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新高考化学一轮复习考点举一反三讲义第03讲 铝及其重要化合物(2份,原卷版+解析版)
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一、题型精讲TOC \ "1-3" \h \u
\l "_Tc11058" 题型01 考查铝及其化合物的性质与用途 PAGEREF _Tc11058 \h 1
\l "_Tc22460" 题型02 考查与铝及其化合物有关的工艺流程 PAGEREF _Tc22460 \h 3
\l "_Tc11340" 题型03 考查铝热反应及其应用 PAGEREF _Tc11340 \h 6
\l "_Tc18560" 题型04 考查铝及其化合物的转化关系 PAGEREF _Tc18560 \h 7
\l "_Tc27886" 题型05 考查离子方程式与离子共存 PAGEREF _Tc27886 \h 9
\l "_Tc116" 题型06 考查铝及其化合物的有关图像及其计算 PAGEREF _Tc116 \h 10
二、靶向突破
题型01 考查铝及其化合物的性质与用途
1.铝的性质
(1)金属铝的物理性质
银白色有金属光泽的固体,有良好的延展性、导电性和导热性等,密度较小,质地柔软。
(2)金属铝的化学性质
①常温下,铝与氧气形成致密氧化膜,加热发生:4Al+3O2eq \(=====,\s\up7(△))2Al2O3,铝片在空气中加热,铝片卷曲而不滴落,是因为氧化铝的熔点高于铝。
②2Al+3Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))2AlCl3
③常温铝遇氧化性酸——浓硫酸、浓硝酸钝化,与非氧化酸发生反应生成氢气:2Al+6H+===2Al3++3H2↑
④2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑或2Al+2OH-+2H2O===2AlOeq \\al(-,2)+3H2↑
⑤2Al+Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe+Al2O3
2.氧化铝
3.氢氧化铝
4.常见的铝盐——明矾
(1)化学式:KAl(SO4)2·12H2O,属于复盐。
(2)净水原理:明矾溶于水时发生电离,电离方程式为KAl(SO4)2===K++Al3++2SOeq \\al(2-,4),其中Al3+发生水解反应,产生Al(OH)3胶体,其吸附能力很强,可以吸附水中的悬浮杂质并形成沉淀,使水变得澄清。
【例1】下列关于铝的化合物的说法错误的是( )
A.氧化铝俗名为刚玉,是高温耐火材料
B.KAl(SO4)2·12H2O溶于水可形成Al(OH)3胶体,可以净水
C.Al3+和AlOeq \\al(-,2)两种离子不能大量共存于同一溶液中
D.将AlCl3溶液滴入浓氨水中的离子方程式:Al3++4NH3·H2O===AlOeq \\al(-,2)+4NHeq \\al(+,4)+2H2O
【变式1-1】 下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A.铝的金属活泼性强,可用于制作铝金属制品
B.氧化铝熔点高,可用作电解冶炼铝的原料
C.氢氧化铝受热分解,可用于中和过多的胃酸
D.明矾溶于水并水解形成胶体,可用于净水
【变式1-2】下列物质的性质和用途具有对应关系的是( )
A.Al2O3熔点高,可用于电解制铝
B.Al(OH)3不稳定,可用于治疗胃酸过多症
C.明矾水解生成胶体,可用作絮凝剂
D.铝具有导热性,可用于制备铝热剂
【变式1-3】 探究氢氧化铝的两性,最适宜的试剂是( )
A.Al、NaOH溶液、稀盐酸
B.Al2O3、氨水、稀盐酸
C.Al2(SO4)3溶液、NaOH溶液、稀盐酸
D.AlCl3溶液、氨水、稀盐酸
题型02 考查与铝及其化合物有关的工艺流程
由铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)提取Al2O3的两大工艺流程:
方法一:碱溶法
(1)步骤①③中可能发生反应的离子方程式为
①Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]-,SiO2+2OH-===SiO32-+H2O。
③[Al(OH)4]-+CO2===Al(OH)3↓+HCO3-,SiO32-+2CO2+2H2O===H2SiO3↓+2HCO3-。
(2)步骤③中不能用盐酸或硫酸酸化,因为[Al(OH)4]-与酸反应生成的Al(OH)3具有两性,可溶于强酸,不易控制酸的量;CO2廉价且生成的副产物NaHCO3用途广泛,经济效益好。
(3)步骤④中得到较纯的Al2O3,可能含有SiO2杂质,在电解时它不会影响铝的纯度,是因为SiO2的熔点很高,加热到1 000 ℃时不会熔化。
方法二:酸溶法
(1)步骤①②中可能发生反应的离子方程式为
①Al2O3+6H+===2Al3++3H2O,Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O,MgO+2H+===Mg2++H2O。
②Al3++4OH-===[Al(OH)4]-,Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓,Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
(2)步骤②中不能用氨水沉淀Fe3+、Mg2+,是因为Al(OH)3只能溶于强碱,不能溶于氨水,若用氨水,则不能将 Fe(OH)3、Mg(OH)2和Al(OH)3 分离。
【例2】从铝土矿(主要成分为Al2O3)中提取铝的工艺流程如图。下列说法不正确的是( )
A.从NaAlO2→Al(OH)3→Al2O3的转化过程中涉及的反应均为非氧化还原反应
B.Al2O3与NaOH溶液反应的化学方程式:Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O
C.NaAlO2生成Al(OH)3的离子方程式:AlOeq \\al(-,2)+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCOeq \\al(-,3)
D.电解熔融Al2O3阳极的电极反应式:Al3++3e-===Al
【变式2-1】 明矾是一种常用的净水剂,以废易拉罐(主要成分为铝和少量不溶于碱性溶液的物质)为原料制取明矾的实验流程如图所示。
下列说法错误的是
A.“碱溶”步骤中有H2产生
B.“沉铝”步骤所得滤液呈酸性
C.用浓硫酸配制9ml/L H2SO4溶液,将浓硫酸缓慢加入到水中,并用玻璃棒搅拌
D.“一系列操作”中还需要加入K2SO4
【变式2-2】 铝土矿是生产金属铝的最佳原料,其用量占世界铝土矿总产量的90%以上。以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备有机合成中的重要还原剂铝氢化钠(NaAlH4)的一种工业流程如图(已知二氧化硅在“碱溶”时生成硅酸钠沉淀):
下列说法中错误的是( )
A.为了提高“碱溶”效率,在“碱溶”前对铝土矿进行粉碎
B.“反应Ⅰ”的部分化学原理与泡沫灭火器的原理相同
C.“电解Ⅱ”中阳极的电极反应式为2H2O-4e-+4CO32−===O2↑+4HCO3−
D.“反应Ⅲ”的化学方程式为4NaH+AlCl3===NaAlH4+3NaCl
【变式2-3】 (2025·河南·一模)以黄铁矿为原料制取硫酸会产生大量的矿渣(主要成分为Fe2O3,还有Al2O3、CuO),合理利用矿渣可以减少环境污染,变废为宝。利用该矿渣生产碱式硫酸铁的流程如图所示。下列叙述错误的是
A.“碱浸”时适当提高NaOH溶液的浓度可加快“碱浸”速率
B.“酸浸”后所得溶液中的金属阳离子主要是Fe3+、Cu2+
C.“去铜”过程中,被还原的元素只有铜元素
D.为提高碱式硫酸铁的产率,“调pH”时pH不能过高或过低
题型03 考查铝热反应及其应用
【例3】铝热反应的实验装置如图所示,下列有关说法错误的是( )
A.X物质为KClO3
B.镁条燃烧提供引发反应所需的热量
C.若转移0.3 ml电子,被还原的Fe2O3为16 g
D.可利用铝热反应冶炼铁
【变式3-1】反应2Al+Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe+Al2O3可用于焊接钢轨。下列有关说法不正确的是
A.该反应吸收大量热B.铝在反应中作还原剂
C.该反应属于置换反应D.Al2O3 属于两性氧化物
【变式3-2】(2025·浙江金华·二模)关于铁及其化合物的性质,下列说法不正确的是
A.高温下,Fe与水蒸气反应的氧化产物为
B.,说明氧化性:
C.高温下,Fe与可以发生铝热反应,焊接铁轨
D.1ml溶液与足量酸性溶液反应,转移3ml电子
题型04 考查铝及其化合物的转化关系
1.铝三角的转化
(1)①Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NHeq \\al(+,4)②Al3++3[Al(OH)4]-===4Al(OH)3↓③Al3++3OH-===Al(OH)3↓
(2)Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
(3)Al3++4OH-===[Al(OH)4]-
(4)[Al(OH)4]-+4H+===Al3++4H2O
(5)①[Al(OH)4]-+CO2===Al(OH)3↓+HCOeq \\al(-,3)
②[Al(OH)4]-+H+===Al(OH)3↓+H2O
(6)Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-
2.铝三角的应用
(1)选择制备Al(OH)3的最佳途径
①由Al3+制备Al(OH)3,宜用Al3+与氨水反应:
Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NHeq \\al(+,4)
②由NaAlO2制备Al(OH)3宜用CO2与AlOeq \\al(-,2)反应:
2H2O+AlOeq \\al(-,2)+CO2===Al(OH)3↓+HCOeq \\al(-,3)
【例4】(2025·河南新乡·三模)Y是第三周期的金属单质,其组成元素的简单离子半径在同周期中最小,Z为无色气体,N和Q均难溶于水,它们之间的转化关系如图所示(部分反应物、生成物以及反应条件略)。下列有关说法正确的是
A.Z是
B.工业上常采用Z在高温下还原Q得到Y
C.W固体中含有离子键、极性键和配位键
D.将过量的换成过量HCl,也可完成上述转化
【变式4-1】(2025·广东广州·二模)部分含Na或含Al物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断合理的是
A.存在的转化B.一定是化合反应
C.存在的反应D.电解e的水溶液可得到a
【变式4-2】(2025·河南·三模)下列表格中的物质不能一步实现如图所示转化关系的是
【变式4-3】(24-25高三上·山东烟台·期末)金属及其化合物的转化关系是化学学习的重要内容之一、下列各组物质的转化不能全部通过一步反应直接完成的是
A.
B.
C.
D.
题型05 考查离子方程式与离子共存
1.离子方程式
(1)铝盐溶液与氢氧化钠溶液的反应。
①铝盐过量:Al3++3OH-===Al(OH)3↓。
②强碱过量:Al3++4OH-===[Al(OH)4]-。
(2)盐酸滴入Na[Al(OH)4]溶液中。
①盐酸少量:[Al(OH)4]-+H+===Al(OH)3↓+H2O。
②盐酸过量:[Al(OH)4]-+4H+===Al3++4H2O。
2.离子共存
(1)与Al3+不能大量共存的(阴)离子有:OH-、AlOeq \\al(-,2)、HS-、SiOeq \\al(2-,3)、COeq \\al(2-,3)、HCOeq \\al(-,3)、SOeq \\al(2-,3)等。
(2)与AlOeq \\al(-,2)不能大量共存的(阳)离子有:H+、Al3+、NHeq \\al(+,4)、Fe2+、Fe3+等。
(3)AlOeq \\al(-,2)与HCOeq \\al(-,3)因发生(相对)强酸制弱酸的反应而不能共存。
【例5】生活中处处有化学。下列Al及其化合物相关反应的离子方程式书写不正确的是( )
A.胃舒平[主要成分为Al(OH)3]治疗胃酸过多:Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
B.泡沫灭火器灭火原理:2Al3++3CO32−+3H2O===3CO2↑+2Al(OH)3↓
C.某主要成分为苛性钠、铝粉的管道疏通剂的反应原理:2Al+2OH-+6H2O===2Al(OH)4−+3H2↑
D.明矾净水原理:Al3++3H2O⥫⥬Al(OH)3(胶体)+3H+
【变式5-1】(24-25高三上·海南三亚·期末)下列离子方程式书写正确的是
A.向溶液中加入Fe粉:
B.溶于水:
C.向氯化铝中加入过量氨水:
D.溶液与稀混合:
【变式5-2】将去掉氧化膜的铝片放入足量Na2CO3溶液中,铝片表面产生气泡,充分反应后得到无色溶液M。下列分析错误的是( )
A.产生的气体中有H2
B.反应与 CO32-水解有关
C.Al(OH)3向酸式电离方向移动
D.M中含大量Na+、Al3+、HCO3-
【变式5-3】下列各组澄清溶液中的离子能大量共存,且加入试剂后发生反应的离子方程式书写正确的是( )
题型06 考查铝及其化合物的有关图像及其计算
1.铝与酸或碱反应生成氢气的量的关系
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑
2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑
(1)等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应:
①产生H2的物质的量相等。
②消耗H+、OH-的物质的量之比为n(H+)∶n(OH-)=3∶1。
(2)足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应:
①消耗Al的物质的量之比为1∶3。
②生成H2的物质的量之比为1∶3。
(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应:
若产生氢气的体积比为eq \f(1,3)<eq \f(VHClH2,VNaOHH2)<1,则必定
①铝与盐酸反应时,铝过量而HCl不足。
②铝与氢氧化钠溶液反应时,铝不足而NaOH过量。
2.生成氢氧化铝沉淀的定量规律
(1)强碱与Al3+反应生成Al(OH)3沉淀的定量规律
(2)强酸与AlOeq \\al(-,2)反应生成Al(OH)3沉淀的定量规律
(3)Al3+与AlOeq \\al(-,2)两种盐溶液反应生成Al(OH)3沉淀的定量规律:Al3++3AlOeq \\al(-,2)+6H2O===4Al(OH)3↓
3.与氢氧化铝沉淀生成有关的图像分析
(1)可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像(从上述转化关系中选择符合图像变化的离子方程式,下同)
(2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像
【例6】将12.6 g Mg、Al合金加入300 mL稀硝酸至完全溶解,共收集到4.48 L NO和NO2的混合气体,将全部混合气体与2.24 L O2分多次通入蒸馏水中,气体无剩余。向反应后的溶液中滴加1.0 ml·L-1 NaOH溶液,滴加过程中有沉淀产生,生成沉淀的量与加入溶液的体积如图所示,下列说法不正确的是(气体体积均折算为标准状况下)( )
A.合金完全溶解时转移的电子总数为0.4 ml
B.原硝酸的浓度为6 ml·L-1
C.合金中n(Mg)∶n(Al)=3∶2
D.V1=0.2
【变式6-1】根据如图的转化关系判断,下列说法正确的是(反应条件已略去)( )
A.生成等质量H2时,①和②反应消耗n(HCl)=n(NaOH)
B.反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3
C.反应③和④消耗等量的Al时,生成的n(Cu)∶n(Fe)=3∶2
D.等浓度等体积的稀HCl和NaOH溶液与足量Al反应,①②生成H2的分子数之比为3∶1
【变式6-2】 称取两份铝粉,第一份加入足量氢氧化钠溶液,第二份加入足量盐酸,若要放出等量的气体,两份铝粉的质量之比为( )
A.1∶3B.3∶1C.1∶1D.4∶3
【变式6-3】把一小块镁铝合金溶于100mL盐酸中,然后向其中滴入1ml∙L-1NaOH溶液,生成沉淀的质量和加入NaOH溶液的体积如图所示,下列说法正确的是
A.镁铝合金溶于盐酸时一共产生448mLH2
B.盐酸的浓度为0.6ml∙L-1
C.反应至B点时,所得沉淀的质量为1.07g
D.合金中镁和铝的物质的量之比为1:1
1.(2025·江苏南京·一模)铝及其化合物具有重要应用。下列说法正确的是
A.铝合金硬度低,可用于航空工业
B.熔点高,可用于电解冶炼铝
C.有弱碱性,可用于治疗胃酸过多
D.易溶于水,可用于净水
2.(24-25高三上·山西太原·二模)化学是研究物质的组成,结构,性质以及变化规律的一门以实验为基础的学科,在给定条件下,下列物质间转化均能实现的有
(1)
(2)
(3)
(4)
A.1组B.2组C.3组D.4组
3.(2025·黑龙江齐齐哈尔·二模)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.硫酸四氨合铜溶液:、、、
B.碱性高锰酸钾溶液:、、、
C.溶液:、、、
D.溶液:、、、
4.(24-25高三上·天津南开·期末)下列指定反应的离子方程式正确的是
A.溶于水:
B.向溶液中通入过量
C.将铜丝插入稀硝酸中:
D.向溶液中加入过量氨水:
5.(2025·安徽·二模)含有离子液体组成元素的下列物质,不能按图示路径一步转化得到的是
6.(2025·河北衡水·质检)将足量的不断通入KOH、、的混合液中,下图能表示生成沉淀的物质的量与通入的体积之间的关系的是
A.B.
C.D.
7.(2025·山西·一模)下列离子方程式正确的是
A.向银氨溶液中加入过量的盐酸:
B.向NaHS溶液中滴加少量溶液:
C.向溶液中通入过量气体:
D.将少量通入硝酸钡溶液中:
8.(24-25高三上·福建厦门·二模)下列选项中的物质按图示路径不能均一步实现转化的是
9.(24-25高三上·山东青岛·期中)废旧磷酸亚铁锂电池正极片含Al箔、活性材料和少量不溶于酸碱的导电剂,兴趣小组在实验室中模拟回收相关资源的部分流程如图。下列说法错误的是
A.“碱浸”中铝箔反应的离子方程式为
B.“酸浸”主要反应为
C.、与足量炭黑高温灼烧再生反应的氧化产物一定为
D.“洗涤”操作为向漏斗中加水至没过沉淀,待水自然流下,重复2~3次
10.(24-25高三上·江西宜春·期末)下列选项中的描述与对应图像相符的是
A.图①为新制氯水在阳光照射下,溶液随着时间变化的曲线
B.图②为和混合物与盐酸充分反应,所加盐酸的体积与产生的体积关系图,且线段
C.图③为向少量盐酸酸化的溶液中加入溶液时,产生沉淀的物质的量(n)与加入溶液体积(V)之间的关系图
D.图④为向溶液中滴加溶液时产生沉淀质量的变化图
11.(2025·宁夏银川·二模)含Cl、Na、Al或Fe部分物质的“价-类”关系如图所示。下列叙述正确的是
A.若a能与碱反应生成两种盐,则a和c都具有漂白性
B.若f分散于水中能形成红褐色胶体,则a与水蒸气反应生成e
C.若a能与水剧烈反应,则a在空气中最终转化成b
D.若f是两性氢氧化物,则a既能盐酸反应,又能与反应
12.以水泥厂的废料(主要成分为MgO,含少量MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制备 MgSO4·7H2O的工艺流程如下:
已知:MnO+2H+===Mn2++H2O,ClO-+Mn2++H2O===Cl-+MnO2↓+2H+。下列说法正确的是( )
A.为提高酸浸速率,可使用浓硫酸
B.试剂X可以是 MgSO4
C.滤渣为 Al(OH)3、Fe(OH)3、SiO2
D.操作a所得滤液经处理后可循环利用
13.(24-25高三上·河南·二模)某兴趣小组以铝土矿(主要成分为,还含有少量和)为主要原料制备絮凝剂聚合氯化铝和金属铝的流程如图所示。
已知滤渣a中含有难溶的铝硅酸盐。下列说法正确的是
A.“碱溶”时,所用NaOH溶液更换为氨水“碱溶”效果更好
B.若滤液a浓度较大,“沉淀”时通入过量有利于减少生成沉淀中的杂质
C.“操作X”可以是盐酸溶解、HCl气流中结晶、脱水、电解
D.通过控制沉淀ⅰ、ⅱ的比例可改变聚合氯化铝的组成
14.(24-25高三上·辽宁沈阳·期中)氮化镓(GaN)是第三代半导体材料。某工厂利用铝土矿(主要成分为)为原料制备GaN的流程如下图所示。已知镓与铝同主族,其氧化物和氢氧化物均为两性化合物,能与强酸、强碱溶液反应。下列说法错误的是
已知:。
A.可以通过粉碎铝土矿、搅拌等方法提高“碱溶”效率
B.由步骤②、③可知,的酸性比的强
C.滤渣1是,生成滤渣2的离子方程式可能为
D.步骤⑥的反应中,被氧化
15.聚合氯化铝晶体是介于AlCl3和Al(OH)3 之间的一种水溶性无机高分子聚合物,其制备原料主要是铝加工行业的废渣——铝灰,它主要含Al2O3、Al,还有SiO2等杂质。聚合氯化铝生产的工艺流程如下:
(1)反应中得到的气体a是 (用化学式表示)。
(2)升高pH至4.0~5.0的目的是 。
(3)生产过程中可循环使用的物质是 (用化学式表示)。
(4)为使得到的晶体较纯净,生产过程中使pH升高的C物质可选用 (填字母)。
a.NaOH b.Al c.氨水
d.Al2O3 e.Na[Al(OH)4]
(5)聚合氯化铝晶体的化学式可表示为[Al2(OH)nCl6-n·xH2O]m,实验室测定n值的操作如下:
①称取a g晶体,制成粉末,加热至质量不再变化为止,称得质量为b g。此过程可能用到下列仪器中的 (填字母)。
a.蒸发皿 b.坩埚 c.研钵 d.试管
②另取a g晶体,进行如下操作:用A试剂溶解→加足量AgNO3溶液→操作C→烘干→称得质量为c g。
A试剂为 (填试剂名称),操作C为 (填操作名称),n= (用含b、c的代数式表示)。
16.将0.1 ml的镁、铝混合物溶于100 mL 2 ml/L H2SO4溶液中,然后再滴加1 ml/L NaOH溶液。若在滴加NaOH溶液的过程中,沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如图所示。当V1=160 mL时,回答下列问题
(1)写出0~V1发生的离子反应方程式为____________________________________________________。
(2)写出V1~V2发生的离子反应方程式为_____________________________________、
______________________________________、___________________________________。
(3)镁的物质的量为________。
(4)V2=________ mL。
化学式
Al2O3
物理性质
白色固体,难溶,熔点高
化学性质
类别
两性氧化物
与H2O反应
不反应
与H+反应
Al2O3+6H+===2Al3++3H2O
与OH-反应
Al2O3+2OH-===2AlOeq \\al(-,2)+H2O
重要用途
制耐火、耐高温器材;炼铝和人造宝石的原料
化学式
Al(OH)3
类别
典型两性氢氧化物: H++AlOeq \\al(-,2)+H2O(酸式电离)⥫⥬Al(OH)3⥫⥬Al3++3OH-(碱式电离);
不能与较弱的酸、碱反应,如H2CO3、NH3·H2O
与H+反应
Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
与OH-反应
Al(OH)3+OH-===AlOeq \\al(-,2)+2H2O
与盐反应
Al(OH)2不溶于NH4Cl浓溶液
热稳定性
2Al(OH)3eq \(=====,\s\up7(△))Al2O3+3H2O
用途
①制药 ②Al(OH)3胶体用于净水
【解题通法】
(1)常温下,能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生“钝化”,而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应。
(2)铝与稀硝酸反应时生成的气体是NO而不是H2。
(3)铝不但能与酸(H+)反应,还能够与碱溶液反应,表现为特殊性。2Al+2OH-+2H2O===2AlOeq \\al(-,2)+3H2↑。其反应机理应为:铝先与强碱溶液中的水反应生成H2和Al(OH)3,然后Al(OH)3再与NaOH反应生成H2O和NaAlO2,反应中铝作还原剂,水作氧化剂,NaOH无电子得失。
【解题通法】含铝杂质的提纯方法归类:利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于强碱的特性,可除去许多物质中的含铝杂质,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+):加过量NaOH溶液,过滤,再加酸充分溶解。
实验装置
实验现象
①镁带剧烈燃烧,放出大量的热,并发出耀眼的白光,氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应;②纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中
实验结论
高温下,铝与氧化铁发生反应,放出大量的热:Fe2O3+2Aleq \(=====,\s\up7(高温))2Fe+Al2O3
原理应用
①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属,如铁、铬、锰、钨等,
3MnO2+4Aleq \(=====,\s\up7(高温))3Mn+2Al2O3;
②金属焊接,如野外焊接钢轨等
【解题通法】
铝热反应是在高温状态下进行的置换反应,铝只能与排在金属活动性顺序其后的金属氧化物反应。铝不能与MgO反应,铝热反应不能用来冶炼大量的金属铁、铜等(要考虑冶炼成本)。
【解题通法】
氢氧化铝设计制备方案要从节约原料角度,由Al制备Al(OH)3,宜用eq \f(1,4)Al制备Al3+,eq \f(3,4)Al制备AlOeq \\al(-,2),然后将二者混合:Al3++3AlOeq \\al(-,2)+6H2O===4Al(OH)3↓。
X
Y
Z
A
B
C
Cu
CuO
D
【解题通法】
(1)向含有Al3+、NHeq \\al(+,4)、H+的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,反应顺序是:Ⅰ.H++OH-==H2O;Ⅱ.Al3++3OH-==Al(OH)3↓(若先与NHeq \\al(+,4)反应,则生成的NH3·H2O又使Al3+沉淀且生成NHeq \\al(+,4));Ⅲ.NHeq \\al(+,4)+OH-==NH3·H2O[若先溶解Al(OH)3,则产生的AlOeq \\al(-,2)又与NHeq \\al(+,4)反应生成沉淀];Ⅳ.Al(OH)3+OH-==AlOeq \\al(-,2)+2H2O。
(2)向含有AlOeq \\al(-,2)、COeq \\al(2-,3)、OH-的混合溶液中逐滴加入盐酸,反应顺序是:Ⅰ.OH-+H+==H2O;Ⅱ.AlOeq \\al(-,2)+H++H2O==Al(OH)3↓(AlOeq \\al(-,2)比COeq \\al(2-,3)先反应);Ⅲ.COeq \\al(2-,3)+H+==HCOeq \\al(-,3);Ⅳ.HCOeq \\al(-,3)+H+==CO2↑+H2O[HCOeq \\al(-,3)比Al(OH)3先反应];Ⅴ.Al(OH)3+3H+==Al3++3H2O。
选项
离子
试剂
离子方程式
A
NH4+、Mg2+、Fe3+、SO42−
少量铜粉
Fe3++Cu===Fe2++Cu2+
B
Fe2+、H+、Cl-、NO3−
KNO3溶液
3Fe2++NO3−+4H+===3Fe3++NO↑+2H2O
C
K+、Na+、ClO-、SO42−
少量SO2
SO2+H2O+ClO−===SO42−+HClO+Cl-
D
K+、Na+、SO42−、[Al(OH)4]-
少量NH4Cl
NH4++[Al(OH)4]-===Al(OH)3↓+NH3·H2O
操作
可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量
NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量
现象
立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失
无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失
图像
离子方程式
AB:Al3++3OH-===Al(OH)3↓
BD:Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-
AB:Al3++4OH-===[Al(OH)4]-
BC:Al3++3[Al(OH)4]-===4Al(OH)3↓
操作
偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量
稀盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量
现象
立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失
无沉淀→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失
图像
离子
方程式
AB:[Al(OH)4]-+H+===Al(OH)3↓+H2O
BC:Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
AB:[Al(OH)4]-+4H+===Al3++4H2O
BC:Al3++3[Al(OH)4]-===4Al(OH)3↓
【解题通法】
①明晰横、纵坐标含义,然后通过曲线变化特点分析反应原理。
②掌握Al3+、Al(OH)3、AlOeq \\al(-,2)三者之间的转化比例:
③明晰Al3+溶液中加碱(OH-)的几种常见变形图像,如:
图A中,n(H+)∶n(Al3+)=2∶1。
图B中,若已知原溶液中含有Mg2+。则可推出:
n(Mg2+)∶n(Al3+)=1∶1。
图C中,若已知原溶液中含有H+和Mg2+,则可推导出:n(H+)∶n(Al3+)∶n(Mg2+)=2∶1∶1。
选项
甲
乙
丙
A
B
C
D
选项
A
B
C
D
X
CuO
Fe
Y
Z
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