al(OH)3↓＋NH3H2O，向含有等物質的量的NH、Al3＋、H＋的混合溶液中，慢慢滴加NaOH溶液直至過量，并不斷攪拌，發(fā)生以下離子反應： ①H＋＋OH－===H2O ②Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－ ③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ ④NH＋OH－===NH3H2O 先后順序正確的是(　　) A．①→②→③→④ B．①→③→②→④ C．①→③→④→② D．①→④→②→③ 解析：選C。結合OH－能力強的先反應，第一個反應為H＋＋OH－===H2O；第二個反應為Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓；[Al(OH)4]－與NH能相互促進水解而生成Al(OH)3和NH3H2O，故第三個反應為NH＋OH－===NH3H2O；最后一個反應為Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－。 二、非選擇題 10．A、B、C、D、E五種化合物均含有某種短周期常見元素，它們的轉化關系如圖所示，其中A的溶液為澄清溶液，C為難溶的白色固體，E則易溶于水，取A的溶液灼燒，焰色反應為淺紫色(透過藍色鈷玻璃)。 (1)寫出化學式：A________，B________，C________， D________，E________。 (2)寫出下列反應的離子方程式： A→B：____________________________________________________________________； A→D：_____________________________________________________________________。 解析：在短周期元素形成的化合物中，既能與鹽酸反應，又能與NaOH溶液反應的物質必為兩性物質，又因為B受熱時轉化為C，故可知C為Al2O3，B為Al(OH)3，由此推出D是AlCl3，A與過量CO2反應生成Al(OH)3，且A的溶液的焰色反應為淺紫色，則A為K[Al(OH)4]，E為Na[Al(OH)4]。 答案：(1)K[Al(OH)4]　Al(OH)3　Al2O3　AlCl3 Na[Al(OH)4] (2)[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO [Al(OH)4]－＋4H＋===Al3＋＋4H2O 11．(2018南京質檢)某工廠有廢合金(含有鋁、鐵、銅)粉末，甲同學探索工業(yè)廢料的利用，用該廢合金粉末制取純凈的氯化鋁溶液、綠礬晶體和膽礬晶體，其實驗方案如下： 試回答下列問題： (1)所加試劑①、②分別是________、________。 (2)寫出廢合金與試劑①反應的離子方程式：______________________________。 (3)由濾液A制AlCl3溶液有途徑Ⅰ和途徑Ⅱ兩種，你認為合理的是________，理由是__________________________________________________；寫出A→D反應的離子方程式：__________________________。 (4)操作③的名稱是_________________________________________________________。 解析：根據(jù)合金的成分及最終產(chǎn)物可以判斷，第一步是加堿，使鋁溶解，得到四羥基合鋁酸鹽溶液和鐵、銅；再向鐵、銅中加稀硫酸，將鐵轉化為亞鐵鹽，使之與銅分離。 答案：(1)NaOH溶液(或燒堿溶液)　稀硫酸 (2)2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑ (3)途徑Ⅱ　途徑Ⅰ制得的AlCl3溶液中含有大量的NaCl，而途徑Ⅱ能制得純凈的AlCl3溶液 [Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO (4)蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾 12．鋁是一種應用廣泛的金屬，工業(yè)上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融電解制得。 ①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： ②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1的化學方程式：______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)濾液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是________，反應2的離子方程式為________________________________________________________________________。 (3)E可作為建筑材料，化合物C是________(填化學式)，寫出由D制備冰晶石的化學方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)電解制鋁的化學方程式是______________________________________________， 以石墨為電極，陽極產(chǎn)生的混合氣體的成分是________。 解析：結合Al2O3、SiO2與NaOH溶液反應后產(chǎn)物的性質來分析流程圖；根據(jù)螢石和純堿為原料制取冰晶石來分析流程圖，充分利用質量守恒定律來書寫方程式。 (1)在加入NaOH溶液時，Al2O3和SiO2都能與NaOH反應，分別生成Na[Al(OH)4]和Na2SiO3。(2)加入CaO后生成Ca(OH)2，SiO與Ca2＋結合生成難溶物CaSiO3；濾液Ⅱ中主要含有[Al(OH)4]－，通入CO2后生成沉淀Al(OH)3。(3)螢石能與H2SO4反應生成CaSO4和HF氣體；HF、Na2CO3、Al(OH)3三者沒有發(fā)生氧化還原反應，根據(jù)質量守恒定律可寫出化學方程式。(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能與石墨電極反應生成CO2(可能含有CO)。 答案：(1)2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O、2NaOH＋Al2O3＋3H2O===2Na[Al(OH)4] (2)CaSiO3　2[Al(OH)4]－＋CO2===2Al(OH)3↓＋CO＋H2O{或[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO} (3)H2SO4　12HF＋3Na2CO3＋2Al(OH)3===2Na3AlF6＋3CO2＋9H2O (4)2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ O2、CO2(CO) 13．一位同學在復習時遇到這樣一道習題：某無色溶液中可能含有H＋、OH－、Na＋、NO，加入鋁粉后，只產(chǎn)生H2，問該無色溶液中能大量存在哪幾種離子。 (1)加入鋁粉產(chǎn)生H2，說明鋁具有________(填“氧化性”或“還原性”)。 (2)該同學分析：若H＋大量存在，則NO就不能大量存在。 設計實驗證實如下： 裝置 現(xiàn)象 ?。畬嶒灣跏迹匆娒黠@現(xiàn)象 ⅱ．過一會兒，出現(xiàn)氣泡，液面上方呈淺棕色 ⅲ．試管變熱，溶液沸騰 ①鹽酸溶解Al2O3薄膜的離子方程式是_______________________________________ ________________________________________________________________________。 ②根據(jù)現(xiàn)象ⅱ，推測溶液中產(chǎn)生了NO，為進一步確認，進行如下實驗： 實驗 內容 現(xiàn)象 實驗1 將濕潤的淀粉KI試紙置于空氣中 未變藍 實驗2 用濕潤的淀粉KI試紙檢驗淺棕色氣體 試紙變藍 a．淺棕色氣體是________。 b．實驗1的目的是______________________________________________。 c．實驗1、2說明反應生成了NO，將生成NO的離子方程式補充完整： Al＋________NO＋________===________Al3＋＋________NO↑＋________ (3)再假設：若OH－大量存在，NO也可能不能大量存在。 重新設計實驗證實如下： 裝置 現(xiàn)象 ?。畬嶒灣跏?，未見明顯現(xiàn)象 ⅱ．過一會兒，出現(xiàn)氣泡，有刺激性氣味 為確認“刺激性氣味”氣體，進行如下實驗：用濕潤的淀粉KI試紙檢驗，未變藍；用濕潤紅色石蕊試紙檢驗，試紙變藍。 ①有刺激性氣味的氣體是__________。 ②產(chǎn)生該氣體的離子方程式是______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)在NaOH溶液中加入鋁粉，結果只檢驗出有H2生成，其化學方程式是________________________________________________________________________。 解析：(1)加入鋁粉產(chǎn)生H2，Al失去電子，H得到電子，則Al為還原劑，具有還原性。 (2)①鹽酸與氧化鋁反應生成氯化鋁和水，該離子反應為6H＋＋Al2O3===2Al3＋＋3H2O。②液面上方呈淺棕色，一定不是氫氣，為氮的氧化物，由將濕潤的淀粉KI試紙置于空氣中未變藍，說明KI在空氣中不能被氧化，而用濕潤的淀粉KI試紙檢驗淺棕色氣體試紙變藍，則KI被氧化，即二氧化氮與水反應生成硝酸，再氧化碘離子生成碘單質。a．由上述分析可知，淺棕色氣體是NO2；b．實驗1的目的是做對比實驗；c．Al與H＋、NO發(fā)生氧化還原反應生成Al(NO3)3、NO和水，離子方程式為Al＋NO＋4H＋===Al3＋＋NO↑＋2H2O。 (3)①用濕潤的淀粉KI試紙檢驗，未變藍；用濕潤紅色石蕊試紙檢驗，試紙變藍，則該氣體為NH3。②由上述分析可知，堿性條件下Al與NO發(fā)生氧化還原反應生成氨氣，離子方程式為8Al＋3NO＋5OH－＋18H2O===3NH3↑＋8[Al(OH)4]－。 (4)NaOH溶液中加入鋁粉，結果只檢驗出有H2生成，即反應生成四羥基合鋁酸鈉和氫氣，化學方程式為2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑。 答案：(1)還原性 (2)①6H＋＋Al2O3===2Al3＋＋3H2O ②a．NO2　b．做對比實驗，排除氧氣使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍的可能 c．1　4H＋　1　1　2H2O (3)①NH3 ②8Al＋3NO＋5OH－＋18H2O===3NH3↑＋ 8[Al(OH)4]－ (4)2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑