2019届一轮复习全国通用版第9讲　镁、铝及其重要化合物学案

2019届一轮复习全国通用版第9讲　镁、铝及其重要化合物学案

第9讲　镁、铝及其重要化合物 考纲要求 考情分析 命题趋势 ‎1.掌握镁、铝的主要性质及其应用。‎ ‎2.掌握镁、铝的重要化合物的主要性质及其应用。‎ ‎3.了解镁、铝及其重要化合物的制备方法。‎ ‎2017，海南卷，17T ‎2017，江苏卷，16T ‎2016，全国卷甲，12T ‎2016，浙江卷，11T 预计今后考题还会以该元素及其化合物知识为载体，考查离子反应、离子共存、实验和计算。铝及其化合物的两性是无机化学信息题的一个好的出题知识点和主要命题方向。‎ 分值：3～5分 考点一　镁、铝的性质及应用 ‎1．镁、铝的物理性质 银白色、具有金属光泽的固体，密度、硬度较小，具有良好的导电性、导热性和延展性。‎ ‎2．镁的化学性质 ‎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↑__####‎ ‎3．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！！！！__4Al＋3O22Al2O3__####‎ ‎②！！！！__2Al＋3Cl22AlCl3__####‎ ‎③！！！！__2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑__####‎ ‎④！！！！__2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑__####‎ ‎⑤！！！！__2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3__####(铝热反应)‎ ‎4．铝与镁的性质比较 铝 镁 与非金属反应 能被Cl2、O2氧化 ‎2Mg＋O22MgO ‎3Mg＋N2Mg3N2‎ 与水反应 反应很困难 能与沸水反应：Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑‎ 与碱反应 能溶于强碱溶液 不反应 与某些氧化物反应 能与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应 能在CO2中燃烧：‎ ‎2Mg＋CO22MgO＋C ‎5．镁、铝的用途 纯铝用作导线，镁、铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。‎ 镁、铝化学性质上的差异 镁、铝均为活泼金属，易与氧气、氯气、酸等物质反应，化学性质较为相似，但有以下差异：‎ ‎(1)铝在常温下遇浓H2SO4、浓HNO3易钝化，因此能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸，而镁不能。‎ ‎(2)铝能与NaOH等强碱反应而镁不能。‎ ‎1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”。‎ ‎(1)Mg、Al在空气中性质稳定，因而都具有很强的抗腐蚀性。(　×　)‎ ‎(2)MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂。(　×　)‎ ‎(3)金属镁在空气中燃烧可生成MgO和Mg3N2。(　√　)‎ ‎(4)(2017·海南卷)铝箔在氯气中燃烧可制备无水三氯化铝。(　√　)‎ ‎2．铝对生物有毒害作用，尤其对人体的毒害更加严重。下列说法不正确的是 (　C　)‎ A．不吃或少吃使用了含铝食品添加剂的食物 B．不能用铝制器皿长期存放酸性或碱性食品 C．杜绝铝制品在生产、生活中的应用 D．铝不属于重金属，它使人体中毒的原理与铅不同 ‎3．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 (　D　)‎ 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 由此得出：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 由此得出：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 由此得出：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 由此得出：氢氧化铝能溶于强碱溶液 ‎(1)铝热剂是铝与金属氧化物的混合物，其中金属氧化物中金属元素的还原性要比铝弱。例如：CuO与Al能发生铝热反应，而Al与MgO的混合物不能发生铝热反应。‎ ‎(2)Mg在CO2中能够燃烧，所以活泼金属镁着火不能用干粉灭火器和泡沫灭火器灭火。同时镁与氮气反应生成Mg3N2。‎ ‎　铝与酸、碱反应生成H2的量的关系 铝与盐酸、氢氧化钠反应的化学方程式分别为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。从化学方程式可以看出Al与酸、碱反应时生成H2的实质都是AlAl3＋，所以无论与酸还是与碱反应，Al与H2的关系都是2Al～3H2。‎ ‎1．等量的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 ＝1。‎ ‎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 ＝。‎ ‎3．一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应 产生氢气的体积比<<1，则必定是：①铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；②铝与氢氧化钠反应时，铝不足而氢氧化钠过量。解题时应充分利用上述过量关系。‎ ‎[例1] 等体积、等物质的量浓度的H2SO4、NaOH溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加入等质量的铝，生成H2的体积比为5∶6(相同条件下)，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能是(　B　)‎ A．甲、乙中都是铝过量　　　　　 B．甲中铝过量、乙中碱过量 C．甲中酸过量、乙中铝过量　　　　　 D．甲中酸过量、乙中碱过量 解析 若酸、碱过量，生成H2的体积比为1∶1，若铝均过量，生成H2的体积比为2∶3，可知反应情况甲中铝过量，乙中碱过量。‎ ‎[例1] 足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质的物质的量最少的是(　　)‎ A．氢氧化钠溶液　　 B．稀硫酸 C．盐酸　　 D．稀硝酸 ‎[答题送检]来自阅卷名师报告 错误 致错原因 扣分 B 铝与稀H2SO4反应时，正确的关系为2Al～3H2SO4‎ ‎－4‎ C 铝与盐酸反应时，正确的关系为2Al～6HCl ‎－4‎ D 惯性思维，误认为Al与稀HNO3反应产生H2‎ ‎－4‎ ‎[解析] 相同质量的铝与足量的NaOH溶液、稀硫酸、盐酸反应，放出氢气的物质的量相等，但消耗相应溶液中溶质的物质的量之比为2∶3∶6；稀硝酸与Al反应不能产生氢气。‎ ‎[答案] A ‎1．镁和铝分别与等浓度等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积(V)与时间(t)关系如图所示。反应中镁和铝的(　A　)‎ A．物质的量之比为3∶2　　 B．质量之比为3∶2‎ C．摩尔质量之比为2∶3　　 D．反应速率之比为2∶3‎ 解析 由题图可知Mg、Al产生的H2最终一样多，可见参与反应的Mg、Al的物质的量之比为3∶2，则其质量之比为72∶54(4∶3)；Mg与Al的摩尔质量之比与反应消耗量无关，恒为24∶27(8∶9)；利用图示知Mg反应快，且二者的速率之比为3∶2。‎ ‎1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”。‎ ‎(1)(2016·天津卷)用NaOH溶液除去镁粉中的杂质铝：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。(　√　)‎ ‎(2)浓硝酸滴入用砂纸打磨过的铝条中，产生红棕色气体。(　×　)‎ ‎(3)与Al反应能产生H2的溶液中一定大量共存：Fe2＋、K＋、NO、SO。(　×　)‎ ‎(4)铝与Fe2O3发生铝热反应后固体物质增重。(　×　)‎ ‎(5)常温下，相同的铝片分别加入足量的浓、稀硝酸，浓硝酸中铝片先溶解完。(　×　)‎ ‎2．(2016·上海卷)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的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(　D　)‎ 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 根据题中所给的现象可知，加入氢氧化钠溶液消耗易拉罐中的二氧化碳，使罐内压强减小，易拉罐瘪进去，由于氢氧化钠溶液过量，又会和易拉罐表面的氧化铝反应，进而与铝接触反应产生氢气，易拉罐又鼓起来了，故选D项。‎ 考点二　镁、铝的重要化合物 ‎1．镁的重要化合物 物质 主要性质 碱性氧化物 MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O 氧化镁 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↑‎ ‎2．氧化铝 ‎(1)物理性质 色态：！！！！__白色固体__####。硬度：！！！！__大__####。熔点：！！！！__高__####。‎ ‎(2)化学性质 ‎①属于！！！！__两性__####氧化物，写出下列反应的离子方程式：‎ ‎②电解化学方程式为！！！！__2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑__####。‎ ‎(3)用途 熔点很高，是一种较好的！！！！__耐火__####材料，天然产刚玉的成分是Al2O3，还可制作各种宝石。‎ ‎3．氢氧化铝 ‎(1)物理性质 Al(OH)3是一种！！！！__难溶__####于水的白色胶状物质，具有较强的！！！！__吸附__####能力。‎ ‎(2)化学性质 ‎①两性 Al(OH)3的电离方程式为：‎ Al(OH)3既能溶于强酸又能溶于强碱，且都生成盐和水。‎ 与强酸反应：！！！！__Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O__####。‎ 与强碱溶液反应：！！！！__Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O__####。‎ ‎②不稳定性 Al(OH)3受热分解：！！！！__2Al(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 ‎__####。‎ ‎②向NaAlO2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↓__####。‎ ‎4．明矾 明矾的化学式为！！！！__KAl(SO4)2·12H2O__####，可溶于水，电离方程式为KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO。水溶液的pH！！！！__<__####7(填“>”“<”或“＝”)，原因是！！！！__Al3＋＋3H2O??Al(OH)3＋3H＋__####。明矾可用于净水，其原因是！！！！__Al3＋水解产生Al(OH)3胶体，Al(OH)3胶体可以和悬浮于水中的泥沙形成絮状不溶物而沉降下来，使水澄清__####。‎ 两性物质的概念和种类 ‎(1)两性物质：是指既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的化合物。‎ ‎(2)中学学习阶段接触到的既能与强酸反应又能与强碱反应的物质有：①金属单质：Al等；②两性氧化物：Al2O3等；③两性氢氧化物：Al(OH)3等；④弱酸的铵盐：(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；⑤弱酸的酸式盐：NaHCO3、KHS、NaHSO3等；⑥氨基酸等。‎ ‎1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×” 。‎ ‎(1)(2017·江苏卷)明矾的化学式：Al2(SO4)3。(　×　)‎ ‎(2)(2016·江苏卷)Al2O3熔点高，可用作耐高温材料。(　√　)‎ ‎(3)氢氧化铝可作胃酸的中和剂。(　√　)‎ ‎(4)向AlCl3溶液中加入过量稀氨水：Al3＋＋4NH3·H2O===AlO＋4NH＋2H2O。(　×　)‎ ‎(5)向明矾溶液中滴加Ba(OH)2溶液，恰好使SO沉淀完全：2Al3＋＋3SO＋3Ba2＋＋6OH－===2Al(OH)3↓＋ 3BaSO4↓。(　×　)‎ ‎(6)明矾溶于水产生Al(OH)3胶体：Al3＋＋3H2O===Al(OH)3↓＋3H＋。(　×　)‎ ‎2．下列说法正确的是 (　C　)‎ ‎①熔化固体NaOH的坩埚不能选用Al2O3坩埚；②用盐酸、氢氧化钠溶液均可除去铝表面的氧化膜；③向AlCl3溶液中加入过量的NaOH溶液，离子方程式为Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓；④向AlCl3溶液中滴入过量的氨水，离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH；⑤向一定量的AlCl3溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液，先生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解；⑥实验室中我们通常用氨水与Al2(SO4)3溶液反应来制取Al(OH)3，一般不用NaOH溶液；⑦除去氧化铁中氧化铝的方法：‎ 向混合物中加入过量氢氧化钠溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥。‎ A．①②③⑥ 　　　 B．②③⑥⑦　‎ C．①②④⑤⑥⑦　　　 D．全部 ‎(1)由Al(OH)3的两式电离以及与酸和碱反应的离子方程式可知：与酸反应时相当于三元碱，与碱反应时相当于一元酸。‎ ‎(2)Al(OH)3与Al2O3两性的重要应用 ‎①用过量的NaOH溶液检验Al3＋的存在。‎ ‎②用过量的NaOH溶液鉴别Al3＋和Mg2＋。‎ ‎③用互滴法鉴别Al3＋与OH－、AlO与H＋。‎ ‎④用过量的NaOH溶液和相应的酸溶液分离Al3＋与Mg2＋、Fe3＋等离子或分离MgO、Al2O3。‎ 一　铝三角的转化关系及应用 ‎1．铝三角 ‎2．铝三角的应用 ‎(1)选择制备Al(OH)3的最佳途径 ‎①由Al3＋制备Al(OH)3，宜用Al3＋与氨水反应：‎ Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH ‎②由NaAlO2制备Al(OH)3宜用CO2与AlO反应：‎ ‎2H2O＋AlO＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO ‎(2)有关离子共存问题 ‎①与Al3＋不能大量共存的(阴)离子有：OH－、AlO、HS－、SiO、CO、HCO、SO等。‎ ‎②与AlO不能大量共存的(阳)离子有：H＋、Al3＋、NH、Fe2＋、Fe3＋等。‎ ‎(3)分析离子反应顺序 ‎①向含有Al3＋、NH、H＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，反应顺序是：Ⅰ.H＋＋OH－===H2O；Ⅱ.Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓(若先与NH反应，则生成的NH3·H2O又使Al3＋‎ 沉淀且生成NH)；Ⅲ.NH＋OH－===NH3·H2O[若先溶解Al(OH)3，则产生的AlO又与NH反应生成沉淀]；Ⅳ.Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。‎ ‎②向含有AlO、CO、OH－的混合溶液中逐滴加入盐酸，反应顺序是：Ⅰ.OH－＋H＋===H2O；Ⅱ.AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓(AlO比CO先反应)；Ⅲ.CO＋H＋===HCO；Ⅳ.HCO＋H＋===CO2↑＋H2O[HCO比Al(OH)3先反应]；Ⅴ.Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。‎ ‎[例1] 下列各组物质，不能按 (“→”表示反应一步完成)关系转化的是(　C　)‎ 选项 a b c A Al2O3‎ NaAlO2‎ Al(OH)3‎ B AlCl3‎ Al(OH)3‎ NaAlO2‎ C Al Al(OH)3‎ Al2O3‎ D MgCl2‎ Mg(OH)2‎ MgO 二　Al(OH)3沉淀生成的图像分析和相关计算 ‎1．图像分析 ‎(1)四个基本图像 实验 离子方程式 图像 向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液 Al3＋＋3OH－=== Al(OH)3↓‎ Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O 向NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液 ‎4OH－＋Al3＋=== AlO＋2H2O Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓‎ 向NaAlO2溶液中逐滴加入盐酸 AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓‎ Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O 向盐酸中逐滴加入NaAlO2溶液 ‎4H＋＋AlO=== Al3＋＋2H2O ‎3AlO＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓‎ ‎(2)若干变式图像 ‎①向AlCl3溶液中逐滴加入氨水或NaAlO2溶液至过量，图像如图1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2所示。‎ ‎③向MgCl2、AlCl3和盐酸的混合溶液(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3所示。‎ ‎④向明矾溶液中滴加Ba(OH)2溶液，沉淀的质量与V[Ba(OH)2]的关系如图4所示，沉淀的物质的量与V[Ba(OH)2]的关系如图5所示。‎ ‎⑤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6所示。‎ ‎2．Al(OH)3沉淀的计算 ‎(1)根据AlCl3与NaOH的量计算生成Al(OH)3的量，设n(Al3＋)＝a，n(OH－)＝b。‎ ‎(2)根据AlCl3和Al(OH)3的量计算需要加入的NaOH的量。‎ NaOH的量 n(NaOH)‎ 当NaOH不足时 n(NaOH)＝3n[Al(OH)3]‎ 当NaOH过量时 n(NaOH)＝3n(Al3＋)＋{n(Al3＋)－n[Al(OH)3]}＝4n(Al3＋)－n[Al(OH)3]‎ ‎(3)根据NaAlO2与HCl的量计算生成Al(OH)3的量，设n(AlO)＝a，n(H＋)＝b。‎ ‎(4)根据Al(OH)3和NaAlO2的量计算需要加入的HCl的量。‎ HCl的量 n(HCl)‎ 当HCl不足时 n(HCl)＝n[Al(OH)3]‎ 当HCl过量时 n(HCl)＝n(AlO)＋3{n(AlO)－n[Al(OH)3]}＝4n(AlO)－3n[Al(OH)3]‎ ‎[例2] (2018·河南洛阳模拟)在200 mL含Mg2＋、Al3＋、NH、H＋、Cl－等离子的溶液中，逐滴加入5 mol·L－1的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量(mol)关系如下图所示。下列叙述正确的是(　C　)‎ A．原溶液中n(Mg2＋)∶n(Al3＋)＝5∶2‎ B．原溶液的pH＝2‎ C．x与y的差值为0.01 mol D．原溶液中c(Cl－)＝0.75 mol·L－1‎ 解析 根据阳离子结合OH－的能力可知，NaOH首先中和的是H＋，消耗4 mL NaOH，然后与金属阳离子反应生成白色沉淀，然后与NH反应，消耗3 mL NaOH，最后溶解Al(OH)3。根据图像可知，溶解Al(OH)3消耗2 mL NaOH，则生成Al(OH)3消耗6 mL NaOH，所以生成Mg(OH)2消耗20 mL NaOH，因此Mg2＋、Al3＋、NH、H＋的物质的量分别是0.05 mol、0.01 mol、0.015 mol、0.02 mol，所以Cl－的物质的量是0.05 mol×2＋0.01 mol×3＋0.015 mol＋0.02 mol＝0.165 mol，浓度是0.825 mol·L－1，c(H＋)＝0.1 mol·L－1，所以pH＝1，x－y＝n(Al3＋)＝0.01 mol，C项正确。‎ ‎[例1] 七铝十二钙(12CaO·7Al2O3)是新型的超导材料和发光材料，用白云石(主要含CaCO3和MgCO3)和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下： ‎ ‎(1)煅粉主要含MgO和！！！！______#### ，用适量的NH4NO3溶液浸取煅粉后，镁化合物几乎不溶，或滤液Ⅰ中c(Mg2＋)小于5×10－6 mol·L－1，则溶液pH大于 ！！！！__________####[Mg(OH)2的Ksp＝5×10－12]；该工艺中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3，原因是 ！！！！____________________________________####。‎ ‎(2)滤液Ⅰ中阴离子有 ！！！！________#### (忽略杂质成分的影响)；若滤液Ⅰ中仅通入CO2，会生成！！！！________#### ，从而导致CaCO3产率降低。‎ ‎(3)用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜，反应的离子方程式为 ！！！！________________________________####。‎ ‎(4)电解制备Al(OH)3时，电极分别为Al片和石墨，电解总反应方程式为 ！！！！______________________________####。‎ ‎ (5)一种可超快充电的新型铝电池，充放电时AlCl和Al2Cl两种离子在Al电极上相互转化，其他离子不参与电极反应，放电时负极Al的电极反应式为！！！！________________####。‎ ‎[答题送检]来自阅卷名师报告 错误 致错原因 扣分 ‎(1)‎ 忽略了CaO与(NH4)2SO4溶液反应导致Ca2＋的损失 ‎－1‎ ‎(2)‎ 容易忽视溶液中OH－的存在 ‎－2‎ ‎(4)‎ 不能完整地勾勒出电解制备Al(OH)3的装置图，不知在阴极上放电的粒子 ‎－3‎ ‎[解析] (1)1 ‎000 ℃‎，煅烧白云石发生的反应为CaCO3CaO ＋CO2↑，MgCO3MgO＋CO2↑；Ksp[Mg(OH)2]＝c(Mg2＋)·c2(OH－)，c(OH－)＝。当c(Mg2＋)<5×10－6 mol·L－1时，c(OH－)>10－3 mol·L－1，‎ 则pH>11；若使用(NH4)2SO4，会生成CaSO4微溶物，在过滤时会被除去，致使生成的CaCO3的量减少。(2)由于加入了NH4NO3，所以滤液Ⅰ中的阴离子有NO、OH－。(3)Al表面的氧化膜的主要成分是Al2O3，其与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为2OH－＋‎ Al2O3===2AlO＋H2O。(4)由题意可知，以Al为阳极，石墨为阴极，Na2CO3溶液为电解液构成电解池，电解时，阳极反应式为Al－3e－===Al3＋，阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，电池总反应为2Al＋6H2O2Al(OH)3＋3H2↑。(5)由AlCl中Al的含量低于Al2Cl中Al的含量可知，当放电时，AlCl转化为Al2Cl，电极反应式为Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl。‎ ‎[答案] (1)CaO　11　若使用(NH4)2SO4，会生成微溶的CaSO4进入滤渣，造成CaCO3的产率降低 ‎(2)NO和OH－　Ca(HCO3)2‎ ‎(3)2OH－＋Al2O3===2AlO＋H2O ‎(4)2Al＋6H2O2Al(OH)3＋3H2↑‎ ‎(5)Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl ‎1．某同学研究铝及其化合物的性质时设计了如下两个实验方案。‎ 方案一：‎2.7 g AlX溶液Al(OH)3沉淀 方案二：‎2.7 g AlY溶液Al(OH)3沉淀 NaOH溶液和稀盐酸的浓度均是3 mol/L，如图是向X溶液或Y溶液中分别加入NaOH溶液或稀盐酸时产生沉淀的物质的量与加入盐酸或氢氧化钠溶液体积之间的关系，下列说法正确的是(　C　)‎ A．X溶液的溶质为AlCl3，Y溶液的溶质为NaAlO2‎ B．b曲线表示的是向X溶液中加入NaOH溶液 C．在O点时两方案中所得溶液的物质的量浓度相等 D．a、b曲线表示的反应都是氧化还原反应 解析 A项，根据题目所给数据，计算出方案一中X溶液的溶质为AlCl3，方案二中Y溶液的溶质为NaAlO2、NaOH，错误；B项，X溶液中加入NaOH溶液，立即产生Al(OH)3沉淀，而b曲线开始时无沉淀，错误；C项，O点时溶液的溶质为NaCl，且均为0.3 mol，故溶液的物质的量浓度相同，正确；D项，a、b曲线表示的反应没有元素化合价的改变，不属于氧化还原反应，错误。‎ ‎1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”。‎ ‎(1)中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈。(　√　)‎ ‎(2)氢氧化铝具有弱碱性，可用于制胃酸中和剂。(　√　)‎ ‎2．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　)‎ A．AlCl3　　 B．Na2O C．FeCl2 　　 D．SiO2‎ 解析 FeCl2不能由Fe和Cl2直接反应生成，C项错误；SiO2不溶于水，也不能与Ba(HCO3)2溶液反应，D项错误；Na2O可由Na和O2直接反应生成，但Na2O与Ba(HCO3)2溶液反应没有气体生成，B项错误；AlCl3可由Al与Cl2直接反应生成，将AlCl3加入Ba(HCO3)2溶液中，Al3＋和HCO发生相互促进的水解反应，生成Al(OH)3沉淀和CO2气体，A项正确。‎ ‎3．(2016·海南卷)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！！！！__D____####(填字母)。‎ 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！！！！__2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑__####。‎ ‎(3)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＋水解，使溶液中H＋浓度增大__####。‎ ‎(4)已知：Kw＝1.0×10－14，Al(OH)3??AlO＋H＋＋H2O　‎ K＝2.0×10－13。Al(OH)3溶于NaOH溶液反应的平衡常数等于！！！！__20__####。‎ 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生成NaAlO2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，Mg、Fe是固体杂质留在滤渣中。(2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。(3)滤液A的主要成分是NaAlO2，向其水溶液中加入NH4HCO3溶液后，电离出的NH和HCO均能促进AlO水解，反应式为NH＋AlO＋2H2O===Al(OH)3↓＋NH3·H2O，生成Al(OH)3沉淀。(4)Al(OH)3??AlO＋H＋＋H2O　K＝2.0×10－13。Al(OH)3溶于NaOH溶液反应的平衡常数K＝＝＝＝20。‎ 课时达标　第9讲 ‎1．化学在工农业生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法中不正确的是(　D　)‎ 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。‎ ‎2．下列除去杂质的方法不正确的是(　B　)‎ 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．用新制的生石灰，通过加热蒸馏，以除去乙醇中的少量水 D．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 解析 氢氧化铁和氢氧化铝沉淀均不能溶于弱碱(氨水)中。‎ ‎3．下列反应中，反应后固体物质增重的是(　B　)‎ A．氢气通过灼热的CuO粉末　　　　‎ B．二氧化碳通过Na2O2粉末 C．铝与Fe2O3发生铝热反应　　　　‎ D．将锌粒投入Cu(NO3)2溶液 解析 A项，氢气通过灼热的CuO粉末发生的反应为CuO＋H2Cu＋H2O，固体由CuO变为Cu，反应后固体质量减小；B项，二氧化碳通过Na2O2粉末发生的反应为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，固体由Na2O2变为Na2CO3，反应后固体质量增加；C项，铝与Fe2O3发生铝热反应，化学方程式为2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，反应前后各物质均为固体，根据质量守恒定律知，反应后固体质量不变；D项，将锌粒投入Cu(NO3)2溶液发生的反应为Zn＋Cu(NO3)2 === Zn(NO3)2＋Cu，固体由Zn变为Cu ，反应后固体质量减小。‎ ‎4．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所示，则原混合液中Al2(SO4)3与MgSO4的物质的量浓度之比为(　D　)‎ A．6∶1　　 B．3∶1　　　　‎ C．2∶1　　 D．1∶2‎ 解析 溶解Al(OH)3耗碱10 mL，则生成Al(OH)3耗碱为30 mL，生成Mg(OH)2耗碱(50－30) mL＝20 mL，故Al3＋与Mg2＋浓度之比为1∶1，则Al2(SO4)3与MgSO4的物质的量浓度之比为1∶2。‎ ‎5．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少AlCl3的损失。‎ 下列说法正确的是(　D　)‎ 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 A项，用氨水将会使Al3＋、Mg2＋均沉淀下来，达不到分离的目的；B项，溶液a中，Al3＋已转化为AlO；C项，b中含有KCl、NaCl、HCl等物质；D项，若不控制pH，沉淀a[Al(OH)3] 将不能分离出来。‎ ‎6．工业上用铝土矿(主要成分是氧化铝，含氧化铁杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：‎ 下列叙述正确的是(　A　)‎ A．反应①中试剂X是氢氧化钠溶液 B．试剂Y是HCl，它与AlO反应生成氢氧化铝 C．图中所示转化反应中包含2个氧化还原反应 D．将X与Y试剂进行对换，最终可以达到相同结果 解析 首先向铝土矿中加入过量的氢氧化钠溶液，氧化铝转化为偏铝酸钠，再通入过量CO2 , 偏铝酸钠转化为氢氧化铝，试剂Y是CO2 , B项错误；转化关系中只有电解Al2O3的反应是氧化还原反应，C项错误；试剂X与Y不能对调，D项错误。‎ ‎7．从海水中提取镁的工艺流程如图所示：‎ 下列说法错误的是(　B　)‎ 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 海水中含有大量的镁盐，A项正确；电解MgCl2时，阳极产生Cl2，B项错误；加热脱水过程中，Mg2＋能水解生成Mg(OH)2，为防止Mg2＋水解，应在HCl气体氛围中脱水，C项正确；①、③、⑥分别为化合反应、复分解反应、分解反应，D项正确。‎ ‎8．(2016·浙江卷节选)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：！！！！__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)用离子方程式表示除去固体产物中Al2O3的原理：！！！！__Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O__####。 ‎ ‎(3)已知MgO可溶于NH4Cl的水溶液，用化学方程式表示其原理：！！！！__MgO＋2NH4Cl＋H2O===MgCl2＋2NH3·H2O或NH4Cl＋H2O??NH3·H2O＋HCl，MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O__####。 ‎ 解析 该化合物作阻燃剂的两条依据可以从题给反应方程式直接看出，一是Mg5Al3(OH)19(H2O)4的分解反应是吸热反应，二是反应产物MgO和Al2O3是耐火材料，可隔绝空气，生成的水蒸气可稀释空气。‎