,则必定是:铝与盐酸反应时,铝过量而盐酸不足;铝与NaOH 溶液反应时,铝不足而NaOH 溶液过量。
考点二 铝的重要化合物
知识归纳
1.氧化铝和氢氧化铝的性质和用途
2.氢氧化铝的制备方法(用离子方程式表示)
(1)向铝盐中加入氨水:________________________________________________________________________。
(2)NaAlO 2溶液中通入足量CO 2:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)NaAlO 2溶液与AlCl 3溶液混合:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3.常见的铝盐——明矾
硫酸铝钾的结晶水合物是无色晶体,俗称明矾,其化学式为________________,________溶于水,水溶液pH__________7(填“<”“>”或“=”)。明矾可以净水,其净水的原理是________________________________________________________________________________
(离子方程式),因____________________吸附水中杂质形成沉淀而净水。
■ 判断思考
1.判断下列描述的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)MgO 、Al 2O 3的熔点很高,可制作耐高温材料,工业上也用其电解冶炼对应的金属
( )
(2)AlCl 3溶液中加入过量稀氨水:Al 3++4NH 3·H 2O,FAlO -2+4NH +4+2H 2O ( )
(3)下列物质的转化在给定条件下能够实现:Al 2O 3――→NaOH (aq )NaAlO 2(aq)――→CO2Al(OH)3( )
(4)向NaAlO 2溶液中通入过量CO 2的离子方程式:2AlO -2+CO 2+3H 2O,F2Al(OH)3↓+CO2-3( )
(5)用可溶性铝盐制取Al(OH)3最好选用NaOH 溶液而不选用氨水( )
(6)AlO -2与HCO -3可能大量共存( )
(7)氢氧化铝、NaHCO 3、Na 2CO 3均可作胃酸的中和剂( )
(8)氧化铝是金属氧化物,也是碱性氧化物( )
2.用离子方程式表示下列三角转化关系的代表反应。
图3-11-1
①________________________________________________________________________
②________________________________________________________________________
③________________________________________________________________________
④________________________________________________________________________
⑤________________________________________________________________________
⑥________________________________________________________________________
⑦________________________________________________________________________
典型例题
3 下列说法正确的是( )
A.2015·全国卷Ⅱ] 将氯化铝溶液滴入浓氢氧化钠溶液中,将产生大量白色沉淀
B.2015·重庆卷] Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应
C.2014·四川卷] AlCl3溶液中加入过量稀氨水:Al3++4NH3·H2O===AlO-2+4NH+5+2H2O
D.2014·福建卷] 常温下,Al(OH)3既能与NaOH溶液反应又能与稀硫酸反应
4 下列各组物质,不能按“bca”(“→”表示反应一步完成)关系转化的是( )
选项 a b c
A Al2O3NaAlO2Al(OH)3
B AlCl3Al(OH)3NaAlO2
C Al Al(OH)3Al2O3
D MgCl2Mg(OH)2MgO
氢氧化铝两性的重要应用
(1)检验与鉴别
①用过量NaOH溶液检验Al3+的存在;②用过量NaOH溶液鉴别Al3+和Mg2+。
2与H+。
③用互滴法鉴别Al3+与OH-、AlO-
(2)分离
用过量NaOH溶液和相应酸溶液分离Al3+与Mg2+、Fe3+等;用过量NaOH溶液分离
MgO、Al2O3。
(3)Al(OH)3的三种制备方法
■ 变式训练
1.下列变化不可能通过一步实验直接完成的是( )
A.Al(OH)3→Al2O3 B.Al2O3→Al(OH)3
C.Al→AlO-2 D.Al3+→Al(OH)3
2.某混合物甲中含有明矾KAl(SO4)2·12H2O]、Al2O3和Fe2O3。在一定条件下由甲可实现图3-11-2所示的物质之间的转化:
图3-11-2
请回答下列问题:
(1)写出A、B、D的化学式:A________、B________、D________。
(2)试剂a最好选用________(填字母)。
A.NaOH溶液 B.稀盐酸
C.二氧化碳 D.氨水
(3)写出反应①的离子方程式:________________________________________。
(4)固体E可以作为复合性的化学肥料,E中所含物质的化学式为______________________。
考点三铝及其化合物转化的图像分析
知识归纳
1.四个基本图像
(1)可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像
操作可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至
过量
NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至
过量
现象
(续表)
图像
离子方程式
O→A:
_____________________
_____________________
_____________________
_________
A→B:
_____________________
_____________________
_____________________
_________
O→A:
_____________________
_____________________
_____________________
_________
A→B:
_____________________
_____________________
_____________________
_________
(2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像
操作偏铝酸盐溶液中逐滴加稀盐酸至过
量
稀盐酸中逐滴加偏铝酸盐溶液至过
量
现象图像
离子方程式
O→A:
_______________________________
_______________________________
__________
A→B:
_______________________________
_______________________________
__________
O→A:
_______________________________
_______________________________
__________
A→B:
_______________________________
_______________________________
__________
(1)向AlCl3溶液中逐滴加入氨水或NaAlO2溶液至过量,图像如图3-11-3(a)所示。
(2)向NaAlO2溶液中逐滴加入AlCl3溶液或通入CO2至过量,图像如图(b)所示。
图3-11-3
(3)向MgCl2、AlCl3和盐酸的混合溶液(即将Mg、Al溶于过量盐酸所得的溶液)中逐滴滴入NaOH溶液至过量,图像如图(c)所示。
(4)向MgCl2、AlCl3混合溶液中先加入NaOH溶液,后加入盐酸(NaOH与盐酸的物质的量浓度相等),沉淀图像如图(d)所示。
【判断思考】
1.下列图像中,纵坐标为沉淀量,横坐标为某溶液中加入的反应物的物质的量,选择合适图像对应的序号填空。
图3-11-4
(1)AlCl3溶液中加入氨水至过量________。
(2)AlCl3溶液中加入NaOH溶液至过量________。
(3)AlCl3、MgCl2混合溶液中加入NaOH溶液至过量________________________________________________________________________。
(4)澄清石灰水中通入过量CO2________。
(5)含有少量盐酸的AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液________。
(6)含有少量HCl的AlCl3溶液中加入过量氨水________________________________________________________________________。
图3-11-5
2.在Al2(SO4)3和MgSO4的混合溶液中,滴加NaOH溶液,生成沉淀的量与滴入NaOH溶液的体积关系如图3-11-5所示,则原混合液中Al2(SO4)3与MgSO4的物质的量浓度之比为________。
典型例题
5 某无色稀溶液X中,可能含有下表所列离子中的某几种。
3、SiO2-
3、AlO-2、Cl-
阴离子CO2-
阳离子Al3+、Fe3+、Mg2+、NH+4、Na+
现取该溶液适量,向其中加入某试剂Y,产生沉淀的物质的量()与加入试剂Y体积(V)的关系如图3-11-6所示,下列说法正确的是( )
图3-11-6
A.若Y是盐酸,则O a段转化为沉淀的离子(上表中,下同)只有AlO-2
B.若Y是盐酸,则溶液中可能含有的阳离子是Al3+
2+2H2O C.若Y是NaOH溶液,则bc段反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-===AlO-
D.若Y是NaOH溶液,则X溶液中只存四种离子是Al3+、Fe3+、NH+4、Cl-
6 已知室温下,Al(OH)3的K sp或溶解度远大于Fe(OH)3。向浓度均为0.1 mol·L-1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液。图3-11-7表示生成Al(OH)3的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系,合理的是( )
关于图像题的分析思路
(1)看面:弄清纵、横坐标的含义。
(2)看线:弄清线的变化趋势,每条线都代表着一定的化学反应过程。
(3)看点:弄清曲线上拐点的含义,如与坐标轴的交点、曲线的交点、折点、最高
点与最低点等。曲线的拐点代表着一个反应过程的结束和开始。
图3-11-8
1.某溶液中可能含有大量的Mg2+、Al3+、H+、Cl-和少量OH-,向该溶液中逐滴加入0.5 mol·L-1 NaOH溶液,生成沉淀的质量和加入NaOH溶液的体积之间的关系如图3-11-8所示,则可判断原溶液中( )
A.有Mg2+,没有Al3+
B.有Al3+,没有Mg2+
C.有Mg2+和Al3+
D.有大量的H+、Mg2+和Al3+
4、NO-3中的几种。
3、SO2-
2.某溶液中可能含有H+、NH+4、Mg2+、Al3+、Fe3+、CO2-
①若加入锌粒,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3-11-9所示。则下列说法正确的是( )
图3-11-9
A.溶液中的阳离子只有H+、Mg2+、Al3+
B.溶液中n(NH+4)=0.2 mol
3
4和NO-
C.溶液中一定不含CO2-
3,可能含有SO2-
D.n(H+)∶n(Al3+)∶n(Mg2+)=1∶1∶1
与铝离子有关的离子反应的一般规律
(1)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,OH-先与H+反应,再与Mg2+、Al3+反应生成沉4反应,最后才溶解Al(OH)3沉淀。
淀,再与NH+
(2)AlO-2与HCO-3的反应不属于水解相互促进的反应,而是HCO-
3电离出的H+与AlO-2
2+HCO-3+H2O Al(OH)3↓+CO2-
3。
发生的反应:AlO-
1.2015·山东卷] 某化合物由两种单质直接反应生成,将其加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生。下列化合物中符合上述条件的是( )
A.AlCl3 B.Na2O
C.FeCl2 D.SiO2
2.科学家发明的透明坚硬镁铝氧化物新型材料,可以用作显示器和手机屏幕。下列有关镁和铝的说法正确的是( )
A.镁的金属性比铝弱
B.镁和铝的氧化物都可以与盐酸反应
C.镁和铝原子的最外层电子数都为3
D.镁和铝的氧化物都可以与氢氧化钠溶液反应
3.下列反应的离子方程式书写正确的是( )
4+2H2O A.向氯化铝溶液中加入过量氨水:Al3++4NH3·H2O===AlO-
2+4NH+
2+H2↑
B.向浓烧碱溶液中加入铝片:Al+2OH-===AlO-
2+H2O
C.用浓NaOH溶液溶解Al2O3:2OH-+Al2O3===2AlO-
3+2H+===CO2↑+H2O
D.向碳酸镁中滴加稀盐酸:CO2-
图3-11-10
4.向一定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液,生成沉淀Al(OH)3的量随AlCl3溶液加入量的变化关系如图3-11-10所示。则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是( )
4、HCO-3
A.a点对应的溶液中:Na+、Fe3+、SO2-
4、Cl-
B.b点对应的溶液中:Na+、S2-、SO2-
C.c点对应的溶液中:Ag+、K+、NO-
3、F-
4、I-、CO2-
3
D.d点对应的溶液中:K+、NH+
5.利用铝灰(主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等)制备铝鞣剂主要成分为Al(OH)2Cl]的一种工艺如下:
图3-11-11
(1)气体A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。铝灰在90 ℃水解生成A的化学方程式为______________________________。“水解”采用90 ℃而不在室温下进行的原因是____________。
(2)“酸溶”时,Al2O3发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(3)“氧化”时,发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(4)“废渣”成分为________(填化学式)。
(5)采用喷雾干燥而不用蒸发的原因是________________________________________。