2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講義-第3章第7講　鎂、鋁及其重要化合物-

第7講鎂、鋁及其重要化合物考點(diǎn)一鋁、鎂的性質(zhì)及應(yīng)用1．鋁的結(jié)構(gòu)和存在鋁位于元素周期表第三周期ⅢA族，原子結(jié)構(gòu)示意圖為。鋁是地殼中含量最多的金屬元素。自然界中的鋁全部以化合態(tài)的形式存在。2．金屬鋁的物理性質(zhì)銀白色有金屬光澤的固體，有良好的延展性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等，密度較小，質(zhì)地柔軟。3．金屬鋁的化學(xué)性質(zhì)寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：①______________________________________________。②______________________________________________。③______________________________________________。④______________________________________________。答案①4Al＋3O2eq\o(=,\s\up7(△))2Al2O3②2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋Al2O3③2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑④2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑4．鋁的用途純鋁用作導(dǎo)線，鋁合金用于制造汽車、飛機(jī)、生活用品等。5．對(duì)比記憶鎂的化學(xué)性質(zhì)鋁鎂與非金屬反應(yīng)能被Cl2、O2氧化2Mg＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2MgO3Mg＋N2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))Mg3N2與水反應(yīng)反應(yīng)很困難能與沸水反應(yīng)Mg＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Mg(OH)2＋H2↑與堿反應(yīng)能溶于強(qiáng)堿溶液不反應(yīng)與某些氧化物反應(yīng)能與Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金屬氧化物發(fā)生鋁熱反應(yīng)能在CO2中燃燒：2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2MgO＋C單質(zhì)的性質(zhì)、用途和制法(1)鋁在自然界中有游離態(tài)和化合態(tài)兩種形式()(2)MgO與Al粉的混合物也可稱為鋁熱劑()(3)Mg粉與濃NH4Cl溶液反應(yīng)放出H2和NH3()(4)冶煉鋁時(shí)常用焦炭作還原劑()(5)1molAl與足量的硫酸或足量的氫氧化鈉溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同()(6)鋁與少量NaOH溶液反應(yīng)得到鋁鹽，與足量NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鹽()(7)相同質(zhì)量的鎂條分別在足量的CO2和O2中完全燃燒，所得固體的質(zhì)量相同()(8)工業(yè)上制造鎂粉時(shí)，可將鎂蒸氣在N2中冷卻()答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)√(6)×(7)×(8)×依據(jù)Mg、Al單質(zhì)的性質(zhì)，思考回答下列問題：(1)鋁的化學(xué)性質(zhì)活潑，為什么日常生活中廣泛使用的鋁制品通常具有較強(qiáng)的抗腐蝕性能？(2)鋁與酸、堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么？氧化劑是什么？(3)鎂在空氣中充分燃燒，所得固體產(chǎn)物可能有________(用化學(xué)式表示)。(4)工業(yè)冶煉金屬鋁的化學(xué)方程式是__________________________________________________________________________，反應(yīng)中每生成1mol鋁，轉(zhuǎn)移電子________mol。(5)將Al和Na的單質(zhì)同時(shí)加入到一定量的水中，充分反應(yīng)后，發(fā)現(xiàn)既無沉淀生成又無殘留金屬存在，請(qǐng)用兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式表示其變化：①_________________________________________________，②_________________________________________________。答案(1)鋁在常溫下迅速被氧氣氧化，形成一層致密的氧化膜，保護(hù)鋁不再被氧化，因而鋁制品通常具有較強(qiáng)的抗腐蝕性能。(2)鋁與酸、堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)都是eq\o(Al,\s\up6(0))eq\o(→,\s\up7(失3e－))Al3＋，2H＋eq\o(→,\s\up7(得2e－))H2，只不過堿中的H＋來源于水的電離。氧化劑分別為酸和水。(3)MgO、Mg3N2、C(4)2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up9(電解),\s\do3(冰晶石))4Al＋3O2↑3(5)①2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑②2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑1．將等物質(zhì)的量的鎂和鋁混合，取等質(zhì)量該混合物四份，分別加到足量的下列溶液中，充分反應(yīng)后，放出氫氣最多的是()A．3mol·L－1HClB．4mol·L－1HNO3C．8mol·L－1NaOHD．18mol·L－1H2SO4答案A解析在鎂、鋁混合物中加入HNO3和濃H2SO4都不產(chǎn)生H2；加入NaOH溶液，只有Al與之反應(yīng)生成H2，而鎂不反應(yīng)；加入鹽酸，鎂、鋁都與鹽酸反應(yīng)生成H2，所以放出H2的量最多。2．鋁是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)階段的唯一一種既能與酸(非氧化性酸)反應(yīng)又能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)放出H2的金屬，就鋁的這一特殊性質(zhì)回答下列問題：(1)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________。(2)足量的兩份鋁分別投入到等體積、等物質(zhì)的量濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液中，產(chǎn)生H2的體積之比是_______________。(3)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________。(4)甲、乙兩燒杯中各盛有100mL3mol·L－1的鹽酸和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________(填字母)。A．5.4gB．3.6gC．2.7gD．1.8g答案(1)1∶1(2)1∶3(3)3∶1(4)A解析(1)根據(jù)化學(xué)方程式：2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，得Al與H2的關(guān)系式均為2Al～3H2，故只要參加反應(yīng)的Al的量相等，所得H2的量必相等。(2)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：6HCl～3H2、2NaOH～3H2，故當(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。(3)因?yàn)殇X足量且產(chǎn)生H2的量相等，根據(jù)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)＝3∶1。(4)其反應(yīng)原理分別為2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑?？梢姰?dāng)參加反應(yīng)的HCl和NaOH的物質(zhì)的量一樣多時(shí)，產(chǎn)生H2的體積比是1∶3，而題設(shè)條件體積比為1∶2，說明此題投入的鋁粉對(duì)鹽酸來說是過量的，而對(duì)于NaOH來說是不足的。2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑6mol3mol3mol·L－1×0.1L0.15mol則Al與NaOH反應(yīng)生成的H2為0.15mol×2＝0.3mol。2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑2×27g3mol5.4g0.3mol即投入的鋁粉為5.4g。鋁與酸或堿反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑(1)等質(zhì)量的鋁與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液分別反應(yīng)：①產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量相等。②消耗H＋、OH－的物質(zhì)的量之比為n(H＋)∶n(OH－)＝3∶1。(2)足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的HCl和NaOH反應(yīng)：①消耗Al的物質(zhì)的量之比為1∶3。②生成H2的物質(zhì)的量之比為1∶3。(3)一定量的鋁分別與一定量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)：若產(chǎn)生氫氣的體積比為eq\f(1,3)＜eq\f(VHClH2,VNaOHH2)＜1，則必定①鋁與鹽酸反應(yīng)時(shí)，鋁過量而HCl不足。②鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時(shí)，鋁不足而NaOH過量?？键c(diǎn)二鋁的重要化合物1．氧化鋁(1)物理性質(zhì)：白色固體，難溶于水，熔點(diǎn)很高。(2)化學(xué)性質(zhì)2．氫氧化鋁(1)物理性質(zhì)：白色膠狀不溶于水的固體，有較強(qiáng)的吸附性。(2)化學(xué)性質(zhì)(用化學(xué)方程式表示)Al(OH)3的電離方程式為寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：①Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O。②Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。③2Al(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O。(3)制備①向鋁鹽中加入氨水，離子方程式為Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)。②NaAlO2溶液中通入足量CO2，離子方程式為AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)。③NaAlO2溶液與AlCl3溶液混合：3AlOeq\o\al(－,2)＋Al3＋＋6H2O=4Al(OH)3↓。3．常見的鋁鹽(1)硫酸鋁鉀是由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成的復(fù)鹽。(2)明礬的化學(xué)式為KAl(SO4)2·12H2O，它是無色晶體，可溶于水，水溶液pH＜(填“＜”“>”或“＝”)7。明礬可以凈水，其凈水的原理是Al3＋＋3H2O?Al(OH)3(膠體)＋3H＋，Al(OH)3膠體吸附水中雜質(zhì)形成沉淀而凈水。(3)明礬溶液與Ba(OH)2溶液反應(yīng)的離子方程式：①Al3＋恰好完全沉淀2Al3＋＋3SOeq\o\al(2－,4)＋3Ba2＋＋6OH－=2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓。②SOeq\o\al(2－,4)恰好完全沉淀Al3＋＋2SOeq\o\al(2－,4)＋2Ba2＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2BaSO4↓＋2H2O。鎂、鋁重要化合物的性質(zhì)及應(yīng)用(1)MgO、Al2O3的熔點(diǎn)很高，可制作耐高溫材料(√)(2)AlCl3與過量NaOH溶液反應(yīng)生成NaAlO2，但與過量氨水反應(yīng)卻生成Al(OH)3(√)(3)中國古代利用明礬溶液的酸性清除銅鏡表面的銅銹(√)解析明礬溶液中的Al3＋水解呈酸性，能溶解銅銹[Cu2(OH)2CO3]。(4)氫氧化鋁、NaHCO3、Na2CO3均可作胃酸的中和劑(×)解析Na2CO3不能用作胃酸的中和劑。(5)明礬水解時(shí)能生成具有吸附性的Al(OH)3膠粒，可用于凈水和消毒(×)解析Al(OH)3只能用于凈水，不具有殺菌、消毒的功能。(6)下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化在給定條件下能夠?qū)崿F(xiàn)：Al2O3eq\o(→,\s\up7(NaOHaq))NaAlO2(aq)eq\o(→,\s\up7(CO2))Al(OH)3(√)(7)AlOeq\o\al(－,2)、COeq\o\al(2－,3)在溶液中不能大量共存(×)解析AlOeq\o\al(－,2)、COeq\o\al(2－,3)在溶液中水解均呈堿性，能大量共存。(8)MgCl2、AlCl3溶液分別加熱蒸發(fā)、灼燒，最終所得固體產(chǎn)物分別是MgO和Al2O3(√)題組一Al3＋、AlOeq\o\al(－,2)反應(yīng)判斷1．(離子大量共存)常溫下，下列各組離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．1.0mol·L－1的NaAlO2溶液中：Cl－、HCOeq\o\al(－,3)、K＋、Ca2＋C．在強(qiáng)堿性環(huán)境中：AlOeq\o\al(－,2)、SiOeq\o\al(2－,3)、Na＋、K＋D．0.1mol·L－1明礬溶液中：NHeq\o\al(＋,4)、AlOeq\o\al(－,2)、HCOeq\o\al(－,3)、Na＋答案C解析A項(xiàng)，Al3＋易水解，在中性溶液中水解生成Al(OH)3沉淀；B項(xiàng)，HCOeq\o\al(－,3)＋AlOeq\o\al(－,2)＋H2O=Al(OH)3↓＋COeq\o\al(2－,3)；D項(xiàng)，Al3＋與AlOeq\o\al(－,2)、HCOeq\o\al(－,3)因發(fā)生雙水解反應(yīng)不能大量共存。2．(離子方程式的書寫)下列反應(yīng)中的離子方程式書寫正確的是()A．向氯化鋁溶液中滴加過量氨水：4NH3·H2O＋Al3＋=AlOeq\o\al(－,2)＋4NHeq\o\al(＋,4)＋2H2OB．NH4Al(SO4)2溶液中滴加少量NaOH溶液：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－=NH3·H2OC．向明礬溶液中加入過量的Ba(OH)2溶液：Al3＋＋2SOeq\o\al(2－,4)＋2Ba2＋＋4OH－=2BaSO4↓＋AlOeq\o\al(－,2)＋2H2OD．向NaAlO2溶液中通入足量CO2：2AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋3H2O=2Al(OH)3↓＋COeq\o\al(2－,3)答案C解析A項(xiàng)，氨水不能溶解Al(OH)3；B項(xiàng)，NHeq\o\al(＋,4)、Al3＋同時(shí)存在時(shí)，Al3＋與OH－先反應(yīng)；D項(xiàng)，通足量CO2時(shí)，應(yīng)生成HCOeq\o\al(－,3)。1．離子共存問題(1)Al3＋水解呈酸性，與OH－、AlOeq\o\al(－,2)、COeq\o\al(2－,3)(HCOeq\o\al(－,3))、S2－等不能大量共存。(2)AlOeq\o\al(－,2)水解呈堿性，與H＋、HCOeq\o\al(－,3)、Al3＋、Fe3＋等不能大量共存。2．含Al3＋的溶液與堿反應(yīng)的先后順序當(dāng)溶液中有多種離子時(shí)，要考慮離子之間的反應(yīng)順序，如向含有H＋、NHeq\o\al(＋,4)、Mg2＋、Al3＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，NaOH先與H＋反應(yīng)，再與Mg2＋、Al3＋反應(yīng)生成沉淀，再與NHeq\o\al(＋,4)反應(yīng)，最后才溶解Al(OH)3沉淀。題組二制備Al(OH)3的最佳途徑3．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(dāng)?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答案B解析若先用鹽酸溶解，Mg、Al均溶解，制取Al(OH)3的步驟較多；從NaAlO2制備Al(OH)3，加鹽酸不容易控制量的多少。故B項(xiàng)操作步驟為最佳順序。4．若甲、乙、丙三位同學(xué)用規(guī)定的藥品制備Al(OH)3。規(guī)定必用的藥品如下：350g70%H2SO4溶液，NaOH固體240g，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→W1gAl(OH)3乙：鋁→加H2SO4溶液→加NaOH溶液→W2gAl(OH)3丙：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(鋁→加H2SO4溶液,鋁→加NaOH溶液))→W3gAl(OH)3試回答：(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，W1、W2、W3其質(zhì)量由大到小的順序是____________________。(3)制得Al(OH)3的最大質(zhì)量是________。答案(1)丙(2)W3>W1>W2(3)520g方法一：可溶性鋁鹽溶液與過量氨水反應(yīng)反應(yīng)原理：Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)方法二：向可溶性偏鋁酸鹽溶液中通入過量CO2反應(yīng)原理：AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O＋CO2=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)方法三：相互促進(jìn)水解法考點(diǎn)三用數(shù)形結(jié)合思想理解“鋁三角”1．Al3＋、Al(OH)3、AlOeq\o\al(－,2)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系寫出實(shí)現(xiàn)上述各步轉(zhuǎn)化的離子方程式。答案(1)①Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)②Al3＋＋3AlOeq\o\al(－,2)＋6H2O=4Al(OH)3↓③Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓(2)Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O(3)Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O(4)AlOeq\o\al(－,2)＋4H＋=Al3＋＋2H2O(5)①AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)②AlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓(6)Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O2．與Al(OH)3沉淀生成有關(guān)的圖像分析(1)可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應(yīng)的圖像(從上述轉(zhuǎn)化關(guān)系中選擇符合圖像變化的離子方程式，下同)操作可溶性鋁鹽溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量NaOH溶液中逐滴加入可溶性鋁鹽溶液至過量現(xiàn)象立即產(chǎn)生白色沉淀→漸多→最多→漸少→消失無沉淀(有但即溶)→出現(xiàn)沉淀→漸多→最多→沉淀不消失圖像方程式序號(hào)AB：(1)③BD：(6)AB：(3)BC：(1)②(2)偏鋁酸鹽溶液與鹽酸反應(yīng)的圖像操作偏鋁酸鹽溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量稀鹽酸中逐滴加入偏鋁酸鹽溶液至過量現(xiàn)象立即產(chǎn)生白色沉淀→漸多→最多→漸少→消失無沉淀→出現(xiàn)沉淀→漸多→最多→沉淀不消失圖像方程式序號(hào)AB：(5)②BC：(2)AB：(4)BC：(1)②1．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))。①NaOH、AlCl3②NaHCO3、H2SO4③NaAlO2、NaHSO4④Na2CO3、HCl⑤Na2CO3、NaHCO3、Ca(OH)2答案①③④解析都使用互滴法，兩次操作應(yīng)產(chǎn)生不同的現(xiàn)象。①向含Al3＋的溶液中滴加NaOH溶液：先生成白色沉淀，后沉淀又逐漸溶解；向NaOH溶液中滴加含Al3＋的溶液：開始無沉淀產(chǎn)生，后產(chǎn)生白色沉淀，且沉淀不溶解。兩次現(xiàn)象不同，可以鑒別。②不論是NaHCO3溶液滴入H2SO4溶液中還是H2SO4溶液滴入NaHCO3溶液中都會(huì)立即產(chǎn)生氣泡，現(xiàn)象相同，無法鑒別。③NaHSO4=Na＋＋H＋＋SOeq\o\al(2－,4)，溶液顯強(qiáng)酸性。向NaAlO2溶液中滴加NaHSO4：開始出現(xiàn)白色沉淀，后沉淀逐漸溶解；向NaHSO4溶液中滴加NaAlO2溶液：開始無現(xiàn)象，后出現(xiàn)白色沉淀?，F(xiàn)象不同，可以鑒別。④向Na2CO3溶液中滴加鹽酸：開始無現(xiàn)象，后產(chǎn)生氣泡；向鹽酸中滴加Na2CO3溶液：立即產(chǎn)生氣泡?，F(xiàn)象不同，可以鑒別。⑤無論是NaHCO3溶液還是Na2CO3溶液，加入到Ca(OH)2溶液中都會(huì)產(chǎn)生白色沉淀，無法鑒別。2．[H＋、Al3＋、Al(OH)3、NHeq\o\al(＋,4)競(jìng)爭OH－能力順序]向HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl溶液中(假設(shè)各1mol)，逐滴加入NaOH溶液，沉淀的物質(zhì)的量隨NaOH溶液體積變化的圖像如下。(假設(shè)Mg2＋、Al3＋結(jié)合OH－能力相同)分析圖像的變化情況，回答下列問題：(1)H＋、Al3＋、Al(OH)3、NHeq\o\al(＋,4)四種微粒與OH－反應(yīng)的先后順序依次為____________________。(2)依次寫出各階段的離子方程式：①OA：_____________________________________。②AB：_____________________________________。③BC：_____________________________________。④CD：_____________________________________。答案(1)H＋、Al3＋、NHeq\o\al(＋,4)、Al(OH)3(2)①H＋＋OH－=H2O②Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓③NHeq\o\al(＋,4)＋OH－=NH3·H2O④Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O3．[OH－、COeq\o\al(2－,3)、AlOeq\o\al(－,2)、Al(OH)3競(jìng)爭H＋的順序]向NaOH、Na2CO3、NaAlO2溶液中(假設(shè)各1mol)，逐滴加入HCl溶液，產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量隨HCl溶液體積變化的圖像如下：分析圖像的變化情況，回答下列問題：(1)OH－、COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、AlOeq\o\al(－,2)、Al(OH)3這五種微粒與H＋反應(yīng)的先后順序依次為__________________________________。(2)依次寫出各階段的離子方程式：①OA：____________________________________________。②AB：____________________________________________。③BC：____________________________________________。④CD：____________________________________________。答案(1)OH－、AlOeq\o\al(－,2)、COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、Al(OH)3(2)①OH－＋H＋=H2O②AlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓③COeq\o\al(2－,3)＋H＋=HCOeq\o\al(－,3)，HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=CO2↑＋H2O④Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O與鋁離子有關(guān)的離子反應(yīng)的一般規(guī)律(1)當(dāng)溶液中有多種離子時(shí)，要考慮離子之間的反應(yīng)順序，如向含有H＋、NHeq\o\al(＋,4)、Mg2＋、Al3＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，OH－先與H＋反應(yīng)，再與Mg2＋、Al3＋反應(yīng)生成沉淀，再與NHeq\o\al(＋,4)反應(yīng)，最后才溶解Al(OH)3沉淀。(2)AlOeq\o\al(－,2)與HCOeq\o\al(－,3)的反應(yīng)不屬于水解相互促進(jìn)的反應(yīng)，而是HCOeq\o\al(－,3)電離出的H＋與AlOeq\o\al(－,2)發(fā)生的反應(yīng)：AlOeq\o\al(－,2)＋HCOeq\o\al(－,3)＋H2O=Al(OH)3↓＋COeq\o\al(2－,3)。題組一涉及Al(OH)3沉淀的圖像原理分析1．[Al3＋、AlOeq\o\al(－,2)形成Al(OH)3圖像的綜合分析]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(cuò)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)的量的變化答案B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(xiàng)錯(cuò)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。2．(2017·重慶第一中學(xué)高三檢測(cè))室溫下，在0.2mol·L－1Al2(SO4)3溶液中，逐滴加入1.0mol·L－1NaOH溶液，實(shí)驗(yàn)測(cè)得溶液pH隨NaOH溶液體積變化曲線如下圖，下列有關(guān)說法正確的是()A．a(chǎn)點(diǎn)時(shí)，溶液呈酸性的原因是Al3＋水解，離子方程式為Al3＋＋3OH－Al(OH)3B．a(chǎn)～b段，溶液pH增大，Al3＋濃度不變C．b～c段，加入的OH－主要用于生成Al(OH)3沉淀D．d點(diǎn)時(shí)，Al(OH)3沉淀開始溶解答案C解析A項(xiàng)，Al2(SO4)3為強(qiáng)酸弱堿鹽，Al3＋水解使溶液顯酸性，離子方程式應(yīng)為Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，a～b段，加入NaOH消耗H＋，使Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋反應(yīng)正向進(jìn)行，Al3＋的濃度減小，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，b～c段，pH變化不明顯，說明OH－主要用于生成Al(OH)3沉淀，正確；D項(xiàng)，c～d過程中，pH變化較大，當(dāng)pH＞10，以后有比較平的階段，說明發(fā)生了反應(yīng)：Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O，所以d點(diǎn)以后Al(OH)3溶解完全，之后pH再變大較快，錯(cuò)誤。3．某混合溶液中可能含有HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl、Na2CO3、KCl中的一種或幾種物質(zhì)，往該溶液中逐滴加入NaOH溶液，產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量(n)與加入的NaOH溶液體積(V)的關(guān)系如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)溶液中一定含有的溶質(zhì)是________________(填化學(xué)式，下同)，一定不含有的溶質(zhì)是________。(2)溶液中可能含有的溶質(zhì)是________(填名稱)，判斷該物質(zhì)是否存在的實(shí)驗(yàn)方法是________________________________，現(xiàn)象是__________________________________________。(3)分別寫出AB段、BC段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：①AB段為__________________________________；②BC段為______________________________。答案(1)HCl、AlCl3、NH4ClMgCl2、Na2CO3(2)氯化鉀焰色反應(yīng)透過藍(lán)色鈷玻璃觀察火焰顏色是否為紫色(3)①Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓②NHeq\o\al(＋,4)＋OH－=NH3·H2O解析首先分析圖像中的拐點(diǎn)、斜線及水平線所表示的化學(xué)意義。OA段是NaOH溶液中和HCl；加入過量NaOH溶液，沉淀全部溶解，說明無MgCl2，所以沉淀只有Al(OH)3；BC段是NaOH溶液與NH4Cl反應(yīng)，故原溶液中一定含有HCl、AlCl3和NH4Cl，一定無MgCl2；又因?yàn)镠Cl與Na2CO3不能大量共存，所以一定無Na2CO3，可能含有KCl，可用焰色反應(yīng)進(jìn)行確定。題組二涉及Al(OH)3圖像的計(jì)算4．(2018·寶雞質(zhì)檢)向30mL1mol·L－1的AlCl3溶液中逐漸加入濃度為4mol·L－1的NaOH溶液，若產(chǎn)生0.78g白色沉淀，則加入的NaOH溶液的體積可能為()A．3mL B．7.5mLC．15mL D．17.5mL答案B解析解法一：把該題的信息轉(zhuǎn)化為圖像，用圖像法求解，如圖所示：當(dāng)生成沉淀0.01mol時(shí)需NaOH0.03mol或0.11mol，顯然B項(xiàng)符合題意。解法二：已知n(AlCl3)＝0.03mol，n[Al(OH)3]＝0.01mol，由沉淀的物質(zhì)的量小于氯化鋁的物質(zhì)的量可推知此題可能有兩個(gè)答案：一是氫氧化鈉不足，二是氫氧化鈉比生成沉淀量最大時(shí)稍過量。當(dāng)堿的量不足時(shí)，則V(NaOH)＝eq\f(0.01×3,4)L＝0.0075L＝7.5mL；當(dāng)堿稍過量時(shí)，則V(NaOH)＝eq\f(0.03×4－0.01,4)L＝0.0275L＝27.5mL。5．現(xiàn)有AlCl3和MgSO4混合溶液，向其中不斷加入NaOH溶液，得到沉淀的量與加入NaOH溶液的體積如下圖所示。原溶液中Cl－與SOeq\o\al(2－,4)的物質(zhì)的量之比為()A．1∶3 B．2∶3C．6∶1 D．3∶1答案C解析OA上升的直線表示生成Al(OH)3和Mg(OH)2沉淀，AB下降的直線表示Al(OH)3沉淀溶解，B點(diǎn)表示Al(OH)3完全溶解。AB段完全溶解Al(OH)3消耗NaOH溶液0.1L，則Al3＋生成Al(OH)3消耗NaOH溶液0.3L，沉淀Mg2＋消耗NaOH溶液0.1L，因而n(AlCl3)∶n(MgSO4)＝2∶1，所以n(Cl－)∶n(SOeq\o\al(2－,4))＝6∶1。6．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答案B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(xiàng)B正確。可溶性鋁鹽與強(qiáng)堿反應(yīng)的計(jì)算規(guī)律(1)求產(chǎn)物Al(OH)3的量①當(dāng)n(OH－)≤3n(Al3＋)時(shí)，n[Al(OH)3]＝eq\f(1,3)n(OH－)；②當(dāng)3n(Al3＋)＜n(OH－)＜4n(Al3＋)時(shí)，n[Al(OH)3]＝4n(Al3＋)－n(OH－)；③當(dāng)n(OH－)≥4n(Al3＋)時(shí)，n[Al(OH)3]＝0，無沉淀。(2)求反應(yīng)物堿的量①若堿不足(Al3＋未完全沉淀)：n(OH－)＝3n[Al(OH)3]；②若堿使生成的Al(OH)3部分溶解：n(OH－)＝4n(Al3＋)－n[Al(OH)3]。1．(高考選項(xiàng)組合題)下列說法正確的是()A．向硫酸鋁溶液中滴加碳酸鈉溶液的離子方程式：2Al3＋＋3COeq\o\al(2－,3)=Al2(CO3)3↓B．泡沫滅火器滅火是利用了Al2(SO4)3和小蘇打的反應(yīng)C．鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng)，反應(yīng)后固體物質(zhì)增重D．氯化鋁溶液滴入濃NaOH溶液中，產(chǎn)生大量白色沉淀2．(高考選項(xiàng)組合題)下列有關(guān)鋁及其重要化合物的敘述正確的是()A．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．向Al2(SO4)3溶液中加入過量的NH3·H2O：Al3＋＋4NH3·H2O=[Al(OH)4]－＋4NHeq\o\al(＋,4)C．用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細(xì)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(diǎn)較低D．將AlCl3加入Ba(HCO3)2溶液中同時(shí)有氣體和沉淀產(chǎn)生答案D解析A項(xiàng)，Al(OH)3是兩性氫氧化物，可以和過量氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，故不能制備氫氧化鋁懸濁液，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，Al(OH)3只能溶于強(qiáng)堿，不能溶于氨水，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，鋁在空氣中加熱生成氧化鋁的熔點(diǎn)較高，所以內(nèi)部熔化的鋁不會(huì)滴落，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，Al3＋與HCOeq\o\al(－,3)發(fā)生雙水解反應(yīng)，生成Al(OH)3沉淀和CO2氣體，正確。3．KAl(SO4)2·12H2O(明礬)是一種復(fù)鹽，在造紙等方面應(yīng)用廣泛。實(shí)驗(yàn)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。回答下列問題：eq\x(易拉罐)eq\o(→,\s\up9(試劑①),\s\do3(微熱，過濾))eq\x(濾液A)eq\o(→,\s\up7(NH4HCO3))eq\x(沉淀B)eq\o(→,\s\up9(稀H2SO4),\s\do3(K2SO4))eq\x(產(chǎn)物)(1)為盡量少引入雜質(zhì)，試劑①應(yīng)選用________(填標(biāo)號(hào))。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(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________________。(3)沉淀B的化學(xué)式為______________；將少量明礬溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是_