2015-2016学年高中化学必修1(鲁科版)(课时作业+学案):第4章第2节 铝 金属材料(4份打包)

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名称 2015-2016学年高中化学必修1(鲁科版)(课时作业+学案):第4章第2节 铝 金属材料(4份打包)
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资源类型 教案
版本资源 鲁科版
科目 化学
更新时间 2015-12-31 10:59:26

文档简介

第二节 铝 金属材料
第一课时 铝 铝合金
1.小明家收藏了一张清末的铝制佛像,至今保存完好。其未被锈蚀的主要原因是(  )
A.铝不易发生化学反应
B.铝的氧化物易发生还原反应
C.铝不易被氧化
D.铝易被氧化,但氧化铝膜具有保护内部铝的作用
2.除去镁粉中的少量铝粉,可选用的试剂是(  )
A.硫酸 B.氨水
C.盐酸 D.氢氧化钠溶液
3.下列有关厨房铝制品的使用中,你认为合理的是(  )
A.盛放食醋
B.烧煮开水
C.用金属丝擦洗表面的污垢
D.用碱水洗涤
4.等量镁铝合金粉末分别投入到下列四种过量物质的溶液中,充分反应,放出H2最多的是(  )
A.NaOH溶液 B.H2SO4溶液
C.蔗糖溶液 D.NaCl溶液
5.Mg、Al、Fe三种金属分别与同浓度、同体积的稀盐酸反应时,放出H2的质量相等,则下列说法中正确的是(  )
A.三种金属的物质的量相等
B.三种金属均过量
C.三种金属的质量相等
D.盐酸均过量
6.医疗上颇为流行的“理疗特效热”,就是利用铁缓慢氧化放出均匀、稳定的热使患处保持温热状态。若56 g铁粉完全氧化成Fe2O3,需消耗氧气的质量为(  )
A.24 g B.32 g
C.21 g D.16 g
7.铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应时,当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时,反应中消耗的盐酸和氢氧化钠的物质的量之比为(  )
A.1∶1 B.2∶1
C.3∶1 D.1∶3
规律 金属与酸的反应规律:
(1)金属与酸的反应均为氧化还原反应,且金属失去电子的物质的量等于酸得到电子的物质的量。
(2)1 mol a价的活泼金属与足量的非氧化性酸反应时,可生成 mol的H2。
8.向一个铝制易拉罐中充满CO2,然后往罐内注入足量的浓NaOH溶液,立即用胶布密封罐口,不多会儿听到易拉罐“咔咔”作响,发现易拉罐变瘪,再过一会儿又鼓起来。
(1)易拉罐变瘪的原因是___________________________________________
________________________________________________________________。
(2)易拉罐又鼓起来的原因是_______________________________________
________________________________________________________________。
(3)有关反应的离子方程式为_______________________________________
____________、______________________________。
9.某学习小组用如图装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。
(1)A中试剂为____________。
(2)实验前,先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻,其目的是________________。
(3)检查气密性,将药品和水装入各仪器中,连接好装置后,需进行的操作还有:①记录C的液面位置;②将B中剩余固体过滤,洗涤,干燥,称重;③待B中不再有气体产生并恢复至室温后,记录C的液面位置;④由A向B中滴加足量试剂;⑤检查气密性,上述操作的顺序是____________(填序号);记录C的液面位置时,除视线平视外,还应__________。
(4)B中发生反应的化学方程式为______________。
(5)若实验用铝镁合金的质量为a g,测得氢气体积为b mL(已换算为标准状况),B中剩余固体的质量为c g,则铝的相对原子质量为________________。
(6)实验过程中,若未洗涤过滤所得的不溶物,则测得铝的质量分数将________(填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。
参考答案与解析
1.D [铝是一种活泼的金属,易与空气中的氧气反应,在铝制品表面形成一层致密的氧化铝膜,可保护内部的铝不被继续腐蚀。]
2.D [因为Mg、Al都可以和盐酸、硫酸反应,故A、C不正确;Al只能和强碱溶液反应,不能和弱碱溶液反应,氨水是弱碱,故B不正确。应选D。]
3.B [食醋中含有的醋酸呈酸性,能与铝发生反应而腐蚀;用金属丝擦洗时会破坏铝表面覆盖的氧化铝膜,使铝祼露在外继续被腐蚀;而用碱水洗涤,铝能与碱反应而被腐蚀。]
4.B [镁和铝都能与H2SO4溶液反应放出H2,而与NaOH溶液反应时,只有铝参加反应放出H2,故前者生成H2的量多;C、D项不反应,无H2放出。]
5.B [根据反应的化学方程式:
Mg+2HCl===MgCl2+H2↑
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
等质量的三种金属与酸反应产生H2的量不等;等物质的量的三种金属与酸反应产生H2的量也不等;若三种金属均过量,则产生的H2的量由盐酸决定。]
6.A [根据反应方程式
4Fe  +  3O2===2Fe2O3
456    332
56 g m(O2)
则m (O2)==24 g]
7.C [根据铝与盐酸以及铝与NaOH溶液反应的化学方程式:
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑
2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑
可直接得到答案:n(HCl)∶n(NaOH)=3∶1。]
8.(1)CO2被吸收,使罐内气体压强减小而被外界大气压压瘪
(2)由于铝与NaOH反应生成H2,气体压强又增大而重新鼓起
(3)2OH-+CO2===CO+H2O
2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑
解析 在易拉罐内充入CO2后加入氢氧化钠溶液,会发生反应:2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O,而使罐内气体压强减小,所以在外界大气压的作用下而变瘪;然后过量的NaOH会与易拉罐的成分Al发生化学反应而生成H2,发生的反应是2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑,所以易拉罐内压强增大,又会重新鼓起来。
9.(1)NaOH溶液 (2)除去铝镁合金表面的氧化膜 (3)⑤①④③② 使D和C的液面相平 (4)2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑ (5) (6)偏小
解析 (1)Mg、Al均可以和酸反应,因此不可以用酸来实验,由于碱可以和Al反应而不和Mg反应,则可以用NaOH与Al反应制得H2,然后用排水法收集H2,以计算Al的量。(2)由于Al表面容易生成氧化膜,因而要用酸处理。(3)整个操作过程及原理是:检查气密性;记录起始液面;加入碱反应;不产生气体后,记录末读数,两者相减即为产生H2的量;最后称得的固体即为Mg的质量。在读数时要注意D、C液面相平,否则气体将受压,造成读数不准。(4)B中发生的是Al与碱的反应;(5)(a-c)即为铝的质量,再除以Al的物质的量即为铝的摩尔质量。而n(Al)可以由产生的H2获得;(6)未洗涤,则造成(a-c)变小,Al的质量分数也偏小。
第2节 铝 金属材料
第1课时 铝与铝合金
课堂合作探究
问题导学
一、铝与氧气的反应
活动与探究1
实验操作
实验现象
化学方程式
铝箔________,失去光泽,__________

铝箔________,失去光泽,__________
4Al+3O22Al2O3
脱脂棉蘸上一些铝粉
点燃后放入氧气中:
4Al+3O22Al2O3
思考与交流
1.表面未打磨的铝箔在空气中加热时的现象说明了什么?
2.表面打磨的铝箔在空气中加热时的现象与未打磨的铝箔直接加热时的现象相同吗?为什么?
3.你能想出一个让铝在空气中燃烧的方法吗?
【规律总结】
1.铝在常温下就能与空气中的氧气发生反应,生成一层致密的氧化膜。铝制品表面的氧化膜,起着保护内部金属的作用,所以活泼的铝在空气中稳定存在,有很强的抗腐蚀性。
2.铝除了与氧气直接化合外,还能与氯气、硫等多种非金属单质直接化合。
2Al+3Cl22AlCl3 2Al+3SAl2S3
二、铝热反应
活动与探究2
实验操作
实验现象
化学方程式
铝热反应的实验装置
思考与交流
1.引发铝热反应的操作是什么?
2.镁条、氯酸钾在铝热反应中起什么作用?镁条、氯酸钾是铝热剂吗?
3.铝热反应的条件是什么?
4.铝和氧化镁是否反应?
5.铝热反应的用途?
【规律总结】
1.铝热剂是指铝粉与难熔金属氧化物的总称;镁条和KClO3是引发剂,不是铝热剂。
2.铝和氧化铁在高温下发生的反应不仅可用于焊接钢轨,还可用于定向爆破。定向爆破是指在地基的钢筋处安放铝热剂,引燃后产生的温度高达2 500~3 500 ℃,使钢筋熔断,楼体倒塌。
3.铝不仅可与氧化铁发生铝热反应,用其他金属氧化物如V2O5、Cr2O3、MnO2等代替氧化铁也可发生铝热反应。铝热反应还可用于冶炼钒、锰等金属。
3V2O5+10Al5Al2O3+6V
Cr2O3+2AlAl2O3+2Cr
三、铝与酸、碱的反应
活动与探究3
实验操作
实验现象
快速反应放出____,铝片________,点燃的木条放在试管口时__________
化学方程式
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑
2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑
实验结论
铝既能与________反应,也能与________反应,且都放出______,据此可区别铝和其他金属
思考与交流
铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应时,当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时,反应中消耗的盐酸和氢氧化钠的物质的量之比为(  )
A.1∶1 B.2∶1
C.3∶1 D.1∶3
【规律总结】
计算规律
(1)金属与酸的反应均为氧化还原反应,且金属失去电子的物质的量等于酸得到电子的物质的量。
(2)1 mol a价的活泼金属与足量的非氧化性酸反应时,可生成mol的H2。
(3)等量的铝分别与足量的酸、碱溶液反应时,生成H2的量相等,消耗H+和OH-的物质的量之比为3∶1。
(4)足量的铝分别和等物质的量的H+、OH-反应时,消耗铝的物质的量之比和产生H2的物质的量之比都为1∶3。
当堂检测
1.铝在人体中积累可使人慢性中毒,1989年世界卫生组织正式将铝确定为食品污染源之一而加以控制。铝在下列使用场合须加以控制的是(  )
①制铝锭 ②制易拉罐 ③制电线电缆 ④制牙膏皮 ⑤用明矾净水 ⑥制炊具 ⑦用明矾和苏打作食物膨化剂 ⑧用氢氧化铝制药片治胃病 ⑨制防锈油漆
A.①②④⑤⑥⑦⑧
B.②⑤⑥⑦⑧⑨
C.②④⑤⑥⑦⑧
D.③④⑤⑥⑦⑧
2.把铝粉和氧化铁粉配成铝热剂,分为两等份,一份在高温下恰好完全反应后,再与足量盐酸反应,另一份直接放入足量的烧碱溶液中充分反应,前后两种情况下生成的气体质量之比是(  )
A.3∶2 B.2∶3
C.1∶1 D.28∶9
3.相同质量的两份铝,分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中,放出的氢气在同温同压下的体积之比为(  )
A.1∶1 B.1∶6
C.2∶3 D.3∶2
4.若在加入铝粉能放出氢气的溶液中,分别加入下列各组离子,一定能大量共存的是(  )
A.NH、SO、CO、K+
B.Na+、Ba2+、Ca2+、HCO
C.Mg2+、NO、K+、Cl-
D.K+、Cl-、Na+、SO
5.为确定某铝热剂(含氧化铁和铝)的组成,分别进行下列实验:
(1)若取a g样品,向其中加入足量的NaOH溶液,测得生成的气体(标准状况,下同)体积为b L。反应的化学方程式是________________。样品中铝的质量是________g。
(2)若取a g样品将其加高温,恰好完全反应,该反应的化学方程式是________________。氧化铁与铝的质量之比是________。
(3)待(2)中反应产物冷却后,加入足量盐酸,测得生成的气体体积为c L,该气体与(1)中所得气体的体积之比c∶b=________。
第二节 铝 金属材料
第二课时 铝的化合物 金属与金属材料
1.下列说法中,正确的是(  )
A.铁是人类在生产、生活中最早使用的金属
B.金、银、铜是应用最广泛的金属材料
C.钛被誉为“21世纪金属”,应用前景很广阔
D.铜是导电性、导热性最好的有色金属
2.对Al2O3的分类中,正确的是(  )
A.酸性氧化物 B.碱性氧化物
C.两性氧化物 D.不成盐氧化物
3.把4.6 g钠投入100 mL 0.1 mol·L-1 AlCl3溶液中,待其充分反应后(水的蒸发不计),下列叙述中错误的是(  )
A.Cl-浓度不变
B.溶液仍有浑浊
C.溶液中几乎不存在Al3+
D.溶液中存在最多的是Na+
4.下列化学反应的离子方程式错误的是(  )
A.Al(OH)3与盐酸反应:Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
B.Al2O3溶于过量NaOH溶液:Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]-
C.铁溶于稀H2SO4中:Fe+2H+===Fe2++H2↑
D.Al(OH)3溶于NaOH溶液:Al(OH)3+3OH-===[Al(OH)4]-
5.为较简便地将溶液中的Mg2+和Al3+分离应加(  )
A.盐酸 B.HNO3
C.NaOH溶液 D.水
6.有200 mL MgCl2和AlCl3的混合溶液,其中 [Mg2+]为0.2 mol·L-1,[Cl-]为1.3 mol·L-1。使Mg2+全部转化为沉淀分离出来,至少需加4 mol·L-1 NaOH溶液的体积为(  )
A.40 mL B.72 mL
C.80 mL D.128 mL
规律 电荷守恒法在溶液中的应用:溶液中所有阳离子所带正电荷总数等于所有阴离子所带负电荷总数。
7.阅读图中的图示,回答问题:
(1)图中所说的“碱”指的是_________________________________________。
(2)用离子方程式表示图丁中的化学反应原理:_______________________
_______________________________________________________________。
(3)患胃溃疡病人不能服用含小苏打的药片来中和胃酸,而服用胃舒平[其中含Al(OH)3],其原因是_________________________________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________,
相应的离子方程式为_____________________________________________。
8.已知X是某金属单质,X、A、B、C含同一种元素,可发生如下转化:
(1)写出下列物质的化学式:X________________,A__________,B__________,C__________。
(2)写出以下反应的离子方程式:
②______________________________________________________________;
④_____________________________________________________________。
参考答案与解析
1.C
2.C [Al2O3既能与强碱反应生成四羟基合铝酸盐和水,又能与强酸反应生成铝盐和水,属于两性氧化物。]
3.B [4.6 g钠与水反应生成0.2 mol NaOH,而溶液中含有0.01 mol Al3+和0.03 mol Cl-,NaOH的物质的量大于4倍的Al3+的物质的量,故Al3+完全转化为[Al(OH)4]-,溶液澄清。]
4.D [书写离子方程式时,氧化物、难溶物不能改写,强酸、强碱应改写,故A、B、C项正确;D项中不遵守原子守恒和电荷守恒。]
5.C
6.C [欲使Mg2+全部转化成沉淀从溶液中分离出来,应向溶液中加入过量的NaOH溶液,使Mg2+、Al3+沉淀后,再使Al(OH)3恰好溶解,此时溶液中溶质是NaCl和Na[Al(OH)4]。对原溶液设[Al3+]=x,据电荷守恒:3x+2[Mg2+]=[Cl-],即3x+2×0.2 mol·L-1=1.3 mol·L-1,x=0.3 mol·L-1。对于反应后的溶液,据电荷守恒:n(Na+)=n([Al(OH)4]-)+n(Cl-),据原子守恒:n([Al(OH)4]-)=n(Al3+),则n(NaOH)=n(Na+)=n([Al(OH)4]-)+n(Cl-)=0.3 mol·L-1×0.2 L+1.3 mol·L-1×0.2 L=0.32 mol。NaOH溶液的体积为:=0.08 L=80 mL。]
7.(1)Na2CO3或碳酸钠 (2)2H++CO===H2O+CO2↑ (3)因NaHCO3与盐酸反应会生成CO2,可能会造成胃穿孔,胃舒平的主要成分Al(OH)3也能和HCl反应且无气体生成 H++HCO===CO2↑+H2O、Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
8.(1)Al Al2O3 Na [Al(OH)4] AlCl3
(2)2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑
Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]-
解析 根据各物质的转化关系,结合能与强碱反应的金属单质只有铝,即X为铝。则B为Na[Al(OH)4],A为Al2O3,C为AlCl3。
第2节 铝 金属材料
第2课时 铝的化合物 金属与金属材料
课堂合作探究
问题导学
一、Al(OH)3的制备与性质探究
活动与探究1
实验操作
实验现象
离子方程式
实验操作
实验现象
离子方程式
思考与交流
1.实验室中如何制备Al(OH)3?能用AlCl3溶液和NaOH溶液来制取Al(OH)3吗?
2.不选用其他试剂能否鉴别AlCl3溶液和NaOH溶液?
3.向含有1 mol AlCl3的AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量,你能写出发生反应的离子方程式并作出生成沉淀的物质的量与加入NaOH的物质的量的关系图像吗?
【规律总结】
1.铝三角
(1)Al3+→Al(OH)3或[Al(OH)4]-。
①与弱碱(如氨水)或少量强碱反应生成Al(OH)3
Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH
Al3++3OH-===Al(OH)3↓
②与过量强碱反应生成[Al(OH)4]-
Al3++4OH-===[Al(OH)4]-
(2)Al(OH)3→Al3+或[Al(OH)4]-。
①与强酸反应生成Al3+
Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
②与强碱反应生成[Al(OH)4]-
Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-
(3)[Al(OH)4]-→Al(OH)3或Al3+。
①与弱酸(如碳酸)或少量强酸反应生成Al(OH)3
[Al(OH)4]-+CO2(过量)===Al(OH)3↓+HCO或2[Al(OH)4]-+CO2(少量)===2Al(OH)3↓+CO+H2O
[Al(OH)4]-+H+(少量)===Al(OH)3↓+H2O
②与过量强酸反应生成Al3+
[Al(OH)4]-+4H+===Al3++4H2O
2.铝及其化合物转化关系中的焦点
(1)铝、氧化铝分别与氢氧化钠溶液反应时都生成四羟基合铝酸钠,不能生成氢氧化铝。
(2)可溶性铝盐与氨水反应时,无论氨水是否过量,都能生成氢氧化铝。氢氧化铝不溶于弱碱。
(3)氧化铝不能溶于水,不能用氧化铝与水化合生成氢氧化铝。
二、金属的通性
活动与探究2
实验操作
实验现象
化学方程式及离子方程式
镁带燃烧
镁带与盐酸反应
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
铝丝插入硫
酸铜溶液中
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
铜丝与硝酸
银溶液反应
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
思考与交流
1.所有的金属都能和酸反应放出H2吗?
2.所有的金属单质都能和硝酸发生反应吗?
3.把Na放入CuSO4溶液中,能置换出Cu单质吗?
【规律总结】
金属的通性和特性
1.
2.
3.几种金属的特性
(1)铝能与NaOH溶液反应;
(2)常温下,铝、铁遇浓硫酸、浓硝酸发生“钝化”现象。
当堂检测
1.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
2.下列各组反应中能得到Al(OH)3的是(  )
A.Al2O3加到热水中
B.向Na[Al(OH)4]溶液中加入过量盐酸
C.将Na投入到Na[Al(OH)4]溶液中
D.在AlCl3溶液中滴几滴NaOH溶液
3.实验室用AlCl3制取Al(OH)3,最合适的试剂是(  )
A.NaOH B.H2SO4 C.NH3·H2O D.KOH
4.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溶液的体积如图所示。原溶液中Cl-与SO的物质的量之比为(  )
A.1∶3 B.2∶3 C.6∶1 D.3∶1
5.铜在自然界存在于多种矿石中,如:
矿石名称
黄铜矿
斑铜矿
辉铜矿
孔雀石
主要成分
CuFeS2
Cu5FeS4
Cu2S
CuCO3·Cu(OH)2
请回答下列问题:
(1)上表所列铜化合物中,铜的质量分数最高的是__________。
(2)工业上以黄铜矿为原料,采用火法熔炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应:2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑,反应的氧化剂是__________。
(3)SO2尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是____________;处理该尾气可得到有价值的化学品,写出其中1种酸和1种盐的名称______________。
参考答案:
第一课时
课堂·合作探究
【问题导学】
活动与探究1:发红卷缩 熔化不滴落 发红卷缩 熔化不滴落 铝粉在氧气中剧烈燃烧,发出耀眼的白光,生成白色固体,集气瓶内温度明显升高
思考与交流:1.答案:铝表面的氧化膜Al2O3的熔点很高(比铝的熔点高很多),包在铝的外面,使液态铝不能滴落,也不燃烧。
2.答案:相同,打去氧化膜的铝箔在空气中表面又很快生成新的Al2O3薄膜,包在铝的外面,使液态铝不滴落,也不燃烧。
3.答案:将铝箔制成铝粉,撒在酒精灯火焰上,便可观察到铝的燃烧。
活动与探究2:剧烈燃烧,放出大量的热,产生大量的烟,纸漏斗下部被烧穿,有红热的液体落入沙中,冷却后变为黑色固体 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
思考与交流:1.答案:用燃着的木条引燃镁条,通过镁条燃烧放出的热量引发铝热反应。
2.答案:起引发剂的作用;镁条和氯酸钾不是铝热剂,铝热剂指的是铝粉和难熔金属氧化物的混合物。
3.答案:铝热反应需要在高温条件下进行。
4.答案:因为镁的还原性比铝的强,所以铝和氧化镁不能发生反应。
5.答案:①焊接钢轨;②冶炼钒、铬、锰、钨等难熔金属;③用于钢筋混凝土的定向爆破。
活动与探究3:气体 逐渐溶解 发出爆鸣声 酸溶液 碱溶液 H2
思考与交流:C 解析:根据铝与盐酸以及铝与NaOH溶液反应的化学方程式:2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑,2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑,可直接得到答案:n(HCl)∶n(NaOH)=3∶1。
【当堂检测】
1.C 解析:铝是一种非常重要的金属,有极为广泛的用途。上述9项都属于铝的用途,其中一部分与食品有关,如制易拉罐、用明矾净水、制炊具、用明矾和苏打作食物膨化剂等,还有制牙膏皮、用氢氧化铝制药片治胃病等都可以直接进入人体而危害人体健康,应严格控制。
2.B 解析:根据化学方程式Fe2O3+2Al +Al2O3,+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+,+2HCl===FeCl2+,可知选项B正确。
3.A 解析:由得失电子守恒,可知等量的铝参加反应生成H2的量相同。
4.D 解析:铝与酸、强碱反应均放出氢气,则加入铝粉能放出氢气的溶液中可能含H+,也可能含OH-。分别加入各组离子,一定能大量共存,是指各组离子应与H+或OH-都能共存。A项中,NH与OH-生成NH3·H2O,CO与H+生成H2CO3;B项中,HCO与H+、OH-都能发生反应;C项中,Mg2+与OH-不能共存,并且NO与H+共存时形成HNO3,与铝粉反应不产生H2;D项中,各离子与H+或OH-都不发生反应,符合要求。
5.解析:(1)样品中的氧化铁不与NaOH溶液反应,而铝能与NaOH溶液反应:
2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑
54 g                67.2 L
m(Al)                b L
m(Al)=54 gb L/67.2 L=9b/11.2 g
(2)发生的反应为2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe,由化学方程式容易看出氧化铁与铝的质量之比为80∶27。
(3)从铝热反应的化学方程式可以看出,铝与铁的物质的量是相等的,但在与酸的反应中,铝的价态升高到+3价,铁的价态升高到+2价,因此,c∶b=2∶3。
答案:(1)2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑ 
(2)2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe 80∶27
(3)2∶3
第二课时
课堂·合作探究
【问题导学】
活动与探究1:生成白色胶状沉淀 Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH 白色沉淀溶解 Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O 白色沉淀溶解 出现白色胶状沉淀 Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-
[Al(OH)4]-+CO2===Al(OH)3↓+HCO
思考与交流:1.答案:制备Al(OH)3的方法有:
(1)可溶性铝盐与氨水反应制取Al(OH)3,离子方程式为Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH;
(2)向含有[Al(OH)4]-的溶液中通入足量的CO2制取Al(OH)3,离子方程式为[Al(OH)4]-+CO2===Al(OH)3↓+HCO。
因为Al(OH)3可以溶于NaOH溶液,所以一般不用AlCl3溶液和NaOH溶液反应来制取Al(OH)3。
2.答案:能,将一种溶液滴加到另一种溶液中,若先出现白色沉淀,后沉淀溶解,则滴加的是NaOH溶液,另一种溶液是AlCl3溶液;若开始时无沉淀生成,后生成沉淀,则滴加的是AlCl3溶液,另一种溶液是NaOH溶液。
3.答案:向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH至过量发生的反应依次为:
Al3++3OH-===Al(OH)3↓
Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-
生成Al(OH)3沉淀的量与加入NaOH的量的关系图像如下:
活动与探究2:剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放出大量的热,生成白色固体 2Mg+O22MgO 反应剧烈,有大量的气体产生,放出大量的热,镁带逐渐溶解 Mg+2HCl===MgCl2+H2↑ Mg+2H+===Mg2++H2↑ 铝的表面覆盖一层红色固体,溶液的蓝色逐渐变浅 2Al+3CuSO4===Al2(SO4)3+3Cu 2Al+3Cu2+===2Al3++3Cu 铜丝表面析出一层银白色的固体 Cu+2AgNO3===Cu(NO3)2+2Ag Cu+2Ag+===Cu2++2Ag
思考与交流:1.答案:不是;金属活动性顺序中氢前的金属可以与稀盐酸或稀硫酸反应放出H2,金属不能是氢后的金属,酸不能是浓硫酸和硝酸。
2.答案:不能,金属活动性顺序中银和银以前的金属单质可以和硝酸反应,银后的金属不反应。
3.答案:不能,把Na放入CuSO4溶液中,Na先和水反应生成NaOH和H2,生成的NaOH再和CuSO4反应生成Cu(OH)2和Na2SO4,没有Cu生成。
【当堂检测】
1.B 解析:Al2O3不溶于水,也不能和水反应生成Al(OH) 3。
2.D 解析:Al2O3与水不反应;Na[Al(OH)4]溶液中加过量盐酸可发生Na[Al(OH)4]+HCl===Al(OH)3↓+NaCl+H2O,Al(OH)3+3HCl===AlCl3+3H2O;Na与水反应生成NaOH,而NaOH与Na[Al(OH)4]不反应;D项中NaOH不足,只能发生反应:AlCl3+3NaOH===Al(OH)3↓+3NaCl。
3.C 解析:因为Al(OH)3不溶于弱酸和弱碱,所以最合适的试剂是NH3·H2O和AlCl3反应制取Al(OH)3。
4.C 解析:由题意知,消耗NaOH溶液的体积之比即为消耗NaOH的物质的量之比。向Al3+中加入OH-时,产生Al(OH)3沉淀消耗的OH-的量与溶解Al(OH)3消耗的OH-的量之比为3∶1,故产生Al(OH)3和产生Mg(OH)2所消耗NaOH的量之比为3∶1,即n(Al3+)∶n(Mg2+)=2∶1,所以n(Cl-)∶n(SO)=6∶1。
5.解析:(1)上表所列铜化合物中,铜的质量分数为CuFeS2:34.8%;Cu5FeS4:63.5%;Cu2S:80%;CuCO3·Cu(OH)2:57.6%。(2)Cu2O、Cu2S中的Cu由+1价被还原为0价,作氧化剂;Cu2S的S由-2价被氧化为+4价,作还原剂。(3)SO2尾气排放到空气中会形成酸雨,处理该尾气一般为循环制备硫酸,利用Ca(OH)2或氨水吸收可得到(NH4)2SO4等有价值的化学品。
答案:(1)Cu2S (2)Cu2O、Cu2S (3)形成酸雨 硫酸,硫酸铵