2019届一轮复习人教版镁、铝及其重要化合物学案

2019届一轮复习人教版镁、铝及其重要化合物学案

第2讲　镁、铝及其重要化合物 ‎【2019·备考】‎ 最新考纲：1.了解镁、铝及其重要化合物的制备方法。2.掌握镁、铝的主要性质及其应用。3.掌握镁、铝的重要化合物的主要性质及其应用。‎ 考点一　镁及其重要化合物的性质及海水提镁 ‎(频数：★☆☆　难度：★★☆)‎ ‎1．镁的性质 ‎(1)物理性质：具有银白色金属光泽的固体，密度、硬度均较小，熔点较低，有良好的导电、传热和延展性。‎ ‎(2)化学性质：‎ ‎①与非金属反应 ‎②与CO2反应：2Mg＋CO22MgO＋C ‎③与H2O反应：Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑‎ ‎④与H＋反应：Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑‎ 镁也可在氮气中燃烧，生成氮化镁(Mg3N2)，氮化镁能与水剧烈反应生成Mg(OH)2沉淀并放出氨气。‎ ‎2．海水提镁 由MgCl2·6H2O到无水MgCl2，必须在HCl气流中加热，以防MgCl2水解。‎ ‎②因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应，故工业电解MgCl2得到的镁，应在H2氛围中冷却。‎ ‎3．用途 生产合金，冶金工业上用作还原剂和脱氧剂。‎ ‎4．镁的重要化合物 物质 主要性质 氧化镁 碱性氧化物 MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O 氢氧 化镁 中强碱 Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O 难溶于水 Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓‎ 溶解度小于碳酸镁 MgCO3＋H2OMg(OH)2＋CO2↑‎ ‎1．教材图解 ‎(LK必修1·P99)图3－4－9‎ 金属镁在二氧化碳中燃烧的实验 ‎(1)Mg在CO2气体中燃烧的现象 ‎_________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ ‎(2)判断下列对该反应的说法是否正确 ‎①在该反应条件下，Mg的还原性强于C的还原性(　　)‎ ‎②该反应中化学能全部转化为热能(　　)‎ ‎③C元素的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体(　　)‎ ‎④Mg、MgO中镁元素微粒的半径：r(Mg2＋)＞r(Mg)(　　)‎ 答案　(1)镁剧烈燃烧，发生强烈的白光，同时生成白色固体和黑色颗粒状固体 ‎(2)①√　②×　③×　④×‎ ‎2．(RJ必修1·P623改编)在MgCl2溶液中滴加少量NaOH溶液，现象为________________，继续加入过量NaOH溶液，现象为________________，涉及到的离子方程式为______________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ 答案　有白色沉淀生成　沉淀不溶解　Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓‎ ‎3．(溯源题)(2016·浙江理综，27)化合物Mg5Al3(OH)19(H2O)4可作环保型阻燃材料，受热时按如下化学方程式分解：‎ ‎2Mg5Al3(OH)19(H2O)427H2O↑＋10MgO＋3Al2O3‎ ‎(1)写出该化合物作阻燃剂的两条依据________________________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ ‎(2)用离子方程式表示除去固体产物中Al2O3的原理_____________________‎ ‎______________________________________________________________。‎ ‎(3)已知MgO可溶于NH4Cl的水溶液，用化学方程式表示其原理_____________________________________________________________。‎ 答案　(1)反应吸热降低温度，固体氧化物隔绝空气，水蒸气稀释空气(任选二条，合理即可)‎ ‎(2)Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O ‎(3)MgO＋2NH4Cl＋H2O===MgCl2＋2NH3·H2O(或NH4Cl＋H2ONH3·H2O＋HCl　MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O)‎ 探源：本考题源于教材LK必修1 P98“交流·研讨”‎ 及其拓展，对镁及其化合物的性质进行考查。‎ 题组一　镁及其重要化合物的性质、用途 ‎1．基础知识判断，正确的打“√”错误的打“×”‎ ‎(1)镁制容器可盛装热的浓硫酸(　　)‎ ‎(2)镁的金属性比铝的金属性强(　　)‎ ‎(3)氢氧化镁能溶于过量氨水(　　)‎ ‎(4)镁在空气中燃烧生成的固体只有MgO(　　)‎ ‎(5)镁在空气中燃烧发出耀眼白光，可用作照明弹(　　)‎ 答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√‎ ‎2．某同学通过系列实验探讨Mg及其化合物的性质，下列说法正确的是(　　)‎ A．将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁片于其中探讨Mg的活泼性 B．将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成 C．将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀 D．将Mg(OH)2沉淀转入表面皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体 解析　浓H2SO4稀释时应将浓H2SO4加到水中，A错误；过滤时用玻璃棒引流，C错误；由于MgCl2水解，故加热蒸干MgCl2溶液时，得不到MgCl2固体。‎ 答案　B 题组二　海水提镁工艺 ‎3．从海水中提取镁的工艺流程可表示如下：‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A．用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富 B．步骤⑥电解MgCl2时阴极产生氯气 C．步骤⑤可将晶体置于HCl气体氛围中脱水 D．上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应 解析　电解MgCl2时阳极产生氯气，阴极产生Mg。‎ 答案　B ‎4．(1)海水提镁的一段工艺流程如下图：‎ 浓海水的主要成分如下：‎ 离子 Na＋‎ Mg2＋‎ Cl－‎ SO 浓度/(g·L－1)‎ ‎63.7‎ ‎28.8‎ ‎144.6‎ ‎46.4‎ 该工艺过程中，脱硫阶段主要反应的离子方程式为________________________，产品2的化学式为________________，‎1 L浓海水最多可得到产品2的质量为________g。‎ ‎(2)采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁，发生反应的化学方程式为________________________________________________________________；‎ 电解时，若有少量水存在会造成产品镁的消耗，写出有关反应的化学方程式_______________________________________________________________。‎ 解析　(1)由题给海水的主要成分，脱硫就是除掉硫酸根离子，发生反应：Ca2＋＋SO===CaSO4↓；由框图信息知，产品2为Mg(OH)2；‎1 L浓海水中含有Mg2＋ ‎28.8 g，物质的量为1.2 mol，则最多生成Mg(OH)2 1.2 mol，质量为1.2 mol×‎58 g·mol－1＝‎69.6 g。(2)电解熔融氯化镁生成氯气和单质镁，若有水存在，则高温下镁与水反应。‎ 答案　(1)Ca2＋＋SO===CaSO4↓　Mg(OH)2　69.6‎ ‎(2)MgCl2Mg＋Cl2↑‎ Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑‎ ‎【微网构建】‎ 镁及其化合物的转化关系图 考点二　铝的性质及用途 ‎(频数：★★☆　难度：★★☆)‎ ‎1．铝的原子结构与物理性质 ‎2．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：‎ ‎①‎ ‎②2Al＋3Cl22AlCl3‎ ‎③‎ ‎④2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑‎ ‎⑤2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe(铝热反应)‎ ‎①常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生“钝化”，而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应。‎ ‎②能与铝反应产生氢气的溶液可能呈强酸性也可能呈强碱性。‎ ‎3．铝的制备及用途 ‎(1)制备：电解熔融Al2O3：‎ 。‎ ‎(2)用途：‎ ‎①纯铝用作导线。‎ ‎②铝合金制备汽车、飞机、生活用品等。‎ ‎1．教材实验探究 ‎(1)加热铝箔(RJ必修1·P48)‎ 将铝箔用酒精灯加热至熔化，观察到的现象为______________________________，原因为____________________________________________。‎ ‎(2)铝热反应(LK必修1·P116)‎ ‎①实验原理：___________________________________________________。‎ ‎②实验装置：铝粉还原氧化铁的实验装置如图所示。‎ ‎③实验现象：________________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ ‎④镁条、氯酸钾的作用：________。‎ ‎⑤应用：_________________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ 答案　(1)铝箔熔化，失去光泽，熔化的铝不滴落 铝表面生成了氧化铝，构成的氧化膜包在铝的外面 ‎(2)①高温下铝将较不活泼的金属从其氧化物中还原出来 ‎③剧烈燃烧，发出耀眼的白光，有液珠滴落到盛有细沙的蒸发皿中 ‎④引燃剂 ‎⑤a.该反应为放热反应，铝在高温下还原出了金属单质。在冶金工业上也常用这一原理制取熔点较高的金属，如铬、锰等，3MnO2＋4Al2Al2O3＋3Mn b．该反应原理可以应用在生产上，如焊接钢轨等 ‎2．(RJ必修1·P533改编)下列说法错误的是(　　)‎ A．铝是地壳中含量最多的金属元素 B．在反应中铝易失去3e－，其还原性大于钠 C．铝制品表面有一层致密的氧化物薄膜，起保护作用 D．铝是一种比较活泼的金属 答案　B ‎3．(溯源题)(2016·上海化学，20改编)已知NaOH＋Al(OH)3===NaAlO2＋2H2O。向集满CO2的铝制易拉罐中加入过量NaOH浓溶液，立即封闭罐口，易拉罐渐渐凹瘪；再过一段时间，罐壁又重新凸起。上述实验过程中发生反应离子方程式分别为：__________________________________________________________‎ ‎______________________________________________________________‎ ‎______________________________________________________________。‎ 答案　CO2＋2OH－===CO＋H2O、Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O、2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑‎ 探源：本考题源于教材RJ必修1 P51“实验3－4：铝与盐酸和氢氧化钠溶液反应”及其拓展，对铝及化合物和酸、碱的反应特点进行了考查。‎ 题组一　铝的性质、用途判断 ‎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 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。‎ 答案　B ‎2．下列由实验现象得出正确结论的是(　　)‎ 选项 实验现象 结论 A 把相同大小的铝片和镁片分别投入相同浓度的NaOH溶液中：铝溶解有气泡产生，而镁没有任何变化 铝的金属性比镁强 B 取一块铝箔，用酒精灯点燃；铝箔只熔化成液体而没有滴落 铝不易燃烧 C 向氯化铵溶液中投入一铝片：铝片上产生大量气泡 该气体是氨气 D 向氯化铝溶液中逐滴滴加NaOH溶液至过量：先产生白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，最后沉淀完全消失 氢氧化铝能溶于强碱溶液 解析　金属性的强弱可根据金属与酸反应时金属失电子的能力强弱判断，而不是与碱反应，故A错误；没有滴落表明氧化铝的熔点高，故B错误；氯化铵溶液显酸性，与铝反应时放出氢气，故C错误；氯化铝和氢氧化钠溶液反应先生成氢氧化铝白色沉淀，氢氧化铝再和氢氧化钠溶液反应生成可溶性的偏铝酸钠，故D正确。‎ 答案　D 题组二　铝与酸或碱反应的定量计算 ‎3．(2017·保定联考)足量下列物质与等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 解析　设Al为1 mol，1 mol铝与氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2和H2消耗1 mol NaOH；1 mol铝与稀硫酸反应生成Al2(SO4)3和H2消耗1.5 mol H2SO4；1 mol铝与盐酸反应生成AlCl3和H2消耗3 mol HCl；硝酸与金属铝反应不生成氢气，综合以上分析可知反应放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是氢氧化钠溶液，选A。‎ 答案　A ‎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 解析　其反应原理分别为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。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。‎ 则Al与NaOH反应生成的H2为0.15 mol×2＝0.3 mol。‎ 即投入的铝粉为‎5.4 g。‎ 答案　A ‎【归纳总结】‎ 铝与酸或碱反应生成H2的量的关系 ‎2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑‎ ‎2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑‎ ‎(1)等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应：‎ ‎①产生H2的物质的量相等。‎ ‎②消耗H＋、OH－的物质的量之比为n(H＋)∶n(OH－)＝3∶1。‎ ‎(2)足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应：‎ ‎①消耗Al的物质的量之比为1∶3。‎ ‎②生成H2的物质的量之比为1∶3。‎ ‎(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应：‎ 若产生氢气的体积比为＜＜1，则必定 ‎①铝与盐酸反应时，铝过量而HCl不足。‎ ‎②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而NaOH过量。‎ 考点三　铝的重要化合物 ‎(频数：★☆☆　难度：☆☆☆)‎ ‎1．氧化铝 ‎2．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的电离方程式为 转化关系：‎ 反应的化学方程式分别为：‎ ‎①Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O；‎ ‎②Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O；‎ ‎③2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。‎ ‎(3)制备 ‎①向铝盐中加入氨水，离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。‎ ‎②NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。‎ ‎③NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：离子方程式为3AlO＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓。‎ ‎①Al(OH)3具有两性，能溶于强酸(如盐酸)、强碱(如NaOH溶液)，但不溶于弱酸(如H2CO3)、弱碱溶液(如氨水)。‎ ‎②既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应的物质有Al、Al2O3、Al(OH)3，多元弱酸的酸式盐(如NaHCO3、KHS、KHSO3、NaH2PO4等)及弱碱弱酸盐(如CH3COONH4等)。‎ ‎3．常见的铝盐 ‎(1)复盐：两种不同的金属离子(或金属离子或铵根)和一种酸根离子组成的盐。‎ ‎(2)明矾净水 ‎①明矾的化学式：KAl(SO4)2·12H2O，‎ ‎②净水原理涉及的离子方程式：‎ Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋。‎ ‎1．教材基础知识判断 ‎(1)向1 mol·L－1 AlCl3溶液中加过量的6 mol·L－1 NaOH溶液制备Al(OH)3悬浊液(　　)‎ ‎(2)氢氧化铝具有弱碱性，可用于制胃酸中和剂(　　)‎ ‎(3)明矾用作净水剂不涉及化学变化(　　)‎ ‎(4)Al(OH)3既能与稀硫酸反应又能与NaOH溶液反应(　　)‎ ‎(5)下列物质的转化在给定条件下能够实现：‎ Al2O3NaAlO2(aq)Al(OH)3(　　)‎ 答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)√‎ ‎2．(RJ必修1·P636改编)向下列物质的水溶液中滴加少量MgCl2溶液或AlCl3溶液，均有白色沉淀生成的是(　　)‎ A．BaCl2 B．FeCl3‎ C．Na2CO3 D．NaOH 答案　C ‎3．(溯源题)(福建理综)从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下：‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)流程甲加入盐酸后生成Al3＋的离子方程式为________________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ ‎(2)流程乙加入烧碱后生成SiO的离子方程式为_____________________‎ ‎______________________________________________________________。‎ ‎(3)验证滤液B含Fe3＋，可取少量滤液并加入_________________________‎ ‎(填试剂名称)。‎ ‎(4)滤液E、K中溶质的主要成分是________(填化学式)，写出该溶质的一种用途______________________________________________________________。‎ 答案　(1)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O ‎(2)SiO2＋2OH－===SiO＋H2O ‎(3)硫氰化钾(或硫氰酸钾、苯酚溶液等合理答案)‎ ‎(4)NaHCO3　制纯碱或作发酵粉等合理答案 探源：本高考题组源于RJ必修1 P57“铝的重要化合物”知识拓展，对陌生铝的化合物的反应特点进行了考查。‎ 题组一　铝的重要化合物的性质、用途及转化 ‎1．下列有关说法不正确的是(　　)‎ A．Al(OH)3在用于治疗胃酸过多类疾病时表现出弱碱性 B．明矾溶于水后可得到少量的有强吸附性的Al(OH)3胶体，故明矾可作净水剂 C．Al(OH)3可用于中和馒头制作过程(如发酵阶段)中产生的酸 D．Al2O3可用于制作耐火材料而Al(OH)3不能 解析　治疗胃酸过多时要消耗胃中的酸，因此Al(OH)3表现出弱碱性，A项正确；Al(OH)3胶体有强吸附性，能吸附水中悬浮的杂质并最终转化为沉淀而使水变澄清，B项正确；馒头制作过程中加小苏打是用于发泡和中和酸的，不用Al(OH)3，C项错误；耐火材料本身应对热稳定且熔点很高，而Al(OH)3受热易分解，D项正确。‎ 答案　C ‎2．下列说法中错误的是(　　)‎ A．在水溶液中能大量共存：Na＋、Al3＋、Cl－、CO B．硫酸铝溶液中加入过量氢氧化钠溶液：Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O C．偏铝酸钠溶液中通入过量CO2：AlO＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO D．Al(OH)3溶于HCl溶液中：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O 解析　A项中Al3＋与CO发生双水解，因此不能大量共存，所以错误；‎ B项中氢氧化铝溶于过量的氢氧化钠溶液，最终生成的是偏铝酸钠，所以正确；C项中偏铝酸钠与二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀，因为二氧化碳过量，因此生成碳酸氢根离子，所以正确；D项中氢氧化铝能溶于强酸中生成铝离子，所以正确。‎ 答案　A ‎3．将0.1 mol明矾溶于水形成100 mL溶液，以下说法正确的是(　　)‎ A．明矾净水是利用了明矾的强氧化性 B．溶液的焰色反应为紫色，这是钾元素的化学性质 C．加入Ba(OH)2溶液至沉淀物质的量达到最大，消耗Ba(OH)2 0.2 mol D．加入Ba(OH)2溶液至SO恰好完全沉淀，Al3＋全部转化为AlO 解析　明矾净水是利用明矾中的铝离子在溶液中水解生成氢氧化铝胶体，胶体具有吸附性，故A错误；焰色反应为元素的物理性质，故B错误；向Ba(OH)2溶液中逐滴加入明矾溶液，至生成沉淀的物质的量最大时应是铝离子恰好沉淀完全，所以消耗Ba(OH)2 0.15 mol，故C错误；加入Ba(OH)2溶液至SO恰好完全沉淀，溶液中的溶质为偏铝酸钾，故D正确。‎ 答案　D 题组二　含铝化合物提取工艺 ‎4．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：‎ 对上述流程的判断正确的是(　　)‎ 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Ⅱ中的离子方程式为CO2＋AlO＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO D．工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al，成本更低 解析　A项，试剂X应为强碱溶液，使Al2O3溶解，A错误；B项，若用强酸代替CO2，强酸过量时，Al(OH)3会溶解，不能保证得到Al(OH)3沉淀，B错误；D项，因Al比Fe活泼，不能用Fe置换Al，D错误。‎ 答案　C ‎5．(2018·安徽江南十校联考)某冶金厂的矿渣含有较多的Al2O3、Fe2O3、MgO、SiO2，现欲进行综合利用以提取氧化铝、氧化镁、氧化铁作为工业原料，其设计的工艺流程如下：‎ 已知：氧化镁与水反应生成氢氧化镁；硅酸的酸性比氢氧化铝强。饱和氯化铵溶液的pH约为5，氢氧化镁开始沉淀至沉淀完全的pH范围：9.0～12.0。氢氧化铁开始沉淀至沉淀完全的pH范围：2.7～4.0。‎ ‎(1)写出过程Ⅱ中氧化铝发生反应的化学方程式：_____________________‎ ‎______________________________________________________________。‎ ‎(2)过程Ⅲ的名称是________________________，产品乙的俗名是________。‎ ‎(3)过程Ⅴ中所用适量的B是一种气体，B是________(填化学式)，过程Ⅴ中所发生的反应的离子方程式为________________________________________‎ ‎______________________________________________________________。‎ 解析　矿渣粉碎后与纯碱混合熔融，Al2O3、SiO2分别生成偏铝酸钠、硅酸钠。产品乙是红棕色固体，应是Fe2O3。根据已知信息MgO与水反应生成Mg(OH)2，即残渣甲是Fe2O3和Mg(OH)2的混合物。用饱和氯化铵溶液溶解，Mg(OH)2转化为氯化镁，过滤后与氢氧化钠反应生成Mg(OH)2沉淀，灼烧得到MgO，产品甲是MgO。溶液丙中含有硅酸钠和偏铝酸钠，通入适量CO2，因为硅酸的酸性比Al(OH)3强，则优先生成Al(OH)3沉淀，灼烧得到氧化铝。‎ 答案　(1)Al2O3＋Na2CO32NaAlO2＋CO2↑‎ ‎(2)溶解、过滤　铁红 ‎(3)CO2　CO2＋3H2O＋2AlO===2Al(OH)3↓＋CO ‎【反思归纳】‎ 根据物质类别，分离、提纯铝土矿 ‎ [试题分析]‎ ‎(2016·海南化学，14)KAl(SO4)2·12H2O(明矾)是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐(主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题：‎ ―→ ‎(1)为尽量少引入杂质，试剂①应选用________(填标号)。‎ a．HCl溶液 B．H2SO4溶液 c．氨水 D．NaOH溶液 ‎(2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为_________________________‎ ‎______________________________________________________________。‎ ‎(3)沉淀B的化学式为____________________________________________；‎ 将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是__________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎(4)已知：Kw＝1.0×10－14，Al(OH)3AlO＋H＋＋H2O　K＝2.0×10－13。Al(OH)3溶于NaOH溶液反应的平衡常数等于________。‎ 解题思路：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ 我的答案：　　　　‎ 考查意图：化学是在原子和分子水平上研究物质的组成、结构、性能及物质之间相互转化的学科。当组成物质的原子种类和数量发生变化时，物质发生转化，物质的性质和状态也有明显的变化。本题是一个联系生活实际的考题，废易拉罐是生活中随手可及的物品，作为一种金属(合金)，其具有金属所特有的性质。明矾[KAl(SO4)2·12H2‎ O]亦是生活中常见的物质，二者在物质的种类和性质之间有着明显的差别。经过特定的化学反应二者之间可实现合成转化。本题的合成过程中不仅涉及多种物质的性质和反应、还涉及溶液中酸碱的电离平衡、盐类的水解、沉淀溶解平衡等化学原理，进而考查学生对化学基础知识的掌握，提高学生对物质及其性质的认识，锻炼分析思考问题的能力。‎ 本题抽样统计难度系数为0.47。‎ 解题思路：(1)易拉罐的主要成分为Al，含有少量的Fe，Mg杂质，试剂①的作用是将Al溶解，HCl溶液和H2SO4溶液可溶解Al及Fe、Mg杂质，会引入 Fe2＋、Mg2＋，氨水不溶解Al，NaOH溶液可溶解Al，但不溶解Fe、Mg杂质，故d项符合。(2)选用NaOH溶液溶解易拉罐，主要发生反应2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。(3)滤液A中铝元素以AlO形式存在，与溶液中HCO发生复分解反应：AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO，故沉淀B为Al(OH)3，明矾溶于水时，KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO，Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，使溶液呈弱酸性。(4)Al(OH)3溶于NaOH溶液发生反应：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O　K1，可分两步进行：Al(OH)3AlO＋H＋＋H2O　K H＋＋OH－H2O　 则K1＝＝＝20。‎ 正确答案：(1)d ‎(2)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑‎ ‎(3)Al(OH)3　Al3＋水解，使溶液中H＋浓度增大 ‎(4)20‎ ‎[真题演练]‎ ‎1．(2014～2017高考选项组合)下列关于铝及其化合物的叙述正确的是(　　)‎ A．铝罐可久盛食醋 B．铝与Fe2O3发生铝热反应，反应后固体物质增重 C．用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝滴落下来，金属铝的熔点较低 D．向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH 答案　D ‎2．(2015·山东理综，10)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 解析　A项，AlCl3可由Al与Cl2反应制得，将AlCl3加入Ba(HCO3)2溶液中生成CO2 气体和Al(OH)3沉淀，正确；B项，Na2O 加入Ba(HCO3)2溶液中只产生碳酸钡沉淀而没有气体产生，错误；C项，Fe 与Cl2 反应生成FeCl3，错误；D项，SiO2 与Ba(HCO3)2不反应，错误。‎ 答案　A ‎3．(2017·江苏化学，16)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：‎ 注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。‎ ‎(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为________________________‎ ‎______________________________________________________________。‎ ‎(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH________(填“增大”、“不变”或“减小”)。‎ ‎(3)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是______________________________________________________________。‎ ‎(4)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为__________________________，阴极产生的物质A的化学式为________。‎ ‎(5)铝粉在1 ‎000 ℃‎时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是___________________________。‎ 解析　(1)“碱溶”时，Al2O3与NaOH反应生成NaAlO2和H2O，注意离子方程式。(2)“过滤I”所得滤液为NaAlO2溶液，加入NaHCO3溶液，过滤Ⅱ后电解的是Na2CO3溶液，说明溶液的溶质由NaAlO2变为Na2CO3，发生反应AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO，说明AlO结合H＋能力强于CO，即其水解能力强，说明碱性NaAlO2>Na2CO3，溶液的pH减小。(3)电解Al2O3，阳极O2－放电生成O2，石墨(C)电极会被O2氧化。(4)阳极溶液中的阴离子即水中的OH－放电生成O2(图示)及H＋(2H2O－4e－===O2↑＋4H＋)，H＋与CO结合生成HCO(CO＋H＋===HCO，由图阳极区Na2CO3生成NaHCO3)，写出总反应：4CO＋2H2O－4e－===4HCO＋O2↑。阴极，水中的H＋放电生成H2。(5)NH4Cl加热时分解生成HCl和NH3，HCl可以破坏铝表面的氧化膜，有利于反应进行。‎ 答案　(1)Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O　(2)减小 ‎(3)石墨电极被阳极上产生的O2氧化 ‎(4)4CO＋2H2O－4e－===4HCO＋O2↑　H2‎ ‎(5)NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜 一、选择题 ‎1．化学在日常生产和生活中有着重要的应用。下列说法中不正确的是(　　)‎ A．明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化 B．日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用 C．用Al(OH)3治疗胃酸过多 D．电解AlCl3饱和溶液，可制得金属铝 解析　由于H＋的放电能力大于Al3＋，故电解饱和AlCl3溶液，得到的是Al(OH)3、H2和Cl2，无法得到金属铝。‎ 答案　D ‎2．下列关于镁、铝的说法正确的是(　　)‎ A．镁-铝制品在空气中能稳定存在是因为铝不活泼 B．浓HNO3、浓H2SO4能用铝制器皿盛装是因为铝与浓HNO3、浓H2SO4不反应 C．镁、铝均能与NaOH溶液反应 D．铝与Fe2O3发生铝热反应是利用了Al的还原性比Fe强 解析　镁-铝制品在空气中稳定存在的原因是形成了一层致密氧化膜保护内部金属，A错误；浓HNO3、浓H2SO4能用铝制器皿盛装是因为铝遇浓HNO3、浓H2SO4钝化，发生了化学反应，B错误；镁与NaOH溶液不反应，C错误。‎ 答案　D ‎3．下列叙述中正确的是(　　)‎ A．氯化铝溶液中加入过量氨水反应的实质：‎ Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH B．在加入铝粉能放出氢气的溶液中：K＋、NH、CO、Cl－一定能够大量共存 C．镁铝合金既可完全溶于过量盐酸又可完全溶于过量NaOH溶液 D．依据铝热反应原理，能发生反应2Al＋3MgO3Mg＋Al2O3‎ 解析　Al(OH)3不能溶于氨水，A正确；加入铝粉产生H2的溶液可能呈强酸性，CO不能存在，也可能呈强碱性溶液，NH不能大量存在，B错误；镁和铝均能与盐酸反应，但Mg不能与碱反应，C错误；铝热反应能制备比铝活动性弱的金属，而镁比铝活动性强，不能用铝热法制取镁，D错误。‎ 答案　A ‎4．(2018·东营模拟)下列物质的制备方法正确的是(　　)‎ A．氯化铝溶液和硫化钠溶液反应制备Al2S3‎ B．用镁粉和空气反应制备Mg3N2‎ C．用铝粉和MnO2制得锰 D．电解熔融氯化铝的方法制得单质铝 解析　Na2S溶液与AlCl3溶液反应，S2－与Al3＋发生水解相互促进反应生成氢氧化铝沉淀和硫化氢，反应的离子方程式为2Al3＋＋3S2－＋6H2O===3H2S↑‎ ‎＋2Al(OH)3↓，反应无法获得硫化铝，故A错误；镁粉在空气中燃烧，主要是和氧气反应生成氧化镁，故B错误；铝热法可冶炼锰，故C正确；氯化铝属于共价化合物，熔融状态不导电，工业上用电解熔融氧化铝的方法冶炼Al，故D错误。‎ 答案　C ‎5．下列反应中的离子方程式书写正确的是(　　)‎ A．向氯化铝溶液中加入Na2CO3溶液：Al3＋＋CO===Al2(CO3)2↓‎ B．NH4Al(SO4)2溶液中滴加少量NaOH溶液：NH＋OH－===NH3·H2O C．向明矾溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液：Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===2BaSO4↓＋AlO＋2H2O D．向NaAlO2溶液中通入足量CO2：2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO 解析　A项，Al3＋与CO发生双水解生成Al(OH)3和CO2；B项，NH、Al3＋同时存在时，Al3＋与OH－先反应；D项，通足量CO2时，应生成HCO。‎ 答案　C ‎6．下列各组物质，前者逐滴滴加到后者中直至过量，先出现白色沉淀，后来沉淀又消失的是(　　)‎ A．H2SO4滴入NaAlO2溶液中 B．Ba(OH)2溶液滴入Al2(SO4)3溶液中 C．Al2(SO4)3溶液滴入NaOH溶液中 D．氨水滴入Al2(SO4)3溶液中 解析　将H2SO4滴入NaAlO2溶液中，先生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3又溶于过量的H2SO4中，A正确；Ba(OH)2溶液滴入Al2(SO4)3溶液中，先生成BaSO4、Al(OH)3沉淀，而Al(OH)3又溶于Ba(OH)2，但BaSO4不溶解，B错误；Al2(SO4)3溶液滴入NaOH溶液中，开始由于OH－过量发生反应Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，故开始无沉淀生成，C错误；氨水滴入Al2(SO4)3溶液中，立即产生Al(OH)3沉淀，但沉淀不溶于过量氨水，D错误。‎ 答案　A ‎7．易拉罐主要材料为铝合金，其中以铝铁合金和铝镁合金最为常见。现取几小块易拉罐碎片进行下列实验，其中实验方案、现象与结论均正确的是(　　)‎ 序号 实验方案 现象与结论 A 加入盐酸中 产生无色气体，含铝、铁、镁三种元素 B 加入NaOH溶液中 有无色气体产生，含有铝元素 C 加入盐酸后，所得溶液中再加入少量NaOH溶液 产生白色沉淀，含有镁元素 D 加入盐酸后，所得溶液中再加入少量KSCN溶液 无红色出现，说明不含铁元素 解析　选项A只能说明易拉罐含有三种元素中的一种、两种或三种，A错。选项C中加入少量NaOH溶液，产生的白色沉淀也可能是Al(OH)3，C错。选项D中铁和盐酸反应生成Fe2＋，而Fe2＋遇KSCN溶液无红色出现，因此不能说明合金中不含铁元素，D错。‎ 答案　B ‎8．科技工作者提出用铝粉处理含亚硝酸盐废水的思路：调节亚硝酸盐废水的酸碱性，使其pH＞12，然后加入适量的铝粉、搅拌，从而达到预期目的。下列判断错误的是(　　)‎ A．处理废水时铝单质转化为Al3＋‎ B．处理废水时亚硝酸盐被还原 C．处理过程中，OH－参与了反应 D．铝粉颗粒大小影响废水处理的速率 解析　pH＞12，溶液显碱性，则处理废水时，铝单质转化为AlO，A错误；铝是金属，具有还原性，因此处理废水时，亚硝酸盐被还原，B正确；处理废水时铝单质转化为AlO，这说明OH－参与了反应，C正确；固体反应物的表面积越大，反应速率越快，因此铝粉颗粒的大小影响废水处理的速率，D正确。‎ 答案　A ‎9．工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图所示：‎ 下列叙述正确的是(　　)‎ A．试剂X可以是NaOH溶液，也可以是盐酸 B．反应①过滤后所得沉淀为Fe(OH)3‎ C．图中所有转化反应都不是氧化还原反应 D．反应②的化学方程式为NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3‎ 解析　A项，试剂X不可以是盐酸；B项，过滤后所得沉淀为Fe2O3；C项，电解Al2O3生成Al是氧化还原反应。‎ 答案　D ‎10．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(　　)‎ ‎①加盐酸溶解　②加烧碱溶液溶解　③过滤　④通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀　⑤加入盐酸生成Al(OH)3沉淀　⑥加入过量烧碱溶液 A．①⑥⑤③ B．②③④③‎ C．②③⑤③ D．①③⑤③‎ 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，加盐酸不容易控制量的多少。故B项操作步骤为最佳顺序。‎ 答案　B ‎11．已知a、b、d、e均为中学化学中常见的单质或化合物，它们之间的关系如图所示(部分产物略去)。下列说法错误的是(　　)‎ A．a、b、d可能是钠及其化合物 B．a、b、d可能是镁及其化合物 C．a、b、d可能是铝及其化合物 D．a、b、d可能是非金属及其化合物 解析　a为NaOH、b为NaHCO3、d为Na2CO3、e为CO2时满足框图转化关系，A正确；镁及其化合物不满足此转化关系，B错误；a为AlCl3、e为NaOH、b为NaAlO2、d为Al(OH)3时满足框图转化关系，C正确；a为C、e为O2、b为CO2、d为CO时满足框图转化关系，所以a、b、d可能是非金属及其化合物，D正确。‎ 答案　B ‎12．(2018·茂名模拟)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(　　)‎ A．①线表示Al3＋的物质的量的变化 B．x表示AlCl3的物质的量 C．③线表示Al(OH)3的物质的量的变化 D．④线表示AlO的物质的量的变化 解析　向AlCl3溶液中加入NaOH溶液时，发生反应Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，Al3＋逐渐减小，Al(OH)3逐渐增加后又减少，Al3＋消失后生成AlO，故A、C、D正确；若向NaOH溶液中加入AlCl3溶液，发生反应Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，3AlO＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓，各微粒的变化曲线都不符合，故B错误。‎ 答案　B 二、填空题 ‎13．金属镁在工农业生产以及人们日常生活中有着十分广泛的用途。某化学兴趣小组的同学们决定对镁及其化合物的性质比较展开探究活动，探究过程中发现了一些“异常”。‎ ‎(1)镁条投入5 mL 0.2 mol·L－1的CuSO4‎ 溶液中，其表面立即有气泡产生，周围有红色固体出现；片刻后底部又有大量蓝色沉淀生成；待较长时间后，若镁条过量，蓝色固体消失，有白色沉淀生成，气泡继续产生，而红色固体质量没有明显增加。写出反应中的主要离子反应方程式 ‎_____________________________________________________________。‎ ‎(2)常温下，取经过砂纸打磨的两片质量相等、表面积相同的铝片，分别加入到盛有体积相同、c(H＋)相同的稀硫酸和稀盐酸溶液的两支试管(相同体积)中，发现铝片在稀盐酸中产生氢气的速率比在稀硫酸中快。‎ ‎①写出以上反应的离子方程式_____________________________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ ‎②你认为出现以上现象的可能原因是：‎ 假设a_________________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________；‎ 假设b_________________________________________________________‎ ‎______________________________________________________________。‎ ‎③请设计实验对以上的假设进行验证：_______________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ 答案　(1)Mg＋Cu2＋===Cu＋Mg2＋‎ ‎2H2O＋Cu2＋Cu(OH)2↓＋2H＋‎ Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑‎ Cu(OH)2＋Mg2＋===Mg(OH)2＋Cu2＋‎ ‎(2)①2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑‎ ‎②假设a：Cl－对反应有催化作用，加快了反应速率　假设b：SO对反应有阻碍作用，降低了反应速率 ‎③假设a：取体积相同、c(H＋)相同的稀硫酸溶液于两支试管中，向其中一支加少量氯化钠固体，然后同时投入两片质量相等、表面积相同的铝片，收集相同时间段内的氢气，比较其体积的大小　假设b：取体积相同、c(H＋)相同的盐酸溶液于两支试管中，向其中一支加少量硫酸钠固体，然后同时投入两片质量相等、表面积相同的铝片，收集相同时间段内的氢气，比较其体积的大小 ‎14．(2018·山西大学附中诊断)铝(熔点‎660 ℃‎)是一种应用广泛的金属，工业上用Al2O3(熔点2 ‎045 ℃‎)和冰晶石(Na3AlF6，六氟 合铝酸钠)混合熔融后电解制得。回答下列问题：‎ ‎(1)冶金工业上常用金属铝作还原剂冶炼钒、铬、锰，铝与V2O5在高温下反应的化学方程式为____________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ ‎(2)将打磨过的铝片在酒精灯火焰上加热，可观察到铝熔化而不滴落，原因是__________________________________________________________________‎ ‎_________________________________________________________________；‎ 铝是活泼金属，但打磨过的铝片投入沸水中不易观察到有气泡产生。若将铝片用饱和Hg(NO3)2溶液浸泡数分钟，取出后迅速洗净，可制得俗称“铝汞齐”的铝汞合金。铝汞齐露置在空气中，表面会快速生长出蓬松的白毛(Al2O3)。若将新制的铝汞齐放入水中，可迅速反应产生气泡，该反应的化学方程式为_________________________________________________________________‎ ‎_________________________________________________________________；‎ 铝汞齐的化学性质变得“活泼”的原因可能是_______________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ ‎(3)将0.1 mol·L－1AlCl3溶液和10%NH‎4F溶液等体积混合，充分反应后滴加氨水，无沉淀析出。则AlCl3与NH‎4F反应的化学方程式为_______________________‎ ‎______________________________________________________________；‎ 该实验所用试管及盛装NH‎4F溶液的试剂瓶均为塑料材质，原因是______________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ ‎(4)饮用水中的NO对人类健康会产生危害。为了降低饮用水中NO的浓度，有研究人员建议在碱性条件下用铝粉将NO还原为N2，该反应的离子方程式为________________________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ 解析　(2)将打磨过的铝片在酒精灯火焰上加热，可观察到铝熔化而不滴落，原因是铝表面很快形成致密的氧化膜，其熔点高于铝；铝汞齐中的铝与水反应生成氢氧化铝和氢气，该反应的化学方程式为2Al＋6H2O===2Al(OH)3＋3H2↑；铝汞齐的化学性质变得“活泼”的原因可能是其表面不易形成致密的氧化膜。‎ ‎(3)根据题给信息知AlCl3与NH‎4F发生反应生成六氟合铝酸铵和氯化铵，化学方程式为AlCl3＋6NH‎4F===(NH4)3AlF6＋3NH4Cl；该实验所用试管及盛装NH‎4F溶液的试剂瓶均为塑料材质，原因是NH‎4F电离出的F－水解生成HF，对玻璃有强腐蚀性而对塑料无强腐蚀性。‎ ‎(4)根据题给信息知碱性条件下，铝粉与NO反应生成N2和AlO，利用化合价升降法结合电荷守恒、原子守恒配平，该反应的离子方程式为10Al＋6NO＋4OH－===3N2↑＋10AlO＋2H2O。‎ 答案　(1)10Al＋3V2O55Al2O3＋6V ‎(2)铝表面很快形成致密的氧化膜，其熔点高于铝　2Al＋6H2O===2Al(OH)3＋3H2↑　其表面不易形成致密的氧化膜 ‎(3)AlCl3＋6NH‎4F===(NH4)3AlF6＋3NH4Cl　NH‎4F电离出的F－水解生成HF，对玻璃有强腐蚀性而对塑料无强腐蚀性 ‎(4)10Al＋6NO＋4OH－===3N2↑＋10AlO＋2H2O ‎15．氯离子插层镁铝水滑石[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]是一种新型离子交换材料，其在高温下完全分解为MgO、Al2O3、HCl和水蒸气。现用如图所示装置进行实验确定其化学式(固定装置略去)。‎ ‎(1)Mg2Al(OH)6Cl·xH2O受热分解的化学方程式为 ‎______________________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎(2)若只通过测定装置C、D的增重来确定x，则装置的连接顺序为________(按气流方向，用接口字母表示)，其中C的作用是________________________。‎ 装置连接后，首先要进行的操作是__________________________________。‎ ‎(3)加热前先通N2排尽装置中的空气，称取C、D的初始质量后，再持续通入N2‎ 的作用是________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________、‎ ‎________________________________________________________________等。‎ ‎(4)完全分解后测得C增重‎3.65 g，D增重‎9.90 g，则x＝________。若取消冷却玻璃管B后进行实验，测定的x值将________(填“偏高”或“偏低”)。‎ ‎(5)上述水滑石在空气中放置时易发生反应生成[Mg2Al(OH)6Cl1－2y(CO3)y·zH2O]，该生成物能发生类似的热分解反应。现以此物质为样品，用(2)中连接的装置和试剂进行实验测定z，除测定D的增重外，至少还需测定________。‎ 解析　(2)根据(1)中化学反应方程式可知，若要测定x的值，需要测定分解产生的HCl及H2O的量，由于吸收HCl采用NaOH溶液，出来的气体带出水蒸气，则分解产生的气体应先通过浓硫酸吸收水蒸气，否则测得的水蒸气数值偏大，影响测定结果，且洗气时应长管进，短管出。(4)根据C、D的增重可知，分解生成n(HCl)＝＝0.1 mol，n(H2O)＝＝0.55 mol，则由[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]可知，其物质的量等于HCl的物质的量，由氢元素守恒可知：0.1 mol×(6＋2x)＝0.1 mol＋0.55 mol×2，解得x＝3。若气体未经冷却会由于气流流速过高而使水蒸气在浓硫酸中的吸收不充分，导致x数值偏低。(5)题中所给物质若发生分解反应，除水滑石分解的几种产物外，还含有CO2气体，则装置C增重为HCl与CO2的质量，通过装置C的增重无法判断HCl及样品的物质的量，由氯元素及碳元素守恒可知，n(HCl)/n(CO2)＝(1－2y)/y，若已知样品的质量，分别列出含有两个未知数的两个方程式，可以求得z的值。‎ 答案　(1)2[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]4MgO＋Al2O3＋2HCl↑＋(5＋2x)H2O↑‎ ‎(2)aedbc　吸收HCl气体　检查装置气密性 ‎(3)将分解产生的气体全部带入装置C、D中完全吸收　防止产生倒吸 ‎(4)3　偏低　(5)样品的质量及装置C的增重 热点说明：高考大纲要 求能够通过对实际事物、实验现象、实物、模型、图形的观察，以及对自然界、社会、生产、生活中的化学现象的观察，获取有关的感性知识和印象，并进行初步加工、吸收、有序存储的能力。以及能够将分析解决问题的过程和成果，用正确的化学术语及文字、图表、模型、图形等表达，并做出解释的能力。近年来，在高考化学试题尤其是新课程高考试题中凸现出了一种新的题型—动态多变量图像题。此类试题的主要特点是：图像在一个坐标系上有多个变化量，图像较为复杂；图像中隐含信息量大，对学生读图获取信息能力的要求较高；由于多变量的存在，要求学生会多角度、多层面去思考和探究问题，有效的考查了学生综合分析、推理判断能力。‎ 一、常见无机三大类图像 ‎1．Na2CO3、NaHCO3、NaOH及其混合物与盐酸反应的图像 实验操作和反应 n(CO2)－n(HCl)‎ 图像 向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，离子方程式：Oa段：CO＋H＋===HCO ab段：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑‎ 图像特点Oa＝ab 向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，离子方程式：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑‎ 向等物质的量的NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，离子方程式：‎ Oa段：H＋＋OH－===H2O、CO＋H＋===HCO ab段：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑‎ 图像特点：Oa＞ab 向等物质的量的Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，离子方程式：Oa段：CO＋H＋===HCO ab段：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑‎ 图像特点：Oa＜ab ‎2.铝盐与碱、偏铝酸盐与酸反应的常见图像 操作 向可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液到过量 向NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量 图像 图1‎ 图2‎ 操作 向偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量 向稀盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量 图像 图3‎ 图4‎ 操作 向AlCl3溶液中滴加氨水或NaAlO2溶液至过量 向NaAlO2溶液中通入CO2‎ 图像 图5‎ 图6‎ ‎3.含不同阳离子的混合盐(或复盐)与碱的反应 ‎(1)向含MgCl2、AlCl3、盐酸、NH4Cl的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液至过量，沉淀图像如图所示，有关的离子方程式为：‎ O →A：H＋＋OH－===H2O A→B：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓‎ Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓‎ B→C：NH＋OH－===NH3·H2O C→D：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O ‎(2)把Ba(OH)2溶液逐滴加入到明矾溶液中至过量，图像如图所示，有关的化学方程式为：‎ O →A：2KAl(SO4)2＋3Ba(OH)2===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓＋K2SO4；‎ A→B：2Al(OH)3＋K2SO4＋Ba(OH)2===BaSO4↓＋2KAlO2＋4H2O。‎ 二、解答无机图像题思维模板 ‎[说明]　前两“看”较直观，难度较小。第三“看”难度大些，只有在正确书写出变化过程中的反应方程式并理清化学方程式中化学计量数与题目相关量的数量关系才能顺利破题。‎ ‎[模型解题]‎ ‎　通过图像分析反应过程 ‎1．(2018·怀化模拟)向四只盛有一定量NaOH溶液的烧杯中通入不同量的CO2气体，再在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量，并将溶液加热，产生的CO2气体与HCl物质的量的关系如图所示(忽略CO2的溶解和HCl的挥发)：‎ 则下列分析都正确的组合是(　　)‎ ‎①Ⅰ图对应溶液中的溶质为NaHCO3‎ ‎②Ⅱ图对应溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3，且二者的物质的量之比为1∶1‎ ‎③Ⅲ图对应溶液中的溶质为NaOH和Na2CO3，且二者的物质的量之比为1∶1‎ ‎④Ⅳ图对应溶液中的溶质为Na2CO3‎ A．①② B．①③ ‎ C．②④ D．②③‎ 解析　图像Ⅰ中从O点即开始产生CO2气体，对应溶液中的溶质为NaHCO3，①正确；图像Ⅱ中Oa段消耗HCl的量小于ab段消耗HCl的量，对应的溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3，且二者的物质的量之比＝＝，②正确；图像Ⅲ中，Oa段消耗HCl的量等于ab段消耗HCl的量，对应溶液中的溶质为Na2CO3，③不正确；图像Ⅳ中，Oa段消耗HCl的量大于ab段消耗HCl的量，对应溶液中的溶质为Na2CO3、NaOH，且二者的物质的量之比＝＝，④不正确。‎ 答案　A ‎2．室温下，在0.2 mol·L－1 Al2(SO4)3溶液中，逐滴加入1.0 mol·L－1 NaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如图，下列有关说法正确的是(　　)‎ A．a点时，溶液呈酸性的原因是Al3＋水解，离子方程式为： Al3＋＋3OH－Al(OH)3 ‎ B．a～b段，溶液pH增大，Al3＋浓度不变 ‎ C．b～c段，加入的OH－主要用于生成Al(OH)3沉淀 ‎ D．d点时，Al(OH)3沉淀开始溶解 解析　A项，a点时，即为Al2(SO4)3溶液，由于Al3＋水解：Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，溶液呈酸性，错误；B项，a～b段，主要是滴入的NaOH溶液中和了水解生成的H＋，c(H＋)减小，溶液pH增大，另外，一方面，c(H＋)减小一定程度上促进了Al3＋的水解，另一方面溶液体积增大，故c(Al3＋)减小，错误；C项，b～c段，pH变化缓慢，主要发生反应：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，正确；D项，c点后pH变化较快的一段，为Al3＋沉淀完全，Al(OH)3未溶解而c(OH－)增大的过程，d点前pH变化较缓慢的一段反应为：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，故d点时，Al(OH)3已完全溶解，错误。‎ 答案　C ‎3．地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。文献报道某课题组模拟地下水脱氮过程，利用Fe粉和KNO3溶液反应，探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影响。如图表示足量Fe粉还原上述KNO3溶液过程中，测出的溶液中相关离子浓度、pH随时间的变化关系(部分副反应产物曲线略去)。请根据图中信息写出t1时刻前该反应的离子方程式_______________________________‎ ‎______________________________________________________________。‎ 答案　4Fe＋NO＋10H＋===4Fe2＋＋NH＋3H2O ‎　通过图像完成定量计算 ‎4．(2018·衡阳模拟)将一定质量的镁铝混合物投入200 mL硫酸中，固体全部溶解后，向所得溶液中加入5 mol·L－1的NaOH溶液，生成沉淀的物质的量n与加入NaOH溶液的体积V的变化如图所示：‎ 则下列说法不正确的是(　　)‎ A．镁和铝的总质量为‎9 g B．最初20 mL NaOH溶液用于中和过量的硫酸 C．硫酸的物质的量浓度为2.5 mol·L－1‎ D．生成的氢气在标准状况下的体积为‎11.2 L 解析　由图像知，n[Mg(OH)2]＝0.15 mol，n[Al(OH)3]＝0.35 mol－0.15 mol＝0.2 mol，则m(Mg)＝0.15 mol×‎24 g·mol－1＝‎3.6 g，m(Al)＝0.2 mol×‎27 g·mol－1＝‎5.4 g，m(Mg)＋m(Al)＝‎9 g；由图像知，最初20 mL NaOH溶液用于中和过量的 硫酸；当沉淀达到最大值时，溶液中的溶质只有Na2SO4，则有n(Na＋)＝2n(SO)，即n(NaOH)＝2n(H2SO4)，n(H2SO4)＝n(NaOH)，c(H2SO4)＝n(H2SO4)/V＝＝2.5 mol·L－1；标准状况下0.15 mol的Mg生成的氢气‎3.36 L，0.2 mol的Al生成的氢气‎6.72 L，共生成氢气‎10.08 L，D项错误。‎ 答案　D ‎5．(2015·天津高考，节选)向盛有10 mL 1 mol·L－1 NH4Al(SO4)2溶液的烧杯中滴加1 mol·L－1 NaOH溶液，沉淀的物质的量随NaOH溶液体积的变化示意图如下：‎ ‎(1)写出m点反应的离子方程式：________________________________。‎ ‎(2)若在NH4Al(SO4)2溶液中改加20 mL 1.2 mol·L－1 Ba(OH)2溶液，充分反应后，溶液中产生沉淀的物质的量为________mol。‎ 解析　(2)因NH4Al(SO4)2的物质的量为‎0.01 L×1 mol·L－1＝0.01 mol，Ba(OH)2的物质的量为‎0.02 L×1.2 mol·L－1＝0.024 mol，产生沉淀的反应有两类，一是SO＋Ba2＋===BaSO4↓，n(SO)＝0.01 mol×2＝0.02 mol，0.02 mol＜0.024 mol，故n(BaSO4)＝0.02 mol；二是OH－参与的反应，‎ Al3＋　　＋　　3OH－　　===　　Al(OH)3↓‎ ‎0．01 mol 0.03 mol 0.01 mol OH－余0.024 mol×2－0.03 mol＝0.018 mol，之后发生反应：NH＋OH－===NH3·H2O，n(NH)＝0.01 mol，再消耗OH－ 0.01 mol，则剩余OH－为0.018 mol－0.01 mol＝0.008 mol，最后发生沉淀的溶解：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，OH－为0.008 mol，溶解Al(OH)3 0.008 mol，则剩余Al(OH)3为0.01 mol－0.008 mol＝0.002 mol。溶液中产生沉淀的物质的量为0.02 mol＋0.002 mol＝0.022 mol。‎ 答案　(1)NH＋OH－===NH3·H2O ‎(2)0.022‎