11-12版高中化学全程学习方略配套课件：3.1.1从铝土矿中提取铝 铝的氧化物与氢氧化物（苏教版必修1）
文档属性
| 名称 | 11-12版高中化学全程学习方略配套课件：3.1.1从铝土矿中提取铝 铝的氧化物与氢氧化物（苏教版必修1） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 4.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2012-09-11 08:26:08 | ||
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文档简介
(共88张PPT)
【典例1】A、B、C、D、E五种化合物均含有某种位于1～18号的常见元素，它们的转化关系如图所示，其中A为澄清溶液，C为难溶的白色固体，E易溶于水，若取A溶液灼烧，焰色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃)。
(1)写出化学式：A_________，B_________，
C_________，D_________，E_________。
(2)写出下列反应的离子方程式：
A→B：___________________________；
A→D：___________________________。
【思路点拨】解答本题需注意以下两点：
【自主解答】本题的突破口应在B、C两物质上，只要推断出B、C，其他物质的推断就很容易了。化合物既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的，必为两性物质，又因为
B C，故可知C为Al2O3，B为Al(OH)3，依次推断出
D是AlCl3，A与过量CO2反应生成Al(OH)3，且A溶液的焰色反应为浅紫色，则A为KAlO2，E为NaAlO2。相应的化学反应方程式也不难写出。
△
答案：(1)KAlO2 Al(OH)3 Al2O3 AlCl3 NaAlO2
(2)AlO2-＋CO2＋2H2O====Al(OH)3↓＋HCO3-
AlO2-＋4H＋====Al3+＋2H2O
【互动探究】(1)在A溶液中逐滴加入盐酸会有何现象？试写出对应的化学反应方程式。
(2)还有哪些情况可以出现与(1)同样的现象？
提示：(1)先产生沉淀后逐渐溶解。
KAlO2＋HCl＋H2O====KCl＋Al(OH)3↓
Al(OH)3＋3HCl====AlCl3＋3H2O
(2)①可溶性铝盐中逐滴加入强碱至过量。②澄清的石灰水中通入CO2至过量。
【规律方法】无机框图推断题解题策略
(1)解读题意：对题中所叙述的内容要读全读懂，明确已知和要求。
(2)筛选信息：对题中的信息要进行筛选并迅速记忆。剔除无用信息，圈定有用信息的最小范围。
(3)寻找突破口：根据题干和框图寻找突破口是解框图题的关键所在。突破口就是某些物质的特殊的物理性质或化学性质、特殊的反应、特殊的现象、相关信息处理后的焦点等。
【变式训练】在Al3+→Al(OH)3→AlO2-→(X)→Al3+的一系列变化中，判断X为( )
A．HCl B．NaOH C．Al(OH)3 D．CO2
【解析】选C。这是化合态铝元素一系列变化的生成物，而不是各步转化所需加入的试剂，其转化关系为：
【典例2】(双选)下列曲线图(纵坐标为沉淀的量，横坐标为加入物的量)不正确的是
A．向1 L浓度均为0.1 mol/L的Ba(OH)2、NaAlO2混合液加入0.1 mol/L稀硫酸溶液
B．向1 L含有0.1 mol/L AlCl3和0.3 mol/L NH4Cl的混合液中加入0.1 mol/L NaOH溶液
C．向烧碱溶液中滴加明矾[KAl(SO4)2]溶液
D．向AlCl3溶液中滴加过量氨水
【思路点拨】解答本题需注意以下两点：
【自主解答】选A、D。在Ba(OH)2、NaAlO2的混合液中滴入稀硫酸溶液，首先与Ba(OH)2发生中和反应之后才与NaAlO2反应，因为在强碱液中不能形成Al(OH)3。当加入1 L 0.1 mol/L稀硫酸溶液时，产生0.1 mol BaSO4沉淀，而图中不符合此结果，A选项错。向AlCl3和NH4Cl的混合液中加入NaOH溶液有如下反应关系：
【互动探究】(1)试画出向NaOH与NaAlO2混合液中滴加盐酸直至过量的曲线图。
(2)你能举出适合D选项曲线图的实例吗？
提示：(1)
(2)向一定量的AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量。
【变式训练】(双选)向30 mL 1 mol·L-1的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4 mol·L-1的NaOH溶液，若产生0.78 g白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为( )
A．3 mL B．7.5 mL C．15 mL D．27.5 mL
【解析】选B、D。利用图形可一目了然地看到碱的量有两个值
0.03 mol÷4 mol·L-1＝7.5 mL。
0.11 mol÷4 mol·L-1＝27.5 mL。
【典例】用过量的H2SO4、NaOH、NH3·H2O、NaCl等溶液，按图所示步骤分开五种离子，则溶液①、②、③、④是
(已知AgNO3 +NH3·H2O====AgOH↓ + NH4NO3
AgOH +2NH3·H2O====［Ag(NH3)2］OH+2H2O)
A.①NaCl ②NaOH ③NH3·H2O ④H2SO4
B.①H2SO4 ②NaOH ③NH3·H2O ④NaCl
C.①H2SO4 ②NH3·H2O ③NaOH ④NaCl
D.①NaCl ②NH3·H2O ③NaOH ④H2SO4
【思路点拨】解答本题需注意以下两点：
【自主解答】选D。细察框图特征是关键！五种离子最终的存在形式是3种沉淀和2种溶液，①只产生一种沉淀，只能选择NaCl。步骤②产生了两种沉淀，再通过步骤③分开，说明②加入的是氨水，因为加入过量NaOH只能得到Fe(OH)3一种沉淀。至此已经明确答案为D。接着，步骤③用NaOH将Al(OH)3和Fe(OH)3分开，步骤④用H2SO4将K+和Ba2+分开，分别用NaOH和H2SO4无疑。
【互动探究】(1)如何检验溶液中K+的存在？
(2)要除去MgCl2溶液中的Al3+，应怎样操作？
提示：(1)检验K+的存在，主要采用焰色反应，透过蓝色钴玻璃火焰呈紫色，证明有K+存在。
(2)加入过量的NaOH溶液，过滤，再向沉淀加入适量的盐酸至沉淀刚好溶解为止。
【典例】某校化学兴趣小组用下图所示过程除去AlCl3中含有的Mg2+、K+杂质离子并尽可能减少AlCl3的损失。请回答下列问题：
(1)写出混合物中加入足量氢氧化钠溶液时，溶液中发生反应的离子方程式：________________。
(2)氢氧化钠溶液_________(填“能”或“否”)用氨水代替，为什么？______________________。
(3)①溶液a中存在的离子有_________________；
②在溶液a中加入的物质A为___________，反应的离子方程式为_____________________；
【错因剖析】
【标准答案】(1)Mg2++2OH-====Mg(OH)2↓、
Al3++3OH-====Al(OH)3↓、
Al(OH)3+OH-====AlO2-+2H2O
(2)否 因为在Al3+与氨水反应生成Al(OH)3后，Al(OH)3不能与氨水继续反应，从而不能将Al(OH)3与Mg(OH)2分开
(3)①Cl-、K+、AlO2-、H+、OH-、Na+
②过量二氧化碳气体
AlO2-+CO2+2H2O====Al(OH)3↓+HCO3-
1．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
【解析】选B。氢氧化铝可用于治疗胃酸过多，这利用了氢氧化铝的碱性。
2．要使溶液中的AlO2-完全转化成Al(OH)3，应选用的最好试剂是( )
A．H2SO4 B．HCl
C．CO2 D．NH3·H2O
【解析】选C。H2SO4、HCl、CO2均可以使溶液中的AlO2-完全转化成Al(OH)3，但H2SO4、HCl过量时，均可将Al(OH)3溶解；而NH3·H2O与AlO2-不反应，因此选用的最好试剂是CO2。
3．下列有关铝土矿中提炼铝的说法不正确的是( )
A．铝土矿中的铝元素是以化合态形式存在的，需用化学方法把铝元素变成游离态
B．提炼过程中，先将铝土矿净化提取氧化铝,再进行冶炼
C．可用常见的还原剂把氧化铝中的铝还原出来
D．冶炼铝的方法同工业冶炼钠、镁相似,可用电解法
【解析】选C。由于铝是活泼的金属元素，因此常见的还原剂不能把氧化铝中的铝还原出来。
4．向MgSO4和Al2(SO4)3的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液。下列图像中，能正确表示上述反应的是(横坐标表示加入NaOH溶液的体积，纵坐标表示反应生成沉淀的质量)( )
【解析】选D。向MgSO4和Al2(SO4)3的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液后，会按顺序发生以下两阶段的反应：
(1)MgSO4+2NaOH====Mg(OH)2↓+Na2SO4
Al2(SO4)3+6NaOH====2Al(OH)3↓+3Na2SO4
(2) Al(OH)3+NaOH====NaAlO2+2H2O
由以上反应不难得出沉淀质量随NaOH溶液加入的变化情况。
5.某化工厂生产中要用到一种无色、可溶于水的晶体——铝铵矾，该晶体是一种复盐，其主要化学成分是硫酸铝铵——NH4Al(SO4)2，向该盐的浓溶液中加入浓氢氧化钾溶液，将发生一系列变化，试写出：
(1)硫酸铝铵在水中电离的方程式___________________。
(2)在逐渐加入浓氢氧化钾溶液的过程中，产生的现象依次是：①溶液中出现白色沉淀，白色沉淀量逐渐增多；②有刺激性气味的气体放出；③白色沉淀量逐渐减少，白色沉淀完全消失。请依次写出滴入KOH溶液过程中发生的化学反应的离子方程式：
①________；②__________；③_______________。
【解析】硫酸铝铵溶液中存在NH4+、Al3+、SO42-，加入浓氢氧化钾溶液后，根据反应现象可以判断OH-先和Al3+反应生成Al(OH)3沉淀，而后和NH4+反应生成有刺激性气味的NH3，最后和Al(OH)3沉淀反应生成AlO2-而得到澄清溶液。
答案：(1)NH4Al(SO4)2====NH4++Al3++2SO42-
(2)①Al3++3OH-====Al(OH)3↓
②NH4++OH-====NH3↑+H2O
③Al(OH)3+OH-====AlO2-+2H2O
一、选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分)
1．关于Al(OH)3的说法正确的是( )
A．只能与盐酸反应
B．只能与氢氧化钠溶液反应
C．既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应
D．既不能与盐酸反应又不能与氢氧化钠溶液反应
【解析】选C。Al(OH)3为两性氢氧化物，既可以与酸反应又可以与碱反应。
2．(2011·长沙高一检测)实验室中，要使AlCl3溶液中的Al3+全部沉淀出来，适宜用的试剂是( )
A．NaOH溶液 B．Ba(OH)2溶液
C．氨水 D．盐酸
【解析】选C。NaOH溶液、Ba(OH)2溶液以及氨水均可以与溶液中的Al3+反应生成Al(OH)3，但NaOH溶液、Ba(OH)2溶液过量时，均可将Al(OH)3溶解；而氨水与Al(OH)3不反应；盐酸与Al3+也不反应，故选C。
3．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→Al3+ D.Al3+→Al(OH)3
【解析】选B。由于Al2O3难溶于水，与水不反应，不能通过一步实验直接完成。
4.(2011·新乡高一检测)在某无色溶液中缓慢地滴入NaOH溶液直至过量，产生沉淀的质量与加入的NaOH溶液体积的关系如图所示，由此确定，原溶液中含有的阳离子是( )
A．Mg2+、Al3+、Fe2+
B．H+、Mg2+、Al3+
C．H+、Ba2+、Al3+
D．只有Mg2+、Al3+
【解析】选B。结合选项与图像可知，开始加入NaOH溶液后并无沉淀生成，说明溶液中含有H+；当沉淀质量最大时，再加入NaOH溶液至过量时，沉淀部分消失，说明沉淀中一定有Al(OH)3和Mg(OH)2，所以溶液中含有Mg2+和Al3+。
【方法技巧】反应顺序对离子反应的影响
(1)对于非氧化还原反应
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+、NH4+、Mg2+、Al3+的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，NaOH先与H+反应，再与Mg2+、Al3+反应生成沉淀，然后与NH4+反应，最后再溶解Al(OH)3沉淀。
(2)对于氧化还原反应
在浓度相差不大的溶液中，同时含有几种还原性离子时，若加入氧化剂，则它首先与还原性最强的离子反应；同理，溶液中同时含有几种氧化性离子时，若加入还原剂，则它首先与溶液中氧化性最强的离子作用。
5.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，指出图中操作错误的是( )
A．④⑤ B．③④ C．②⑤ D．①②
【解析】选A。反应③得到的滤液中含有NaAlO2，加入过量的盐酸会生成AlCl3溶液而得不到Al(OH)3沉淀，所以步骤④错误；Al(OH)3沉淀在加热时才能分解生成Al2O3，操作⑤错误。其正确的操作流程如下：
二、非选择题(本题包括3小题，共30分)
6.(6分)用作净水剂的明矾［KAl(SO4)2·12H2O］是电解质，溶于水后，存在下列电离：KAl(SO4)2==== K++Al3+ + 2SO42-，在明矾溶液中加入下列物质时，请按要求作答：
(1)加入BaCl2溶液反应的离子方程式_______________；
(2)加入过量的NaOH溶液反应的离子方程式__________；
(3)加入Ba(OH)2溶液，当SO42－恰好完全沉淀时，铝元素的存在形式为____________(填写化学式)。
【解析】(1)向明矾溶液中加入BaCl2溶液时，其中的Ba2+和SO42-反应；(2)加入过量的NaOH溶液时，Al3+和OH-反应生成AlO2-；(3)1 mol KAl(SO4)2能够和2 mol Ba(OH)2反应生成2 mol BaSO4沉淀，此时溶液中Al3+和OH-的物质的量之比为1∶4，恰好反应生成AlO2-。
答案：(1)Ba2++SO42-====BaSO4↓
(2)Al3++4OH－====AlO2-+2H2O(或分步写出)
(3)AlO2- (或KAlO2)
7．(12分)(2011·乌鲁木齐高一检测)某混合物A，含有KAl(SO4)2、Al2O3和CaCO3，在一定条件下可实现下图所示的物质之间的转化：
据此回答下列问题：
(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是_____________________。
(2)根据上述框图反应关系，写出下列B、C、D、E所含物质的化学式：
固体B____________________；C____________________；
沉淀D____________________；溶液E________________。
(3)写出①、②、③、④四个反应方程式
①_______________________；②___________________；
③_______________________；④___________________。
【解析】混合物A中，只有KAl(SO4)2溶于水，溶于水电离出的Al3+与氨水反应产生氢氧化铝沉淀，沉淀分解产生氧化铝；固体C中为Al2O3和CaCO3，只有Al2O3与氢氧化钠溶液反应，得到的偏铝酸钠溶液与适量盐酸反应得到氢氧化铝沉淀。
答案：(1)过滤
(2)Al2O3 Al2O3和CaCO3 CaCO3
K2SO4和(NH4)2SO4
(3)①Al2O3＋2NaOH====2NaAlO2＋H2O
②Al3+＋3NH3·H2O====Al(OH)3↓＋3NH4+
③NaAlO2＋HCl＋H2O====Al(OH)3↓＋NaCl
④2Al(OH)3 Al2O3＋3H2O
△
====
8.(12分)(挑战能力)向20 mL某浓度的AlCl3溶液中滴加
2 mol/L的NaOH溶液时，所得沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积之间的关系如图所示：
(1)图中A点的意义______________。
(2)最大沉淀量为_______________g。
(3)B点表示的意义是_____________
(4)所用AlCl3溶液的物质的量浓度为___________。
【解析】向AlCl3溶液中滴NaOH发生的反应有
AlCl3+3NaOH====Al(OH)3↓+3NaCl ①
Al(OH)3+NaOH====NaAlO2+2H2O ②
故(1)A点的意义表示此时沉淀达最大值。
(2)A点时恰好发生①
n［Al(OH)3］=
m［Al(OH)3］=0.01 mol×78 g/mol=0.78 g。
(3)B点表示沉淀又完全溶解。
(4)n(AlCl3)=n［Al(OH)3］=0.01 mol,
c(AlCl3)=
答案：(1)加入15 mL NaOH溶液时产生沉淀的质量最大
(2)0.78
(3)加入20 mL NaOH溶液时沉淀恰好完全溶解
(4)0.5 mol/L
向已知含有Zn2+的溶液中滴加氨水，有白色沉淀Zn(OH)2生成，继续滴加氨水使其过量，沉淀溶解，生成了［Zn(NH3)4］(OH)2。此外Zn(OH)2既可溶于盐酸，又可溶于NaOH溶液，生成ZnO22-，所以Zn(OH)2是一种两性氢氧化物。
【思考探究】
现有以下四组离子：
(1)Mg2+和Al3+
(2)Zn2+和Mg2+
(3)Zn2+和Ba2+
(4)Zn2+和Al3+
请各选一种试剂并设计实验，将它们两者分开。可供选择的试剂有：
A．硫酸 B．盐酸
C．硝酸 D．氢氧化钠溶液
E．氨水
提示：(1)Mg2+和Al3+的分离：Al(OH)3有两性，能溶于过量的NaOH溶液中，Mg(OH)2无两性且为难溶于水的沉淀，可选用NaOH溶液(D)为试剂，沉淀为Mg(OH)2，留在溶液中的离子为AlO2-。
(2)Zn2+和Mg2+的分离：因Zn(OH)2为两性氢氧化物，Mg(OH)2为非两性氢氧化物且为难溶于水的沉淀，可选用氢氧化钠溶液(D)为试剂，沉淀为Mg(OH)2，留在溶液中的离子为ZnO22－。
(3)Zn2+和Ba2+的分离：由于BaSO4难溶于水且不溶于酸，而ZnSO4则能溶于水，可选用硫酸(A)为试剂，沉淀为BaSO4，留在溶液中的离子为Zn2+。
(4)Zn2+和Al3+的分离：由于Al(OH)3和Zn(OH)2均为两性氢氧化物，不能用强酸、强碱加以区分，但是Zn2+可与过量的氨水反应，生成［Zn(NH3)4］2+，Al3+无此性质，可选用氨水(E)为试剂，生成沉淀Al(OH)3，留在溶液中的离子为［Zn(NH3)4］2+。
【典例1】A、B、C、D、E五种化合物均含有某种位于1～18号的常见元素，它们的转化关系如图所示，其中A为澄清溶液，C为难溶的白色固体，E易溶于水，若取A溶液灼烧，焰色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃)。
(1)写出化学式：A_________，B_________，
C_________，D_________，E_________。
(2)写出下列反应的离子方程式：
A→B：___________________________；
A→D：___________________________。
【思路点拨】解答本题需注意以下两点：
【自主解答】本题的突破口应在B、C两物质上，只要推断出B、C，其他物质的推断就很容易了。化合物既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的，必为两性物质，又因为
B C，故可知C为Al2O3，B为Al(OH)3，依次推断出
D是AlCl3，A与过量CO2反应生成Al(OH)3，且A溶液的焰色反应为浅紫色，则A为KAlO2，E为NaAlO2。相应的化学反应方程式也不难写出。
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答案：(1)KAlO2 Al(OH)3 Al2O3 AlCl3 NaAlO2
(2)AlO2-＋CO2＋2H2O====Al(OH)3↓＋HCO3-
AlO2-＋4H＋====Al3+＋2H2O
【互动探究】(1)在A溶液中逐滴加入盐酸会有何现象？试写出对应的化学反应方程式。
(2)还有哪些情况可以出现与(1)同样的现象？
提示：(1)先产生沉淀后逐渐溶解。
KAlO2＋HCl＋H2O====KCl＋Al(OH)3↓
Al(OH)3＋3HCl====AlCl3＋3H2O
(2)①可溶性铝盐中逐滴加入强碱至过量。②澄清的石灰水中通入CO2至过量。
【规律方法】无机框图推断题解题策略
(1)解读题意：对题中所叙述的内容要读全读懂，明确已知和要求。
(2)筛选信息：对题中的信息要进行筛选并迅速记忆。剔除无用信息，圈定有用信息的最小范围。
(3)寻找突破口：根据题干和框图寻找突破口是解框图题的关键所在。突破口就是某些物质的特殊的物理性质或化学性质、特殊的反应、特殊的现象、相关信息处理后的焦点等。
【变式训练】在Al3+→Al(OH)3→AlO2-→(X)→Al3+的一系列变化中，判断X为( )
A．HCl B．NaOH C．Al(OH)3 D．CO2
【解析】选C。这是化合态铝元素一系列变化的生成物，而不是各步转化所需加入的试剂，其转化关系为：
【典例2】(双选)下列曲线图(纵坐标为沉淀的量，横坐标为加入物的量)不正确的是
A．向1 L浓度均为0.1 mol/L的Ba(OH)2、NaAlO2混合液加入0.1 mol/L稀硫酸溶液
B．向1 L含有0.1 mol/L AlCl3和0.3 mol/L NH4Cl的混合液中加入0.1 mol/L NaOH溶液
C．向烧碱溶液中滴加明矾[KAl(SO4)2]溶液
D．向AlCl3溶液中滴加过量氨水
【思路点拨】解答本题需注意以下两点：
【自主解答】选A、D。在Ba(OH)2、NaAlO2的混合液中滴入稀硫酸溶液，首先与Ba(OH)2发生中和反应之后才与NaAlO2反应，因为在强碱液中不能形成Al(OH)3。当加入1 L 0.1 mol/L稀硫酸溶液时，产生0.1 mol BaSO4沉淀，而图中不符合此结果，A选项错。向AlCl3和NH4Cl的混合液中加入NaOH溶液有如下反应关系：
【互动探究】(1)试画出向NaOH与NaAlO2混合液中滴加盐酸直至过量的曲线图。
(2)你能举出适合D选项曲线图的实例吗？
提示：(1)
(2)向一定量的AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量。
【变式训练】(双选)向30 mL 1 mol·L-1的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4 mol·L-1的NaOH溶液，若产生0.78 g白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为( )
A．3 mL B．7.5 mL C．15 mL D．27.5 mL
【解析】选B、D。利用图形可一目了然地看到碱的量有两个值
0.03 mol÷4 mol·L-1＝7.5 mL。
0.11 mol÷4 mol·L-1＝27.5 mL。
【典例】用过量的H2SO4、NaOH、NH3·H2O、NaCl等溶液，按图所示步骤分开五种离子，则溶液①、②、③、④是
(已知AgNO3 +NH3·H2O====AgOH↓ + NH4NO3
AgOH +2NH3·H2O====［Ag(NH3)2］OH+2H2O)
A.①NaCl ②NaOH ③NH3·H2O ④H2SO4
B.①H2SO4 ②NaOH ③NH3·H2O ④NaCl
C.①H2SO4 ②NH3·H2O ③NaOH ④NaCl
D.①NaCl ②NH3·H2O ③NaOH ④H2SO4
【思路点拨】解答本题需注意以下两点：
【自主解答】选D。细察框图特征是关键！五种离子最终的存在形式是3种沉淀和2种溶液，①只产生一种沉淀，只能选择NaCl。步骤②产生了两种沉淀，再通过步骤③分开，说明②加入的是氨水，因为加入过量NaOH只能得到Fe(OH)3一种沉淀。至此已经明确答案为D。接着，步骤③用NaOH将Al(OH)3和Fe(OH)3分开，步骤④用H2SO4将K+和Ba2+分开，分别用NaOH和H2SO4无疑。
【互动探究】(1)如何检验溶液中K+的存在？
(2)要除去MgCl2溶液中的Al3+，应怎样操作？
提示：(1)检验K+的存在，主要采用焰色反应，透过蓝色钴玻璃火焰呈紫色，证明有K+存在。
(2)加入过量的NaOH溶液，过滤，再向沉淀加入适量的盐酸至沉淀刚好溶解为止。
【典例】某校化学兴趣小组用下图所示过程除去AlCl3中含有的Mg2+、K+杂质离子并尽可能减少AlCl3的损失。请回答下列问题：
(1)写出混合物中加入足量氢氧化钠溶液时，溶液中发生反应的离子方程式：________________。
(2)氢氧化钠溶液_________(填“能”或“否”)用氨水代替，为什么？______________________。
(3)①溶液a中存在的离子有_________________；
②在溶液a中加入的物质A为___________，反应的离子方程式为_____________________；
【错因剖析】
【标准答案】(1)Mg2++2OH-====Mg(OH)2↓、
Al3++3OH-====Al(OH)3↓、
Al(OH)3+OH-====AlO2-+2H2O
(2)否 因为在Al3+与氨水反应生成Al(OH)3后，Al(OH)3不能与氨水继续反应，从而不能将Al(OH)3与Mg(OH)2分开
(3)①Cl-、K+、AlO2-、H+、OH-、Na+
②过量二氧化碳气体
AlO2-+CO2+2H2O====Al(OH)3↓+HCO3-
1．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
【解析】选B。氢氧化铝可用于治疗胃酸过多，这利用了氢氧化铝的碱性。
2．要使溶液中的AlO2-完全转化成Al(OH)3，应选用的最好试剂是( )
A．H2SO4 B．HCl
C．CO2 D．NH3·H2O
【解析】选C。H2SO4、HCl、CO2均可以使溶液中的AlO2-完全转化成Al(OH)3，但H2SO4、HCl过量时，均可将Al(OH)3溶解；而NH3·H2O与AlO2-不反应，因此选用的最好试剂是CO2。
3．下列有关铝土矿中提炼铝的说法不正确的是( )
A．铝土矿中的铝元素是以化合态形式存在的，需用化学方法把铝元素变成游离态
B．提炼过程中，先将铝土矿净化提取氧化铝,再进行冶炼
C．可用常见的还原剂把氧化铝中的铝还原出来
D．冶炼铝的方法同工业冶炼钠、镁相似,可用电解法
【解析】选C。由于铝是活泼的金属元素，因此常见的还原剂不能把氧化铝中的铝还原出来。
4．向MgSO4和Al2(SO4)3的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液。下列图像中，能正确表示上述反应的是(横坐标表示加入NaOH溶液的体积，纵坐标表示反应生成沉淀的质量)( )
【解析】选D。向MgSO4和Al2(SO4)3的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液后，会按顺序发生以下两阶段的反应：
(1)MgSO4+2NaOH====Mg(OH)2↓+Na2SO4
Al2(SO4)3+6NaOH====2Al(OH)3↓+3Na2SO4
(2) Al(OH)3+NaOH====NaAlO2+2H2O
由以上反应不难得出沉淀质量随NaOH溶液加入的变化情况。
5.某化工厂生产中要用到一种无色、可溶于水的晶体——铝铵矾，该晶体是一种复盐，其主要化学成分是硫酸铝铵——NH4Al(SO4)2，向该盐的浓溶液中加入浓氢氧化钾溶液，将发生一系列变化，试写出：
(1)硫酸铝铵在水中电离的方程式___________________。
(2)在逐渐加入浓氢氧化钾溶液的过程中，产生的现象依次是：①溶液中出现白色沉淀，白色沉淀量逐渐增多；②有刺激性气味的气体放出；③白色沉淀量逐渐减少，白色沉淀完全消失。请依次写出滴入KOH溶液过程中发生的化学反应的离子方程式：
①________；②__________；③_______________。
【解析】硫酸铝铵溶液中存在NH4+、Al3+、SO42-，加入浓氢氧化钾溶液后，根据反应现象可以判断OH-先和Al3+反应生成Al(OH)3沉淀，而后和NH4+反应生成有刺激性气味的NH3，最后和Al(OH)3沉淀反应生成AlO2-而得到澄清溶液。
答案：(1)NH4Al(SO4)2====NH4++Al3++2SO42-
(2)①Al3++3OH-====Al(OH)3↓
②NH4++OH-====NH3↑+H2O
③Al(OH)3+OH-====AlO2-+2H2O
一、选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分)
1．关于Al(OH)3的说法正确的是( )
A．只能与盐酸反应
B．只能与氢氧化钠溶液反应
C．既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应
D．既不能与盐酸反应又不能与氢氧化钠溶液反应
【解析】选C。Al(OH)3为两性氢氧化物，既可以与酸反应又可以与碱反应。
2．(2011·长沙高一检测)实验室中，要使AlCl3溶液中的Al3+全部沉淀出来，适宜用的试剂是( )
A．NaOH溶液 B．Ba(OH)2溶液
C．氨水 D．盐酸
【解析】选C。NaOH溶液、Ba(OH)2溶液以及氨水均可以与溶液中的Al3+反应生成Al(OH)3，但NaOH溶液、Ba(OH)2溶液过量时，均可将Al(OH)3溶解；而氨水与Al(OH)3不反应；盐酸与Al3+也不反应，故选C。
3．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→Al3+ D.Al3+→Al(OH)3
【解析】选B。由于Al2O3难溶于水，与水不反应，不能通过一步实验直接完成。
4.(2011·新乡高一检测)在某无色溶液中缓慢地滴入NaOH溶液直至过量，产生沉淀的质量与加入的NaOH溶液体积的关系如图所示，由此确定，原溶液中含有的阳离子是( )
A．Mg2+、Al3+、Fe2+
B．H+、Mg2+、Al3+
C．H+、Ba2+、Al3+
D．只有Mg2+、Al3+
【解析】选B。结合选项与图像可知，开始加入NaOH溶液后并无沉淀生成，说明溶液中含有H+；当沉淀质量最大时，再加入NaOH溶液至过量时，沉淀部分消失，说明沉淀中一定有Al(OH)3和Mg(OH)2，所以溶液中含有Mg2+和Al3+。
【方法技巧】反应顺序对离子反应的影响
(1)对于非氧化还原反应
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+、NH4+、Mg2+、Al3+的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，NaOH先与H+反应，再与Mg2+、Al3+反应生成沉淀，然后与NH4+反应，最后再溶解Al(OH)3沉淀。
(2)对于氧化还原反应
在浓度相差不大的溶液中，同时含有几种还原性离子时，若加入氧化剂，则它首先与还原性最强的离子反应；同理，溶液中同时含有几种氧化性离子时，若加入还原剂，则它首先与溶液中氧化性最强的离子作用。
5.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，指出图中操作错误的是( )
A．④⑤ B．③④ C．②⑤ D．①②
【解析】选A。反应③得到的滤液中含有NaAlO2，加入过量的盐酸会生成AlCl3溶液而得不到Al(OH)3沉淀，所以步骤④错误；Al(OH)3沉淀在加热时才能分解生成Al2O3，操作⑤错误。其正确的操作流程如下：
二、非选择题(本题包括3小题，共30分)
6.(6分)用作净水剂的明矾［KAl(SO4)2·12H2O］是电解质，溶于水后，存在下列电离：KAl(SO4)2==== K++Al3+ + 2SO42-，在明矾溶液中加入下列物质时，请按要求作答：
(1)加入BaCl2溶液反应的离子方程式_______________；
(2)加入过量的NaOH溶液反应的离子方程式__________；
(3)加入Ba(OH)2溶液，当SO42－恰好完全沉淀时，铝元素的存在形式为____________(填写化学式)。
【解析】(1)向明矾溶液中加入BaCl2溶液时，其中的Ba2+和SO42-反应；(2)加入过量的NaOH溶液时，Al3+和OH-反应生成AlO2-；(3)1 mol KAl(SO4)2能够和2 mol Ba(OH)2反应生成2 mol BaSO4沉淀，此时溶液中Al3+和OH-的物质的量之比为1∶4，恰好反应生成AlO2-。
答案：(1)Ba2++SO42-====BaSO4↓
(2)Al3++4OH－====AlO2-+2H2O(或分步写出)
(3)AlO2- (或KAlO2)
7．(12分)(2011·乌鲁木齐高一检测)某混合物A，含有KAl(SO4)2、Al2O3和CaCO3，在一定条件下可实现下图所示的物质之间的转化：
据此回答下列问题：
(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是_____________________。
(2)根据上述框图反应关系，写出下列B、C、D、E所含物质的化学式：
固体B____________________；C____________________；
沉淀D____________________；溶液E________________。
(3)写出①、②、③、④四个反应方程式
①_______________________；②___________________；
③_______________________；④___________________。
【解析】混合物A中，只有KAl(SO4)2溶于水，溶于水电离出的Al3+与氨水反应产生氢氧化铝沉淀，沉淀分解产生氧化铝；固体C中为Al2O3和CaCO3，只有Al2O3与氢氧化钠溶液反应，得到的偏铝酸钠溶液与适量盐酸反应得到氢氧化铝沉淀。
答案：(1)过滤
(2)Al2O3 Al2O3和CaCO3 CaCO3
K2SO4和(NH4)2SO4
(3)①Al2O3＋2NaOH====2NaAlO2＋H2O
②Al3+＋3NH3·H2O====Al(OH)3↓＋3NH4+
③NaAlO2＋HCl＋H2O====Al(OH)3↓＋NaCl
④2Al(OH)3 Al2O3＋3H2O
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8.(12分)(挑战能力)向20 mL某浓度的AlCl3溶液中滴加
2 mol/L的NaOH溶液时，所得沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积之间的关系如图所示：
(1)图中A点的意义______________。
(2)最大沉淀量为_______________g。
(3)B点表示的意义是_____________
(4)所用AlCl3溶液的物质的量浓度为___________。
【解析】向AlCl3溶液中滴NaOH发生的反应有
AlCl3+3NaOH====Al(OH)3↓+3NaCl ①
Al(OH)3+NaOH====NaAlO2+2H2O ②
故(1)A点的意义表示此时沉淀达最大值。
(2)A点时恰好发生①
n［Al(OH)3］=
m［Al(OH)3］=0.01 mol×78 g/mol=0.78 g。
(3)B点表示沉淀又完全溶解。
(4)n(AlCl3)=n［Al(OH)3］=0.01 mol,
c(AlCl3)=
答案：(1)加入15 mL NaOH溶液时产生沉淀的质量最大
(2)0.78
(3)加入20 mL NaOH溶液时沉淀恰好完全溶解
(4)0.5 mol/L
向已知含有Zn2+的溶液中滴加氨水，有白色沉淀Zn(OH)2生成，继续滴加氨水使其过量，沉淀溶解，生成了［Zn(NH3)4］(OH)2。此外Zn(OH)2既可溶于盐酸，又可溶于NaOH溶液，生成ZnO22-，所以Zn(OH)2是一种两性氢氧化物。
【思考探究】
现有以下四组离子：
(1)Mg2+和Al3+
(2)Zn2+和Mg2+
(3)Zn2+和Ba2+
(4)Zn2+和Al3+
请各选一种试剂并设计实验，将它们两者分开。可供选择的试剂有：
A．硫酸 B．盐酸
C．硝酸 D．氢氧化钠溶液
E．氨水
提示：(1)Mg2+和Al3+的分离：Al(OH)3有两性，能溶于过量的NaOH溶液中，Mg(OH)2无两性且为难溶于水的沉淀，可选用NaOH溶液(D)为试剂，沉淀为Mg(OH)2，留在溶液中的离子为AlO2-。
(2)Zn2+和Mg2+的分离：因Zn(OH)2为两性氢氧化物，Mg(OH)2为非两性氢氧化物且为难溶于水的沉淀，可选用氢氧化钠溶液(D)为试剂，沉淀为Mg(OH)2，留在溶液中的离子为ZnO22－。
(3)Zn2+和Ba2+的分离：由于BaSO4难溶于水且不溶于酸，而ZnSO4则能溶于水，可选用硫酸(A)为试剂，沉淀为BaSO4，留在溶液中的离子为Zn2+。
(4)Zn2+和Al3+的分离：由于Al(OH)3和Zn(OH)2均为两性氢氧化物，不能用强酸、强碱加以区分，但是Zn2+可与过量的氨水反应，生成［Zn(NH3)4］2+，Al3+无此性质，可选用氨水(E)为试剂，生成沉淀Al(OH)3，留在溶液中的离子为［Zn(NH3)4］2+。