江蘇省2020版高考化學新增分大一輪復習 專題3 常見的金屬及其化合物 第9講 從鋁土礦到鋁合金講義（含解析）蘇教版.docx

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第9講　從鋁土礦到鋁合金 考綱要求　了解鋁及其重要化合物的主要性質(zhì)和重要應用。 考點一　鋁的性質(zhì)及應用 1．鋁的結(jié)構(gòu)和存在 鋁位于元素周期表第3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、導電性和導熱性等，密度較小，質(zhì)地柔軟。 3．金屬鋁的化學性質(zhì) 寫出圖中有關(guān)反應的化學方程式或離子方程式： ①________________________________________________________________________。 ②________________________________________________________________________。 ③________________________________________________________________________。 ④________________________________________________________________________。 答案　①4Al＋3O22Al2O3 ②2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 ③2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ ④2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ 4．鋁的用途 純鋁用作導線，鋁合金用于制造汽車、飛機、生活用品等。 (1)鋁在自然界中有游離態(tài)和化合態(tài)兩種形式(　　) (2)冶煉鋁時常用焦炭作還原劑(　　) (3)鋁與少量NaOH溶液反應得到鋁鹽，與足量NaOH溶液反應生成偏鋁酸鹽(　　) 答案　(1)　(2)　(3) 依據(jù)Al單質(zhì)的性質(zhì)，思考回答下列問題： (1)鋁的化學性質(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的抗腐蝕性能？ (2)Al既能溶于強酸，又能溶于強堿，有人說“Al既有金屬性，又有非金屬性”，你認為這種說法是否恰當？為什么？ (3)鋁與氫氧化鈉溶液反應時，反應機理是怎樣的？請用雙線橋法標出該反應電子轉(zhuǎn)移的方向與數(shù)目。 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，保護鋁不再被氧化，因而鋁制品通常具有較強的抗腐蝕性能。 (2)不恰當。金屬性是指元素原子的失電子能力，非金屬性是指元素原子的得電子能力。鋁無論是溶于強酸，還是強堿溶液，都是Al失去3e－，化合價升高(為＋3價)，均作還原劑，因而鋁具有較強的金屬性。 (3)鋁先與強堿溶液中的水反應生成H2和Al(OH)3，Al(OH)3可溶于NaOH生成NaAlO2和H2O，反應中Al為還原劑，水為氧化劑。 題組一　鋁單質(zhì)的性質(zhì)及應用 1．下列關(guān)于鋁單質(zhì)的敘述中，正確的是(　　) A．不能用鋁制的器皿來盛放酸梅湯或堿水是因為鋁會和酸或堿反應 B．鋁制品在空氣中有很強的抗腐蝕性是因為鋁的化學性質(zhì)很穩(wěn)定 C．鋁和NaOH溶液反應：Al＋2OH－===AlO＋2H2↑ D．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)鋁會滴落下來，是因為金屬鋁的熔點較低 答案　A 解析　A項，無論是鋁還是其氧化物都能與酸或堿反應，正確；B項，鋁表面形成致密的氧化膜，錯誤；C項，電荷、電子均不守恒，正確的離子方程式為2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑，錯誤；D項，打磨后的鋁箔在酒精燈上灼燒表面生成Al2O3，高熔點的Al2O3兜住了熔融的液態(tài)鋁，不會滴落，錯誤。 2．下列說法錯誤的是(　　) A．鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應后固體物質(zhì)增重 B．鋁箔在Cl2中燃燒可制備無水AlCl3 C．工業(yè)上電解熔融狀態(tài)的Al2O3制備Al D．鋁制容器可盛裝濃H2SO4 答案　A 解析　鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應：2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，反應前后固體物質(zhì)的質(zhì)量不變。 題組二　鋁與酸、堿反應的定量分析 3．Mg、Al組成的混合物與足量鹽酸反應，產(chǎn)生標準狀況下的氫氣4.48L，下列推斷中不正確的是(　　) A．參加反應的Mg、Al共0.2mol B．參加反應的HCl為0.4mol C．Mg、Al在反應中共提供0.4mol電子 D．若與足量的稀硫酸反應能產(chǎn)生0.2molH2 答案　A 解析　反應的實質(zhì)為Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，n(H2)＝＝0.2 mol，則參加反應的n(HCl)＝n(H＋)＝0.4 mol。因為鹽酸過量，故產(chǎn)生H2的量取決于金屬的量，所以若換成過量的稀H2SO4，同樣產(chǎn)生0.2 mol H2。依據(jù)得失電子守恒，由2H＋→H2得電子總數(shù)為0.4 mol。0.2 mol Mg在反應中提供0.4 mol電子，0.2 mol Al在反應中提供0.6 mol電子，0.2 mol Mg、Al混合物提供的電子應大于0.4 mol而小于0.6 mol，A項不正確。 4．鋁是中學化學學習階段的唯一一種既能與酸(非氧化性酸)反應又能與強堿溶液反應放出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，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100mL3molL－1的鹽酸和NaOH溶液，向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉，反應結(jié)束后，測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，故只要參加反應的Al的量相等，所得H2的量必相等。 (2)因為在反應中Al過量，產(chǎn)生的H2由HCl和NaOH的量決定。根據(jù)化學反應中的關(guān)系式：6HCl～3H2、2NaOH～3H2，故當HCl、NaOH物質(zhì)的量相等時，二者產(chǎn)生H2的體積比為1∶3。 (3)因為鋁足量且產(chǎn)生H2的量相等，根據(jù)關(guān)系式n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，又因為兩溶液體積相等，故物質(zhì)的量濃度c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。 (4)其反應原理分別為2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。可見當參加反應的HCl和NaOH的物質(zhì)的量一樣多時，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鹽酸來說是過量的，而對于NaOH來說是不足的。 2Al＋6HCl===　2AlCl3　＋　3H2↑ 6mol3mol 3molL－10.1L0.15mol 則Al與NaOH反應生成的H2為0.15mol2＝0.3mol。 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 227g　　　　　　　　　　　　3mol 5．4g　　　　　　　　　　　　0.3mol 即投入的鋁粉為5.4g。 鋁與酸或堿反應生成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： 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： 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： 若產(chǎn)生氫氣的體積比為＜＜1，則必定 ①鋁與鹽酸反應時，鋁過量而HCl不足。 ②鋁與氫氧化鈉溶液反應時，鋁不足而NaOH過量。 考點二　鋁熱反應 1．本質(zhì) 利用鋁的還原性，將難熔金屬從其氧化物中置換出來： 2mAl＋3MnOmmAl2O3＋3nM。 2．反應特點 在高溫下進行，反應迅速，放出大量的熱。新生成的金屬單質(zhì)呈液態(tài)且易與Al2O3分離。 3．裝置 4．現(xiàn)象 (1)鎂帶劇烈燃燒，放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的白光，氧化鐵與鋁粉在較高溫度下發(fā)生劇烈的反應。 (2)紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中。 5．應用 (1)在生產(chǎn)上，可用于焊接鋼軌等。 (2)在冶金工業(yè)上用于冶煉難熔金屬。 6．鋁熱劑 (1)在鋁熱反應中，反應混合物(鋁粉、金屬氧化物)稱為鋁熱劑。 (2)能與Al組成鋁熱劑的金屬氧化物常見的有Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、MnO2、V2O5等。 鋁熱反應的本質(zhì)是利用鋁的還原性，將難熔金屬從其氧化物中置換出來，關(guān)于鋁熱反應思考下列問題： (1)是否所有的金屬氧化物都能和鋁發(fā)生鋁熱反應？ 答案　否，判斷鋁熱反應能否發(fā)生，應看金屬的活動性。例如MgO和Al不能發(fā)生鋁熱反應。 (2)在鋁熱反應中，鎂條、KClO3的作用是_______________________________________。 答案　引燃、助燃作用 (3)做鋁熱反應時，應注意哪些事項？ 答案?、僖ＷC紙漏斗重疊時四周均為四層，且內(nèi)層紙漏斗一定要用水潤濕，以防止高溫物質(zhì)從四周濺出，同時損壞紙漏斗。 ②蒸發(fā)皿中的細沙要適量，既要防止蒸發(fā)皿炸裂，又要防止熔融的液體濺出傷人。 ③實驗裝置不要距人群太近，應遠離易燃物。 1．鋁熱反應的本質(zhì)是利用鋁的還原性，將難熔金屬從其氧化物中置換出來，關(guān)于鋁熱反應解答下列問題： (1)用鋁粉和Fe2O3做鋁熱反應實驗，需要的試劑還有________。 A．KClB．KClO3C．MnO2D．Mg (2)用等物質(zhì)的量的MgO和Fe2O3組成的混合物在一定條件下與Al粉進行鋁熱反應。 ①引發(fā)鋁熱反應的操作是____________________________________________________。 ②產(chǎn)物中單質(zhì)是________(寫名稱)。 (3)取少量(1)中鋁熱反應所得的固體混合物，將其溶于足量稀H2SO4，滴加KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，________(填“能”或“不能”)說明固體混合物中無Fe2O3，理由是 ________________________________________________________________________ ___________________________________________________________(用離子方程式說明)。 答案　(1)BD　(2)①加少量KClO3，插上鎂條并將其點燃?、阼F　(3)不能　Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ 解析　(1)做鋁熱反應的實驗時，需要KClO3作助燃劑，且用鎂條引燃。(2)在混合物上加少量KClO3固體并插上Mg條，點燃Mg條后放出熱量，使KClO3固體分解放出O2，進一步加劇Mg的燃燒，可在短時間內(nèi)使混合物溫度迅速升高，引發(fā)反應。MgO不能與鋁發(fā)生鋁熱反應，所以產(chǎn)物中單質(zhì)為Fe。(3)反應后固體混合物中若有Fe2O3，因發(fā)生反應：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，F(xiàn)e3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋，KSCN溶液不會變血紅色。 2．粉末狀試樣A是由等物質(zhì)的量的MgO和Fe2O3組成的混合物?，F(xiàn)進行如下實驗： ①取適量A進行鋁熱反應，產(chǎn)物中有單質(zhì)B生成； ②另取20gA全部溶于0.15L6.0molL－1鹽酸中，得溶液C； ③將①中得到的單質(zhì)B和溶液C反應，放出1.12L(標況)氣體，同時生成溶液D，還殘留有固體物質(zhì)B； ④用KSCN溶液檢驗時，溶液D不變血紅色。 請回答下列問題： (1)①中引發(fā)鋁熱反應的實驗操作是____________________________，產(chǎn)物中的單質(zhì)B是________。 (2)②中所發(fā)生的各反應的化學方程式是________________________________________。 (3)③中所發(fā)生的各反應的離子方程式是________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)若溶液D的體積仍視為0.15L，則該溶液中c(Mg2＋)為__________，c(Fe2＋)為__________。 答案　(1)加少量KClO3，插上鎂條并將其點燃　Fe (2)Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O、 MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O (3)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ (4)0.67molL－1　2.3molL－1 解析　(1)鋁熱反應是指單質(zhì)Al和某些金屬氧化物發(fā)生的反應，反應過程中放出大量熱，但該反應需要在較高的溫度才能引發(fā)。在混合物上加少量KClO3固體并插上Mg條，點燃Mg條后放出熱量，使KClO3固體分解放出O2，進一步加劇Mg的燃燒，可在短時間內(nèi)使混合物溫度迅速升高，引發(fā)反應。發(fā)生的反應為Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe，所以產(chǎn)物中單質(zhì)B為Fe。 (2)Fe2O3和MgO都是堿性氧化物，能和酸反應生成鹽和水：Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O、MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O。 (3)混合物中只有Fe2O3能和Al發(fā)生鋁熱反應，生成Fe單質(zhì)。C溶液中有反應生成的FeCl3，還有未反應的HCl。發(fā)生的離子反應為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。 (4)假設(shè)步驟②用去的20g固體中，MgO的物質(zhì)的量為x，則Fe2O3的物質(zhì)的量也為x，則40gmol－1x＋160gmol－1x＝20g，解得：x＝0.1mol。 根據(jù)MgO～MgCl2的關(guān)系，則溶液中MgCl2的濃度為 0．1mol0.15L≈0.67molL－1。 步驟④說明溶液中沒有Fe3＋，也就是溶質(zhì)為FeCl2和MgCl2。根據(jù)Cl－不變的關(guān)系，可知MgCl2和FeCl2的總的物質(zhì)的量等于＝0.45mol，所以，F(xiàn)eCl2的濃度為≈2.3molL－1。 考點三　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，熔點很高。 (2)化學性質(zhì) 2．氫氧化鋁 (1)物理性質(zhì)：白色膠狀不溶于水的固體，有較強的吸附性。 (2)化學性質(zhì) Al(OH)3的電離方程式為 寫出圖中有關(guān)反應的化學方程式或離子方程式： ①Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。 ②Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。 ③2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。 (3)制備 ①向鋁鹽中加入氨水，離子方程式為Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH。 ②NaAlO2溶液中通入足量CO2，離子方程式為AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。 ③NaAlO2溶液與AlCl3溶液混合：3AlO＋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鹽。 (2)明礬的化學式為KAl(SO4)212H2O，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膠體吸附水中的雜質(zhì)形成沉淀而凈水。 (1)Al2O3的熔點高，可作耐高溫材料，實驗室可用氧化鋁坩堝熔化NaOH、Na2CO3固體等(　　) (2)明礬可作凈水劑，起到殺菌消毒的作用(　　) (3)AlO、HCO在水溶液中因發(fā)生雙水解反應而不能大量共存(　　) (4)AlO與NH在水溶液中因發(fā)生雙水解反應不能大量共存(　　) 答案　(1)　(2)　(3)　(4)√ 1．按要求完成下列問題 明礬溶液與Ba(OH)2溶液反應： (1)Al3＋恰好完全沉淀 其離子方程式為____________________________________________________________， 反應后溶液的pH________(填“>”“＝”或“<”)7。 (2)SO恰好完全沉淀 其離子方程式為_____________________________________________________________， 反應后溶液的pH________(填“>”“＝”或“<”)7。 答案　(1)2Al3＋＋3SO＋3Ba2＋＋6OH－===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓　＝　(2)Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===AlO＋2BaSO4↓＋2H2O?。? 2．中學化學學習階段接觸到許多既能與酸反應又能與堿反應的物質(zhì)，除了Al及其重要化合物外，你還知道哪些？ 答案?、偃跛岬匿@鹽，如：NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；②弱酸的酸式鹽，如：NaHCO3、KHS、NaHSO3等；③氨基酸。 兩性物質(zhì)是指既能與酸反應又能與堿反應生成鹽和水的化合物，上述物質(zhì)中只有Al2O3、Al(OH)3、氨基酸是兩性物質(zhì)。 題組一　Al2O3和Al(OH)3的兩性 1．(2018閔行區(qū)二模)探究氫氧化鋁的兩性，最適宜的試劑是(　　) A．Al、NaOH溶液、稀鹽酸 B．Al2O3、氨水、稀鹽酸 C．Al2(SO4)3溶液、NaOH溶液、稀鹽酸 D．AlCl3溶液、氨水、稀鹽酸 答案　C 解析　可溶性的鋁鹽Al2(SO4)3溶液與少量NaOH溶液反應生成氫氧化鋁沉淀，繼續(xù)加過量的氫氧化鈉，氫氧化鋁沉淀會溶解，氫氧化鋁沉淀中加鹽酸也會溶解。 2．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．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 D．MgO中混有少量Al2O3：加入足量燒堿溶液，充分反應，過濾、洗滌、干燥得到MgO 答案　B 解析　Al(OH)3不溶于氨水，故向含少量Al3＋的Fe3＋溶液中加入過量氨水時，F(xiàn)e3＋、Al3＋均轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀，達不到除雜的目的。 含鋁雜質(zhì)的提純方法歸類 利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于強堿的特性，可除去許多物質(zhì)中的含鋁雜質(zhì)，如： (1)Mg(Al)：加足量NaOH溶液。 (2)Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液。 (3)Mg(OH)2[Al(OH)3]：加足量NaOH溶液。 (4)Mg2＋(Al3＋)：加過量NaOH溶液，過濾，再加酸充分溶解。 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?shù)慕M合是(　　) ①加鹽酸溶解?、诩訜龎A溶液溶解?、圻^濾?、芡ㄈ脒^量CO2生成Al(OH)3沉淀?、菁尤臌}酸生成Al(OH)3沉淀　⑥加入過量燒堿溶液 A．①⑥⑤③ B．②③④③ C．②③⑤③ D．①③⑤③ 答案　B 解析　若先加鹽酸，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項操作步驟為最佳順序。 4．若甲、乙、丙三位同學用規(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)計的方案制得Al(OH)3的質(zhì)量分別是W1、W2、W3。三種實驗方案如下： 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：→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，實驗方案最合理的是____________。 (2)三位學生制得的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 Al(OH)3的三種制備方法 方法一：可溶性鋁鹽溶液與過量氨水反應 反應原理：Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH 方法二：向可溶性偏鋁酸鹽溶液中通入過量CO2 反應原理：AlO＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO 方法三：相互促進水解法 考點四　用數(shù)形結(jié)合思想理解“鋁三角” 1．Al3＋、Al(OH)3、AlO之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系 寫出實現(xiàn)上述各步轉(zhuǎn)化的離子方程式。 答案　(1)①Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH ②Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓ ③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ (2)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O (3)Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O (4)AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O (5)①AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO ②AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓ (6)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O 2．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 AB：(1)③BD：(6) AB：(3)BC：(1)② (2)偏鋁酸鹽溶液與鹽酸反應的圖像 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 AB：(5)②BC：(2) AB：(4)BC：(1)② 1．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)。 ①NaOH、AlCl3?、贜aHCO3、H2SO4?、跱aAlO2、NaHSO4?、躈a2CO3、HCl?、軳a2CO3、NaHCO3、Ca(OH)2 答案?、佗邰? 解析　都使用互滴法，兩次操作應產(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溶液中都會立即產(chǎn)生氣泡，現(xiàn)象相同，無法鑒別。 ③NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO，溶液顯強酸性。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。現(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溶液中都會產(chǎn)生白色沉淀，無法鑒別。 2．[H＋、Al3＋、Al(OH)3、NH競爭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、NH四種微粒與OH－反應的先后順序依次為_______________。 (2)依次寫出各階段的離子方程式： ①OA：________________________________________________________________________。 ②AB：________________________________________________________________________。 ③BC：________________________________________________________________________。 ④CD：________________________________________________________________________。 答案　(1)H＋、Al3＋、NH、Al(OH)3 (2)①H＋＋OH－===H2O ②Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓， Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ ③NH＋OH－===NH3H2O ④Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O 3.[OH－、CO、AlO、Al(OH)3競爭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－、CO、HCO、AlO、Al(OH)3這五種微粒與H＋反應的先后順序依次為________________________________________________________________________。 (2)依次寫出各階段的離子方程式： ①OA：________________________________________________________________________。 ②AB：________________________________________________________________________。 ③BC：________________________________________________________________________。 ④CD：________________________________________________________________________。 答案　(1)OH－、AlO、CO、HCO、Al(OH)3 (2)①OH－＋H＋===H2O ②AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓ ③CO＋H＋===HCO，HCO＋H＋===CO2↑＋H2O ④Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O 題組一　涉及Al(OH)3沉淀的圖像原理分析 1．[Al3＋、AlO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AlO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，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。 2．(2018重慶高三檢測)室溫下，在0.2molL－1Al2(SO4)3溶液中，逐滴加入1.0molL－1NaOH溶液，實驗測得溶液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)點時，溶液呈酸性的原因是Al3＋水解，離子方程式為Al3＋＋3OH－Al(OH)3 B．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點時，Al(OH)3沉淀開始溶解 答案　C 解析　A項，Al2(SO4)3為強酸弱堿鹽，Al3＋水解使溶液顯酸性，離子方程式應為Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，錯誤；B項，a～b段，加入NaOH消耗H＋，使Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋反應正向進行，Al3＋的濃度減小，錯誤；C項，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，c～d過程中，pH變化較大，當pH＞10以后有比較平的階段，說明發(fā)生了反應：Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，所以d點以后Al(OH)3溶解完全，之后pH再變大較快，錯誤。 題組二　涉及Al(OH)3圖像的計算 3．(2018寶雞質(zhì)檢)向30mL1molL－1的AlCl3溶液中逐漸加入濃度為4molL－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．3mLB．7.5mLC．15mLD．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： 當生成沉淀0.01mol時需NaOH0.03mol或0.11mol，顯然B項符合題意。 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稍過量。 當堿的量不足時，則V(NaOH)＝L＝0.0075L＝7.5mL；當堿稍過量時，則V(NaOH)＝L＝0.0275L＝27.5mL。 4．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SO的物質(zhì)的量之比為(　　) A．1∶3B．2∶3C．6∶1D．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點表示Al(OH)3完全溶解。AB段完全溶解Al(OH)3消耗NaOH溶液0.1 L，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(SO)＝6∶1。 5．某溶液中可能含有H＋、NH、Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、CO、SO、NO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(NH)＝0.2mol C．溶液中一定不含CO，可能含有SO和NO 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CO、NO，由②及圖像知溶液中一定含有Mg2＋、Al3＋和NH，且n(NH)＝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。 可溶性鋁鹽與強堿反應的計算規(guī)律 (1)求產(chǎn)物Al(OH)3的量 ①當n(OH－)≤3n(Al3＋)時，n[Al(OH)3]＝n(OH－)； ②當3n(Al3＋)＜n(OH－)＜4n(Al3＋)時， n[Al(OH)3]＝4n(Al3＋)－n(OH－)； ③當n(OH－)≥4n(Al3＋)時，n[Al(OH)3]＝0，無沉淀。 (2)求反應物堿的量 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.正誤判斷，正確的打“√”，錯誤的打“” (1)KAl(SO4)212H2O溶于水可形成Al(OH)3膠體(√)(2018江蘇，6B) (2)Al2O3是兩性氧化物，所以可用作耐高溫材料()(2018江蘇，3C) (3)Al2O3熔點高，所以可用作耐高溫材料(√)(2016江蘇，3D) (4)甲(Al)、乙(HCl)、丙(NaOH)不滿足任意兩種物質(zhì)在一定條件下均能發(fā)生反應() (2014江蘇，8A) (5)在給定條件下，能實現(xiàn)Al2O3NaAlO2(aq)Al(OH)3(√)(2012江蘇，7①) 2.(2018江蘇，16)以高硫鋁土礦(主要成分為Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金屬硫酸鹽)為原料，生產(chǎn)氧化鋁并獲得Fe3O4的部分工藝流程如下： (1)焙燒過程均會產(chǎn)生SO2，用NaOH溶液吸收過量SO2的離子方程式為______________。 (2)添加1%CaO和不添加CaO的礦粉焙燒，其硫去除率隨溫度變化曲線如下圖所示。 已知：多數(shù)金屬硫酸鹽的分解溫度都高于600℃ 硫去除率＝(1－)100% ①不添加CaO的礦粉在低于500℃焙燒時，去除的硫元素主要來源于________。 ②700℃焙燒時，添加1%CaO的礦粉硫去除率比不添加CaO的礦粉硫去除率低，其主要原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)向“過濾”得到的濾液中通入過量CO2，鋁元素存在的形式由________(填化學式)轉(zhuǎn)化為________(填化學式)。 (4)“過濾”得到的濾渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，理論上完全反應消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)＝________。 答案　(1)SO2＋OH－===HSO (2)①FeS2　②硫元素轉(zhuǎn)化為CaSO4而留在礦粉中 (3)NaAlO2　Al(OH)3　(4)1∶16 解析　(2)①由已知多數(shù)金屬硫酸鹽的分解溫度都高于600℃，不添加CaO的礦粉在低于500℃焙燒時，去除的硫元素主要來源于雜質(zhì)FeS2。②700℃焙燒時，F(xiàn)eS2中的硫元素生成SO2，添加CaO后，SO2會與CaO、O2反應生成CaSO4而留在礦粉中。(3)用NaOH溶液堿浸后，Al2O3、SiO2溶解，轉(zhuǎn)化為NaAlO2和Na2SiO3，通入過量CO2后，NaAlO2與CO2反應轉(zhuǎn)化為Al(OH)3。(4)Fe2O3與FeS2在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，發(fā)生反應的化學方程式為16Fe2O3＋FeS211Fe3O4＋2SO2↑，可得關(guān)系式FeS2～16Fe2O3，則理論上完全反應消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)＝1∶16。 一、單項選擇題 1.(2019無錫月考)下列各組物質(zhì)能相互反應得到Al(OH)3的是(　　) A.鋁跟NaOH溶液 B.Al(NO3)3跟過量的NaOH溶液 C.Al2O3和熱水 D.Al2(SO4)3溶液跟過量的氨水 答案　D 解析　鋁與NaOH反應生成NaAlO2和H2，得不到Al(OH)3，故A錯誤；Al(NO3)3與過量的NaOH反應生成NaAlO2，得不到Al(OH)3，故B錯誤；Al2O3不溶于水，與熱水不反應，得不到Al(OH)3，故C錯誤；Al2(SO4)3與氨水反應生成Al(OH)3和(NH4)2SO4，故D正確。 2．(2018南通、徐州、揚州、泰州、淮安、宿遷六市高三第二次調(diào)研)下列通過制取硫酸鋁、氫氧化鋁，獲得氧化鋁的裝置和原理能達到實驗目的的是(　　) 答案　C 解析　常溫下濃硫酸能使鋁鈍化得不到硫酸鋁，選項A錯誤；過量氫氧化鈉與硫酸鋁反應生成偏鋁酸鈉而得不到氫氧化鋁，選項B錯誤；氫氧化鋁不溶于水，可通過過濾與水分離，且過濾操作正確，選項C正確；灼燒固體用坩堝，不用蒸發(fā)皿，選項D錯誤。 3.(2018徐州市高三考前模擬)實驗室將NH3通入AlCl3溶液中制備Al(OH)3，經(jīng)過濾、洗滌、灼燒得Al2O3，下列圖示裝置和原理均能達到實驗目的的是(　　) A.用裝置甲制取NH3 B.用裝置乙制備Al(OH)3 C.用裝置丙過濾并洗滌Al(OH)3 D.用裝置丁灼燒Al(OH)3得Al2O3 答案　A 4.下列實驗中，所加固體可以完全溶解的是(　　) A.在H2O2溶液中加入少量MnO2粉末 B.將一小塊鋁片投入足量NaOH溶液中 C.將少量氫氧化鋁加入足量的濃氨水中 D.常溫下將一小塊鐵片投入足量濃硝酸中 答案　B 解析　二氧化錳作催化劑，固體不會溶解，A項錯誤；Al與足量NaOH溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，固體Al可完全溶解，B項正確；氨水不能溶解氫氧化鋁，固體不會溶解，C項錯誤；常溫下，鐵遇濃硝酸發(fā)生鈍化，生成致密的氧化膜阻止反應的進一步發(fā)生，則固體不能完全溶解，D項錯誤。 5.在鋁制易拉罐中收集滿CO2，加入過量的NaOH溶液，立即封口并振蕩，可以發(fā)現(xiàn)易拉罐先咔咔作響，變癟，然后再次鼓起來，其過程中沒有涉及的化學反應是(　　) A.Al(OH)3分解 B.CO2＋OH－ C.Al＋OH－＋H2O D.Al2O3＋OH－ 答案　A 解析　NaOH溶液先與CO2反應，氣壓減小，易拉罐變癟，再與鋁表面的Al2O3反應，最后與Al反應，生成H2，易拉罐變鼓。綜上所述，應選A。 6.(2018濟南模擬)鎂鋁性質(zhì)相似，下表中對兩者的對比不正確的是(　　) 選項 反應 鋁 鎂 A 與非金屬反應 能被Cl2、O2氧化 能與N2、O2反應 B 與水反應 能與沸水反應 反應很困難 C 與堿反應 能溶于強堿溶液 不反應 D 與某些氧化物反應 能與Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金屬氧化物發(fā)生鋁熱反應 能在CO2中燃燒 答案　B 解析　鋁能被Cl2、O2氧化，能與某些金屬氧化物發(fā)生鋁熱反應，與水反應很不明顯，但與強堿溶液反應；Mg能在N2、O2、CO2中燃燒，能與沸水反應，但不能與強堿溶液反應。 二、不定項選擇題 7.通過觀察化學實驗現(xiàn)象，分析歸納出正確的結(jié)論，是學習化學科學最基本的技能之一。下列由實驗現(xiàn)象得出正確結(jié)論的是(　　) 選項 實驗現(xiàn)象 結(jié)論 A 把相同大小的一塊鋁和鎂分別投入相同濃度的NaOH溶液中：鋁溶解有氣泡放出，而鎂沒有任何變化 由此得出：鋁的金屬性比鎂強 B 取一塊鋁箔，用酒精燈點燃：鋁箔只熔化成液體而沒有脫落 由此得出：鋁不易燃燒 C 向氯化銨溶液中投入一鋁片：鋁片上產(chǎn)生大量氣泡 由此得出：該氣體是氨氣 D 向氯化鋁溶液中逐滴滴加NaOH溶液至過量：先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀逐漸溶解，最后沉淀完全消失 由此得出：氫氧化鋁能溶于強堿溶液 答案　D 解析　A項，比較金屬性的強弱是用金屬單質(zhì)與水或酸反應產(chǎn)生H2的快慢程度，錯誤；B項，由于生成了熔點很高的氧化鋁，起到隔絕空氣的作用，錯誤；C項，產(chǎn)生的氣體應為H2和NH3的混合氣體，錯誤。 8.鋁自然形成的氧化膜易脫落。以硫酸為電解液，分別以石墨和鋁材作陰、陽極材料，經(jīng)過電解處理形成氧化鋁膜，抗蝕能力強。其制備的簡要流程如圖所示。下列用來解釋流程中反應的方程式不正確的是(　　) A.堿洗目的是除去鋁材表面的自然氧化膜：2OH－＋Al2O3===2AlO＋H2O B.堿洗時鋁材表面會出現(xiàn)氣泡：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ C.獲得耐蝕鋁材的電極反應：4Al－12e－＋3O2===2Al2O3 D.用稀氨水洗去耐蝕鋁材表面的酸：NH3H2O＋H＋===NH＋H2O 答案　C 解析　A項，氧化鋁能夠溶于氫氧化鈉，離子方程式為2OH－＋Al2O3===2AlO＋H2O，正確；B項，鋁能夠與氫氧化鈉反應放出氫氣，離子方程式為2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑，正確；C項，電極反應為：2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋，錯誤；D項，氨水是弱電解質(zhì)，用化學式表示，離子方程式為NH3H2O＋H＋===NH＋H2O，正確。 9.向含Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入150mL1molL－1HCl溶液，測得溶液中的某幾種離子物質(zhì)的量的變化如圖所示，則下列說法中不正確的是(　　) A.a曲線表示的離子方程式為AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓ B.b和c曲線表示的離子反應不相同 C.M點時，溶液中沉淀的質(zhì)量為3.9g D.原混合溶液中的CO與AlO的物質(zhì)的量之比為1∶2 答案　BD 解析　Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中加入HCl溶液，先發(fā)生反應：AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓，a曲線表示AlO減少，AlO反應完畢后，發(fā)生反應：CO＋H＋===HCO，b曲線表示CO減少，c曲線表示HCO增加，CO反應完畢后，發(fā)生反應：HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，d曲線表示HCO減少，此階段Al(OH)3不參與反應，A項正確，B項錯誤；加入鹽酸50 mL時NaAlO2中鋁元素全部轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，加50 mL鹽酸之后CO反應，氫氧化鋁沉淀不溶解，則M點沉淀的質(zhì)量和加入鹽酸50 mL時沉淀的質(zhì)量相同，由NaAlO2＋HCl＋H2O===NaCl＋Al(OH)3↓知，n[Al(OH)3]＝n(NaAlO2)＝n(HCl)＝0.05 mol，m[Al(OH)3]＝0.05 mol78 gmol－1＝3.9 g，C項正確；AlO與CO消耗的鹽酸的體積都是50 mL，所以消耗的氯化氫的物質(zhì)的量相等，依據(jù)反應AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓、CO＋H＋===HCO可知CO與AlO的物質(zhì)的量之比為1∶1，但AlO與CO都發(fā)生水解，水解程度不同導致無法判斷原混合溶液中CO與AlO的物質(zhì)的量之比，D項錯誤。 10.工業(yè)上用某種氧化鋁礦石(含F(xiàn)e2O3雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如下： 對上述流程中的判斷正確的是(　　) A.試劑X可以為氨水，沉淀中含有鐵的化合物 B.CO2可以用H2SO4溶液或稀鹽酸代替 C.反應Ⅱ中的離子方程式為CO2＋AlO＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO D.工業(yè)上不能采用Fe還原Al2O3的方法制Al 答案　CD 解析　A項，試劑X應為強堿溶液，使Al2O3溶解；B項，若用強酸代替CO2，強酸過量時，Al(OH)3會溶解，不能生成Al(OH)3沉淀；D項，因Al比Fe活潑，不能用Fe置換Al。 三、非選擇題 11.(2019海安高級中學高三月考)粉煤灰是燃煤電廠的廢渣，主要成分為SiO2、Al2O3、Fe2O3和C等。實驗室模擬工業(yè)從粉煤灰提取活性Al2O3，其流程如下圖： 已知燒結(jié)過程的產(chǎn)物主要是：NaAlO2、Ca2SiO4、NaFeO2和Na2SiO3等。 (1)寫出燒結(jié)過程中鋁元素轉(zhuǎn)化的化學方程式______________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)操作a為冷卻、研磨，其中研磨的目的是_______________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)浸出過程中，NaFeO2可完全水解，水解反應的離子方程式為___________________。 (4)操作b的名稱是________________，所用的玻璃儀器有________________、________________和燒杯。 (5)“碳化”時生成沉淀，沉淀的化學式為_______________________________________。 (6)上述過程中循環(huán)使用的物質(zhì)是________。 答案　(1)Al2O3＋Na2CO32NaAlO2＋CO2↑ (2)提高燒結(jié)產(chǎn)物浸出率 (3)FeO＋2H2O===Fe(OH)3↓＋OH－ (4)過濾　漏斗　玻璃棒 (5)Al(OH)3　(6)CO2 解析　粉煤灰是燃煤電廠的廢渣，主要成分為SiO2、Al2O3、Fe2O3和C等，當加CaCO3、Na2CO3進行燒結(jié)，發(fā)生Al2O3＋Na2CO32NaAlO2＋CO2↑、Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑、2CaCO3＋SiO2Ca2SiO4＋2CO2↑、Fe2O3＋Na2CO32NaFeO2＋CO2↑、C＋O2CO2，所以氣體X為CO2，操作a為冷卻、研磨，加入碳酸鈉溶液浸出，AlO＋2H2OAl(OH)3＋OH－，碳酸鈉溶液呈堿性，抑制偏鋁酸根離子的水解，NaFeO2可完全水解，F(xiàn)eO＋2H2O===Fe(OH)3↓＋OH－，操作b過濾出Fe(OH)3、Ca2SiO4，加入氧化鈣脫硅，氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣，氫氧化鈣和硅酸根離子反應生成硅酸鈣沉淀，操作b過濾出硅酸鈣沉淀，濾液為NaAlO2，通入過量二氧化碳，碳酸酸性強于氫氧化鋁，所以發(fā)生：NaAlO2＋CO2＋2H2O===NaHCO3＋Al(OH)3↓，過濾出沉淀氫氧化鋁，加熱氫氧化鋁生成氧化鋁和水。 12．某鋁土礦中主要含有Al2O3、Al(OH)3、AlO(OH)，還含有Fe2O3等雜質(zhì)。利用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的流程如圖所示： 請回答下列問題： (1)粉碎后的鋁土礦堿浸時應在高溫下進行，其目的是____________。 (2)AlO(OH)與NaOH溶液反應的化學方程式為___________________________________。 (3)在稀釋、結(jié)晶過程中，稀釋的目的是________________________________________； 加Al(OH)3晶核的目的是促進Al(OH)3的析出。上述“稀釋、結(jié)晶”工藝，也可用通入足量的__________氣體的方法來代替。 (4)濃縮所得的NaOH溶液由于吸收了空氣中的CO2而含有雜質(zhì)，該