(新课标版)高中化学第三章金属及其化合物第二节第2课时铝的重要化合物学案新人教版必修1

（新课标版）高中化学第三章金属及其化合物第二节第2课时铝的重要化合物学案新人教版必修1

第2课时铝的重要化合物

[核心素养发展目标] 1.认识氧化铝和氢氧化铝的两性，掌握铝盐、偏铝酸盐的性质。2.通过铝的重要化合物性质的理解，建立铝三角转化、氢氧化铝的制备、图像、计算方法的思维模型。3.通过氢氧化铝的两性实验探究，进一步理解铝的化合物的相互转化。

一、氧化铝

1．氧化铝的物理性质

氧化铝是一种白色固体，难溶于水，熔沸点高、硬度大的物质，可用来制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器等。

2．氧化铝的化学性质

(1)氧化铝与盐酸反应

化学方程式是Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O，

离子方程式是Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O。

(2)氧化铝与NaOH溶液反应

化学方程式是Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O，

离子方程式是Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O。

例1下列叙述中不正确的是( )

A．氧化铝固体不溶于水，不导电，它是非电解质

B．氧化铝熔点很高，是一种较好的耐火材料

C．氧化铝是一种白色的固体，是冶炼铝的原料

D．铝表面形成的氧化铝薄膜可防止铝被腐蚀

答案 A

解析氧化铝熔点很高，常用来制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器；工业上常用电解熔融氧化铝来制取金属铝。

【考点】氧化铝的性质与应用

【题点】氧化铝的物理性质及用途

例2下列关于氧化铝的叙述正确的是( )

A．氧化铝与酸、碱都能反应生成铝盐和水

B．氧化铝既是碱性氧化物又是酸性氧化物

C．氧化铝既不是碱性氧化物也不是酸性氧化物

D．氧化铝溶于水可得到氢氧化铝

答案 C

解析氧化铝既不是碱性氧化物也不是酸性氧化物，而是一种两性氧化物；能与酸反应生成铝盐和水，能与碱溶液反应生成偏铝酸盐和水；氧化铝难溶于水，不能与水反应生成氢氧化铝。

【考点】氧化铝的性质与应用

【题点】氧化铝的化学性质及应用

相关链接

两性物质与物质的两性不同。两性物质既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水，如Al2O3、ZnO、Zn(OH)2、Al(OH)3等。物质的两性：如弱酸的酸式盐(NaHCO3)，既能与强酸反应，又能与强碱反应，但只能说这些物质有两性，不能将它们称为两性物质。

二、氢氧化铝

1．氢氧化铝的制备与性质

(1)氢氧化铝的制备

实验室常用可溶性铝盐硫酸铝与氨水反应制取氢氧化铝。

①离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4。

②现象：产生白色胶状沉淀，氨水过量时，沉淀不溶解。

(2)氢氧化铝的性质

①氢氧化铝是一种白色胶状固体，不溶于水。

②氢氧化铝是两性氢氧化物，与酸或强碱溶液都能反应生成盐和水。写出下列反应的离子方程式(或化学方程式)。

(3)氢氧化铝的用途

①能凝聚水中的悬浮物并能吸附色素，可用来净水。

②利用其弱碱性可用作胃酸中和剂。

氢氧化铝是一种典型的两性氢氧化物，能溶于强酸、强碱溶液中，但不溶于弱酸(如碳酸)和弱碱(如氨水)，所以实验室用可溶性铝盐制备氢氧化铝时，应选用氨水，而不能用氢氧化钠溶液。

2．十二水合硫酸铝钾

(1)化学式：KAl(SO4)2·12H2O。

(2)物理性质：无色晶体，可溶于水。

(3)用途：作净水剂，原因是其在水中生成氢氧化铝胶体，可以和悬浮在水中的泥沙形成絮状不溶物沉降下来。

例3下列关于Al(OH)3的性质叙述错误的是( )

A．受热易分解生成Al2O3和H2O

B．是难溶于水的白色胶状物质

C．能凝聚水中的悬浮物，也能吸附色素

D．既能溶于NaOH溶液、氨水，又能溶于盐酸

答案 D

解析Al(OH)3是两性氢氧化物，能溶于酸，也能溶于NaOH、KOH等强碱，但Al(OH)3不能溶于氨水等弱碱。

【考点】氢氧化铝的性质与制备

【题点】氢氧化铝的性质

例4以硫酸铝溶液为原料之一，在实验室里制取少量氢氧化铝，并且容易分离，最好向溶液中加入的是( )

A．氢氧化钠溶液B．氢氧化钡溶液

C．稀盐酸D．氨水

答案 D

解析氢氧化铝能溶于强碱溶液，但不能溶于氨水，因此在实验室里制取少量氢氧化铝，最好向硫酸铝溶液中加入氨水。

【考点】氢氧化铝的性质与制备

【题点】氢氧化铝的制备

三、Al3＋、AlO－2和Al(OH)3间的相互转化

1．铝盐与强碱的反应

在氯化铝溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液：

(1)开始时观察到的现象是产生白色沉淀，并不断增多，反应的离子方程式是Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓。

(2)继续加入氢氧化钠溶液至足量，观察到的现象是白色沉淀不断减少，最后完全消失，反应的离子方程式是Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O，最终得到的溶液是NaAlO2(NaCl)溶液。

2．偏铝酸盐与强酸的反应

在偏铝酸钠溶液中逐滴加入盐酸：

(1)开始时观察到的现象是产生白色沉淀，并不断增多，反应的离子方程式是AlO－2＋H＋＋

H2O===Al(OH)3↓。

(2)继续加入盐酸至足量，观察到的现象是白色沉淀不断减少，最后完全消失，反应的离子方程式是Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，最终得到的溶液是AlCl3(NaCl)溶液。

3．偏铝酸盐与CO2的反应

向偏铝酸钠溶液中持续不断地通入CO2，观察到的现象是产生白色沉淀，并不断增多，反应的离子方程式：AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3。

向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液和向偏铝酸钠溶液中滴加盐酸的比较

操作NaOH溶液――→

逐滴

加入AlCl3溶液盐酸――→

逐滴

加入NaAlO2溶液现象立即产生白色沉淀―→渐多―→最多―→渐少―→消失

反应

①Al3＋＋3OH－=== Al(OH)3↓

②Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O

①H＋＋AlO－2＋H2O===Al(OH)3↓

②Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O

图像

例5向用盐酸酸化过的氯化铝溶液中逐滴滴入氢氧化钠溶液，图中能正确表示这个反应的是( )

答案 D

解析向AlCl3溶液中逐滴滴入NaOH溶液，先生成白色沉淀，再加入NaOH溶液，沉淀逐渐溶解，最后完全消失，生成1molAl(OH)3需3molNaOH，溶解1molAl(OH)3需1molNaOH。NaOH 的用量应是3∶1，A、B错误；用盐酸酸化过的AlCl3溶液中含有酸，加入NaOH溶液先中和溶液中的酸，然后才生成Al(OH)3沉淀，故C也是错误的。

【考点】铝的重要化合物的综合

【题点】相关图像的比较与识别

例6向1.0mol·L－1的甲溶液中逐滴加入1.0mol·L－1的乙溶液至过量，产生氢氧化铝沉淀的质量与加入的乙溶液的体积关系如图所示。

符合图中关系的是下列各组溶液中的( )

A．甲为氯化铝，乙为氢氧化钠

B．甲为氢氧化钠，乙为氯化铝

C．甲为偏铝酸钠，乙为盐酸

D．甲为氯化铝，乙为氨水

答案 D

解析向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液，先产生沉淀，后沉淀溶解，A项不符合图中关系；向NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，开始无沉淀，B项不符合图中关系；向NaAlO2溶液中逐滴加入盐酸，先产生沉淀，后沉淀溶解，C项不符合图中关系；向AlCl3溶液中逐滴加入氨水，产生沉淀，继续加入氨水沉淀不溶解，D项符合图中关系。

【考点】铝的重要化合物的综合

【题点】相关图像的比较与识别

思维启迪——图像题解题技巧

找准图像中四个基本点——原点、拐点、极值点、终点，并正确分析出这四个基本点所对应数据的含义和所发生的化学反应以及元素存在的形式，再加以深入的研究。综合运用元素守恒法和终态分析法，就可以找到解题方法。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)金属氧化物都是碱性氧化物或两性氧化物( )

(2)熔化烧碱可在氧化铝坩埚中进行( )

(3)可以利用Al2O3与水反应制得Al(OH)3( )

(4)氢氧化铝能溶于任何酸、碱溶液( )

(5)氢氧化铝能中和胃酸，可用于制胃药( )

(6)AlCl3溶液中加足量的氨水和氢氧化钠溶液时现象不相同( )

(7)AlCl 3溶液中滴加氢氧化钠溶液与氢氧化钠溶液中滴加AlCl 3溶液现象不相同( ) (8)铝餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性和咸的食物( )

(9)强酸性溶液中铝元素以Al 3＋

形式存在，强碱性溶液中铝元素以AlO －

2形式存在( ) (10)KAl(SO 4)2、Na 2O 2分别使红墨水褪色的原理相同( )

答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)√ (7)√ (8)√ (9)√ (10)× 【考点】氧化铝的性质与应用 【题点】氧化铝与相关知识的综合 2．下列说法正确的是( )

A ．Al 2O 3难溶于水，不跟水反应，所以它不是Al(OH)3对应的氧化物

B ．因为Al 2O 3是金属氧化物，所以它是碱性氧化物

C ．Al 2O 3能跟所有的酸、碱溶液反应

D ．Al 2O 3能跟强的酸、碱溶液反应 答案 D

解析 Al 2O 3虽然难溶于水，但是2Al(OH)3=====△

Al 2O 3＋3H 2O ，Al 2O 3和Al(OH)3中Al 的化合价相同，所以Al 2O 3是Al(OH)3对应的氧化物；金属氧化物与碱性氧化物是两个不同的概念，二者没有必然的联系；Al 2O 3是两性氧化物；Al 2O 3与酸、强碱溶液反应，与弱碱溶液不反应。 【考点】氧化铝的性质与应用 【题点】氧化铝的化学性质及应用

3．(2019·云南省巧家四中月考)下列变化不可能通过一步实验直接完成的是( ) A ．Al(OH)3―→Al 2O 3 B ．Al 2O 3―→Al(OH)3 C ．Al ―→AlO －

2 D ．Al 3＋

―→Al(OH)3

答案 B

解析 Al(OH)3加热分解可直接得Al 2O 3，Al 与强碱溶液反应可得AlO －

2，Al 3＋

遇弱碱可直接得Al(OH)3，Al 2O 3难溶于水，不能通过一步反应得Al(OH)3，应将Al 2O 3与酸或碱反应得Al 3＋

或AlO －

2，再与碱或酸反应，才能得Al(OH)3。 【考点】铝的重要化合物的综合

【题点】Al 3＋

、AlO －

2和Al(OH)3间的相互转化

4．(2019·昭通市威信一中月考)将一定量的钠和铝的混合粉末投入水中，粉末完全溶解后，得到20mLOH －

浓度为1mol·L －1

的溶液。然后再向其中加入1mol·L －1

的盐酸，到沉淀量最大时消耗盐酸40mL ，则混合粉末中钠的物质的量是( ) A ．0.01molB ．0.02molC ．0.03molD ．0.04mol 答案 D

解析 将一定量的钠和铝的混合粉末投入水中，发生的反应有2Na ＋2H 2O===2NaOH ＋H 2↑，2NaOH ＋2Al ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑，此时溶液中的溶质是氢氧化钠和偏铝酸钠；滴入盐酸，

发生反应NaOH＋HCl===NaCl＋H2O、NaAlO2＋HCl＋H2O===NaCl＋Al(OH)3↓，沉淀量最大时溶液中的溶质是氯化钠，即氯离子和钠离子物质的量相等，n(Na)＝n(HCl)＝1mol·L－1×0.04L ＝0.04mol。故选D。

【考点】铝的重要化合物的综合

【题点】Al(OH)3的计算

5．下列关于明矾的说法不正确的是( )

A．化学式为KAl(SO4)2·12H2O

B．属于混合物

C．是一种硫酸盐

D．水溶液能导电

答案 B

解析明矾为纯净物，属于复盐或硫酸盐，在水溶液中电离出K＋、Al3＋两种阳离子和SO2－4一种阴离子，其水溶液能导电。

【考点】明矾的性质与用途

【题点】明矾的组成与性质

6．将氧化镁、氧化铝的混合物完全溶于200mL盐酸，而后逐滴加入1.0mol·L－1NaOH溶液。溶液中生成沉淀的物质的量随加入NaOH溶液体积的变化如图所示。

(1)最初加入20mLNaOH溶液所发生反应的离子方程式为________________________。

(2)所用盐酸的物质的量浓度为______________。

(3)混合物中氧化镁、氧化铝的物质的量之比为________。

答案(1)H＋＋OH－===H2O (2)2.6mol·L－1(3)2∶1

解析(1)最初加入20mLNaOH溶液的作用是中和过量的盐酸，所以发生反应的离子方程式为H＋＋OH－===H2O。(2)沉淀量最大时所用OH－的物质的量与200mL强酸中H＋的物质的量相等，n(OH－)＝1.0 mol·L－1×0.52 L＝0.52 mol，故n(H＋)也为0.52 mol，盐酸的浓度为2.6 mol·L－

1。(3)反应Al(OH)

3＋OH －===AlO－

2＋2H2O用去的

n(NaOH)＝1.0mol·L－1×(0.62－0.52) L＝

0.10mol，故Al(OH)3的物质的量为0.10 mol，而Al2O3的物质的量为0.050 mol。根据Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，生成Al(OH)3用去0.30molNaOH。而生成氢氧化镁用去0.20molNaOH，氢氧化镁的物质的量为0.10mol，氧化镁、氧化铝的物质的量之比为2∶1。

【考点】铝的重要化合物的综合

【题点】氢氧化铝沉淀的相关计算

题组一 氧化铝的性质与应用

1．氧化铝用来制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器，是利用了氧化铝( ) A ．不溶于水 B ．熔点很高 C ．是金属氧化物 D ．高温下很难反应

答案 B

解析 氧化铝熔点很高，是一种较好的耐火材料，常用来制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器。

【考点】氧化铝的性质与应用 【题点】氧化铝的物理性质及用途

2．氧化铝是铝土矿的主要成分，氧化铝属于( ) A ．碱性氧化物 B ．酸性氧化物 C ．两性氧化物 D ．混合物

答案 C

解析 氧化铝既能与酸反应又能与碱反应均生成盐和水，属于两性氧化物。 【考点】氧化铝的性质与应用 【题点】氧化铝的化学性质及应用

3．下列有关物质的性质与其应用不对应的是( ) A ．MgO 、Al 2O 3的熔点很高，可制作耐高温材料

B ．NaHCO 3能与碱反应，食品工业上用作焙制糕点的膨松剂

C ．Al 具有良好的延展性和抗腐蚀性，可制成铝箔包装物品

D ．利用钠蒸气放电发光的性质制造的高压钠灯，可发出射程远、透雾能力强的黄光，航空、航海常用高压钠灯作指示灯 答案 B

解析 MgO 、Al 2O 3的熔点很高，故可制作耐高温材料，A 项正确；在食品工业上用作焙制糕点的膨松剂是因为NaHCO 3不稳定，受热容易分解：2NaHCO 3=====△

Na 2CO 3＋CO 2↑＋H 2O ，产生的CO 2气体使糕点松软、多孔，B 项错误；金属Al 具有良好的延展性，由于在空气中能与氧气发生反应生成一层致密的氧化物薄膜，对内层的金属起到了保护作用，因此有良好的抗腐蚀性，

所以可制成铝箔包装物品，C项正确；钠蒸气放电可以发出透雾能力强的黄光，由于黄色的光波长，射程远，故高压钠灯可以作航空、航海的指示灯，D项正确。

【考点】氧化铝的性质与应用

【题点】氧化铝与相关知识的综合

题组二氢氧化铝的性质与制备

4．氢氧化铝可作为治疗某种胃病的内服药，这是利用了氢氧化铝的哪个性质( )

A．酸性B．碱性

C．两性D．氧化性

答案 B

解析氢氧化铝可与胃酸反应，表现出了碱性。

【考点】氢氧化铝的性质与制备

【题点】氢氧化铝的性质

5．氢氧化铝受热易分解，产生水并吸收热量，可用作阻燃剂；氢氧化铝能与盐酸、氢氧化钠溶液反应，是药物“胃舒平”的主要成分之一。下列判断不正确的是( )

A．氢氧化铝具有很好的热稳定性

B．复方胃舒平可用于治疗胃酸过多

C．氢氧化铝灭火的原因之一是降低了可燃物的温度

D．氢氧化铝是一种两性氢氧化物

答案 A

解析氢氧化铝很不稳定，受热易分解，产生水并吸收热量，能降低可燃物的温度，可用于灭火；氢氧化铝具有两性，能与盐酸、氢氧化钠溶液反应；“胃舒平”中含有氢氧化铝，可用于治疗胃酸过多。

【考点】氢氧化铝的性质与制备

【题点】氢氧化铝的性质

6．实验室制备Al(OH)3沉淀，最适宜的方法是( )

A．AlCl3溶液中加入NaOH溶液

B．AlCl3溶液中加入足量的氨水

C．NaAlO2溶液中加入浓盐酸

D．Al2O3溶于足量的热水中

答案 B

解析A项，氢氧化钠过量时会生成偏铝酸钠，错误；B项，氨水过量，生成的氢氧化铝不会溶解，正确；C项，盐酸过量时生成的氢氧化铝会溶解，错误；D项，氧化铝不与水反应，错误。

【考点】氢氧化铝的性质与制备

【题点】氢氧化铝的制备

题组三明矾的性质及用途

7．关于明矾的下列说法错误的是( )

A．明矾的化学式为KAl(SO4)2

B．明矾是纯净物

C．明矾中存在K＋和Al3＋两种阳离子

D．明矾是一种复盐

答案 A

解析明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，是纯净物，明矾在水溶液中电离出K＋、Al3＋两种阳离子和SO2－4一种阴离子，明矾属于复盐。

【考点】明矾的性质与用途

【题点】明矾的组成与性质

8．明矾是一种净水剂，明矾净水的原理是( )

A．Al3＋有较强的吸附性

B．Al3＋与悬浮物生成沉淀

C．Al3＋与水反应生成的氢氧化铝胶体，具有吸附性

D．明矾难溶于水

答案 C

【考点】明矾的性质与用途

【题点】明矾的重要用途

题组四铝的重要化合物的综合

9．由Al3＋―→Al(OH)3―→AlO－2―→―→Al3＋系列变化中，中应填写的是( ) A．Al(OH)3B．AlCl3

C．HCl D．NaOH

答案 A

解析由Al3＋转化为AlO－2需要通过Al(OH)3，同样由AlO－2转化为Al3＋，也需要通过Al(OH)3，在AlO－2中加入强酸，先生成Al(OH)3，再加强酸，Al(OH)3转化为Al3＋。

【考点】铝的重要化合物的综合

【题点】Al3＋、AlO－2和Al(OH)3间的相互转化

10．(2019·赣州市赣县三中月考)下列物质中既能与稀H2SO4反应，又能与NaOH溶液反应的是( )

①NaHCO3②Al2O3③Al(OH)3④Al⑤Na2CO3⑥NaHSO4

A．②③④⑥B．①②③④C．①③④D．全部

答案 B

解析Na2CO3与稀H2SO4反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，与NaOH溶液不反应，故⑤错误；NaHSO4与硫酸不反应，与氢氧化钠溶液反应生成硫酸钠和水，故⑥错误。故选B。

【考点】铝的重要化合物的综合

【题点】氧化铝、氢氧化铝的两性

11．(2019·兰州一中月考)下列各项操作中符合“先出现沉淀后沉淀完全溶解”现象的有几组( )

①向饱和碳酸钠溶液中通入CO2至过量

②向Fe(OH)3胶体中逐滴滴加稀H2SO4至过量

③向BaCl2溶液中通入CO2至过量

④向澄清石灰水中逐渐通入CO2至过量

⑤向Al2(SO4)3溶液中逐滴滴加Ba(OH)2至过量

⑥向NaAlO2溶液中逐滴滴加盐酸至过量

⑦向NaAlO2溶液中逐渐通入CO2至过量

⑧向NaOH溶液中逐滴滴加AlCl3至过量

A．2B．3C．4D．5

答案 B

解析①相同条件下，碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠的小，则向饱和碳酸钠溶液中通入CO2至过量，有晶体析出，不符合；③盐酸的酸性比碳酸的酸性强，则向BaCl2溶液中通入CO2至过量，不发生反应，不符合；⑤向Al2(SO4)3溶液中逐滴滴加Ba(OH)2至过量，开始反应生成硫酸钡、氢氧化铝沉淀，后碱过量时氢氧化铝溶解，最后还存在硫酸钡沉淀，不符合；⑦向NaAlO2溶液中逐渐通入CO2至过量生成氢氧化铝沉淀，沉淀不会溶解，不符合；⑧向NaOH溶液中逐滴滴加AlCl3至过量，开始阶段氢氧化钠过量，不会产生沉淀，后出现氢氧化铝沉淀，不符合；答案选B。

【考点】铝的重要化合物的综合

【题点】铝及其化合物相关综合

12．(2018·烟台高一月考)向1L1mol·L－1的AlCl3溶液中滴加一定量的NaOH溶液，若产生沉淀为0.8mol，则消耗NaOH的物质的量可能是( )

A．0.8mol B．2.8mol

C．3.2mol D．3.8mol

答案 C

解析1L1mol·L－1的AlCl3溶液中n(Al3＋)＝1mol，滴加一定量的NaOH溶液产生氢氧化铝沉淀为0.8mol，根据元素守恒，可得溶液中含有0.2molAl3＋或0.2molAlO－2。若溶液中含有0.2molAl3＋，则消耗氢氧化钠的物质的量为0.8mol×3＝2.4mol；若溶液中含有0.2molAlO－2，则消耗氢氧化钠的物质的量为0.8mol×3＋0.2mol×4＝3.2mol，C项正确。

【考点】铝的重要化合物的综合

【题点】氢氧化铝沉淀的相关计算

13．(2019·赣州市赣县三中月考)某溶液中可能含有H＋、NH＋4、Mg2＋、Al3＋、CO2－3、SO2－4中的几种。

①若加入锌粒，最终产生无色无味的气体；

②若加入NaOH溶液，产生白色沉淀，且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示，则下列说法正确的是( )

A．溶液中的阳离子只有H＋、Mg2＋、Al3＋

B．溶液中n(NH＋4)＝0.2mol

C．溶液中一定不含CO2－3，可能含有SO2－4

D．n(H＋)∶n(Al3＋)∶n(Mg2＋)＝1∶1∶1

答案 B

解析由①知溶液中一定含有H＋，一定没有CO2－3，由②知溶液中一定含有Mg2＋、Al3＋，由图像可知溶液中还一定含有NH＋4，且n(NH＋4)＝0.7mol－0.5mol＝0.2mol，n(H＋)＝0.1mol，n(Al3＋)＝0.8mol－0.7mol＝0.1mol，沉淀Al3＋、Mg2＋共消耗0.4molOH－，其中沉淀Al3＋消耗0.3molOH －，沉淀Mg2＋消耗0.1molOH－，根据Mg2＋～2OH－，可得n(Mg2＋)＝0.05mol，故选B。

【考点】铝的重要化合物的综合

【题点】铝的重要化合物相关图像的识别

14．(2019·河南省封丘一中月考)将一定质量的镁和铝混合物投入200mL稀硫酸中，固体全部溶解后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入的NaOH溶液体积的变化关系如图所示。则下列说法不正确的是( )

A．镁和铝的总质量为9g

B．最初20mLNaOH溶液用于中和过量的稀硫酸

C．氢氧化钠溶液的物质的量浓度为5mol·L－1

D．生成的氢气在标准状况下的体积为11.2L

答案 D

解析根据图像加入NaOH溶液20mL，没有沉淀生成，说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后有剩余，此时发生的反应为：H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O，B正确；当V(NaOH溶液)＝240mL时，沉淀全部为Mg(OH)2，n(Mg)＝n[Mg(OH)2]＝0.15mol，m(Mg)＝3.6g，n(Al)＝n[Al(OH)3]＝0.35mol－0.15mol＝0.2mol，m(Al)＝5.4g，故镁和铝的总质量为9g，A正确；从200mL到240mL，NaOH溶解Al(OH)3则消耗n(NaOH)＝n[Al(OH)3]＝0.2mol，c(NaOH)＝0.2mol÷0.04L ＝5mol·L－1，C正确；由Mg、Al物质的量可求n(H2)＝0.15mol＋0.3mol＝0.45mol，标准状况下体积为10.08L，D错误。

【考点】铝的重要化合物的综合

【题点】铝的重要化合物相关图像的计算

15．(2019·云南省宜良一中月考)已知A为金属单质，如图所示流程中的各步反应的最后生成物E是白色沉淀。

(1)请写出其化学式：A________、C________。

(2)写出下列各步反应的离子方程式。

②________________________________________________________________________；

④________________________________________________________________________；

⑤________________________________________________________________________。

答案(1)Al NaAlO2(2)②2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑④Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4⑤AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3

解析根据题中各物质转化关系，A为金属单质，能与氢氧化钠反应生成C，C又与过量的二氧化碳反应生成E，可以确定A为Al，结合图中各物质反应条件可推知D为Al2(SO4)3，C为NaAlO2，E为Al(OH)3，B为AlCl3；铝和氯气反应生成氯化铝，铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，铝和稀硫酸发生置换反应，反应④氯化铝与氨水反应生成氢氧化铝，偏铝酸钠与过量二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠，硫酸铝与氨水反应生成氢氧化铝沉淀。

【考点】铝的重要化合物的综合

【题点】铝及其化合物间的转化关系

16．(2019·沈阳市东北育才学校月考)将3mol·L－1NaOH溶液滴入到25mL一定浓度的AlCl3溶液中。下图是整个过程的数学分析曲线。其中横轴表示加入OH－的物质的量，纵轴表示产生的Al(OH)3沉淀的物质的量。据图回答：

(1)O A曲线表示的离子反应是：________________________________________________；

由此可得A点时加入氢氧化钠溶液的体积为________。

(2)AB曲线表示的离子反应为_________________________________________________，

由此可得B点的坐标为________。

(3)由上述分析，可求得AlCl3溶液中Al3＋的浓度为________mol·L－1。

(4)当x＝0.035时，铝元素在体系中的存在形式为____________，其物质的量为___________。答案(1)Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓10mL

(2)Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O (0.04,0)

(3)0.4 (4)Al(OH)3、AlO－2Al(OH)3：0.005mol、AlO－2：0.005mol

解析(1)O A曲线表示的离子反应是：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓。A点生成的氢氧化铝是0.01 mol，则A点消耗的n(NaOH)＝0.03mol，加入NaOH溶液的体积为0.03mol÷3mol·L－1＝0.01L ＝10mL。

(2)AB曲线表示Al(OH)3溶于NaOH：Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O。溶解0.01molAl(OH)3消耗NaOH0.01mol，由于之前已经消耗了0.03molNaOH，则B点的坐标为(0.04,0)。

(3)根据铝原子守恒可知n(AlCl3)＝0.01mol，则c(AlCl3)＝0.01mol÷0.025L＝0.4mol·L－1，即Al3＋的浓度为0.4mol·L－1。

(4)当x＝0.035时，加入NaOH物质的量大于0.03mol(A点)小于0.04mol(B点)，铝元素在体系中的存在形式为Al(OH)3和AlO－2。加入0.03molNaOH时AlCl3完全沉淀生成0.01molAl(OH)3沉淀，x＝0.035时，溶解Al(OH)3消耗的NaOH为0.035mol－0.03mol＝0.005mol，0.005molNaOH 溶解0.005molAl(OH)3同时生成0.005molAlO－2，剩余的Al(OH)3为0.01mol－0.005mol＝0.005mol。

【考点】铝的重要化合物的综合

【题点】铝的重要化合物相关图像的计算

17．(2018·淮安市期末)从铝土矿(主要成分为Al2O3，还有少量杂质)中提取铝的工艺流程及步骤如下：

试回答下列问题：

(1)试剂X为________。

(2)操作Ⅰ、操作Ⅱ均为________(填操作名称)，在实验室进行该操作时需要的玻璃仪器有

________________________。

(3)金属铝与氧化铁混合在高温下，会发生剧烈的反应，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________， 请举一例该反应的用途________________。

(4)反应Ⅱ的离子方程式为___________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)电解熔融氧化铝制取金属铝，若有0.6mol 电子发生转移，理论上能得到金属铝的质量是________g 。

答案 (1)NaOH 溶液 (2)过滤 烧杯、漏斗、玻璃棒

(3)2Al ＋Fe 2O 3=====高温2Fe ＋Al 2O 3 焊接铁轨 (4)AlO －2＋CO 2＋2H 2O===Al(OH)3↓＋HCO －

3 (5)5.

4 解析 氧化铝属于两性氧化物，能溶于强酸和强碱，所以氧化铝和氢氧化钠反应，离子方程式为：Al 2O 3＋2OH －

===2AlO －

2＋H 2O ，生成可溶性的偏铝酸钠和水，为溶液甲，同时得到沉淀1，二氧化碳和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠，离子方程式为：AlO －

2＋CO 2＋2H 2O===Al(OH)3↓＋HCO －

3，沉淀2为Al(OH)3，溶液乙为NaHCO 3溶液。 (5)电解氧化铝的方程式为：2Al 2O 3=====电解

4Al ＋3O 2↑，设得到铝的质量为x ， 2Al 2O 3=====电解

4Al ＋3O 2↑ 转移电子 108g 12mol x 0.6mol 108g∶12mol＝x ∶0.6mol， 解得x ＝108g×0.6mol

12mol ＝5.4g 。

【考点】铝的重要化合物的综合 【题点】铝的重要化合物转化的综合流程