2019届一轮复习鲁科版铝及其重要化合物学案(1)

2019届一轮复习鲁科版铝及其重要化合物学案(1)

第二节　铝及其重要化合物 ‎[教材基础——自热身]‎ ‎1．铝的物理性质 ‎(1)位置与地位 铝元素处在周期表中第三周期ⅢA族，在地壳中含量仅次于硅，在自然界中以化合态存在。‎ ‎(2)物理性质 色 态 密度 质地 银白色，有金属光泽 固体 较小 较软 ‎[注意]　铝是地壳中含量最高的金属元素。‎ ‎2．掌握铝的化学性质与用途 ‎(1)铝的化学性质 铝的原子结构示意图为，其最外层有3个电子，决定了其金属性相对活泼，能与非金属、酸等发生反应。‎ 与非金属 反应(O2、Cl2)‎ Al与O2反应常温：形成致密的氧化膜加热：4Al＋3O22Al2O3‎ 与Cl2反应：2Al＋3Cl22AlCl3‎ 与酸反应 常温下，Al与浓硫酸、浓硝酸发生钝化，而遇稀的强氧化性稀HNO3：‎ Al＋NO＋4H＋===Al3＋＋NO↑＋2H2O 非氧化性酸(盐酸)：‎ ‎2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑‎ 与碱反应 ‎(NaOH)‎ ‎2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑‎ 与氧化物反应 ‎(Fe2O3)‎ ‎2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3(铝热反应)‎ ‎ (2)铝热反应 实验装置 实验 现象 ‎①镁带剧烈燃烧，放出一定的热，并发出耀眼的白光，氧化铁和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；‎ ‎②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中 实验结论 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热，反应的化学方程式为2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3‎ 原理应用 ‎①制取熔点较高、活泼性弱于Al的金属铬、锰、钨等；‎ ‎②金属焊接，如野外焊接钢轨等 ‎(3)铝的制备及用途 制备 电解熔融Al2O3：2Al2O34Al＋3O2↑‎ 用途 ‎①纯铝用作导线 ‎②铝合金制备汽车、飞机、生活用品等 ‎[注意]　(1)镁、铝都是较活泼的金属，也都具有抗腐蚀的性能，原因是其在常温下能与氧气反应生成一层致密的氧化物薄膜而防止内部金属的继续氧化(会使金属失去光泽)。‎ ‎(2)Al与MgO不发生铝热反应；Mg能与CO2反应，因此Mg着火不能用CO2灭火。‎ ‎[知能深化——扫盲点]‎ 铝与酸、碱反应生成H2的量的关系 铝分别与盐酸、NaOH溶液反应的化学方程式为 ‎2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑‎ ‎2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑‎ 从化学方程式可以看出，Al与酸、碱反应时生成H2的实质是： ，所以不论是Al与酸还是与碱反应，Al与产生的H2的关系均是2Al～3H2。‎ ‎(1)等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为＝。‎ ‎(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，产生氢气的体积比为＝。‎ ‎(3)一定量的铝分别和一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，当产生氢气的体积比为＜＜，则必定是①铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；②‎ 铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而氢氧化钠过量。‎ ‎[对点练]‎ 甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L－1的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成气体体积之比为1∶2，则加入的铝粉的质量为(　　)‎ A．5.4 g　　　　　　　　　 B．3.6 g C．2.7 g D．1.8 g 解析：选A　由2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑可知，两份等质量的Al都完全反应时，生成H2的量相等，消耗HCl与NaOH的量不相等。题中已知HCl、NaOH的物质的量均为0.3 mol，且生成H2的体积之比为1∶2，所以实际发生反应时的情况为HCl的量不足，Al过量；NaOH过量，Al的量不足。由生成H2的体积之比为1∶2可知，反应的Al的量之比也为1∶2，即与0.3 mol盐酸完全反应的Al为2.7 g，与NaOH溶液反应的Al为5.4 g。‎ ‎[题点全练——过高考]‎ 题点一　铝的性质 ‎1．(2018·江西九江一中月考)下列关于铝的叙述中正确的是(　　)‎ 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：选B　A项，铝在空气中与氧气反应生成的致密的氧化膜能保护内部金属，所以铝制品的使用寿命都很长，错误；B项，铝具有强还原性，所以可以通过铝热反应冶炼某些高熔点金属，正确；C项，常温下，铜与浓硫酸不反应，所以不能用浓硫酸除去铝表面的铜镀层，错误；D项，铝的导电性能比铜弱，错误。‎ ‎2．如图所示的反应均在高温引燃后进行，选项中的物质表示a和b，不合理的是(　　)‎ A．MgO　Al B．CO2　Mg C．Fe3O4　Al D．CuO　H2‎ 解析：选A　A项，Mg的活泼性强于Al，MgO与Al不能发生反应，不合理；B项，CO2与Mg反应生成C(c)和MgO(d)，Mg与O2反应生成MgO，c与足量O2反应生成CO2，合理；C项，Fe3O4与Al能发生铝热反应生成Fe(c)和Al2O3(d)，Fe与足量O2反应生成Fe3O4，Al与O2反应生成Al2O3，合理；D项，H2还原CuO生成Cu(c)和H2O(d)，Cu 与O2反应生成CuO，H2与O2反应生成H2O，合理。‎ 题点二　铝与酸或碱反应的计算 ‎3．取四等份铝，分别加入足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是(　　)‎ A．3 mol·L－1氨水 ‎ B．4 mol·L－1HNO3‎ C．8 mol·L－1NaOH ‎ D．18 mol·L－1H2SO4‎ 解析：选C　A项，氨水与铝不反应，不产生氢气；B项，铝与HNO3反应不放出氢气；C项，铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气；D项，铝与浓硫酸发生钝化，不产生氢气。‎ ‎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HCl、NaOH溶液反应，所得H2的体积之比是________。‎ ‎(2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，产生H2的体积之比是________。‎ ‎(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、NaOH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________。‎ 解析：(1)根据化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，Al与H2的关系式均为2Al～3H2，故两份等质量的Al都完全反应时，所得H2的量必相等。(2)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)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。‎ 答案：(1)1∶1‎ ‎(2)1∶3　(3)3∶1‎ ‎[教材基础——自热身]‎ ‎1．氧化铝 ‎[注意]　能用氧化铝坩埚熔融NaOH固体，因为Al2O3能与NaOH发生反应。‎ ‎2．氢氧化铝 ‎(1)物理性质 白色胶状固体，有较强的吸附性。‎ ‎(2)化学性质 写出图中标号的有关反应的化学方程式或离子方程式：‎ ‎①Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O；‎ ‎②Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－；‎ ‎③2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。‎ ‎[注意]‎ ‎(1)Al(OH)3的电离 ‎①碱式电离Al(OH)3Al3＋＋3OH－‎ ‎②酸式电离Al(OH)3＋H2O[Al(OH)4]－＋H＋‎ Al(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、NaHSO3、NaH2PO4等)，弱酸的铵盐(如CH3COONH4等)。‎ ‎3．一种重要的复盐——明矾 ‎(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pH＜7(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。‎ ‎(3)明矾溶液与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式：‎ ‎①Al3＋恰好完全沉淀 ‎2Al3＋＋3SO＋3Ba2＋＋6OH－===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓。‎ ‎②SO恰好完全沉淀 Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===[Al(OH)4]－＋2BaSO4↓。‎ ‎[知能深化——扫盲点]‎ ‎(1)Al(OH)3的电离：‎ 碱式电离：Al(OH)3Al3＋＋3OH－‎ 酸式电离：Al(OH)3＋H2O[Al(OH)4]－＋H＋‎ ‎(2)Al(OH)3的碱性：加入强酸(如盐酸)时，Al(OH)3电离出的OH－与H＋反应，平衡向右移动，生成铝盐，体现Al(OH)3 的碱性。‎ ‎(3)Al(OH)3的酸性：加入强碱(如NaOH溶液)时，Al(OH)3电离出的H＋与OH－反应，平衡向左移动，生成四羟基合铝酸盐，体现Al(OH)3的酸性。‎ ‎(4)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、NaHSO3、NaH2PO4等)、弱酸的铵盐(如CH3COONH4等)、氨基酸。‎ 铝土矿的主要成分是Al2O3，含有的杂质是Fe2O3和SiO2，由于Al2O3具有两性，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Al2O3的方案。‎ 方案1：碱溶法 方案2：酸溶法 ‎[对点练]‎ ‎(2018·河北衡水调研)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。下列说法中不正确的是(　　)‎ A．①②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．③中需要通入过量的氨气 D．④进行的操作是过滤、加热，而且d一定是氧化铝 解析：选C　A项，反应①后的体系中有SiO2，需要过滤除去；反应②后的体系中有Fe(OH)3，也需过滤除去，正确；B项，a、b中铝元素分别以Al3＋和[Al(OH)4]－形式存在，化合价均是＋3价，正确；C项，应通入过量CO2，错误；D项，Al(OH)3加热分解得到Al2O3，正确。‎ ‎[题点全练——过高考]‎ 题点一　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 解析：选C　钝化的实质是Fe、Al在浓H2SO4或浓HNO3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 解析：选B　氨水与Fe3＋和Al3＋均反应生成氢氧化物沉淀，不符合除杂要求。‎ 题点二　Al2O3、Al(OH)3的制备 ‎3．工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3·xH2O、Fe2O3、SiO2等)提取纯Al2O3作冶炼铝的原料，提取时操作过程如图所示，图中操作错误的是(　　)‎ A．④⑤ B．③④ ‎ C．②⑤ D．①②‎ 解析：选A　由流程图可知，反应③得到的滤液为NaAlO2溶液，加入过量盐酸后得到AlCl3而不是Al(OH)3沉淀，应通入过量CO2，操作④错误；Al(OH)3在常温干燥条件下并不发生分解，故操作⑤需要加热，⑤错误。‎ ‎4．用含少量镁粉的铝粉制取纯净的Al(OH)3，下述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　‎ 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：选B　Al(Mg) ‎[教材基础——自热身]‎ ‎1．Al3＋、Al(OH)3、[Al(OH)4]－之间的转化关系 写出上述转化的离子方程式：‎ ‎(1)Al3＋与Al(OH)3之间的转化 ‎①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。‎ ‎②Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓。‎ ‎③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓。‎ ‎④Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。‎ ‎(2)Al3＋与[Al(OH)4]－之间的转化 ‎⑤Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－。‎ ‎⑥[Al(OH)4]－＋4H＋===Al3＋＋4H2O。‎ ‎(3)[Al(OH)4]－与Al(OH)3之间的转化 ‎⑦。‎ ‎⑧[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O。‎ ‎⑨Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－。‎ ‎2．与Al(OH)3沉淀生成有关的图像分析 ‎(1)可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像 操作 向可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量 向NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量 现象 立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失 无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失 图像 离子方程式　‎ Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－‎ Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－、3[Al(OH)4]－＋Al3＋===4Al(OH)3↓‎ ‎(2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像 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 现象 立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失 无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失 图像 离子方程式　‎ ‎[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O、Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O ‎[Al(OH)4]－＋4H＋=== Al3＋＋4H2O、Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓‎ ‎[知能深化——扫盲点]‎ ‎(1)用离子方程式表示制取Al(OH)3的3种方法 ‎①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH；‎ ‎②[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO；‎ ‎③Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓。‎ ‎(2)鉴别(利用滴加试剂顺序不同，现象不同)‎ ‎①向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解。‎ ‎②向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。‎ ‎(3)分离提纯 ‎①利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的混合物。‎ ‎②利用Al2O3能与强碱溶液反应，分离Al2O3与其他金属氧化物。‎ ‎③利用Al(OH)3能与强碱溶液反应，分离Al3＋与其他金属阳离子。‎ ‎(4)判断离子共存问题 Al3＋与 OH－、[Al(OH)4]－、CO、S2－等弱酸根阴离子或[Al(OH)4]－与 H＋、HCO以及弱碱阳离子 Al3＋、Fe3＋等因生成沉淀或发生水解相互促进的反应而不能大量共存。‎ ‎[对点练]‎ ‎1．下列各组物质的无色溶液，不用其他试剂即可鉴别的是________。‎ ‎①NaOH、AlCl3　②NaHCO3、H2SO4　③Na[Al(OH)4]、NaHSO4 ‎ ‎④Na2CO3、HCl　⑤Na2CO3、NaHCO3、Ca(OH)2‎ 解析：使用互滴法进行鉴别时，两次操作应产生不同的现象。①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。②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。③NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO，溶液显强酸性。向Na[Al(OH)4]溶液中滴加NaHSO4：开始出现白色沉淀后沉淀逐渐溶解；向NaHSO4溶液中滴加Na[Al(OH)4]溶液：开始无现象，后出现白色沉淀。现象不同，可以鉴别。④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。⑤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。‎ 答案：①③④‎ Al(OH)3有两性，既溶于强酸(H＋)生成铝盐(Al3＋)，又溶于强碱(OH－)生成四羟基合铝酸盐([Al(OH)4]－)，Al(OH)3、H＋、Al3＋、OH－、[Al(OH)4]－是铝的化合物转化关系中最常见的5种粒子，将这5种粒子按pH由小到大列出线型关系：‎ H＋…Al3＋…Al(OH)3…[Al(OH)4]－…OH－‎ 我们将这条线形排列称为“铝线”。这条“铝线”上相邻粒子不反应，不相邻粒子间可以反应。相隔的粒子反应生成处于两个反应粒子中间的粒子(产物水被略去)。相隔越远的粒子越容易发生反应。我们将上述规律称为“铝线规律”，“铝线规律”有着重要的应用。‎ ‎(1)用于判断粒子间能否大量共存 应用“铝线规律”，可直接判断粒子能否大量共存。例如，H＋和Al3＋、OH－和[Al(OH)4]－能(填“能”或“不能”，下同)大量共存；而Al3＋和OH－、H＋和[Al(OH)4]－不能大量共存。‎ ‎(2)用于判断粒子间反应的生成物 应用“铝线规律”，可直接判断相隔的粒子反应后的生成物。例如，H＋和Al(OH)3能反应生成Al3＋，Al3＋和[Al(OH)4]－能反应生成Al(OH)3，OH－和Al(OH)3能反应生成[Al(OH)4]－等。‎ 若处于两个粒子中间的粒子不是一个，而是有两个时，该规律仍能成立。例如，H＋与[Al(OH)4]－能反应，生成Al3＋或Al(OH)3或含Al3＋和Al(OH)3的混合物，Al3＋与OH－能反应生成Al(OH)3或[Al(OH)4]－或含Al(OH)3和[Al(OH)4]－的混合物。‎ ‎(3)用于判断粒子间反应的先后顺序 如向含Al(OH)3和[Al(OH)4]－的混合物中加入H＋，与H＋先反应的是[Al(OH)4]－，所以沉淀量先增大，后减少；向含Al3＋和Al(OH)3的混合物中加入OH－，与OH－先反应的是Al3＋，沉淀量依然先增大，后减少。‎ ‎[对点练]‎ ‎2．下列实验操作对应的图像不正确的是(　　)‎ 选项 实验操作 图像 A 向MgCl2、AlCl3溶液中(各1 mol)，逐滴加入NaOH溶液 B 向HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl溶液中(各1 mol)，逐滴加入NaOH溶液 C 向NaOH、Na[Al(OH)4]溶液中(各1 mol)，逐滴加入HCl溶液 D 向NaOH、Na2CO3混合溶液中(各1 mol)滴加稀盐酸 解析：选D　A项，向MgCl2、AlCl3溶液中加入NaOH溶液，会产生Al(OH)3、Mg(OH)2沉淀，当NaOH溶液过量时，Al(OH)3沉淀又逐渐溶解，最后只剩余Mg(OH)2沉淀，图像与反应事实符合，正确；B项，向HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl溶液中加入NaOH溶液，首先与HCl反应，无沉淀产生，然后产生Al(OH)3、Mg(OH)2沉淀，再生成NH3·H2O，最后Al(OH)3沉淀溶解，只有Mg(OH)2沉淀，图像与反应事实符合，正确；C项，向NaOH、Na[Al(OH)4]溶液中加入HCl溶液，首先与NaOH反应，没有沉淀生成，然后与[Al(OH)4]－反应生成Al(OH)3沉淀，HCl溶液过量后，Al(OH)3沉淀完全溶解，图像与反应事实符合，正确；D项，向NaOH、Na2CO3‎ 混合溶液中滴加稀盐酸，首先与NaOH反应，没有气体生成，后与Na2CO3反应生成NaHCO3，没有气体生成，再与NaHCO3生成气体，图像与反应事实不符合，符合题意。‎ ‎[题点全练——过高考]‎ 题点一　有关Al(OH)3沉淀的图像分析 ‎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(　　)‎ 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[Al(OH)4]－的物质的量的变化 解析：选B　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，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．(2017·四川遂宁诊断)某溶液中可能含有如下离子：H＋、Mg2＋、Al3＋、NH、Cl－、[Al(OH)4]－。当向该溶液中逐滴加入NaOH溶液时，产生沉淀的物质的量(n)与加入NaOH溶液的体积(V)的关系如图所示，下列说法正确的是(　　)‎ A．原溶液中一定含有的阳离子是H＋、Mg2＋、Al3＋、NH B．反应最后形成的溶液中的溶质含AlCl3‎ C．原溶液中Al3＋与NH的物质的量之比为1∶3‎ D．原溶液中含有的阴离子是[Al(OH)4]－、Cl－‎ 解析：选C　根据图像可推断出溶液中肯定含有H＋、NH、Al3＋和Cl－，肯定不存在[Al(OH)4]－和Mg2＋，A、D错误；反应到最后溶液中的溶质为NH3·H2O、NaCl和Na[Al(OH)4]，B错误；结合图像中的数量关系可得n(H＋)∶n(Al3＋)∶n(NH)＝2∶1∶3，C正确。‎ 题点二　利用Al(OH)3图像进行的相关计算 ‎3．常温下，将一定量的钠铝合金置于水中，合金全部溶解，得到20 mL pH＝14的溶液，然后用 1 mol·L－1的盐酸滴定，测得生成沉淀的质量与消耗盐酸的体积关系如图所示，则下列说法正确的是(　　)‎ A．原合金质量为0.92 g B．图中V2为60‎ C．沉淀的质量m为1.65 g D．OP段发生的反应为OH－＋H＋===H2O 解析：选D　反应后得到20 mL pH＝14的溶液，所以n(OH－)＝0.02 mol，所以需要1 mol·L－1的盐酸20 mL来中和，因此V1为20，继续加盐酸发生[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O，Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，因此沉淀[Al(OH)4]－消耗20 mL盐酸，溶解Al(OH)3消耗60 mL盐酸，所以V2为100。沉淀[Al(OH)4]－时，消耗HCl 0.02 mol，所以生成的Al(OH)3为0.02 mol，则m为1.56 g，原合金中含有的Al为0.54 g，当盐酸加到100 mL时，溶液中的溶质为NaCl和AlCl3，又知n(Cl－)＝0.1 mol，n(Al3＋)＝0.02 mol，所以n(Na＋)＝0.04 mol，依据原子守恒原合金中含有的Na为0.04 mol，质量为0.92 g，所以原合金的质量为0.92 g＋0.54 g＝1.46 g。‎ ‎4．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，沉淀物质的量随NaOH溶液体积变化示意图如下：‎ ‎(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：(1)向NH4Al(SO4)2溶液中加入NaOH溶液，由图像分析，先发生Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，之后是NH＋OH－===NH3·H2O，最后是沉淀的溶解Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－，故m点的离子方程式为NH＋OH－===NH3·H2O。‎ ‎(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 0.01mol 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，消耗OH－ 0.01 mol，则剩余OH－为0.018 mol－0.01 mol＝0.008 mol，最后发生沉淀溶解的反应：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－，OH－为0.008 mol，溶解Al(OH)3 0.008 mol，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 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎[课堂真题集训——明考向]‎ ‎1．判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)(2017·北京高考)氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀(　　)‎ ‎(2)(2017·天津高考)蒸发Al与稀盐酸反应后的溶液，制备无水AlCl3(　　)‎ ‎(3)(2017·天津高考)用可溶性的铝盐和铁盐处理水中的悬浮物(　　)‎ ‎(4)(2017·江苏高考)明矾的化学式：Al2(SO4)3(　　)‎ ‎(5)(2016·全国卷Ⅲ)泡沫灭火器灭火是利用了Al2(SO4)3和小苏打的反应(　　)‎ ‎(6)(2016·江苏高考)Al2O3熔点高，可用作耐高温材料(　　)‎ ‎(7)(2015·四川高考)明矾作净水剂时起还原作用(　　)‎ ‎(8)(2015·重庆高考)Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应(　　)‎ ‎(9)(2015·江苏高考)制备Al(OH)3悬浊液：向1 mol·L－1 AlCl3溶液中加过量的6 mol·L－1 NaOH溶液(　　)‎ ‎(10)(2014·四川高考)氢氧化铝可作胃酸的中和剂(　　)‎ 答案：(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√　(6)√‎ ‎(7)×　(8)×　(9)×　(10)√‎ ‎2．(2016·上海高考)已知NaOH＋Al(OH)3―→Na[Al(OH)4]。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。上述实验过程中没有发生的离子反应是(　　)‎ 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：选D　向集满CO2的铝罐中加入过量氢氧化钠浓溶液，首先CO2与氢氧化钠反应，表现为铝罐变瘪，接着过量的氢氧化钠再与铝罐反应，因铝罐表面有氧化膜Al2O3，故可发生A、B、C的反应。‎ ‎3．(2017·江苏高考)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(重要成分为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，原理如下图所示。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)Al2O3为两性氧化物，在NaOH溶液中会溶解生成Na[Al(OH)4]。(2)加入的NaHCO3与过量的NaOH反应，导致溶液的pH减小。(3)电解Al2O3时阳极上生成O2，O2会氧化石墨。(4)阳极上OH－失去电子生成O2，由H2O电离出的H＋可以与CO反应生成HCO。阴极上H2O放电生成H2。‎ 答案：(1)Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－‎ ‎(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 ‎4．(2016·海南高考)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)3＋H2O [Al(OH)4]－＋H＋　K＝2.0×10－13。Al(OH)3溶于NaOH溶液反应的平衡常数等于________。‎ 解析：(1)易拉罐(主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质)，它们都是比较活泼的金属，都可以与酸发生反应，而Al可以与强碱溶液反应变为Na[Al(OH)4]进入溶液，而Fe、Mg不能与碱发生反应，所以要以含Al的易拉罐为原料制取明矾，应该用强碱NaOH溶液溶解，选项d正确。(2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑。(3)滤液A的主要成分是Na[Al(OH)4]，向其水溶液中加入NH4HCO3溶液，发生HCO＋[Al(OH)4]－===Al(OH)3↓＋CO＋H2O，所以沉淀B的化学式为Al(OH)3；将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是Al3＋为弱碱阳离子，发生水解反应，当最终达到平衡时溶液中c(H＋)＞c(OH－)，所以溶液显酸性。(4)由已知得Al(OH)3溶于NaOH溶液反应的平衡常数K＝＝＝＝20。‎ 答案：(1)d ‎(2)2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑‎ ‎(3)Al(OH)3　Al3＋水解，使溶液中H＋浓度增大 ‎(4)20‎ ‎5．(2016·浙江高考节选)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________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)化合物Mg5Al3(OH)19(H2O)4受热分解生成MgO、Al2O3固体及水蒸气，该反应为吸热反应。该化合物作阻燃剂的依据是反应吸热降低温度，固体氧化物隔绝空气，水蒸气稀释空气。‎ ‎(2)固体产物中含MgO、Al2O3，其中MgO是碱性氧化物，Al2O3是两性氧化物，若要除去Al2O3可加入过量强碱溶液，然后过滤、洗涤即可，反应的离子方程式为Al2O3＋2OH ‎－＋3H2O===2[Al(OH)4]－。‎ ‎(3)NH4Cl是强酸弱碱盐，由于NH发生水解而使溶液显酸性：NH4Cl＋H2ONH3·H2O＋HCl；MgO加入NH4Cl溶液后，与水解生成的HCl反应生成MgCl2和H2O而溶解：MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O或写成总反应MgO＋2NH4Cl＋H2O===MgCl2＋2NH3·H2O。‎ 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(写出两条即可)‎ ‎(2)Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－‎ ‎(3)MgO＋2NH4Cl＋H2O===MgCl2＋2NH3·H2O ‎(或NH4Cl＋H2ONH3·H2O＋HCl，MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O)‎ ‎[课下能力测评——查缺漏]‎ ‎1．铝箔在酒精灯上加热至熔化的实验现象与下列性质的叙述无关的是(　　)‎ A．铝表面可形成一层氧化物保护膜 B．铝的熔点较低 C．Al2O3熔点高，酒精灯不能将其熔化 D．铝能与酸或强碱溶液反应 解析：选D　铝箔在酒精灯上加热至熔化看到的实验现象是铝熔化但不滴落，原因是铝在加热条件下与空气中的氧气反应生成致密的熔点较高的Al2O3薄膜，内部低熔点的铝虽熔化但不能滴落，可见该现象与D项叙述无关。‎ ‎2.利用如图装置做铝热反应实验，下列说法不正确的是(　　)‎ A．该反应的化学方程式是2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3‎ B．该反应会产生高温，发出强光 C．根据铝热反应的原理，可以冶炼某些金属 D．若反应中转移3 mol电子，消耗氧化剂的物质的量是 1 mol 解析：选D　A项，铝是活泼金属，高温条件下可置换出氧化铁中的铁，正确；B项，铝热反应放出大量的热，产生高温、发出强光，正确；C项，高熔点的金属可采用铝热法冶炼，正确；D项，铁元素的化合价从＋3价降低到0价，因此1 mol Fe2O3在反应中得到6 mol电子，则若反应中转移3 mol电子，消耗氧化剂的物质的量是0.5 mol，错误。‎ ‎3．铝是一种很重要的金属，可以发生一系列反应制备物质。‎ 下列说法错误的是(　　)‎ A．反应①又称铝热反应，常用于野外焊接铁轨 B．利用②③反应都能产生氢气，产生等量氢气消耗Al的质量相等且转移电子数也相等 C．常用反应⑥制备Al(OH)3，方法是向Al2(SO4)3溶液中滴加NaOH溶液至恰好完全沉淀 D．工业上常用反应⑦制备金属铝，制备过程中常加入冰晶石以降低Al2O3的熔点 解析：选C　Al与强碱、强酸反应都产生＋3价铝元素，即转移的电子数相等，生成的H2物质的量也相等，B正确；制备Al(OH)3最好用氨水而不是NaOH溶液，因为Al(OH)3溶于过量的NaOH溶液，C错误。‎ ‎4．通过观察化学实验现象，分析归纳出正确的结论，是学习化学科学最基本的技能之一。下列由实验现象得出正确结论的是(　　)‎ 选项 实验现象 结论 A 把相同大小的一块铝和镁分别投入相同浓度的NaOH溶液中：铝溶解有气泡放出，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脱落 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：选D　A项，比较金属性的强弱是用金属单质与水或酸反应产生H2的快慢程度，错误；B项，由于生成了熔点很高的氧化铝，起到隔绝空气的作用，错误；C项，产生的气体应为H2和NH3的混合气体，错误。‎ ‎5．(2018·湖南长沙模拟)将铝粉与某铁的氧化物FeO·2Fe2O3粉末配制成铝热剂，分成两等份，一份直接放入足量的烧碱溶液中，充分反应后放出的气体在标准状况下的体积为3.92 L；另一份在高温下恰好反应完全，反应后的混合物与足量的盐酸反应后，放出的气体在标准状况下的体积为(　　)‎ A．2.80 L B．3.92 L ‎ C．5.60 L D．7.84 L 解析：选A　一份与足量烧碱溶液反应，根据Al与NaOH溶液的反应，可得关系式：2Al～3H2，则n(Al)＝mol×＝mol。另一份在高温下恰好反应完全，根据3[FeO·2Fe2O3]＋14Al7Al2O3＋15Fe，得反应生成的n(Fe)＝n(Al)＝mol×＝0.125 mol。根据Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，得n(H2)＝n(Fe)，故V(H2)＝0.125 mol×22.4 L·mol－1＝2.80 L。‎ ‎6．某校化学兴趣小组用如图所示过程除去AlCl3溶液中含有的Mg2＋、K＋杂质离子并尽可能减小AlCl3的损失。‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．NaOH溶液可以用氨水来代替 B．溶液a中含有Al3＋、K＋、Cl－、Na＋、OH－‎ C．溶液b中只含有NaCl D．向溶液a中滴加盐酸需控制溶液的pH 解析：选D　A项，若用氨水，则Mg2＋、Al3＋均转化为沉淀，不能分离Mg(OH)2和Al(OH)3，错误；B项，Al3＋与过量NaOH反应生成Na[Al(OH)4]，溶液a中含[Al(OH)4]－、K＋、Cl－、Na＋、OH－，错误；C项，K＋、Cl－、Na＋在整个过程中不参加反应，溶液b中含KCl、NaCl，错误；D项，因Al(OH)3能溶于盐酸，则向溶液a中滴加盐酸需控制溶液的pH，正确。‎ ‎7．把X溶液逐滴滴入Y溶液中，与把Y溶液逐滴滴入X溶液中，反应现象不同的是(　　)‎ A B C D X NaHCO3‎ Na[Al(OH)4]‎ NaHCO3‎ MgCl2‎ Y Ca(OH)2‎ HCl HCl NaOH 解析：选B　A、C、D三项中，无论前者滴入后者还是后者滴入前者，反应现象均相同；B项，若将Na[Al(OH)4]溶液滴入盐酸中，开始盐酸过量，没有沉淀生成，随着Na[Al(OH)4]溶液的增多，最终会产生Al(OH)3白色沉淀，若将盐酸滴入Na[Al(OH)4]溶液中，开始盐酸少量，会立即产生Al(OH)3白色沉淀，随着盐酸的过量，最后白色沉淀逐渐溶解，反应现象不同，符合题意。‎ ‎8．Al(OH)3和Ga(OH)3均为两性氢氧化物，已知酸性：H2CO3>Ga(OH)3>Al(OH)3，若把过量的CO2气体通入含等物质的量的Na[Al(OH)4]和NaGaO2的混合溶液中，下列说法正确的是(　　)‎ A．无任何明显现象 B．先生成两种沉淀，后沉淀又逐渐溶解 C．先出现Al(OH)3沉淀，后出现Ga(OH)3沉淀，沉淀不溶解 D．先出现Ga(OH)3沉淀，后出现Al(OH)3沉淀，沉淀不溶解 解析：选C　因为酸性H2CO3>Ga(OH)3>Al(OH)3，故向Na[Al(OH)4]和Na[Ga(OH)4]的混合溶液中通入过量CO2，Al(OH)3先沉淀，Ga(OH)3后沉淀，但均不溶于H2CO3。‎ ‎9．下列均为实验过程中产生沉淀的物质的量(Y)与加入试剂的量(X)之间的关系图，其中正确的是(　　)‎ A．图①：向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量且边滴边振荡 B．图②：向Na[Al(OH)4]溶液中逐滴滴加稀盐酸至过量且边滴边振荡 C．图③：向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液直至过量 D．图④：向NaOH、Ba(OH)2、Na[Al(OH)4]的混合溶液中逐渐通入二氧化碳气体至过量 解析：选C　生成沉淀与沉淀溶解消耗NaOH的物质的量之比应为3∶1，A错误；滴入盐酸即可产生沉淀，且最终沉淀全部溶解，生成沉淀与沉淀溶解消耗HCl的物质的量之比为1∶3，B错误；滴加NaOH溶液，依次与溶液中Al3＋、NH、Al(OH)3反应，沉淀生成、溶解以及NH完全反应时消耗NaOH的物质的量之比为3∶1∶1，C正确；通入的过量的CO2首先与OH－反应生成CO，且CO与Ba2＋反应生成BaCO3[相当于CO2先与Ba(OH)2反应生成BaCO3，再与NaOH反应生成Na2CO3]，然后CO2与Na[Al(OH)4]反应生成Al(OH)3沉淀，最后CO2与BaCO3反应沉淀溶解，即最终溶液中的沉淀只有Al(OH)3，D错误。‎ ‎10．(2018·云南玉溪一中期末)下列各组物质，不能按(“→”表示反应一步完成)关系转化的是(　　)‎ 选项 a b c A Al2O3‎ NaAlO2‎ 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：选C　A项：Al2O3Na[Al(OH)4]Al(OH)3Al2O3；B项：AlCl3Al(OH)3Na[Al(OH)4]AlCl3；C项：Al―→Al(OH)3不能一步完成；D项：MgCl2Mg(OH)2MgOMgCl2。‎ ‎11.(2018·山东日照模拟)某溶液中可能含有OH－、CO、[Al(OH)4]－、SiO、SO、Na＋、Fe3＋、Mg2＋、Al3＋等离子。当向该溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的盐酸时，发现生成沉淀的物质的量随盐酸溶液的体积变化如图所示。‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．bc段是OH－与盐酸反应 B．反应后最终溶液中的溶质只有NaCl C．原溶液中含有CO与[Al(OH)4]－的物质的量之比为3∶4‎ D．原溶液中一定含有的离子是Na＋、OH－、SiO、SO、[Al(OH)4]－、CO 解析：选C　根据图像可知，最初没有沉淀生成，这说明溶液中一定含有OH－，则溶液中就一定没有Fe3＋、Mg2＋、Al3＋等离子，因此根据溶液的电中性可知，一定含有Na＋。根据图像可知，当沉淀不再发生变化时，继续加入盐酸，盐酸仍然被消耗，所以一定含有CO。如果继续再加入盐酸，沉淀开始减少，但不完全消失，这说明沉淀一定是Al(OH)3和H2SiO3沉淀，所以溶液中一定含有[Al(OH)4]－、SiO，不能确定是否含有SO。A项，bc段是H＋与CO的反应，错误；B项，反应最后形成的溶液中的溶质为NaCl和AlCl3，而且还可能含有Na2SO4，错误；C项，依据图像可知，和CO反应的盐酸是2体积，CO＋2H＋===CO2↑＋H2O，而与Al(OH)3反应的盐酸是4体积，Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，所以原溶液中含有CO 与[Al(OH)4]－的物质的量之比为3∶4，正确；D项，原溶液中一定含有的离子是Na＋、OH－、SiO、[Al(OH)4]－、CO，错误。‎ ‎12. (2018·安徽百校论坛联考)取钠铝合金7.3 g进行如下实验：‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A．a＝5.6‎ B．溶液3的溶质是AlCl3和NaCl C．b＝15.6‎ D．合金中铝的质量分数约为36.99%‎ 解析：选C　根据7.3 g钠铝合金与盐酸完全反应得到5.6 L H2(物质的量为0.25 mol)可得，n(Na)＋3n(Al)＝0.25 mol×2，n(Na)×23 g·mol－1＋n(Al)×27 g·mol－1＝7.3 g，解得n(Na)＝0.2 mol, n(Al)＝0.1 mol，合金中铝的质量分数约为×100%≈36.99%。钠铝合金与足量水的反应：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑、2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑，由此可知，Na、Al都完全反应，根据电子得失守恒可知，反应产生的H2也为5.6 L，溶液2中含有0.1 mol Na[Al(OH)4]和0.1 mol NaOH；钠铝合金与100 mL 6 mol·L－1盐酸的反应如下：2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑,2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，根据物质的量关系可知，溶液1中含有0.1 mol AlCl3、0.2 mol NaCl和0.1 mol HCl。溶液2和溶液1混合后发生反应：NaOH＋HCl===NaCl＋H2O、3Na[Al(OH)4]＋AlCl3===4Al(OH)3↓＋3NaCl，AlCl3有剩余，生成＝10.4 g Al(OH)3，则b＝10.4，所得溶液3的溶质是AlCl3‎ 和NaCl。‎ ‎13．铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，如图是从铝土矿中制备铝的工艺流程：‎ 已知：(1)铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质；‎ ‎(2)溶液中的硅酸钠与四羟基合铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学反应方程式为2Na2SiO3＋2Na[Al(OH)4]===Na2Al2Si2O8↓＋4NaOH＋2H2O。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)铝土矿中Al2O3与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)在工艺流程中“酸化”时，加入的最佳物质B是______，理由是________________________________________________________________________，‎ 写出酸化过程发生反应的化学方程式：______________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)工业上用Al2O3与C、Cl2在高温条件下反应制取AlCl3，理论上每消耗6.0 g碳单质，转移1 mol电子，则反应的化学方程式为_______________________________。‎ ‎(4)某同学推测铝与氧化铁发生铝热反应得到的熔融物中还含有Fe2O3，设计了如下方案来验证：取一块该熔融物投入少量稀硫酸中，反应一段时间后，向反应后的混合液中滴加物质甲的溶液，观察溶液颜色的变化，即可证明熔融物中是否含有Fe2O3。‎ 则物质甲是________(填化学式)，请判断该同学设计的实验方案的合理性________(填“合理”或“不合理”)。原因是___________________________(若合理，则不用填写)。‎ 解析：(1)铝土矿主要成分是Al2O3还有少量SiO2，加入足量NaOH溶液后发生如下反应：Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－；SiO2＋2OH－===SiO＋H2O；Fe2O3不与NaOH溶液发生反应。(2)根据题干已知反应，滤液中主要含Na[Al(OH)4]，通入过量CO2可以将Na[Al(OH)4]完全转化为Al(OH)3。(3)每消耗6.0 g(0.5 mol)碳单质，转移1 mol电子，说明碳被氧化为CO，化学方程式为Al2O3＋3Cl2＋3C2AlCl3＋3CO。(4)Fe3＋的检验可用KSCN，但该同学的实验方案不合理，因为Fe3＋能与Fe、Al发生反应生成Fe2＋，不能检验是否含有Fe3＋。‎ 答案：(1)Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－‎ ‎(2)CO2　CO2过量时氢氧化铝不会溶解，反应易控制，且原料廉价　CO2＋Na[Al(OH)4]===Al(OH)3↓＋NaHCO3‎ ‎(3)Al2O3＋3C＋3Cl22AlCl3＋3CO ‎(4)KSCN　不合理　Fe3＋能与Fe、Al反应生成Fe2＋，不能检出Fe3＋‎ ‎14．一位同学在复习时遇到这样一道习题：某无色溶液中可能含有H＋、OH－、Na＋、NO，加入铝粉后，只产生H2，问该无色溶液中能大量存在哪几种离子。‎ ‎(1)加入铝粉产生H2，说明铝具有________(填“氧化性”或“还原性”)。‎ ‎(2)该同学分析：若H＋大量存在，则NO就不能大量存在。‎ 设计实验证实如下：‎ 装置 现象 ⅰ.实验初始，未见明显现象 ⅱ.过一会儿，出现气泡，液面上方呈浅棕色 ⅲ.试管变热，溶液沸腾 ‎①盐酸溶解Al2O3薄膜的离子方程式是____________________________________‎ ‎________________________。‎ ‎②根据现象ⅱ，推测溶液中产生了NO，为进一步确认，进行如下实验：‎ 实验 内容 现象 实验1‎ 将湿润KI淀粉试纸置于空气中 未变蓝 实验2‎ 用湿润KI淀粉试纸检验浅棕色气体 试纸变蓝 a.浅棕色气体是__________。‎ b．实验1的目的是_____________________________________。‎ c．实验1、2说明反应生成了NO，将生成NO的离子方程式补充完整：‎ Al＋____NO＋______===____Al3＋＋______NO＋______。‎ ‎(3)再假设：若OH－大量存在，NO也不能大量存在。‎ 重新设计实验证实如下：‎ 装置 现象 ⅰ.实验初始，未见明显现象 ⅱ.过一会儿，出现气泡，有刺激性气味 为确认：“刺激性气味”气体，进行如下实验：用湿润KI淀粉试纸检验，未变蓝；用湿润红色石蕊试纸检验，试纸变蓝。‎ ‎①刺激性气味的气体是__________。‎ ‎②产生该气体的离子方程式是___________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)在NaOH溶液中加入铝粉，结果只检验出有H2生成，其化学方程式是________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)加入铝粉产生H2，Al失去电子，H得到电子，则Al为还原剂，具有还原性。(2)①盐酸与Al2O3反应生成AlCl3和水，该离子反应为6H＋＋Al2O3===2Al3＋＋3H2O。②液面上方呈浅棕色，一定不是H2，为氮的氧化物，由将湿润KI淀粉试纸置于空气中未变蓝，说明KI在空气中不能被氧化，而用湿润KI淀粉试纸检验浅棕色气体试纸变蓝，则KI被氧化，即NO2与水反应生成HNO3，再氧化I－生成碘单质。a.由上述分析可知，浅棕色气体是NO2。b.实验1的目的是对比实验。c.Al与H＋、NO发生氧化还原反应生成硝酸铝、NO和水，离子反应为Al＋NO＋4H＋===Al3＋＋NO↑＋2H2O。(3)①用湿润KI淀粉试纸检验，未变蓝；用湿润红色石蕊试纸检验，试纸变蓝，则气体为NH3。②由上述分析可知，碱性条件下Al与NO发生氧化还原反应生成NH3，离子反应为8Al＋3NO＋5OH－＋18H2O===3NH3↑＋8[Al(OH)4]－。(4)NaOH溶液中加入铝粉，结果只检验出有H2生成，即反应生成Na[Al(OH)4]和H2，反应为2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑。‎ 答案：(1)还原性 ‎(2)①6H＋＋Al2O3===2Al3＋＋3H2O ‎②a.NO2　b．对比实验，排除氧气使湿润的KI淀粉试纸变蓝的可能　c．1　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↑‎ ‎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，首先要进行的操作的名称是________________。‎ ‎(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，＝，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