人教版高中化学必修一教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：22【基础】铝及其化合物
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学必修一教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：22【基础】铝及其化合物 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 363.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2019-11-30 18:04:59 | ||
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文档简介
铝及其化合物
【学习目标】
1、铝的性质；
2、铝的重要化合物及其相互转化。
【要点梳理】
要点一、铝
1．铝的原子结构和物理性质：
元素
符号
原子结构
原子半径
化合价
颜色
密度
(g·cm-3)
熔点
℃
沸点℃
硬度
13Al
1.43×10-10m
+3
银白色
2.70
660.4
2467
较软
2．化学性质
Al-3e-=Al3+?
（1）与非金属反应：
a、铝与氧气的反应。
【铝及其化合物】
实验探究：加热有氧化膜和无氧化膜的铝箔
实验步骤
实验现象
实验结论
（1）用坩埚钳夹住一小块铝箔在酒精灯上加热至熔化，轻轻晃动，仔细观察
铝箔熔化，失去光泽，熔化的铝并不滴落
在常温下，铝能与空气中的氧气反应，生成一层致密的氧化物薄膜。加热时反应加剧，生成白色固体，放出大量的热，4Al+3O22Al2O3
铝是一种活泼金属，构成薄膜的Al2O3的熔点（2050℃）高于Al的熔点（660℃）
（2）另取一块铝箔，用砂纸仔细打磨（或在酸中处理后，用水洗净），除去表面的保护膜，再加热至完全熔化，观察现象
b、与其它非金属反应：
2Al+3S??Al2S3 ?2Al+3Cl2??2AlCl3
（2）与酸反应：
（3）与碱反应
2Al+2H2O+2NaOH＝2NaAlO2+3H2↑ 2Al+2H2O+2OH－＝2AlO2－+3H2↑
要点诠释：
①铝是一种较活泼的金属，它并不直接与碱反应，铝与氢氧化钠溶液的反应，实际分两步进行：
首先要铝与水反应：2Al+6H2O＝2Al(OH)3↓+3H2↑……①
由于生成的Al(OH)3覆盖在Al的表面，故看不到H2的生成；其次是生成的Al(OH)3是两性氢氧化物，它溶于NaOH：
Al(OH)3+NaOH＝NaAlO2+2H2O……②
所以铝与NaOH溶液反应可以看到有气体产生。将两反应式按①+②×2合并，即得总反应式：2Al+2H2O+2NaOH＝ 2NaAlO2+3H2↑。所以在上述反应中Al是还原剂，H2O是氧化剂。其电子转移情况可表示如下：
②Al与酸、碱反应产生同量的H2，消耗Al的物质的量之比为1∶1，消耗盐酸和NaOH的物质的量之比为3∶1。
③酸、碱、盐可直接侵蚀铝的保护膜（氧化铝也能与酸或碱反应）以及铝制品本身，因此铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性或咸的食物。
④铝热反应：Al?+MxOy??Al2O3+xM
铝热反应的应用：冶炼高熔点金属，如Fe、V、Cr、Mn等或焊接钢轨。
3．用途：铝主要用来制轻合金。
要点二、铝的化合物
1．氧化铝（Al2O3）
(1)物理性质：白色难熔固体、不溶于水。
(2)化学性质：Al2O3是典型的两性氧化物，既能与酸反应又能与强碱溶液反应。
与强酸：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
与强碱：Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O
(3)用途：耐火材料、制取铝的原料。
【铝及其化合物】
2．氢氧化铝[Al(OH)3]
(1)Al(OH)3的物理性质：Al(OH)3是不溶于水的白色胶状沉淀，是典型的两性氢氧化物，能凝聚水中的悬浮物，又有吸附色素的性能。
(2)Al(OH)3的两性：
当与强酸反应：Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O（加酸促使电离平衡向碱式电离方向移动）
当与强碱溶液作用：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O（加碱促使电离平衡向酸式电离方向移动）
(3)Al(OH)3的制取：
①铝盐与碱反应：用铝盐与可溶性弱碱氨水反应制Al(OH)3：
Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
说明：制取Al(OH)3也可用铝盐与强碱作用，但应严格控制加入碱的量，因为强碱过量会使制得的Al(OH)3转化为偏铝酸盐：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。所以，实验室一般不采用这种方法制Al(OH)3。
②偏铝酸盐与酸反应：一般用向偏铝酸盐溶液中通入CO2的方法制取Al(OH)3。
当CO2不足或适量时：CO2+2AlO2-+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-，
CO2过量时：CO2+AlO2-+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-。
说明：一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的Al(OH)3溶解：
AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓ Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
(4)Al(OH)3的用途：净水。
明矾净水原理——明矾（KAl(SO4)2·12H2O）溶于水发生下列反应：
KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-
Al3++3H2O = Al(OH)3（胶体）+3H+
Al(OH)3胶体中胶粒有吸附水中悬浮杂质的作用，使其质量增大，沉降水底，达到净化水的目的。
要点三、“铝三角”及其之间的相互转化
【铝及其化合物】
1．Al3+—→Al(OH)3
（1）可溶性铝盐与少量的强碱反应：Al3++3OH－ (少量)＝Al(OH)3↓
（2）可溶性铝盐与氨水反应：Al3++3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+3NH4+
2．Al(OH)3—→Al3+
Al(OH)3+3H+＝Al3++3H2O
3．Al3+—→AlO2－
可溶性铝盐与过量的强碱反应：Al3++4OH－ (过量)＝AlO2－+2H2O
4．AlO2－—→Al3+
偏铝酸盐溶液与足量的强酸反应：AlO2－+4H+＝Al3++2H2O
5．AlO2－—→Al(OH)3
（1）偏铝酸钠溶液中加入少量强酸：AlO2－+H+ (少量)+H2O＝Al(OH)3↓
（2）偏铝酸钠溶液中通入CO2：
2AlO2－+CO2 (少量)+3H2O＝2Al(OH)3↓+CO32－
AlO2－+CO2 (过量)+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3－
6．Al(OH)3—→AlO2－
Al(OH)3溶于强碱溶液：Al(OH)3+OH－＝AlO2－+2H2O
要点诠释：（1）由Al3+制备Al(OH)3，宜用Al3+与氨水反应。一般不用强碱，因为过量的强碱会使Al(OH)3溶解转化为偏铝酸盐。
（2）由AlO2－制备Al(OH)3，宜用CO2与AlO2－反应。一般不用强酸，因为过量的强酸会使Al(OH)3溶解转化为铝盐。
要点四、有关Al(OH)3沉淀的图像分析及有关计算
1．相关图像
（1） NH3·H2O滴入AlCl3溶液中?
Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+?
（2）CO2通入NaAlO2溶液中
AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-?
2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-
（3）NaOH滴入AlCl3溶液中
Al3++3OH-=Al(OH)3↓
Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O?
（4）AlCl3滴入NaOH溶液中
Al3++4OH-=AlO2-+2H2O
3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓
（5）HCl滴入NaAlO2溶液中?
AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓
Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O?
（6）NaAlO2溶液滴入HCl中?
AlO2-+4H+=Al3++2H2O
Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓
2．滴加过程中铝元素的存在形式分析
（1）向1 L 1 mol/L的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液
（2）向1 L 1 mol/L的NaAlO2溶液中滴加稀盐酸
【典型例题】
类型一：铝与NaOH溶液的反应
例题1、甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol/L的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为1∶2，则加入铝粉的质量为（ ）。
A．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.8 g
【答案】A
【解析】2Al+6HCl＝2AlCl3+3H2↑
2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑
由反应方程式可知，若在等物质的量浓度的盐酸和NaOH溶液中分别加入足量铝，反应时产生H2的体积之比1∶3，现在产生H2的体积之比为1∶2，说明铝粉的量相对于盐酸来说是过量的，对于NaOH来说是不足量的，所以与盐酸反应的铝粉质量为2.7 g，与NaOH反应的铝粉质量为5.4 g。
【总结升华】因为铝与NaOH溶液反应是一个较为特殊的反应，所以当铝与NaOH溶液在同一题目中出现时，往往要用到2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑这一关系来解。
举一反三：
【变式1】取两份等质量的铝粉，分别与足量的盐酸、浓氢氧化钠溶液反应，在相同情况下产生的气体体积之比是（ ）。
A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．3∶2
【答案】A
【变式2】把镁粉中混入的少量铝粉除去。应选用的试剂是（ ）。
A、稀盐酸 B、新制氯水 C、烧碱溶液 D、纯碱溶液
【答案】C
【解析】盐酸跟镁、铝都能反应，故A错。氯水中存在Cl2，是强氧化性，金属都有还原性，镁铝都能和Cl2反应，同时，氯水中有Cl2和H2O反应生成的盐酸和次氯酸，这两种酸也都能和镁、铝反应，故B也不能选。烧碱是NaOH，铝可以跟NaOH溶液反应放出H2，而镁不反应而和铝分离，故C可选。纯碱溶液是碳酸钠溶液，镁、铝都不与之反应。
类型二：Al2O3、Al(OH)3的性质与制法
例题2、（2019 北京市东城区期末考）下列物质中，既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应的是（ ）。
①Al ②Al2O3 ③Ca(OH)2 ④Al(OH)3 ⑤Na2CO3 ⑥NaHCO3
A．①②③⑤ B．①②④⑥ C．①②⑤⑥ D．②③④⑥
【答案】B
【解析】①Al能与盐酸反应生成氯化铝与氢气，与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气，故符合；
②Al2O3属于两性氧化物，与盐酸反应生成氯化铝与水，与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与水，故符合；
③Ca(OH)2能与盐酸反应生成氯化钙与水，不能与氢氧化钠溶液反应，故不符合；
④Al(OH)3属于两性氢氧化物，与盐酸反应生成氯化铝与水，与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与水，故符合；
⑤Na2CO3能与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳与水，不能与氢氧化钠溶液反应，故不符合；
⑥NaHCO3属于弱酸酸式盐，与生成氯化钠、二氧化碳与水，与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠与水，故符合。
【总结升华】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。两性氧化物有Al2O3、ZnO等，两性氢氧化物有Al(OH)3、Zn(OH)2等。定义中的酸指非氧化性强酸溶液，碱指强碱溶液，其实质是与H+和OH―反应。
弱酸的铵盐[如(NH4)2CO3、(NH4)2S等]、弱酸的酸式盐（如NaHCO3）均既能与强酸（H+）反应又能与强碱（OH―）反应，但它们不属于两性物质。
举一反三：
【变式1】氧化铝熔点很高，常用于制造耐火材料，例如制作坩埚，下列操作不能在氧化铝坩埚中进行的是（ ）。
A．加热使CuSO4·5H2O失水 B．加热使KMnO4分解
C．加热熔化烧碱 D．加热分解碱式碳酸铜
【答案】C
【变式2】（2019 云南五华区实验中学期末考）既能与酸反应，又能与碱反应的氢氧化物是（ ）。
A． NaOH B． Fe（OH）3 C． Al（OH）3 D． Mg（OH）2
【答案】C
【解析】氢氧化铝属于两性氢氧化物，既能和酸反应又能和碱反应。
类型三：“铝三角”及其转化
例题3、向50 mL 1 mol·L―1的Al2(SO4)3溶液中加入100 mL KOH溶液，充分反应后得到3.9 g沉淀，则KOH溶液的物质的量浓度可能是（ ）。
A．1 mol·L―1 B．3 mol·L―1 C．1.5 mol·L―1 D．3.5 mol·L―1
【答案】C、D
【解析】方法一：根据Al3+的物质的量与沉淀Al(OH)3的物质的量比较可推测KOH溶液的两种情况：
（1）当加入KOH不足量时，
，
故。
（2）当加入KOH过量时，
n (KOH)=4n (Al3+)―n [Al(OH)3]=0.4 mol―0.05 mol=0.35 mol。
故。
方法二：用图像法求解，如图所示，用纵坐标表示生成的Al(OH)3的物质的量，横坐标表示KOH的物质的量。当生成沉淀0.05 mol时，需KOH的物质的量为0.15 mol或0.35 mol。
【总结升华】本题易漏选答案D，原因是未考虑到3.9 g沉淀可以是Al(OH)3被过量的KOH溶液溶解了一部分而剩余部分沉淀的情况。
举一反三：
【变式1】下列各组反应中能得到Al(OH)3的是（ ）。
A．Al2O3加到热水中
B．向NaAlO2溶液中加入过量盐酸
C．将Na投入到NaAlO2溶液中
D．向AlCl3溶液中滴几滴NaOH溶液
【答案】D
【变式2】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（ ）。
A、1∶3 B、2∶3 C、1∶4 D、2∶7
【答案】B、D
【解析】AlCl3和NaOH溶液混和有沉淀物生成，可能有两种情况：①NaOH不足量，②NaOH部分过量。假设溶液中含有2mol的AlCl3，如果为第一种情况生成Al(OH)3沉淀的物质的量与未反应的AlCl3物质的量相等，所以耗NaOH 3mol。则答案为B。如果为第二种情况，则生成1mol的Al(OH)3，1mol的AlO2-，共消耗NaOH为7mol。所以答案为D。
类型四：与Al(OH)3、Al3+、AlO2―有关的图像
例题4、把x溶液（或气体）慢慢加入（或通入）到一定量的y溶液中，产生的沉淀量与加入x物质的量的关系如图所示，符合图中曲线的是（ ）。
A、x为CO2，y为Ca(OH)2
B、x为NH3·H2O，y为AlCl3
C、x为NaOH，y为AlCl3
D、x为HCl，y为NaAlO2
【答案】D
【解析】CO2通入Ca(OH)2溶液中可产生碳酸钙沉淀，继续通CO2沉淀溶解而生成Ca(HCO3)2溶液。氨水加入AlCl3溶液产生沉淀，但过量不溶，方程式为：Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
NaOH溶液滴加到AlCl3溶液中生成Al(OH)3沉淀，继续加入沉淀溶解生成偏铝酸盐。
AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
盐酸加入到NaAlO2溶液中，先生成Al(OH)3沉淀，继续加入沉淀溶解生成三价铝盐。
HCl+NaAlO2+H2O=Al(OH)3↓+NaCl Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O
从观察方程式的系数，定量角度分析。
举一反三：
【变式1】有一透明溶液，可能含有Al3+、Fe3+、K+、NH4+、Mg2+和Cu2+等离子中的一种或几种。现加入Na2O2粉末只有无色无味的气体放出，并同时析出白色沉淀。加入Na2O2的量与生成白色沉淀的量之间的关系用下图来表示。试推断：
（1）原溶液中一定含有________。
（2）一定不含有________。
（3）可能含有________。
（4）为了进一步确定可能含有的离子，应增加的实验操作为________。
【答案】（1）Al3+和Mg2+ （2）Fe3+、NH4+、Cu2+ （3）K+ （4）焰色反应
【解析】向溶液里加入过氧化钠粉末，会发生Na2O2和H2O的反应，生成NaOH和O2。因题目中没有刺激性气味气体产生，说明原溶液中不含有Fe3+和NH4+。又因生成的沉淀是白色的，所以原溶液中不含有Fe3+和Cu2+。根据图中曲线的变化，表明随Na2O2的加入（即NaOH的形成），白色沉淀逐渐增多，后来又逐渐减少，最后保持不变，说明原溶液中一定含有Al3+和Mg2+。K+可能存在，可通过焰色反应来检验。
规律总结：解答图像计算题，必须抓住有关化学原理和有关物质的性质，结合图像的特点，综合分析逐步计算求解，其关键是抓住图像四点（原点、交点、转折点、终点），数形结合，分析计算。
例题5 （2019 宁夏唐徕回民中学期末考）在一定质量的AlCl3和MgCl2混合溶液中逐渐滴入一定溶质质量分数的NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH的物质的量的关系如图所示，则：?生成Mg（OH）2的质量为 g；?X= ；Y= 。
【思路点破】 所滴加的氢氧化钠溶液分三次发生反应：与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀，与氯化铝生成氢氧化铝沉淀，与氢氧化铝反应沉淀氢化铝全部溶解。
【答案】5.8；0.5； 0.6
【解析】由图可知氢氧化镁的物质的量为0.1mol，所以质量为0.1mol×58g/mol=5.8g，所以X的物质的量为0.1×2+0.1×3=0.5mol，Y的物质的量为：0.1mol的氢氧化铝消耗的氢氧化钠为0.1mol，所以Y的值为0.6mol。
【总结升华】铝离子和氢氧根离子反应时应注意比例关系，1:3产物为氢氧化铝，1:4产物为偏铝酸根离子。
【巩固练习】
一、选择题（每小题只有一个选项符合题意）
1．（2019 陕西省西安中学模拟考）因为在表面形成氧化膜，保护了内层金属不再被空气氧化的是（ ）。
A．Na B．A1 C．Fe D．Au
2．下列关于金属性质的叙述中正确的是（ ）。
A．钠与氧气反应时，产物是由O2的用量决定的
B．铝箔在空气中受热可以熔化且会发生剧烈燃烧
C．金属单质与非金属单质发生反应时，被氧化的一定是金属单质
D．铁丝不论在空气中还是纯氧中都不会燃烧
3．用坩埚钳夹住一小块刚用酸处理过的铝箔，在酒精灯上加热至熔化，发现熔化的铝并不滴落。下列关于上述实验现象的解释不正确的是（ ）。
A．铝箔在空气中不易燃烧 B．用酸处理时未能将氧化铝溶解
C．氧化铝的熔点比铝的熔点高 D．铝在空气中能很快形成氧化膜
4．下列反应的离子方程式书写正确的是（ ）。
A．钠和冷水反应：Na+2H2O==Na++2OH－+H2↑
B．金属铝溶于氢氧化钠溶液：Al+2OH－==AlO2－+H2↑
C．金属铝溶于盐酸中：2Al+6H+==2A13++3H2↑
D．铁跟稀硫酸反应：2Fe+6H+==2Fe3++3H2↑
5．（2019 福建省福州八中期末考）现有AlCl3和MgSO4混合溶液，向其中不断加入0.1 mol/L的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SO42―的物质的量之比为（ ）。
A．2∶1 B．2∶3 C．6∶1 D．3∶1
6．下列关于Al(OH)3的性质叙述错误的是（ ）。
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既溶于NaOH溶液、氨水，又能溶于盐酸
7．由Al3+→Al(OH)3→AlO2―→ →Al3+系列变化中， 中应填写的是（ ）。
A．Al(OH)3 B．AlCl3 C．HCl D．NaOH
8．下列操作中最终可以得到Al(OH)3的是（ ）。
A．Al2O3和水混合加热
B．Al和水反应
C．过量的NaOH溶液加入到AlCl3溶液中
D．过量的氨气通入到AlCl3溶液中
9．下列各组物质的水溶液不用外加试剂无法鉴别出来的是（ ）。
A．NaOH、AlCl3 B．CuSO4、BaCl2 C．NaAlO2、HCl D．MgCl2、AlCl3
10．在AlCl3溶液中逐滴加入过量的氨水至溶液呈碱性，下列图中，能表示该反应产生的沉淀质量W与加入氨水的体积V关系正确的是（ ）。
11．将表面已经完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是（ ）。
A．稀硝酸 B．稀盐酸 C．硝酸铜 D．氢氧化钠
12．（2019 新疆华山中学期末考）将钠、镁、铝各0.3mol分别加入100mL 1mol/L 的盐酸中，在同温同压下产生的气体体积比是（ ）。
A． 1：2：3 B． 6：3：2 C． 3：1：1 D． 1：1：1
二、填空题
1．近年来，科技人员研究得到一种新型材料——泡沫铝。它是把发泡剂加到熔融或固体粉末的铝合金中而制成的，其优点是硬度高，密度小（约为0.16克／厘米3～0.5克／厘米3），比木材还轻，可浮于水面，又有很大的刚性，且隔音、保温，是一种良好的建筑材料和轻质材料，可大批量投放市场。
（1）铝制成铝箔作食品包装，是利用它的（ ）。
A．金属光泽 B．延展性 C．导电性 D．导热性
（2）铝在空气中会被氧化生成一层致密的氧化膜（氧化物）而对铝起保护作用，但这层氧化膜（氧化物）遇到强酸或强碱都会溶解，且酸、碱均与铝制品发生反应，故不能用铝制品盛放酸性、碱性食品。
①写出铝与盐酸、NaOH溶液反应的化学方程式：________。
②等质量的A1分别加入0.3 L 1 mol／L的盐酸和NaOH溶液中，生成氢气的体积比为1∶2，则加入Al的质量为________。
A．2.7 g B．5.4 g C．8.1 g D．10 g
2．写出下列反应的离子方程式；
（1）氧化铁溶于稀盐酸：________________。
（2）氧化铝溶于NaOH溶液：________________。
（3）氧化铜溶于稀硫酸：________________。
（4）过氧化钠溶于水中：________________。
3．已知金属元素铍与铝的单质和化合物的化学性质很相似。试回答下列问题。
（1）写出Be与NaOH溶液反应的离子方程式________。
（2）鉴别Be(OH)2和Mg(OH)2可用试剂________，其离子方程式为________。
4．某混合物A含有明矾、Al2O3、CuO，在一定条件下可实现如下图所示的物质之间的转化：
据此判断：
（1）固体B所含物质的化学式为________。
（2）固体E所含物质的化学式为________。
（3）反应①的离子方程式为________。
5．A是一种无色透明的晶体，进行如下实验。
①取少量A晶体做焰色反应实验，透过蓝色钴玻璃观察，火焰呈紫色。
②取少量A晶体溶于水可以得到无色的溶液，该溶液使石蕊变红。
③取少量A的溶液加过量氨水，有白色沉淀B生成。
④过滤除去③中的B后，在滤液中滴加氯化钡溶液，有白色沉淀C生成，C不溶于稀硝酸。
⑤取少量B滴加氢氧化钠溶液，得无色溶液D。
⑥取少量B滴加盐酸，得无色溶液E。
⑦将47.4 g A晶体在120℃下加热脱水，剩余物的质量为25.8 g。
根据上述实验和结果确定A、B、C、D、E，写出它们的化学式。
A________；B________；C________；D________；E________。
【参考答案与解析】
一、选择题
1．B
【解析】由表自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化可知，只有氧化铝为致密的结构，可以保护内层金属，而钠、铁的氧化物均不是致密的结构，不能保护内层金属，金不能在空气中和氧气发生反应，不能形成氧化膜。故选B。
2．C
【解析】Na与O2的反应产物是由反应条件决定的，常温下生成Na2O，点燃时生成Na2O2，与O2的用量无关，A错误；铝箔在空气中受热可熔化，但由于表面形成熔点很高的Al2O3，故不会燃烧，B错；铁丝可在纯氧中燃烧生成Fe3O4，D项错误；金属单质与非金属单质反应时，金属单质只能失电子被氧化，C正确。
3．B
【解析】熔化的铝并不滴落，是由于铝在空气中很快形成Al2O3，Al2O3的熔点比较高，包住熔化的铝使其不滴落，而不是由于未将Al2O3处理干净。
4．C
【解析】A中，电荷不守恒，正确的离子方程式为：2Na+2H2O==2Na++2OH―+H2↑；B中，不符合反应实际，正确的离子方程式为2Al+2OH―+2H2O==2AlO2―+3H2↑；D中，稀硫酸与Fe反应只会生成Fe2+：Fe+2H+==Fe2++H2↑。
5．A
【解析】由图可知加入6 mL NaOH溶液，沉淀达最大量，沉淀为Mg(OH)2、Al(OH)3，根据氢氧根守恒可知2n [Mg(OH)2]+3n [Al(OH)3]=n (OH－)=0.006 L×1 mol/L=0.006 mol，加入7 mL NaOH溶液时，沉淀由最大值减小为最小值，故1 mL NaOH溶液溶解氢氧化铝沉淀，根据反应Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O可知，n [Al(OH)3]=n (NaOH)=0.001 L×1 mol/L=0.001 mol，所以，溶液中n (Cl―)=3n [Al(OH)3]=0.003 mol，原溶液中n (SO42―)=n [Mg(OH)2]=0.0015 mol，所以原溶液中Cl―与SO42―的物质的量之比为0.003 mol∶0.0015 mol=2∶1。
6．D
【解析】Al(OH)3不溶于弱碱（NH3·H2O）。
7．A
【解析】框图中应是铝元素的转化。
8．D
【解析】A中Al2O3不溶于水，不能与水化合得到Al(OH)3；B中Al和H2O一般不发生反应；C中过量的NaOH加入到AlCl3溶液中，使先生成的Al(OH)3溶解，最终不能得到Al(OH)3；D中氨水是弱碱，过量了不会使Al(OH)3溶解。
9．D
【解析】A、C可用互滴法鉴别，B中CuSO4溶液为蓝色。
10．C
【解析】AlCl3与NH3·H2O发生反应：Al3++3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+3NH4+，且生成的Al(OH)3不溶于氨水。
11．C
【解析】因铝条表面已经完全钝化，也就是铝的表面全部是氧化铝，所以根据氧化铝的性质可知其既能与酸反应又能与碱反应。
12．C
【解析】将三种金属各0.3mol分别投入100mL 1mol/L的盐酸中，可知三种金属都过量，
应按盐酸的量计算，镁、铝产生氢气物质的量相等，产生氢气的物质的量为：
（0.1L×1mol/L）×═0.05 mol。
但金属钠活泼，能与水反应生成氢气，则生成氢气最多的是钠，
钠与水反应产生氢气应按钠的物质的量计算：0.3mol钠产生0.15mol氢气。
故将钠、镁、铝各0.3mol 分别放入100mL 1mol/L的盐酸中，产生氢气的物质的量之比为：
0.15mol：0.05mol：0.05mol═3：1：1，所以同温同压下产生的气体体积比是3：1：1。
二、填空题
1．（1）B （2）①2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑ ②B
【解析】由2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑ ①；2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑②及生成H2的体积比为1∶2可知：①中铝过量，盐酸完全反应，0.3 mol HCl与足量铝反应生成的H2为0.15 mol。又知②中Al不足，NaOH过量，②中生成的H2为0.3 mol，由方程式系数比可知Al的物质的量为0.2 mol，质量为5.4 g。
2．（1）Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O （2）Al2O3+2OH―＝2AlO2―+H2O
（3）CuO+2H+＝Cu2++H2O （4）2Na2O2+2H2O＝4Na+4OH―+O2↑
3．（1）Be+2OH－＝BeO22－+H2↑
（2）NaOH溶液 Be(OH)2+2OH－＝BeO22－+2H2O
【解析】本题为信息题，由铍与铝的相似性，根据铝能与碱反应，Al(OH)3具有两性，能与NaOH反应，即可得出正确答案。
4．（1）Al2O3 （2）(NH4)2SO4、K2SO4
（3）AlO2-+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3－
【解析】加入水后，沉淀是Al2O3、CuO，Al2O3是两性氧化物，溶于NaOH溶液生成NaAlO2，NaAlO2+CO2+ 2H2O＝Al(OH)3↓+NaHCO3，2Al(OH)3Al2O3+3H2O，KAl(SO4)2溶于水完全电离：KAl(SO4)2＝K++Al3++2SO42－，Al3++3NH3·H2O＝A1(OH)3↓+3NH4+，溶液中的离子组成为NH4+、K+、SO42－，从而得出正确答案。
5．KAl(SO4)2·12H2O Al(OH)3 BaSO4 NaAlO2 AlCl3
【解析】由实验①知晶体含钾元素，由实验④知晶体中含有SO42－，由实验②③⑤⑥知B是Al(OH)3，晶体A中含有Al3+，故综合①～⑥知A是KAl(SO4)2·xH2O，由⑦所给数据可求出x=12，由此可确定A及其他物质的化学式。
【学习目标】
1、铝的性质；
2、铝的重要化合物及其相互转化。
【要点梳理】
要点一、铝
1．铝的原子结构和物理性质：
元素
符号
原子结构
原子半径
化合价
颜色
密度
(g·cm-3)
熔点
℃
沸点℃
硬度
13Al
1.43×10-10m
+3
银白色
2.70
660.4
2467
较软
2．化学性质
Al-3e-=Al3+?
（1）与非金属反应：
a、铝与氧气的反应。
【铝及其化合物】
实验探究：加热有氧化膜和无氧化膜的铝箔
实验步骤
实验现象
实验结论
（1）用坩埚钳夹住一小块铝箔在酒精灯上加热至熔化，轻轻晃动，仔细观察
铝箔熔化，失去光泽，熔化的铝并不滴落
在常温下，铝能与空气中的氧气反应，生成一层致密的氧化物薄膜。加热时反应加剧，生成白色固体，放出大量的热，4Al+3O22Al2O3
铝是一种活泼金属，构成薄膜的Al2O3的熔点（2050℃）高于Al的熔点（660℃）
（2）另取一块铝箔，用砂纸仔细打磨（或在酸中处理后，用水洗净），除去表面的保护膜，再加热至完全熔化，观察现象
b、与其它非金属反应：
2Al+3S??Al2S3 ?2Al+3Cl2??2AlCl3
（2）与酸反应：
（3）与碱反应
2Al+2H2O+2NaOH＝2NaAlO2+3H2↑ 2Al+2H2O+2OH－＝2AlO2－+3H2↑
要点诠释：
①铝是一种较活泼的金属，它并不直接与碱反应，铝与氢氧化钠溶液的反应，实际分两步进行：
首先要铝与水反应：2Al+6H2O＝2Al(OH)3↓+3H2↑……①
由于生成的Al(OH)3覆盖在Al的表面，故看不到H2的生成；其次是生成的Al(OH)3是两性氢氧化物，它溶于NaOH：
Al(OH)3+NaOH＝NaAlO2+2H2O……②
所以铝与NaOH溶液反应可以看到有气体产生。将两反应式按①+②×2合并，即得总反应式：2Al+2H2O+2NaOH＝ 2NaAlO2+3H2↑。所以在上述反应中Al是还原剂，H2O是氧化剂。其电子转移情况可表示如下：
②Al与酸、碱反应产生同量的H2，消耗Al的物质的量之比为1∶1，消耗盐酸和NaOH的物质的量之比为3∶1。
③酸、碱、盐可直接侵蚀铝的保护膜（氧化铝也能与酸或碱反应）以及铝制品本身，因此铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性或咸的食物。
④铝热反应：Al?+MxOy??Al2O3+xM
铝热反应的应用：冶炼高熔点金属，如Fe、V、Cr、Mn等或焊接钢轨。
3．用途：铝主要用来制轻合金。
要点二、铝的化合物
1．氧化铝（Al2O3）
(1)物理性质：白色难熔固体、不溶于水。
(2)化学性质：Al2O3是典型的两性氧化物，既能与酸反应又能与强碱溶液反应。
与强酸：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
与强碱：Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O
(3)用途：耐火材料、制取铝的原料。
【铝及其化合物】
2．氢氧化铝[Al(OH)3]
(1)Al(OH)3的物理性质：Al(OH)3是不溶于水的白色胶状沉淀，是典型的两性氢氧化物，能凝聚水中的悬浮物，又有吸附色素的性能。
(2)Al(OH)3的两性：
当与强酸反应：Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O（加酸促使电离平衡向碱式电离方向移动）
当与强碱溶液作用：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O（加碱促使电离平衡向酸式电离方向移动）
(3)Al(OH)3的制取：
①铝盐与碱反应：用铝盐与可溶性弱碱氨水反应制Al(OH)3：
Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
说明：制取Al(OH)3也可用铝盐与强碱作用，但应严格控制加入碱的量，因为强碱过量会使制得的Al(OH)3转化为偏铝酸盐：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。所以，实验室一般不采用这种方法制Al(OH)3。
②偏铝酸盐与酸反应：一般用向偏铝酸盐溶液中通入CO2的方法制取Al(OH)3。
当CO2不足或适量时：CO2+2AlO2-+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-，
CO2过量时：CO2+AlO2-+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-。
说明：一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的Al(OH)3溶解：
AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓ Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
(4)Al(OH)3的用途：净水。
明矾净水原理——明矾（KAl(SO4)2·12H2O）溶于水发生下列反应：
KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-
Al3++3H2O = Al(OH)3（胶体）+3H+
Al(OH)3胶体中胶粒有吸附水中悬浮杂质的作用，使其质量增大，沉降水底，达到净化水的目的。
要点三、“铝三角”及其之间的相互转化
【铝及其化合物】
1．Al3+—→Al(OH)3
（1）可溶性铝盐与少量的强碱反应：Al3++3OH－ (少量)＝Al(OH)3↓
（2）可溶性铝盐与氨水反应：Al3++3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+3NH4+
2．Al(OH)3—→Al3+
Al(OH)3+3H+＝Al3++3H2O
3．Al3+—→AlO2－
可溶性铝盐与过量的强碱反应：Al3++4OH－ (过量)＝AlO2－+2H2O
4．AlO2－—→Al3+
偏铝酸盐溶液与足量的强酸反应：AlO2－+4H+＝Al3++2H2O
5．AlO2－—→Al(OH)3
（1）偏铝酸钠溶液中加入少量强酸：AlO2－+H+ (少量)+H2O＝Al(OH)3↓
（2）偏铝酸钠溶液中通入CO2：
2AlO2－+CO2 (少量)+3H2O＝2Al(OH)3↓+CO32－
AlO2－+CO2 (过量)+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3－
6．Al(OH)3—→AlO2－
Al(OH)3溶于强碱溶液：Al(OH)3+OH－＝AlO2－+2H2O
要点诠释：（1）由Al3+制备Al(OH)3，宜用Al3+与氨水反应。一般不用强碱，因为过量的强碱会使Al(OH)3溶解转化为偏铝酸盐。
（2）由AlO2－制备Al(OH)3，宜用CO2与AlO2－反应。一般不用强酸，因为过量的强酸会使Al(OH)3溶解转化为铝盐。
要点四、有关Al(OH)3沉淀的图像分析及有关计算
1．相关图像
（1） NH3·H2O滴入AlCl3溶液中?
Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+?
（2）CO2通入NaAlO2溶液中
AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-?
2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-
（3）NaOH滴入AlCl3溶液中
Al3++3OH-=Al(OH)3↓
Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O?
（4）AlCl3滴入NaOH溶液中
Al3++4OH-=AlO2-+2H2O
3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓
（5）HCl滴入NaAlO2溶液中?
AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓
Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O?
（6）NaAlO2溶液滴入HCl中?
AlO2-+4H+=Al3++2H2O
Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓
2．滴加过程中铝元素的存在形式分析
（1）向1 L 1 mol/L的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液
（2）向1 L 1 mol/L的NaAlO2溶液中滴加稀盐酸
【典型例题】
类型一：铝与NaOH溶液的反应
例题1、甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol/L的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为1∶2，则加入铝粉的质量为（ ）。
A．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.8 g
【答案】A
【解析】2Al+6HCl＝2AlCl3+3H2↑
2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑
由反应方程式可知，若在等物质的量浓度的盐酸和NaOH溶液中分别加入足量铝，反应时产生H2的体积之比1∶3，现在产生H2的体积之比为1∶2，说明铝粉的量相对于盐酸来说是过量的，对于NaOH来说是不足量的，所以与盐酸反应的铝粉质量为2.7 g，与NaOH反应的铝粉质量为5.4 g。
【总结升华】因为铝与NaOH溶液反应是一个较为特殊的反应，所以当铝与NaOH溶液在同一题目中出现时，往往要用到2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑这一关系来解。
举一反三：
【变式1】取两份等质量的铝粉，分别与足量的盐酸、浓氢氧化钠溶液反应，在相同情况下产生的气体体积之比是（ ）。
A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．3∶2
【答案】A
【变式2】把镁粉中混入的少量铝粉除去。应选用的试剂是（ ）。
A、稀盐酸 B、新制氯水 C、烧碱溶液 D、纯碱溶液
【答案】C
【解析】盐酸跟镁、铝都能反应，故A错。氯水中存在Cl2，是强氧化性，金属都有还原性，镁铝都能和Cl2反应，同时，氯水中有Cl2和H2O反应生成的盐酸和次氯酸，这两种酸也都能和镁、铝反应，故B也不能选。烧碱是NaOH，铝可以跟NaOH溶液反应放出H2，而镁不反应而和铝分离，故C可选。纯碱溶液是碳酸钠溶液，镁、铝都不与之反应。
类型二：Al2O3、Al(OH)3的性质与制法
例题2、（2019 北京市东城区期末考）下列物质中，既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应的是（ ）。
①Al ②Al2O3 ③Ca(OH)2 ④Al(OH)3 ⑤Na2CO3 ⑥NaHCO3
A．①②③⑤ B．①②④⑥ C．①②⑤⑥ D．②③④⑥
【答案】B
【解析】①Al能与盐酸反应生成氯化铝与氢气，与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气，故符合；
②Al2O3属于两性氧化物，与盐酸反应生成氯化铝与水，与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与水，故符合；
③Ca(OH)2能与盐酸反应生成氯化钙与水，不能与氢氧化钠溶液反应，故不符合；
④Al(OH)3属于两性氢氧化物，与盐酸反应生成氯化铝与水，与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与水，故符合；
⑤Na2CO3能与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳与水，不能与氢氧化钠溶液反应，故不符合；
⑥NaHCO3属于弱酸酸式盐，与生成氯化钠、二氧化碳与水，与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠与水，故符合。
【总结升华】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。两性氧化物有Al2O3、ZnO等，两性氢氧化物有Al(OH)3、Zn(OH)2等。定义中的酸指非氧化性强酸溶液，碱指强碱溶液，其实质是与H+和OH―反应。
弱酸的铵盐[如(NH4)2CO3、(NH4)2S等]、弱酸的酸式盐（如NaHCO3）均既能与强酸（H+）反应又能与强碱（OH―）反应，但它们不属于两性物质。
举一反三：
【变式1】氧化铝熔点很高，常用于制造耐火材料，例如制作坩埚，下列操作不能在氧化铝坩埚中进行的是（ ）。
A．加热使CuSO4·5H2O失水 B．加热使KMnO4分解
C．加热熔化烧碱 D．加热分解碱式碳酸铜
【答案】C
【变式2】（2019 云南五华区实验中学期末考）既能与酸反应，又能与碱反应的氢氧化物是（ ）。
A． NaOH B． Fe（OH）3 C． Al（OH）3 D． Mg（OH）2
【答案】C
【解析】氢氧化铝属于两性氢氧化物，既能和酸反应又能和碱反应。
类型三：“铝三角”及其转化
例题3、向50 mL 1 mol·L―1的Al2(SO4)3溶液中加入100 mL KOH溶液，充分反应后得到3.9 g沉淀，则KOH溶液的物质的量浓度可能是（ ）。
A．1 mol·L―1 B．3 mol·L―1 C．1.5 mol·L―1 D．3.5 mol·L―1
【答案】C、D
【解析】方法一：根据Al3+的物质的量与沉淀Al(OH)3的物质的量比较可推测KOH溶液的两种情况：
（1）当加入KOH不足量时，
，
故。
（2）当加入KOH过量时，
n (KOH)=4n (Al3+)―n [Al(OH)3]=0.4 mol―0.05 mol=0.35 mol。
故。
方法二：用图像法求解，如图所示，用纵坐标表示生成的Al(OH)3的物质的量，横坐标表示KOH的物质的量。当生成沉淀0.05 mol时，需KOH的物质的量为0.15 mol或0.35 mol。
【总结升华】本题易漏选答案D，原因是未考虑到3.9 g沉淀可以是Al(OH)3被过量的KOH溶液溶解了一部分而剩余部分沉淀的情况。
举一反三：
【变式1】下列各组反应中能得到Al(OH)3的是（ ）。
A．Al2O3加到热水中
B．向NaAlO2溶液中加入过量盐酸
C．将Na投入到NaAlO2溶液中
D．向AlCl3溶液中滴几滴NaOH溶液
【答案】D
【变式2】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（ ）。
A、1∶3 B、2∶3 C、1∶4 D、2∶7
【答案】B、D
【解析】AlCl3和NaOH溶液混和有沉淀物生成，可能有两种情况：①NaOH不足量，②NaOH部分过量。假设溶液中含有2mol的AlCl3，如果为第一种情况生成Al(OH)3沉淀的物质的量与未反应的AlCl3物质的量相等，所以耗NaOH 3mol。则答案为B。如果为第二种情况，则生成1mol的Al(OH)3，1mol的AlO2-，共消耗NaOH为7mol。所以答案为D。
类型四：与Al(OH)3、Al3+、AlO2―有关的图像
例题4、把x溶液（或气体）慢慢加入（或通入）到一定量的y溶液中，产生的沉淀量与加入x物质的量的关系如图所示，符合图中曲线的是（ ）。
A、x为CO2，y为Ca(OH)2
B、x为NH3·H2O，y为AlCl3
C、x为NaOH，y为AlCl3
D、x为HCl，y为NaAlO2
【答案】D
【解析】CO2通入Ca(OH)2溶液中可产生碳酸钙沉淀，继续通CO2沉淀溶解而生成Ca(HCO3)2溶液。氨水加入AlCl3溶液产生沉淀，但过量不溶，方程式为：Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
NaOH溶液滴加到AlCl3溶液中生成Al(OH)3沉淀，继续加入沉淀溶解生成偏铝酸盐。
AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
盐酸加入到NaAlO2溶液中，先生成Al(OH)3沉淀，继续加入沉淀溶解生成三价铝盐。
HCl+NaAlO2+H2O=Al(OH)3↓+NaCl Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O
从观察方程式的系数，定量角度分析。
举一反三：
【变式1】有一透明溶液，可能含有Al3+、Fe3+、K+、NH4+、Mg2+和Cu2+等离子中的一种或几种。现加入Na2O2粉末只有无色无味的气体放出，并同时析出白色沉淀。加入Na2O2的量与生成白色沉淀的量之间的关系用下图来表示。试推断：
（1）原溶液中一定含有________。
（2）一定不含有________。
（3）可能含有________。
（4）为了进一步确定可能含有的离子，应增加的实验操作为________。
【答案】（1）Al3+和Mg2+ （2）Fe3+、NH4+、Cu2+ （3）K+ （4）焰色反应
【解析】向溶液里加入过氧化钠粉末，会发生Na2O2和H2O的反应，生成NaOH和O2。因题目中没有刺激性气味气体产生，说明原溶液中不含有Fe3+和NH4+。又因生成的沉淀是白色的，所以原溶液中不含有Fe3+和Cu2+。根据图中曲线的变化，表明随Na2O2的加入（即NaOH的形成），白色沉淀逐渐增多，后来又逐渐减少，最后保持不变，说明原溶液中一定含有Al3+和Mg2+。K+可能存在，可通过焰色反应来检验。
规律总结：解答图像计算题，必须抓住有关化学原理和有关物质的性质，结合图像的特点，综合分析逐步计算求解，其关键是抓住图像四点（原点、交点、转折点、终点），数形结合，分析计算。
例题5 （2019 宁夏唐徕回民中学期末考）在一定质量的AlCl3和MgCl2混合溶液中逐渐滴入一定溶质质量分数的NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH的物质的量的关系如图所示，则：?生成Mg（OH）2的质量为 g；?X= ；Y= 。
【思路点破】 所滴加的氢氧化钠溶液分三次发生反应：与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀，与氯化铝生成氢氧化铝沉淀，与氢氧化铝反应沉淀氢化铝全部溶解。
【答案】5.8；0.5； 0.6
【解析】由图可知氢氧化镁的物质的量为0.1mol，所以质量为0.1mol×58g/mol=5.8g，所以X的物质的量为0.1×2+0.1×3=0.5mol，Y的物质的量为：0.1mol的氢氧化铝消耗的氢氧化钠为0.1mol，所以Y的值为0.6mol。
【总结升华】铝离子和氢氧根离子反应时应注意比例关系，1:3产物为氢氧化铝，1:4产物为偏铝酸根离子。
【巩固练习】
一、选择题（每小题只有一个选项符合题意）
1．（2019 陕西省西安中学模拟考）因为在表面形成氧化膜，保护了内层金属不再被空气氧化的是（ ）。
A．Na B．A1 C．Fe D．Au
2．下列关于金属性质的叙述中正确的是（ ）。
A．钠与氧气反应时，产物是由O2的用量决定的
B．铝箔在空气中受热可以熔化且会发生剧烈燃烧
C．金属单质与非金属单质发生反应时，被氧化的一定是金属单质
D．铁丝不论在空气中还是纯氧中都不会燃烧
3．用坩埚钳夹住一小块刚用酸处理过的铝箔，在酒精灯上加热至熔化，发现熔化的铝并不滴落。下列关于上述实验现象的解释不正确的是（ ）。
A．铝箔在空气中不易燃烧 B．用酸处理时未能将氧化铝溶解
C．氧化铝的熔点比铝的熔点高 D．铝在空气中能很快形成氧化膜
4．下列反应的离子方程式书写正确的是（ ）。
A．钠和冷水反应：Na+2H2O==Na++2OH－+H2↑
B．金属铝溶于氢氧化钠溶液：Al+2OH－==AlO2－+H2↑
C．金属铝溶于盐酸中：2Al+6H+==2A13++3H2↑
D．铁跟稀硫酸反应：2Fe+6H+==2Fe3++3H2↑
5．（2019 福建省福州八中期末考）现有AlCl3和MgSO4混合溶液，向其中不断加入0.1 mol/L的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SO42―的物质的量之比为（ ）。
A．2∶1 B．2∶3 C．6∶1 D．3∶1
6．下列关于Al(OH)3的性质叙述错误的是（ ）。
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既溶于NaOH溶液、氨水，又能溶于盐酸
7．由Al3+→Al(OH)3→AlO2―→ →Al3+系列变化中， 中应填写的是（ ）。
A．Al(OH)3 B．AlCl3 C．HCl D．NaOH
8．下列操作中最终可以得到Al(OH)3的是（ ）。
A．Al2O3和水混合加热
B．Al和水反应
C．过量的NaOH溶液加入到AlCl3溶液中
D．过量的氨气通入到AlCl3溶液中
9．下列各组物质的水溶液不用外加试剂无法鉴别出来的是（ ）。
A．NaOH、AlCl3 B．CuSO4、BaCl2 C．NaAlO2、HCl D．MgCl2、AlCl3
10．在AlCl3溶液中逐滴加入过量的氨水至溶液呈碱性，下列图中，能表示该反应产生的沉淀质量W与加入氨水的体积V关系正确的是（ ）。
11．将表面已经完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是（ ）。
A．稀硝酸 B．稀盐酸 C．硝酸铜 D．氢氧化钠
12．（2019 新疆华山中学期末考）将钠、镁、铝各0.3mol分别加入100mL 1mol/L 的盐酸中，在同温同压下产生的气体体积比是（ ）。
A． 1：2：3 B． 6：3：2 C． 3：1：1 D． 1：1：1
二、填空题
1．近年来，科技人员研究得到一种新型材料——泡沫铝。它是把发泡剂加到熔融或固体粉末的铝合金中而制成的，其优点是硬度高，密度小（约为0.16克／厘米3～0.5克／厘米3），比木材还轻，可浮于水面，又有很大的刚性，且隔音、保温，是一种良好的建筑材料和轻质材料，可大批量投放市场。
（1）铝制成铝箔作食品包装，是利用它的（ ）。
A．金属光泽 B．延展性 C．导电性 D．导热性
（2）铝在空气中会被氧化生成一层致密的氧化膜（氧化物）而对铝起保护作用，但这层氧化膜（氧化物）遇到强酸或强碱都会溶解，且酸、碱均与铝制品发生反应，故不能用铝制品盛放酸性、碱性食品。
①写出铝与盐酸、NaOH溶液反应的化学方程式：________。
②等质量的A1分别加入0.3 L 1 mol／L的盐酸和NaOH溶液中，生成氢气的体积比为1∶2，则加入Al的质量为________。
A．2.7 g B．5.4 g C．8.1 g D．10 g
2．写出下列反应的离子方程式；
（1）氧化铁溶于稀盐酸：________________。
（2）氧化铝溶于NaOH溶液：________________。
（3）氧化铜溶于稀硫酸：________________。
（4）过氧化钠溶于水中：________________。
3．已知金属元素铍与铝的单质和化合物的化学性质很相似。试回答下列问题。
（1）写出Be与NaOH溶液反应的离子方程式________。
（2）鉴别Be(OH)2和Mg(OH)2可用试剂________，其离子方程式为________。
4．某混合物A含有明矾、Al2O3、CuO，在一定条件下可实现如下图所示的物质之间的转化：
据此判断：
（1）固体B所含物质的化学式为________。
（2）固体E所含物质的化学式为________。
（3）反应①的离子方程式为________。
5．A是一种无色透明的晶体，进行如下实验。
①取少量A晶体做焰色反应实验，透过蓝色钴玻璃观察，火焰呈紫色。
②取少量A晶体溶于水可以得到无色的溶液，该溶液使石蕊变红。
③取少量A的溶液加过量氨水，有白色沉淀B生成。
④过滤除去③中的B后，在滤液中滴加氯化钡溶液，有白色沉淀C生成，C不溶于稀硝酸。
⑤取少量B滴加氢氧化钠溶液，得无色溶液D。
⑥取少量B滴加盐酸，得无色溶液E。
⑦将47.4 g A晶体在120℃下加热脱水，剩余物的质量为25.8 g。
根据上述实验和结果确定A、B、C、D、E，写出它们的化学式。
A________；B________；C________；D________；E________。
【参考答案与解析】
一、选择题
1．B
【解析】由表自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化可知，只有氧化铝为致密的结构，可以保护内层金属，而钠、铁的氧化物均不是致密的结构，不能保护内层金属，金不能在空气中和氧气发生反应，不能形成氧化膜。故选B。
2．C
【解析】Na与O2的反应产物是由反应条件决定的，常温下生成Na2O，点燃时生成Na2O2，与O2的用量无关，A错误；铝箔在空气中受热可熔化，但由于表面形成熔点很高的Al2O3，故不会燃烧，B错；铁丝可在纯氧中燃烧生成Fe3O4，D项错误；金属单质与非金属单质反应时，金属单质只能失电子被氧化，C正确。
3．B
【解析】熔化的铝并不滴落，是由于铝在空气中很快形成Al2O3，Al2O3的熔点比较高，包住熔化的铝使其不滴落，而不是由于未将Al2O3处理干净。
4．C
【解析】A中，电荷不守恒，正确的离子方程式为：2Na+2H2O==2Na++2OH―+H2↑；B中，不符合反应实际，正确的离子方程式为2Al+2OH―+2H2O==2AlO2―+3H2↑；D中，稀硫酸与Fe反应只会生成Fe2+：Fe+2H+==Fe2++H2↑。
5．A
【解析】由图可知加入6 mL NaOH溶液，沉淀达最大量，沉淀为Mg(OH)2、Al(OH)3，根据氢氧根守恒可知2n [Mg(OH)2]+3n [Al(OH)3]=n (OH－)=0.006 L×1 mol/L=0.006 mol，加入7 mL NaOH溶液时，沉淀由最大值减小为最小值，故1 mL NaOH溶液溶解氢氧化铝沉淀，根据反应Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O可知，n [Al(OH)3]=n (NaOH)=0.001 L×1 mol/L=0.001 mol，所以，溶液中n (Cl―)=3n [Al(OH)3]=0.003 mol，原溶液中n (SO42―)=n [Mg(OH)2]=0.0015 mol，所以原溶液中Cl―与SO42―的物质的量之比为0.003 mol∶0.0015 mol=2∶1。
6．D
【解析】Al(OH)3不溶于弱碱（NH3·H2O）。
7．A
【解析】框图中应是铝元素的转化。
8．D
【解析】A中Al2O3不溶于水，不能与水化合得到Al(OH)3；B中Al和H2O一般不发生反应；C中过量的NaOH加入到AlCl3溶液中，使先生成的Al(OH)3溶解，最终不能得到Al(OH)3；D中氨水是弱碱，过量了不会使Al(OH)3溶解。
9．D
【解析】A、C可用互滴法鉴别，B中CuSO4溶液为蓝色。
10．C
【解析】AlCl3与NH3·H2O发生反应：Al3++3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+3NH4+，且生成的Al(OH)3不溶于氨水。
11．C
【解析】因铝条表面已经完全钝化，也就是铝的表面全部是氧化铝，所以根据氧化铝的性质可知其既能与酸反应又能与碱反应。
12．C
【解析】将三种金属各0.3mol分别投入100mL 1mol/L的盐酸中，可知三种金属都过量，
应按盐酸的量计算，镁、铝产生氢气物质的量相等，产生氢气的物质的量为：
（0.1L×1mol/L）×═0.05 mol。
但金属钠活泼，能与水反应生成氢气，则生成氢气最多的是钠，
钠与水反应产生氢气应按钠的物质的量计算：0.3mol钠产生0.15mol氢气。
故将钠、镁、铝各0.3mol 分别放入100mL 1mol/L的盐酸中，产生氢气的物质的量之比为：
0.15mol：0.05mol：0.05mol═3：1：1，所以同温同压下产生的气体体积比是3：1：1。
二、填空题
1．（1）B （2）①2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑ ②B
【解析】由2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑ ①；2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑②及生成H2的体积比为1∶2可知：①中铝过量，盐酸完全反应，0.3 mol HCl与足量铝反应生成的H2为0.15 mol。又知②中Al不足，NaOH过量，②中生成的H2为0.3 mol，由方程式系数比可知Al的物质的量为0.2 mol，质量为5.4 g。
2．（1）Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O （2）Al2O3+2OH―＝2AlO2―+H2O
（3）CuO+2H+＝Cu2++H2O （4）2Na2O2+2H2O＝4Na+4OH―+O2↑
3．（1）Be+2OH－＝BeO22－+H2↑
（2）NaOH溶液 Be(OH)2+2OH－＝BeO22－+2H2O
【解析】本题为信息题，由铍与铝的相似性，根据铝能与碱反应，Al(OH)3具有两性，能与NaOH反应，即可得出正确答案。
4．（1）Al2O3 （2）(NH4)2SO4、K2SO4
（3）AlO2-+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO3－
【解析】加入水后，沉淀是Al2O3、CuO，Al2O3是两性氧化物，溶于NaOH溶液生成NaAlO2，NaAlO2+CO2+ 2H2O＝Al(OH)3↓+NaHCO3，2Al(OH)3Al2O3+3H2O，KAl(SO4)2溶于水完全电离：KAl(SO4)2＝K++Al3++2SO42－，Al3++3NH3·H2O＝A1(OH)3↓+3NH4+，溶液中的离子组成为NH4+、K+、SO42－，从而得出正确答案。
5．KAl(SO4)2·12H2O Al(OH)3 BaSO4 NaAlO2 AlCl3
【解析】由实验①知晶体含钾元素，由实验④知晶体中含有SO42－，由实验②③⑤⑥知B是Al(OH)3，晶体A中含有Al3+，故综合①～⑥知A是KAl(SO4)2·xH2O，由⑦所给数据可求出x=12，由此可确定A及其他物质的化学式。