大二輪高考總復習化學第一部分專題10高頻題型02鋁及其重要化合物

高頻題型二鋁及其重要化合物1．理清知識主線Al→Al2O3←Al(OH)3→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(NaAlO2,AlCl3,Al2SO43,KAlSO42·12H2O))2．構(gòu)建知識網(wǎng)絡3．掃除知識盲點(1)鋁是活潑金屬，但鋁抗腐蝕性相當強，因為鋁表面生成一層致密的氧化物薄膜。由于Al2O3的熔點高于Al的熔點，故在酒精燈上加熱鋁箔直至熔化，發(fā)現(xiàn)熔化的鋁并不滴落。(2)鋁熱反應不僅僅是單質(zhì)鋁與Fe2O3反應，還包含制取其他難熔金屬的反應，由于鋁熱劑是混合物，故鋁熱反應不能用于工業(yè)上冶煉鐵。注意鋁熱反應是中學化學中唯一一類金屬單質(zhì)與金屬氧化物在高溫條件下的置換反應。(3)引發(fā)鋁熱反應的操作是高考實驗考查的熱點，具體操作是先鋪一層KClO3，然后插上鎂條，最后點燃鎂條。(4)并不是Al與所有金屬氧化物均能組成鋁熱劑，該金屬氧化物對應的金屬活潑性應比鋁弱。(5)Al2O3、Al(OH)3與NaOH溶液的反應常用于物質(zhì)的分離提純。Al(OH)3不溶于氨水，所以實驗室常用鋁鹽和氨水來制備Al(OH)3。(6)利用偏鋁酸鹽制備Al(OH)3，一般不用強酸，因為強酸的量控制不當會使制得的Al(OH)3溶解。若向偏鋁酸鹽溶液中通入CO2，生成的Al(OH)3不溶于碳酸，CO2過量時生成HCOeq\o\al(－,3)，不過量時生成COeq\o\al(2－,3)，書寫離子反應方程式時要特別注意。(7)Al(OH)3可用作抗酸藥；明礬常用于凈水。(8)泡沫滅火器所用試劑為Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液。1．(高考選項組合題)下列有關(guān)鋁及重要化合物的敘述正確的()A．(2015·江蘇卷，13A)制備Al(OH)3懸濁液：向1mol·L－1AlCl3溶液中加過量的6mol·L－1NaOH溶液B．(2015·山東理綜，12C)向Al2(SO4)3溶液中加入過量的NH3·H2O：Al3＋＋4NH3·H2O=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O＋4NHeq\o\al(＋,4)C．(2015·全國卷Ⅰ，10C)用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細打磨過的鋁箔在酒精燈上加熱，熔化后的液態(tài)鋁滴落下來，金屬鋁的熔點較低D．(2015·山東理綜，10A)將AlCl3加入Ba(HCO3)2溶液中同時有氣體和沉淀產(chǎn)生解析：A項，Al(OH)3是兩性氫氧化物，可以和過量氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉，故不能制備氫氧化鋁懸濁液，錯誤；B項，Al(OH)3只能溶于強堿，不能溶于氨水；C項，鋁在空氣中加熱生成氧化鋁的熔點較高，所以內(nèi)部熔化的鋁不會滴落；D項，Al3＋與HCOeq\o\al(－,3)發(fā)生雙水解反應，生成Al(OH)3沉淀和CO2氣體。答案：D2．(2016·海南卷，14)KAl(SO4)2·12H2O(明礬)是一種復鹽，在造紙等方面應用廣泛。實驗室中，采用廢易拉罐(主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質(zhì))制備明礬的過程如下圖所示?；卮鹣铝袉栴}：eq\x(易拉罐)eq\o(→,\s\up7(試劑①),\s\do5(微熱，過濾))eq\x(濾液A)eq\o(→,\s\up7(NH4HCO3))eq\x(沉淀B)eq\o(→,\s\up7(稀H2SO4),\s\do5(K2SO4))eq\x(產(chǎn)物)(1)為盡量少引入雜質(zhì)，試劑①應選用________(填標號)。a．HCl溶液 b．H2SO4溶液c．氨水 d．NaOH溶液(2)易拉罐溶解過程中主要反應的化學方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)沉淀B的化學式為________________________________________________________________________；將少量明礬溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)已知：KW＝1.0×10－14，Al(OH)3AlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2OK＝2.0×10－13。Al(OH)3溶于NaOH溶液反應的平衡常數(shù)等于________。解析：(1)易拉罐的主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質(zhì)，試劑①的作用是將Al溶解，HCl溶液和H2SO4溶液可溶解Al及Fe、Mg雜質(zhì)，會引入Fe2＋、Mg2＋，氨水不溶解Al，NaOH溶液可溶解Al，但不溶解Fe、Mg雜質(zhì)，故d項符合。(2)選用NaOH溶液溶解易拉罐，主要發(fā)生反應2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑。(3)濾液A中鋁元素以AlOeq\o\al(－,2)形式存在，與溶液中HCOeq\o\al(－,3)發(fā)生復分解反應：AlOeq\o\al(－,2)＋HCOeq\o\al(－,3)＋H2O=Al(OH)3↓＋COeq\o\al(2－,3)，故沉淀B為Al(OH)3，明礬溶于水時，KAl(SO4)2=K＋＋Al3＋＋2SOeq\o\al(2－,4)，Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，使溶液呈弱酸性。(4)Al(OH)3溶于NaOH溶液發(fā)生反應：Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2OK1，可分兩步進行：Al(OH)3AlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2OKH＋＋OH－=H2Oeq\f(1,Kw)則K1＝eq\f(K,Kw)＝eq\f(2.0×10－13,1.0×10－14)＝20。答案：(1)d(2)2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑(3)Al(OH)3Al3＋水解，使溶液中H＋濃度增大(4)20在高考中，選擇題主要考查鋁及其化合物的性質(zhì)、用途及相關(guān)圖像和計算，Ⅱ卷中主要考查工業(yè)生產(chǎn)為背景的工藝流程及鋁及其化合物的實驗探究。題目難度一般，另外要特點關(guān)注：①氧化鋁、氫氧化鋁的兩性；②圖像題的分析技巧。鋁及其常見化合物之間的轉(zhuǎn)化1．用含少量鎂粉的鋁粉制取純凈的氫氧化鋁，下列操作步驟中最恰當?shù)慕M合是()①加鹽酸溶解②加燒堿溶液溶解③過濾④通入過量CO2生成Al(OH)3沉淀⑤加入鹽酸生成Al(OH)3沉淀⑥加入過量燒堿溶液A．①⑥⑤③ B．②③④③C．②③⑤③ D．①③⑤③解析：若先用鹽酸溶解，Mg、Al均溶解，制取Al(OH)3的步驟較多；若從NaAlO2制備Al(OH)3，加鹽酸不容易控制量的多少。故B項操作步驟為最佳順序。答案：B2．下列除去雜質(zhì)的方法不正確的是()A．鎂粉中混有少量鋁粉：加入過量燒堿溶液充分反應，過濾、洗滌、干燥B．用過量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋C．用新制的生石灰，通過加熱蒸餾，以除去乙醇中的少量水D．Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量燒堿溶液，充分反應，過濾，向濾液中通入過量CO2后過濾解析：B項中Fe3＋(Al3＋)eq\o(→,\s\up7(氨水))Fe(OH)3和Al(OH)3達不到除雜目的，可用Fe3＋(Al3＋)eq\o(→,\s\up7(過量NaOH))Fe(OH)3和AlOeq\o\al(－,2)eq\o(→,\s\up7(過濾))Fe(OH)3eq\o(→,\s\up7(H＋))Fe3＋。答案：BAl3＋、Al(OH)3、AlOeq\o\al(－,2)之間的“三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系有關(guān)鋁及其化合物反應的圖像分析3．如圖表示AlCl3溶液與NaOH溶液相互滴加過程中微粒的量的關(guān)系曲線，下列判斷錯誤的是()A．①線表示Al3＋的物質(zhì)的量的變化B．x表示AlCl3的物質(zhì)的量C．③線表示Al(OH)3的物質(zhì)的量的變化D．④線表示AlOeq\o\al(－,2)的物質(zhì)的量的變化解析：AlCl3溶液與NaOH溶液混合有兩種方式：向AlCl3溶液中緩慢滴加NaOH溶液，開始有沉淀生成后沉淀溶解，且生成沉淀與沉淀溶解消耗的NaOH的物質(zhì)的量之比為3∶1，顯然符合題意，則x表示NaOH的物質(zhì)的量，B項錯誤；另一種方式是向NaOH溶液中緩慢滴加AlCl3溶液，開始沒有沉淀，后有沉淀生成，與本題圖示情況不符。答案：B4．某溶液中可能含有H＋、NHeq\o\al(＋,4)、Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、NOeq\o\al(－,3)中的幾種。①若加入鋅粒，產(chǎn)生無色無味的氣體；②若加入NaOH溶液，產(chǎn)生白色沉淀，且產(chǎn)生的沉淀量與加入NaOH的物質(zhì)的量之間的關(guān)系如圖所示。則下列說法正確的是()A．溶液中的陽離子只有H＋、Mg2＋、Al3＋B．溶液中n(NHeq\o\al(＋,4))＝0.2molC．溶液中一定不含COeq\o\al(2－,3)，可能含有SOeq\o\al(2－,4)和NOeq\o\al(－,3)D．n(H＋)∶n(Al3＋)∶n(Mg2＋)＝1∶1∶1解析：由①知溶液中一定含有H＋，一定沒有COeq\o\al(2－,3)、NOeq\o\al(－,3)，由②及圖像知溶液中一定含有Mg2＋、Al3＋和NHeq\o\al(＋,4)，且n(NHeq\o\al(＋,4))＝0.7mol－0.5mol＝0.2mol，n(H＋)＝0.1mol，n(Al3＋)＝0.8mol－0.7mol＝0.1mol，沉淀Al3＋、Mg2＋共消耗0.4molOH－，其中沉淀Al3＋消耗0.3molOH－，沉淀Mg2＋消耗0.1molOH－，根據(jù)Mg2＋～2OH－，可得n(Mg2＋)＝0.05mol，故只有選項B正確。答案：B(1)分析圖像或作圖時不僅要注意加入的酸或堿的強弱，還要注意所加入的量和滴加的順序，因為滴加的順序不同可能產(chǎn)生的現(xiàn)象不同。(2)若產(chǎn)生的沉淀有多種，則應仔細分析相關(guān)量間的關(guān)系，要特別關(guān)注沉淀是否同步生成，沉淀物是否溶于所加入的過量試劑中，同時要注意橫縱坐標的意義。鋁及其化合物的綜合探究5．某校化學興趣小組用如圖所示過程除去AlCl3中含有的Mg2＋、K＋雜質(zhì)并盡可能減少AlCl3的損失。請回答下列問題：(1)寫出向混合物中加入足量氫氧化鈉溶液時，溶液中發(fā)生反應的離子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)氫氧化鈉溶液能否用氨水代替，為什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)溶液a中存在的離子有________________________________________________________________________；在溶液a中加入鹽酸時需控制鹽酸的量，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。為此，改進方法是______________________________________________________________________________________________________________________________