高考化学一轮复习-第三章-金属及其化合物-第11讲-铁及其重要化合物.ppt

第,11,讲铝及其重要化合物,第三章金属及其化合物,考纲要求,了解铝、镁及其重要化合物的主要性质和应用。,考点二铝的重要化合物,探究高考,明确考向,考点三用数形结合思想理解,“,铝三角,”,微专题,11,有关镁、铝及其化合物的化工流程题,内容索引,考点一铝、镁的性质及应用,课时作业,铝、镁的性质及应用,考点,一,知识梳理,1.,铝的结构和存在,铝位于元素周期表,，原子结构示意图为,。铝是地,壳中含量最多的金属元素。自然界中的铝全部以化合态的形式存在。,2.,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。,第三周期,A,族,3.,金属铝的化学性质,写出图中有关反应的化学方程,式或离子方程式：,_,。,_,。,_,。,_,。,4.,铝的用途,纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。,2Al,6H,=2Al,3,3H,2,5.,对比记忆镁的化学性质,铝,镁,与非金属反应,能被,Cl,2,、,O,2,氧化,2Mg,O,2,2MgO,3Mg,N,2,Mg,3,N,2,与水反应,反应很困难,能与沸水反应,Mg,2H,2,O,Mg(OH),2,H,2,与碱反应,能溶于强碱溶液,不反应,与某些氧化物反应,能与,Fe,2,O,3,、,MnO,2,、,Cr,2,O,3,等金属氧化物发生铝热反应,能在,CO,2,中燃烧：,2Mg,CO,2,2MgO,C,正误判断,辨析易错易混,单质的性质、用途和制法,(1),铝在自然界中有游离态和化合态两种形式,(,),(2)MgO,与,Al,粉的混合物也可称为铝热剂,(,),(3)Mg,粉与浓,NH,4,Cl,溶液反应放出,H,2,和,NH,3,(,),(4),冶炼铝时常用焦炭作还原剂,(,),答案,(5)1 mol Al,与足量的硫酸或足量的氢氧化钠溶液反应转移电子数相同,(,),(6),铝与少量,NaOH,溶液反应得到铝盐，与足量,NaOH,溶液反应生成偏铝酸盐,(,),(7),相同质量的镁条分别在足量的,CO,2,和,O,2,中完全燃烧，所得固体的质量相同,(,),(8),工业上制造镁粉时，可将镁蒸气在,N,2,中冷却,(,),答案,深度思考,提升思维能力,依据,Mg,、,Al,单质的性质，思考回答下列问题：,(1),铝的化学性质活泼，为什么日常生活中广泛使用的铝制品通常具有较强的抗腐蚀性能？,答案,答案,铝在常温下迅速被氧气氧化，形成一层致密的氧化膜，保护铝不再被氧化，因而铝制品通常具有较强的抗腐蚀性能。,(2),铝与酸、碱反应的实质是什么？氧化剂是什么？,答案,(3),镁在空气中充分燃烧，所得固体产物可能有,_(,用化学式表示,),。,(4),工业冶炼金属铝的化学方程式是,_,，反应中每生成,1 mol,铝，转移电子,_ mol,。,(5),将,Al,和,Na,的单质同时加入到一定量的水中，充分反应后，发现既无沉淀生成又无残留金属存在，请用两个化学反应方程式表示其变化：,_,，,_,。,答案,MgO,、,Mg,3,N,2,、,C,3,2Na,2H,2,O=2NaOH,H,2,2Al,2NaOH,2H,2,O=2NaAlO,2,3H,2,解题探究,1.,将等物质的量的镁和铝混合，取等质量该混合物四份，分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是,A.3 molL,1,HCl,B.4 molL,1,HNO,3,C.8 molL,1,NaOH,D.18 molL,1,H,2,SO,4,答案,解析,解析,在镁、铝混合物中加入,HNO,3,和浓,H,2,SO,4,都不产生,H,2,；加入,NaOH,溶液，只有,Al,与之反应生成,H,2,，而镁不反应；加入盐酸，镁、铝都与盐酸反应生成,H,2,，所以放出,H,2,的量最多。,2.,铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸,(,非氧化性酸,),反应又能与强碱溶液反应放出,H,2,的金属，就铝的这一特殊性质回答下列问题：,(1),等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得,H,2,的体积之比是,_,。,1,1,答案,解析,解析,根据化学方程式：,2Al,6HCl=2AlCl,3,3H,2,、,2Al,2NaOH,2H,2,O=2NaAlO,2,3H,2,，得,Al,与,H,2,的关系式均为,2Al,3H,2,，故只要参加反应的,Al,的量相等，所得,H,2,的量必相等。,(2),足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，产生,H,2,的体积之比是,_,。,1,3,答案,解析,解析,因为在反应中,Al,过量，产生的,H,2,由,HCl,和,NaOH,的量决定。根据化学反应中的关系式：,6HCl,3H,2,、,2NaOH,3H,2,，故当,HCl,、,NaOH,物质的量相等时，二者产生,H,2,的体积比为,1,3,。,答案,解析,(3),足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的,HCl,、,NaOH,溶液中，二者产生的,H,2,相等，则,HCl,和,NaOH,的物质的量浓度之比是,_,。,解析,因为铝足量且产生,H,2,的量相等，根据关系式,n,(HCl),n,(NaOH),3,1,，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度,c,(HCl),c,(NaOH),n,(HCl),n,(NaOH),3,1,。,3,1,答案,解析,(4),甲、乙两烧杯中各盛有,100 mL 3 molL,1,的盐酸和,NaOH,溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为,V,(,甲,),V,(,乙,),1,2,，则加入铝粉的质量为,_(,填字母,),。,A.5.4 g B.3.6 g C.2.7 g D.1.8 g,A,解析,其反应原理分别为,2Al,6HCl=2AlCl,3,3H,2,，,2Al,2NaOH,2H,2,O=2NaAlO,2,3H,2,。可见当参加反应的,HCl,和,NaOH,的物质的量一样多时，产生,H,2,的体积比是,1,3,，而题设条件体积比为,1,2,，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于,NaOH,来说是不足的。,2Al,6HCl=2AlCl,3,3H,2,6 mol 3 mol,3 molL,1,0.1 L 0.15 mol,则,Al,与,NaOH,反应生成的,H,2,为,0.15 mol,2,0.3 mol,。,2Al,2NaOH,2H,2,O=2NaAlO,2,3H,2,2,27 g,3 mol,5.4 g,0.3 mol,即投入的铝粉为,5.4 g,。,解题指导,铝与酸或碱反应生成,H,2,的量的关系,2Al,6HCl=2AlCl,3,3H,2,2Al,2NaOH,2H,2,O=2NaAlO,2,3H,2,(1),等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应：,产生,H,2,的物质的量相等。,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：,消耗,Al,的物质的量之比为,1,3,。,生成,H,2,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：,铝与盐酸反应时，铝过量而,HCl,不足。,铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而,NaOH,过量。,铝的重要化合物,考点二,知识梳理,1.,氧化铝,(1),物理性质：白色固体，难溶于水，熔点很高。,(2),化学性质,两性氧,化物,与,HCl,反应,与,NaOH,反应,Al,2,O,3,6HCl=2AlCl,3,3H,2,O,Al,2,O,3,2NaOH=2NaAlO,2,H,2,O,2.,氢氧化铝,(1),物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的,性。,(2),化学性质,(,用化学方程式表示,),Al(OH),3,的电离方程式为,吸附,写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：,。,。,。,Al(OH),3,3H,=Al,3,3H,2,O,(3),制备,向铝盐中加入氨水，离子方程式为,。,NaAlO,2,溶液中通入足量,CO,2,，离子方程式为,_,_,。,NaAlO,2,溶液与,AlCl,3,溶液混合：,_,。,3.,常见的铝盐,(1),硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。,(2),明矾的化学式为,，它是无色晶体，可溶于水，水溶液,pH,(,填,“,”“,”,或,“,”,)7,。明矾可以净水，其净水的原理是,Al,3,3H,2,O,Al(OH),3,(,胶体,),3H,，,Al(OH),3,胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。,KAl(SO,4,),2,12H,2,O,_,。,(3),明矾溶液与,Ba(OH),2,溶液反应的离子方程式：,Al,3,恰好完全沉淀,_,。,正误判断,辨析易错易混,镁、铝重要化合物的性质及应用,(1)MgO,、,Al,2,O,3,的熔点很高，可制作耐高温材料,(),(2)AlCl,3,与过量,NaOH,溶液反应生成,NaAlO,2,，但与过量氨水反应却生成,Al(OH),3,(),(3),中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈,(),解析,明矾溶液中的,Al,3,水解呈酸性，能溶解铜锈,Cu,2,(OH),2,CO,3,。,答案,解析,(4),氢氧化铝、,NaHCO,3,、,Na,2,CO,3,均可作胃酸的中和剂,(),解析,Na,2,CO,3,不能用作胃酸的中和剂。,(5),明矾水解时能生成具有吸附性的,Al(OH),3,胶粒，可用于净水和消毒,(),解析,Al(OH),3,只能用于净水，不具有杀菌、消毒的功能。,(6),下列物质的转化在给定条件下能够实现：,答案,解析,答案,解析,(8)MgCl,2,、,AlCl,3,溶液分别加热蒸发、灼烧，最终所得固体产物分别是,MgO,和,Al,2,O,3,(),解题探究,答案,解析,解析,A,项，,Al,3,易水解，在中性溶液中水解生成,Al(OH),3,沉淀；,答案,解析,2.(,离子方程式的书写,),下列反应中的离子方程式书写正确的是,解析,A,项，氨水不能溶解,Al(OH),3,；,解题指导,1.,离子共存问题,2.,含,Al,3,的溶液与碱反应的先后顺序,当溶液中有多种离子时，要考虑离子之间的反应顺序，如向含有,H,、,Mg,2,、,Al,3,的混合溶液中逐滴加入,NaOH,溶液，,NaOH,先与,H,反应，再与,Mg,2,、,Al,3,反应生成沉淀，再与,反应，最后才溶解,Al(OH),3,沉淀。,题组二制备,Al(OH),3,的最佳途径,3.,用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝，下列操作步骤中最恰当的组合是,加盐酸溶解,加烧碱溶液溶解,过滤,通入过量,CO,2,生成,Al(OH),3,沉淀,加入盐酸生成,Al(OH),3,沉淀,加入过量烧碱溶液,A.,B.,C.,D.,答案,解析,解析,若先用盐酸溶解，,Mg,、,Al,均溶解，制取,Al(OH),3,的步骤较多；从,NaAlO,2,制备,Al(OH),3,，加盐酸不容易控制量的多少。故,B,项操作步骤为最佳顺序。,4.,若甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备,Al(OH),3,。规定必用的药品如下：,350 g 70%H,2,SO,4,溶液，,NaOH,固体,240 g,，足量铝屑、水,(,不能用其他药品,),。,甲、乙、丙用各自设计的方案制得,Al(OH),3,的质量分别是,W,1,、,W,2,、,W,3,。三种实验方案如下：,甲：铝,加,NaOH,溶液,加,H,2,SO,4,溶液,W,1,g Al(OH),3,乙：铝,加,H,2,SO,4,溶液,加,NaOH,溶液,W,2,g Al(OH),3,试回答：,(1),从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素分析，实验方案最合理的是,_,。,(2),三位学生制得的,Al(OH),3,，,W,1,、,W,2,、,W,3,其质量由大到小的顺序是,_,。,(3),制得,Al(OH),3,的最大质量是,_,。,答案,丙,W,3,W,1,W,2,520 g,归纳总结,方法一：可溶性铝盐溶液与过量氨水反应,方法二：向可溶性偏铝酸盐溶液中通入过量,CO,2,方法三：相互促进水解法,用数形结合思想理解,“,铝三角,”,考点三,知识梳理,写出实现上述各步转化的离子方程式。,Al,3,3OH,=Al(OH),3,(2)Al(OH),3,3H,=Al,3,3H,2,O,2.,与,Al(OH),3,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,),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,方程式序号,AB,：,_,BD,：,_,AB,：,_,BC,：,_,(1),(6),(3),(1),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,方程式序号,AB,：,_,BC,：,_,AB,：,_,BC,：,_,(2),偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像,(5),(2),(4),(1),深度思考,提升思维能力,1.,下列各组物质的无色溶液，不用其他试剂即可鉴别的是,_(,填序号,),。,NaOH,、,AlCl,3,NaHCO,3,、,H,2,SO,4,NaAlO,2,、,NaHSO,4,Na,2,CO,3,、,HCl,Na,2,CO,3,、,NaHCO,3,、,Ca(OH),2,答案,解析,解析,都使用互滴法，两次操作应产生不同的现象。,向含,Al,3,的溶液中滴加,NaOH,溶液：先生成白色沉淀，后沉淀又逐渐溶解；向,NaOH,溶液中滴加含,Al,3,的溶液：开始无沉淀产生，后产生白色沉淀，且沉淀不溶解。两次现象不同，可以鉴别。,不论是,NaHCO,3,溶液滴入,H,2,SO,4,溶液中还是,H,2,SO,4,溶液滴入,NaHCO,3,溶液中都会立即产生气泡，现象相同，无法鉴别。,NaHSO,4,=Na,H,溶液显强酸性。向,NaAlO,2,溶液中滴加,NaHSO,4,：开始出现白色沉淀，后沉淀逐渐溶解；向,NaHSO,4,溶液中滴加,NaAlO,2,溶液：开始无现象，后出现白色沉淀。现象不同，可以鉴别。,向,Na,2,CO,3,溶液中滴加盐酸：开始无现象，后产生气泡；向盐酸中滴加,Na,2,CO,3,溶液：立即产生气泡。现象不同，可以鉴别。,无论是,NaHCO,3,溶液还是,Na,2,CO,3,溶液，加入到,Ca(OH),2,溶液中都会产生白色沉淀，无法鉴别。,2.H,、,Al,3,、,Al(OH),3,、,竞争,OH,能力顺序,向,HCl,、,MgCl,2,、,AlCl,3,、,NH,4,Cl,溶液中,(,假设各,1 mol),，逐滴加入,NaOH,溶液，沉淀的物质的量随,NaOH,溶液体积变化的图像如下。,(,假设,Mg,2,、,Al,3,结合,OH,能力相同,),答案,分析图像的变化情况，回答下列问题：,(1)H,、,Al,3,、,Al(OH),3,、,四种微粒与,OH,反应的先后顺序依次为,_,。,(2),依次写出各阶段的离子方程式：,O,A,：,_,。,AB,：,_,。,BC,：,_,。,CD,：,_,。,答案,H,OH,=H,2,O,Al,3,3OH,=Al(OH),3,，,Mg,2,2OH,=Mg(OH),2,3.OH,、,Al(OH),3,竞争,H,的顺序,向,NaOH,、,Na,2,CO,3,、,NaAlO,2,溶液中,(,假设各,1 mol),，逐滴加入,HCl,溶液，产生沉淀的物质的量随,HCl,溶液体积变化的图像如下：,分析图像的变化情况，回答下列问题：,答案,(2),依次写出各阶段的离子方程式：,O,A,：,_,。,AB,：,_,。,BC,：,_,。,CD,：,_,。,答案,OH,H,=H,2,O,Al(OH),3,3H,=Al,3,3H,2,O,规律总结,与铝离子有关的离子反应的一般规律,解题探究,题组一涉及,Al(OH),3,沉淀的图像原理分析,1.Al,3,、,形成,Al(OH),3,图像的综合分析,如图表示,AlCl,3,溶液与,NaOH,溶液相互滴加过程中微粒的量的关系曲线。下列判断错误的是,A.,线表示,Al,3,的物质的量的变化,B.,x,表示,AlCl,3,的物质的量,C.,线表示,Al(OH),3,的物质的量的变化,答案,解析,解析,AlCl,3,溶液与,NaOH,溶液混合有两种方式：向,AlCl,3,溶液中缓慢滴加,NaOH,溶液，开始有沉淀生成，后沉淀溶解，且生成沉淀与沉淀溶解消耗的,NaOH,的物质的量之比为,3,1,，显然符合题意，则,x,表示,NaOH,的物质的量，,B,项错误；,另一种方式是向,NaOH,溶液中缓慢滴加,AlCl,3,溶液，开始没有沉淀，后有沉淀生成，与本题图示情况不符。,2.(2017,重庆第一中学高三检测,),室温下，在,0.2,molL,1,Al,2,(SO,4,),3,溶液中，逐滴加入,1.0,molL,1,NaOH,溶液，实验测得溶液,pH,随,NaOH,溶液体积变化曲线如,右,图，下列有关说法正确的是,A.a,点时，溶液呈酸性的原因是,Al,3,水解，离子,方程式为,Al,3,3OH,Al(OH),3,B.a,b,段，溶液,pH,增大，,Al,3,浓度不变,C.b,c,段，加入的,OH,主要用于生成,Al(OH),3,沉淀,D.d,点时，,Al(OH),3,沉淀开始溶解,答案,解析,解析,A,项，,Al,2,(SO,4,),3,为强酸弱碱盐，,Al,3,水解使溶液显酸性，离子方程式应为,Al,3,3H,2,O,Al(OH),3,3H,，错误；,B,项，,a,b,段，加入,NaOH,消耗,H,，使,Al,3,3H,2,O,Al(OH),3,3H,反应正向进行，,Al,3,的浓度减小，错误；,C,项，,b,c,段，,pH,变化不明显，说明,OH,主要用于生成,Al(OH),3,沉淀，正确；,D,项，,c,d,过程中，,pH,变化较大，当,pH,10,，以后有比较平的阶段，说明发生了反应：,Al(OH),3,NaOH=NaAlO,2,2H,2,O,，所以,d,点以后,Al(OH),3,溶解完全，之后,pH,再变大较快，错误。,3.,某混合溶液中可能含有,HCl,、,MgCl,2,、,AlCl,3,、,NH,4,Cl,、,Na,2,CO,3,、,KCl,中的一种或几种物质，往该溶液中逐滴加入,NaOH,溶液，产生沉淀的物质的量,(,n,),与加入的,NaOH,溶液体积,(,V,),的关系如图所示。回答下列问题：,答案,解析,(1),溶液中一定含有的溶质是,_(,填化学式，下同,),，一定不含有的溶质是,_,。,HCl,、,AlCl,3,、,NH,4,Cl,MgCl,2,、,Na,2,CO,3,解析,首先分析图像中的拐点、斜线及水平线所表示的化学意义。,O,A,段是,NaOH,溶液中和,HCl,；加入过量,NaOH,溶液，沉淀全部溶解，说明无,MgCl,2,，所以沉淀只有,Al(OH),3,；,BC,段是,NaOH,溶液与,NH,4,Cl,反应，故原溶液中一定含有,HCl,、,AlCl,3,和,NH,4,Cl,，一定无,MgCl,2,；又因为,HCl,与,Na,2,CO,3,不能大量共存，所以一定无,Na,2,CO,3,，可能含有,KCl,，可用焰色反应进行确定。,(2),溶液中可能含有的溶质是,_(,填名称,),，判断该物质是否存在的实验方法是,_,，现象是,_,。,(3),分别写出,AB,段、,BC,段发生反应的离子方程式：,AB,段为,_,；,BC,段为,_,。,答案,氯化钾,焰色反应,透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色是否为紫色,Al,3,3OH,=Al(OH),3,题组二涉及,Al(OH),3,图像的计算,4.(2018,宝鸡质检,),向,30 mL 1 molL,1,的,AlCl,3,溶液中逐渐加入浓度为,4 molL,1,的,NaOH,溶液，若产生,0.78 g,白色沉淀，则加入的,NaOH,溶液的体积可能为,A.3 mL B.7.5 mL,C.15 mL D.17.5 mL,答案,解析,解析,解法一：把该题的信息转化为图像，用图像法求解，如图所示：,当生成沉淀,0.01 mol,时需,NaOH,0.03 mol,或,0.11 mol,，显然,B,项符合题意。,解法二：已知,n,(AlCl,3,),0.03 mol,，,n,Al(OH),3,0.01 mol,，由沉淀的物质的量小于氯化铝的物质的量可推知此题可能有两个答案：一是氢氧化钠不足，二是氢氧化钠比生成沉淀量最大时稍过量。,5.,现有,AlCl,3,和,MgSO,4,混合溶液，向其中不断加入,NaOH,溶液，得到沉淀的量与加入,NaOH,溶液的体积如下图所示。原溶液中,Cl,与,的物质的量之比为,A.1,3 B.2,3,C.6,1 D.3,1,答案,解析,解析,OA,上升的直线表示生成,Al(OH),3,和,Mg(OH),2,沉淀，,AB,下降的直线表示,Al(OH),3,沉淀溶解，,B,点表示,Al(OH),3,完全溶解。,AB,段完全溶解,Al(OH),3,消耗,NaOH,溶液,0.1 L,，则,Al,3,生成,Al(OH),3,消耗,NaOH,溶液,0.3 L,，沉淀,Mg,2,消耗,NaOH,溶液,0.1 L,，因而,n,(AlCl,3,),n,(MgSO,4,),2,1,，所以,n,(Cl,),D.,n,(H,),n,(Al,3,),n,(Mg,2,),1,1,1,答案,解析,A.,溶液中的阳离子只有,H,、,Mg,2,、,Al,3,练后反思,可溶性铝盐与强碱反应的计算规律,(1),求产物,Al(OH),3,的量,当,3,n,(Al,3,),n,(OH,),4,n,(Al,3,),时，,n,Al(OH),3,4,n,(Al,3,),n,(OH,),；,当,n,(OH,),4,n,(Al,3,),时，,n,Al(OH),3,0,，无沉淀。,(2),求反应物碱的量,若碱不足,(Al,3,未完全沉淀,),：,n,(OH,),3,n,Al(OH),3,；,若碱使生成的,Al(OH),3,部分溶解：,n,(OH,),4,n,(Al,3,),n,Al(OH),3,。,有关镁、铝及其化合物的化工流程题,微专题,11,1,.,从海水中提取镁的流程,(1),流程：,(2),主要化学反应：,制石灰乳：,沉淀,Mg,2,：,Mg,2,Ca(OH),2,=Mg(OH),2,Ca,2,；,制备,MgCl,2,：,Mg(OH),2,2HCl=MgCl,2,2H,2,O,；,2.,工业炼铝的流程,铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界主要以化合态的形式存在于氧化铝中。铝土矿的主要成分是,Al,2,O,3,，此外还含有少量,SiO,2,、,Fe,2,O,3,等杂质，冶炼金属铝很重要的一个过程是,Al,2,O,3,的提纯。由于,Al,2,O,3,是两性氧化物，而杂质,SiO,2,是酸性氧化物，,Fe,2,O,3,是碱性氧化物，因而可设计出两种提纯氧化铝的方案。,方案一：碱溶法,讨论回答下列问题：,(1),写出,两步骤中可能发生反应的离子方程式。,答案,(2),步骤,中不用盐酸,(,或,H,2,SO,4,),酸化的理由是,_,_,。,因为,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；,CO,2,廉价而且生成的副产物,NaHCO,3,用途广泛，经济效益好,答案,(3),步骤,中得到较纯的,Al,2,O,3,，可能含有,_,杂质，在电解时它不会影响铝的纯度的原因：,_,_,。,答案,SiO,2,由于,SiO,2,的熔点很高，在加热到,1 000,左右时不会熔化，因而不影响铝的纯度,方案二：酸溶法,答案,讨论回答下列问题：,(1),写出,中可能发生反应的离子方程式。,答案,Al,2,O,3,6H,=2Al,3,3H,2,O,，,Fe,2,O,3,6H,=2Fe,3,3H,2,O,。,(2),步骤,中不用氨水沉淀,Fe,3,的原因：,_,_,。,答案,Al(OH),3,只能溶于强碱，不能溶于氨水，用氨水不能将,Fe(OH),3,和,Al(OH),3,分离,下列说法中错误的是,A.,中除加试剂外，还需要进行过滤操作,B.a,、,b,中铝元素的化合价相同,C.,中需要通入过量的氨气,D.,进行的操作是加热，而且,d,一定是氧化铝,专题训练,1.(2018,郑州外国语学校高三模拟,),铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝：,答案,解析,1,2,3,解析,反应,后的体系中含有固体二氧化硅，需要过滤除去，反应,后的体系中含有氢氧化铁沉淀，需要过滤除去，,A,正确；,a,、,b,中,Al,元素分别以,AlCl,3,和,NaAlO,2,的形式存在，其中铝元素的化合价都是,3,价，,B,正确；,由,NaAlO,2,制备氢氧化铝需要通入过量的二氧化碳，,C,错误；,由氢氧化铝制备氧化铝，加热即可，,D,正确。,1,2,3,2.,被称为,“,国防金属,”,的镁，,60%,来自海洋，从海水中提取镁的正确方法是,答案,1,2,3,物质,氧化镁,氯化镁,熔点,/,2 852,714,3.2015,广东理综，,32(1)(2)(3)(4),七铝十二钙,(12CaO7Al,2,O,3,),是新型的超导材料和发光材料，用白云石,(,主要含,CaCO,3,和,MgCO,3,),和废,Al,片制备七铝十二钙的工艺如下：,1,2,3,答案,1,2,3,(1),煅粉主要含,MgO,和,_,，用适量,NH,4,NO,3,溶液浸取煅粉后，镁化合物几乎不溶，若滤液,中,c,(Mg,2,),小于,5,10,6,molL,1,，则溶液,pH,大于,_Mg(OH),2,的,K,sp,510,12,；该工艺中不能用,(NH,4,),2,SO,4,代替,NH,4,NO,3,，原因是,_,。,解析,CaO,11,易生成硫酸钙沉淀而导致碳酸钙产率降低,1,2,3,(2),滤液,中的阴离子有,_(,忽略杂质成分的影响,),；若滤液,中仅通入,CO,2,，会生成,_,，从而导致,CaCO,3,产率降低。,答案,1,2,3,解析,Ca(HCO,3,),2,1,2,3,解析,煅粉的主要成分是,CaO,和,MgO,，加入适量,NH,4,NO,3,溶液浸取煅粉后，由于镁化合物几乎不溶，则溶液中溶质主要为生成的,Ca(NO,3,),2,，故滤液,中的主要阴离子为,由于滤液,的,pH,大于,11,，溶液中含有,Ca(NO,3,),2,和少量的,NH,4,NO,3,与,Ca(OH),2,，若仅通入,CO,2,会生成,Ca(HCO,3,),2,，从而导致,CaCO,3,产率降低。,(3),用,NaOH,溶液可除去废,Al,片表面的氧化膜，反应的离子方程式为,_,。,答案,1,2,3,解析,(4),电解制备,Al(OH),3,时，电极分别为,Al,片和石墨，电解总反应方程式为,_,。,探究高考,明确考向,1.(,高考选项组合题,),下列说法正确的是,A.,向硫酸铝溶液中滴加碳酸钠溶液的离子方程式：,2Al,3,3CO=,Al,2,(CO,3,),3,(2017,海南，,6C),B.,泡沫灭火器灭火是利用了,Al,2,(SO,4,),3,和小苏打的反应,(2016,全国卷,，,7A),C.,铝与,Fe,2,O,3,发生铝热反应，反应后固体物质增重,(2014,新课标全国卷,，,9C),D.,氯化铝溶液滴入浓,NaOH,溶液中，产生大量白色沉淀,(2015,全国卷,，,13C),答案,解析,1,2,3,4,解析,A,项，,Al,3,与,在溶液中会发生双水解反应，生成,Al(OH),3,和,CO,2,，,错误；,C,项，铝与氧化铁反应，反应前后都是固体，质量不变，错误；,D,项，忽视了,NaOH,可能过量，,Al(OH),3,能溶于过量,NaOH,溶液，错误。,1,2,3,4,2.(,高考选项组合题,),下列有关铝及其重要化合物的叙述正确的是,A.,制备,Al(OH),3,悬浊液：向,1 molL,1,AlCl,3,溶液中加过量的,6 molL,1,NaOH,溶液,(2015,江苏，,13A),B.,向,Al,2,(SO,4,),3,溶液中加入过量的,NH,3,H,2,O,：,Al,3,4NH,3,H,2,O=,Al(OH),4,(2015,山东理综，,12C),C.,用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化,后的液态铝滴落下来，金属铝的熔点较低,(2015,全国卷,，,10C),D.,将,AlCl,3,加入,Ba(HCO,3,),2,溶液中同时有气体和沉淀产生,(2015,山东理综，,10A),答案,解析,1,2,3,4,解析,A,项，,Al(OH),3,是两性氢氧化物，可以和过量氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，故不能制备氢氧化铝悬浊液，错误；,B,项，,Al(OH),3,只能溶于强碱，不能溶于氨水，错误；,C,项，铝在空气中加热生成氧化铝的熔点较高，所以内部熔化的铝不会滴落，错误；,D,项，,Al,3,与,发生双水解反应，生成,Al(OH),3,沉淀和,CO,2,气体，正确。,1,2,3,4,3.(2016,海南，,14)KAl(SO,4,),2,12H,2,O(,明矾,),是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐,(,主要成分为,Al,，含有少量的,Fe,、,Mg,杂质,),制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题：,答案,解析,1,2,3,4,(1),为尽量少引入杂质，试剂,应选用,_(,填标号,),。,a.HCl,溶液,b.H,2,SO,4,溶液,c.,氨水,d.NaOH,溶液,d,解析,易拉罐的主要成分为,Al,，含有少量的,Fe,、,Mg,杂质，试剂,的作用是将,Al,溶解并除去,Fe,、,Mg,杂质，,HCl,溶液和,H,2,SO,4,溶液均可溶解,Al,及,Fe,、,Mg,杂质，会引入,Fe,2,、,Mg,2,，氨水不溶解,Al,；,NaOH,溶液可溶解,Al,，但不溶解,Fe,、,Mg,杂质，故,d,项符合。,1,2,3,4,(2),易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为,_,_,。,答案,解析,1,2,3,4,解析,选用,NaOH,溶液溶解易拉罐，主要发生反应为,2Al,2NaOH,2H,2,O=2NaAlO,2,3H,2,。,2Al,2NaOH,2H,2,O=,2NaAlO,2,3H,2,(3),沉淀,B,的化学式为,_,；将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是,_,。,答案,解析,1,2,3,4,Al(OH),3,Al,3,水解，使溶液中,H,浓度增大,4.2015,天津理综，,(5),向盛有,10,mL,1,molL,1,NH,4,Al(SO,4,),2,溶液的烧杯中滴加,1,molL,1,NaOH,溶液，沉淀物质的量随,NaOH,溶液体积的变化示意图如下：,答案,解析,1,2,3,4,写出,m,点反应的离子方程式：,_,。,1,2,3,4,若在,NH,4,Al(SO,4,),2,溶液中改加,20 mL 1.2 molL,1,Ba(OH),2,溶液，充分反应后，溶液中产生沉淀的物质的量为,_mol,。,答案,解析,1,2,3,4,0.022,1,2,3,4,Al,3,3OH,=,Al(OH),3,0.01 mol 0.03 mol 0.01 mol,1,2,3,4,课时作业,1.,下列关于铝及其化合物的说法不正确的是,A.Al,既可用于食品包装，也可用作建筑材料,B.Al,2,O,3,既可用来冶炼金属,Al,，也可用作耐火材料,C.,明矾,KAl(SO,4,),2,12H,2,O,既可用作净水剂，也可用作消毒剂,D.Al(OH),3,既可用作治疗胃酸过多的药物，也可用来制备一些铝盐,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析,解析,A,项，金属铝具有良好的延展性，因此铝可以制成铝箔用于食品包装，金属铝也可用作建筑材料，如铝合金门窗等，正确；,B,项，电解熔融的,Al,2,O,3,可冶炼金属,Al,，由于,Al,2,O,3,具有耐高温的性质，也可用作耐火材料，正确；,C,项，明矾,KAl(SO,4,),2,12H,2,O,溶于水后，,Al,3,能发生水解反应，生成的,Al(OH),3,胶体具有吸附作用，可用作净水剂，但,Al(OH),3,并不具有消毒作用，错误；,D,项，,Al(OH),3,与胃酸中的盐酸反应生成氯化铝和水，正确。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,2.(2018,银川第一中学月考,),镁粉是焰火、闪光粉、鞭炮中不可缺少的原料。工业上制造镁粉是将镁蒸气在某种气体中冷却，有下列气体：,空气、,CO,2,、,Ar,、,H,2,、,N,2,，其中可作为冷却气体的是,A.,和,B.,和,C.,和,D.,和,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析,加热时,O,2,、,N,2,、,CO,2,等都能与镁反应。,选项,反应,铝,镁,A,与非金属反应,能被,Cl,2,、,O,2,氧化,能与,N,2,、,O,2,反应,B,与水反应,能与沸水反应,反应很困难,C,与碱反应,能溶于强碱溶液,不反应,D,与某些氧化物反应,能与,Fe,2,O,3,、,MnO,2,、,Cr,2,O,3,等金属氧化物发生铝热反应,能在,CO,2,中燃烧,3.(2017,厦门模拟,),镁铝性质相似，下表中对两者的对比不正确的是,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析,铝能被,Cl,2,、,O,2,氧化，能与某些金属氧化物发生铝热反应，与水反应很不明显，但与强碱溶液反应；,Mg,能在,N,2,、,O,2,、,CO,2,中燃烧，能与沸水反应，但不能与强碱溶液反应。,4.,下列叙述正确的是,A.,向氯化铝溶液中加入过量氨水反应的实质是,Al,3,3NH,3,H,2,O=,Al(OH),3,B.,存在于污水中的重金属离子，常用加入明矾等电解质的方法进行处理,C.,镁铝合金既可完全溶于过量盐酸又可完全溶于过量,NaOH,溶液,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析,B,项中明矾只能使污水中的悬浮物沉降，不能除去重金属离子；,C,项中,Mg,不能溶于,NaOH,溶液；,D,项中,Mg,的金属性比,Al,强，故,Al,与,MgO,不能发生铝热反应。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,5.,下列除去杂质的方法不正确的是,A.,镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥,B.,用过量氨水除去,Fe,3,溶液中的少量,Al,3,C.Al(OH),3,中混有少量,Mg(OH),2,：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，,向滤液中通入过量,CO,2,后过滤,D.MgO,中混有少量,Al,2,O,3,：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、,干燥得到,MgO,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析,Al(OH),3,不溶于氨水，故向含少量,Al,3,的,Fe,3,溶液中加入过量氨水时，,Fe,3,、,Al,3,均转化为氢氧化物沉淀，达不到除杂的目的。,选项,实验现象,结论,A,把相同大小的一块铝和镁分别投入相同浓度的,NaOH,溶液中：铝溶解有气泡放出，而镁没有任何变化,由此得出：铝的金属性比镁强,B,取一块铝箔，用酒精灯点燃：铝箔只熔化成液体而没有脱落,由此得出：铝不易燃烧,C,向氯化铵溶液中投入一铝片：铝片