3.2.2氢氧化铝和常见的铝盐 学案(含解析) 高中化学人教版（2019）必修 第一册

3.2.2氢氧化铝和常见的铝盐
1. 掌握氢氧化铝的两性，氢氧化铝的制备。
2. 掌握铝盐和偏铝酸盐的性质，铝三角和铝盐与酸、碱反应的图像问题。
一、Al(OH)3 的物理性质
Al(OH)3 是难溶于水的白色胶状沉淀，具有一定的吸附能力，能吸附水中悬浮物和色素，可以用来净水。
二、Al(OH)3 的化学性质
1.Al(OH)3 与强酸反应
化学方程式：Al(OH)3 + 3HCl=AlCl3+ 3H2O
离子方程式：Al(OH)3 + 3H+=Al3++ 3H2O
2.Al(OH)3 与强碱反应
化学方程式：Al(OH)3 + NaOH=NaAlO2+ 2H2O
离子方程式：Al(OH)3 + OH-=AlO2- + 2H2O
3.Al(OH)3 受热易分解
2Al(OH)3 Al2O3+ 3H2O
三、Al(OH)3 的制备
实验室用可溶性铝盐和足量氨水反应来制备 Al(OH)3
化学方程式：Al2(SO4)3 + 6NH3 ·H2O = 2Al(OH)3 ↓ + 3(NH4)2 SO4
离子方程式：Al3++ 3NH3 ·H2O=Al(OH)3 ↓ + 3NH4+
题型演练
1．（2022·高一课时练习）下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A．铝的金属活泼性强，可用于制作铝金属制品
B．氧化铝熔点高，可用作电解冶炼铝的原料
C．氢氧化铝受热分解，可用于中和过多的胃酸
D．明矾溶于水并水解形成胶体，可用于净水
2．（2021秋·高一课时练习）下列生活中的物质与其有效成分的化学式、用途的对应关系中，不正确的是
选项 A B C D
生活中的物质 食盐 小苏打 复方氢氧化铝片 漂白粉
有效成分的化学式
用途 做调味品 做发酵粉 做抗酸药 做消毒剂
A．A B．B C．C D．D
3．（2022秋·高一课时练习）能正确表示下列化学反应的离子方程式的是
A．硝酸银溶液与铜反应：
B．氢氧化钡溶液与稀硝酸反应：
C．向氯化铝溶液中滴加氨水：
D．铁粉与稀盐酸反应制备氢气：
4．（2016·高一课时练习）把溶液滴入明矾溶液中，使全部转化成沉淀，此时铝元素的主要存在形式是
A． B． C． D．和
5．（2021·高一课时练习）下列物质中，既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应的一组是
①NaHCO3 ②K2CO3 ③A2O3 ④Al(OH)3 ⑤AlCl3
A．①② B．③⑤ C．③④⑤ D．①③④
6．（2021秋·高二课时练习）现有AlCl3和MgSO4混合溶液，向其中不断加入NaOH溶液，得到沉淀的量与加入NaOH溶液的体积如下图所示。原溶液中Cl-与SO的物质的量之比为
A．1∶3 B．6∶1
C．2∶3 D．3∶1
7．（2020·高一课时练习）实验室制备的最好方法是
A．将足量氨水滴入溶液中 B．将溶液滴入溶液中
C．将溶液滴入溶液中 D．将明矾溶于天然水中
8．（2020秋·高一课时练习）相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应，至体系中均无固体物质，消耗碱量最多的是
A．Al B．Al(OH)3 C．AlCl3 D．Al2O3
四、铝盐和偏铝酸盐的性质
1.铝盐的性质—与碱反应
（1）与强碱反应
① 与少量碱反应：Al3++3OH- = Al(OH)3 ↓
② 与过量碱反应：Al3++4OH-=AlO2-+2H2O
（2）与弱碱反应
Al3++ 3NH3 ·H2O = Al(OH)3 ↓ + 3NH4+
2.十二水合硫酸铝钾 [KAl(SO4)2 · 12H2O] 俗名明矾，是无色晶体，可溶于水，明矾在天然水中生成 Al(OH)3 胶体，可以沉降悬浮于水中的泥沙，所以明矾可用作净水剂。
3.偏铝酸盐的性质—与酸反应
（1）与强酸反应
① 与少量酸反应：AlO2-+H++H2O=Al(OH)3 ↓
② 与过量酸反应：AlO2-+4H+=Al3++2H2O
（2）与弱酸反应 (以碳酸为例)
① CO2 过量：AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3 ↓ +HCO 3-
② CO2 少量：2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3 ↓ +CO32-
五、三价铝的图像
向 AlCl3 溶液中滴加 NaOH 溶液，依次发生的反应：
Al3++ 3OH-=Al(OH)3 ↓
Al(OH)3 + OH-=AlO2- + 2H2O
【现象】白色沉淀逐渐增加，达到一定量后逐渐减少至完全消失。
在 NaAlO2 溶液中滴加稀盐酸，依次发生的反应：
AlO2-+ H++ H2O=Al(OH)3 ↓
Al(OH)3 + 3H+= Al3++ 3H2O
【现象】一开始逐渐产生沉淀，达到一定量后沉淀逐渐减少直至完全消失。
题型演练
9．（2022秋·高一课时练习）一定量的镁铝合金与完全反应生成(标况)，再向反应后的溶液中加入溶液，使镁、铝元素恰好完全沉淀，则所加溶液体积是
A． B． C． D．
10．（2020秋·高一课时练习）将一定质量的镁和铝混合物投入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的变化如下图所示。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 mLNaOH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
11．（2019·高一课时练习）金属及其化合物的转化关系是化学学习的重要内容之一。下列各组物质的转化不能全部通过一步反应直接完成的是
A．Al→Al2O3→Al(OH)3→AlCl3 B．Na→NaOH→Na2CO3→NaCl
C．Mg→MgCl2→Mg(OH)2→MgSO4 D．Fe→FeCl2→Fe(OH)2→Fe(OH)3
12．（2021·高一课时练习）以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3，还含有少量FeS2)为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如图，下列叙述不正确的是
A．加入CaO可以减少SO2的排放同时生成建筑材料CaSO4
B．向滤液中通入过量CO2、过滤、洗涤、灼烧沉淀可制得Al2O3
C．隔绝空气焙烧时理论上反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)=1∶5
D．烧渣分离可以选择用磁铁将烧渣中的Fe3O4分离出来
13．（2021·高一课时练习）常温下X为一种常见气体，a、b、c是中学化学常见物质，均含有同种元素，转化关系如图所示，下列说法正确的是
A．若a为单质铁，则X可能是Cl2
B．若a为简单气态氢化物，则X可能为O2
C．若X为O2，a为非金属单质，则a可能是S
D．若a、b、c均为化合物，且a的焰色反应为黄色，则a只能为NaOH
14．（2019·高三课时练习）在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A．NaHCO3(s)Na2CO3(s)NaOH(aq)
B．Al(s)NaAlO2(aq)Al(OH)3(s)
C．FeCl2(aq)FeCl3(aq)Fe(s)
D．Fe2O3(s)Fe(s)FeCl3(aq)
15．（2020·高一课时练习）欲从溶液中除去少量， 下列操作顺序正确的是
①加入过量氨水 ②加入过量溶液
③加入适量盐酸 ④加入适量硫酸 ⑤过滤
A．①⑤③ B．②⑤③ C．②⑤④ D．①⑤④
16．（2020·高一课时练习）下列指定反应的离子方程式正确的是
A．Fe(OH)3 溶于HI溶液: 2Fe(OH)3+6H++2I- =2Fe2++I2+6H2O
B．向NaAlO2溶液中通入过量CO2: 2AlO2- +CO2+3H2O = 2Al(OH)3↓+CO32-
C．向[Ag(NH3)2]OH 溶液中加入足量盐酸生成白色沉淀: Ag++ CI-= AgC1↓
D．向K2MnO4溶液中加入醋酸，生成KMnO4和MnO2: 3MnO42- + 4H+ = MnO2↓+ 2MnO4- +2H2O
参考答案：
1．D
【详解】A．铝在空气中可以与氧气反应生成致密氧化铝，致密氧化铝包覆在铝表面阻止铝进一步反应，铝具有延展性，故铝可用于制作铝金属制品，A错误；
B．氧化铝为离子化合物，可用作电解冶炼铝的原料，B错误；
C．氢氧化铝为两性氢氧化物，可以用于中和过多的胃酸，C错误；
D．明矾溶于水后电离出的铝离子水解生成氢氧化铝胶体，氢氧化铝胶体能吸附水中的悬浮物，用于净水，D正确；
故选D。
2．B
【详解】A．食盐的主要成分是氯化钠，有咸味，可做调味品，故A正确；
B．小苏打的主要成分为碳酸氢钠，不是碳酸钠，故B错误；
C．氢氧化铝难溶于水，能够和盐酸反应，可以做抗酸药，故C正确；
D．漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2，具有强氧化性，可做消毒剂，故D正确；
故选B。
3．B
【详解】A．硝酸银溶液与铜反应：，故A错误；
B．氢氧化钡溶液与稀硝酸反应：，故B正确；
C．向氯化铝溶液中滴加氨水，一水合氨是弱碱，不能拆：，故C错误；
D．铁粉与稀盐酸反应制备氢气：，故D错误。
综上所述，答案为B。
4．A
【分析】设硫酸铝钾的物质的量为1mol，然后分别计算出铝离子、硫酸根离子的物质的量，根据硫酸根离子的物质的量得出“全部转化成BaSO4沉淀”时需要消耗氢氧化钡的物质的量，从而得出氢氧化钡提供的氢氧根离子的物质的量，最后判断反应产物。
【详解】明矾的化学式为KAl(SO4)2 12H2O，设明矾为1mol，则溶液中含有1molAl3+，2mol，由反应+Ba2+=BaSO4↓可知，使全部转化成BaSO4沉淀，需要2molBa(OH)2，则加入4molOH-，则发生Al3++4OH-=+2H2O，所以最后溶液中存在。
答案选A。
5．D
【详解】①NaHCO3与盐酸反应生成NaCl、CO2和水，与NaOH反应生成Na2CO3和水，①符合题意；
②K2CO3只能与盐酸反应生成KCl、CO2和水，与NaOH不反应，②不符合题意；
③A2O3与盐酸反应生成AlCl3和水，与NaOH反应生成NaAlO2和水，③符合题意；
④Al(OH)3与盐酸反应生成AlCl3和水，与NaOH反应生成NaAlO2和水，④符合题意；
⑤AlCl3与盐酸不反应，与NaOH能发生反应，⑤不符合题意；
综合以上分析，①③④符合题意，故选D。
6．B
【详解】OA段加入氢氧化钠发生的反应是Al3++3OH-=Al(OH)3↓、Mg2++2OH-=Mg (OH)2↓，AB段加入氢氧化钠发生的反应是Al(OH)3↓+OH-=+2H2O，Al(OH)3↓+OH-=+2H2O反应消耗0.1L的氢氧化钠，根据铝元素守恒，Al3++3OH-=Al(OH)3↓反应消耗0.3L氢氧化钠，所以Mg2++2OH-=Mg (OH)2↓反应消耗氢氧化钠0.4L-0.3L=0.1L， = ，，故选B。
7．A
【详解】A．将足量氨水滴入溶液中,生成，氨水过量，保障了铝离子全部转化为沉淀，由于氨水碱性弱，不能将生成的溶解，故A符合题意；
B．将溶液滴入溶液中，生成了沉淀，不清楚加入的NaOH的量是否将沉淀完全，碱过少不能将沉淀完全，碱过量会溶解，故B不符合题意；
C．将溶液滴入溶液中，先生成，继续加入生成，无法控制是否全部生成沉淀或加入的沉淀完全，故C不符合题意；
D．明矾溶于天然水中可得到胶体，但胶体会吸附天然水中的悬浮物形成絮状不溶物沉降下来，不能用于制备，故D不符合题意。
综上所述，答案为A。
8．A
【详解】根据方程式可知Al～NaOH、Al(OH)3～NaOH、AlCl3～3NaOH、Al2O3～2NaOH。则m（Al）：m（NaOH）=27：40；m[Al(OH)3]：m（NaOH）=78：40；m（AlCl3）：m（NaOH）=33.375：40；m（Al2O3）：m（NaOH）=51：40；所以相同质量的物质，消耗碱量最多的是Al。故选A。
9．B
【详解】由Mg、Al最终转化为氢氧化镁、氢氧化铝，最终溶液中溶质为NaNO3，根据氮元素守恒n(NaNO3)=0.5L×1mol/L-=0.4mol，由钠离子守恒n(NaOH)=n(NaNO3)=0.4mol，则需要NaOH溶液的体积为=0.2L=200mL，故B正确；
故选B。
10．D
【分析】从图象中看到，从开始至加入NaOH溶液20mL，没有沉淀生成，说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后有剩余，此时发生的反应为：H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O。当V(NaOH溶液)=200mL时，沉淀量最大，此时为Mg(OH)2和Al(OH)3，再加入氢氧化钠溶液，氢氧化铝沉淀溶解，最后当加入240mL氢氧化钠溶液时，氢氧化铝完全溶解，只有氢氧化镁沉淀。
【详解】A、当V(NaOH溶液)=240mL时，沉淀不再减少，此时全部为Mg(OH)2，n(Mg)=n[Mg(OH)2]=0.15mol，m(Mg)=0.15mol×24g mol-1=3.6g，n(Al)=n[Al(OH)3]=0.35mol-0.15mol=0.2mol，m(Al)=0.2mol×27g mol-1=5.4g，所以镁和铝的总质量为9g，A项正确；
B、根据A中分析可知B项正确；
C、从200mL到240mL，NaOH溶解Al(OH)3：NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O，则此过程消耗n(NaOH)=n[Al(OH)3]=0.2mol，c(NaOH)=0.2mol÷0.04 L=5mol L-1，在200mL时溶液中只有硫酸钠，根据硫酸钠的化学式分析，硫酸的物质的量为5mol L-1×0.2L÷2=0.5 mol，硫酸的浓度为0.5 mol÷0.2 L =2.5 mol·L-1，C项正确；
D、由Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑，2Al+3H2SO4=2Al2(SO4)3+3H2↑可以计算出生成n(H2)=0.45mol，标准状况下V(H2)=0.45mol×22.4L mol-1=10.08L，D项错误；
答案选D。
11．A
【详解】A．氧化铝和水不反应，所以不能一步生成氢氧化铝，故A错误；
B．Na→NaOH→Na2CO3→NaCl中反应方程式分别为：2Na+2H2O=2NaOH+H2、2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O、Na2CO3+CaCl2=CaCO3+2NaCl，所以能一步实现，故B正确；
C．Mg→MgCl2→Mg(OH)2→MgSO4中反应方程式分别为：Mg+2HCl=MgCl2+H2、MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2+2NaCl、Mg(OH)2+H2SO4=MgSO4+2H2O，所以能一步实现，故C正确；
D．Fe→FeCl2→Fe(OH)2→Fe(OH)3中反应的方程式分别为：Fe+2HCl=FeCl2+H2、FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2+2NaCl、4Fe(OH)2+2O2+2H2O=4Fe(OH)3，所以能一步实现，故D正确；
故选A。
12．C
【分析】焙烧步骤中， Fe2O3为碱性氧化物，不与CaO反应，FeS2与氧气反应生成Fe2O3和SO2，SO2与CaO、O2反应生成CaSO4，Al2O3能与CaO反应生成Ca(AlO2)2，但CaO为少量，氧化铝不参与反应，因此焙烧后物质为CaSO4、Al2O3、Fe2O3，氧化铝为两性氧化物，碱浸时，氧化铝与NaOH溶液反应生成NaAlO2，隔绝空气焙烧，根据流程，发生的反应为FeS2+16Fe2O311Fe3O4+2SO2↑，据此分析；
【详解】A．SO2是酸性氧化物且有还原性，可与CaO及空气中O2反应，生成CaSO4固体，减少污染，故A说法正确；
B．Al2O3是两性氧化物，可与NaOH溶液反应生成NaAlO2，通入过量CO2，与NaAlO2反应生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3，过滤后得到Al(OH)3固体灼烧发生分解反应生成Al2O3和H2O，故B说法正确；
C．由流程图可知，过滤后的固体中含Fe2O3、FeS2，在隔绝空气条件下焙烧，发生反应的化学方程式为：FeS2+16Fe2O311Fe3O4+2SO2↑，理论上反应消耗的n(FeS2)：n(Fe2O3)=1：16，故C说法错误；
D．Fe3O4有磁性，可用磁铁吸引，将其从烧渣中分离，故D说法正确；
答案为C。
13．B
【详解】A．Fe与Cl2反应只能产生FeCl3，不能直接得到FeCl2，A错误；
B．若a为NH3，则X可以为O2，b为N2，c为NO，同理a还可能是H2S、CH4等气体，也符合物质反应转化关系，B正确；
C．S与O2在点燃时反应产生SO2，而不能直接反应得到SO3，C错误；
D．若a、b、c均为化合物，且a的焰色反应为黄色，说明a中含有钠元素，若a是NaOH。X是AlCl3符合物质反应转化关系；a还可以为NaAlO2，此时X为HCl，也符合物质反应转化关系，D错误；
故合理选项是B。
14．A
【详解】A．，，A项选；
B．，与过量反应生成，即，B项不选；
C．，与反应生成的，不能生成，C项不选；
D．，而与反应只能生成：，D项不选；
综上所述，答案为A。
15．B
【详解】欲从溶液中除去少量，先加入过量的溶液，此时转化为沉淀，转化为，过滤出沉淀，并将其溶于适量盐酸中生成溶液，则操作顺序为②⑤③，故答案选B。
16．A
【详解】A．Fe(OH)3和HI反应，由于Fe3＋具有强氧化性，能够氧化I－生成I2，化学方程式为2Fe(OH)3+6H++2I-=2Fe2++I2+6H2O，A正确；
B．NaAlO2溶液中通入过量的CO2，生成HCO3－，离子方程式为AlO2－+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3－，B错误；
C．溶液中的OH－、NH3也会和H＋反应，离子方程式为Ag(NH3)2＋＋OH－＋3H＋＋Cl－=AgCl↓＋2NH4＋＋H2O，C错误；
D．醋酸是弱酸，不能拆开，应保留化学式，离子方程式为3MnO42-+4CH3COOH=MnO2↓+2MnO4-+2H2O+4CH3COO－，D错误。
答案选A。
【点睛】氢氧化二氨合银Ag(NH3)2OH是强碱，在溶液中可以完全电离出Ag(NH3)2＋和OH－，但是不能电离出Ag＋。