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第二节 铝及其重要化合物
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考纲导引 考点梳理
了解铝及其重要化合物的主要性质及应用 1.铝的重要性质2.铝的重要化合物
【基础知识梳理】
一、铝的重要性质
1．物理性质
铝为银白色金属，熔点为660.40C，沸点为24670C密度为2.7g·cm-3,导电性仅次于银、铜和金。
2.化学性质
（1）跟非金属单质反应
①氧气。常温：在表面生成一层致密的氧化物薄膜，阻止内部的金属继续与氧气反应。
点燃：4Al＋3O22Al2[来源:21世纪教育网]
②铝容易和卤素反应，常温下和氯气激烈化合生成三氯化铝；在溴中燃烧铝粉生成三溴化铝。在高温下也能和硫、氮气、碳直接化合成Al2S3、AlN、Al4C3(2000℃)。
（2）铝与酸反应
① 与非氧化性强酸(稀硫酸、盐酸)反应
2Al＋3H2SO4＝Al2(SO4)3＋3H2↑ 2Al＋6H+ ＝2Al3+＋3H2↑
②与氧化性酸 常温下，铝、铁遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化，加热时，铝与稀硝酸反应不产生H2，与热浓硫酸、浓硝酸反应：
2Al＋6H2SO4(浓)Al2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O
（3）铝与强碱溶液反应
2Al＋2NaOH＋6H2O ＝ 2 Na[Al(OH)4]＋3H2↑
（4）铝热反应
2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe铝粉和氧化铁粉末的混合物称为铝热剂，铝热反应可用于焊接钢轨，可用于冶炼Ni、Mn、V等难熔金属。
二、铝的重要化合物
1.氧化铝
（1）氧化铝白色固体，高熔点(2045℃)，难溶于水，是两性氧化物
与酸反应：Al2O3＋6H+＝2Al3+＋3H2O21世纪教育网
与碱反应：Al2O3＋2OH－ ===2AlO+H2O
（2）用途：熔点很高，是一种比较好的耐火材料，还可以制作各种宝石。[来源:21世纪教育网]
2.氢氧化铝
（1）化学性质：
①氢氧化铝是两性氢氧化物，只溶于强酸或强碱，而不溶于弱酸或弱碱。
与酸反应：AlOH3＋3H+＝Al3+＋3H2O
与碱反应：AlOH3＋OH＝AlO+H2O
②氢氧化铝受热分解2AlOH3Al2O3＋3H2O
（2）Al(OH)3的制备：
①用弱碱氨水与可溶性铝盐反应.Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4＋
②向偏铝酸盐中通入CO2
2AlO+ CO2+3H2O2 Al(OH)3↓+
（3）明矾
明矾是含有结晶水的硫酸钾和硫酸铝的复盐。化学式KAl(SO4)2·12H2O
KAl(SO4)2·12H2O=K+＋Al3＋＋2SO42－＋12H2O，Al3＋容易水解，生成胶状的氢氧化铝Al(OH)3
Al3++3H2OAl(OH)3（胶体）+3H+，氢氧化铝胶体的吸附能力很强，可以吸附水里悬浮的杂质，并形成沉淀，使水澄清。所以，明矾是一种较好的净水剂。
【要点名师透析】
一、“铝三角”的转化关系及其应用
1.关系图
2.应用
（1）制取Al(OH)3：A13++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+ 3 AlO+Al3+ =4Al(OH)3↓ AlO+CO2 = Al(OH)3↓+HCO3－
（2）离子共存问题：Al3+与OH－、S2－、HS－、AlO、CO32－、HCO3－因双水解反应或生成沉淀而不能大量共存；AlO与H+、NH4+、Al3+、Fe3+等不能大量共存。
(3)鉴别（利用滴加顺序不同，现象不同）
①AlCl3溶液中滴加NaOH溶液现象为：先产生白色沉淀，后沉淀溶解。
②NaOH溶液中滴加AlCl3溶液现象为：开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。
(4)分离提纯
①利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的混合物。
②利用Al2O3能与强碱溶液反应，分离Al2O3与其他金属氧化物。
⑧利用Al(OH)3，能L强碱溶液反应，分离Al3+与其他金属阳离子。
【典例1】将氯化铝溶液和氢氧化钠溶液等体积混合，得到的沉淀物中铝元素的质量与溶液中所含铝元素的质量相等，则原氯化铝溶液和氢氧化钠溶液的物质的量浓度之比可能是
A．1∶3B．3∶2C．1∶4D．2∶7
【答案】D
【解析】本题应对两种情况进行讨论：①若AlCl3过量,NaOH的量不足,溶液中铝元素的存在形式为Al3+。
AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl
1 mol 3 mol 1 mol
依题意，若溶液中剩余1 mol Al3+，则
c(AlCl3)∶c(NaOH)＝(1＋1) mol∶3 mol＝2∶3。
②NaOH 量稍多，AlCl3 完全反应，溶液中铝元素的存在形式为AlO2-，设有2 mol Al3+反应，依据题意有关系式：
AlCl3～3NaOH～Al(OH)3
1 mol 3 mol 1 mol
AlCl3～4NaOH～NaAlO2
1 mol 4 mol 1 mol
则 c(AlCl3)∶c(NaOH)＝(1＋1) mol∶(3＋4) mol＝2∶7。
二、氢氧化铝沉淀的图象分析
操作 向一定量的AlCl3 溶液中逐滴加入NaOH 溶液至过量。 向一定量的NaAlO 2 溶液中逐滴加入稀盐酸溶液至过量。 向一定量的NaOH 溶液中逐滴加入AlCl3 溶液至过量。
现象 立即产生白色沉淀→渐多→最多→减少→消失 立即产生白色沉淀→渐多→最多→减少→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 Al3++3OH-=Al（OH）3↓Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O AlO2-+H++H2O= Al(OH)3↓Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O Al3++4OH-= AlO2-+2H2OAl3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓
操作 向一定量的盐酸 溶液中逐滴加入NaAlO 2 溶液至过量。 向一定量的AlCl3 溶液中逐滴加氨水溶液至过量。 向一定量的NaAlO 2 溶液中缓慢通入CO2至过量。
现象 无沉淀→出现沉淀→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 立即产生白色沉淀→渐多→最多→沉淀不消失
图像
离子方程式 AlO2-+4H+= Al3++2H2OAl3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3 Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+Al(OH)3与NH3·H2O不反应 2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-CO32-+ CO2+H2O=2HCO3-Al(OH)3与CO2+H2O不反应
【典例2】某无色溶液中，已知含有H＋、Mg2＋、Al3＋等阳离子，逐滴加入NaOH(溶液)，则消耗NaOH(溶液)体积(x轴)和生成沉淀量(y轴)之间的函数关系，可用下图表示，则下列图中正确的是(　　)
【答案】B
【解析】与OH－反应的能力应是H＋>Al3＋>Mg2＋(同浓度下)。此题解法为化学问题形象数学化(量化)。注意：Al3＋——Al(OH)3——AlO图形是非等腰三角形。
【感悟高考真题】
1.（2011·江苏高考·3）.下列有关物质的性质和该性质的应用均正确的是
A.常温下浓硫酸能使铝发生钝化，可在常温下用铝制贮罐贮运浓硫酸
B.二氧化硅不与任何酸反应，可用石英制造耐酸容器
C.二氧化氯具有还原性，可用于自来水的杀菌消毒
D.铜的金属活泼性比铁的弱，可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀
【答案】选A。
【解析】解答本题时应注意典型物质的性质和应用，注意其中有关的化学原理。
因为常温下浓硫酸能够使铝表面生成一层致密的氧化物保护膜，所以常温下可以用铝制贮罐贮运浓硫酸， A正确；B项，二氧化硅可以与氢氟酸反应，B项错误；C项，二氧化氯杀菌消毒后氯的化合价降低，二氧化氯杀菌消毒应用了二氧化氯的氧化性，C项错误；D项，在海轮上装铜，海轮外壳（含铁）、铜和溶有电解质的海水，形成原电池，铁的腐蚀加快，D项错。
2.（2010·上海·21T）甲、乙两烧杯中分别装有相同体积、相同pH的氨水和NaOH溶液，各加入10mL 0.1 mol·L-1 AlCl3溶液，两烧杯中都有沉淀生成。下列判断正确的是
A．甲中沉淀一定比乙中的多 B．甲中沉淀可能比乙中的多
C．甲中沉淀一定比乙中的少 D．甲中和乙中的沉淀可能一样多
【答案】BD
【解析】此题考查了元素化合物知识。根据氢氧化铝的性质，其能溶于氢氧化钠但不溶于氨水，故此加入时，两烧杯中生成的都是氢氧化铝沉淀；相同体积相同pH的两溶液中的溶质氨水大于氢氧化钠，当两者均不足量时，生成的沉淀氨水多；氨水过量，氢氧化钠不足量时，生成的沉淀氨水多；氨水过量，氢氧化钠恰好时，生成的沉淀一样多；氨水和氢氧化钠都过量时，生成的沉淀氨水多；可知BD正确。
解法点拨：此题解答时，选用的是讨论法，其多用在计算条件不足，据此求解时需要在分析推理的基础上通过某些假设条件，加以讨论才能正确解答；故此在应用讨论法解题时，关键是先要分析条件与求解问题之间的联系，形成正确的解题方法。
2.（2010·重庆·8T）下列叙述正确的是
A．铝制容器可盛装热的H2SO4
B．Agl胶体在电场中自由运动
C．K与水反应比Li与水反应剧烈
D．红磷在过量Cl2中燃烧生成PCl3
【答案】C
【解析】本题考察物质的性质。A项，铝与热的浓硫酸反应，错误。B项，AgL胶体吸附电荷而带电，故在电场作用下做定向移动，错误。C项，K比Li活泼，故与水反应剧烈，正确。D项，P与过量的反应，应生成,错误。
铝在冷、热中发生钝化，但是加热则可以发生反应，胶体自身不带电，但是它可以吸附电荷而带电。由此警示我们，化学学时学生一定要严谨，对细小知识点要经常记忆，并且要找出关键字、词。
3.（09·上海·22T）实验室将9g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质为18g，则该氧化物粉末可能是[来源:21世纪教育网]
A．Fe2O3和MnO2 B．MnO2和V2O5
C．Cr2O3和V2O5 D．Fe3O4和FeO
【答案】AD
4.（09·江苏·5T）化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是 （ ）
A．明矾水解形成的Al（OH）3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化
B. 在海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀速率
C. 的熔点很高，可用于制作耐高温材料
D. 点解饱和溶液，可制得金属镁
【答案】D
【解析】A项，明矾净水的原理是，利用的吸附性进行净水；B项，是因为轮船主要用铁造外壳,铁在海水中易被腐蚀.镀上比铁活泼的锌,形成原电池,锌作负极,失去电子先被腐蚀,从而起到保护铁的作用，从而可减缓船体的腐蚀速率；氧化镁的熔点是2852℃，可用于制作耐高温材料；电解饱和溶液，发生地化学反应
，不会产生金属镁，电解熔融的能制取单质镁，发生的反应。
5.（09·四川·11T）向m g镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸，恰好完全反应生成标准状况下的气体b L。向反应后的溶液中加入c mol/L氢氧化钾溶液V mL，使金属离子刚好沉淀完全，得到的沉淀质量为n g。再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止，得到固体p g。则下列关系不正确的是 （ ）
A. B. C.n=m+17Vc D. ＜ ＜
【答案】 C
6.（09·上海·15T）镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积（V）与时间（t）关系如右图。反应中镁和铝的 （ ）
A．物质的量之比为3：2 B．质量之比为3：2
C．摩尔质量之比为2：3 D．反应速率之比为2：3
【答案】A
7.（09·上海·22T）实验室将9g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质为18g，则该氧化物粉末可能是 （ ）
A． B．和 C．和 D 和FeO
【答案AD
8.（2011·广东高考·32）
（注：NaCl熔点为801℃；AlCl3在181℃升华）
（1）精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为① 和② 。
（2）将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有 ；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在
（3）在用废碱液处理A的过程中，所发生反应的离子方程式为 。
（4）镀铝电解池中，金属铝为 极，熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以AlCl4― 和Al2Cl7―形式存在，铝电极的主要电极反应式为 。
（5）钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是 。
【解析】本题主要考查与铝有关的反应方程式，对生产流程中的有关温度条件要结合题目所给知识点进行有关推断。
铝能置换氧化铁中的铁单质和石英砂中的硅单质，发生的反应分别为：
2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 ，4Al+3SiO23Si+ 2Al2O3
因为粗铝中存在氢气，高温下通入氯气会发生反应生成氯化氢，同时部分铝单质与氯气反应生成AlCl3气体，所以气泡中还存在HCl和AlCl3气体；氯气与钠反应生成NaCl，NaCl熔点为801℃，精炼温度只有700℃，所以浮渣中肯定存在NaCl。
气体冷凝以后只剩余氯气和氯化氢，所以用碱液吸收时发生反应的离子方程式为：
H++OH-=H2O；Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
电镀时，镀层金属为阳极，所以金属铝为阳极；其电极反应式为Al+4Cl--3e-==AlCl4―；
2Al+7Cl--6e-==Al2Cl7―.
钢铁表面的致密氧化铝膜能阻止内部钢材接触空气，从而防止钢材被腐蚀。
【答案】
（1）2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 4Al+3SiO23Si+ 2Al2O3
（2）HCl、AlCl3 NaCl
（3）H++OH-=H2O；Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
（4）阳 Al+4Cl--3e-==AlCl4― 2Al+7Cl--6e-==Al2Cl7―
（5）钢材表面的致密氧化铝膜能阻止内部钢材接触空气，从而防止钢材被腐蚀
9.（2011·重庆高考·26）用于金属焊接的某种焊条，其药皮由大理石、水泥、硅铁等配制而成。
（1）Al的原子结构示意图为_______________；Al与NaOH溶液反应的离子方程式为_____________.
(2) 30Si的原子的中子数为_________；SiO2的晶体类型为__________________
（3）Al3+与Yn-的电子数相同，Y所在族各元素的氢化物的水溶液均显酸性，则该族氢化物中沸点最低的是________。
（4）焊接过程中，药皮在高温下产生了熔渣和使金属不被氧化的气体，该气体是__________。
（5）经处理后的熔渣36.0g（仅含Fe2O3、Al2O3、SiO2），加入足量稀盐酸，分离得到11.0g固体；滤液中加入过量NaOH溶液，分离得到21.4g固体；则此熔渣中Al2O3的质量分数为__________________。
【解析】（1）根据药皮的成分在高温下的反应，推导所得气体；
（2）第（5）问的21.4g固体是Fe(OH)3，而不是Fe2O3。
（3）根据Y所在族各元素的氢化物的水溶液均显酸性，可推知Y为F，回答沸点时要考虑到HF中含有氢键；
（5）在熔渣中加入盐酸，发生的反应为：Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O，Al2O3＋6HCl=2AlCl3＋3H2O，11.0g为SiO2的质量。
在滤液中加入过量NaOH溶液，发生的反应为：FeCl3＋3NaOH=Fe(OH)3↓＋3NaCl
AlCl3＋4NaOH=NaAlO2＋3NaCl＋2H2O，所得21.4g固体为Fe(OH)3，根据关系式：
2Fe(OH)3 ～ Fe2O3
214 160
21.4 g m
m=16 g
由此可知：Al2O3的质量 = 36.0g －11.0g －16.0 g = 9.0 g，
故Al2O3的质量分数=。
【答案】；2Al + 2OH- + 2H2O == 2AlO2- + 3H2↑ （2）16 原子晶体21世纪教育网
（3）HCl （4）CO2 （5）25%
10.（2010·全国卷1·28T）（15分）有A、B、C、D、E和F六瓶无色溶液，他们是中学化学中常用的无机试剂。纯E为无色油状液体；B、C、D和F是盐溶液，且他们的阴离子均不同。现进行如下实验：
①A有刺激性气味，用沾有浓盐酸的玻璃棒接近A时产生白色烟雾；
②将A分别加入其它五中溶液中，只有D、F中有沉淀产生；继续加入过量A时，D中沉淀无变化，F中沉淀完全溶解；
③将B分别加入C、D、E、F中，C、D、F中产生沉淀，E中有无色、无味气体逸出；
④将C分别加入D、E、F中，均有沉淀生成，再加入稀HNO3，沉淀均不溶。
根据上述实验信息，请回答下列问题：
能确定溶液是（写出溶液标号与相应溶质的化学式）：
不能确定的溶液，写出其标号、溶质可能的化学式及进一步鉴别的方法：
【解析】(I)由题干表述可知A和E不是盐，又由纯E为无色油状液体，推知E为硫酸（③步操作进一步确定）；（II）由题干和①步操作可知A为氨水； (III)再由②步操作可知F中阳离子为Ag+发生的反应为：Ag＋＋NH3·H2O=AgOH↓＋NH4＋；AgOH＋2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]＋＋OH－＋2H2O；而常见的盐中只有AgNO3可溶于水，故F为AgNO3；（IV）由③步操作可知B中阴离子应为CO32-,由于此无色无味的气体只能是CO2, B、C、D中能生成沉淀说明不能是HCO3-,而阳离子可是常见的K+、Na+、NH4+等待定（V）同样由②步操作D中能与氨水生成沉淀的无色溶液中常见的为阳离子为Mg2+或Al3+，而阴离子需待下步反应再确定；（VI）由④步操作生成的沉淀为可能为AgCl、AgBr、AgI、BaSO4、H2SiO3(不合理)等，但限于题干所述中学常用试剂，则沉淀应为AgCl和BaSO4，才不溶于HNO3，一个是与AgNO3结合生成的沉淀，一个是与硫酸结合形成的沉淀，故C应该同时含有Ba2+和Cl-即，C为BaCl2,进而推出D中阴离子应该为SO42-，因为题干所述盐溶液中阴离子均不同，故D为Al2(SO4)3或MgSO4其他解析见答案
考查学生的分析与综合能力，涉及到无机元素及其化合物的性质，离子反应，未知物的推断，物质的检验，常见物质量多与量少的反应不同，现象不同等，此题综合性强，难度大，区分度很好，是一道不可多得的经典好题！
此题一改过去每年元素推断的通病，思维容量显著增大能力要求高，与2008年全国卷I理综28题有得一拼，比2009年的第29题出得高超一些，相比以前的无机推断显然有质的飞跃，看到命题人在进步！但是此题是不是一点瑕疵没有呢 x显然不是，例如本题条件很宽广，没太明显的限制条件，因而答案是丰富多彩的，这不会给阅卷者带来喜出望外，只会增加难度，不好统一评分标准，也就缺乏公平性！特别是B和C上就有争议，如B还可能是(NH4)2CO3，C还可能是BaBr2、BaI2等，当然限制一下沉淀颜色就排除了C的歧义！
【答案】(1)A NH3·H2O或NH3 ；E H2SO 4 F AgNO3 C BaCl2
若C作为不能确定的溶液，进一步鉴别的方法合理，同样给分
（2）B Na2CO3或K2CO3 用洁净的铂丝蘸取少量B，在酒精灯火焰中灼烧，若焰色呈黄色则B为Na2CO3溶液；若透过蓝色钴玻璃观察焰色呈紫色，则B为K2CO3溶液
D Al2(SO4)3或MgSO4 取少量D，向其中滴加NaOH溶液有沉淀生成，继续滴加过量的NaOH溶液，若沉淀溶解，则D为Al2(SO4)3溶液，若沉淀不溶解，则D为MgSO4溶液
11.（09·福建·24T）（13分）
从铝土矿（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质）中提取两种工艺品的流程如下：21世纪教育网
请回答下列问题：
（1）流程甲加入盐酸后生成Al3＋的方程式为 。
（2）流程乙加入烧碱后生成的离子方程式为 。
（3）验证滤液B含Fe3＋，可取少量滤液并加入 （填试剂名称）。
（4）滤液E、K中溶质的主要成份是 （填化学式），写出该溶液的一种用途 。
（5）已知298K时，Mg(OH)2的容度积常数Ksp=5.6×10-12，取适量的滤液B，加入一定量的烧碱达到沉淀溶液平衡，测得pH=13.00，则此温度下残留在溶液中的c(Mg2＋) = 。
【答案】（1）Al2O3＋6H＋2Al3＋＋3H2O
（2）SiO2＋2＋H2O
（3）硫氰化钾（或硫氰酸钾、苯酚溶液等合理答案
（4）NaHCO3；制纯碱或做发酵粉等合理答案
（5）5.6×10-10mol/L
【考点模拟演练】
一、选择题21世纪教育网
1.(2011·肇庆模拟)铝制用品在厨房里的用途很广泛，下列在使用铝制用品时正确的是( )
A.用铝罐盛放食醋
B.用铝锅烧开水
C.铝制品用纯碱洗涤液洗涤
D.用铝盒盛放漂白液
【答案】选B。
【解析】本题实际考查铝和氧化铝的性质。铝和氧化铝都能与酸性或碱性溶液缓慢反应，因食醋是酸性溶液，纯碱溶液是碱性溶液，漂白液是碱性溶液，所以只有B项符合题意。
2.下列叙述中，正确的是(　　)
A．常温下铝跟浓硫酸、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．工业上常利用铝热反应来冶炼难熔金属，如Cr、V、W等
D．铝的活泼性比钠弱，故可用金属钠将铝从它的盐溶液中置换出来
【答案】　C
【解析】浓硫酸、浓硝酸常温下使铝钝化，其钝化过程发生的是氧化还原反应，而铝与浓盐酸可反应产生氢气；由Al与盐酸、氢氧化钠溶液反应的方程式易知相同质量的Al与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生的H2的质量相等；钠投入到铝的盐溶液中，其实质是先与水反应生成碱。
3.（2011·福州三中月考）．等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钡溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为5：6，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．甲中酸过量、乙中碱过量
C．甲中酸过量、乙中铝过量 D．甲中铝过量、乙中碱过量
【答案】D
4（2011·罗塘中学模拟）在下列各组溶液中，离子一定能大量共存的是
A．强碱性溶液中：K＋、Al3＋、Cl－、NO3—
B．含有大量Fe3＋的溶液中：SCN-、K＋、Mg2＋、I－
C．澄清透明的无色溶液中：ClO－、MnO4－、Al3+、SO42－
D．室温下，pH=1的溶液中：Na＋、Mg2＋、NO3－ 、SO42—
【答案】D
5.将物质X逐渐加入(或通入)Y溶液中，生成沉淀的量与加入X的物质的量关系如图所示，符合图示情况的是 (　　)
A B C D
X CO2 HCl NaOH AlCl3
Y Ca(OH)2 NaAlO2 AlCl3 NaOH
【答案】C
【解析】A项，由Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2可知，其图象应为图1；B项，由HCl＋NaAlO2+H2O ===Al(OH)3↓＋NaCl，Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O可知其图象应为图2；D项，由AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl+2H2O,3NaAlO2＋AlCl3+6H2O===4Al(OH)3↓＋3NaCl可知，其图象应为图3。
图1　　 　　 图2 图3
6.向30 mL 1 mol/L的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4 mol/L的NaOH溶液，若产生0.78 g白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为(　　)
A．3 mL B．7.5 mL
C．15 mL D．17.5 mL
【答案】B
【解析】已知n(AlCl3)＝0.03 mol，n[Al(OH)3]＝0.01 mol，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。21世纪教育网
由两者反应的离子方程式知Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH－===AlO—+2H2O
当碱的量不足时，则V(NaOH)＝7.5 mL；当碱过量时，则V(NaOH)＝ L＝0.027 5 L＝27.5 mL
7.(2011 ·广东惠州调研)向含有盐酸的 AlCl3 溶液中慢慢滴入 NaOH 溶液，生成沉淀 W(g)与所加 NaOH 溶液体积 V 的关系如下图，其中正确的是(
【答案】D
【解析】滴入的 NaOH 首先与 HCl 反应，即开始时无沉淀生成，观察图像只有 D 符合。
8.(2011·潮州模拟)准确称取6 g铝土矿样品(含Al2O3、Fe2O3、SiO2)加入100 mL硫酸溶液，充分反应后向滤液中加入10 mol/L的NaOH溶液，产生沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示，则所用硫酸溶液的物质的量浓度为 ( )
A.3.50 mol/L B.1.75 mol/L
C.0.85 mol/L D.无法计算
【答案】选B。
【解析】生成最大沉淀量时，Na+刚好与SO42-结合为Na2SO4，即n(SO42-)=1/2n(Na+)=0.5×0.035 L×10 mol/L=0.175 mol，c(H2SO4)=0.175 mol/0.1 L=1.75 mol/L。
9.(2011·杭州模拟)在盛有1 mL 1 mol·L-1 AlCl3溶液的试管中加入2 mL 10%的NH4F溶液，再加入1 mL 3 mol·L-1氨水，没有生成白色沉淀，其原因是( )
A.溶液的碱性不够强
B. Al3+不与氨水反应
C.生成的Al(OH)3溶解了
D. Al3+几乎都与F-结合生成了新的物质
【答案】选D。
【解析】Al3+能与碱性溶液反应生成Al(OH)3，如果是过量的强碱溶液，则会把Al(OH)3溶解，但条件给的是弱碱，所以不能使Al(OH)3溶解，即A、B、C都不是其原因，只有D符合题意。21世纪教育网
10.（2011·衡水质检）金属及其化合物转化关系是化学学习的重要内容之一。下列各组物质的转化关系中不全部是通过一步反应完成的是 （ ）
【答案】D
11.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．用新制的生石灰，通过加热蒸馏，以除去乙醇中的少量水
D．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
【答案】B
【解析】　B项中Fe3＋(Al3＋)Fe(OH)3和Al(OH)3达不到除杂目的，可用Fe3＋(Al3＋)Fe(OH)3和NaAlO2Fe(OH)3Fe3＋。
12.下列各组溶液中，只用试管和胶头滴管，不用其他任何试剂就可以鉴别的是(多选)(　　)
A．KOH和Al2(SO4)3 B．稀盐酸和Na2CO3
C．CaCl2和Na2CO3 D．Ba(OH)2和NaHSO4
【答案】　AB
【解析】A、B选项中两种试剂添加顺序不同产生的现象也不同，可以用此来鉴别两溶液；而C、D选项中两种试剂无论加入的顺序如何不同，现象是一样的，故不借助其他试剂是无法鉴别的。
13.（2011·东营胜利二中高三期中）等量镁铝合金粉末分别与下列4种过量的溶液充分反应，放出氢气最多的是（ ）
A.2 mol·L-1 H2SO4溶液 B.18 mol·L-1 H2SO4溶液
C.6 mol·L-1 KOH溶液 D.3 mol·L-1 HNO3溶液
【答案】A
三、非选择题(本题包括4小题，共56分)
14.(2011·潍坊模拟)铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，下图是从铝土矿中制备铝的工艺流程：
已知：(1)铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质；
(2)溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学反应方程式为：
2Na2SiO3＋2NaAlO2＋2H2O ==== Na2Al2Si2O8↓＋4NaOH
回答下列问题：
(1)写出向铝土矿中加入足量氢氧化钠溶液操作中发生反应的离子方程式：_______________; ______________。
(2)滤渣A的主要成分为_____；滤渣A的用途是_____(只写一种)；实验室过滤时使用玻璃棒，其作用是_______。
(3)在工艺流程第三步中，选用二氧化碳作酸化剂的原因是：_________________。
(4)若将铝溶解，下列试剂中最好选用______(填编号)。理由是_____________。
A．浓硫酸 B．稀硫酸 C．稀硝酸
【解析】(1)向铝土矿中加入足量氢氧化钠溶液，发生反应的离子方程式为：Al2O3＋2OH－ ==== 2AlO2-＋H2O、SiO2＋2OH－ ==== SiO32-＋H2O。
(2)过滤后，滤渣A的主要成分为未反应的Fe2O3以及新生成的Na2Al2Si2O8，可用作炼铁的原料或生产硅酸盐产品的原料；实验室过滤时使用玻璃棒，其作用是引流。
(3)经过足量氢氧化钠溶液的溶解，大部分铝元素均以NaAlO2的形式存在于滤液中，在工艺流程第三步中，通入过量二氧化碳可以将NaAlO2完全转化为Al(OH)3。
(4) 铝与浓硫酸在常温下发生钝化，加热溶解会产生有毒气体SO2，原料利用率低；稀硝酸能溶解铝但会产生NO气体，污染空气，硝酸利用率低；而铝与稀硫酸反应速率较快，产生的H2对空气无污染。所以若将铝溶解，最好选用稀硫酸。
【答案】(1)Al2O3＋2OH－ ==== 2AlO2-＋H2O
SiO2＋2OH－====SiO32-＋H2O
(2)Fe2O3、Na2Al2Si2O8 作炼铁的原料(或作生产硅酸盐产品的原料) 引流
(3)经过足量氢氧化钠溶液的溶解，大部分铝元素均以NaAlO2的形式存在于滤液中，通入过量二氧化碳可以将NaAlO2完全转化为Al(OH)3
(4)B 铝与浓硫酸在常温下发生钝化，加热溶解会产生有毒气体SO2，原料利用率低；稀硝酸能溶解铝但会产生NO气体，污染空气，硝酸利用率低；而铝与稀硫酸反应速率较快，产生的H2对空气无污染
15．现有A、B、C三种均含同一种金属元素的无机化合物，它们之间的转化关系如下图(部分产物已略去)所示：
(1)请写出B转化为C的所有可能的离子方程式____________________________________________，
A与C反应的离子方程式__________________。
(2)若化合物B经过一系列反应可以得到单质E，将一定质量的Mg和E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。则固体混合物中Mg的质量为________；NaOH溶液的物质的量浓度为________。
【解析】 (1)符合图示转化关系的可能有下列情形：
若B为Na2CO3相应离子方程式为
B―→C：CO32－＋H2O＋CO2===2HCO3－
A＋C：OH－＋HCO3－===CO32－＋H2O。
若B为Al(OH)3，A、C分别为可溶性铝盐和四羟基合铝酸盐或可溶性四羟基合铝酸盐和铝盐。若为前者，则D为NaOH等强碱，B―→C的离子方程式为：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－；若为后者，则D为HCl、H2SO4、HNO3等强酸，B―→C的离子方程式为：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。两种情况下，A与C反应的离子方程式均为：Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓。
(2)由图象知n(Mg)＝n[Mg(OH)2]＝0.15 mol
故m(Mg)＝0.15 mol×24 g·mol－1＝3.6 g
溶解0.20 mol Al(OH)3耗NaOH的物质的量可由以下化学方程式计算
Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4]
＝
c(NaOH)＝5 mol/L。
【答案】　(1)Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－，
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓
(2)3.6 g　5 mol/L
16.（2011·山东莱芜高三11月）（11分）已知氢氧化铝既能与强酸反应，也能与强碱反应，但不能与弱酸和弱碱反应。某研究小组利用如图所示装置验证氢氧化铝的上述某些性质（试管C中盛有含铝元素的盐溶液），回答下列问题：
（1）图中D装置在实验中的作用是 。
（2）验证氢氧化铝能与强酸反应：21世纪教育网
若B中的试剂为浓盐酸，C中试剂为Na[Al(OH)4]溶液，则A中的试剂为 ，C中的现象为 。
（3）验证氢氧化铝不能与弱碱反应：若A中的试剂为浓氨水，则B中试剂为 ，C中试剂为 ，C中发生的离子反应方程式为 。
（4）验证氢氧化铝不能与弱酸反应：C中试剂为 ，B中可能发生的化学反应方程式为 。
【答案】（1）防止倒吸（1分）
（2）浓硫酸（1分） 先产生白色沉淀，后白色沉淀溶解（2分）
（3）生石灰（或氢氧化钠固体或碱石灰）（1分） AlCl3溶液（或硫酸铝溶液）（1分）
Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+（2分）
（4）Na［Al(OH)4］（1分）
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+ CO2↑（或Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑）(2分)

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