課時(shí)13鋁及其化合物

1、課時(shí) 13 鋁及其化合物( 本課時(shí)對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第5661頁(yè) )【課時(shí)導(dǎo)航】復(fù)習(xí)目1.了解常見金屬鋁及其重要化合物的主要性質(zhì)和重要應(yīng)用。標(biāo)2. 了解 Al 3+ 等常見離子的檢驗(yàn)方法，能對(duì)常見的物質(zhì)組成進(jìn)行檢驗(yàn)和分析。知識(shí)網(wǎng)絡(luò)問題 1中學(xué)化學(xué)中，哪些物質(zhì)既能與鹽酸反應(yīng)又能與NaOH反應(yīng) ?問題思Al(OH) 3，要求硫酸和燒堿問題 2現(xiàn)有一定量的鋁、硫酸、燒堿，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)方案制取考的用量最少?！咀灾鲗W(xué)習(xí)】考點(diǎn) 1鋁的化學(xué)性質(zhì)【基礎(chǔ)梳理】1. 鋁與非金屬單質(zhì)反應(yīng)4Al+3O2( 現(xiàn) 象 ： 在 氧 氣 中 劇 烈 燃 燒 、 在 空 氣 中 加 熱 鋁 片 卷 曲不)2Al+3S( 只能干法制取，不能

2、在水溶液中制取)2.鋁與酸、堿溶液反應(yīng)的離子方程式：2Al+6H+2Al+2OH- +2H2O3. 鋁熱反應(yīng)2Al+Fe2O2Fe+Al O( 現(xiàn)象：火星四射、熔鐵滴落 )3231微課 1鋁熱反應(yīng)鋁粉和氧化鐵粉末的混合物稱為鋁熱劑，鋁熱反應(yīng)可用于焊接鋼軌。實(shí)驗(yàn)裝置圖見右圖。鋁熱反應(yīng)先點(diǎn)燃鎂條，KClO3是助燃劑。2Al+Fe 2O32Fe+Al 2O3( 現(xiàn)象：劇烈反應(yīng)，放出大量熱，紙漏斗被燒穿，有熔融物落入沙子)鋁熱反應(yīng)還可用于冶煉Ni 、 Mn、V等難熔金屬。如：10Al+3V 2O55Al 2O3+6V 等?！九e題說法】例題 1金屬鋁與酸、堿反應(yīng)的本質(zhì)及定量計(jì)算。(1) 鋁與酸、堿反應(yīng)的

3、實(shí)質(zhì)是什么 ?氧化劑是什么 ?(2)等質(zhì)量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)，所得H2的體積之比是多少?為什么 ?(3)足量的兩份鋁分別投入到等體積、等物質(zhì)的量濃度的鹽酸、氫氧化鈉溶液中，產(chǎn)生H2的體積之比是多少?為什么 ?(4)足量的兩份鋁分別投入到等體積、一定物質(zhì)的量濃度的HCl、 NaOH溶液中，二者產(chǎn)生的H2相等，則 HCl和 NaOH的物質(zhì)的量濃度之比是多少?為什么 ?(5) 甲、乙兩燒杯中各盛有 100 mL 3 mol L -1 鹽酸和 NaOH溶液，向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉，反應(yīng)結(jié)束后，測(cè)得生成的氣體體積比為V( 甲 ) V( 乙 )=1 2，則加入鋁粉的質(zhì)量為(

4、)A. 5.4 gB. 3.6 gC. 2.7 gD. 1.8 g【答案】(1)鋁與酸反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是AlAl 3+、 2H+H2；與堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是Al 和H2O反應(yīng)生成 Al(OH) 3和 H2、Al(OH) 3再與 OH-反應(yīng)生成 Al O-2 ；氧化劑分別為酸和水。2(2) 1 1；根據(jù)化學(xué)方程式：2Al+6HCl2AlCl +3H 、322Al+2NaOH+2HO 2NaAlO +3H得 Al 與 H 的關(guān)系式均為2Al3H2，故只要參加反應(yīng)的Al 相等，2222所得 H的體積必相等。(3) 1 3；因?yàn)樵诜磻?yīng)中 Al 過量，產(chǎn)生的 H2由 HCl和NaOH的量決定，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中的關(guān)系式

5、： 6HCl3H2、 2NaOH3H，當(dāng) HCl、 NaOH物質(zhì)的量相等時(shí)，二者產(chǎn)生H2的體積比為 1 3。(4) 3 1；因?yàn)殇X足量且產(chǎn)生 H2相等，根據(jù) (3) 中的關(guān)系式 n(HCl) n(NaOH)=3 1，又因?yàn)閮扇芤后w積相等，故物質(zhì)的量濃度 c(HCl) c(NaOH)=n(HCl) n(NaOH)=31。(5) A【解析】(5) 生成的氣體體積比為( 甲 ) ( 乙 )=1 2，說明鋁與鹽酸反應(yīng)時(shí)鋁過量，VV鋁和 NaOH反應(yīng)時(shí) NaOH過量，根據(jù)關(guān)系式：2Al6HCl 3H22630.1mol0 3mol 0.15mol.2Al2NaOH 3H22230.2mol0.2mol0

6、.3mol故鋁的物質(zhì)的量為0.2mol ， m(Al)=5. 4g。變式 1(2014 新課標(biāo)卷) 下列反應(yīng)中，反應(yīng)后固體物質(zhì)增重的是()A. 氫氣通過灼熱的CuO粉末B. 二氧化碳通過Na2O2粉末C. 鋁與 Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng)D. 將鋅粒投入 Cu(NO3) 2 溶液【答案】 B【解析】氫氣能奪取CuO中的氧，使固體質(zhì)量減小，A項(xiàng)錯(cuò)誤； Na2O2粉末能奪取二氧化碳中相當(dāng)于 CO的成分形成 Na2CO3，固體質(zhì)量增加，B項(xiàng)正確；鋁與 Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成鐵和氧化鋁，反應(yīng)前后均是固體，固體質(zhì)量不變，C項(xiàng)錯(cuò)誤；鋅粒投入Cu(NO3) 2溶液，相對(duì)原子質(zhì)量較大的鋅置換出相對(duì)原子質(zhì)量較小

7、的銅，固體質(zhì)量減小，D項(xiàng)錯(cuò)誤?！绢}組訓(xùn)練 1】31.用一張已除去表面氧化膜的鋁箔緊緊包裹在試管外壁( 如右圖 ) ，將試管浸入硝酸汞溶液中，片刻取出，然后置于空氣中，不久鋁箔表面生出“白毛”，紅墨水柱右端上升。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷下列說法錯(cuò)誤的是()A. 實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)B. 鋁是一種較活潑的金屬C. 鋁與氧氣反應(yīng)放出大量的熱量D. 鋁片上生成的白毛是氧化鋁和氧化汞的混合物【答案】 D【解析】 過程中發(fā)生了兩個(gè)反應(yīng)，第一個(gè)反應(yīng)是鋁與硝酸汞反應(yīng)置換出汞；第二個(gè)反應(yīng)是鋁和汞形成原電池，鋁很容易被空氣中的氧氣氧化生成氧化鋁，反應(yīng)放熱。2. (2013 山東高考 ) 足量下列物質(zhì)與相同質(zhì)量

8、的鋁反應(yīng)，放出氫氣且消耗溶質(zhì)物質(zhì)的量最少的是()A. 氫氧化鈉溶液B.稀硫酸C.鹽酸D. 稀硝酸【答案】A【解析】Al 與稀硝酸反應(yīng)不產(chǎn)生氫氣，D項(xiàng)錯(cuò)； Al 與 A、 B、 C反應(yīng)的關(guān)系式為2Al2NaOH、2Al3H2SO4、 2Al6HCl ，由此可知消耗NaOH的物質(zhì)的最少，A項(xiàng)正確。3. (2015 上海徐匯二模) 將表面已完全鈍化的鋁條插入下列溶液中，不會(huì)發(fā)生反應(yīng)的是()A. 稀硝酸B.硝酸銅C.稀鹽酸D.氫氧化鈉【答案】B【解析】表面已完全鈍化的鋁條的表面物質(zhì)是氧化鋁，氧化鋁屬于兩性氧化物，能溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液，但和硝酸銅不反應(yīng)，故選B。4. (2013 重慶高考 ) 合金是建造

9、航空母艦的主體材料，航母升降機(jī)可由鋁合金制造。4(1) 鋁元素在周期表中的位置為。工業(yè)煉鋁的原料由鋁土礦提取而得，提取過程中通入的氣體為。(2) Al-Mg合金焊接前用 NaOH溶液處理 Al2O膜，其化學(xué)方程式為。3焊接過程中使用的保護(hù)氣為(填化學(xué)式 )?！敬鸢浮?1) 第 3周期 A族CO2(2) Al 2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2OAr【解析】(1) Al 在周期表中的第3周期 A族；將 NaAlO2轉(zhuǎn)化為 Al(OH) 3 ，通入的氣體是 CO2。(2) Al 2O3為兩性氧化物，與 NaOH溶液反應(yīng)生成 NaAlO2和 H2O；由于 Mg與 O2、 N2、 CO2在高溫下

10、劇烈反應(yīng)，故 Al-Mg 合金焊接用 Ar作保護(hù)氣。鋁與酸、堿反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系鋁 與酸 、堿反 應(yīng) 的 化學(xué)方 程 式 分別 為2Al+6HCl2AlCl 3 +3H2 、2Al+2NaOH+2HO2NaAlO2 +3H2。從化學(xué)方程式可以看出Al 與酸、堿反應(yīng)時(shí)Al 與 H2 的關(guān)系都是2Al3H 2。VHCl (H 2 )(1)等量鋁分別與足量鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣體積比VNaOH (H 2 ) =1 1。(2) 足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的鹽酸和氫氧化鈉反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的體積比為VHCl (H 2 )VNaOH (H 2 ) =1 3。(3) 一定量的鋁分別與一定量的鹽酸和氫

11、氧化鈉反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的體積比為1VHCl (H 2 )13 VNaOH (H 2 ) 1 ，則必定是鋁與鹽酸反應(yīng)時(shí)，鋁過量而鹽酸不足；鋁與氫氧化鈉反應(yīng)時(shí)，鋁不足而氫氧化鈉過量。解題時(shí)應(yīng)充分利用上述過量關(guān)系。注意：鋁和部分弱酸反應(yīng)也能產(chǎn)生H2，但鋁不能和弱堿反應(yīng)。考點(diǎn) 2鋁的重要化合物【基礎(chǔ)梳理】化合物氧化鋁 (Al 2O3)氫氧化鋁 Al(OH) 3物理性質(zhì)白色固體、熔點(diǎn)白色膠狀物質(zhì)，溶于水5與酸反+3+3+化Al 2O3+6H2Al+3H2OAl(OH) 3+3HAl +3H2O應(yīng)學(xué)與堿反-性-2AlO2+H OAl(OH) 3+OHAl O+2OH應(yīng)232質(zhì)加熱不反應(yīng)2Al(OH) 3Al

12、 2O3+3H2OAl 3+與氨水反應(yīng)或 Al O2-溶液中通入 CO2氣體，離制備方法Al(OH) 3加熱分解子方程式分別為、主要用途作耐火材料、冶煉鋁的原料制藥、凈水作用【舉題說法】例題 2工業(yè)上用鋁土礦( 主要成分為Al 2O3，雜質(zhì)為 Fe2O3 和 SiO2) 為原料冶煉鋁的工藝流程之一如下圖。下列敘述不正確的是()A. 沉淀甲為 SiO2B. 生成沉淀乙的反應(yīng)為3+-Fe(OH)3Fe +3OHC. 溶液乙中含有 Al O2-D. 反應(yīng)為 2AlO3-2Al(OH)O32-+CO+3H O3+C22【答案】D【解析】由分離流程可知，SiO2和鹽酸不反應(yīng)，先加過量鹽酸，沉淀甲為SiO

13、2，溶液甲為氯化鋁和氯化鐵的混合液，再加過量的NaOH溶液，生成沉淀乙為Fe(OH)3 ，溶液乙中含NaAlO ，向偏鋁酸鈉溶液中通入過量的二氧化碳可以生成Al(OH) 沉淀，則沉淀丙為 Al(OH) ，233Al(OH) 加熱分解可以得到氧化鋁，電解氧化鋁生成Al 。反應(yīng)通入的是過量的二氧化碳，則3生成的產(chǎn)物是氫氧化鋁和碳酸氫鈉，正確的離子方程式為AlO2-O3-+CO2+2H2O Al(OH) 3+HC。6變式 2(2014 江蘇高考) 煙氣脫硫能有效減少二氧化硫的排放。實(shí)驗(yàn)室用粉煤灰( 主要含Al 2 O3 、SiO2等 ) 制備堿式硫酸鋁Al 2(SO4 ) x (OH)6-2 x 溶

14、液，并用于煙氣脫硫研究。(1)酸浸時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式為；濾渣的主要成分為(填化學(xué)式 )。(2)加 CaCO3調(diào)節(jié)溶液的pH至 3.6 ，其目的是中和溶液中的酸，并使Al 2(SO4) 3 轉(zhuǎn)化為Al 2 (SO4) x (OH)6-2 x。濾渣的主要成分為( 填化學(xué)式 ) ；若溶液的 pH偏高，將會(huì)導(dǎo)致溶液中鋁元素的含量降低，其原因是( 用離子方程式表示) 。(3) 上述流程中經(jīng)完全熱分解放出的SO2量總是小于吸收的SO2量，其主要原因是；與吸收 SO前的溶液相比，熱分解后循環(huán)利用的溶液的pH2將( 填“增大”、“減小”或“不變” ) ?！敬鸢浮?1) Al2O3+3H2SOAl (SO )

15、+3H O424322-SiO2(2) CaSO 43CaCO+2Al 3+ +3S O4+3H2O2Al(OH) 3+3CaSO4+3CO2(3) 溶液中的部分SO32- 被氧化成 SO42-減小【解析】(1) 粉煤灰中的 Al O能與 H SO反應(yīng)生成 Al (SO )，而 SiO 不能與 HSO反應(yīng)，因2324243224而濾渣為 SiO2。 (2)濾液為 Al 2(SO4) 3，與 CaCO3反應(yīng)生成微溶物CaSO4，因而濾渣為CaSO4；3+2+pH偏高，堿性增溶液中存在 Al +3H2OAl(OH) 3+3H、 CaCO+2HCa +HO+CO，溶液的322強(qiáng)，會(huì)促進(jìn) Al 3+

16、水解，鋁元素容易轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀而導(dǎo)致溶液中鋁元素含量降低。(3) SO 2在水中溶解度較大且SO溶于水生成 H SO，且加熱時(shí)部分HSO會(huì)被氧化為酸性更強(qiáng)的HSO，因而2232324比吸收 SO2前酸性增強(qiáng)， pH減小?！绢}組訓(xùn)練 2】1.下列物質(zhì)既能跟稀硫酸反應(yīng)，又能跟氫氧化鈉溶液反應(yīng)的是()NaHCO3(NH4) 2SO3 Al 2O3 Al(OH) 3 AlA. B. C. D. 【答案】A【解析】NaHCO3屬于酸式鹽，既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)；(NH4) 2SO3與硫酸反應(yīng)生成SO2 ，與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氨氣；Al 2O3、 Al(OH) 3與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和水

17、，與氫氧化7鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水； Al 與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和氫氣，與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣。2.下列各組物質(zhì)的無色溶液，不用其他試劑即可鑒別的是( 填序號(hào) ) 。NaOH、 AlCl 3 NaHCO3、 H2SO4 NaAlO2 、 NaHSO4 Na2CO3、 HCl Na2CO3 、 NaHCO3、Ca(OH)2【答案】【解析】中相互滴加其現(xiàn)象不同：中當(dāng)剛滴入就出現(xiàn)白色沉淀，其滴入的是NaOH，當(dāng)剛滴入沒有出現(xiàn)白色沉淀，其滴入的是AlCl 3；中當(dāng)剛滴入就出現(xiàn)白色沉淀，其滴入的是NaHSO4 ，當(dāng)剛滴入沒有出現(xiàn)白色沉淀，其滴入的是NaAlO2 ；中當(dāng)剛滴入就有氣體放

18、出，其滴入的是 Na2CO3 ，當(dāng)剛滴入沒有氣體放出，其滴入的是HCl；中無論怎么滴加，均立即有氣體放出；中兩兩混合，無現(xiàn)象的是Na2CO3與 NaHCO3，再用余下的Ca(OH)2 與 Na2CO3、 NaHCO3混合，其現(xiàn)象一致，無法鑒別。3. (2015 廣東汕頭期末 ) 高純度氧化鋁有廣泛的用途，某研究小組用以下流程制取高純度氧化鋁。根據(jù)上述流程圖回答下列問題：(1)“除雜”操作是加入過氧化氫后，用氨水調(diào)節(jié)溶液的pH約為 8.0，以除去硫酸銨溶液中的少量 Fe2+。寫出除去 Fe2+的過程中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式：。(2)檢驗(yàn)上述流程中“過濾”后雜質(zhì)是否除盡的實(shí)驗(yàn)方法是。(3)配制

19、硫酸鋁溶液時(shí)，需用硫酸酸化，其目的是。(4) “結(jié)晶”操作中，母液經(jīng)蒸發(fā)濃縮至溶液表面剛出現(xiàn)薄層晶體即停止加熱，然后冷卻結(jié)晶，得到銨明礬晶體(含結(jié)晶水)。母液不能蒸干的原因是。(5) 銨明礬晶體的化學(xué)式為 NH4Al(SO 4) 2 12H2O，在 0.1 mol L -1 銨明礬的水溶液中，濃度最大的離子是，濃度最小的離子是。8【答案】(1) 2Fe 2+H2O2+4NH3H2O2Fe(OH)3+4NH 4(2)取少許濾液于試管中，加幾滴KSCN溶液，若溶液不變紅色，則雜質(zhì)已除盡(3) 抑制 Al3+水解(4)減少可溶性雜質(zhì)的析出2-3+(5) S O4-及Al 水解OH【解析】(1) H

20、2O2溶液具有強(qiáng)氧化性，可以氧化亞鐵離子生成鐵離子，鐵離子在氨水存在的條件下生成氫氧化鐵沉淀。(2) 由工藝流程可知，加入過氧化氫將溶液中Fe2+氧化為 Fe3+，加入3+，過濾后的濾液中可能含有3+氨水調(diào)節(jié)溶液 pH，使 Fe 轉(zhuǎn)化為 Fe(OH)3Fe ，取少許濾液于試管中，加幾滴 KSCN溶液，若溶液不變紅色，則雜質(zhì)已除盡。(3) 由于鋁離子在溶液中能夠發(fā)生水解生成氫氧化鋁，所以加入硫酸酸化，抑制鋁離子的水解。(4)由于蒸干會(huì)析出可溶性雜質(zhì)，且使 Al 3+水解程度增大，所以母液不能蒸干。(5) 銨明礬晶體的化學(xué)式為NH4Al(SO 4) 212H2O，在0.1 mol L-1 銨明礬的

21、水溶液中，未水解前c(Al 3+)= c(N H 4 )=0.1 mol L-1 ，由于銨根和鋁離子均水解，水解結(jié)合水電離出的氫氧根，故水解后濃度均小于0.1 mol L-1 ， c(S O42- )=0.2molL-1 。兩性物質(zhì) ：兩性物質(zhì)指既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)生成鹽和水的化合物，包括Al 2O3、ZnO、 Al(OH) 3、 Zn(OH)2、氨基酸、蛋白質(zhì)等。多元弱酸的酸式鹽( 如 NaHCO3、 KHS、 KHSO3、NaH2PO4等 ) 及弱酸弱堿鹽( 如 CH3COONH4、 NH4HS等 ) 也既能與強(qiáng)酸反應(yīng)又能與強(qiáng)堿反應(yīng)，但不能將它們稱為兩性物質(zhì)。微課 2Al(OH) 3沉

22、淀生成的計(jì)算1. 強(qiáng)堿與 Al 3+ 反應(yīng)生成 Al(OH) 3沉淀的定量計(jì)算規(guī)律可溶性鋁鹽與強(qiáng)堿溶液混合時(shí)，二者相對(duì)量的大小會(huì)影響產(chǎn)物的生成。3+-Al(OH) ；強(qiáng)堿不足時(shí) ( 反應(yīng) ) ： Al +3OH3-Al O2 +2H2O；強(qiáng)堿足量時(shí) ( 反應(yīng) ) ： Al(OH) 3+OH-3+-AlO2+2H O。綜合上述兩式可得 ( 反應(yīng) ) ：Al +4OH2設(shè) Al3+-3+-， 最 終 生 成 Al(OH) 3的物質(zhì)的量為、 OH的 物 質(zhì) 的 量 分 別 為 n(Al) 、 n(OH )nAl(OH) 3 。借助數(shù)軸討9論如下圖所示：2. 強(qiáng)酸與 Al O-2 反應(yīng)生成 Al(OH

23、) 3沉淀的定量計(jì)算規(guī)律-O2+Al(OH) ；強(qiáng)酸不足時(shí) ( 反應(yīng) ) ： Al+H +HO233+Al3+2強(qiáng)酸足量時(shí) ( 反應(yīng) ) ： Al(OH) +3H+3H O；綜合上述兩式可得( 反應(yīng) ) ：Al O2-+4H+Al 3+2H2O。設(shè) Al O-2 、 H+ 的 物 質(zhì) 的 量 分 別 為 n(AlO-2 ) 、 n(H+) ， 最 終 生 成 Al(OH) 3 的 物 質(zhì) 的 量 為nAl(OH) 3 。借助數(shù)軸討論如下圖所示：考點(diǎn) 3Al 3+、 Al O-2 、 Al(OH) 3之間的轉(zhuǎn)化【基礎(chǔ)梳理】“鋁三角”關(guān)系圖10根據(jù)上面的關(guān)系圖，寫出轉(zhuǎn)化的離子方程式：1 Al(OH

24、) 3+3H+2Al3+-少量 )+3OH(Al 3+ +3NHH2OAl 3+ +3Al O-2 +6H2O3Al3+-過量 )+4OH(-4Al O2+過量 )+4H(-5 Al(OH) 3+OH Al O-2 +H+( 少量 )+H2O 2Al O-2 +CO2( 少量 )+3H2O Al O-2 +CO2( 過量 )+2H2O【舉題說法】例題 3 試設(shè)計(jì)制備 Al(OH) 3 的途徑。方案一用鋁鹽 (Al3+) 制取 Al(OH) 3加 入氨 水至沉 淀 完全， 一 般不用NaOH 等強(qiáng)堿 ， 為什么?。方案二用鋁屑、燒堿、稀硫酸制取Al(OH) 3甲、乙、丙三位同學(xué)用規(guī)定的藥品制備A

25、l(OH) 3 。規(guī)定必用的藥品如下：350 g 70% H 2SO4溶液， 240 g NaOH 固體，足量鋁屑、水( 不能用其他藥品 ) 。甲、乙、丙用各自設(shè)計(jì)的方案制得Al(OH) 3的質(zhì)量分別是 W1、 W2、W3。三種實(shí)驗(yàn)方案如下：甲：鋁加 NaOH溶液加 H2SO4溶液 1 g Al(OH)3W乙：鋁加 H SO溶液加 NaOH溶液 W g Al(OH)3242鋁加 H 2SO4溶液丙： 鋁加 NaOH溶液 3g Al(OH) 3W試回答下列問題：(1) 從充分利用原料、降低成本和提高產(chǎn)率等因素分析，實(shí)驗(yàn)方案最合理的是。(2)三位學(xué)生制得的Al(OH) 3的質(zhì)量 W1、 W2、 W

26、3由大到小的順序是。11(3)制得 Al(OH) 3的最大質(zhì)量是?！敬鸢浮糠桨敢粴溲趸X易溶于強(qiáng)堿而不溶于氨水，因此實(shí)驗(yàn)室制備氫氧化鋁時(shí)一般不用氫氧化鈉等強(qiáng)堿而用氨水，以免強(qiáng)堿過量時(shí)氫氧化鋁溶解，或強(qiáng)堿不足時(shí)鋁離子未完全沉淀方案二(1)丙(2)W3W1W2(3) 520 g350g70%98g mol-1+【解析】硫酸的物質(zhì)的量為=2.5 mol，(H )=5 mol ， NaOH的物質(zhì)的量為n240g=6 mol 。甲： AlOH- Al O-2 H+Al(OH) 3O-2 ，消耗 540g mol-1， 6 mol NaOH 反應(yīng)得到 6 mol Al5mol H+生成 5 mol Al(

27、OH)3；乙： Al3H+Al3+-+反應(yīng)得到33+3OHAl(OH) 3， 5 mol Hmol Al，消5-mol Al(OH) 3 ， 剩 余 1mol-可以溶解1mol耗 5 mol OH得 到 3OH ， Al(OH) 3OHAl O2525Al(OH) 3，最終得到 Al(OH) 3為 3 mol-1 mol= 3mol ；丙： Al3H +Al 3+ ， 5 mol H+反應(yīng)得到 3mol Al3+， AlOH- Al O2-， 6 mol NaOH 反應(yīng)得到6 mol AlO2-， 3Al O2-Al 3+4Al(OH)3， Al 3+不52020足 ， 得 到 Al(OH)3

28、為3mol4=3mol3123的最大質(zhì)量為3mol78。 故 WWW， Al(OH)gmol -1 =520 g 。變式 3將 AlCl 3溶液和氫氧化鈉溶液等體積混合，得到的沉淀中所含鋁元素與溶液中所含鋁元素質(zhì)量相等，則原AlCl 3與 NaOH兩溶液的物質(zhì)的量濃度之比可能是()A.1 3B.2 3C.14D.2 7【答案】BD【解析】溶液中的 Al 元素可能有兩種存在形式：若AlCl 3過量，溶液中以Al 3+形式存在 ， c(AlCl 3) c(NaOH)=(1+1) 3=2 3 ； 若 NaOH過 量 ， 溶 液 中 以 Al O-2 形 式 存 在 ，c(AlCl 3) c(NaOH

29、)=(1+1) (4+3)=2 7?！绢}組訓(xùn)練 3】1.下列化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作正確的是()12A. 將一塊帶有氧化膜的鋁片浸入到濃燒堿溶液中，當(dāng)恰好全部反應(yīng)時(shí)，將生成的溶液加熱蒸干，可以得到純凈的 NaAlO2B. 向 NaAlO2溶液中加入適量的 AlCl 3溶液，將所得沉淀過濾、洗滌、加熱灼燒，得到純凈的化合物 Al(OH) 3C. 將鋁塊放入過量鹽酸中，待反應(yīng)結(jié)束加熱溶液至無液體，其剩余固體為AlCl 3D. 向 AlCl 3溶液中加入足量氨水，將所得沉淀過濾、洗滌、充分灼燒，不能得到純凈的Al 2O3【答案】A【解析】B項(xiàng)，在灼燒條件下Al(OH) 3分解為 Al 2O3和 H2O，得到的是

30、Al 2O3； C項(xiàng)， AlCl 3水解：AlCl 3+3H2OAl(OH) 3+3HCl，HCl揮發(fā)，蒸干得到Al(OH) 3 ；D項(xiàng)可以得到純凈的Al 2O3。2. 下列離子方程式不正確的是()A. 鋁片堿洗時(shí)常有氣泡產(chǎn)生：2Al+2OH- +2H2O2Al O2-+3H2-2Al O2 +H2OB. Al 2O3溶于氨水： Al 2O3+2OH3+-Al O2 +2H2OC. AlCl 3溶液中加入過量 NaOH溶液： Al +4OH3+3NHHOAl(OH) +3NH 4D. 實(shí)驗(yàn)室用鋁鹽制 Al(OH) ： Al323【答案】B【解析】Al O是兩性氧化物，能溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿，但不溶于

31、氨水，且氨水在離子方程式中應(yīng)23寫成分子形式。3. 以冶鋁的廢棄物鋁灰為原料制取超細(xì) - 氧化鋁，既降低環(huán)境污染又可提高鋁資源的利用率。已知鋁灰的主要成分為 Al 2O3( 含少量雜質(zhì) SiO2、 FeO、Fe2O3) ，其制備實(shí)驗(yàn)流程如下：(1)圖中“沉鐵”的化學(xué)方程式為。(2)圖中“過濾”后濾液中金屬陽(yáng)離子除了含有Al 3+，還含有( 填離子符號(hào)) 。(3)加 30%的 H2O2溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。13(4) 煅燒硫酸鋁銨晶體，發(fā)生的主要反應(yīng)為4NH4Al(SO 4) 212H2O2Al 2O3+2NH3+N2+5SO3+3SO2+53H2O，將產(chǎn)生的氣體通過如下圖所示的裝置。集氣

32、瓶中收集到的氣體是(填化學(xué)式 ) 。足量飽和 NaHSO3溶液吸收的物質(zhì)除大部分H2O(g) 外還有(填化學(xué)式 )。-KMnO溶液褪色 (MnO42+。還原為 Mn ) ，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為4【答案】(1) 2K 4Fe(CN) +Fe(SO )32KFeFe(CN) 6 +3K2SO6244(2) Fe2+、 Fe3+2+3+(3) 2Fe +H2O2+2H2Fe +2H2O(4) N2 SO3、 NH3-2-+2MnO4 +5SO2+2H2O2+2Mn +5SO4+4H【解析】(1) 由 K4Fe(CN) 6 生成 KFeFe(CN) 6 沉淀。 (2)鐵的氧化物和氧化鋁溶于酸，二氧化

33、硅不溶于酸形成濾渣。(3) 溶液中的亞鐵離子不易除去，用H O把其氧化為鐵離子再沉淀22除去。 (4)通過飽和亞硫酸氫鈉溶液除去氨氣、三氧化硫，通過高錳酸鉀溶液除去二氧化硫，故收集到的氣體為氮?dú)猓籏MnO溶液與二氧化硫反應(yīng)，二氧化硫被氧化為硫酸根離子。4用鋁土礦冶煉金屬鋁的流程鋁是地殼中含量最多的金屬元素，在自然界中主要以化合態(tài)形式存在于氧化鋁中。鋁土礦的主要成分是Al 2O3，此外還含有少量SiO2、 Fe2O3等雜質(zhì)，冶煉金屬鋁很重要的一個(gè)過程是Al 2O3的提純。對(duì)于以提純某一物質(zhì)為實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡牧鞒填}，其實(shí)就是考查混合物的除雜、分離、提純的有關(guān)知識(shí)。解這一類題時(shí)，一般的思路是認(rèn)真地在流程中

34、找出得到的主要物質(zhì)是什么，混有的雜質(zhì)有哪些；認(rèn)真分析當(dāng)加入某一試劑后，能與什么物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成了什么產(chǎn)物，要用什么樣的方法才能將雜質(zhì)除去。只有這樣才能明白每一步所加試劑或操作的目的。由于Al 2O3是兩性氧化物，而雜質(zhì)SiO2 是酸性氧化物，F(xiàn)e2O3是堿性氧化物，因而可設(shè)計(jì)出兩種提純氧化鋁的方案。14方案一：堿溶法方案二：酸溶法【隨堂檢測(cè)】1.下列有關(guān)鋁及其化合物的敘述正確的是()A. 鋁粉與氧化鎂共熱可制取金屬鎂B. 足量鋁分別與含 1 mol HCl 、 1 mol NaOH 的溶液反應(yīng)，產(chǎn)生相同量的氫氣C. 工業(yè)上用電解熔融 Al 2O3的方法冶煉鋁D. 在濃硝酸中加入等體積的濃硫酸

35、后，立即加入鋁片，鋁片表面發(fā)生鈍化【答案】C【解析】A項(xiàng)，鋁熱反應(yīng)制取的一般是活潑性比鋁弱的金屬( 根據(jù)氧化還原反應(yīng)中還原劑的還原性一般大于還原產(chǎn)物) ，鎂比鋁活潑，故工業(yè)制取鎂一般采用電解熔融的氯化鎂；B項(xiàng)，產(chǎn)生的氫氣體積之比是 1 3； C項(xiàng)正確； D項(xiàng)，在濃硝酸中加入等體積的濃硫酸，相互稀釋，加入鋁片后不再鈍化。2. 將黃豆粒般大小的金屬鈉置于一鋁片上，在鋁片下用酒精燈加熱至鈉充分燃燒，移去酒精燈后，在鋁片上有淡黃色粉末生成，過一段時(shí)間后，鋁片上的黃色粉末變成帶有白色泡沫的潮濕液體。以下有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的敘述錯(cuò)誤的是()A. 上述實(shí)驗(yàn)過程中的化學(xué)變化都是氧化還原反應(yīng)15B. 上述實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的泡

36、沫里存在混合氣體C. 上述實(shí)驗(yàn)中存在反應(yīng)： 2NaOH+AlO32NaAlO2+H2OD. 上述實(shí)驗(yàn)中存在反應(yīng)： 2NaOH+2Al+2HO 2NaAlO2+3H2【答案】 A【 解 析 】整 個(gè) 實(shí) 驗(yàn) 中 的 反 應(yīng) 有 2Na+ONa2O2 、 2Na2O2+2H2O4NaOH+O2 、Al 2 O3 +2NaOH2NaAlO2+H2O、 2Al+2NaOH+2HO2NaAlO2+3H2。鋁片表面氧化膜Al 2O3與 NaOH的反應(yīng)是非氧化還原反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的氣體有氫氣和氧氣，B、 C、D項(xiàng)正確。3. (2015 上海嘉定二模 ) 某小組同學(xué)利用鋁和氧化鐵發(fā)生鋁熱反應(yīng)后得到的

37、固體進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。(1)鋁和氧化鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式是。(2)固體成分的初步確定。實(shí)驗(yàn)序操作及現(xiàn)象號(hào)取少量固體樣品，加入過量稀鹽酸，固體溶解，產(chǎn)生無色氣體( 經(jīng)檢驗(yàn)為 H) ，溶2液呈淺黃色向中所得溶液中加入少量KSCN溶液，溶液呈淺紅色，再加入H2O2溶液至過量，產(chǎn)生無色氣體( 經(jīng)檢驗(yàn)為 O2) ，溶液變?yōu)樯罴t色，且紅色很快褪去由上述實(shí)驗(yàn)可知：溶液中Fe元素的存在形式有。中產(chǎn)生 H2的原因是樣品中除含F(xiàn)e外，可能有未反應(yīng)的Al ，為檢驗(yàn)樣品中是否含Al 單質(zhì)，設(shè)計(jì)了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，依據(jù)的原理是(用離子方程式表示)。生成 O2的化學(xué)方程式是；進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)表明，上述固體樣品中Fe元素的存在形式有：Fe、

38、 Fe2O3、 Fe3O4 。(3) 該小組同學(xué)對(duì)中溶液紅色褪去的原因做進(jìn)一步探究。實(shí)驗(yàn)序操作及現(xiàn)象號(hào)將中剩余溶液均分為兩份，一份滴加NaOH溶液，產(chǎn)生紅褐色沉淀；另一份滴加BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，加入鹽酸，沉淀不溶解16取2 mL 0.1 mol L -1 FeCl 3 溶液，滴入KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色，通入一段時(shí)間O2，無明顯變化，再加入H2O2溶液，紅色很快褪去提示： KSCN中 S元素的化合價(jià)為 -2 價(jià)實(shí)驗(yàn)中白色沉淀的化學(xué)式是。結(jié)合實(shí)驗(yàn)和分析，實(shí)驗(yàn)中紅色褪去的原因是。查閱資料得知：Cl - 對(duì)溶液紅色褪去的反應(yīng)有催化作用，驗(yàn)證該說法應(yīng)補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)象是?！敬鸢浮?1) 2Al+Fe2O3Al