(共44张PPT)
颜色
状态
熔点
密度
导电导热性
延展性
_____色
___体
较___
较___
_____
_____
实验
装置
含义
铝和金属氧化物在高温下发生剧烈反应并放出大量热的化学反应
原理
___作还原剂，__________作氧化剂，用铝将金属氧化物中的金属置换出来
铝热剂
_____和某些金属氧化物(Fe3O4、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物
引发
操作
在铝热剂上放KClO3，插入镁条并将镁条点燃
反应
特点
在高温下进行，迅速反应并放出大量的热，新生成的金属单质呈熔融态且易与Al2O3分离
应用
冶炼难熔的相对较______的金属，如V、Cr、Mn等；焊接钢轨等
与酸反应
与碱反应
实验操作
向盛有Al(OH)3沉淀的试管中加入盐酸
向盛有Al(OH)3沉淀的试管中加入氢氧化钠溶液
现象
试管中白色沉淀_____
试管中白色沉淀____
反应的化学方程式及离子方程式
化学方程式：
离子方程式：
化学方程式：
离子方程式：
两性氢氧化物
既可以与酸反应，又可以与碱反应生成盐和水的氢氧化物
解析
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“课时跟踪检测”见“课时跟踪检测(十四)”
(单击进入电子文档)第一单元从铝土矿到铝合金
第一课时 铝及铝合金铝的氧化物与氢氧化物
——————————————————————————————————————
[课标要求]
1．了解铝的原子结构及物理性质。
2．掌握铝的化学性质。
3．了解铝及铝合金的应用。
4．掌握Al2O3和Al(OH)3的性质。
1．铝是一种既可以与酸反应又可以与碱溶液反应产生H2的金属。
2．Al2O3是两性氧化物，其与强酸、强碱溶液反应的离子方程式分别为
Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、
Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O。
3．Al(OH)3是两性氢氧化物，其与强酸、强碱溶液反应的离子方程式分别为
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O、
Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。
1．物理性质
颜色
状态
熔点
密度
导电导热性
延展性
银白色
固体
较低
较小
良好
良好
2．化学性质
铝原子结构示意图为，在化学反应中容易失去最外层上的3个电子，化合价升高，表现出还原性。
(1)铝的性质实验
与铝反应的物质
实验现象
结论或化学方程式
浓硝酸
无明显现象
铝遇浓硝酸发生钝化
浓硫酸
无明显现象
铝遇浓硫酸发生钝化
盐酸
铝片逐渐溶解，有气泡产生
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
氢氧化钠溶液
铝片逐渐溶解，有气泡产生
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
(2)铝与氧气的反应
①常温时，与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜并牢固地覆盖在铝表面，防止铝进一步被氧化，因此铝在空气中表现出良好的抗腐蚀性。
②加热时，铝粉可在空气中燃烧，放出大量热，化学方程式为4Al＋3O22Al2O3。
(3)铝与酸的反应
①与盐酸、稀H2SO4反应
离子方程式：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑。
②常温下，遇浓硝酸、浓H2SO4时，在表面生成致密的氧化膜而发生钝化。
(4)铝与强碱溶液的反应
与NaOH溶液反应
离子方程式：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。
[特别提醒]
因铝既能与强酸反应，又能与强碱溶液反应，铝制品不能用来蒸煮或长期储存酸性或碱性食物。
1．等质量的铝分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应，两者生成氢气的量有什么关系？
提示：产生H2的物质的量相等。
2．足量的铝分别与等浓度、等体积的盐酸和NaOH溶液反应，生成氢气的量有什么关系？
提示：产生H2的物质的量之比为1∶3。
铝与酸、碱液反应生成H2的量的关系
1．反应原理
2．量的关系
(1)定量关系
(2)铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应产生氢气体积关系归纳：
反应物的量
产生H2的体积关系
等量的铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应
＝1∶1
足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应
＝
一定量的铝分别与不足量的盐酸和过量的氢氧化钠溶液反应
<<1
1．称取两份铝粉，第一份加入足量的NaOH溶液，第二份加入足量的盐酸，若放出的氢气的体积相等(同温同压)。
则两份铝粉的质量比为( )
A．1∶2
B．1∶3
C．3∶2
D．1∶1
解析：选D 因NaOH溶液和盐酸都是足量的，若铝与两者反应放出氢气的体积相等，则两份铝的质量相等。
2．等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为5∶7，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是( )
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：选B 因为等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为1∶1，足量的铝分别与等物质的量浓度、等体积的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为1∶3，而今产生H2的体积比：<<1，所以反应的情况为：铝过量，盐酸不足；铝不足，氢氧化钠过量。
[方法技巧]
一定量的铝分别和含等物质的量溶质的盐酸和氢氧化钠溶液反应，若产生氢气的体积比为<<1，则必定是：
①铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；
②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而氢氧化钠过量。
1．铝热反应实验探究
实验装置
实验现象
(1)镁条剧烈燃烧(2)氧化铁粉末和铝粉发生剧烈的反应(3)反应放出大量的热，并发出耀眼的白光(4)纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中
实验结论
在高温下，铝与Fe2O3发生反应，放出大量的热
化学方程式
2Al＋Fe2O3
Al2O3＋2Fe
2.铝热反应
含义
铝和金属氧化物在高温下发生剧烈反应并放出大量热的化学反应
原理
Al作还原剂，金属氧化物作氧化剂，用铝将金属氧化物中的金属置换出来
铝热剂
铝粉和某些金属氧化物(Fe3O4、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物
引发操作
在铝热剂上放KClO3，插入镁条并将镁条点燃
反应特点
在高温下进行，迅速反应并放出大量的热，新生成的金属单质呈熔融态且易与Al2O3分离
应用
冶炼难熔的相对较不活泼的金属，如V、Cr、Mn等；焊接钢轨等
[特别提醒]
铝热反应可用于焊接铁轨，但工业上不用该方法炼铁，因为铝比铁的冶炼成本更高。
3．铝合金
(1)组成：铝与其他金属(或非金属)熔合形成合金。
(2)特点：密度小、强度高、塑性好、抗腐蚀。
(3)用途：建筑外墙材料，汽车车轮骨架和飞机构件。
4．铝的用途
(1)利用其导电性，制造电线。
(2)利用强的还原性，冶炼熔点高的金属。
1．铝热反应中利用了铝的哪些性质？
提示：还原性、反应放出大量的热及铝的熔点低。
2．金属铝可用于还原哪些金属？能否利用铝热反应冶炼镁？
提示：能冶炼活动性比铝差的难熔金属。不能利用铝热反应冶炼镁，原因是Mg比Al活泼。
1．铝热反应的特点
(1)高温。(2)剧烈燃烧，放出大量的热。
(3)新生成的液态金属单质易与Al2O3(固态)分离。
2．铝热反应实验注意问题
(1)镁带要打磨净表面的氧化膜，否则难以点燃。
(2)氧化铁粉末要干燥，铝粉没有被氧化，否则难以反应。
(3)要保证纸漏斗重叠时四周均为四层，且内层纸漏斗一定要用水润湿，以防高温物质从四周溅出。
(4)因为铝热反应是一个放热反应，反应中放出的大量热量能够使铁熔化，所以要垫细沙，这样做的目的一是防止蒸发皿炸裂，二是防止熔融的金属溅出伤人。
(5)实验装置应远离人群和易燃物。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)铝热剂中的氧化剂是铝粉( )
(2)铝热剂是纯净物( )
(3)铝热反应是放热反应( )
(4)通过铝热反应可以在野外焊接钢轨( )
答案：(1)× (2)× (3)√ (4)√
2．下列物质不能与铝发生铝热反应的是( )
A．FeO
B．Cr2O3
C．MgO
D．MnO2
解析：选C Mg的活动性强于Al，Al不能和MgO反应置换出Mg。
3．下列为铝或铝合金的各种性质：A：导电性，B：导热性，C：还原性，D：铝合金密度小、强度大、机械加工性能好，E：结构紧密、不透光、不透气。
在后面横线上根据相关的性质填写相应的序号。
(1)制造飞机或汽车外壳________。
(2)制造各种日用炊具________。
(3)铝热法冶炼金属________。
(4)制造电线电缆________。
(5)制造包装用的铝箔________。
答案：(1)D (2)B (3)C (4)A (5)E
1．氧化铝
(1)化学性质
①与H2SO4反应的化学方程式：Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O。
②与NaOH反应的化学方程式：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O。
③两性氧化物：既可以与酸反应又可以与碱反应生成盐和水的氧化物。
④NaAlO2溶液与CO2反应的化学方程式：NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3。
(2)物理性质与用途
①硬度高，硬度仅次于金刚石的刚玉，其主要成分为α 氧化铝，红宝石是含少量铬元素的刚玉，蓝宝石是含少量铁和钛元素的刚玉。
②熔点高，常用于制造耐火材料。
③工业上电解熔融氧化铝制取铝。
[特别提醒]
Al2O3属于两性氧化物而不是碱性氧化物。
2．氢氧化铝
(1)物理性质
①颜色状态：白色固体。
②溶解性：难溶于水。
(2)实验室制备
常用可溶性铝盐AlCl3与氨水反应制取Al(OH)3
①化学方程式为AlCl3＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4Cl。
②离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。
③现象：生成白色胶状沉淀，氨水过量时，沉淀不溶解。
(3)化学性质
①氢氧化铝的两性：
与酸反应
与碱反应
实验操作
向盛有Al(OH)3沉淀的试管中加入盐酸
向盛有Al(OH)3沉淀的试管中加入氢氧化钠溶液
现象
试管中白色沉淀溶解
试管中白色沉淀溶解
反应的化学方程式及离子方程式
化学方程式：Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O离子方程式：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
化学方程式：Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O离子方程式：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
两性氢氧化物
既可以与酸反应，又可以与碱反应生成盐和水的氢氧化物
②不稳定性：
Al(OH)3受热分解，化学方程式为2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。
3．明矾的净水作用
(1)复盐：由两种或两种以上阳离子和一种阴离子组成的盐。明矾是一种复盐，其化学式为KAl(SO4)2·12H2O。
(2)明矾的净水原理
[特别提醒]
Al(OH)3能溶于强酸、强碱溶液，但不溶于弱酸(如H2CO3)、弱碱(如NH3·H2O)。
1．为什么常用氨水与氯化铝溶液反应制取氢氧化铝，而不用氢氧化钠溶液呢？
提示：因为Al(OH)3为两性氢氧化物，Al(OH)3可溶于NaOH溶液中而生成NaAlO2。但Al(OH)3不溶于氨水中，故常用氨水与氯化铝反应制取氢氧化铝，而不用NaOH溶液。
2．向AlCl3溶液中滴加少量NaOH溶液，产物是什么？NaOH过量又生成什么产物？
提示：NaOH少量时产物是Al(OH)3，反应的化学方程式为AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl。NaOH过量时产物是NaAlO2，反应的化学方程式为AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O。
3．向NaAlO2溶液中滴加少量盐酸，产物是什么？盐酸过量又生成什么产物？
提示：盐酸少量时产物是Al(OH)3，反应的化学方程式为NaAlO2＋HCl＋H2O===Al(OH)3↓＋NaCl；盐酸过量时产物是AlCl3，反应的化学方程式为NaAlO2＋4HCl===AlCl3＋NaCl＋2H2O。
1．“铝三角”及其转化关系
(1)Al3＋与Al(OH)3的相互转化
①Al3＋转化为Al(OH)3：
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH；
Al3＋＋3OH－(少量)===Al(OH)3↓。
②Al(OH)3转化为Al3＋：
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。
(2)Al3＋与AlO的相互转化
①Al3＋转化为AlO：
Al3＋＋4OH－(过量)===AlO＋2H2O。
②AlO转化为Al3＋：
AlO＋4H＋(过量)===Al3＋＋2H2O。
(3)AlO与Al(OH)3的相互转化
①AlO转化为Al(OH)3：
AlO＋CO2(过量)＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO；
2AlO＋CO2(少量)＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO。
AlO＋H＋(少量)＋H2O===Al(OH)3↓。
②Al(OH)3转化为AlO：
Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。
2．“铝三角”转化关系的应用
(1)制取Al(OH)3：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH；
AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。
(2)判断离子共存：Al3＋与OH－、AlO、CO、HCO等在溶液中不能大量共存；AlO与H＋、Al3＋、Fe3＋等在溶液中不能大量共存。
(3)检验与鉴别
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＋、Mg2＋。
③采用互滴法鉴别Al3＋与OH－，AlO与H＋。
(4)分离与提纯
①利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的混合物(如Fe、Al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(如Fe2O3、Al2O3混合物)。
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(如Al3＋与Mg2＋或Fe3＋)。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)用氢氧化钠溶液可以除去铝片表面的氧化膜( )
(2)可以利用Al2O3与水反应制得Al(OH)3( )
(3)溶解Al(OH)3的溶液一定是强酸溶液( )
(4)强酸性溶液中铝元素以Al3＋形式存在，强碱性溶液中铝元素以AlO形式存在( )
答案：(1)√ (2)× (3)× (4)√
2．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→AlO
D．Al3＋→Al(OH)3
解析：选B Al(OH)3加热分解可直接得Al2O3，Al与强碱溶液反应可得AlO，Al3＋遇碱可直接得Al(OH)3，Al2O3难溶于水，不能通过一步反应得Al(OH)3，应将Al2O3与酸或碱反应得Al3＋或AlO，再与碱或酸反应，才能得Al(OH)3。
[三级训练·节节过关]
1．近年来，科学家正在探索利用铝粉作为新能源的可能性，以期望铝能成为一种石油的取代物。假如铝作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，关于其有利因素的下列说法，你认为错误的是( )
A．铝质轻，便于运输、贮存，且安全
B．铝燃烧时放出的热量大，且燃烧后的产物对环境的污染容易得到有效的控制
C．在地球上，铝矿资源比较丰富
D．现代电冶炼铝的工业技术已为铝作为新能源奠定了重要基础
解析：选D 电冶炼铝本身消耗了大量电能。
2．使溶液中的AlO完全转化成Al(OH)3，应选择的最佳试剂是( )
A．稀硫酸
B．盐酸
C．CO2
D．氨水
解析：选C 使AlO转化成Al(OH)3需加酸，若用强酸会使生成的Al(OH)3溶解，最好通入CO2气体。
3．以氧化铝为原料制取氢氧化铝最好的方法是( )
A．将氧化铝溶于水
B．将氧化铝先溶于盐酸中，之后滴加氨水
C．将氧化铝先溶于盐酸中，之后滴加氢氧化钠溶液
D．将氧化铝先溶于氢氧化钠溶液之中，之后滴加盐酸
解析：选B 以Al2O3为原料制取Al(OH)3，有两条途径：
Al2O3Al3＋Al(OH)3；
Al2O3AlOAl(OH)3。
因Al(OH)3可溶于强酸、强碱，故应选用Al3＋与弱碱反应或AlO与弱酸反应。
4．下列各组物质的稀溶液相互反应，无论是前者滴入后者，还是后者滴入前者，反应现象相同的是( )
①NaHSO4和Ba(OH)2 ②AlCl3和NaOH
③NaAlO2和H2SO4 ④Ba(HCO3)2和Ba(OH)2
A．①②
B．②③
C．③④
D．①④
解析：选D ②中，NaOH溶液滴入AlCl3溶液中，先产生白色沉淀，碱液过量后沉淀又溶解，AlCl3溶液滴入NaOH溶液中，生成的沉淀立即溶解，最后又生成白色沉淀；③中，稀H2SO4滴入NaAlO2溶液中，先产生白色沉淀，酸过量后沉淀又溶解，NaAlO2溶液滴入稀H2SO4中，生成的沉淀立即溶解，最后又生成白色沉淀；对于①④不管加入试剂的顺序如何，其现象均相同。
5．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________________________________________________________________________。
解析：金属单质中既可和酸反应，又可和碱反应的只有Al，X是Al，则A是Al2O3，B是NaAlO2，C是AlCl3。
答案：(1)Al Al2O3 NaAlO2 AlCl3
(2)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
1．下列说法正确的是( )
A．Al2O3难溶于水，不跟水反应，所以它不是Al(OH)3对应的氧化物
B．因为Al2O3是金属氧化物，所以它是碱性氧化物
C．Al2O3能跟所有的酸碱溶液反应
D．Al2O3能跟强的酸碱溶液反应
解析：选D 虽然Al2O3不跟H2O反应，但Al2O3和Al(OH)3中铝元素化合价相同，Al2O3是Al(OH)3对应的氧化物；Al2O3是金属氧化物，不是碱性氧化物，是两性氧化物，能跟强酸强碱反应，与弱酸弱碱不反应。
2．下列关于氢氧化铝性质的叙述错误的是( )
A．Al(OH)3是两性氢氧化物
B．Al(OH)3是难溶于水的白色胶状物质
C．Al(OH)3能凝聚水中的悬浮物，也能吸附色素
D．Al(OH)3既能溶于NaOH溶液、氨水，又能溶于盐酸
解析：选D Al(OH)3难溶于弱碱(如氨水)。
3．世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一，而加以控制使用。铝在下列应用中应加以控制的是( )
①制铝合金 ②制电线 ③制炊具 ④银色漆颜料
⑤明矾[KAl(SO4)2·12H2O]净水 ⑥明矾与苏打制食品膨松剂 ⑦易拉罐 ⑧用Al(OH)3凝胶制胃舒平药片 ⑨包装糖果和小食品
A．③⑤⑧⑨
B．⑥⑧⑨
C．③⑤⑨
D．③⑤⑥⑦⑧⑨
解析：选D 本题的突破口是“食品污染源”。
4．下列物质中既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的是( )
①Na2CO3 ②Al(OH)3 ③NH4HCO3 ④Al2O3
A．①②④
B．②③④
C．②④
D．①②③④
解析：选B Na2CO3只能与盐酸反应；Al2O3和Al(OH)3既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应；NH4HCO3与盐酸反应放出CO2，与NaOH溶液反应放出NH3。
5．使溶液中的Al3＋完全转化成Al(OH)3，应选择的最好试剂是( )
A．H2SO4
B．盐酸
C．CO2
D．氨水
解析：选D Al3＋与碱反应可转化为Al(OH)3，而Al(OH)3可溶于强碱，故要制得Al(OH)3，最好选用弱碱。
6．在MgO中混有少量的Al2O3杂质，欲将杂质除去可选用的试剂是( )
A．稀硫酸
B．浓氨水
C．稀盐酸
D．氢氧化钠溶液
解析：选D MgO不溶于NaOH溶液，Al2O3溶于NaOH溶液。
7．下列各组物质中能发生铝热反应的是( )
A．Al粉和FeO粉末
B．木炭粉和CuO粉末
C．Al粉和MgO粉末
D．Al粉和稀盐酸
解析：选A 铝热反应是铝与金属氧化物间的反应，B中无铝粉，错误；D中无金属氧化物，错误；C中虽然是铝粉与金属氧化物的混合物，但Al不如Mg活泼，两者也不能发生铝热反应。
8．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
解析：选A 相同质量时物质的量n(Al)＝1/27,
n[Al(OH)3]＝1/78，n(AlCl3)＝1/133.5，n(Al2O3)＝1/102,1
mol
Al消耗1
mol
NaOH,1
mol
Al(OH)3消耗1
mol
NaOH，1
mol
AlCl3消耗4
mol
NaOH,1
mol
Al2O3消耗2
mol
NaOH。各选项中消耗NaOH分别为A项，1/27
mol，B项，1/78
mol，C项，4/133.5＝1/33.375
mol，D项，1/51
mol，数值最大者为A项。
9．完成下面有关钠、镁、铝的计算及判断。
(1)分别取a
g钠、镁、铝分别与足量盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积比是__________________________。
(2)分别取0.1
mol钠、镁、铝与足量盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积比是________________。
(3)若产生相同体积(同温同压)的氢气，所需钠、镁、铝三种金属的物质的量之比是________；质量比是________。
解析：(1)a
g
Na、Mg、Al的物质的量分别为
mol、
mol、
mol，由三者与足量盐酸反应的化学方程式：2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑，Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，可得关系式：2Na～H2，Mg～H2,2Al～3H2，所以a
g
Na、Mg、Al生成H2的体积之比为∶∶＝∶∶。
解答本题也可由电子守恒知产生氢气的体积之比即为金属转移的电子数之比：(×1)∶(×2)∶(×3)，直接得出答案。
(2)0.1
mol钠、镁、铝与足量盐酸反应，转移电子数之比为(0.1
mol×1)∶(0.1
mol×2)∶(0.1
mol×3)＝1∶2∶3，即产生H2体积之比为1∶2∶3。
(3)与前两问恰好反过来，氢气的体积相等，转移的电子数相等，即为金属失去的电子数相等。
答案：(1)∶∶ (2)1∶2∶3
(3)1∶∶(或6∶3∶2) 23∶12∶9
10．A、B、C、D、E五种化合物，均含有某种常见元素，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则易溶于水，若取A溶液灼烧，焰色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃)。
请回答下列问题：
(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：______________________________________________________________，
B→D：_____________________________________________________________，
C→E：_____________________________________________________________。
解析：B既能与NaOH反应，又能与盐酸反应，且能受热分解，B为Al(OH)3，C为Al2O3，则D为AlCl3，E为NaAlO2，A与过量CO2反应生成B，且焰色反应为紫色，A为KAlO2。
答案：(1)KAlO2 Al(OH)3 Al2O3 AlCl3 NaAlO2
(2)AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
1．下列离子方程式书写错误的是( )
A．铝粉投入到NaOH溶液中：
2Al＋2OH－===2AlO＋H2↑
B．Al(OH)3溶于NaOH溶液中：
Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
C．NaAlO2溶液中通入少量的CO2：
2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO
D．Al2O3粉末溶于NaOH溶液中：
Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
解析：选A A项应为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。
2．只用试管和胶头滴管而不用其他试剂无法区分的一组试剂是( )
A．KOH溶液和AlCl3溶液
B．Na2CO3溶液和盐酸
C．MgCl2溶液和氨水
D．盐酸和NaAlO2溶液
解析：选C A项，KOH溶液滴入AlCl3溶液中立即产生白色沉淀，KOH过量后沉淀又溶解，AlCl3滴入KOH溶液中产生的沉淀立即溶解，最后又产生白色沉淀，可以区分；B项，向Na2CO3溶液中缓慢滴入盐酸，开始无气泡，后来有气泡，把Na2CO3溶液滴入盐酸立即产生气泡，可以区别；C项，不论MgCl2溶液滴入氨水中，还是氨水滴入MgCl2溶液中，均产生白色沉淀，不能区分；D项，盐酸滴入NaAlO2溶液中，立即产生白色沉淀，盐酸过量后，沉淀又溶解，NaAlO2溶液滴入盐酸中，产生的沉淀立即溶解，最后又产生白色沉淀，可以区分。
3．相同物质的量的下列物质，分别与足量NaOH溶液反应，消耗NaOH物质的量最多的是( )
A．Al2O3
B．KAl(SO4)2
C．Al(OH)3
D．Al
解析：选B 分别写出各物质与NaOH溶液反应的方程式：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O；
2KAl(SO4)2＋8NaOH===K2SO4＋2NaAlO2＋3Na2SO4＋4H2O；
Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O；
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。
比较可知同物质的量时，KAl(SO4)2消耗的NaOH物质的量最多。
4．向含有1
mol
KAl(SO4)2的溶液中加入适量的Ba(OH)2溶液，使SO恰好转化为沉淀，此时生成的Al(OH)3的物质的量是( )
A．1
mol
B．1.33
mol
C．0.67
mol
D．0
mol
解析：选D 1
mol
KAl(SO4)2中含Al3＋1
mol、SO
2
mol，若使SO恰好沉淀，应加入含2
mol
Ba2＋的Ba(OH)2溶液，即2
mol
Ba(OH)2，此时加入的OH－为4
mol，结果1
mol
Al3＋与4
mol
OH－反应，使Al3＋完全转化为AlO而无Al(OH)3沉淀生成。
5．用含有少量镁的铝片制取纯净的Al(OH)3，可能有的步骤为①加盐酸溶解；②加过量苛性钠溶液；③过滤；④通入过量CO2；⑤加过量纯碱溶液，实验操作最合理的组合及顺序是( )
A．①⑤④③
B．②③④③
C．②③⑤③
D．①⑤③
解析：选B 用含有少量镁的铝片制取纯净的Al(OH)3，
Mg、AlNaAlO2
Al(OH)3，实验合理步骤是②③④③。
6．将5.4
g
Al投入到200.0
mL
2.0
mol·L－1的某溶液中有氢气产生，充分反应后金属有剩余，该溶液可能为( )
A．浓HNO3
B．Ba(OH)2溶液
C．H2SO4溶液
D．HCl溶液
解析：选D 5.4
g
Al为0.2
mol,200.0
mL
2.0
mol·L－1溶液，含溶质0.4
mol；A项，铝与浓HNO3常温下钝化，不产生H2；B项，由2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑知，碱过量；C项，由2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑知，酸过量；D项，由C项中离子方程式知，酸不足量则金属有剩余。
7．在天平的左右两个托盘上放有两个烧杯，两个烧杯中分别盛有盐酸和氢氧化钠溶液，天平处于平衡状态，当分别向两烧杯中加入等质量的铝(酸和碱都是足量的)充分反应后( )
A．天平保持平衡
B．左高右低
C．左低右高
D．无法确定
解析：选A 由化学方程式2Al＋2H2O＋2NaOH===2NaAlO2＋3H2↑及2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑可知，当酸和碱过量时，等量的铝反应能产生等量的氢气，所以天平依然保持平衡。
8．一定质量的铝铁合金溶于足量的NaOH溶液中，完全反应后产生3.36
L(标准状况下)气体；用同样质量的铝铁合金完全溶于足量的盐酸中，在标准状况下产生5.6
L的气体，则该合金中铝、铁的物质的量之比为( )
A．1∶1
B．2∶5
C．3∶2
D．3∶5
解析：选A 将铝铁合金溶于NaOH溶液中时，只有铝参与反应，而铁不反应，此时生成的3.36
L(即0.15
mol)氢气是由反应2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑生成的，故合金中n(Al)＝0.15
mol×＝0.1
mol；当同样质量的合金与盐酸反应时，铝参与反应生成的H2为0.15
mol，则由Fe置换出的n(H2)＝0.25
mol－0.15
mol＝0.1
mol，即合金中含Fe的物质的量也为0.1
mol。
9．已知A为金属单质，在以下各步反应的最后生成物是白色沉淀。
(1)写出物质的化学式：A__________、B__________、
C__________、D__________、E__________。
(2)写出各步反应的离子方程式(若不是离子反应，则写化学方程式)。
A→B：______________________________________________________________。
B→E：______________________________________________________________。
A→C：_______________________________________________________________。
C→E：________________________________________________________________。
A→D：_________________________________________________________________。
解析：由转化关系知，金属A既能与稀硫酸反应又能与氢氧化钠溶液反应，A为Al，则B、C、D、E分别为AlCl3、NaAlO2、Al2(SO4)3、Al(OH)3。
答案：(1)Al AlCl3 NaAlO2 Al2(SO4)3 Al(OH)3
(2)2Al＋3Cl22AlCl3 Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO 2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
10．某校化学兴趣小组用如图所示过程除去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)氢氧化钠溶液能否用氨水代替，为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)溶液a中存在的离子有________；在溶液a中加入盐酸时需控制盐酸的量，为什么？________________________________________________________________________。
为此，改进方法是___________________________________________。
解析：(1)加入足量氢氧化钠溶液，Mg2＋可与OH－反应生成Mg(OH)2沉淀，Al3＋先生成Al(OH)3，继而生成AlO。
(2)氢氧化钠溶液不能用氨水代替，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)加入氢氧化钠溶液后除去了Mg2＋，但又引入了Na＋，同时Al3＋转化成了AlO；因为氢氧化铝能与强酸反应，所以在加入盐酸沉淀AlO时，需要控制溶液盐酸的量，以防止部分AlO转化成Al3＋；氢氧化铝只能与强碱或强酸反应，因此，可在溶液a中通入过量二氧化碳气体，而Al(OH)3不会溶解。
答案：(1)Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
(2)不能，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)Cl－、K＋、AlO、OH－、Na＋ 因为Al(OH)3能与强酸反应，所以在加入盐酸时，需要控制盐酸的量，以防止部分Al(OH)3转化成Al3＋ 通入过量二氧化碳气体(共24张PPT)
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晨背·重点语句
份点1
基础·自主落实
Naoh
溶液
足量CO2
冰晶石
①溶解
熔融
过滤NaAO2过滤
灼烧
电解
铝土矿
溶液
一Al(OHI)3③
A12O④A
演练·题组冲关
a
F
受
a
a
量水滤
a
a
a
程
入
O
C
C
C
O
C
C
e
C
C
F
分点奥
生成·系统认知
n
LAl(od)3
A
0
3
n
nh
H,o)
n
lAl(oha]
B
0
3
4
n(naOH)
n
[Al(OH)3
a
B
0
0.5
1
n(NaOH)
n
Al(,
B
01
4
n(Hci)
n
[Al(OH)
2
B
0
56
n(NaOH)
A1++Al(OH)3
A1(OH)2+AO小CSy
0
3
n
oh)
Al(OH
Al(OH+A3+
A1O2
+Al(OH)3
A3+
4
Al(OH
n
(ht)
y
y
D
沉淀量/mol
O102030405060
V(Naoh)/mL
课堂·巩固练
A
B第二课时
从铝土矿中提取铝
——————————————————————————————————————
[课标要求]
1．了解铝元素在自然界中的主要存在形式。
2．了解从铝土矿中得到金属铝的过程。
1．铝元素是地壳中含量最多的金属元素，铝土矿(主要成分是Al2O3)是铝元素在
地壳中的主要存在形式之一。
2．从铝土矿(Al2O3、Fe2O3、SiO2)提取Al2O3的两个流程：
(1)铝土矿NaAlO2
AlCl3Al(OH)3Al2O3。
(2)铝土矿AlCl3
NaAlO2Al
(OH)3Al2O3。
3．铝元素在溶液中存在的形式
(1)在酸性溶液中存在形式Al3＋。
(2)在碱性溶液中存在形式AlO。
1．铝的存在
(1)含量：铝元素是地壳中含量最多的金属元素。
(2)存在：地壳中铝以化合态存在于铝土矿中，铝土矿的主要成分是Al2O3。
2．从铝土矿制备铝的工艺流程
(1)流程图
(2)反应原理
①碱溶：化学方程式：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O；
离子方程式：Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O；
②酸化：化学方程式：CO2(过量)＋NaAlO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3；
离子方程式：AlO＋CO2(过量)＋2H2O===Al(OH)3↓
＋HCO；
③灼烧：2Al(OH)3△,Al2O3＋3H2O；
④电解：2Al2O3通电,4Al＋3O2↑。
(3)电解氧化铝时冰晶石的作用
由于氧化铝的熔点很高，直接加热使其熔化需要消耗很大的能量。在实际生产中，向氧化铝中添加冰晶石(Na3AlF6)，使氧化铝熔融温度降低，从而减少了冶炼过程中的能量消耗。
1．从铝土矿制备铝所涉及的下列有关反应中，属于氧化还原反应的是( )
A．铝土矿溶于NaOH溶液中
B．NaAlO2溶液的酸化
C．灼烧氢氧化铝固体
D．电解熔融的氧化铝
解析：选D 从铝土矿制备铝所涉及的反应中，只有电解熔融的氧化铝涉及元素化合价的改变，2Al2O3(熔融)通电,4Al＋3O2↑，属于氧化还原反应。
2．铝土矿的主要成分是Al2O3，还含有少量杂质，已知下列操作：①加NaOH溶液溶解；②通入过量的CO2；③过滤；④加盐酸酸化；⑤灼烧。要得到高纯度的Al2O3，上述操作的正确顺序是( )
A．①②③⑤
B．①③②③⑤
C．①③④③⑤
D．①④③⑤
解析：选B 将铝土矿用NaOH溶液溶解后过滤，目的是除去不与NaOH溶液反应的矿渣，并使Al2O3变成AlO。用CO2酸化是因为Al(OH)3溶于强酸，若加入盐酸，则盐酸的量难以控制，故选B。
[方法技巧]
从铝土矿(主要成分Al2O3，含Fe2O3、SiO2杂质)中提取Al2O3两个流程：
1．图像类型
(1)向含1
mol
AlCl3的溶液中加入氨水至过量
①实验现象：立即产生白色沉淀，且沉淀不溶于过量氨水。
②反应原理：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
③数量关系：＝3时，生成沉淀的量最多。
(2)向含1
mol
AlCl3的溶液中加入氢氧化钠溶液至过量
①实验现象：立即产生白色沉淀且沉淀量逐渐增多，达最大量后，随着NaOH溶液的加入沉淀量又逐渐减少，直至消失。
②反应原理：OA段：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
AB段：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
③数量关系：OA段消耗的NaOH与AB段消耗的NaOH的物质的量之比为3∶1。
(3)向含1
mol
NaAlO2的溶液中通入CO2至过量
①实验现象：立即产生白色沉淀，且沉淀不溶解。
②反应原理：
OA段：AlO＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋CO
AB段：CO＋H2O＋CO2===2HCO
③数量关系：＝时，生成沉淀的量最多
(4)向含1
mol
NaAlO2的溶液中加入盐酸至过量
①实验现象：立即产生白色沉淀且沉淀量逐渐增多，达最大量后，随着盐酸的加入沉淀量又逐渐减少，直至消失。
②反应原理：OA段：AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓
AB段：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
③数量关系：OA段消耗的HCl与AB段消耗HCl的物质的量之比为1∶3。
(5)向含MgCl2、AlCl3各1
mol的混合溶液中加入氢氧化钠溶液至过量。
①实验现象：立即产生白色沉淀，且沉淀量逐渐增多，达最大量后，随着NaOH溶液的加入沉淀量部分溶解，但不完全消失。
②反应原理：OA段：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，
Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓；
AB段：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
③数量关系：AB段消耗的NaOH的物质的量即为混合液中Al3＋的物质的量。
2．反应过程中铝元素存在的形式分析
(1)向1
L
1
mol·L－1的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液
(2)向1
L
1
mol·L－1的NaAlO2溶液中滴加稀盐酸
1．将NaOH溶液逐滴加入到用盐酸酸化的AlCl3溶液中，若用y轴表示Al(OH)3沉淀的量，x轴表示NaOH溶液的体积，下列图像正确的是( )
解析：选D 当溶液中有H＋、Al3＋时，加入的OH－先与H＋反应，后与Al3＋反应：H＋＋OH－===H2O，Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，
故开始加入NaOH溶液时，无沉淀产生，随着NaOH量的增加，沉淀的量也逐渐增加，当NaOH溶液加入到一定量时，沉淀量达到最大值，再加入NaOH溶液，沉淀开始溶解：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。形成沉淀与溶解沉淀所需NaOH溶液的体积比为3∶1。综上所述，D项的图像符合题意。
2．向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，则原混合溶液中Al2(SO4)3与MgSO4的物质的量浓度之比为( )
A．6∶1
B．3∶1 C．2∶1 D．1∶2
解析：选D 由50→60
mL可知10
mL
NaOH溶液刚好溶解了Al(OH)3，故产生这些Al(OH)3需30
mL
NaOH，则在加入的50
mL
NaOH溶液中有20
mL与Mg2＋反应，所以n(Al3＋)∶n(Mg2＋)＝1∶1，则Al2(SO4)3和MgSO4的物质的量浓度之比为1∶2。
[三级训练·节节过关]
1．工业上用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝，而不用还原剂还原氧化铝的方法冶炼铝，下列说法正确的是( )
A．氧化铝中的铝元素为＋3价，只有还原性，没有氧化性
B．加入冰晶石降低氧化铝的熔点，在熔融状态下易被还原
C．铝单质的还原性强，较难用还原剂还原氧化铝得到铝
D．铝离子的氧化性强，较难用还原剂还原氧化铝得到铝
解析：选C 氧化铝中铝元素为＋3价，是其最高价，故只有氧化性，无还原性，但Al3＋氧化性较弱，较难用还原剂还原氧化铝得到铝。
2．在H2SO4酸化过的Al2(SO4)3溶液中滴加NaOH溶液，生成沉淀W(g)与所加NaOH溶液体积V的关系如图，其中正确的是( )
解析：选D NaOH溶液先与H2SO4反应，没有沉淀生成，然后NaOH溶液再与Al2(SO4)3溶液反应生成Al(OH)3，生成Al(OH)3沉淀与溶解Al(OH)3沉淀所用NaOH的物质的量之比为3∶1。
3.将一定量的镁铝合金放入一定量的盐酸中，合金恰好全部溶解，向所得溶液中滴加一定浓度的NaOH溶液，加入NaOH溶液的体积(V)与沉淀质量(m)的关系如图所示。下列说法正确的是( )
①A点的沉淀是Mg(OH)2、Al(OH)3 ②B点的沉淀是Mg(OH)2、Al(OH)3 ③A点的沉淀是Al(OH)3 ④B点的沉淀是Mg(OH)2
A．①②
B．②③
C．③④
D．①④
解析：选D A点产生沉淀的质量最大，即A
的沉淀是Mg(OH)2、Al(OH)3。Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，之后再加入NaOH溶液，Al(OH)3溶解，Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，至B点时Al(OH)3溶解完全，只剩下Mg(OH)2。
4．现根据以下几个实验作出了如图所示的图像，横坐标表示向某溶液中加入另一种物质的物质的量，纵坐标表示沉淀的物质的量。根据实验内容，选择相应图像的字母填空。
(1)向NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液至过量________________________________。
(2)向AlCl3溶液中逐滴加入氨水至过量________________________________。
(3)向用盐酸酸化的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量________。
(4)向NaAlO2溶液中滴加盐酸至过量________。
解析：(1)向NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液至过量，开始时无沉淀，后出现沉淀，且沉淀量增加，图D符合题意。(2)向AlCl3溶液中逐滴加入氨水至过量，立即产生沉淀，沉淀量增加，且沉淀不消失，图C符合题意。(3)向用盐酸酸化的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量，开始无沉淀，后产生沉淀，最终沉淀消失，图A符合题意。(4)向NaAlO2溶液中滴加盐酸至过量，立即产生沉淀，沉淀量先增加后减少，最终沉淀消失，生成沉淀消耗的HCl的物质的量与溶解沉淀消耗的HCl的物质的量之比为1∶3，图B符合题意。
答案：(1)D (2)C (3)A (4)B
1．下列关于铝及其化合物的叙述正确的是( )
A．常温下，铝不能与氧气反应，加热条件下可以与氧气、氯气反应
B．铝是地壳中含量最多的金属元素
C．用于熔化烧碱的坩埚可用Al2O3制成
D．因为氢氧化铝受热易分解，所以具有两性
解析：选B 铝在常温下就能与氧气反应形成一层致密的氧化膜，A项错误；Al2O3能与烧碱(NaOH)反应，C项错误；氢氧化铝受热易分解，说明其不稳定，既能与酸反应生成盐和水又能与碱反应生成盐和水是其两性的体现，D项错误。
2．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 铝是活泼金属，常见的还原剂不能还原Al2O3，只能用电解熔融氧化铝实现。
3.将物质X逐滴加入Y溶液中，生成沉淀的物质的量(n2)与所加X的物质的量(n1)的关系如图所示，符合该图所示情况的是下表中的( )
选项
A
B
C
D
X
NaOH
AlCl3
HCl
NaAlO2
Y
AlCl3
NaOH
NaAlO2
HCl
解析：选C 滴入X立即有沉淀产生，可排除B、D两项，而向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液时，产生沉淀消耗的NaOH溶液与溶解沉淀消耗的NaOH溶液的物质的量之比为3∶1，故排除A项，C正确。
4．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
NaAlO2
C
Al
Al(OH)3
Al2O3
D
MgCl2
Mg(OH)2
MgO
解析：选C A项，Al2O3NaAlO2Al(OH)3Al2O3；B项，AlCl3Al(OH)3NaAlO2AlCl3；D项，MgCl2Mg(OH)2MgOMgCl2；C项中，Al不能一步转化成Al(OH)3。
5．向10
mL
0.1
mol·L－1
AlCl3溶液中逐滴加入0.1
mol·L－1
NaOH溶液V
mL，则下列图像正确的是( )
解析：选B 向10
mL
0.1
mol·L－1
AlCl3溶液中逐滴加入0.1
mol·L－1
NaOH溶液V
mL，反应的化学方程式为AlCl3＋3NaOH===3NaCl＋Al(OH)3↓，Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O。因此沉淀达到最大值时消耗氢氧化钠溶液是30
mL，溶解氢氧化铝时又消耗氢氧化钠溶液10
mL，B项符合。
6．在MgCl2、AlCl3的混合溶液中加入足量的氨水，下列能正确表示加入氨水的量(x)与生成沉淀的量(y)的关系是( )
解析：选D 在MgCl2、AlCl3的混合溶液中加入足量氨水，生成的Mg(OH)2、Al(OH)3与过量的氨水均不反应，故沉淀的量不再发生变化，D项正确。
7．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 观察图像时，要注意图像的起始点、终点及曲线的走势。从图像上看，开始时加入NaOH溶液没有沉淀产生，说明溶液中有H＋，沉淀量逐渐增加，达到最大值，然后又减少说明溶液中存在Al3＋，沉淀量减少到一定量后，不再发生变化，说明溶液中还存在Mg2＋。
8．工业上用某种氧化铝矿石(含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图
对上述流程的判断正确的是( )
A．试剂X可以为氨水，沉淀中含有铁的化合物
B．CO2可以用稀硫酸或稀盐酸代替
C．反应Ⅱ的离子方程式为CO2＋AlO＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO
D．工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al，成本更低
解析：选C 氨水不能与氧化铝反应，试剂X应是强碱溶液，A项错误；根据Al(OH)3的制备原理可知，CO2不能用稀硫酸或稀盐酸代替；Al比Fe活泼，故不能采用Fe还原Al2O3的方法制Al，D项错误。
9．以下为从铝土矿(Al2O3、Fe2O3、泥沙)提取铝的流程图(注：整个流程中，不考虑泥沙的溶解及有关反应)：
据此，回答下列问题：
(1)写出A溶质名称________；D的化学式__________，Y的名称__________。
(2)写出①C＋Ca(OH)2的反应方程式：_____________________________________
________________________________________________________________________；
②F―→B的反应方程式：______________________________________________。
(3)操作(Ⅰ)、(Ⅱ)在工业生产中的意义________________________________________
______________________。
解析：由框图可推知：A溶质为NaOH、B为CO2、C为NaHCO3或Na2CO3溶液、D为Al(OH)3、E为Al2O3、F为CaCO3、H为Al、Y为冰晶石。
答案：(1)氢氧化钠 Al(OH)3 冰晶石
(2)①Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH或
NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋NaOH＋H2O
②CaCO3CaO＋CO2↑
(3)(Ⅰ)、(Ⅱ)为工业原料的循环利用，可充分利用资源，减少污染
10．某混合物A，含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现如下图所示的物质之间的变化(已知Fe2O3不溶于水和强碱溶液)：
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、E所含物质的化学式：固体B__________；溶液E__________。
(3)写出②、④两个反应的离子方程式或化学方程式
②________________________________________________________________________；
④________________________________________________________________________。
解析：首先利用Al2O3、Fe2O3不溶于水把它们与KAl(SO4)2分离开。再利用Al2O3的两性将Fe2O3与Al2O3分离，最后利用Al3＋和AlO的性质分别与氨水和盐酸反应转化为Al(OH)3，最终得到Al2O3。
答案：(1)过滤
(2)Al2O3 K2SO4、NH3·H2O和(NH4)2SO4
(3)②Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
④2Al(OH)3Al2O3＋3H2O
1．等体积的AlCl3和NaOH溶液混合后，沉淀物中含铝的质量与溶液中含铝的质量相等，则AlCl3和NaOH两种溶液的物质的量浓度之比为( )
①1∶3 ②2∶3 ③1∶4 ④2∶7
A．①②
B．②③
C．①③
D．②④
解析：选D AlCl3和NaOH溶液混合有沉淀生成，可能有两种情况：(1)NaOH不足量；(2)NaOH部分过量。若原溶液中AlCl3为2
mol，如果NaOH不足，应为生成的Al(OH)3沉淀的物质的量与未反应的AlCl3的物质的量相等，则参与反应的AlCl3为1
mol，消耗NaOH
3
mol，②正确；如果NaOH部分过量，则生成1
mol
Al(OH)3、1
mol
AlO，共消耗NaOH
7
mol，④正确。
2．有200
mL氯化镁和氯化铝的混合溶液，其中c(Mg2＋)为0.2
mol·L－1，c(Cl－)为1.3
mol·L－1。要使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
解析：选C 由溶液呈电中性，得2×c(Mg2＋)＋3×c(Al3＋)＝c(Cl－)＝1.3
mol·L－1，c(Al3＋)＝0.3
mol·L－1，使Mg2＋全部转化为沉淀分离出来，反应产物为Mg(OH)2、NaAlO2、NaCl，由Al3＋～NaAlO2～NaOH和Cl－～NaCl～NaOH，得：消耗NaOH的物质的量：c(Al3＋)×0.2
L＋c(Cl－)×0.2
L＝0.32
mol，其溶液的体积为＝0.08
L＝80
mL。
3.将一小块铝片加入某盐酸中，铝片完全溶解，在所得溶液中继续滴加NaOH溶液。生成Al(OH)3的量与加入NaOH溶液体积的变化关系如图所示，下列说法正确的是( )
A．盐酸与铝片反应后，盐酸还有剩余
B．图中B点之前发生的离子反应为Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
C．A→B段消耗的NaOH溶液的体积与B→C段消耗的NaOH溶液的体积比≥3∶1
D．溶解铝片的盐酸浓度与滴加的NaOH溶液浓度相等
解析：选A A项，从图像可知，刚滴入NaOH溶液时，不生成沉淀，说明盐酸与铝片反应后仍有剩余，正确；B项，B点之前，在O
→A段，还发生了H＋＋OH－===H2O的反应，错误；C项，A→B段消耗的NaOH溶液的体积与B→C段消耗的NaOH溶液的体积比一定等于3∶1，错误；D项，根据题目提供条件，不能判断盐酸与NaOH溶液的浓度关系，错误。
4．有一块镁铝合金，其中镁与铝的质量比是8∶9，加入足量稀硫酸使其完全溶解后，再加入NaOH溶液，生成沉淀的质量随NaOH溶液体积变化的曲线如下图，其中正确的是( )
解析：选A Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，因为硫酸是足量的，所以加入NaOH溶液后发生反应H＋＋OH－===H2O，Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。镁铝质量比是8∶9，其物质的量比为1∶1，设Mg的质量为24
g，铝的质量为27
g，根据元素守恒，沉淀最大质量为58
g＋78
g＝136
g，当氢氧化钠过量，沉淀只有氢氧化镁，其质量为58
g，比136
g的一半少，因此根据上述分析，A符合。
5．如图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加过程中微粒数量的关系曲线。判断下列说法不正确的是( )
A．A线表示Al3＋的物质的量的变化
B．x表示NaOH的物质的量
C．C线表示Al(OH)3的物质的量的变化
D．D线表示Al(OH)3的物质的量的变化
解析：选D 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，对比本题中图像，则x表示NaOH的物质的量，B项正确；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。
6．将一定质量的镁铝混合物投入100
mL盐酸中，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与加入NaOH溶液的体积关系如图所示。若不考虑金属和盐酸反应时HCl的挥发，则下列说法正确的是( )
A．镁和铝的总质量为9
g
B．盐酸的物质的量浓度为5
mol·L－1
C．NaOH溶液的物质的量浓度为10
mol·L－1
D．生成的氢气在标准状况下的体积为11.2
L
解析：选A AB段发生反应H＋＋OH－===H2O，BC段发生两个反应：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，CD段发生反应Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。所以D点得到的沉淀全部是Mg(OH)2，n(Mg)＝n[Mg(OH)2]＝0.15
mol，m(Mg)＝0.15
mol×24
g·mol－1＝3.6
g，由Mg～H2可得金属镁与盐酸反应生成的H2的物质的量为0.15
mol；C点得到的沉淀是Al(OH)3和Mg(OH)2的混合物，n[Al(OH)3]＝n(Al)＝0.35
mol－0.15
mol＝0.20
mol，m(Al)＝0.20
mol×27
g·mol－1＝5.4
g，由2Al～3H2可得金属铝与盐酸反应生成的H2的物质的量为0.30
mol。m(Al)＋m(Mg)＝9
g，A项正确；标准状况下，V(H2)＝(0.15
mol＋0.30
mol)×22.4
L·mol－1＝10.08
L，D项错误；CD段消耗40
mL
NaOH溶液，根据Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，此阶段消耗NaOH的物质的量n(NaOH)＝n[Al(OH)3]＝0.20
mol，c(NaOH)＝＝5
mol·L－1，C项错误；C点溶液中溶质全部是NaCl，n(HCl)＝n(Cl－)＝n(Na＋)＝n(NaOH)＝5
mol·L－1×0.2
L＝1
mol，所以c(HCl)＝＝10
mol·L－1，B项错误。
7．铝土矿(主要成分为Al2O3，还有少量杂质)是提取铝的原料。提取铝的工艺流程如下：
(1)请用离子方程式表示以上工艺流程中第①步反应：______________________________________________。
(2)写出以上工艺流程中第③步反应的化学方程式：______________________________________________。
(3)若第①步加入的是盐酸，则发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
解析：铝土矿的主要成分是Al2O3，既可用氢氧化钠溶液溶解，也可用盐酸溶解，发生的离子反应分别为Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O，Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，原方案中为保证把偏铝酸钠溶液中的铝元素完全转化为氢氧化铝沉淀，应通入足量的二氧化碳气体，所以发生的化学反应为NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3。
答案：(1)Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
(2)NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3
(3)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
8．把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后，产生1.16
g白色沉淀，再向所得浊液中逐滴加入1.00
mol·L－1盐酸，加入盐酸的体积与生成沉淀的关系如图所示。
(1)A点的沉淀物的化学式为____________________________________________。
理由_________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)写出A点至B点发生反应的离子方程式_________________________________
________________________________________________________________________。
(3)原混合物中MgCl2的质量是________g，AlCl3的质量是________g，NaOH的质量是________g。
(4)C点盐酸的体积为____________mL。
解析：(1)加入10.0
mL
盐酸后沉淀才增加，说明加入10.0
mL
盐酸正好与过量的NaOH完全反应，故A点的沉淀物只有Mg(OH)2。
(2)A点至B点，AlO刚好生成Al(OH)3，反应为AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓。
(3)n(MgCl2)＝n[Mg(OH)2]＝＝0.02
mol，m(MgCl2)＝0.02
mol×95
g·mol－1＝1.90
g。
n(AlCl3)＝n(AlO)＝n(HCl)10.0～30.0＝1.00
mol·L－1×(30.0
mL－10.0
mL)×10－3L·mL－1＝0.02
mol，m(AlCl3)＝0.02
mol×133.5
g·mol－1＝2.67
g。
n(NaOH)＝2n(MgCl2)＋4n(AlCl3)＋1.00
mol·L－1×0.01
L＝0.13
mol，m(NaOH)＝0.13
mol×40.0
g·mol－1＝5.20
g。
(4)从B点至C点，加入的盐酸刚好把Mg(OH)2、Al(OH)3完全溶解，则n(HCl)＝n(NaOH)＝0.13
mol，V(盐酸)＝＝0.13
L＝130
mL。
答案：(1)Mg(OH)2 因为加入10.0
mL
盐酸恰好中和过量NaOH，再加盐酸沉淀增多，说明AlO转化为Al(OH)3，故A点沉淀为Mg(OH)2
(2)AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓
(3)1.90 2.67 5.20 (4)130课时跟踪检测（十四）
铝及铝合金
铝的氧化物与氢氧化物
1．下列说法正确的是( )
A．Al2O3难溶于水，不跟水反应，所以它不是Al(OH)3对应的氧化物
B．因为Al2O3是金属氧化物，所以它是碱性氧化物
C．Al2O3能跟所有的酸碱溶液反应
D．Al2O3能跟强的酸碱溶液反应
解析：选D 虽然Al2O3不跟H2O反应，但Al2O3和Al(OH)3中铝元素化合价相同，Al2O3是Al(OH)3对应的氧化物；Al2O3是金属氧化物，不是碱性氧化物，是两性氧化物，能跟强酸强碱反应，与弱酸弱碱不反应。
2．下列关于氢氧化铝性质的叙述错误的是( )
A．Al(OH)3是两性氢氧化物
B．Al(OH)3是难溶于水的白色胶状物质
C．Al(OH)3能凝聚水中的悬浮物，也能吸附色素
D．Al(OH)3既能溶于NaOH溶液、氨水，又能溶于盐酸
解析：选D Al(OH)3难溶于弱碱(如氨水)。
3．世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一，而加以控制使用。铝在下列应用中应加以控制的是( )
①制铝合金 ②制电线 ③制炊具 ④银色漆颜料
⑤明矾[KAl(SO4)2·12H2O]净水 ⑥明矾与苏打制食品膨松剂 ⑦易拉罐 ⑧用Al(OH)3凝胶制胃舒平药片 ⑨包装糖果和小食品
A．③⑤⑧⑨
B．⑥⑧⑨
C．③⑤⑨
D．③⑤⑥⑦⑧⑨
解析：选D 本题的突破口是“食品污染源”。
4．下列物质中既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的是( )
①Na2CO3 ②Al(OH)3 ③NH4HCO3 ④Al2O3
A．①②④
B．②③④
C．②④
D．①②③④
解析：选B Na2CO3只能与盐酸反应；Al2O3和Al(OH)3既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应；NH4HCO3与盐酸反应放出CO2，与NaOH溶液反应放出NH3。
5．使溶液中的Al3＋完全转化成Al(OH)3，应选择的最好试剂是( )
A．H2SO4
B．盐酸
C．CO2
D．氨水
解析：选D Al3＋与碱反应可转化为Al(OH)3，而Al(OH)3可溶于强碱，故要制得Al(OH)3，最好选用弱碱。
6．在MgO中混有少量的Al2O3杂质，欲将杂质除去可选用的试剂是( )
A．稀硫酸
B．浓氨水
C．稀盐酸
D．氢氧化钠溶液
解析：选D MgO不溶于NaOH溶液，Al2O3溶于NaOH溶液。
7．下列各组物质中能发生铝热反应的是( )
A．Al粉和FeO粉末
B．木炭粉和CuO粉末
C．Al粉和MgO粉末
D．Al粉和稀盐酸
解析：选A 铝热反应是铝与金属氧化物间的反应，B中无铝粉，错误；D中无金属氧化物，错误；C中虽然是铝粉与金属氧化物的混合物，但Al不如Mg活泼，两者也不能发生铝热反应。
8．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
解析：选A 相同质量时物质的量n(Al)＝1/27,
n[Al(OH)3]＝1/78，n(AlCl3)＝1/133.5，n(Al2O3)＝1/102,1
mol
Al消耗1
mol
NaOH,1
mol
Al(OH)3消耗1
mol
NaOH，1
mol
AlCl3消耗4
mol
NaOH,1
mol
Al2O3消耗2
mol
NaOH。各选项中消耗NaOH分别为A项，1/27
mol，B项，1/78
mol，C项，4/133.5＝1/33.375
mol，D项，1/51
mol，数值最大者为A项。
9．完成下面有关钠、镁、铝的计算及判断。
(1)分别取a
g钠、镁、铝分别与足量盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积比是__________________________。
(2)分别取0.1
mol钠、镁、铝与足量盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积比是________________。
(3)若产生相同体积(同温同压)的氢气，所需钠、镁、铝三种金属的物质的量之比是________；质量比是________。
解析：(1)a
g
Na、Mg、Al的物质的量分别为
mol、
mol、
mol，由三者与足量盐酸反应的化学方程式：2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑，Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，可得关系式：2Na～H2，Mg～H2,2Al～3H2，所以a
g
Na、Mg、Al生成H2的体积之比为∶∶＝∶∶。
解答本题也可由电子守恒知产生氢气的体积之比即为金属转移的电子数之比：(×1)∶(×2)∶(×3)，直接得出答案。
(2)0.1
mol钠、镁、铝与足量盐酸反应，转移电子数之比为(0.1
mol×1)∶(0.1
mol×2)∶(0.1
mol×3)＝1∶2∶3，即产生H2体积之比为1∶2∶3。
(3)与前两问恰好反过来，氢气的体积相等，转移的电子数相等，即为金属失去的电子数相等。
答案：(1)∶∶ (2)1∶2∶3
(3)1∶∶(或6∶3∶2) 23∶12∶9
10．A、B、C、D、E五种化合物，均含有某种常见元素，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则易溶于水，若取A溶液灼烧，焰色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃)。
请回答下列问题：
(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：______________________________________________________________，
B→D：_____________________________________________________________，
C→E：_____________________________________________________________。
解析：B既能与NaOH反应，又能与盐酸反应，且能受热分解，B为Al(OH)3，C为Al2O3，则D为AlCl3，E为NaAlO2，A与过量CO2反应生成B，且焰色反应为紫色，A为KAlO2。
答案：(1)KAlO2 Al(OH)3 Al2O3 AlCl3 NaAlO2
(2)AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
1．下列离子方程式书写错误的是( )
A．铝粉投入到NaOH溶液中：
2Al＋2OH－===2AlO＋H2↑
B．Al(OH)3溶于NaOH溶液中：
Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
C．NaAlO2溶液中通入少量的CO2：
2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO
D．Al2O3粉末溶于NaOH溶液中：
Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
解析：选A A项应为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。
2．只用试管和胶头滴管而不用其他试剂无法区分的一组试剂是( )
A．KOH溶液和AlCl3溶液
B．Na2CO3溶液和盐酸
C．MgCl2溶液和氨水
D．盐酸和NaAlO2溶液
解析：选C A项，KOH溶液滴入AlCl3溶液中立即产生白色沉淀，KOH过量后沉淀又溶解，AlCl3滴入KOH溶液中产生的沉淀立即溶解，最后又产生白色沉淀，可以区分；B项，向Na2CO3溶液中缓慢滴入盐酸，开始无气泡，后来有气泡，把Na2CO3溶液滴入盐酸立即产生气泡，可以区别；C项，不论MgCl2溶液滴入氨水中，还是氨水滴入MgCl2溶液中，均产生白色沉淀，不能区分；D项，盐酸滴入NaAlO2溶液中，立即产生白色沉淀，盐酸过量后，沉淀又溶解，NaAlO2溶液滴入盐酸中，产生的沉淀立即溶解，最后又产生白色沉淀，可以区分。
3．相同物质的量的下列物质，分别与足量NaOH溶液反应，消耗NaOH物质的量最多的是( )
A．Al2O3
B．KAl(SO4)2
C．Al(OH)3
D．Al
解析：选B 分别写出各物质与NaOH溶液反应的方程式：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O；
2KAl(SO4)2＋8NaOH===K2SO4＋2NaAlO2＋3Na2SO4＋4H2O；
Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O；
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。
比较可知同物质的量时，KAl(SO4)2消耗的NaOH物质的量最多。
4．向含有1
mol
KAl(SO4)2的溶液中加入适量的Ba(OH)2溶液，使SO恰好转化为沉淀，此时生成的Al(OH)3的物质的量是( )
A．1
mol
B．1.33
mol
C．0.67
mol
D．0
mol
解析：选D 1
mol
KAl(SO4)2中含Al3＋1
mol、SO
2
mol，若使SO恰好沉淀，应加入含2
mol
Ba2＋的Ba(OH)2溶液，即2
mol
Ba(OH)2，此时加入的OH－为4
mol，结果1
mol
Al3＋与4
mol
OH－反应，使Al3＋完全转化为AlO而无Al(OH)3沉淀生成。
5．用含有少量镁的铝片制取纯净的Al(OH)3，可能有的步骤为①加盐酸溶解；②加过量苛性钠溶液；③过滤；④通入过量CO2；⑤加过量纯碱溶液，实验操作最合理的组合及顺序是( )
A．①⑤④③
B．②③④③
C．②③⑤③
D．①⑤③
解析：选B 用含有少量镁的铝片制取纯净的Al(OH)3，
Mg、AlNaAlO2
Al(OH)3，实验合理步骤是②③④③。
6．将5.4
g
Al投入到200.0
mL
2.0
mol·L－1的某溶液中有氢气产生，充分反应后金属有剩余，该溶液可能为( )
A．浓HNO3
B．Ba(OH)2溶液
C．H2SO4溶液
D．HCl溶液
解析：选D 5.4
g
Al为0.2
mol,200.0
mL
2.0
mol·L－1溶液，含溶质0.4
mol；A项，铝与浓HNO3常温下钝化，不产生H2；B项，由2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑知，碱过量；C项，由2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑知，酸过量；D项，由C项中离子方程式知，酸不足量则金属有剩余。
7．在天平的左右两个托盘上放有两个烧杯，两个烧杯中分别盛有盐酸和氢氧化钠溶液，天平处于平衡状态，当分别向两烧杯中加入等质量的铝(酸和碱都是足量的)充分反应后( )
A．天平保持平衡
B．左高右低
C．左低右高
D．无法确定
解析：选A 由化学方程式2Al＋2H2O＋2NaOH===2NaAlO2＋3H2↑及2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑可知，当酸和碱过量时，等量的铝反应能产生等量的氢气，所以天平依然保持平衡。
8．一定质量的铝铁合金溶于足量的NaOH溶液中，完全反应后产生3.36
L(标准状况下)气体；用同样质量的铝铁合金完全溶于足量的盐酸中，在标准状况下产生5.6
L的气体，则该合金中铝、铁的物质的量之比为( )
A．1∶1
B．2∶5
C．3∶2
D．3∶5
解析：选A 将铝铁合金溶于NaOH溶液中时，只有铝参与反应，而铁不反应，此时生成的3.36
L(即0.15
mol)氢气是由反应2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑生成的，故合金中n(Al)＝0.15
mol×＝0.1
mol；当同样质量的合金与盐酸反应时，铝参与反应生成的H2为0.15
mol，则由Fe置换出的n(H2)＝0.25
mol－0.15
mol＝0.1
mol，即合金中含Fe的物质的量也为0.1
mol。
9．已知A为金属单质，在以下各步反应的最后生成物是白色沉淀。
(1)写出物质的化学式：A__________、B__________、
C__________、D__________、E__________。
(2)写出各步反应的离子方程式(若不是离子反应，则写化学方程式)。
A→B：______________________________________________________________。
B→E：______________________________________________________________。
A→C：_______________________________________________________________。
C→E：________________________________________________________________。
A→D：_________________________________________________________________。
解析：由转化关系知，金属A既能与稀硫酸反应又能与氢氧化钠溶液反应，A为Al，则B、C、D、E分别为AlCl3、NaAlO2、Al2(SO4)3、Al(OH)3。
答案：(1)Al AlCl3 NaAlO2 Al2(SO4)3 Al(OH)3
(2)2Al＋3Cl22AlCl3 Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO 2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
10．某校化学兴趣小组用如图所示过程除去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)氢氧化钠溶液能否用氨水代替，为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)溶液a中存在的离子有________；在溶液a中加入盐酸时需控制盐酸的量，为什么？________________________________________________________________________。
为此，改进方法是___________________________________________。
解析：(1)加入足量氢氧化钠溶液，Mg2＋可与OH－反应生成Mg(OH)2沉淀，Al3＋先生成Al(OH)3，继而生成AlO。
(2)氢氧化钠溶液不能用氨水代替，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)加入氢氧化钠溶液后除去了Mg2＋，但又引入了Na＋，同时Al3＋转化成了AlO；因为氢氧化铝能与强酸反应，所以在加入盐酸沉淀AlO时，需要控制溶液盐酸的量，以防止部分AlO转化成Al3＋；氢氧化铝只能与强碱或强酸反应，因此，可在溶液a中通入过量二氧化碳气体，而Al(OH)3不会溶解。
答案：(1)Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
(2)不能，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)Cl－、K＋、AlO、OH－、Na＋ 因为Al(OH)3能与强酸反应，所以在加入盐酸时，需要控制盐酸的量，以防止部分Al(OH)3转化成Al3＋ 通入过量二氧化碳气体课时跟踪检测（十五）
从铝土矿中提取铝
1．下列关于铝及其化合物的叙述正确的是( )
A．常温下，铝不能与氧气反应，加热条件下可以与氧气、氯气反应
B．铝是地壳中含量最多的金属元素
C．用于熔化烧碱的坩埚可用Al2O3制成
D．因为氢氧化铝受热易分解，所以具有两性
解析：选B 铝在常温下就能与氧气反应形成一层致密的氧化膜，A项错误；Al2O3能与烧碱(NaOH)反应，C项错误；氢氧化铝受热易分解，说明其不稳定，既能与酸反应生成盐和水又能与碱反应生成盐和水是其两性的体现，D项错误。
2．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 铝是活泼金属，常见的还原剂不能还原Al2O3，只能用电解熔融氧化铝实现。
3.将物质X逐滴加入Y溶液中，生成沉淀的物质的量(n2)与所加X的物质的量(n1)的关系如图所示，符合该图所示情况的是下表中的( )
选项
A
B
C
D
X
NaOH
AlCl3
HCl
NaAlO2
Y
AlCl3
NaOH
NaAlO2
HCl
解析：选C 滴入X立即有沉淀产生，可排除B、D两项，而向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液时，产生沉淀消耗的NaOH溶液与溶解沉淀消耗的NaOH溶液的物质的量之比为3∶1，故排除A项，C正确。
4．下列各组物质，不能按abc(“―→”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
NaAlO2
C
Al
Al(OH)3
Al2O3
D
MgCl2
Mg(OH)2
MgO
解析：选C A项，Al2O3NaAlO2Al(OH)3Al2O3；B项，AlCl3Al(OH)3NaAlO2AlCl3；D项，MgCl2Mg(OH)2MgOMgCl2；C项中，Al不能一步转化成Al(OH)3。
5．向10
mL
0.1
mol·L－1
AlCl3溶液中逐滴加入0.1
mol·L－1
NaOH溶液V
mL，则下列图像正确的是( )
解析：选B 向10
mL
0.1
mol·L－1
AlCl3溶液中逐滴加入0.1
mol·L－1
NaOH溶液V
mL，反应的化学方程式为AlCl3＋3NaOH===3NaCl＋Al(OH)3↓，Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O。因此沉淀达到最大值时消耗氢氧化钠溶液是30
mL，溶解氢氧化铝时又消耗氢氧化钠溶液10
mL，B项符合。
6．在MgCl2、AlCl3的混合溶液中加入足量的氨水，下列能正确表示加入氨水的量(x)与生成沉淀的量(y)的关系是( )
解析：选D 在MgCl2、AlCl3的混合溶液中加入足量氨水，生成的Mg(OH)2、Al(OH)3与过量的氨水均不反应，故沉淀的量不再发生变化，D项正确。
7．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 观察图像时，要注意图像的起始点、终点及曲线的走势。从图像上看，开始时加入NaOH溶液没有沉淀产生，说明溶液中有H＋，沉淀量逐渐增加，达到最大值，然后又减少说明溶液中存在Al3＋，沉淀量减少到一定量后，不再发生变化，说明溶液中还存在Mg2＋。
8．工业上用某种氧化铝矿石(含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图
对上述流程的判断正确的是( )
A．试剂X可以为氨水，沉淀中含有铁的化合物
B．CO2可以用稀硫酸或稀盐酸代替
C．反应Ⅱ的离子方程式为CO2＋AlO＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO
D．工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al，成本更低
解析：选C 氨水不能与氧化铝反应，试剂X应是强碱溶液，A项错误；根据Al(OH)3的制备原理可知，CO2不能用稀硫酸或稀盐酸代替；Al比Fe活泼，故不能采用Fe还原Al2O3的方法制Al，D项错误。
9．以下为从铝土矿(Al2O3、Fe2O3、泥沙)提取铝的流程图(注：整个流程中，不考虑泥沙的溶解及有关反应)：
据此，回答下列问题：
(1)写出A溶质名称________；D的化学式__________，Y的名称__________。
(2)写出①C＋Ca(OH)2的反应方程式：_____________________________________
________________________________________________________________________；
②F―→B的反应方程式：______________________________________________。
(3)操作(Ⅰ)、(Ⅱ)在工业生产中的意义________________________________________
______________________。
解析：由框图可推知：A溶质为NaOH、B为CO2、C为NaHCO3或Na2CO3溶液、D为Al(OH)3、E为Al2O3、F为CaCO3、H为Al、Y为冰晶石。
答案：(1)氢氧化钠 Al(OH)3 冰晶石
(2)①Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH或
NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋NaOH＋H2O
②CaCO3CaO＋CO2↑
(3)(Ⅰ)、(Ⅱ)为工业原料的循环利用，可充分利用资源，减少污染
10．某混合物A，含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现如下图所示的物质之间的变化(已知Fe2O3不溶于水和强碱溶液)：
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、E所含物质的化学式：固体B__________；溶液E__________。
(3)写出②、④两个反应的离子方程式或化学方程式
②________________________________________________________________________；
④________________________________________________________________________。
解析：首先利用Al2O3、Fe2O3不溶于水把它们与KAl(SO4)2分离开。再利用Al2O3的两性将Fe2O3与Al2O3分离，最后利用Al3＋和AlO的性质分别与氨水和盐酸反应转化为Al(OH)3，最终得到Al2O3。
答案：(1)过滤
(2)Al2O3 K2SO4、NH3·H2O和(NH4)2SO4
(3)②Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
④2Al(OH)3Al2O3＋3H2O
1．等体积的AlCl3和NaOH溶液混合后，沉淀物中含铝的质量与溶液中含铝的质量相等，则AlCl3和NaOH两种溶液的物质的量浓度之比为( )
①1∶3 ②2∶3 ③1∶4 ④2∶7
A．①②
B．②③
C．①③
D．②④
解析：选D AlCl3和NaOH溶液混合有沉淀生成，可能有两种情况：(1)NaOH不足量；(2)NaOH部分过量。若原溶液中AlCl3为2
mol，如果NaOH不足，应为生成的Al(OH)3沉淀的物质的量与未反应的AlCl3的物质的量相等，则参与反应的AlCl3为1
mol，消耗NaOH
3
mol，②正确；如果NaOH部分过量，则生成1
mol
Al(OH)3、1
mol
AlO，共消耗NaOH
7
mol，④正确。
2．有200
mL氯化镁和氯化铝的混合溶液，其中c(Mg2＋)为0.2
mol·L－1，c(Cl－)为1.3
mol·L－1。要使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
解析：选C 由溶液呈电中性，得2×c(Mg2＋)＋3×c(Al3＋)＝c(Cl－)＝1.3
mol·L－1，c(Al3＋)＝0.3
mol·L－1，使Mg2＋全部转化为沉淀分离出来，反应产物为Mg(OH)2、NaAlO2、NaCl，由Al3＋～NaAlO2～NaOH和Cl－～NaCl～NaOH，得：消耗NaOH的物质的量：c(Al3＋)×0.2
L＋c(Cl－)×0.2
L＝0.32
mol，其溶液的体积为＝0.08
L＝80
mL。
3.将一小块铝片加入某盐酸中，铝片完全溶解，在所得溶液中继续滴加NaOH溶液。生成Al(OH)3的量与加入NaOH溶液体积的变化关系如图所示，下列说法正确的是( )
A．盐酸与铝片反应后，盐酸还有剩余
B．图中B点之前发生的离子反应为Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
C．A→B段消耗的NaOH溶液的体积与B→C段消耗的NaOH溶液的体积比≥3∶1
D．溶解铝片的盐酸浓度与滴加的NaOH溶液浓度相等
解析：选A A项，从图像可知，刚滴入NaOH溶液时，不生成沉淀，说明盐酸与铝片反应后仍有剩余，正确；B项，B点之前，在O
→A段，还发生了H＋＋OH－===H2O的反应，错误；C项，A→B段消耗的NaOH溶液的体积与B→C段消耗的NaOH溶液的体积比一定等于3∶1，错误；D项，根据题目提供条件，不能判断盐酸与NaOH溶液的浓度关系，错误。
4．有一块镁铝合金，其中镁与铝的质量比是8∶9，加入足量稀硫酸使其完全溶解后，再加入NaOH溶液，生成沉淀的质量随NaOH溶液体积变化的曲线如下图，其中正确的是( )
解析：选A Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，因为硫酸是足量的，所以加入NaOH溶液后发生反应H＋＋OH－===H2O，Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。镁铝质量比是8∶9，其物质的量比为1∶1，设Mg的质量为24
g，铝的质量为27
g，根据元素守恒，沉淀最大质量为58
g＋78
g＝136
g，当氢氧化钠过量，沉淀只有氢氧化镁，其质量为58
g，比136
g的一半少，因此根据上述分析，A符合。
5．如图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加过程中微粒数量的关系曲线。判断下列说法不正确的是( )
A．A线表示Al3＋的物质的量的变化
B．x表示NaOH的物质的量
C．C线表示Al(OH)3的物质的量的变化
D．D线表示Al(OH)3的物质的量的变化
解析：选D 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，对比本题中图像，则x表示NaOH的物质的量，B项正确；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。
6．将一定质量的镁铝混合物投入100
mL盐酸中，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与加入NaOH溶液的体积关系如图所示。若不考虑金属和盐酸反应时HCl的挥发，则下列说法正确的是( )
A．镁和铝的总质量为9
g
B．盐酸的物质的量浓度为5
mol·L－1
C．NaOH溶液的物质的量浓度为10
mol·L－1
D．生成的氢气在标准状况下的体积为11.2
L
解析：选A AB段发生反应H＋＋OH－===H2O，BC段发生两个反应：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，CD段发生反应Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。所以D点得到的沉淀全部是Mg(OH)2，n(Mg)＝n[Mg(OH)2]＝0.15
mol，m(Mg)＝0.15
mol×24
g·mol－1＝3.6
g，由Mg～H2可得金属镁与盐酸反应生成的H2的物质的量为0.15
mol；C点得到的沉淀是Al(OH)3和Mg(OH)2的混合物，n[Al(OH)3]＝n(Al)＝0.35
mol－0.15
mol＝0.20
mol，m(Al)＝0.20
mol×27
g·mol－1＝5.4
g，由2Al～3H2可得金属铝与盐酸反应生成的H2的物质的量为0.30
mol。m(Al)＋m(Mg)＝9
g，A项正确；标准状况下，V(H2)＝(0.15
mol＋0.30
mol)×22.4
L·mol－1＝10.08
L，D项错误；CD段消耗40
mL
NaOH溶液，根据Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，此阶段消耗NaOH的物质的量n(NaOH)＝n[Al(OH)3]＝0.20
mol，c(NaOH)＝＝5
mol·L－1，C项错误；C点溶液中溶质全部是NaCl，n(HCl)＝n(Cl－)＝n(Na＋)＝n(NaOH)＝5
mol·L－1×0.2
L＝1
mol，所以c(HCl)＝＝10
mol·L－1，B项错误。
7．铝土矿(主要成分为Al2O3，还有少量杂质)是提取铝的原料。提取铝的工艺流程如下：
(1)请用离子方程式表示以上工艺流程中第①步反应：______________________________________________。
(2)写出以上工艺流程中第③步反应的化学方程式：______________________________________________。
(3)若第①步加入的是盐酸，则发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
解析：铝土矿的主要成分是Al2O3，既可用氢氧化钠溶液溶解，也可用盐酸溶解，发生的离子反应分别为Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O，Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，原方案中为保证把偏铝酸钠溶液中的铝元素完全转化为氢氧化铝沉淀，应通入足量的二氧化碳气体，所以发生的化学反应为NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3。
答案：(1)Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
(2)NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3
(3)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
8．把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后，产生1.16
g白色沉淀，再向所得浊液中逐滴加入1.00
mol·L－1盐酸，加入盐酸的体积与生成沉淀的关系如图所示。
(1)A点的沉淀物的化学式为____________________________________________。
理由_________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)写出A点至B点发生反应的离子方程式_________________________________
________________________________________________________________________。
(3)原混合物中MgCl2的质量是________g，AlCl3的质量是________g，NaOH的质量是________g。
(4)C点盐酸的体积为____________mL。
解析：(1)加入10.0
mL
盐酸后沉淀才增加，说明加入10.0
mL
盐酸正好与过量的NaOH完全反应，故A点的沉淀物只有Mg(OH)2。
(2)A点至B点，AlO刚好生成Al(OH)3，反应为AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓。
(3)n(MgCl2)＝n[Mg(OH)2]＝＝0.02
mol，m(MgCl2)＝0.02
mol×95
g·mol－1＝1.90
g。
n(AlCl3)＝n(AlO)＝n(HCl)10.0～30.0＝1.00
mol·L－1×(30.0
mL－10.0
mL)×10－3L·mL－1＝0.02
mol，m(AlCl3)＝0.02
mol×133.5
g·mol－1＝2.67
g。
n(NaOH)＝2n(MgCl2)＋4n(AlCl3)＋1.00
mol·L－1×0.01
L＝0.13
mol，m(NaOH)＝0.13
mol×40.0
g·mol－1＝5.20
g。
(4)从B点至C点，加入的盐酸刚好把Mg(OH)2、Al(OH)3完全溶解，则n(HCl)＝n(NaOH)＝0.13
mol，V(盐酸)＝＝0.13
L＝130
mL。
答案：(1)Mg(OH)2 因为加入10.0
mL
盐酸恰好中和过量NaOH，再加盐酸沉淀增多，说明AlO转化为Al(OH)3，故A点沉淀为Mg(OH)2
(2)AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓
(3)1.90 2.67 5.20 (4)130
