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铝及其重要化合物
【复习目标】
1．掌握铝的主要性质及其应用
2．掌握铝的重要化合物{Al2O3、Al(OH)3、Al3＋、[Al(OH)]、KAl(SO4)2·12H2O}的主要性质及其应用
3．掌握“铝三角”的转化关系及其应用
考点一 铝的性质及应用
【核心知识梳理】
1．铝的存在及物理性质
(1)存在：铝元素在地壳中含量丰富，是地壳中含量最多的金属元素，仅次于氧、硅。自然界中的铝全部以化合态(铝土矿中)存在
(2)铝的物理性质：银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和传热性等，密度较小，质地柔软
2．铝的原子结构——13Al
电子排布式 1s22s22p63s23p1
简化电子排布式 [Ne]3s23p1
原子结构示意图
电子排布图(轨道表示式)
价层电子排布式 3s23p1
周期表中的位置 第三周期第ⅢA族
3．化学性质
(1)Al与非金属反应
①Al与O2的反应
常温时：4Al＋3O2===2Al2O3 (常温下在空气中形成氧化膜)
加热时：4Al＋3O22Al2O3
②与Cl2反应：2Al＋3Cl22AlCl3
③与S反应：2Al＋3SAl2S3
(2)Al与稀盐酸、稀硫酸等发生置换反应：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
(3)Al与强氧化性酸(如浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸)反应
①常温下，Al在浓硫酸、浓硝酸中发生钝化
②与浓硫酸、浓硝酸加热时：
a．与浓硫酸：2Al＋6H2SO4(浓)Al2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O
b．与浓硝酸：Al＋6HNO3(浓)Al(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O
③与稀硝酸：Al＋4HNO3(稀)===Al(NO3)3＋NO↑＋2H2O
【微点拨】常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生“钝化”，而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应
(4)与碱(NaOH)溶液的反应
2Al＋6H2O＋2NaOH===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ 2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)]＋3H2↑
【微点拨】
①能与铝反应产生氢气的溶液可能呈强酸性也可能呈强碱性
②活泼金属与酸反应是金属的通性，而铝不但能与酸(H＋)反应，还能够与碱溶液反应，表现出特殊性
③铝与氢氧化钠溶液反应电子转移的数目
双线桥法
单线桥法
(5)Al与盐溶液(如CuSO4溶液)反应：2Al＋3CuSO4===Al2(SO4)3＋3Cu 2Al＋3Cu2+===2Al3+＋3Cu
(6)Al与Fe2O3、MnO2等金属氧化物发生铝热反应
2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe 4Al＋3MnO23Mn＋2Al2O3
4．工业炼铝的流程：铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界主要以化合态形式存在于氧化铝中。铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3、MgO等杂质，冶炼金属铝很重要的一个过程是Al2O3的提纯。由于Al2O3是两性氧化物，而杂质SiO2是酸性氧化物，Fe2O3、MgO是碱性氧化物，因而可设计出两种提纯氧化铝的方案
(1)酸溶法
工艺流程
主要反应 ①Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O②Al3＋＋4OH－===Al(OH)，Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓③Al(OH)＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO④2Al(OH)3Al2O3＋3H2O ⑤2Al2O34Al＋3O2↑
注意事项 ①不用氨水沉淀Fe3＋、Mg2＋是因为：Al(OH)3只能溶于强碱，不能溶于氨水，若用氨水则不能将Fe(OH)3和Al(OH)3分离②不用盐酸(或H2SO4)酸化滤液B是因为Al(OH)与酸反应生成的Al(OH)3具有两性，可溶于强酸，不易控制酸的量；CO2廉价而且生成的副产物NaHCO3用途广泛，经济效益好
(2)碱溶法
工艺流程
主要反应 ①Al2O3＋2OH－＋3H2O===2Al(OH)，SiO2＋2OH－===SiO＋H2O②Al(OH)＋4H＋===Al3＋＋4H2O，SiO＋2H＋===H2SiO3↓③Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
5．铝的制备及用途
(1)制备(电解熔融Al2O3)：2Al2O34Al＋3O2↑ (冰晶石的作用是作为熔剂，降低氧化铝的熔点)
(2)用途：①纯铝用作导线 ②铝合金制备汽车、飞机、生活用品等
【精准训练1】
1．下列关于铝单质的叙述中正确的是(　　)
A．不能用铝制的器皿来盛放酸梅汤或碱水是因为铝会和酸或碱反应
B．铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为铝的化学性质很稳定
C．铝和NaOH溶液反应：Al＋2OH－===AlO＋2H2↑
D．用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝会滴落下来，是因为金属铝的熔点较低
2．下列叙述正确的是(　　)
A．常温下铝与浓硫酸、浓硝酸、浓盐酸都不反应
B．两份相同质量的铝粉，分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生的氢气的质量前者多
C．常温下铝在空气中表面生成了一层致密的氧化铝薄膜
D．铝的活动性比钠弱，故可用金属钠将铝从它的盐溶液中置换出来
3．分别向盛有等物质的量浓度的稀硫酸和氢氧化钠溶液的烧杯中加入足量的铝，反应后放出的气体体积比在标准状况下为1∶2，则所取稀硫酸和氢氧化钠溶液的体积比为(　　)
A．1∶2 B．3∶4 C．3∶2 D．6∶1
4．将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是(　　)
A．稀硝酸 B．稀盐酸 C．硝酸铜溶液 D．氢氧化钠溶液
5．某无色透明溶液与铝反应放出氢气，该溶液中可能含有Mg2＋、Cu2＋、Ba2＋、H＋、Ag＋、SO、SO、HCO、OH－、NO十种离子中的若干种，下列推断正确的是(　　)
A．当溶液中有Al3＋生成时，溶液中可能存在：SO、NO、H＋、Mg2＋
B．当溶液中有Al3＋生成时，溶液中一定存在：H＋、SO；可能存在Mg2＋
C．当溶液中有[Al(OH)]生成时，溶液中一定存在：OH－、Ba2＋、NO
D．当溶液中有[Al(OH)]生成时，溶液中可能存在：OH－、Ba2＋、NO、SO
6．工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质）为原料冶炼铝的工艺流程如下。下列叙述错误的是(　　)
A．步骤①中，试剂X一般使用的是氢氧化钠溶液
B．步骤②中，主要的离子反应可能是[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO
C．步骤③中的加热操作常在蒸发皿中完成
D．步骤④中，在电解装置的阴极得到液态金属铝
7．铝是一种很重要的金属，可以发生如下一系列反应制备物质，下列说法错误的是(　　)
A．反应①又称铝热反应，可用于野外焊接铁轨
B．反应②③都有氢气生成，产生等量的氢气时转移的电子数相等
C．常用反应⑥制备Al(OH)3，方法是向Al2(SO4)3溶液中滴加足量的NaOH 溶液
D．工业上用反应⑦制备铝时，常加入冰晶石以降低氧化铝的熔融温度
考点二 铝的重要化合物及应用
【核心知识梳理】
1．氧化铝(Al2O3)——两性氧化物
(1)物理性质：白色固体，难溶于水，熔点很高，是优良耐火材料
(2)化学性质：Al2O3是典性的两性氧化物，既能与酸，又能与碱反应
①能与酸反应：Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
②能与碱反应：Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4] Al2O3＋2OH－＋3H2O===2Al(OH)
(3)主要用途：制造耐火、耐高温器材、工业冶炼铝、可以制作各种宝石
2．氢氧化铝[Al(OH)3]——两性氢氧化物
(1)物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性
(2)化学性质：Al(OH)3是典型的两性氢氧化物，既能与酸，又能与碱反应
①能与酸反应：Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O Al(OH)3＋3H+ ===Al3+＋3H2O
②能与碱反应：Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4] Al(OH)3＋OH－===Al(OH)
Al(OH)3的电离方程式 酸式电离：Al(OH)3＋H2OH＋＋[Al(OH)]碱式电离：Al(OH)3Al3＋＋3OH－
与酸和碱反应过程 Al(OH)3既能发生酸式电离，又能发生碱式电离，因此Al(OH)3既具有酸性，又具有碱性，但酸性和碱性都很弱，因此Al(OH)3一般只溶于强酸或强碱，而不溶于弱酸(H2CO3等)、弱碱(NH3·H2O)
易错提醒 强酸或强碱也是相对而言的，Al(OH)3不溶于H2CO3、NH3·H2O，但溶于CH3COOH
③热稳定性差：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O
(3)用途
①Al(OH)3有较强的吸附性，能凝聚水中悬浮物，又能吸附色素，可以用作净水剂
②Al(OH)3碱性不强，不至于对胃壁产生强烈的刺激作用或腐蚀作用，却可以与酸反应，起到中和胃酸的作用，可以用作胃酸中和剂
3．明矾 [KAl(SO4)2·12H2O]
(1)复盐：由两种不同的金属离子(或其中一种为铵根离子)和一种酸根离子组成的化合物，叫做复盐。复盐溶于水时，电离出的离子，跟组成它的简单盐电离出的离子相同
(2)物理性质：无色晶体，可溶于水
(3)净水原理：KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO(电离)、Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋。生成的Al(OH)3胶粒的吸附能力很强，能吸附水中的悬浮物质，并聚集成沉淀，使水澄清，但不能杀菌、消毒
(4)化学性质：兼有Al3+和SO性质
①向明矾中滴入Ba(OH)2溶液，当Al3+恰好完全沉淀时(沉淀的物质的量最大)，化学方程式为
2KAl(SO4)2＋3Ba(OH)2===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓＋K2SO4
②向明矾中滴入Ba(OH)2溶液，当SO完全沉淀时(沉淀的质量最大)，化学方程式为
KAl(SO4)2＋2Ba(OH)2===2BaSO4↓＋K[Al(OH)4]
【易错提醒】既能与强酸反应又能与强碱反应的物质
①某些单质：Al、Be、Zn、S、Si
②某些氧化物：Al2O3、BeO、ZnO、SO2、SiO2
③两性氢氧化物：Al(OH)3、Be(OH)2、Zn(OH)2
④弱酸的铵盐：CH3COONH4、(NH4)2CO3、(NH4)2S
⑤多弱酸的酸式盐：NaHCO3、KHS、KHSO3、NaH2PO4
⑥某些酸：H2S、浓H2SO4
⑦蛋白质、氨基酸
【精准训练2】
1．下列关于铝及其化合物的说法，不正确的是(　　)
A．明矾可用作净水剂和消毒剂 B．利用铝热反应可冶炼高熔点金属
C．铝可用作包装材料和建筑材料 D．氢氧化铝可用作治疗胃酸过多的药物
2．下列有关说法中不正确的是(　　)
A．Al(OH)3在用于治疗胃酸过多类疾病时表现出弱碱性
B．明矾溶于水后可得到少量的有强吸附性的Al(OH)3，故明矾可作净水剂
C．Al(OH)3可用于中和馒头制作过程(如发酵阶段)中产生的酸
D．Al2O3可用于制作耐火材料而Al(OH)3不能
3．探究氢氧化铝的两性，最适宜的试剂是(　　)
A．Al、NaOH溶液、稀盐酸 B．Al2O3、氨水、稀盐酸
C．Al2(SO4)3溶液、NaOH溶液、稀盐酸 D．AlCl3溶液、氨水、稀盐酸
4．下列关于铝及其化合物反应的离子方程式书写正确的是(　　)
A．铝与NaOH溶液反应：Al＋4OH－===[Al(OH)]＋H2↑
B．Al2O3与NaOH溶液反应：Al2O3＋2OH－===2[Al(OH)]
C．明矾净水原理：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋
D．Al2(SO4)3与过量氨水反应：Al3＋＋4NH3·H2O===[Al(OH)]＋4NH
5．现有100 mL 3 mol·L－1的NaOH溶液和100 mL 1 mol·L－1氯化铝溶液，①将NaOH溶液分多次加到AlCl3溶液中；②将AlCl3溶液分多次加到NaOH溶液中。比较两种操作的结果是(　　)
A．现象相同，沉淀质量也相等 B．现象相同，沉淀质量不等
C．现象不同，沉淀质量相等 D．现象不同，沉淀质量不等
6．《本草图经》有“白矾多入药用”。白矾[KAl(SO4)2·12H2O]又称明矾、钾铝矾、钾明矾等，是一种重要的化学试剂。下列说法正确的是(　　)
A．含白矾的药物不宜与胃药奥美拉唑碳酸氢钠胶囊同时服用
B．0.1 mol·L－1白矾溶液完全水解生成Al(OH)3胶粒数小于6.02×1022
C．向含0.1 mol白矾的溶液中滴入Ba(OH)2溶液，若SO和Al3＋全部转化为BaSO4和Al(OH)3沉淀，则此时生成沉淀的质量最大
D．室温下，0.1 mol·L－1白矾溶液中水电离出c(H＋)小于10－7 mol·L－1
7．既能跟稀盐酸反应，又能跟氢氧化钠溶液反应的化合物是(　　)
①NaHCO3　②Al2O3　③Al(OH)3　④Al
A．①②③ B．①④ C．②③④ D．①②③④
8．铝、铍(Be)及其化合物具有相似的化学性质。已知反应：BeCl2＋Na2BeO2＋2H2O===2NaCl＋2Be(OH)2↓能完全进行，则下列推断正确的是(　　)
A．Be(OH)2既能溶于盐酸，又能溶于NaOH溶液
B．BeCl2水溶液的导电性强，故BeCl2是离子化合物
C．Na2BeO2溶液的 pH＞7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物为BeO
D．BeCl2溶液的 pH＞7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物可能是BeCl2
9．锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物均既能溶于强酸溶液，又能溶于强碱溶液，但是Al(OH)3不溶于氨水，而Zn(OH)2能溶于氨水，生成[Zn(NH3)4]2＋。回答下列问题：
(1)单质铝溶于NaOH溶液后，溶液中铝元素的存在形式为________(用化学式表示)
(2)写出锌和NaOH溶液反应的离子方程式：__________________________
(3)下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法可以鉴别的是________(填序号)
①Al2(SO4)3和NaOH ②Al2(SO4)3和氨水 ③ZnSO4和NaOH ④ZnSO4和氨水
(4)写出可溶性铝盐和氨水反应的离子方程式：________________________________________________________，
试解释实验室不宜用可溶性锌盐与氨水反应制取氢氧化锌的原因：____________________________________
___________________________________________
考点三 铝及其重要化合物的转化关系
【核心知识梳理】
1．铝元素的价类二维图及转化关系
2．铝及其重要化合物之间的转化关系
3．“铝三角”——Al3＋、Al(OH)3、Al(OH)的相互转化
Al3+Al(OH)3 ①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
②Al3＋＋3Al(OH)===4Al(OH)3↓
③Al3＋＋3OH－(少量)===Al(OH)3↓
Al(OH)3Al3+ Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
Al3+Al(OH) Al3＋＋4OH－(过量)===Al(OH)
Al(OH)Al3+ Al(OH)＋4H＋(过量)===Al3＋＋4H2O
Al(OH)Al(OH)3 ①2Al(OH)＋CO2(少量)===2Al(OH)3↓＋CO＋H2OAl(OH)＋CO2(过量)===Al(OH)3↓＋HCO
②Al(OH)＋H＋(少量)===Al(OH)3↓＋H2O
Al(OH)3Al(OH) Al(OH)3＋OH－===Al(OH)
4．应用
(1)选择制备Al(OH)3的最佳途径
①向铝盐中加入足量氨水，离子方程式为：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
②向四羟基合铝酸盐中通入足量CO2，离子方程式为：Al(OH)＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO
③Na[Al(OH)4]与AlCl3的溶液混合，离子方程式为：3Al(OH)＋Al3＋===4Al(OH)3↓
(2)分析离子反应顺序
①向含有H＋、Al3＋、NH的溶液中，逐滴加入NaOH溶液至过量，反应的离子方程式依次为：
a H＋＋OH－===H2O b Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
c NH＋OH－===NH3·H2O d Al(OH)3＋OH－===Al(OH)
②向含有OH－、CO、Al(OH)的溶液中，逐滴加入稀盐酸至过量，反应的离子方程式依次为：
a OH－＋H＋===H2O b Al(OH)＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O
c CO＋H＋===HCO d HCO＋H＋===CO2↑＋H2O
e Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
(3)有关铝及其化合物除杂问题
混合物(括号内为杂质) 除杂方法或所用试剂 反应原理
Mg(Al) 加足量NaOH溶液，过滤 2Al＋6H2O＋2NaOH===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
Fe2O3(Al2O3) 加足量NaOH溶液，过滤 Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4]
Mg(OH)2[Al(OH)3] 加足量NaOH溶液，过滤 Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4]
MgCl2(AlCl3) 加过量NaOH溶液，过滤，再加HCl酸充分溶解 AlCl3＋4NaOH===Na[Al(OH)4]＋3NaClMg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
5．互滴实验——试剂的滴加顺序不同而产生的现象不同
(1)NaOH和AlCl3
①向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液——开始时NaOH少量
过程分析 开始NaOH溶液量少，发生反应AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl，产生白色沉淀；一段时间后当AlCl3完全变成Al(OH)3后，再滴加NaOH溶液，Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4]，沉淀溶解 反应的图像
实验现象 先产生白色沉淀后沉淀消失
②向NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液——开始时NaOH过量
过程分析 开始NaOH溶液量多，发生反应AlCl3＋4NaOH===Na[Al(OH)4]＋3NaCl，无白色沉淀产生；一段时间后当NaOH完全变成Na[Al(OH)4]后，再滴加AlCl3溶液，3Na[Al(OH)4]＋AlCl3===4Al(OH)3↓＋3NaCl，产生白色沉淀 反应的图像
实验现象 开始无现象后出现白色沉淀
(2)Na[Al(OH)4]和盐酸
①向Na[Al(OH)4]溶液中逐滴加入盐酸——开始时盐酸少量
过程分析 开始盐酸量少，发生反应Na[Al(OH)4]＋HCl===Al(OH)3↓＋NaCl＋H2O，产生白色沉淀；一段时间后当Na[Al(OH)4]完全变成Al(OH)3后，再滴加盐酸，Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O，沉淀溶解 反应的图像
实验现象 先产生白色沉淀后沉淀消失
②向盐酸中逐滴加入Na[Al(OH)4]溶液——开始时盐酸过量
过程分析 开始盐酸量多，发生反应Na[Al(OH)4]＋4HCl===NaCl＋AlCl3＋4H2O，无白色沉淀产生；一段时间后当盐酸完全变成AlCl3后，再滴加Na[Al(OH)4]溶液，3Na[Al(OH)4]＋AlCl3===4Al(OH)3↓＋3NaCl，产生白色沉淀 反应的图像
实验现象 开始无现象后出现白色沉淀
【精准训练3】
1．下列说法正确的是(　　)
A．向Na[Al(OH)4]溶液中滴加NaHCO3溶液，有沉淀和气体生成
B．制备Al(OH)3悬浊液：向1 mol·L－1 AlCl3溶液中加过量的6 mol·L－1 NaOH溶液
C．AlCl3溶液中加入过量稀氨水：Al3＋＋4NH3·H2O===[Al(OH)]＋2H2O
D．将AlCl3加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生
2．下列除去杂质的方法不正确的是(　　)
A．镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥
B．用过量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋
C．Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量CO2后过滤
D．MgO中混有少量Al2O3：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥得到MgO
3．铝及其部分化合物的“价—类二维图”如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．反应⑤⑥基本类型相同 B．反应①⑥所加试剂可能相同
C．1 mol a完全转化为b时失去3 mol电子 D．物质的类别处“ ”代表四羟基合铝酸盐
4．现有Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(aq)六种物质，它们之间有如图所示转化关系，图中每条线两端的物质之间都可以发生反应，下列推断中不合理的是(　　)
A．N一定是HCl(aq) B．X可能为Al或Cl2
C．Y一定为NaOH(aq) D．Q、Z中的一种必定为Al2O3
5．下列各组溶液，只用试管和胶头滴管，不用任何试剂就可以鉴别的是(　　)
①Na2CO3溶液与稀盐酸 ②H2SO4溶液和Ba(OH)2溶液
③NaOH溶液与AlCl3溶液 ④NaOH溶液与Ca(HCO3)2溶液
⑤Na[Al(OH)4]溶液与稀硫酸 ⑥BaCl2溶液和MgSO4溶液
A．③④ B．①③⑤ C．①②⑤⑥ D．①③④⑥
6．下列各项操作中，能出现“先产生沉淀，然后沉淀又溶解”现象的是______________
①向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2　 ②向Na[Al(OH)4]溶液中逐滴加入过量的稀盐酸　
③向AlCl3溶液中逐滴加入过量稀氢氧化钠溶液　 ④向硅酸钠溶液中逐滴加入过量的盐酸
7．向含有HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl的混合溶液中(假设各1 mol)，逐滴加入NaOH溶液，沉淀的物质的量随NaOH溶液体积变化的图像如图。(假设Mg2＋、Al3＋结合OH－能力相同)，分析图像的变化情况，回答下列问题：
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(1)H＋、Al3＋、Al(OH)3、NH四种微粒与OH－反应的先后顺序依次为______________________
(2)依次写出各阶段的离子方程式：
①OA：________________________________________________________________________
②AB：________________________________________________________________________
③BC：________________________________________________________________________
④CD：________________________________________________________________________
考点四 氢氧化铝沉淀的图象分析
【核心知识梳理】
1．可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像
操作 可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量 NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量
现象 立即产生白色沉淀渐多最多渐少消失 无沉淀(有但即溶)出现沉淀渐多最多沉淀不消失
图像
离子方程式 AB：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓BD：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)] AB：Al3＋＋4OH－===[Al(OH)]BC：Al3＋＋3Al(OH)===4Al(OH)3↓
2．Na[Al(OH)4]溶液与盐酸反应的图像
操作 Na[Al(OH)4]溶液中逐滴加稀盐酸至过量 稀盐酸中逐滴加Na[Al(OH)4]溶液至过量
现象 立即产生白色沉淀渐多最多渐少消失 无沉淀出现沉淀渐多最多沉淀不消失
图像
离子方程式 AB：[Al(OH)]＋H＋===Al(OH)3↓＋H2OBC：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O AB：4H＋＋[Al(OH)]===Al3＋＋4H2OBC：Al3＋＋3[Al(OH)]===4Al(OH)3↓
3．可溶性铝盐溶液与弱碱(氨水)溶液反应的图像、Na[Al(OH)4]溶液与弱酸(CO2)反应的图像
操作 向AlCl3溶液中逐滴滴入氨水或Na[Al(OH)4]溶液至过量 向Na[Al(OH)4]溶液中通入CO2至过量
现象 立即产生白色沉淀渐多最多沉淀不消失 立即产生白色沉淀渐多最多沉淀不消失
图像
离子方程式 Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH Al3＋＋3[Al(OH)]===4Al(OH)3↓ [Al(OH)]＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO
4．可溶性铝盐、镁盐混合液与NaOH溶液反应的图像
操作 往等物质的量的AlCl3、MgCl2混合溶液中加入NaOH溶液至过量 向MgCl2、AlCl3和盐酸的混合溶液(即将Mg、Al溶于过量盐酸所得的溶液)中逐滴滴入NaOH溶液至过量
现象 开始出现白色沉淀，后沉淀量增多，最后沉淀部分溶解 先无沉淀，后出现白色沉淀，然后沉淀量增多，最后沉淀部分溶解
图像
离子方程式 OA：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓AB：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)] OA：H＋＋OH－===H2OAB：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓BC：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)]
5．含不同阳离子的混合盐(或复盐)与碱的反应
(1)向含MgCl2、AlCl3、盐酸、NH4Cl的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液至过量
图像
离子方程式 OA：H＋＋OH－===H2OAB：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓BC：NH＋OH－===NH3·H2OCD：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)]
(2)把Ba(OH)2溶液逐滴加入到明矾溶液中至过量
图像
离子方程式 OA：2KAl(SO4)2＋3Ba(OH)2===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓＋K2SO4AB：2Al(OH)3＋K2SO4＋Ba(OH)2===BaSO4↓＋2K[Al(OH)4]
【精准训练4】
1．如图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加过程中微粒的量的关系曲线，下列判断错误的是(　　)
A．①线表示Al3＋的物质的量的变化 B．x表示AlCl3的物质的量
C．③线表示Al(OH)3的物质的量的变化 D．④线表示[Al(OH)]的物质的量的变化
2．向30mL1mol·L－1的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4mol·L－1的NaOH溶液，若产生0.78g白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为(　　)
A．3mL B．7.5mL C．15mL D．17.5mL
3．下列曲线图(纵坐标为沉淀的量，横坐标为加入物质的量)与对应的选项相符合的是(　　)
A．向1L浓度均为0.1mol·L－1的Ba(OH)2、Na[Al(OH)4]混合溶液中加入0.1mol·L－1的稀H2SO4
B．向1L浓度分别为0.1mol·L－1和0.3mol·L－1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1mol·L－1的稀NaOH溶液
C．向烧碱溶液中滴加明矾溶液
D．向AlCl3溶液中滴加过量氨水
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溶液的体积如下图所示，原溶液中Cl－与SO的物质的量之比为(　　)
4．
A．1∶3 B．2∶3 C．6∶1 D．3∶1
5．将10 g Fe2O3、SiO2、Al2O3的混合物加入足量的100 mL x mol/L稀硫酸中，过滤，然后加入10 mol/L NaOH溶液，产生沉淀的质量和加入NaOH溶液的体积关系如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．滤出的物质为SiO2 B．可求出x的值
C．可求出Al2O3的质量分数 D．可求出Fe2O3的质量分数
6．将一定质量的Mg和Al的混合物投入500 mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。待反应完全后，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。则下列说法正确的是(　　)
A．Mg和Al的总质量为8 g B．硫酸的物质的量浓度为5 mol/L
C．NaOH溶液的物质的量浓度为5 mol/L D．生成的H2在标准状况下的体积为11.2 L
7．向含Na2CO3、Na[Al(OH)4]的混合溶液中逐滴加入150 mL 1 mol·L－1 HCl溶液，测得溶液中的某几种离子物质的量的变化如图所示，则下列说法不正确的是(　　)
A．a曲线表示的离子方程式为：[Al(OH)]＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O
B．b和c曲线表示的离子反应是相同的
C．原混合溶液中的CO与[Al(OH)]的物质的量之比为1:2
D．M点时，溶液中沉淀的质量为3.9 g
【高考真题演练】
1．(2024·广东卷)部分含Mg或Al或Fe物质的分类与相应化合价关系如图。下列推断合理的是(　　)
A．若a在沸水中可生成e，则af的反应一定是化合反应
B．在gfed转化过程中，一定存在物质颜色的变化
C．加热c的饱和溶液，一定会形成能产生丁达尔效应的红棕色分散系
D．若b和d均能与同一物质反应生成c，则组成a的元素一定位于周期表p区
2．(2024·江苏卷)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]可用作净水剂。下列说法正确的是(　　)
A．半径：r(Al3＋)＞r(K＋) B．电负性：χ(O)＞χ(S)
C．沸点：H2S＞H2O D．碱性：Al(OH)3＞KOH
3．(2024·上海卷)已知AlBr3可二聚为下图的二聚体，该二聚体中存在的化学键类型为(　　)
A．极性键 B．非极性键 C．离子键 D．金属键
将该二聚体溶于CH3CN生成[Al(CH3CN)2Br2]Br（结构如图所示），已知其配离子为四面体形，中心原子杂化方式为_________，其中配体是____________；1mol该配合物中有σ键______ mol
4．(2024·浙江6月)按物质组成分类，KAl(SO4)2·12H2O属于(　　)
A．酸 B．碱 C．盐 D．混合物
5．(2024·浙江6月)下列说法不正确的是(　　)
A．Al(OH)3呈两性，不能用于治疗胃酸过多 B．Na2O2能与CO2反应产生O2，可作供氧剂
C．FeO有还原性，能被氧化成Fe3O4 D．HNO3见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中
6．(2022·湖南卷)铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下，下列说法错误的是(　　)
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A．不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料 B．采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率
C．合成槽中产物主要有Na3AlF6和CO2 D．滤液可回收进入吸收塔循环利用
7．(2022·湖北卷)Be2+和Al3+的电荷与半径之比相近，导致两元素性质相似。下列说法错误的是(　　)
A．Be2+与Al3+都能在水中与氨形成配合物 B．BeCl2和AlCl3的熔点都比MgCl2的低
C．Be(OH)2和Al(OH)3均可表现出弱酸性 D．Be和Al的氢化物都不能在酸中稳定存在
8．(2020·江苏卷)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
【课时精练】
1．化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法中不正确的是(　　)
A．铝比铁活泼，但铝制品比铁制品在空气中耐腐蚀
B．铝热反应不仅用于焊接钢轨，而且还常用于冶炼熔点较高的金属
C．电解AlCl3饱和溶液可制得金属铝
D．Al2O3的熔点很高，可用于制作耐高温材料
2．下列关于铝的化合物的说法错误的是(　　)
A．氧化铝俗名为刚玉,是高温耐火材料
B．KAl(SO4)2·12H2O溶于水可形成Al(OH)3胶体，可以净水
C．Al3+和[Al(OH)]两种离子不能大量共存于同一溶液中
D．将AlCl3溶液滴入浓氨水中的离子方程式：Al3+＋4NH3·H2O===[Al(OH)]＋4NH
3．用NaOH溶液溶解铝土矿(主要成分为Al2O3)，得到Na[Al(OH)4]溶液，再通入CO2至Al(OH)3沉淀完全，将Al(OH)3脱水生成Al2O3，用于电解制铝。下列说法不正确的是(　　)
A．Al2O3为两性氧化物
B．Al(OH)3脱水发生氧化还原反应
C．生产中若改用通入HCl替代CO2，会降低产率
D．Al(OH)3既能与强酸反应又能与强碱反应
4．下列关于金属镁、铝及其化合物的说法中正确的是(　　)
A．将MgO与Al粉混合，再加入助燃剂可制成铝热剂
B．等质量的铝分别与足量的HCl、NaOH溶液反应，所得H2物质的量一定相等
C．将AlCl3加入Ca(HCO3)2溶液中，因相互促进水解而生成CO2气体和CaCO3沉淀
D．金属镁性质活泼，制取镁粉时可将镁蒸气在保护气N2中冷却
5．新型陶瓷钻头(氮化硅与金属氧化物烧结而成)加工铝件后，常因附着Al2O3而致钝，使用后需用饱和NaCl溶液进行超声清洗。下列关于该现象的产生及处理方法分析错误的是(　　)
A．钻头摩擦铝件产生的高温促进了Al2O3的生成
B．不利用强酸、强碱溶液洗涤附着的Al2O3是防止钻头被腐蚀
C．与光照、加热相同，超声波也是为反应提供能量的一种方式
D．清洗过程的原理可表示为Al2O3＋8Cl－＋6H＋===2[AlCl4]－＋3H2O
6．某化学实验小组进行如下实验：取5 mL饱和的Na2CO3溶液于试管中，放入一片打磨过的铝片。观察到铝片表面出现细小的气泡，加热该溶液，铝片表面产生大量白色沉淀和气泡。下列分析错误的是(　　)
A．产生的气体为氢气
B．产生气体的原因与反应CO＋H2OHCO＋OH－有关
C．加热时产生沉淀和气体的原因是[Al(OH)]＋HCOAl(OH)3↓＋CO2↑＋2OH－
D．反应后的溶液中不可能存在大量的Al3＋
7．以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2、少量FeS2)为原料，生产Fe3O4的部分工艺流程如下，下列说法错误的是(　　)
A．用NaOH溶液吸收焙烧过程产生的SO2有利于保护环境和资源再利用
B．从高硫铝土矿中可制得Al、Fe的化合物
C．向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，铝元素存在的形式由[Al(OH)4]－转化为Al3＋
D．FeS2与Fe2O3混合后在无氧条件下焙烧的目的是生成Fe3O4和SO2
8．工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含有Fe2O3、SiO2等杂质)制取无水氯化铝的一种工艺流程如下，下列说法不正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\化学\\加练半小时\\word\\215.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\化学\\加练半小时\\word\\215.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\化学\\加练半小时\\word\\215.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\化学\\加练半小时\\word\\215.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\化学\\加练半小时\\word\\215.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\48. 2025版高三化学一轮复习步步高《加练半小时》\\215.TIF" \* MERGEFORMATINET
已知：①Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(s)＋3CO(g)　ΔH＝＋1 344.1 kJ·mol－1、ΔS＝＋384.0 J·K－1·mol－1；
②SiCl4、FeCl2、FeCl3、AlCl3的沸点分别为57.6 ℃、1 023 ℃、300 ℃(升华)、180 ℃(升华)。
A．步骤Ⅰ中300 ℃焙烧可将Al2O3还原为Al
B．步骤Ⅱ中加入的原料气应为Cl2和O2
C．步骤Ⅱ的尾气经足量NaOH溶液吸收，生成物中有Na2CO3、NaClO
D．步骤Ⅴ中加入铝粉的目的是除去FeCl3，提高AlCl3纯度
9．粉煤灰含有50.19%的Al2O3、37.29%的SiO2，其余为Fe2O3、CaO等。粉煤灰“一步酸溶法”生产氧化铝的工艺流程如图所示。下列叙述不正确的是(　　)
A．“滤渣”的主要成分是二氧化硅
B．“树脂净化”的目的是将Al3＋与Fe3＋、Ca2＋分离
C．“蒸发结晶”前应向氯化铝溶液中加入盐酸
D．循环使用X既降低成本，又防止污染环境
10．从铝土矿(主要成分为Al2O3)中提取铝的工艺流程如图。下列说法不正确的是(　　)
A．从Na[Al(OH)4]Al(OH)3Al2O3的转化过程中涉及的反应均为非氧化还原反应
B．Al2O3与NaOH溶液反应的化学方程式：Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4]
C．Na[Al(OH)4]生成Al(OH)3的离子方程式：Al(OH)＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO
D．电解熔融Al2O3阳极的电极反应式：Al3＋＋3e－===Al
11．下面转化关系图中，A、B、C、G、F中均含有一种相同的常见金属元素，①为化合反应，B为金属氧化物，E的摩尔质量为40 g·mol－1，下列有关说法中不正确的是(　　)
A．A是铝
B．C一定是AlCl3
C．等物质的量的A、B与E反应生成F时消耗E的物质的量之比为1∶2
D．上述转化中发生了两个氧化还原反应
12．有一块镁铝合金，其中镁与铝的质量比是8∶9。加入足量稀H2SO4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(　　)
13．易拉罐的主要成分以铝铁合金和铝镁合金最为常见。现取几小块易拉罐碎片进行下列实验，其中实验方案与现象、结论正确的是(　　)
选项 实验方案 现象、结论
A 加入盐酸 产生无色气体；含铝、铁、镁三种金属
B 加入NaOH溶液 有无色气体产生；含有镁、铝两种金属
C 加入盐酸后，所得溶液中再加入少量NaOH溶液 产生白色沉淀；含有金属镁
D 用盐酸溶解并放置一会儿后，加入KSCN溶液 溶液呈红色；含有铁元素
14．列说法中正确的是(　　)
A．Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应
B．向Al2(SO4)3溶液中加入过量NH3·H2O：Al3＋＋4NH3·H2O===[Al(OH)]＋4NH
C．制备Al(OH)3悬浊液：向1 mol·L－1AlCl3溶液中加过量的6 mol·L－1NaOH溶液
D．用CO2鉴别Na[Al(OH)4]溶液和CH3COONa溶液
15．明矾[KAl(SO4)2·12H2O]是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。采用废易拉罐制备明矾的过程如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．合理处理易拉罐有利于环境保护和资源再利用 B．从易拉罐中可回收的金属元素有Al、Fe
C．“沉淀”反应的金属离子为Fe3＋ D．上述流程中可用NaHSO4代替NaHCO3
16．已知：2Na[Al(OH)4]＋CO2===2Al(OH)3↓＋Na2CO3＋H2O。向含2 mol NaOH、1 mol Ba(OH)2、2 mol Na[Al(OH)4]的混合溶液中慢慢通入CO2，则通入CO2的量和生成沉淀的量的关系不正确的是(　　)
选项 A B C D
n(CO2)(mol) 2 3 4 6
n(沉淀)(mol) 1 2 3 2
17．实验室模拟工业上以铝土矿(含Al2O3、Fe2O3、SiO2)为原料制铵明矾NH4Al(SO4)2晶体的工艺流程如图所示，下列说法错误的是(　　)
A．固体a的化学式为SiO2
B．固体b的化学式为Fe(OH)3
C．Ⅲ中通入足量CO2气体发生反应的离子方程式为2Al(OH)＋CO2===2Al(OH)3↓＋CO＋H2O
D．由ⅠⅡⅢ都要用到的分离方法是过滤
18．下列由实验现象得出正确结论的是(　　)
选项 实验现象 结论
A 把相同大小的铝片和镁片分别投入相同浓度的NaOH溶液中：铝溶解有气泡产生，而镁没有任何变化 铝的金属性比镁强
B 取一块铝箔，用酒精灯点燃；铝箔只熔化成液体而没有滴落 铝不易燃烧
C 向氯化铵溶液中投入一铝片：铝片上产生大量气泡 该气体是氨气
D 向氯化铝溶液中逐滴滴加NaOH溶液至过量：先产生白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，最后沉淀完全消失 氢氧化铝能溶于强碱溶液
19．常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(　　)
A．中性溶液中：Cl－、Mg2＋、Al3＋、K＋
B．1.0 mol·L－1的NaAlO2溶液中：Cl－、HCO、K＋、Ca2＋
C．在强碱性环境中：[Al(OH)]、SiO、Na＋、K＋
D．0.1 mol·L－1明矾溶液中：NH、[Al(OH)]、HCO、Na＋
20．关于铝及其化合物的离子方程式正确的是(　　)
A．向NaOH溶液中加入铝粉：Al＋OH－＋2H2O===[Al(OH)]＋H2↑
B．向AlCl3溶液中通入过量氨气：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
C．向Al(OH)3中加入NaOH溶液：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)]
D．明矾净水的原理：Al3＋＋3H2OAl(OH)3↓＋3H＋
21．按要求填空。①NaHSO3　②Al2O3　③Al(OH)3　④(NH4)2CO3 ⑤CH3COONH4　⑥NaHCO3　⑦Al。在以上物质中，既能与强酸反应，又能与强碱反应的是_____________________，(2)属于两性化合物的是________
22．下列各组物质的无色溶液，不用其他试剂即可鉴别的是________
①NaOH、AlCl3　②NaHCO3、H2SO4　 ③Na[Al(OH)4]、NaHSO4　
④Na2CO3、HCl　⑤Na2CO3、NaHCO3、Ca(OH)2
23．某无色稀溶液X中，可能含有下表所列离子中的某几种。
阴离子 CO、SiO、Al(OH)、Cl－
阳离子 Al3＋、Fe3＋、Mg2＋、NH、Na＋
现取该溶液适量，向其中加入某试剂Y，产生沉淀的物质的量(n)与加入试剂体积(V)的关系如图所示。
(1)若Y是盐酸，则Oa段转化为沉淀的离子(指来源于X溶液的，下同)是______________，ab段发生反应的离子是________，bc段发生反应的离子方程式为__________________________________
(2)若Y是NaOH溶液，则X中一定含有的阳离子是______________，其物质的量之比为___________，ab段反应的离子方程式为___________________________
24．利用铝灰(主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等)制备铝鞣剂[主要成分为Al(OH)2Cl]的一种工艺如下：
(1)气体A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。铝灰在90 ℃时水解生成A的化学方程式为________________________，
“水解”采用90 ℃而不在室温下进行的原因是___________________________________________________
(2)“酸溶”时，Al2O3发生反应的离子方程式为______________________________________________
(3)“氧化”时，发生反应的离子方程式为_________________________________________________________
(4)“废渣”的成分为____________(填化学式)
(5)采用喷雾干燥而不用蒸发的原因是_________________________________________
25．粉煤灰是火电厂的大宗固废。以某电厂的粉煤灰为原料(主要含SiO2、Al2O3和CaO等)提取铝的工艺流程如下，回答下列问题：
(1)“浸出”时适当升温的主要目的是________________，Al2O3发生反应的离子方程式为__________________
(2)“浸渣”的主要成分除残余Al2O3外，还有____________。实验测得，5.0 g粉煤灰(Al2O3的质量分数为30%)经浸出、干燥后得到3.0 g“浸渣”(Al2O3的质量分数为8%)，Al2O3的浸出率为________
(3)“沉铝”时，体系中三种物质的溶解度曲线如图所示，加入K2SO4沉铝的目的是________________________，“沉铝”的最佳方案为__________________
(4)“焙烧”时，主要反应的化学方程式为________________________________________________________
(5)“水浸”后得到的“滤液2”可返回________工序循环使用
26．氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料。为了分析某AlN样品(样品中的杂质不与氢氧化钠溶液反应)中AlN的含量，某实验小组设计了如下两种实验方案
已知：AlN＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋NH3↑
方案1　取一定量的样品，用以下装置测定样品中AlN的纯度(夹持装置已略去)。
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(1)上图装置C中球形干燥管的作用是_____________________________________________
(2)完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先________，再加入实验药品。接下来的实验操作是____________，打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液，至不再产生气体。打开K1，通入氮气一段时间，测定装置C反应前后的质量变化。通入氮气的目的是_______________________________________________________
(3)若去掉装置B，则导致测定结果________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。由于上述装置还存在缺陷，导致测定结果偏高，请提出改进意见：_______________________________。
方案2　按以下步骤测定样品中AlN的纯度：
INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2021\\一轮\\化学 人教 老高考\\word\\3-129.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2021\\一轮\\化学 人教 老高考\\word\\3-129.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2021\\一轮\\化学 人教 老高考\\word\\3-129.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2021\\一轮\\化学\\化学 人教 老高考\\word\\word\\3-129.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "H:\\莫成程\\2021\\一轮\\0看PPT\\化学\\化学 人教 老高考\\word\\3-129.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "H:\\莫成程\\2021\\一轮\\0看PPT\\化学\\化学 人教 老高考\\word\\3-129.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\2022版步步高《大一轮复习讲义》\\3-129.TIF" \* MERGEFORMATINET
(4)步骤②生成沉淀的离子方程式为_______________________________________________________________
(5)步骤③的操作是______________，AlN的纯度是____________(用含m1、m2的代数式表示)
27．聚合氯化铝的化学式为[Al2(OH)aCl6－a]n，是一种无机高分子聚合物，已广泛用于生活废水处理。由偏铝酸钙[Ca(AlO2)2]制备聚合氯化铝的一种工艺流程如下：
(1)偏铝酸钙可由水硬铝石[AlO(OH)]与石灰石在高温下煅烧得到，写出该反应的化学方程式_______________
(2)常温下，经测定“碱浸”后溶液的pH＝12，“沉淀Ⅰ”中不含有Ca(OH)2，则溶液中的c(CO)≥________mol/L{已知：25 ℃时，Ksp[Ca(OH)2]＝6×10－6，Ksp(CaCO3)＝3×10－9}
(3)“沉降”时，发生反应的离子方程式为________________________________________
(4)过滤后，“洗涤”Al(OH)3沉淀的操作是______________________________________________
(5)若要使聚合氯化铝[Al2(OH)aCl6－a]n中a＝2，则实验过程中需要控制条件除温度外，还要控制条件是__________
______________________________________________________
(6)上述“碱浸”过程中，在相同条件下，使用相同浓度的Na2CO3溶液比NaOH溶液浸出率高的原因是___________
______________________________________________________
28．粉煤灰是火力发电厂的废渣，高铝粉煤灰成分为51% Al2O3、33% SiO2、8% CaO、3% Fe2O3和5%的C。实验室模拟工业从高铝粉煤灰提取Al2O3的流程如图，回答下列问题：
查阅资料：粉煤灰中加入活化剂，在700 ℃煅烧2 h，随后酸浸，能显著提高其中氧化铝和氧化钙的溶出率。
(1)粉煤灰粉碎过筛的目的是_________________________________________，流程中制得的粗氧化铝中含有的主要杂质有__________(填化学式)
(2)酸浸时_______(填“能”或“不能”)用稀硫酸代替盐酸，原因为_____________________________________
________________________________________________________
(3)不同活化剂对酸浸时溶出率影响如表，酸浸时，为使氧化铝的溶出率最高，则选择的活化剂为______________；与温度的关系如图，则应选择的温度为_______℃
活化剂 Na3PO4 Na2HPO4 Na2SO4 CH3COONa
Al溶出率 83.82% 83.62% 77.55% 90.96%
Ca溶出率 97.10% 97.75% 96.79% 90.96%
(4)加入NaF的目的是沉淀钙离子，若使钙离子完全沉淀[c(Ca2＋)<10－4 mol·L－1]，则要确保溶液中c(F－)不低于 _______mol·L－1 [Ksp(CaF2)＝1.44×10－10]
(5)工业上采用电解氧化铝制铝，若用100 t上述高铝粉煤灰，不计损失，理论上可得金属铝___t
【铝及其重要化合物】答案
【精准训练1】
1．A。解析：A项，无论是铝还是其氧化物都能与酸或碱反应，正确；B项，铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为铝表面形成了致密的氧化膜，错误；C项，电荷、原子均不守恒，正确的离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O===2Al(OH)＋3H2↑，错误；D项，打磨后的铝箔在酒精灯上灼烧表面生成Al2O3，高熔点的Al2O3兜住了熔融的液态铝，不会滴落，错误。
2．C。解析：浓硫酸、浓硝酸常温下使铝钝化，而常温下铝与浓盐酸可反应产生氢气，A错误；相同质量的Al分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生H2的质量相等，B错误；钠投入铝的盐溶液中，会先与水反应生成碱，D错误。
3．B。解析]　令生成的氢气的物质的量分别为3 mol和6 mol，设消耗的H2SO4的物质的量为x，消耗氢氧化钠的物质的量为y，则
2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑
3 3
x 3 mol
x＝＝3 mol
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2 3
y 6 mol
y＝＝4 mol
稀硫酸和氢氧化钠溶液的物质的量浓度相等，稀硫酸和氢氧化钠溶液的体积比等于溶质H2SO4、NaOH的物质的量之比，即3∶4。
4．C。解析：铝钝化后表面形成致密的Al2O3层，Al2O3与Cu(NO3)2溶液不反应。
5．B。解析：据题意，一定不含有Cu2＋、HCO。当溶液中有Al3＋生成时，原溶液中含有H＋，不含有NO(产生的气体为NO)、SO、OH－，据电中性原理知其中必定含有SO，于是不能存在Ba2＋、Ag＋，可能含有Mg2＋，A项错误，B项正确；当溶液中有2[Al(OH)]生成时，原溶液含有OH－，肯定没有H＋、Ag＋、Mg2＋，据电中性原理知其中必定含有Ba2＋，于是不可能含有SO、SO，可能含有NO，C、D项错误。
6．C。解析：步骤①中是将Al2O3和Fe2O3分离，Al2O3能溶于氢氧化钠溶液，故试剂X一般使用的是氢氧化钠溶液，故A正确；步骤①得到的是Na[Al(OH)4]溶液，步骤②中，通入过量的二氧化碳，主要的离子反应可能是[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO，故B正确；步骤③中的加热操作常在坩埚中完成，故C错误；步骤④中，电解熔融态的氧化铝制备铝，在电解装置的阴极得到液态金属铝，故D正确。
7．C。解析：铝热反应是指Al与某些金属氧化物间的置换反应，反应①为铝热反应，因反应剧烈放热，生成熔融态铁，可用于野外焊接铁轨，A正确；Al 既能与酸反应放出氢气，又能与强碱反应放出氢气，根据元素化合价的变化，产生等量的氢气时转移的电子数相等，B正确；Al(OH)3 具有两性，因此制备时不宜使用强酸、强碱，用Al2(SO4)3 溶液制备Al(OH)3沉淀应选用氨水，C错误；Al2O3 熔点高，电解时要耗费更多的能源，加入冰晶石与氧化铝形成共熔物，可降低氧化铝的熔融温度，D正确。
【精准训练2】
1．A。解析：明矾溶于水电离产生Al3＋，发生水解反应生成Al(OH)3胶体，可吸附水中悬浮杂质，起到净水作用，但不能杀菌、消毒，A错误；铝热反应放出大量的热，可用于冶炼活动性比铝弱且熔点高的金属，B正确；铝具有良好的延展性，可用作包装材料，铝合金(如硬铝)的硬度大，可作建筑材料，C正确；Al(OH)3是两性氢氧化物，可与胃酸(HCl)反应，故可用作胃酸中和剂，D正确。
2．C。解析：治疗胃酸过多时要消耗胃中的酸，因此Al(OH)3表现出弱碱性，A项正确；Al(OH)3有强吸附性，能吸附水中悬浮的杂质并最终转化为沉淀而使水变澄清，B项正确；馒头制作过程中加小苏打是用于发泡和中和酸的，不用Al(OH)3，因其不能与弱酸反应，C项错误；耐火材料本身具有热稳定性且熔点很高，而Al(OH)3受热易分解，D项正确。
3．C。解析：可溶性的铝盐Al2(SO4)3溶液与少量NaOH溶液反应生成氢氧化铝沉淀，继续加过量的氢氧化钠溶液，氢氧化铝沉淀会溶解，氢氧化铝沉淀中加盐酸也会溶解。
4．C。解析：铝与NaOH溶液反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)]＋3H2↑，A错误；Al2O3与NaOH溶液反应的离子方程式为Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)]，B错误；明矾溶于水后电离产生的铝离子发生水解，产生的氢氧化铝胶体能吸附悬浮物，起到净水作用，C正确；一水合氨为弱碱，故氢氧化铝无法与一水合氨发生反应。
5．C。解析：由已知信息可知，n(NaOH)＝0.3 mol，n(AlCl3)＝0.1 mol。①将NaOH溶液分多次加到AlCl3溶液中，只发生反应：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，且0.1 mol AlCl3最后全部转化成0.1 mol Al(OH)3，现象为立即有白色沉淀生成；②将AlCl3溶液分多次加到NaOH溶液中，先发生反应Al3＋＋4OH－===［Al(OH) 4］-，0.3 mol NaOH恰好反应，则消耗0.075 mol Al3＋，余0.025 mol Al3＋，后发生反应Al3＋＋3［Al(OH) 4］-===4Al(OH)3↓，生成0.1 mol Al(OH)3，现象为先没有沉淀后有沉淀生成。
6．A。解析：A.含白矾的药物中含铝离子，会与胃药奥美拉唑碳酸氢钠胶囊中的碳酸氢根离子在水中发生双水解，A正确；B.1 mol·L－1白矾溶液体积未知，铝离子的物质的量未知，B错误；C.根据反应的离子方程式2Al3＋＋3SO＋3Ba2＋＋6OH－===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓知，Al3＋完全沉淀时SO还未完全沉淀，据Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===Al(OH)＋BaSO4＋知，SO完全沉淀时，Al(OH)3已溶解，SO和Al3＋全部转化为BaSO4和Al(OH)3沉淀是不可能的，C错误；D.白矾电离出的Al3＋水解，促进水的电离，室温下，0.1 mol·L－1白矾溶液中水电离出c(H＋)>10－7 mol·L－1，D错误，故选A。
7．A。解析：题给4种物质均既能与稀盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应，但铝是单质，不属于化合物。中学化学中常见的既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的物质：①Al、②Al2O3、③Al(OH)3、④多元弱酸的酸式盐(如NaHCO3)、⑤弱酸的铵盐[如(NH4)2CO3]、⑥氨基酸。
8．A。解析：Be(OH)2和Al(OH)3性质相似，BeCl2和AlCl3均是共价化合物；Na2BeO2溶液的pH>7，将其蒸干并灼烧得到的残留物为Na2BeO2；BeCl2是强酸弱碱盐，其溶液的pH＜7，蒸干并灼烧得到的残留物是BeO。
9．(1)[Al(OH)]　
(2)Zn＋2OH－＋2H2O===[Zn(OH)4]2－＋H2↑
(3)①③④　
(4)Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH　可溶性锌盐与氨水反应产生的Zn(OH)2可溶于过量氨水中，生成[Zn(NH3)4]2＋，氨水的用量不易控制
【精准训练3】
1．D。解析：Al(OH)＋HCO===Al(OH)3↓＋CO＋H2O，只有沉淀生成，A错误；Al(OH)3是两性氢氧化物，可以和过量氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，故不能制备氢氧化铝悬浊液，B错误；Al(OH)3不溶于过量稀氨水，C错误；Al3＋与HCO发生相互促进的水解反应，生成Al(OH)3沉淀和CO2气体，故D正确。
2．B。解析：Al(OH)3不溶于氨水，故向含少量Al3＋的Fe3＋溶液中加入过量氨水时，Fe3＋、Al3＋均转化为氢氧化物沉淀，达不到除杂的目的。
3．B。解析：根据“价—类二维图”可知a为Al，b为Al2O3，c为铝盐，e为Al(OH)3，c与d、d与e可以相互转化，根据含有铝元素物质之间的相互转化可以得出d为四羟基合铝酸盐。
4．B。解析：在Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(aq)六种物质中，只有NaOH(aq)能与Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3五种物质反应，对照题图转化关系，可知Y为NaOH(aq)；只有HCl(aq)能与除Cl2以外的Al、Al2O3、Al(OH)3、NaOH(aq)四种物质反应，对照题图转化关系可知N为HCl(aq)，X为Cl2；Al2O3、Al(OH)3、Al都既能与HCl(aq)反应，又能与NaOH(aq)反应，且只有Al能与Cl2反应，则M为Al，Q、Z分别为Al2O3、Al(OH)3中的一种，故B项不合理。
5．B。解析：①采用互滴法，Na2CO3溶液滴入稀盐酸中，立即产生气泡，稀盐酸滴入Na2CO3溶液中，起初无气泡，后来产生气泡，滴加顺序不同，现象不同，不用试剂，可以区分；②H2SO4溶液和Ba(OH)2溶液，不管哪种试剂滴入另一种试剂中，都产生白色沉淀，不用试剂，无法区分；③采用互滴法，NaOH溶液滴入AlCl3溶液中，起初产生白色沉淀，后来沉淀溶解，AlCl3溶液滴入NaOH溶液中，起初无现象，后来生成白色沉淀，滴加顺序不同，现象不同，不用试剂，可以区分；④NaOH溶液与Ca(HCO3)2溶液，不管哪种试剂滴入另一种试剂中，都产生白色沉淀，不用试剂，无法区分；⑤采用互滴法，Na[Al(OH)4]溶液滴入稀硫酸中，起初无现象，后来生成白色沉淀，稀硫酸滴入Na[Al(OH)4]溶液中，起初生成白色沉淀，后来沉淀溶解，滴加顺序不同，现象不同，不用试剂，可以区分；⑥BaCl2溶液和MgSO4溶液，不管哪种试剂滴入另一种试剂中，都产生白色沉淀，不用试剂，无法区分；综合以上分析，①③⑤符合题意，故选B。
6．②③
解析：①中Na2CO3与CO2、H2O反应生成NaHCO3，由于Na2CO3的溶解度比NaHCO3的大，因而只会产生沉淀；②NaAlO2中加入稀盐酸，开始时产生白色沉淀Al(OH)3，当盐酸过量时，Al(OH)3又溶于盐酸；③向AlCl3溶液中加入NaOH溶液，开始时产生白色沉淀Al(OH)3，当NaOH过量时，Al(OH)3又溶于NaOH；④只会生成H2SiO3沉淀。
7．(1)H＋、Al3＋、NH、Al(OH)3
(2)①H＋＋OH－===H2O
②Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
③NH＋OH－===NH3·H2O
④Al(OH)3＋OH－===Al(OH)
【精准训练4】
1．B。解析：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，显然符合题意，则x表示NaOH的物质的量，B项错误；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。
2．B。解析：解法一：把该题的信息转化为图像，用图像法求解，如图所示：
当生成沉淀0.01mol时需NaOH0.03mol或0.11mol，显然B项符合题意。
解法二：已知n(AlCl3)＝0.03mol，n[Al(OH)3]＝0.01mol，由沉淀的物质的量小于氯化铝的物质的量可推知此题可能有两个答案：一是氢氧化钠不足，二是氢氧化钠过量。
当碱的量不足时，则V(NaOH)＝L＝0.0075L＝7.5mL；当碱过量时，则V(NaOH)＝L＝0.0275L＝27.5mL。
3．A。解析：A项，Ba(OH)2和NaAlO2中加入H2SO4，发生的反应依次为Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O、Al(OH)＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O、Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，所以加1LH2SO4时，Ba(OH)2反应完，再加0.5LH2SO4时AlO参加反应，再加1.5LH2SO4时，Al(OH)3全部溶解，A正确；B项，向1L浓度分别为0.1mol·L－1和0.3mol·L－1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1mol·L－1的NaOH溶液，发生的反应依次是Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、OH－＋NH===NH3·H2O、Al(OH)3＋OH－===Al(OH)，所以沉淀Al3＋和溶解Al(OH)3所用NaOH的量之比为3∶1，而图像上看到的是1∶1，B错误；C项，向烧碱溶液中滴加明矾溶液，发生的反应依次是Al3＋＋4OH－===Al(OH)、Al3＋＋3Al(OH)===4Al(OH)3↓，C错误；D项，AlCl3溶液中滴加过量氨水，沉淀不会溶解，D错误。
4．C。解析：OA上升的直线表示Al(OH)3和Mg(OH)2一起沉淀，AB下降的直线表示Al(OH)3沉淀溶解，B点表示Al(OH)3完全溶解。AB段完全溶解Al(OH)3消耗NaOH0.1L，则Al3＋生成Al(OH)3消耗NaOH0.3L，沉淀Mg2＋消耗NaOH0.1L，因而n(AlCl3)∶n(MgSO4)＝2∶1，所以，n(Cl－)∶n(SO)＝6∶1。
5．D。解析：A项，SiO2与稀硫酸不反应，则滤出的物质为SiO2，不符合题意；B项，当加入NaOH溶液的体积为100 mL时，沉淀为氢氧化铁和氢氧化铝，溶液中溶质为硫酸钠，根据H2SO4～Na2SO4～2NaOH可知n(Na)＝2n(H2SO4)，进而可求出x的值，不符合题意；C项，加入NaOH溶液的体积为110 mL时，氢氧化铝全部溶解，则根据Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O可求出Al2O3的质量分数，不符合题意；D项，由于滤液中过量的酸的量和沉淀的总质量未知，则不能确定氧化铁的质量，符合题意。
6．C。解析：由图可知，加入NaOH溶液0～20 mL时发生酸碱中和反应，20～200 mL时发生Mg2＋、Al3＋与碱生成沉淀的反应，200～240 mL时发生Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O。200 mL时生成沉淀最多，溶液中的溶质为硫酸钠。由图像可知，n(Mg)＝0.15 mol，n(Al)＝0.2 mol，则Mg和Al的总质量为0.15 mol×24 g/mol＋0.2 mol×27 g/mol＝9 g，A错误；由200～240 mL时发生Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4]可知，c(NaOH)＝＝5 mol/L，200 mL时生成沉淀最多，溶液中的溶质为硫酸钠，则c(H2SO4)＝＝1 mol/L，B错误、C正确；与硫酸反应生成的氢气的体积应为(0.15 mol＋0.3 mol)×22.4 L·mol－1＝10.08 L，D错误。
7．C。解析：a曲线代表的是[Al(OH)]＋H＋===Al(OH)3＋H2O，b和c曲线代表的是CO＋H＋===HCO，d曲线代表的是HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，所以可以推出碳酸根离子与偏铝酸根离子物质的量之比应为1:1，C错误。
【高考真题演练】
1．B。解析：A．若a在沸水中可生成e，此时a为Mg，e为Mg(OH)2，即f为镁盐，af的反应有多种，可能为Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，该反应属于置换反应，可能为Mg＋Cl2MgCl2，该反应属于化合反应，综上af的反应不一定是化合反应，故A错误；B．e能转化为d，此时e为白色沉淀Fe(OH)2，d为红褐色沉淀Fe(OH)3，说明在gfed转化过程中，一定存在物质颜色的变化，故B正确；C．由题意得，此时能产生丁达尔效应的红棕色分散系为Fe(OH)3胶体，c应为铁盐，加热铁盐的饱和溶液，也有可能直接得到Fe(OH)3沉淀，故C错误；D．假设b为Al2O3，即d为Al(OH)3，c为铝盐，Al2O3、Al(OH)3与稀盐酸反应均生成铝盐，此时组成a的元素为Al，位于周期表p区；假设b为Fe2O3，即d为Fe(OH)3，c为铁盐，Fe2O3、Fe(OH)3与稀盐酸反应均生成铁盐，此时组成a的元素为Fe，位于周期表d区，故D错误；故选B。
2．B。解析：A项，Al3+有2个电子层，而K+有3个电子层，因此，K+的半径较大，A错误；B项，同一主族的元素，其电负性从上到下依次减小，O和S都是ⅥA的元素，O元素的电负性较大，B正确；C项，虽然H2S的相对分子质量较大，但是H2O分子间可形成氢键，因此H2O的沸点较高，C错误；D项，元素的金属性越强，其最高价的氧化物的水化物的碱性越强，K的金属性强于Al，因此KOH的碱性较强，D错误；故选 B。
3．A sp3，CH3CN、Br－； 14
解析：每个Al原子周围有3个共价键和1个配位键，但配位键是一种特殊的共价键，它们都是极性共价键，即极性键，选A。
在配离子中，中心原子与四个配体相连，形成四面体形结构，杂化方式为sp3，配体分别是CH3CN和Br-。
CH3CN的结构如下：每个CH3CN分子中含5个σ键(其中的C、N三键中只有1个σ键，另2个是π键)，还有N原子的孤电子对与Al离子形成的配位键，2个Br-也通过配位键与Al离子相连，(这里的配位键都是σ键)，所以，1 mol该配合物中有σ键为(5+1)×2+1×2 = 14 mol
4．C。解析：KAl(SO4)2 12H2O是结晶水合物，属于纯净物；是由金属阳离子K+、Al3+和酸根阴离子SO42-组成的复盐；故选C。
5．A。解析：A项，Al(OH)3呈两性，不溶于水，但可以与胃酸反应生成无毒物质，因此其能用于治疗胃酸过多，A不正确；B项，Na2O2能与CO2反应产生O2，该反应能安全发生且不生成有毒气体，故CO2反应产生O2可作供氧剂，B正确；C项，FeO有还原性，其中Fe元素的化合价为+2，用适当的氧化剂可以将其氧化成更高价态的Fe3O4，C正确；D项，见光易分解的物质应保存在棕色试剂瓶中；Fe3O4见光易分解，故其应保存在棕色试剂瓶中，D正确；故选A。
6．C。解析：陶瓷的成分中含有SiO2，SiO2能与HF发生反应，因此不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料，故A正确；采用溶液喷淋法可增大反应物的接触面积，提高吸收塔内烟气吸收效率，故B正确；烟气(含HF)通入吸收塔，加入过量的碳酸钠，发生反应：Na2CO3＋HF===NaF＋NaHCO3，向合成槽中通入NaAlO2，发生反应：6NaF＋NaAlO2＋4NaHCO3===Na3AlF6↓＋4Na2CO3＋2H2O，过滤得到Na3AlF6和含有Na2CO3的滤液，所以合成槽内产物主要有Na3AlF6、Na2CO3、H2O，故C错误；滤液的主要成分为Na2CO3，可进入吸收塔循环利用，故D正确。
7．A。解析：A．Al3+半径小，不能容纳6个氮原子和它配位，则不能在水中与氨形成配合物，A项错误；
B．BeCl2和AlCl3属于分子晶体，而MgCl2属于离子晶体，则BeCl2和AlCl3的熔点都比MgCl2的低，B项正确；
C．Be(OH)2和Al(OH)3均为两性氢氧化物，则均可表现出弱酸性，C项正确；D．Be和Al的氢化物与酸反应，生成对应的盐和氢气，则都不能在酸中稳定存在，D项正确；答案选A。
8．D。解析：铝的金属活泼性强与可用于制作铝金属制品无对应关系，A项错误；氧化铝熔点高，可用作耐高温材料；铝是活泼金属，用电解法冶炼，选择氧化铝作原料，是因为氧化铝是离子化合物，B项错误；氢氧化铝具有弱碱性，可以中和过多的胃酸，C项错误；明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，Al3＋发生水解生成Al(OH)3胶体，可以吸附水中悬浮的颗粒物，从而起到净水的作用，D项正确。
【课时精练】
1．C。解析：铝比铁活泼，但铝制品表面容易形成致密的氧化物薄膜，比铁制品在空气中耐腐蚀，A正确；铝属于活泼的金属元素，具有较强的还原性，铝热反应不仅被用于焊接钢轨，而且还常用于冶炼熔点较高的金属，B正确；冶炼铝，一般电解熔融状态的氧化铝，铝属于活泼的金属元素，电解氯化铝饱和溶液，得不到金属铝，C不正确；Al2O3的熔点很高，可用于制作耐高温材料，D正确。
2．D。解析：选D。氧化铝俗名为刚玉，是高温耐火材料，A正确；KAl(SO4)2·12H2O溶于水，Al3+水解可形成Al(OH)3胶体，可以净水，B正确；Al3+和[Al(OH)]发生双水解反应，不能大量共存于同一溶液中，C正确；将AlCl3溶液滴入浓氨水中，生成氢氧化铝沉淀，D错误。
3．B。解析：Al2O3既可以和酸反应生成盐和水，也可以和碱反应生成盐和水，为两性氧化物，A正确；Al(OH)3脱水过程没有元素化合价发生变化，不属于氧化还原反应，B错误；HCl为强酸，会将生成的氢氧化铝沉淀溶解，降低产率，C正确；Al(OH)3与强酸如HCl反应可以生成氯化铝和水，也可以与强碱如NaOH反应生成四羟基合铝酸钠和水，D正确。
4．B。解析：由于Al的活动性不如Mg强，二者不能在高温下发生铝热反应制取Mg，所以MgO与Al粉混合不能制成铝热剂，A错误；根据反应的化学方程式2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑和2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑可知，当Al的物质的量相等时，反应产生的H2的物质的量也相等，B正确；将AlCl3加入Ca(HCO3)2溶液中，因相互促进水解而生成CO2气体和Al(OH)3沉淀及CaCl2等，C错误；Mg与N2在高温下反应产生Mg3N2，因此N2不能作制取镁粉时的保护气，D错误。
5．D。解析：用饱和NaCl溶液清洗，溶液呈中性，反应物不应该有H＋，D错误。
6．C。解析：碳酸钠水解显碱性：CO＋H2OHCO＋OH－，铝与氢氧根离子、水反应生成氢气，反应的离子方程式为2Al＋6H2O＋2OH－===2[Al(OH)]＋3H2↑，碳酸氢根离子与[Al(OH)]反应的离子方程式：[Al(OH)]＋HCO===Al(OH)3↓＋CO＋H2O，联立三式可得加热时产生沉淀和气体的原因是2Al＋6H2O2Al(OH)3↓＋3H2↑，故C错误。
7．C。解析：[Al(OH)4]－与CO2反应生成Al(OH)3，不能得到Al3＋，C错误。
8．A。解析：根据流程图可知，300 ℃焙烧，已知反应①的ΔG＝ΔH－TΔS>0，所以Al2O3不会与焦炭反应得到Al；结合流程图和制备目的知，步骤Ⅱ中通入的原料气为Cl2和O2，得到的气态混合物为AlCl3、FeCl3、SiCl4和CO2，冷却到100 ℃，分离出气体CO2、多余的Cl2和O2以及SiCl4，FeCl3和AlCl3变成AlCl3粗品，加入NaCl熔融得到液态混合物，向其中加入铝粉，Al的活动性强于Fe，可以将FeCl3中的Fe置换出来，生成Fe和AlCl3，300 ℃升华后凝华可得到成品AlCl3，以此分析解答。
9．C。解析：由流程可知，加入盐酸，过滤分离出的滤渣为SiO2，酸浸液中含Al3＋、Fe3＋、Ca2＋，“树脂净化”分离出Fe3＋、Ca2＋，AlCl3的酸性溶液可抑制Al3＋水解，蒸发结晶分离出的X为HCl，焙烧生成Al2O3和Y。只有二氧化硅不反应，“滤渣”的主要成分是SiO2，A正确；由制备的最终产物Al2O3及流程可知，“树脂净化”的目的是将Al3＋与Fe3＋、Ca2＋分离，B正确；酸浸时盐酸过量，“蒸发结晶”前溶液显酸性，为AlCl3的酸性溶液，不需要加盐酸，C错误；X为HCl，可在酸浸时循环使用，循环使用X既降低成本，又防止污染环境，D正确。结合粉煤灰的主要成分、各步骤加入试剂及反应等分析如下：
步骤 反应
“酸浸” 加入过量盐酸，Al2O3、Fe2O3、CaO转化为AlCl3、FeCl3和CaCl2进入滤液，SiO2形成滤渣
“树脂净化” “树脂净化”得到AlCl3的酸性溶液该过程分离除去了Fe3＋、Ca2＋
“蒸发结晶” AlCl3的酸性溶液进行“蒸发结晶”可抑制Al3＋水解不需再加入盐酸
10．D。解析：向NaAlO2溶液中通入CO2气体，发生反应生成Al(OH)3，Al(OH)3不稳定，受热分解产生Al2O3，在上述转化过程中无元素化合价的变化，因此涉及的反应均为非氧化还原反应，A正确；Al2O3是两性氧化物，与NaOH溶液反应产生NaAlO2和水，B正确；酸性：H2CO3＞Al(OH)3，向NaAlO2溶液中通入过量CO2气体，反应产生Al(OH)3、NaHCO3，该反应的离子方程式为AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO，C正确；电解熔融Al2O3时，阳极上O2－失去电子变为O2，电极反应式为2O2－－4e－===O2↑，D错误。
11．B。解析：常见金属元素主要为钠、铝、铁、铜，E可能是酸或碱，由E的摩尔质量为40 g·mol－1，可知E是NaOH，再结合转化关系图可推导出：A是铝，B是Al2O3，C是铝盐(不一定是AlCl3)，G是Al(OH)3，F是Na［Al(OH) 4］，B错误。
12．A。解析：镁与铝的质量比是8∶9，则物质的量之比是1∶1，NaOH溶液过量后Al(OH)3完全溶解，只有Mg(OH)2，B错；等物质的量的Mg(OH)2与Al(OH)3的质量之比是58∶78，即剩余的Mg(OH)2的质量小于沉淀最大质量的，排除C、D，故选A。
13．D。解析：铝、铁、镁都可与盐酸反应产生无色气体，不能得出含铝、铁、镁三种金属的结论，A错误；铝、铁、镁三种金属中只有铝能与NaOH溶液反应产生无色气体，B错误；氢氧化镁与氢氧化铝均为白色沉淀，C错误；用盐酸溶解后生成的亚铁离子，在空气中易被氧化成Fe3＋，加入KSCN溶液呈红色，D正确。
14．D。解析：A项中MgO与NaOH溶液不反应，A不正确。Al(OH)3 不溶于氨水，B项离子方程式书写错误，应为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。Al(OH)3溶于过量的NaOH溶液，C项不正确。D项中CO2通入到NaAlO2溶液中可产生白色沉淀，通入到CH3COONa溶液中没有明显现象，故可鉴别二者，D项正确。
15．D。解析：易拉罐作为可再生资源，其回收再生利用对经济效益、社会效益的提高、环境的保护有着巨大的促进作用，故A正确；易拉罐主要成分为Al，含有少量的Fe，因此可从易拉罐中回收的金属元素有Al、Fe，故B正确；“沉淀”反应是铁离子生成氢氧化铁的反应，故C正确；铝离子与碳酸氢根离子互促水解到底生成氢氧化铝沉淀，硫酸氢根离子是强酸的酸式酸根，不水解，不能与铝离子反应，故D错误。
16．B。解析：向含2 mol NaOH、1 mol Ba(OH)2、2 mol Na[Al(OH)4]的混合溶液中慢慢通入CO2发生反应依次为2NaOH　＋CO2　===　Na2CO3＋H2O
2 mol 1 mol 1 mol
Ba(OH)2　＋　CO2　===　BaCO3↓＋H2O
1 mol 1 mol 1 mol
2Na[Al(OH)4]＋CO2===2Al(OH)3↓＋Na2CO3＋H2O
2 mol 1 mol 2 mol 1 mol
Na2CO3＋CO2＋ H2O===2NaHCO3
1 mol 1 mol
BaCO3＋CO2＋H2O===Ba(HCO3)2
1 mol 1 mol
当通入2 mol CO2时，生成1 mol BaCO3沉淀；
当通入3 mol CO2时，生成1 mol BaCO3沉淀和2 mol Al(OH)3沉淀；
当通入4 mol CO2时，生成1 mol BaCO3沉淀和2 mol Al(OH)3沉淀；
当通入5 mol CO2时，生成2 mol Al(OH)3沉淀；当通入 6 mol CO2时，BaCO3已完全反应，Al(OH)3量不变，即仍为 2 mol 沉淀。
17．C。解析：SiO2不溶于盐酸，A正确；红褐色固体是Fe(OH)3，B正确；Ⅲ中通入足量CO2气体发生反应的离子方程式为Al(OH)＋CO2===HCO＋Al(OH)3↓，C错误；Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ都要用到的分离方法是过滤，D正确。
18．D。解析：金属性的强弱可根据金属与酸反应时金属失电子的能力强弱判断，而不是与碱反应，故A错误；没有滴落表明氧化铝的熔点高，故B错误；氯化铵溶液显酸性，与铝反应时放出氢气，故C错误；氯化铝和氢氧化钠溶液反应先生成氢氧化铝白色沉淀，氢氧化铝再和氢氧化钠溶液反应生成可溶性的偏铝酸钠，故D正确。
19．C。解析：A项，Al3＋易水解，在中性溶液中水解生成Al(OH)3沉淀；B项，HCO＋[Al(OH)]===Al(OH)3↓＋CO＋H2O；D项，Al3＋与[Al(OH)]、HCO因发生双水解反应不能大量共存。
20．C。解析：NaOH与Al反应：2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)]＋3H2↑，A错误；NH3·H2O不能拆，该反应的离子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH，B错误；明矾水解生成氢氧化铝胶体，不写沉淀符号，D错误。
21．(1)①②③④⑤⑥⑦　
(2)②③
22．①③④。解析：都使用互滴法，两次操作应产生不同的现象。①向含Al3＋的溶液中滴加NaOH溶液：先生成白色沉淀，后沉淀又逐渐溶解；向NaOH溶液中滴加含Al3＋的溶液：开始无沉淀产生，后产生白色沉淀，且沉淀不溶解。两次现象不同，可以鉴别。②不论是NaHCO3滴入H2SO4中还是H2SO4滴入NaHCO3中都会立即产生气泡，现象相同，无法鉴别。③NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO，溶液显强酸性。向NaAlO2溶液中滴加NaHSO4：开始出现白色沉淀后沉淀逐渐溶解；向NaHSO4溶液中滴加NaAlO2溶液：开始无现象，后出现白色沉淀。现象不同，可以鉴别。④向Na2CO3溶液中滴加盐酸：开始无现象，后产生气泡；向盐酸中滴加Na2CO3溶液：立即产生气泡。现象不同，可以鉴别。⑤无论是NaHCO3还是Na2CO3加到Ca(OH)2中都会产生白色沉淀，无法鉴别。
23．(1)SiO、[Al(OH)]　CO　Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O　
(2)Al3＋、Mg2＋、NH　2∶1∶4 NH＋OH－===NH3·H2O
解析：溶液为无色，说明溶液X中不含Fe3＋；若Y为盐酸，由图像的特点判断溶液X中一定含有AlO、SiO、CO，其中Oa段发生的反应为：[Al(OH)]＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O，SiO＋2H＋===H2SiO3↓，故转化为沉淀的离子为SiO、[Al(OH)]；ab段发生的反应为：CO＋H＋===HCO，HCO＋H＋===H2O＋CO2↑，但仅有CO来源于X溶液；bc段发生的反应为：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。若Y为NaOH溶液，由图像特点判断溶液中一定含有Mg2＋、Al3＋、NH。其中Oa段发生反应为：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓；ab段发生的反应为：NH＋OH－===NH3·H2O；bc段发生的反应为：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)]；n(Al3＋)∶n(Mg2＋)∶n(NH)＝1∶(4－1×3)×∶2＝2∶1∶4。
24．(1)AlN＋3H2OAl(OH)3＋NH3↑
加快AlN的水解反应速率，降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出
(2)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
(3)2Fe2＋＋2H＋＋ClO－===2Fe3＋＋Cl－＋H2O
(4)Fe(OH)3
(5)防止Al(OH)2Cl水解生成Al(OH)3
25．(1)提高浸出率(或提高浸出速率)　Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
(2)SiO2和CaSO4　84%
(3)使更多的铝元素转化为KAl(SO4)2·12H2O晶体析出，同时保证晶体纯度　高温溶解再冷却结晶
(4)2KAl(SO4)2K2SO4＋Al2O3＋3SO3↑或4KAl(SO4)22K2SO4＋2Al2O3＋6SO2↑＋3O2↑
(5)沉铝
解析：(2)由于SiO2与硫酸不反应，CaSO4微溶，因此“浸渣”的主要成分除残余Al2O3外，还有SiO2和CaSO4；5.0 g粉煤灰(Al2O3的质量分数为30%)中m(Al2O3)＝5.0 g×30%＝1.5 g，“浸渣”(Al2O3的质量分数为8%)中m(Al2O3)＝3.0 g×8%＝0.24 g，则Al2O3的浸出率为×100%＝84%。
(3)由同离子效应和题图知，“沉铝”时，向Al2(SO4)3溶液中加入K2SO4，可以使更多的铝元素转化为KAl(SO4)2·12H2O析出，同时保证纯度，由图像可以看出，KAl(SO4)2·12H2O的溶解度受温度影响最大，因此“沉铝”的最佳方案为高温溶解、冷却结晶。
(5)“水浸”后得到的“滤液2”的主要成分为K2SO4，可返回沉铝工序循环使用。
26．(1)防止倒吸
(2)检查装置的气密性　关闭K1，打开K2　把装置中残留的氨气全部赶入装置C
(3)偏高　在装置C的出口处连接一个干燥装置
(4)Al(OH)＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO
(5)过滤、洗涤　%
解析：(2)实验步骤如下：组装好实验装置，首先检查装置的气密性，再加入实验药品；接下来的实验操作是关闭K1，打开K2，并打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液，至不再产生气体；打开K1，通入氮气一段时间，测定装置C反应前后的质量变化。由于反应中产生的氨气会残留在装置中，因此通入氮气的目的是把装置中残留的氨气全部赶入装置C。
(3)生成的氨气中含有水蒸气，若去掉装置B，则装置C的质量增加，导致测定结果偏高。由于空气中含有的水蒸气也会进入装置C，导致测定结果偏高，因此改进的措施是在装置C的出口处连接一个干燥装置。
(4)滤液中含有偏铝酸钠，则步骤②生成沉淀的离子方程式Al(OH)＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO。
(5)m2 g固体的成分是氧化铝，根据铝原子守恒可知AlN的纯度是×100%＝%。
27．(1)2AlO(OH)＋CaCO3Ca(AlO2)2＋CO2↑＋H2O　
(2)5×10－8　
(3)2[Al(OH)]＋CO2===2Al(OH)3↓＋CO＋H2O　
(4)向漏斗中沿玻璃棒加蒸馏水至淹没沉淀为止，待水自然流出，重复2～3次　
(5)控制盐酸和氢氧化铝的投料比或控制反应至一定的pH　
(6)CO与Ca2＋结合CaCO3，促进偏铝酸钙的溶解
解析：(2)pH＝12时，根据Ksp[Ca(OH)2]＝6×10－6，得c(Ca2＋)＝6×10－2mol/L，再根据Ksp(CaCO3)＝3×10－9，得c(CO)＝5×10－8 mol/L。(3)由流程图知，Na2CO3可循环使用，故“沉降”时，AlO与CO2、水反应生成Al(OH)3沉淀和CO。(5)若要使聚合氯化铝[Al2(OH)aCl6－a]n中a＝2，即Al与Cl的物质的量之比为1∶2，则需要控制盐酸和氢氧化铝的投料比。
28．(1)增大反应物接触面积，加快反应速率 Fe2O3　
(2) 不能　 若加入稀硫酸，生成的硫酸铝加热灼烧不能得到氧化铝　
(3) CH3COONa 170　
(4) 0.001 2
(5) 27
解析：高铝粉煤灰成分为51% Al2O3、33% SiO2、8% CaO、3% Fe2O3和5%的C，活化焙烧后，C与O2反应生成CO2逸出，剩余Al2O3、SiO2、CaO和Fe2O3，加入盐酸酸浸过滤，残渣为SiO2，滤液中含Al3＋、Ca2＋、Fe3＋、
H＋、Cl－，再加入NaF沉淀Ca2＋，过滤后得到CaF2，滤液加热、蒸干灼烧得到粗氧化铝，混有Fe2O3。
(1)粉煤灰粉碎过筛的目的是增大反应物接触面积，加快反应速率，提高浸取速率和浸出率；分析流程可知，制得的粗氧化铝中含有的主要杂质有Fe2O3。
(2)由于采用的是直接加热、蒸干灼烧的方法获取氧化铝，因此先得到氢氧化铝，再进一步分解生成氧化铝，若加入稀硫酸，生成的硫酸铝加热蒸干不可能得到氢氧化铝，所以酸浸时不能用稀硫酸代替盐酸。
(3)由表中数据可知，选用CH3COONa时，Al溶出率最高，Ca溶出率最低，则选择的活化剂为CH3COONa；由图可知酸浸时氧化铝的溶出率与温度的关系，则选择的温度为170 ℃时，氧化铝的溶出率较大，且温度更高时氧化铝的溶出率变化不大。
(4)加入NaF的目的是沉淀钙离子，若使钙离子完全沉淀[c(Ca2＋)<10－4 mol·L－1]，Ksp(CaF2)＝c(Ca2＋)·c2(F－)＝1.44×10－10，c(F－)＝ mol·L－1＝0.001 2 mol·L－1，若使钙离子完全沉淀，则要确保溶液中c(F－)不低于0.001 2 mol·L－1。
(5)高铝粉煤灰中含有51%的Al2O3,100 t上述高铝粉煤灰含Al2O3为51%×100 t＝51 t。设理论上可制得金属铝的质量为x，则
2Al2O34Al＋3O2↑
2×102 4×27
51 t 　 x
＝
解得x＝27 t
即理论上可得金属铝质量为27 t。
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