（通用版）2020版高考化學一輪復習 第三章 第二節(jié) 鎂、鋁及其化合物學案（含解析）.doc

鎂、鋁及其化合物第二節(jié)鎂、鋁及其化合物1.了解鋁、鎂及其重要化合物的制備方法。2.掌握鋁、鎂及其重要化合物的主要性質及其應用?？键c(一)鎂、鋁 【點多面廣精細研】1鋁的性質和用途(1)物理性質色、態(tài)密度質地導電、導熱、延展性存在銀白色，有金屬光澤的固體較小柔軟良好自然界中以化合態(tài)存在注意鋁是地殼中含量最高的金屬元素，僅次于硅元素。(2)化學性質寫出圖中標號反應的化學方程式或離子方程式：2Al2OH2H2O=2AlO3H2。2AlFe2O32FeAl2O3(鋁熱反應)。(3)制備及用途制備電解熔融Al2O3：2Al2O34Al3O2用途純鋁用作導線鋁合金制備汽車、飛機、生活用品等2.鎂的性質和用途(1)物理性質鎂：鎂是銀白色有金屬光澤的固體，密度較小，硬度較低。鎂合金：密度較小，硬度和強度都較大。(2)對比記憶鎂的化學性質鋁鎂與非金屬反應能被Cl2、O2氧化2MgO22MgO3MgN2Mg3N2與水反應反應很困難能與沸水反應：Mg2H2OMg(OH)2H2與堿反應能溶于強堿溶液不反應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：2MgCO22MgOC(3)用途鎂合金用于制造火箭、導彈和飛機的部件。鎂制造信號彈和焰火。小題練微點判斷下列說法的正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)。(1)(2017全國卷)2.4 g Mg與H2SO4完全反應，轉移的電子數(shù)為0.1NA()(2)(2016天津高考)用NaOH溶液除去鎂粉中的雜質鋁：2Al2OH2H2O=2AlO3H2()(3)(2015全國卷)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，說明鋁的熔點較低()(4)(2015全國卷)濃硝酸滴入用砂紙打磨過的鋁條中，產(chǎn)生紅棕色氣體()(5)(2014全國卷)鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應，反應后固體物質增重()(6)Mg粉與濃NH4Cl溶液反應放出H2和NH3()(7)冶煉鋁時常用焦炭作還原劑()(8)1 mol Al與足量的硫酸或足量的氫氧化鈉溶液反應轉移電子數(shù)相同()(9)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()(10)相同質量的鎂條分別在足量的CO2和O2中完全燃燒，所得固體的質量相同()(11)工業(yè)上制造鎂粉時，可將鎂蒸氣在N2中冷卻()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)鎂、鋁的性質1.鋁制品具有較強的抗腐蝕性，主要是因為()A鋁的化學性質穩(wěn)定B鋁在常溫時與氧氣不反應C鋁具有金屬性，也具有非金屬性D鋁與氧氣反應生成一層致密的氧化物薄膜解析：選D鋁是活潑金屬，化學性質活潑，故A錯誤；鋁被氧氣氧化生成氧化鋁，而不是不反應，故B錯誤；鋁具有金屬性，不具有非金屬性，故C錯誤；鋁被氧氣氧化生成氧化鋁，氧化鋁是致密的氧化物，能阻止鋁進一步被氧化，故D正確。2.如圖所示的裝置中，把X溶液逐滴滴下與Y物質反應，若X為濃硫酸，Y為第三周期金屬元素的單質，常溫下難與水反應。Z為品紅溶液，實驗中觀察到Z褪色。則Y為()ANaBMgCAl DMg或Al解析：選B實驗中品紅溶液褪色，說明反應中有SO2產(chǎn)生，因此該金屬是Mg，因為Al在常溫下遇濃硫酸鈍化，而Na是活潑的金屬，極易與水反應生成H2，B項正確。鋁與酸、堿反應的計算3.(2019石景山區(qū)模擬)根據(jù)如圖的轉化關系判斷，下列說法正確的是(反應條件已略去)()A生成等質量H2時，和反應消耗n(HCl)n(NaOH)B反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為23C反應和消耗等量的Al時，生成的n(Cu)n(Fe)32D反應的離子方程式為Al33OH=Al(OH)3解析：選C根據(jù)得失電子守恒，生成氫氣的物質的量相等則消耗鋁的物質的量相等，根據(jù)鋁原子守恒，設1 mol鋁參加反應，則生成偏鋁酸鈉1 mol需氫氧化鈉為1 mol，生成氯化鋁1 mol需HCl為3 mol，所以和反應消耗n(HCl)3n(NaOH)，故A錯誤；鋁與硫酸銅反應，鋁是還原劑，硫酸銅是氧化劑，根據(jù)得失電子守恒可知：硫酸銅與鋁的物質的量之比為32，故B錯誤；反應和消耗等量的Al時，Al失電子的物質的量相等，設 2 mol 的鋁參加反應，由得失電子守恒可知：生成銅的物質的量為3 mol，生成鐵的物質的量為2 mol，所以生成的 n(Cu)n(Fe)32，故C正確；一水合氨是弱電解質，書寫離子方程式用化學式，氯化鋁與氨水反應生成氫氧化鋁沉淀和氯化銨，正確的離子方程式為Al33NH3H2O=Al(OH)33NH，故D錯誤。4新型鎂鋁合金(Mg17Al12)有儲氫性能，它在一定條件下完全吸氫的反應為Mg17Al1217H2=17MgH212Al，得到的混合物Y(17MgH212Al)能與酸反應釋放出大量氫氣。下列說法正確的是()A該合金應在氮氣保護下，將一定比例的Mg、Al單質熔煉而成B該合金中含有離子鍵，鋁元素呈正價C1 mol Mg17Al12 完全吸氫后得到的Y與鹽酸完全反應放出的H2在標準狀況下的體積為1 164.8 LD合金的熔點高于金屬鎂、金屬鋁的熔點解析：選C鎂和氮氣反應，A錯誤；合金是金屬的混合物，不存在離子鍵，B錯誤；1 mol Mg17Al12吸氫的反應為Mg17Al1217H2=17MgH212Al，即吸收了17 mol的氫氣，1 mol Mg17Al12相當于17 mol鎂和12 mol鋁，和鹽酸反應生成的氫氣為mol35 mol，所以總共產(chǎn)生的氫氣為(3517)mol52 mol，其標準狀況下的體積為52 mol22.4 Lmol11 164.8 L，C正確；合金的熔點低于各成分金屬的熔點，D錯誤。5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，根據(jù)鋁的這一特殊性質回答下列問題：(1)等質量的兩份鋁分別與足量的HCl、NaOH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、等物質的量濃度的HCl、NaOH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的物質的量濃度之比是_。解析：(1)根據(jù)化學方程式：2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，Al與H2的關系式均為2Al3H2，故兩份等質量的Al都完全反應時，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)化學反應中的關系式：6HCl3H2、2NaOH3H2，故當HCl、NaOH物質的量相等時，二者產(chǎn)生H2的體積比為13。(3)因為鋁足量且產(chǎn)生H2相等，根據(jù)關系式n(HCl)n(NaOH)31，又因為兩溶液體積相等，故物質的量濃度 c(HCl)c(NaOH)n(HCl)n(NaOH)31。答案：(1)11(2)13(3)31鋁與酸、堿反應生成H2的量的關系鋁分別與鹽酸、NaOH溶液反應的化學方程式為2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。從化學方程式可以看出，Al與酸、堿反應時生成H2的實質是 ，所以不論是Al與酸還是與堿反應，Al與產(chǎn)生的H2的關系均是2Al3H2。(1)等量鋁分別與足量鹽酸和氫氧化鈉溶液反應，產(chǎn)生氫氣的體積比為。(2)足量的鋁分別與等物質的量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應，產(chǎn)生氫氣的體積比為。(3)一定量的鋁分別和一定量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應，當產(chǎn)生氫氣的體積比為，則必定是鋁與鹽酸反應時，鋁過量而鹽酸不足；鋁與氫氧化鈉溶液反應時，鋁不足而氫氧化鈉過量。 考點(二)鎂、鋁的重要化合物 【點多面廣精細研】1MgO和Al2O3氧化物MgOAl2O3物理性質白色固體，難溶，熔點高，密度小白色固體，難溶，熔點高化學性質類別堿性氧化物兩性氧化物與H2O反應MgOH2OMg(OH)2(反應緩慢)不反應與H反應MgO2H=Mg2H2OAl2O36H=2Al33H2O與OH反應不反應Al2O32OH=2AlOH2O重要用途制耐火、耐高溫器材制耐火、耐高溫器材；煉鋁和人造寶石的原料注意不能用氧化鋁坩堝熔融NaOH固體。2Mg(OH)2和Al(OH)3氫氧化物Mg(OH)2Al(OH)3物理性質白色固體，難溶白色固體，難溶；Al(OH)3膠體吸附能力強化學性質類別中強堿，懸濁液使酚酞變淺紅：Mg(OH)2Mg22OH典型兩性氫氧化物：HAlOH2O(酸式電離)Al(OH)3Al33OH(堿式電離)；不能與較弱的酸、堿反應，如H2CO3、NH3H2O與H反應Mg(OH)22H=Mg22H2OAl(OH)33H=Al33H2O與OH反應不反應Al(OH)3OH=AlO2H2O與鹽反應溶于NH4Cl濃溶液：Mg(OH)22NH4Cl=MgCl22NH3H2OAl(OH)3不溶于NH4Cl濃溶液熱穩(wěn)定性Mg(OH)2MgOH2O2Al(OH)3Al2O33H2O制法實驗室Mg22OH=Mg(OH)2Al33NH3H2O=Al(OH)33NH工業(yè)Mg22OH=Mg(OH)2等多種方法AlOCO2(足量)2H2O=Al(OH)3HCO用途阻燃劑鎂鹽的制造治療胃酸過多Al(OH)3膠體可用于凈水3.一種重要的復鹽明礬(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pH7(填“”“”或“”)。明礬可以凈水，其凈水的原理是Al33H2OAl(OH)3(膠體)3H，Al(OH)3膠體吸附水中雜質形成沉淀而凈水。(3)明礬溶液與Ba(OH)2溶液反應的離子方程式：Al3恰好完全沉淀2Al33SO3Ba26OH=2Al(OH)33BaSO4。SO恰好完全沉淀Al32SO2Ba24OH=AlO2BaSO42H2O。小題練微點判斷下列說法的正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)。(1)MgO、Al2O3的熔點很高，可制作耐高溫材料()(2)AlCl3與過量NaOH溶液反應生成NaAlO2，但與過量氨水反應卻生成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()(4)氫氧化鋁、NaHCO3、Na2CO3均可作胃酸的中和劑()(5)明礬水解時能生成具有吸附性的Al(OH)3膠粒，可用于凈水和消毒()(6)下列物質的轉化在給定條件下能夠實現(xiàn)：Al2O3NaAlO2(aq)Al(OH)3()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)學霸微提醒從平衡角度認識Al(OH)3 的兩性(1)Al(OH)3的電離：(2)Al(OH)3的堿性：加入強酸(如鹽酸)時，Al(OH)3電離出的OH與H反應，平衡向右移動，生成鋁鹽，體現(xiàn)Al(OH)3的堿性。(3)Al(OH)3的酸性：加入強堿(如NaOH溶液)時，Al(OH)3電離出的H與OH反應，平衡向左移動，生成偏鋁酸鹽，體現(xiàn)Al(OH)3的酸性。鋁的化合物的性質及用途1.判斷下列說法的正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)。(1)(2018全國卷)氫氧化鋁可用于中和過多胃酸()(2)(2018江蘇高考)KAl(SO4)212H2O溶于水可形成Al(OH)3膠體()(3)(2018江蘇高考)Al(s)NaAlO2(aq)Al(OH)3(s)()(4)(2016全國卷)泡沫滅火器滅火是利用了Al2(SO4)3和小蘇打的反應()(5)(2016江蘇高考)向Al2(SO4)3溶液中加入過量氨水的離子方程式：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH()(6)(2015全國卷)氯化鋁溶液滴入濃NaOH溶液中，產(chǎn)生大量白色沉淀()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)2.向HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl溶液中(假設各1 mol)逐滴加入NaOH溶液，沉淀的物質的量隨NaOH溶液體積變化的圖像如圖所示。(假設Mg2、Al3結合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：OA： _。AB： _。BC： _。CD： _。答案：(1)H、Al3、NH、Al(OH)3(2)HOH=H2OAl33OH=Al(OH)3，Mg22OH=Mg(OH)2NHOH=NH3H2OAl(OH)3OH=AlO2H2O3.向NaOH、Na2CO3、NaAlO2溶液中(假設各1 mol)逐滴加入HCl溶液，產(chǎn)生沉淀的物質的量隨HCl溶液體積變化的圖像如圖所示。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：OA： _。AB： _。BC： _。CD： _。答案：(1)OH、AlO、CO、HCO、Al(OH)3(2)OHH=H2OAlOHH2O=Al(OH)3COH=HCO，HCOH=CO2H2OAl(OH)33H=Al33H2O方法規(guī)律鋁線規(guī)律Al(OH)3有兩性，既溶于強酸(H)生成鋁鹽(Al3)，又溶于強堿(OH)生成偏鋁酸鹽(AlO)，Al(OH)3、H、Al3、OH、AlO是鋁的化合物轉化關系中最常見的5種粒子，將這5種粒子按pH由小到大列出線型關系：HAl3Al(OH)3AlOOH我們將這條線型排列稱為“鋁線”。這條“鋁線”上相鄰粒子不反應，不相鄰粒子間可以反應。相隔的粒子反應生成處于兩個反應粒子中間的粒子(產(chǎn)物水被略去)。相隔越遠的粒子越容易發(fā)生反應。我們將上述規(guī)律稱為“鋁線規(guī)律”，“鋁線規(guī)律”有著重要的應用。(1)用于判斷粒子間能否大量共存應用“鋁線規(guī)律”，可直接判斷粒子能否大量共存。例如，H和Al3、OH和AlO能大量共存；而Al3和OH、H和AlO不能大量共存。(2)用于判斷粒子間反應的生成物應用“鋁線規(guī)律”，可直接判斷相隔的粒子反應后的生成物。例如，H和Al(OH)3能反應生成Al3，Al3和AlO能反應生成Al(OH)3，OH和Al(OH)3能反應生成AlO等。若處于兩個粒子中間的粒子不是一個，而是有兩個時，該規(guī)律仍能成立。例如，H與AlO能反應，生成Al3或Al(OH)3或含Al3和Al(OH)3的混合物，Al3與OH能反應生成Al(OH)3或AlO或含Al(OH)3和AlO的混合物。(3)用于判斷粒子間反應的先后順序如向含Al(OH)3和AlO的混合物中加入H，與H先反應的是AlO，所以沉淀量先增大，后減少；向含Al3和Al(OH)3的混合物中加入OH，與OH先反應的是Al3，沉淀量依然先增大，后減少?；ち鞒讨械逆V、鋁及其化合物4.(2018江蘇高考節(jié)選)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的部分工藝流程如圖：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)轉化為_(填化學式)。解析：用NaOH溶液堿浸后，Al2O3、SiO2溶解，轉化為NaAlO2和Na2SiO3，通入過量CO2后，NaAlO2與CO2反應轉化為Al(OH)3。答案：NaAlO2Al(OH)35(2017江蘇高考)鋁是應用廣泛的金屬。以鋁土礦(重要成分為Al2O3，含SiO2和Fe2O3等雜質)為原料制備鋁的一種工藝流程如圖：注：SiO2在“堿溶”時轉化為鋁硅酸鈉沉淀。(1)“堿溶”時生成偏鋁酸鈉的離子方程式為_。(2)向“過濾”所得濾液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH_(填“增大”“不變”或“減小”)。(3)“電解”是電解熔融Al2O3，電解過程中作陽極的石墨易消耗，原因是_。(4)“電解”是電解Na2CO3溶液，原理如圖所示。陽極的電極反應式為_，陰極產(chǎn)生的物質A的化學式為_。(5)鋁粉在1 000 時可與N2反應制備AlN。在鋁粉中添加少量NH4Cl固體并充分混合，有利于AlN的制備，其主要原因是_。解析：(1)Al2O3為兩性氧化物，在NaOH溶液中會溶解生成NaAlO2。(2)加入的NaHCO3與過量的NaOH反應，導致溶液的pH減小。(3)電解Al2O3時陽極上生成O2，O2會氧化石墨。(4)陽極上OH失去電子生成O2，由H2O電離出的H可以與CO反應生成HCO。陰極上H2O放電生成H2。答案：(1)Al2O32OH=2AlOH2O(2)減小(3)石墨電極被陽極上產(chǎn)生的O2氧化(4)4CO2H2O4e=4HCOO2H2(5)NH4Cl分解產(chǎn)生的HCl能夠破壞Al表面的Al2O3薄膜6(2014全國卷節(jié)選)(1)海水提鎂的一段工藝流程如圖：濃海水的主要成分如表：離子NaMg2ClSO濃度/(gL1)63.728.8144.646.4該工藝過程中，脫硫階段主要反應的離子方程式為_，產(chǎn)品2的化學式為_，1 L濃海水最多可得到產(chǎn)品2的質量為_g。(2)采用石墨陽極、不銹鋼陰極電解熔融的氯化鎂，發(fā)生反應的化學方程式為_；電解時，若有少量水存在會造成產(chǎn)品鎂的消耗，寫出有關反應的化學方程式：_。解析：(1)由題給海水的主要成分，脫硫就是除掉SO，發(fā)生反應：Ca2SO=CaSO4；由框圖信息知，產(chǎn)品2為Mg(OH)2；1 L濃海水中含有Mg2 28.8 g，物質的量為1.2 mol，則最多生成 Mg(OH)2 1.2 mol，質量為1.2 mol58 gmol169.6 g。(2)電解熔融氯化鎂生成氯氣和單質鎂，若有水存在，則高溫下鎂與水反應。答案：(1)Ca2SO=CaSO4Mg(OH)269.6(2)MgCl2MgCl2Mg2H2OMg(OH)2H2方法規(guī)律1從鋁土礦中提純Al2O3的方法鋁土礦的主要成分是Al2O3，含有的雜質是Fe2O3和SiO2，由于Al2O3具有兩性，而雜質SiO2是酸性氧化物，F(xiàn)e2O3是堿性氧化物，因而可設計出兩種提純Al2O3的方案。2從海水中提取鎂的方法(1)流程(2)主要化學反應制石灰乳：CaCO3CaOCO2、CaOH2O=Ca(OH)2。沉淀Mg2：Mg22OH=Mg(OH)2。制備MgCl2：Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O。電解MgCl2：MgCl2(熔融)MgCl2。1工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3xH2O、Fe2O3、SiO2等)提取純Al2O3作的原料，提取時操作過程如圖所示，圖中操作錯誤的是()ABCD謹記：冶煉Al的化學方程式為2Al2O34Al3O2。不能用AlCl3，因為AlCl3是共價化合物，熔融時AlCl3不導電；不能電解AlCl3溶液，那樣得不到Al。為了降低Al2O3的熔點，加入冰晶石。解析：選A由流程圖可知，反應得到的濾液為NaAlO2溶液，加入過量鹽酸后得到AlCl3而不是Al(OH)3沉淀，應通入過量CO2，操作錯誤；Al(OH)3在常溫干燥條件下并不發(fā)生分解，故操作需要加熱，錯誤。2.的工藝流程如圖所示，下列說法錯誤的是()A用此法提取鎂的優(yōu)點之一是原料來源豐富B步驟電解MgCl2時陰極產(chǎn)生氯氣C步驟可將晶體置于HCl氣體氛圍中脫水D上述工藝流程中涉及化合、分解和復分解反應海水提鎂注意 方面用石灰乳，不用澄清石灰水。從MgCl2溶液中提取MgCl26H2O的操作：加熱濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥。用MgCl26H2O制MgCl2時，需通入HCl氣體抑制MgCl2水解。冶煉Mg不能用MgO，因為MgO熔點比較高。也不能電解MgCl2溶液，那樣得不到Mg。解析：選B海水中含有大量的鎂元素，A項正確；電解MgCl2時，陽極產(chǎn)生Cl2，B項錯誤；加熱脫水過程中Mg2水解生成Mg(OH)2，為防止Mg2水解，應在HCl氣體氛圍中脫水，C項正確；、分別為化合反應、復分解反應、分解反應，D項正確。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，往該溶液中逐滴加入NaOH溶液，產(chǎn)生沉淀的物質的量(n)與加入的NaOH溶液體積(V)的關系如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)溶液中一定含有的溶質是_(填化學式，下同)，一定不含有的溶質是_。(2)溶液中可能含有的溶質是_(填名稱)，判斷該物質是否存在的實驗方法是_，現(xiàn)象是_。(3)分別寫出AB段、BC段發(fā)生反應的離子方程式：AB段為_；BC段為_。解析：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，故原溶液中一定含有HCl、AlCl3和NH4Cl，一定無MgCl2；又因為HCl與Na2CO3不能大量共存，所以一定無Na2CO3，可能含有KCl，可用焰色反應進行確定。答案：(1)HCl、AlCl3、NH4ClMgCl2、Na2CO3(2)氯化鉀焰色反應透過藍色鈷玻璃觀察火焰顏色是否為紫色(3)Al33OH=Al(OH)3NHOH=NH3H2O考點(三)用數(shù)形結合思想鞏固“鋁三角” 【多角探明無盲點】學習“鋁及其化合物”的相關知識時，接觸最多的是含鋁化合物的相互轉化，以及用圖像來描述它們的相互轉化關系。為防止出現(xiàn)理解不到位、分析不準確、知識運用不熟練，引入了“鋁三角”的概念?！颁X三角”是用來表示Al3、Al(OH)3、AlO在不同pH條件下，鋁元素的存在形式及其轉化關系，根據(jù)鋁三角可以進行離子共存的判斷、Al(OH)3的制備、物質的鑒別等。Al3、Al(OH)3、AlO之間的轉化關系及應用1“鋁三角”轉化關系寫出上述轉化的離子方程式：(1)Al3與Al(OH)3之間的轉化。Al33AlO6H2O=4Al(OH)3。Al33OH=Al(OH)3。Al(OH)33H=Al33H2O。(2)Al3與AlO之間的轉化Al34OH=AlO2H2O。AlO4H=Al32H2O。(3)AlO與Al(OH)3之間的轉化。AlOHH2O=Al(OH)3。Al(OH)3OH=AlO2H2O。2含鋁化合物轉化關系的應用(1)判斷離子共存問題Al3與OH及AlO、CO、S2等弱酸根陰離子因生成沉淀或發(fā)生相互促進的水解反應而不能共存。AlO與H、HCO以及弱堿陽離子Al3、Fe3等因生成沉淀或發(fā)生相互促進的水解反應而不能大量共存。(2)鑒別(利用滴加試劑順序不同，現(xiàn)象不同)向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀溶解。向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，開始無明顯現(xiàn)象，后產(chǎn)生白色沉淀，沉淀不溶解。(3)Al(OH)3的制備用離子方程式表示制取Al(OH)3的3種方法Al33NH3H2O=Al(OH)33NH。AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO。Al33AlO6H2O=4Al(OH)3。對點練1下列各組物質的無色溶液，不用其他試劑即可鑒別的是_。NaOH、AlCl3NaHCO3、H2SO4NaAlO2、NaHSO4 Na2CO3、HClNa2CO3、NaHCO3、Ca(OH)2解析：使用互滴法進行鑒別時，兩次操作應產(chǎn)生不同的現(xiàn)象。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?，F(xiàn)象不同，可以鑒別。不論是NaHCO3滴入H2SO4中還是H2SO4滴入NaHCO3中都會立即產(chǎn)生氣泡，現(xiàn)象相同，無法鑒別。NaHSO4=NaHSO，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。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。無論是NaHCO3還是Na2CO3加到Ca(OH)2中都會產(chǎn)生白色沉淀，無法鑒別。答案：2實驗室可用鋁屑、氨水、氫氧化鈉溶液、稀硫酸等來制備氫氧化鋁，某同學設計了三種實驗方案：方案AlAl3Al(OH)3方案AlAlOAl(OH)3方案Al(OH)3(1)用方案制備Al(OH)3時使用的藥品最好是鋁屑、稀硫酸和氨水，不用氫氧化鈉代替氨水的原因是_；寫出該方案中有關的離子方程式： _。(2)用方案來制備Al(OH)3時，必須注意_的用量，以防止生成的Al(OH)3溶解。(3)三種方案中，你認為最好的是_(填標號)，原因是_。解析：分析本題應從Al(OH)3的兩性著手，過量的強酸、強堿均會降低Al(OH)3的產(chǎn)率，而Al3與AlO反應制取Al(OH)3，則不存在該問題，故方案最佳。答案：(1)若用NaOH溶液沉淀Al3，終點不易控制，因為Al(OH)3會溶于過量的NaOH溶液，從而影響Al(OH)3 的生成量2Al6H=2Al33H2，Al33NH3H2O=Al(OH)33NH(2)稀硫酸(3)藥品用量最少，操作最為簡單用數(shù)形結合思想分析Al(OH)3的圖像1.可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應的圖像操作向可溶性鋁鹽溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量向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離子方程式Al33OH=Al(OH)3、Al(OH)3OH=AlO2H2OAl34OH=AlO2H2O、3AlOAl36H2O=4Al(OH)32偏鋁酸鹽溶液與鹽酸反應的圖像操作向偏鋁酸鹽溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量向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(有但即溶)出現(xiàn)沉淀漸多最多沉淀不消失圖像離子方程式AlOHH2O=Al(OH)3、Al(OH)33H=Al33H2OAlO4H=Al32H2O、Al33AlO6H2O=4Al(OH)3對點練3.(2019興慶區(qū)模擬)向100 mL 0.1 molL1的AlCl3溶液中，加入1 molL1的NaOH溶液V mL后，再滴加1 molL1鹽酸。滴加鹽酸的體積(橫坐標)與生成沉淀的質量(縱坐標)如圖所示的關系，則加入的NaOH溶液的體積為()A10 mLB30 mLC40 mL D50 mL解析：選D開始階段是鹽酸和NaOH之間的中和反應，根據(jù)消耗鹽酸的量，知道剩余的NaOH的物質的量是0.01 L1 molL10.01 mol，然后沉淀量逐漸增多，發(fā)生的是NaAlO2與鹽酸之間的反應，即NaAlO2HClH2O=Al(OH)3NaCl，Al(OH)33HCl=AlCl33H2O，根據(jù)各段消耗鹽酸的量知道生成的NaAlO2的物質的量是0.01 L1 molL10.01 mol，根據(jù)鋁原子守恒，所以Al3的物質的量是0.01 mol，生成NaAlO2時消耗NaOH溶液40 mL，剩余NaOH溶液的量是10 mL，所以加入NaOH的量是50 mL。4(2019東安區(qū)模擬)向可溶性鋁鹽或偏鋁酸鹽溶液中逐滴加入NaOH溶液(或鹽酸)，反應過程中的下列圖像正確的是()解析：選B向溶液中滴加鹽酸，H與Al3不反應，圖像與實際不相符，故A錯誤；由圖B、C可知，溶液中含有1 mol Al3，向溶液加NaOH，首先發(fā)生反應與Al33OH=Al(OH)3，Al3完全沉淀，消耗3 mol OH，生成1 mol Al(OH)3，然后發(fā)生反應Al(OH)3OH=AlO2H2O，沉淀完全溶解消耗1 mol OH，生成1 mol AlO，前后兩部分消耗的OH為31，故B正確，C錯誤；由圖D可知，溶液中含有1 mol AlO，向溶液滴加鹽酸，首先發(fā)生反應：AlOHH2O=Al(OH)3，AlO完全沉淀，消耗1 mol H，生成1 mol Al(OH)3，然后發(fā)生反應3HAl(OH)3=Al33H2O，沉淀完全溶解消耗3 mol H，生成1 mol Al3，前后兩部分消耗的H為13，圖像中Al(OH)3最大值時AlO沒有完全反應，圖像與實際不符合，故D錯誤。5下列實驗過程中產(chǎn)生沉淀的物質的量(y)與加入試劑的量(x)之間的關系正確的是()A向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量且邊滴邊振蕩B向NaAlO2溶液中滴加稀鹽酸至過量且邊滴邊振蕩C向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入氫氧化鈉溶液直至過量D向NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2的混合溶液中逐漸通入二氧化碳至過量解析：選C向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量且邊滴邊振蕩，先產(chǎn)生氫氧化鋁沉淀：AlCl33NaOH=Al(OH)33NaCl，繼續(xù)滴加NaOH溶液，Al(OH)3和NaOH溶液反應生成偏鋁酸鈉，沉淀溶解：NaOHAl(OH)3=NaAlO22H2O，所以沉淀量達到最大消耗NaOH和沉淀溶解消耗NaOH的比為31，故A錯誤；向NaAlO2溶液中滴加稀鹽酸，開始階段先產(chǎn)生氫氧化鋁沉淀，發(fā)生反應：AlOHH2O=Al(OH)3，隨著鹽酸的逐滴加入，則沉淀開始溶解，發(fā)生反應：Al(OH)33H=Al33H2O，所以沉淀量達到最大消耗的鹽酸和沉淀完全溶解消耗的鹽酸的物質的量之比是13，故B錯誤；向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入氫氧化鈉溶液，開始滴加發(fā)生反應為Al33OH=Al(OH)3，先產(chǎn)生氫氧化鋁沉淀，當Al3沉淀完全后，然后發(fā)生反應NHOH=NH3H2O，此時氫氧化鋁沉淀的量不變，最后繼續(xù)滴加NaOH，發(fā)生反應Al(OH)3OH=AlO2H2O，氫氧化鋁沉淀溶解，沉淀量達到最大消耗NaOH、沉淀量不變和沉淀溶解消耗NaOH的比為311，故C正確；向NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2的混合溶液中逐漸通入二氧化碳至過量，先發(fā)生反應：Ba(OH)2CO2=BaCO3H2O，產(chǎn)生沉淀，然后發(fā)生反應：CO22NaOH=Na2CO3H2O，此時沉淀的量不變，再發(fā)生反應2NaAlO2CO23H2O=2Al(OH)3Na2CO3，產(chǎn)生沉淀，又發(fā)生反應：Na2CO3H2OCO2=2NaHCO3，沉淀量不變，最后發(fā)生反應：BaCO3H2OCO2=Ba(HCO3)2，沉淀部分溶解，故D錯誤。6向盛有10 mL 1 molL1 NH4Al(SO4)2 溶液的燒杯中滴加1 molL1 NaOH溶液，沉淀物質的量隨NaOH溶液體積變化示意圖如下：(1)寫出m點反應的離子方程式： _。(2)若在NH4Al(SO4)2溶液中改加20 mL 1.2 molL1 Ba(OH)2溶液，充分反應后，溶液中產(chǎn)生沉淀的物質的量為_ mol。解析：(1)向NH4Al(SO4)2溶液中加入NaOH溶液，由圖像分析，先發(fā)生Al33OH=Al(OH)3，之后是NHOH=NH3H2O，最后是沉淀的溶解Al(OH)3OH=AlO2H2O，故m點的離子方程式為NHOH=NH3H2O。(2)因NH4Al(SO4)2的物質的量為0.01 L1 molL10.01 mol，Ba(OH)2的物質的量為0.02 L1.2 molL10.024 mol，產(chǎn)生沉淀的反應有兩類，一是SOBa2=BaSO4，n(SO)0.01 mol20.02 mol，0.02 mol<0.024 mol，故n(BaSO4)0.02 mol；二是OH參與的反應，Al33OH=Al(OH)3 0.01 mol 0.03 mol 0.01 molOH余0.024 mol20.03 mol0.018 mol，之后發(fā)生反應：NHOH=NH3H2O，n(NH)0.01 mol，消耗OH 0.01 mol，則剩余OH為0.018 mol0.01 mol0.008 mol，最后發(fā)生沉淀溶解的反應：Al(OH)3OH=AlO2H2O，OH為0.008 mol，溶解Al(OH)3 0.008 mol，剩余Al(OH)3為0.01 mol0.008 mol0.002 mol，溶液中產(chǎn)生沉淀的物質的量為0.02 mol0.002 mol0.022 mol。答案：(1)NHOH=NH3H2O(2)0.022