2019高考化学第3章（金属及其化合物）第2节铝及其化合物考点（2）铝的重要化合物的性质及应用讲与练（含解析）.doc

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1、1考点二 铝的重要化合物的性质及应用李仕才1氧化铝(1)物理性质：白色固体，难溶于水，有很高的熔点。(2)化学性质2氢氧化铝(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(用化学方程式表示)Al(OH)3的电离方程式为(3)制备向铝盐中加入氨水，离子方程式为 Al3 3NH 3H2O=Al(OH)33NH 。 4NaAlO 2溶液中通入足量 CO2，离子方程式为 AlO CO 22H 2O=Al(OH) 23HCO 。 32NaAlO 2溶液与 AlCl3溶液混合：3AlO Al 3 6H 2O=4Al(OH)3。 23常见的铝盐(1)硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一

2、种酸根离子组成的复盐。(2)明矾的化学式为 KAl(SO4)212H2O，它是无色晶体，可溶于水，水溶液 pH”或“”)。明矾可以净水，其净水的原理是 Al3 3H 2OAl(OH) 3(胶体)3H ，Al(OH) 3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。4 “铝三角”转化关系写出上述转化的离子方程式：(1)Al 3 3NH 3H2O=Al(OH)33NH ； 4Al 3 3AlO 6H 2O=4Al(OH)3； 2Al 3 3OH =Al(OH)3；(2)Al(OH)33H =Al3 3H 2O；(3)Al3 4OH =AlO 2H 2O； 2(4)AlO 4H =Al3 2H 2O； 2(5)A

3、lO CO 22H 2O=Al(OH)3HCO ； 2 3AlO H H 2O=Al(OH)3； 2(6)Al(OH)3OH =AlO 2H 2O。 2判断正误(正确的打“” ，错误的打“”)1MgO、Al 2O3的熔点很高，可制作耐高温材料，工业上也用其电解冶炼对应的金属。( )2AlCl 3溶液中加入过量稀氨水：Al 3 4NH 3H2O=AlO 4NH 2H 2O。( ) 2 43下列物质的转化在给定条件下能够实现：Al2O3 NaAlO2(aq) Al(OH)3。( ) NaOH aq CO2 34向 NaAlO2溶液中通入过量 CO2的离子方程式：2AlO CO 23H 2O=2Al

4、(OH) 23CO 。( )235用可溶性铝盐制取 Al(OH)3最好选用 NaOH 溶液而不选用氨水。( )6AlO 与 HCO 可能大量共存。( ) 2 37氢氧化铝、NaHCO 3、Na 2CO3均可作胃酸的中和剂。( )8氧化铝是金属氧化物，也是碱性氧化物。( )1Al(OH) 3是两性氢氧化物，能与强酸、强碱发生反应生成盐。但 Al(OH)3不溶于弱酸(如 H2CO3)，也不溶于弱碱(如氨水)。2常利用 Al、Al 2O3、Al(OH) 3的两性进行分离提纯。(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

5、他金属氧化物。(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。3AlO 与 HCO 不能大量共存，原因是 AlO 能与 HCO 电离出的 H 发生复分解 2 3 2 3反应：AlO HCO H 2O=Al(OH)3CO ，而不能认为是 AlO 与 HCO 发生相互促 2 3 23 2 3进的水解反应。4含 Al3 的溶液与碱反应的先后顺序当溶液中有多种离子时，要考虑离子之间的反应顺序，如向含有H 、NH 、Mg 2 、Al 3 的混合溶液中逐滴加入 NaOH 溶液，NaOH 先与 H 反应，再与 4Mg2 、Al 3 反应生成沉淀，再与 NH 反应，最后才溶解 Al

6、(OH)3沉淀。 4一、铝的化合物的性质及应用41相同物质的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( )AAl BAl 2O3CAl(OH) 3 DAlCl 3解析：1 mol Al 2O3能与 2 mol NaOH 溶液反应，1 mol Al、1 mol Al(OH) 3能与 1 mol NaOH 溶液反应，1 mol AlCl 3最多能与 4 mol NaOH 溶液反应。答案：D2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 Al3CAl(OH) 3中

7、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DMgO 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解析：氨水与 Fe3 和 Al3 均反应生成氢氧化物沉淀，不符合除杂的要求。答案：B3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 cA Al2O3 NaAlO2 Al(OH)3B AlCl3 Al(OH)3 NaAlO2C Al Al(OH)3 Al2O3D MgCl2 Mg(OH)2 MgO解析：A 项：Al 2O3 NaAlO2 Al(OH)3 NaOH CO2 H2O Al2O

8、3；B 项：AlCl 3 Al(OH)3 NaAlO2 AlCl3；C 项： 氨 水 NaOH HCl Al Al(OH) 3不能一步完成；D 项：MgCl 2 Mg(OH)2 MgO MgCl2。 NaOH HCl 答案：C4下列物质既能跟盐酸反应，又能跟 NaOH 溶液反应的是( )SiO 2 Al Al 2O3 Al(OH) 3 Na 2CO3溶液Ca(HCO 3)2溶液 NH 4HCO3溶液 KHSO 4溶液A B5C D解析：SiO 2与盐酸不反应；Al 与盐酸、NaOH 溶液反应均生成氢气；Al 2O3为两性氧化物，Al(OH) 3为两性氢氧化物，两者均能与盐酸、NaOH 溶液反应

9、；碳酸钠溶液与盐酸反应，与 NaOH 溶液不反应；Ca(HCO 3)2溶液与盐酸、NaOH 溶液均能反应；NH 4HCO3溶液与盐酸、NaOH 溶液均能反应；KHSO 4溶液与盐酸不反应，因此 B.属于合理选项。答案：B5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 、Mg 2 、Al 3 、K B1.0 molL 1 的 NaAlO2溶液中：Cl 、HCO 、K 、Ca 2 3C在强碱性环境中：AlO 、SiO 、Na 、K 2 23D0.1 molL 1 明矾溶液中：NH 、AlO 、HCO 、Na 4 2 3解析：A 项，Al 3 、Mg 2 水解显酸性，中性溶

10、液中不能大量共存；B 项，HCO AlO H 2O=Al(OH)3CO ；D 项，Al 3 与 AlO 、HCO 因发生双水解反应 3 2 23 2 3不能大量共存。答案：C二、化工流程中 Al2O3的提取6工业上用铝土矿(主要成分是氧化铝，含氧化铁杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：下列叙述正确的是( )A反应中试剂 X 是氢氧化钠溶液B试剂 Y 是 HCl，它与 AlO 反应生成氢氧化铝 2C图中所示转化反应中包含 2 个氧化还原反应D将 X 与 Y 试剂进行对换，最终可以达到相同结果解析：B 项，若试剂 Y 是 HCl，它与 AlO 反应生成 Al3 ，错误；C 项，图中所示转化 2只有一

11、步是氧化还原反应：2Al 2O3 4Al3O 2，错误；D 项，试剂 X 为氢= = = = =电 解 氧化钠溶液，沉淀为氧化铁，溶液为偏铝酸钠和氢氧化钠混合溶液，通入过量二氧化碳气体，NaAlO 2CO 22H 2O=Al(OH)3NaHCO 3，不能调换，错误。答案：A7工业上用铝土矿(主要成分为 Al2O3xH2O、Fe 2O3、SiO 2等)提取纯 Al2O3作冶炼铝的6原料，提取时操作过程如图所示，指出图中操作错误的是( )A BC D解析：由流程图可知，反应得到的滤液为 NaAlO2溶液，加入过量盐酸后得到 AlCl3而不是 Al(OH)3沉淀，应通入过量 CO2，操作错误；Al(

12、OH) 3在常温干燥条件下并不发生分解，故操作需要加热，错误。答案：A一、 “铝三角”转化关系及重要应用1 Al(OH)3的制备方案的评价方法一：可溶性铝盐溶液与过量氨水反应反应原理：Al 3 3NH 3H2O=Al(OH)33NH 4方法二：向可溶性偏铝酸盐溶液中通入过量 CO2反应原理：AlO 2H 2OCO 2=Al(OH)3HCO 2 3方法三：相互促进水解法制备相同质量的 Al(OH)3，方法三用的原料最少，成本最低。2 不外加试剂的互滴法鉴别(利用滴加试剂顺序不同，现象不同)(1)向 AlCl3溶液中滴加 NaOH 溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解。(2)向 NaOH 溶液中滴加

13、AlCl3溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。7(3)向 NaAlO2溶液中滴加 HCl 溶液，开始产生白色沉淀，后沉淀逐渐溶解。(4)向 HCl 溶液中滴加 NaAlO2溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。3 Al(OH)3沉淀的有关计算(1)Al3 与 OH 混合依据 Al3 3OH =Al(OH)3，Al(OH)3OH =AlO 2H 2O， 2设 Al3 、OH 的物质的量分别为 a mol、b mol，沉淀的质量为 m g，则：b3a 时，m78 ；b33aW1W2。答案：(1)丙 (2)W 3W1W2二、铝及其化合物转化的图象分析1 可溶性铝盐溶液与 N

14、aOH 溶液反应的图象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出现沉淀渐多最多沉淀不消失图象11离子方程式Al3 3OH =Al(OH)3Al(OH)3OH =AlO 2H 2O 2Al3 4OH =AlO 2H 2O 23AlO Al 3 6H 2O 2=4Al(OH)32 偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图象操作偏铝酸盐溶液中逐滴加稀盐酸至过量稀盐酸中逐滴加偏铝酸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出现沉淀渐多最多沉淀不消失图象离子方程式AlO H H 2O= 2Al(OH)3Al(O

15、H)33H =Al3 3H 2OAlO 4H =Al3 2H 2O 2Al3 3AlO 6H 2O 2=4Al(OH)33 拓展图象(1)向 AlCl3溶液中逐滴加入氨水或 NaAlO2溶液至过量，图象如图 1 所示。(2)向 NaAlO2溶液中逐滴加入 AlCl3溶液或通入 CO2至过量，图象如图 2 所示。(3)向 MgCl2、AlCl 3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，图象如图 3 所示。(4)向 MgCl2、AlCl 3混合溶液中先加入 NaOH 溶液，后加入盐酸(NaOH 与盐酸的物质的量浓度相等)，沉淀图象如图 4 所示

16、。12(5)向含 MgCl2、AlCl 3、盐酸、NH 4Cl 的混合溶液中，逐滴加入 NaOH 溶液至过量，沉淀图象如图 5 所示，反应的先后顺序与图象关系为5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线表示 Al3 的物质的量的变化Bx 表示 AlCl3的物质的量C线表示 Al(OH)3的物质的量的变化D线表示 AlO 的物质的量的变化 2解析：AlCl 3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31，显然符合

17、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。13答案：B6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 1 L 浓度均为 0.1 molL1 的 Ba(OH)2、NaAlO 2混合溶液中加入 0.1 molL1的稀 H2SO4B向 1 L 浓度分别为 0.1 molL1 和 0.3 molL1 的 AlCl3、NH 4Cl 的混合溶液中加入 0.1 molL1 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

18、解析：A 项，Ba(OH) 2和 NaAlO2中加入稀 H2SO4，发生的反应依次为Ba2 2OH 2H SO =BaSO42H 2O、AlO H H 2O=Al(OH)3、Al(OH)24 233H =Al3 3H 2O，所以加 1 L 稀 H2SO4时，Ba(OH) 2反应完，再加 0.5 L 稀 H2SO4时AlO 参加反应，再加 1.5 L 稀 H2SO4时，Al(OH) 3全部溶解，A 正确；B 项，向 1 L 浓度分 2别为 0.1 molL1 和 0.3 molL1 的 AlCl3、NH 4Cl 的混合溶液中加入 0.1 molL1 的NaOH 溶液，发生的反应依次是 Al3 3

19、OH =Al(OH)3、OH NH =NH3H2O、Al(OH) 43OH =AlO 2H 2O，所以沉淀 Al3 和溶解 Al(OH)3所用 NaOH 的量之比为 31，而图象 2上看到的是 11，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 =AlO 2H 2O、 Al3 3AlO 6H 2O=4Al(OH)3，C 错误；D 项，AlCl 3溶 2 2液中滴加过量氨水，沉淀不会溶解，D 错误。答案：A7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

20、比为( )2414A13 B23C61 D31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 NaOH 0.1 L，则 Al3生成 Al(OH)3消耗 NaOH 0.3 L，沉淀 Mg2 消耗 NaOH 0.1 L，因而 n(AlCl3)n(MgSO 4)21，所以，n(Cl )n(SO )61。24答案：C8某溶液中可能含有 H 、NH 、Mg 2 、Al 3 、Fe 3 、CO 、SO 、NO 中的几种。 4 23 24 3若加入锌粒，产生无色无味的

21、气体；若加入 NaOH 溶液，产生白色沉淀，且产生的沉淀量与加入 NaOH 的物质的量之间的关系如图所示。则下列说法正确的是( )A溶液中的阳离子只有 H 、Mg 2 、Al 3B溶液中 n(NH )0.2 mol 4C溶液中一定不含 CO ，可能含有 SO 和 NO23 24 3Dn(H )n(Al 3 )n(Mg 2 )111解析：由知溶液中一定含有 H ，一定没有 CO 、NO ，由知溶液中一定含有23 3Mg2 、Al 3 ，由图象可知溶液中还一定含有 NH ，且 n(NH )0.7 mol0.5 mol0.2 4 4mol，n(H )0.1 mol，n(Al 3 )0.8 mol0.

22、7 mol0.1 mol，沉淀 Al3 、Mg 2 共消耗0.4 mol OH ，其中沉淀 Al3 消耗 0.3 mol OH ，沉淀 Mg2 消耗 0.1 mol OH ，根据Mg2 2OH ，可得 n(Mg2 )0.05 mol，故只有选项 B 正确。15答案：B9某同学取一定量的 Al、Fe 混合物，与 2.0 L 极稀的 HNO3充分反应，假设 HNO3的还原产物全部为铵盐。在反应后的溶液中，逐滴加入 4 molL1 的 NaOH 溶液，所加 NaOH 溶液的体积与产生的沉淀的物质的量的关系如图所示。分析图象回答问题：(1)DE 段发生反应的离子方程式为_。(2)请写出任意一个 Al、

23、Fe 与极稀的 HNO3反应的化学方程式：_。(3)B 点对应的沉淀的物质的量为_mol，C 点对应的氢氧化钠溶液的体积为_mL。(4)原硝酸溶液的物质的量浓度为_molL 1 。解析：铝粉和铁粉的混合物与一定量很稀的 HNO3充分反应，被氧化为 Al3 、Fe 3 ，假设 HNO3的还原产物全部为铵盐。由图可得硝酸过量，加入氢氧化钠溶液应先与硝酸反应，再生成沉淀，当沉淀完全后，由图知继续加入氢氧化钠溶液，沉淀量不变，可知是 NH 发 4生了反应，故随着 NaOH 的滴加，发生的反应依次有：H OH =H2OFe 3 3OH =Fe(OH)3，Al 3 3OH =Al(OH)3NH OH =N

24、H3H2O 4Al(OH) 3OH =AlO 2H 2O 2(1)DE 段发生的离子方程式为NH OH =NH3H2O。 4(2)Al 与极稀的 HNO3反应的化学方程式为 8Al30HNO 3=8Al(NO3)33NH 4NO39H 2O；Fe 与极稀的 HNO3反应的化学方程式为 8Fe30HNO 3=8Fe(NO3)33NH 4NO39H 2O。(3)由图可知，DE 段消耗的氢氧化钠的体积为 34 mL31 mL3 mL，故该阶段参加反应的氢氧化钠的物质的量为 0.003 L4 molL1 0.012 mol，根据16NH OH =NH3H2O 可知，溶液中 n(NH )0.012 mo

25、l，根据 B 与 A 的差值为氢氧化铝 4 4的物质的量，EF 段消耗的氢氧化钠溶液的体积为 36 mL34 mL2 mL，故该阶段参加反应的氢氧化钠的物质的量为 0.002 L4 molL1 0.008 mol，根据 Al(OH)3OH =AlO 2H 2O 可知，Al(OH) 3的物质的量为 0.008 mol，故混合金属中 n(Al) 20.008 mol；根据电子转移守恒有 3n(Fe)3n(Al)8n(NH )，即 3n(Fe)30.008 4mol80.012 mol，解得 n(Fe)0.024 mol，可知 nFe(OH)3n(Fe)0.024 mol，B点对应的沉淀 Al(OH

26、)3、Fe(OH) 3，二者的物质的量之和为 0.008 mol0.024 mol0.032 mol。由反应过程可知，到加入氢氧化钠体积为 31 mL 时，溶液中溶质为硝酸钠与硝酸铵，n(NH4NO3)n(NH )0.012 mol，根据钠元素守恒，可知 n(NaNO3)n(NaOH)0.031 4L4 molL1 0.124 mol，根据氮元素守恒可知，原硝酸溶液中 n(HNO3)n(NaNO 3)2n(NH 4NO3)0.124 mol0.012 mol20.148 mol，而 C 点溶液中溶质为NaNO3、NH 4NO3、Fe(NO 3)3、Al(NO 3)3，根据氮元素守恒 n(NaN

27、O 3)2n(NH 4NO3)3nFe(NO 3)33nAl(NO 3)3n(HNO 3)，故 C 点溶液中 n(NaNO 3)0.148 mol0.012 mol20.024 mol30.008 mol30.028 mol，则 C 点加入 NaOH 的物质的量为0.028 mol，溶液的体积为 0.028 mol/4 molL1 0.007 L7 mL。(4)根据(3)中计算可知，原硝酸溶液中 n(HNO3)0.148 mol，则原硝酸溶液的物质的量浓度为 0.148 mol/2 L0.074 molL 1 。答案：(1)NH OH =NH3H2O 4(2)8Al30HNO 3=8Al(NO3)33NH 4NO39H 2O或 8Fe30HNO 3=8Fe(NO3)33NH 4NO39H 2O(3)0.032 7 (4)0.074