1、第 2 讲 铝、镁及其重要化合物考纲要求 了解铝、镁及其重要化合物的主要性质和应用。考点一 铝、镁的性质及应用1铝的结构和存在铝位于元素周期表第 3 周期A 族，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、导电性和传热性等，密度较小，质地柔软。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：AlO2常温 形成致密的氧化膜点燃 4Al3O2=点燃 2Al2O32Al3Cl2=点燃 2AlCl3Al酸 氧化性酸遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化非氧化性酸2Al6HCl=2AlCl33H22Al2Na
2、OH6H2O=2NaAl(OH)43H22AlFe2O3=高温 Al2O32Fe(铝热反应)4对比记忆镁的化学性质铝镁 与非金属反应能被 Cl2、O2 氧化2MgO2=点燃 2MgO3MgN2=点燃 Mg3N2与水反应反应很困难能与沸水反应Mg2H2O=Mg(OH)2H2与碱反应能溶于强碱溶液不反应与某些氧化物反应能与 Fe2O3、MnO2、Cr2O3 等金属氧化物发生铝热反应能在 CO2 中燃烧：2MgCO2=点燃 2MgOC5.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。深度思考1正误判断，正确的划“”，错误的划“”(1)铝在自然界中有游离态和化合态两种形式()(2)Mg、
3、Al 在空气中性质稳定，因而都具有很强的抗腐蚀性()(3)MgO 与 Al 粉的混合物也可称为铝热剂()(4)Mg 是活泼金属，而 Al 是两性金属()答案(1)(2)(3)(4)2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好的抗腐蚀性能？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)Al 既能溶于强酸，又能溶于强碱，所以说“Al 既有金属性，又有非金属性”你认为这种说法是否恰当？为什么？答案 不恰当。金属性是指元素的原子失电子的能力，非金属性是指元素的原
4、子得电子的能力。铝不论是与酸反应还是与碱反应，都是失去 3e，化合价升高为3 价，均是还原剂，因而铝具有较强的金属性。(3)铝与酸、碱反应的实质是什么？氧化剂是什么？答案 铝与酸、碱反应的实质都是：Al0失3eAl3，2H得2eH2，只不过碱中的 H来源于水的电离。氧化剂分别为酸和水。(4)镁在空气中充分燃烧，所得固体产物可能有哪些：_(用化学式表示)。答案 MgO、Mg3N2、C3铝热反应的本质是利用铝的还原性，将难熔金属从其氧化物中置换出来，关于铝热反应思考下列问题：(1)是否所有的金属氧化物都能和铝发生铝热反应？答案 否，判断铝热反应能否发生，应首先看金属的活动性。例如 MgO 和 Al
5、 不能发生铝热反应。(2)在铝热反应中，镁条、KClO3 的作用是_。答案 引燃、助燃作用(3)做铝热反应时，应注意哪些事项？答案 要保证纸漏斗重叠时四周均为四层，且内层纸漏斗一定要用水润湿，以防止高温物质从四周溅出，同时损坏纸漏斗。蒸发皿中的细沙要适量，既要防止蒸发皿炸裂，又要防止熔融的液体溅出伤人。实验装置不要距人群太近，应远离易燃物。题组一 对比掌握铝、镁的性质1下列关于铝单质的叙述中正确的是()A由于铝在空气中不会锈蚀，所以铝制品的使用寿命都很长B由于铝具有强还原性，所以常用铝来冶炼某些高熔点金属C常温下，铝被浓硫酸钝化，所以可用浓硫酸除去铝表面的铜镀层D由于铝的导电性能比铜强，所以常
6、用铝制造电线、电缆答案 B解析 铜在加热的条件下才能与浓硫酸反应，加热时浓硫酸能与氧化铝反应；铜的导电性能比铝强。2镁、铝单质的化学性质以相似为主，但也存在某些重大差异性，下列物质能用于证明二者存在较大差异性的是()CO2 盐酸 NaOH 溶液 水ABCD答案 C解析 Al 能与 NaOH 溶液反应而 Mg 不能；Mg 能在 CO2 中燃烧而 Al 不能。熟记铝、镁的特殊化学性质1活泼金属与酸反应是金属的通性，而铝不但能与酸(H)反应，还能够与碱溶液反应，表现出特殊性：2Al2OH6H2O=2Al(OH)43H2。2铝热反应铝和某些金属氧化物反应，将其从氧化物中置换出来，同时放出大量的热，这种
7、反应称为铝热反应，可用于焊接金属、冶炼高熔点贵重金属等。注意 Al 与 MgO 不能发生铝热反应。3Mg 在 CO2 中能够燃烧，所以活泼金属着火不能用干冰灭火器和泡沫灭火器。题组二 铝与酸或碱反应的定量分析3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()A3 molL1 HClB4 molL1 HNO3C8 molL1 NaOHD18 molL1 H2SO4答案 A解析 在镁、铝混合物中加入 HNO3 和浓 H2SO4 都不产生 H2；加入 NaOH 溶液，只有 Al 与之反应生成 H2，而镁不反应；加入盐酸，镁、铝都与盐酸反应生成
8、 H2，所以放出 H2 的量最多。4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 H2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 H2 的体积之比是_。答案 11解析 根据化学方程式：2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2得 Al 与 H2 的关系式均为 2Al3H2，故只要参加反应的 Al 的量相等，所得 H2 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、氢氧化钠溶液中，产生 H2 的体积之比是_。答案 13解析 因为在反应中
9、 Al 过量，产生的 H2 由 HCl 和 NaOH 的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl3H2、2NaOH3H2，故当 HCl、NaOH 物质的量相等时，二者产生 H2 的体积比为13。(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H2 相等，则 HCl 和 NaOH 的物质的量浓度之比是_。答案 31解析 因为铝足量且产生 H2 相等，根据关系式 n(HCl)n(NaOH)31，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)31。(4)甲、乙两烧杯中各盛有 100 mL 3 molL1 的盐酸和
10、 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)12，则加入铝粉的质量为()A5.4 gB3.6 gC2.7 gD1.8 g答案 A解 析 其 反 应 原 理 分 别 为2Al 6HCl=2AlCl3 3H2，2Al 2NaOH 6H2O=2NaAl(OH)43H2。可见当参加反应的 HCl 和 NaOH 的物质的量一样多时，产生 H2 的体积比是 13，而题设条件体积比为 12，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。2Al6HCl =2AlCl33H26 mol3 mol3 molL10.1 L0.15 m
11、ol则 Al 与 NaOH 反应生成的 H2 为 0.15 mol20.3 mol。2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2227 g3 mol54 g0.3 mol即投入的铝粉为 5.4 g。1铝与酸、碱反应生成 H2 的量的关系铝与酸、碱反应的化学方程式分别为 2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH 6H2O=2NaAl(OH)43H2。从化学方程式可以看出 Al 与酸、碱反应时生成 H2 的实质都是 Al失3eAl3，所以无论与酸还是与碱反应，Al 与 H2 的关系都是 2Al3H2。(1)等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气体积比 VHClH2VN
12、aOHH211。(2)足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比 VHClH2VNaOHH213。(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比13 VHClH2VNaOHH211，则必定是 a.铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；b.铝与氢氧化钠反应时，铝不足而氢氧化钠过量。解题时应充分利用上述过量关系。2铝的这种既能与酸(非氧化性酸)又能与强碱反应产生 H2 的性质常作为推断题的“题眼”。题组三 对铝热反应的定性及定量考查5粉末状试样 A 是由等物质的量的 MgO 和 Fe2O3 组成的混合物。进行如下实验：取适量 A 进行铝热反应，产物中有单
13、质 B 生成；另取 20 g A 全部溶于 0.15 L 6.0 molL1 盐酸中，得溶液 C；将中得到的单质 B 和溶液 C 反应，放出 1.12 L(标况)气体，同时生成溶液 D，还残留有固体物质 B；用 KSCN 溶液检验时，溶液 D 不变色。请填空：(1)中引发铝热反应的实验操作是_，产物中的单质 B 是_。(2)中所发生的各反应的化学方程式是_。(3)中所发生的各反应的离子方程式是_。(4)若溶液 D 的体积仍视为 0.15 L，则该溶液中 c(Mg2)为_，c(Fe2)为_。答案(1)加少量 KClO3，插上镁条并将其点燃 Fe(2)Fe2O36HCl=2FeCl33H2O、Mg
14、O2HCl=MgCl2H2O(3)Fe2Fe3=3Fe2、Fe2H=Fe2H2(4)0.67 molL1 2.3 molL1解析 此题将实验操作与元素化合物知识巧妙结合在一起考查，增大了试题的容量，增强了试题的测试能力。(1)铝热反应是指单质 Al 和某些金属氧化物发生的反应，反应过程中放出大量热，但该反应需要较高的温度才能引发。在混合物上加少量 KClO3 固体并插上 Mg 条，点燃 Mg 条后放出热量，使 KClO3 固体分解放出 O2，进一步加剧 Mg 的燃烧，可在短时间内使混合物温度迅速升高，引发反应。发生的反应为 Fe2O32Al=高温 Al2O32Fe，所以产物中单质 B 为 Fe
15、。(2)Fe2O3 和 MgO 都是碱性氧化物，能和酸反应生成盐和水：Fe2O36HCl=2FeCl33H2O、MgO2HCl=MgCl2H2O。(3)混合物中只有 Fe2O3 能和 Al 发生铝热反应，生成 Fe 单质。C 溶液中有反应生成的 FeCl3，还有未反应的 HCl。发生的离子反应为 Fe2H=Fe2H2、Fe2Fe3=3Fe2。(4)假设步骤用去的20 g固体中，MgO的物质的量为x，则Fe2O3的物质的量也为x，则40 gmol1x160 gmol1x20 g，解得：x0.1 mol。根据 MgOMgCl2 的关系，则溶液中 MgCl2 的浓度为 0.1 mol0.15 L0.
16、67 molL1。步骤说明溶液中没有 Fe3，也就是溶质为 FeCl2 和 MgCl2。根据 Cl守恒的关系，可知 MgCl2和 FeCl2 的总的物质的量等于0.15 L6.0 molL120.45 mol，所 以，FeCl2 的浓度为0.45 mol0.1 mol0.15 L2.3 molL1。考点二 铝的重要化合物1氧化铝(1)物理性质：白色固体，难溶于水，有很高的熔点。(2)化学性质2氢氧化铝(1)物理性质白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。(2)化学性质(用化学方程式表示)受热分解：2Al(OH)3=Al2O33H2O。(3)制备向铝盐中加入氨水，离子方程式为 Al33NH3H2
17、O=Al(OH)33NH4。NaAl(OH)4溶液中通入足量 CO2，离子方程式为Al(OH)4CO2=Al(OH)3HCO3。NaAl(OH)4溶液与 AlCl3 溶液混合：3Al(OH)4Al3=4Al(OH)3。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 KAl(SO4)212H2O，它是无色晶体，可溶于水，水溶液 pH7(填“”或“”)。明矾可以净水，其净水的原理是 Al33H2OAl(OH)3(胶体)3H，Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。深度思考1明矾的净水作用与液氯对自来水的消毒作用原理是否相同？答案 不同。明矾净水
18、只能除去水中的悬浮杂质，不能杀菌消毒，而液氯只能杀菌消毒，不能沉淀悬浮的杂质。2在做铝的燃烧实验时，用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热至其熔化，会看到的现象是铝箔熔化，失去光泽，但熔化的铝并不滴落。原因是_。答案 铝箔加热时与 O2 发生反应生成熔点很高的 Al2O3 薄膜，使内部的铝被 Al2O3 包裹着，所以熔化的铝不易滴下3中学化学学习阶段接触到许多既能与酸反应又能与碱反应的物质，除了 Al 及其重要化合物外，你还知道哪些？答案 弱酸的铵盐，如：NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S 等；弱酸的酸式盐，如：NaHCO3、KHS、NaHSO3；氨基酸。题组一 Al2O3 和
19、 Al(OH)3 的两性1将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是()A稀硝酸B稀盐酸C硝酸铜D氢氧化钠答案 C解析 钝化的实质是 Fe、Al 在浓 H2SO4 或浓 HNO3 作用下其表面被氧化成一层致密的氧化物保护膜。由于铝的氧化物 Al2O3 是一种两性氧化物，既可与强酸反应，又可与强碱反应，故 A、B、D 三项皆不符合题意，只有 C 选项中的 Cu(NO3)2 不与 Al2O3 反应，故不可能与钝化的铝条发生反应。2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 Fe3溶液中的少量 Al3CAl(OH)3
20、 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CO2 后过滤DMgO 中混有少量 Al2O3：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、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溶液中加入过量氨水时，Fe3、Al3均转化为氢氧化物沉淀，达不到除杂的目的。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)2Al(OH)3：加足量 NaOH 溶液
21、；(4)Mg2(Al3)：加过量 NaOH 溶液，过滤，再加酸充分溶解。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 CO2 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ABCD答案 B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 NaAl(OH)4制备Al(OH)3，若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
22、%H2SO4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 W1、W2、W3。三种实验方案如下：甲：铝加 NaOH 溶液加 H2SO4 溶液W1 g Al(OH)3乙：铝加 H2SO4 溶液加 NaOH 溶液W2 g Al(OH)3丙：铝加H2SO4溶液铝加NaOH溶液 W3 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，W1、W2、W3 其 质 量 由 大 到 小 的 顺 序 是_。(3)制得 Al(OH)3 的
23、最大质量是_。答案(1)丙(2)W3W1W2(3)520 g制取 Al(OH)3 一般不用强酸或强碱，因为强酸、强碱都能溶解生成的 Al(OH)3，而不易控制酸、碱的用量。一般用氨水或 CO2 制取，也可用 Al3、Al(OH)4的双水解反应制取。题组三 有关 Al3、Al(OH)4的离子反应5常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是()A无色溶液中：ClO、MnO4、Al3、KB1.0 molL1 的 NaAl(OH)4溶液中：Cl、HCO3、K、Ca2C在强碱性环境中：Al(OH)4、SiO23、Na、KD能使甲基橙显红色的溶液中：NH4、Al(OH)4、Na答案 C解析 A 项 M
24、nO4 有颜色，ClO与 Al3可发生双水解反应；B 项中 HCO3 Al(OH)4=Al(OH)3CO23 H2O；D 项中，酸性条件下Al(OH)4不能大量存在。6下列离子方程式书写正确的是()A向氯化铝溶液中通入过量氨气：4NH3Al34H2O=Al(OH)44NH4B将铝片打磨后置于 NaOH 溶液中：Al4OH=Al(OH)3H2C向明矾溶液中加入过量的 Ba(OH)2 溶液：Al32SO24 2Ba24OH=Al(OH)42BaSO4D向 NaAl(OH)4溶液中通入足量 CO2：2Al(OH)4CO2=2Al(OH)3CO23 H2O答案 C解析 A 项，氨水不能溶解 Al(OH
25、)3；B 项，电荷不守恒，产物也不是 Al(OH)3；D 项，通足量 CO2 时，应生成 HCO3。1离子共存问题(1)Al3水解呈酸性，与 OH、Al(OH)4、CO23(HCO3)、S2等不能大量共存。(2)Al(OH)4水解呈碱性，与 H、HCO3、Al3、Fe3等不能大量共存。2含 Al3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、NH4、Mg2、Al3的混合溶液中逐滴加入 NaOH 溶液，NaOH 先与 H反应，再与 Mg2、Al3反应生成沉淀，再与NH4 反应，最后才溶解 Al(OH)3 沉淀。考点三 用数形结合思想理解 Al3、Al(OH
26、)3、Al(OH)4之间的转化关系1Al3、Al(OH)3、Al(OH)4之间的转化关系写出上述转化的离子方程式。答案(1)Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4Al33Al(OH)4=4Al(OH)3Al33OH=Al(OH)3(2)Al(OH)33H=Al33H2O(3)Al34OH=Al(OH)4(4)Al(OH)44H=Al34H2O(5)Al(OH)4CO2=Al(OH)3HCO3Al(OH)4H=Al(OH)3H2O(6)Al(OH)3OH=Al(OH)42与 Al(OH)3 沉淀生成有关的图像分析(1)把强碱溶液逐滴加入到铝盐(Al3)溶液中至过量现象：先有白色沉淀产生，然
27、后沉淀逐渐溶解。图像有关反应：AB：Al33OH=Al(OH)3BD：Al(OH)3OH=Al(OH)4(2)把铝盐(Al3)溶液逐滴加入到强碱溶液中至过量现象：先无明显现象，反应一段时间后逐渐产生大量的白色沉淀。图像有关反应：AB：Al34OH=Al(OH)4BC：Al33Al(OH)4=4Al(OH)3(3)把强酸溶液逐滴加入到Al(OH)4溶液中至过量现象：先生成白色沉淀，然后沉淀逐渐溶解。图像有关反应：AB：Al(OH)4H=Al(OH)3H2OBD：Al(OH)33H=Al33H2O(4)向强酸溶液中逐滴加入Al(OH)4溶液至过量现象：先无明显现象，反应一段时间后逐渐产生白色沉淀。
28、图像有关反应：AB：4HAl(OH)4=Al34H2OBC：Al33Al(OH)4=4Al(OH)3(5)往等物质的量的 AlCl3、MgCl2 混合溶液中加入 NaOH 溶液至过量现象：开始出现白色沉淀，后沉淀量增多，最后沉淀部分溶解。图像有关反应：OA：Al33OH=Al(OH)3，Mg22OH=Mg(OH)2AB：Al(OH)3OH=Al(OH)4深度思考1下列各项操作中，能出现“先产生沉淀，然后沉淀又溶解”现象的是_。向饱和碳酸钠溶液中通入过量的 CO2向 NaAl(OH)4溶液中逐滴加入过量的稀盐酸向 AlCl3 溶液中逐滴加入过量稀氢氧化钠溶液向硅酸钠溶液中逐滴加入过量的盐酸答案
29、解析 中 Na2CO3 与 CO2、H2O 反应生成 NaHCO3，由于 Na2CO3 的溶解度比 NaHCO3 的大，因而只会产生沉淀；NaAl(OH)4中加入稀盐酸，开始时产生白色沉淀 Al(OH)3，当盐酸过量时，Al(OH)3 又溶于盐酸；向 AlCl3 溶液中加入 NaOH 溶液，开始时产生白色沉淀 Al(OH)3，当 NaOH 过量时，Al(OH)3 又溶于 NaOH；只会生成 H2SiO3 沉淀。2下列各组物质的无色溶液，不用其他试剂即可鉴别的是_。NaOH、AlCl3 NaHCO3、H2SO4NaAl(OH)4、NaHSO4 Na2CO3、HClNa2CO3、NaHCO3、Ca
30、(OH)2答案 解析 都使用互滴法，两次操作应产生不同的现象。向含 Al3的溶液中滴加 NaOH 溶液：先生成白色沉淀，后沉淀又逐渐溶解；向 NaOH 溶液中滴加含 Al3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 NaHCO3 滴入 H2SO4 中还是 H2SO4 滴入 NaHCO3 中都会立即产生气泡，现象相同，无法鉴别。NaHSO4=NaHSO24，溶液显强酸性。向 NaAl(OH)4溶液中滴加 NaHSO4：开始出现白色沉淀后沉淀逐渐溶解；向 NaHSO4 溶液中滴加 NaAl(OH)4溶液：开始无现象，后出现白色沉淀。现象不同，可以鉴别。向
31、Na2CO3 溶液中滴加盐酸：开始无现象，后产生气泡；向盐酸中滴加 Na2CO3 溶液：立即产生气泡。现象不同，可以鉴别。无论是 NaHCO3 还是 Na2CO3 加到 Ca(OH)2 中都会产生白色沉淀，无法鉴别。题组一 Al3、Al(OH)4形成 Al(OH)3 图像的综合分析1如图表示 AlCl3 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 Al3的物质的量的变化Bx 表示 AlCl3 的物质的量C线表示 Al(OH)3 的物质的量的变化D线表示Al(OH)4的物质的量的变化答案 B解析 AlCl3 溶液与 NaOH 溶液混合有两种方式：向 Al
32、Cl3 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 31，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AlCl3 溶液，开始没有沉淀，后有沉淀生成，与本题图示情况不符。2下列曲线图(纵坐标为沉淀的量，横坐标为加入物质的量)与对应的选项相符合的是()A向 1 L 浓度均为 0.1 molL1 的 Ba(OH)2、NaAl(OH)4混合溶液中加入 0.1 molL1 的稀H2SO4B向 1 L 浓度分别为 0.1 molL1 和 0.3 molL1 的 AlCl3、NH4
33、Cl 的混合溶液中加入 0.1 molL1 的稀 NaOH 溶液C向烧碱溶液中滴加明矾溶液D向 AlCl3 溶液中滴加过量氨水答案 A解析 A 项，Ba(OH)2 和 NaAl(OH)4中加入 H2SO4，发生的反应依次为 Ba22OH2HSO24=BaSO42H2O、Al(OH)4H=Al(OH)3H2O、Al(OH)33H=Al33H2O，所以加 1 L H2SO4 时，Ba(OH)2 反应完，再加 0.5 L H2SO4 时Al(OH)4参加反应，再加 1.5 L H2SO4 时，Al(OH)3 全部溶解，A 正确；B 项，向 1 L 浓度分别为 0.1 molL1 和 0.3 molL
34、1 的 AlCl3、NH4Cl 的混合溶液中加入 0.1 molL1 的 NaOH 溶液，发生的反应依次是 Al33OH=Al(OH)3、OHNH4=NH3H2O、Al(OH)3OH=Al(OH)4，所以沉淀 Al3和溶解 Al(OH)3 所用 NaOH 的量之比为 31，而图像上看到的是 11，B 错误；C 项，向烧碱溶液中滴加明矾溶液，发生的反应依次是 Al34OH=Al(OH)4、Al33Al(OH)4=4Al(OH)3，C 错误；D 项，AlCl3 溶液中滴加过量氨水，沉淀不会溶解，D 错误。突破 Al(OH)3 沉淀图像三个秘诀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。
35、2掌握 Al3、Al(OH)3、Al(OH)4三者之间的转化比例：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)21。图 B 中，若已知原溶液中含有 Mg2。则可推出：n(Mg2)n(Al3)11。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)211。题组二 Al3形成 Al(OH)3 的简单计算3向 30 mL 1 molL1 的 AlCl3 溶液中逐渐加入浓度为 4 molL1 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()A3 mLB7.5 mLC15 mLD
36、17.5 mL答案 B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(AlCl3)0.03 mol，nAl(OH)30.01 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，二是氢氧化钠过量。当碱的量不足时，则 V(NaOH)0.0134L0.007 5 L7.5 mL；当碱过量时，则 V(NaOH)0.0340.014L0.027 5 L27.5 mL。4现有 AlCl3 和 MgSO4 混合溶液，向其中不断加入
37、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 SO24 的物质的量之比为()A13B23C61D31答案 C解析 OA 上升的直线表示 Al(OH)3 和 Mg(OH)2 一起沉淀，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 0.1 L，则 Al3生成Al(OH)3 消耗 NaOH 0.3 L，沉淀 Mg2消耗 NaOH 0.1 L，因而 n(AlCl3)n(MgSO4)21，所以，n(Cl)n(SO24)61。可溶性铝盐与强碱反应的计算规律1求产物 Al(OH)3
38、 的量(1)当 n(OH)3n(Al3)时，nAl(OH)313n(OH)；(2)当 3n(Al3)n(OH)4n(Al3)时，nAl(OH)34n(Al3)n(OH)；(3)当 n(OH)4n(Al3)时，nAl(OH)30，无沉淀。2求反应物碱的量(1)若碱不足(Al3未完全沉淀)，n(OH)3nAl(OH)3；(2)若碱使生成的 Al(OH)3 部分溶解，n(OH)4n(Al3)nAl(OH)3。考点四 化工生产中镁、铝及其化合物的转化关系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：CaCO3=高温 CaOCO2、CaOH2O=Ca(OH)2；沉淀 Mg2：Mg22C
39、a(OH)2=Mg(OH)2Ca2；制备 MgCl2：Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O；电解 MgCl2：MgCl2(熔融)=通电 MgCl2。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形式存在于氧化铝中。铝土矿的主要成分是 Al2O3，此外还含有少量 SiO2、Fe2O3 等杂质，冶炼金属铝很重要的一个过程是 Al2O3的提纯。由于 Al2O3 是两性氧化物，而杂质 SiO2 是酸性氧化物，Fe2O3 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 Al2O32OH3H2O=
40、2Al(OH)4，SiO22OH=SiO23 H2OAl(OH)4CO2=Al(OH)3HCO3，SiO23 2CO22H2O=H2SiO32HCO3(2)步骤中不用盐酸(或 H2SO4)酸化的理由是_。答案 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 廉价而且生成的副产物 NaHCO3 用途广泛，经济效益好(3)步骤中得到较纯的 Al2O3，可能含有_杂质，在电解时它不会影响铝的纯度的原因：_。答案 SiO2 由于 SiO2 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：酸溶法讨论回答下列问题：(1)写出、中可
41、能发生反应的离子方程式。答案 Al2O36H=2Al33H2O，Fe2O36H=2Fe33H2OAl34OH=Al(OH)4，Fe33OH=Fe(OH)3(2)步骤中不用氨水沉淀 Fe3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 分离题组一 铝的提炼过程1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：铝土矿 盐酸a 过量NaOHb,c,d 通电,Al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Ba、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
42、铝答案 C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 AlCl3 和 NaAl(OH)4形式存在，其中铝的化合价都是3 价，B 正确；由 NaAl(OH)4制备氢氧化铝需要通入过量二氧化碳，C错误；由氢氧化铝制备氧化铝，加热即可，D 正确。2工业上用某种氧化铝矿石(含 Fe2O3 杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：对上述流程中的判断正确的是()A试剂 X 可以为氨水，沉淀中含有铁的化合物BCO2 可以用 H2SO4 溶液或稀盐酸代替C反应中的反应为 CO2Al(OH)4=Al(OH)3HCO3D工业上
43、还可采用 Fe 还原 Al2O3 的方法制 Al，成本更低答案 C解析 A 项试剂 X 应为强碱溶液，使 Al2O3 溶解；B 项若用强酸代替 CO2，强酸过量时，Al(OH)3会溶解，不能保证生成 Al(OH)3 沉淀；D 项因 Al 比 Fe 活泼，不能用 Fe 置换 Al。题组二 镁及其重要化合物转化关系的应用3 MgSO47H2O 是一种重要的化工原料。某研究性学习小组设计了利用菱镁矿石(主要成分是 MgCO3，并含有 MnCO3、SiO2 杂质)制取 MgSO47H2O 的实验，流程如下。(1)第步研磨的目的是_，所得滤液主要含_、_等溶质。(2)第步反应的离子方程式为_。(3)第步
44、浓缩结晶后，要经过_、洗涤、干燥等步骤才可得到 MgSO47H2O，洗涤沉淀的基本操作是_。(4)若制得 MgSO47H2O 质量为 82.00 g，测得 MnO2 质量为 1.74 g，且测得第步滤渣质量为4.70 g，忽略各物质在溶液中的溶解损失，可计算出菱镁矿石中 MgCO3 的质量分数为_。答案(1)使溶解充分并加快溶解速率 MgSO4 MnSO4(2)Mn2ClOH2O=MnO2Cl2H(3)过滤 将沉淀置于过滤器中，加蒸馏水至刚好浸没沉淀，待水流尽，重复 23 次(4)80%解析(1)研磨可增大固体的表面积，使被溶物充分溶解并使溶解速率加快。菱镁矿石与稀硫酸反应，MgCO3、MnC
45、O3 会转变为 MgSO4、MnSO4。(2)根据流程图，加入 NaClO 溶液，MnSO4转变为 MnO2。根据得失电子守恒和元素守恒即可写出第步反应的离子方程式：Mn2ClOH2O=MnO2Cl2H。(3)第步浓缩结晶后要经过过滤、洗涤、干燥才能得到MgSO47H2O 晶体。洗涤沉淀时要注意加水不能过多，且不能用玻璃棒搅拌，还要重复 23次。(4)根据题中信息可求得 MgCO3、MnCO3 的质量分别是 28.00 g、2.30 g，则菱镁矿石中MgCO3 的质量分数为28.00 g28.00 g2.30 g4.70 g100%80%。解答化工流程题的基本方法1明确目的，提取有用信息通过阅
46、读题头，明确生产目的制备什么物质，找到制备物质时所需的原料及所含杂质，提取出所给的相关信息反应的化学方程式、物质的稳定性和溶解性等。2分析流程，弄清各步作用对比分析流程图中的一种物质(原料)与最后一种物质(产品)，找出原料与产品之间的关系，联系问题有针对性地思考：原料转化为产品的过程中依次进行了什么反应？每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物？杂质是否要除去，采用什么操作方法除去？3看清问题，准确规范作答这一步很关键，答题时要看清问题，不能答非所问，要注意语言表达的科学性和准确性，如分清是要求回答实验操作名称还是具体操作步骤。探究高考 明确考向1下列关于铝及其化合物的叙述正确的是()A铝罐
47、可久盛食醋(2014福建理综，6C)B氢氧化铝可作胃酸的中和剂(2014四川理综，1D)C明矾用作净水剂不涉及化学变化(2014重庆理综，1A)D铝与 Fe2O3 发生铝热反应，反应后固体物质增重(2014新课标全国卷，9C)答案 B解析 铝罐容易受食醋中的醋酸腐蚀而破裂，无法久盛食醋，A 错；明矾用作净水剂是利用Al3水解生成的氢氧化铝胶体的吸附性，涉及化学变化，C 错；铝与氧化铁反应，反应前后都是固体，质量不变，D 错。2下列关于铝及其化合物的离子方程式不正确的是()AAlCl3 溶液中加入过量稀氨水：Al33NH3H2O=Al(OH)34NH4(2014四川理综，3C改编)B向 NaAl
48、O2 溶液中通入过量 CO2 制 Al(OH)3：CO2AlO2 2H2O=Al(OH)3HCO3(2014江苏，7D)CAl 片溶于 NaOH 溶液中，产生气体：2Al2OH2H2O=2AlO2 3H2(2014北京理综，9D)D明矾溶液中滴入 Ba(OH)2 溶液使 SO24 恰好完全沉淀：2Ba23OHAl32SO24=2BaSO4Al(OH)3(2013大纲全国卷，11D)答案 D解析 氢氧化铝不能溶于氨水，A 对；偏铝酸钠溶液中通入 CO2 气体生成氢氧化铝和碳酸氢钠，B 正确；SO24 恰好完全沉淀时，Al3与 OH的物质的量之比为 14，应生成 AlO2，D 错。3(2014北京
49、理综，7)下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是()AKBNaCFeDAl答案 D解析 金属铝在空气中表面会形成一层致密的氧化膜保护层，防止内层的金属进一步被氧化，D 正确。K、Na、Fe 表面形成的氧化膜比较疏松，不能保护内层金属，A、B、C 错误。4(2014安徽理综，13)室温下，在 0.2 molL1 Al2(SO4)3 溶液中，逐滴加入 1.0 molL1 NaOH溶液，实验测得溶液 pH 随 NaOH 溶液体积变化曲线如下图，下列有关说法正确的是()Aa 点时，溶液呈酸性的原因是 Al3水解，离子方程式为 Al33OHAl(OH)3Bab 段，溶液 pH 增
50、大，Al3浓度不变Cbc 段，加入的 OH主要用于生成 Al(OH)3 沉淀Dd 点时，Al(OH)3 沉淀开始溶解答案 C解析 A 项，Al2(SO4)3 为强酸弱碱盐，Al3水解使溶液显酸性，离子方程式应为 Al33H2OAl(OH)33H，错误；B 项，ab 段，加入 NaOH 消耗 H，使 Al33H2OAl(OH)33H反应正向进行，Al3的浓度减小，错误；C 项，bc 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，cd 过程中，pH 变化较大，说明发生了反应：Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O，所以 c 点以后 Al(OH)3 开始溶解
51、，错误。5(2014上海，22 改编)已知：2NaAl(OH)4CO22Al(OH)3Na2CO3H2O。向含 2 molNaOH、1 mol Ba(OH)2、2 mol NaAl(OH)4的混合溶液中慢慢通入 CO2，则通入 CO2 的量和生成沉淀的量的关系不正确的是()选项ABCDn(CO2)(mol)2346n(沉淀)(mol)1232答案 B解析 向含 2 mol NaOH、1 mol Ba(OH)2、2 mol NaAl(OH)4的混合溶液中慢慢通入 CO2 发生反应依次为2NaOH CO2 Na2CO3 H2O2 mol1 mol1 molBa(OH)2 CO2 BaCO3H2O1
52、 mol1 mol1 mol2NaAl(OH)4CO22Al(OH)3Na2CO3H2O2 mol1 mol2 mol1 molNa2CO3CO2 H2O2NaHCO31 mol1 molBaCO3CO2H2OBa(HCO3)21 mol1 mol当通入 2 mol CO2 时，生成 1 mol BaCO3 沉淀；当通入 3 mol CO2 时，生成 1 mol BaCO3 沉淀和 2 mol Al(OH)3 沉淀；当通入 4 mol CO2 时，生成 1 mol BaCO3 沉淀和 2 mol Al(OH)3 沉淀；当通入 5 mol CO2 时，生成 2 mol Al(OH)3 沉淀；当通
53、入 6 mol CO2 时，BaCO3 已完全反应，Al(OH)3 量不变，即仍为 2 mol 沉淀。62014天津理综，7(3)已知：化合物MgOAl2O3MgCl2AlCl3类型离子化合物离子化合物离子化合物共价化合物熔点/2 8002 050714191工业制镁时，电解 MgCl2 而不电解 MgO 的原因是_；制铝时，电解 Al2O3 而不电解 AlCl3 的原因是_。答案 MgO 的熔点高，熔融时耗费更多资源，增加生产成本 AlCl3 是共价化合物，熔融态难导电7(2014江苏，16)烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含 Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝Al
54、2(SO4)x(OH)62x溶液，并用于烟气脱硫研究。(1)酸浸时反应的化学方程式为_；滤渣的主要成分为_(填化学式)。(2)加 CaCO3 调节溶液的 pH 至 3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使 Al2(SO4)3 转化为Al2(SO4)x(OH)62x。滤渣的主要成分为_(填化学式)；若溶液的 pH偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低，其原因是_(用离子方程式表示)。(3)上述流程中经完全热分解放出的 SO2 量总是小于吸收的 SO2 量，其主要原因是_；与吸收 SO2 前的溶液相比，热分解后循环利用的溶液的 pH 将_(填“增大”“减小”或“不变”)。答案(1)Al2O33H2SO4
55、=Al2(SO4)33H2O SiO2(2)CaSO4 3CaCO32Al33SO24 3H2O=2Al(OH)33CaSO43CO2(3)溶液中的部分 SO23 被氧化成 SO24 减小解析(1)酸浸时能与 H2SO4 反应的是 Al2O3，H2SO4 与 Al2O3 反应生成盐和水，SiO2 不和 H2SO4反应，成为滤渣。(2)CaCO3 和溶液中的 H2SO4 反应生成 CaSO4；如果 pH 偏高，一部分 Al3会转化为 Al(OH)3沉淀，离子方程式为 3CaCO32Al33SO24 3H2O=2Al(OH)33CaSO43CO2。(3)热分解时，一部分亚硫酸盐被氧化为硫酸盐，不能
56、分解成为 SO2；SO2 溶于水生成 H2SO3，会中和溶液中的部分 OH，使溶液的 pH 减小。练出高分1下列叙述正确的是()A铝制容器可盛装热的浓硫酸B镁的金属性比铝的金属性强C氢氧化铝能溶于过量氨水D镁在空气中燃烧生成的固体只有 MgO答案 B解析 铝与热的浓硫酸发生反应；氢氧化铝不能溶于氨水；镁在空气中燃烧生成的固体有MgO、Mg3N2 和 C。2铝是一种低毒金属元素，它并非人体需要的微量元素，食用后不会导致急性中毒，但食品中铝的含量超过国家标准就会对人体造成危害。下列关于铝元素的说法正确的是()A铝在空气中不易氧化是因为其性质不活泼B氢氧化铝可与胃酸反应，常用作中和胃酸的药物C明矾可
57、用于饮用水的杀菌消毒D硫酸铝铵常用作面粉膨化剂，该物质不溶于水答案 B解析 A 项中铝在空气中会与 O2 反应生成致密的氧化物薄膜；C 项中明矾溶于水生成氢氧化铝胶体，具有吸附色素和杂质的性能，通常用作净水剂，但不能用于杀菌消毒；D 项中铵盐都溶于水。3下列物质中既能跟稀硫酸反应，又能跟氢氧化钠溶液反应的是()NaHCO3(NH4)2SO3 Al2O3 Al(OH)3AlA全部B只有C只有D只有答案 A解析 弱酸的酸式盐、弱酸弱碱盐、Al、Al2O3、Al(OH)3 等物质既可与强酸反应又可与强碱反应，故选 A。4相同质量的下列物质分别与等浓度的 NaOH 溶液反应，至体系中均无固体物质时，消
58、耗碱量最多的是()AAlBAl(OH)3CAlCl3DAl2O3答案 A解析 假设上述四种物质均为 1 g，则物质的量分别为 127 mol、178 mol、1133.5 mol、1102 mol，完全溶解转化为 NaAl(OH)4时，所需 NaOH 的物质的量分别为 127 mol、178 mol、(1133.54)mol 133.4 mol、(11022)mol 151 mol，所以选 A。5有一块镁铝合金，其中镁与铝的质量比是 89。加入足量稀 H2SO4 使其完全溶解后，再加入 NaOH 溶液，生成沉淀的质量随 NaOH 溶液体积变化的曲线如下图，其中正确的是()答案 A解析 镁与铝的
59、质量比是 89，则物质的量之比是 11，NaOH 溶液过量后 Al(OH)3 完全溶解，只有 Mg(OH)2，B 错；等物质的量的 Mg(OH)2 与 Al(OH)3 的质量之比是 5878，即剩余的 Mg(OH)2 的质量小于沉淀最大质量的12，排除 C、D，故选 A。6甲、乙两烧杯中分别装有相同体积、相同 pH 的氨水和 NaOH 溶液，各加入 10 mL 0.1 molL1 AlCl3 溶液，两烧杯中都有沉淀生成。下列判断正确的是()A甲中沉淀一定比乙中的多B甲中沉淀可能比乙中的多C甲中沉淀一定比乙中的少D甲中和乙中的沉淀一定一样多答案 B解析 若 AlCl3 过量，由于相同体积、相同
60、pH 的氨水比 NaOH 提供的 OH物质的量大，所以甲比乙生成的 Al(OH)3 沉淀多；若 AlCl3 电离出的 Al3与氨水或 NaOH 溶液电离出的 OH恰好完全反应，生成沉淀的量相等；若 AlCl3 少量，由于在 NaOH 溶液中生成的 Al(OH)3可继续与 NaOH 反应而溶解，乙中的沉淀量小于甲。7某溶液中可能含有 H、NH4、Mg2、Al3、Fe3、CO23、SO24、NO3 中的几种。若加入锌粒，产生无色无味的气体；若加入 NaOH 溶液，产生白色沉淀，且产生的沉淀量与加入 NaOH 的物质的量之间的关系如图所示。则下列说法正确的是()A溶液中的阳离子只有 H、Mg2、Al
61、3B溶液中 n(NH4)0.2 molC溶液中一定不含 CO23，可能含有 SO24 和 NO3Dn(H)n(Al3)n(Mg2)111答案 B解析 由知溶液中一定含有 H，一定没有 CO23、NO3，由及图像知溶液中一定含有 Mg2、Al3和 NH4，且 n(NH4)0.7 mol0.5 mol0.2 mol，n(H)0.1 mol，n(Al3)0.8 mol0.7 mol0.1 mol，沉淀 Al3、Mg2共消耗 0.4 mol OH，其中沉淀 Al3消耗 0.3 mol OH，沉淀 Mg2消耗 0.1 mol OH，根据 Mg22OH，可得 n(Mg2)0.05 mol，故只有选项 B
62、正确。8从海水中提取镁，可按如下步骤进行：把贝壳制成石灰乳；在引入的海水中加入石灰乳，沉降、过滤、洗涤沉淀物；将沉淀物与盐酸反应，结晶过滤、在 HCl 气体氛围中干燥产物；将得到的产物熔融电解得到镁。下列说法不正确的是()A此法的优点之一是原料来源丰富B第步电解时阴极产生氯气C步骤的目的是从海水中提取 MgCl2D以上提取镁的过程中涉及化合、分解和复分解反应答案 B解析 电解熔融的 MgCl2 时，阴极产生镁，阳极产生氯气，B 错。9某无色透明溶液与铝反应放出氢气，该溶液中可能含有 Mg2、Cu2、Ba2、H、Ag、SO24、SO23、HCO3、OH、NO3 十种离子中的若干种，下列推断正确的
63、是()A当溶液中有 Al3生成时，溶液中可能存在：SO24、NO3、H、Mg2B当溶液中有 Al3生成时，溶液中一定存在：H、SO24；可能存在 Mg2C当溶液中有Al(OH)4生成时，溶液中一定存在：OH、Ba2、NO3D当溶液中有Al(OH)4生成时，溶液中可能存在：OH、Ba2、NO3、SO23答案 B解析 据题意可知溶液中一定不含有 Cu2、HCO3。当溶液中有 Al3生成时，原溶液中含有 H，不含有 NO3(产生的气体为 NO)、SO23、OH，据电中性原理知其中必定含有 SO24，于是不能存在 Ba2、Ag，可能含有 Mg2，A 项错误，B 项正确；当溶液中有Al(OH)4生成时，
64、原溶液含有 OH，肯定没有 H、Ag、Mg2，据电中性原理知其中必定含有 Ba2，于是不能存在 SO23、SO24，可能含有 NO3，C、D 项错误。10将一定质量的 Mg 和 Al 的混合物投入 250 mL 2.0 molL1 的稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。待反应完全后，向所得溶液中加入 NaOH 溶液，生成沉淀的物质的量与加入 NaOH溶液体积的关系如图所示。则下列说法正确的是()A当加入氢氧化钠溶液的体积为 20 mL 时，溶液的 pH 等于 7B当加入氢氧化钠溶液的体积为 20 mL 时，溶液中的溶质只有硫酸镁和硫酸铝CNaOH 溶液的物质的量浓度为 5 molL1D生成的 H
65、2 在标准状况下的体积为 11.2 L答案 C解析 从图像可以看出加入的 NaOH 溶液先将过量的 H2SO4 中和，此时溶液中的溶质为MgSO4、Al2(SO4)3 和 Na2SO4，但是此时因 Al3、Mg2水解使溶液呈酸性，A、B 项错误；当加入 NaOH 溶液的体积为 200 mL 时，此时溶质只有 Na2SO4，根据元素守恒，可得 n(NaOH)2n(H2SO4)，c(NaOH)0.2 L22.0 molL10.25 L，则 c(NaOH)5 molL1，C 项正确；用于生成氢气的硫酸的物质的量为 0.18 L5 molL120.45 mol，即 H2 的物质的量，标况下氢气的体积为
66、 0.45 mol22.4 Lmol110.08 L，D 项错误。11A、B、C、D、E 五种化合物均含有某种短周期常见元素，它们的转化关系如图所示，其中 A 的溶液为澄清溶液，C 为难溶于水的白色固体，E 则易溶于水，取 A 的溶液灼烧，焰色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃)。(1)写出化学式：A_，B_，C_，D_，E_。(2)写出下列反应的离子方程式：AB：_；AD：_。答案(1)KAl(OH)4 Al(OH)3 Al2O3 AlCl3 NaAl(OH)4(2)Al(OH)4CO2=Al(OH)3HCO3Al(OH)44H=Al34H2O解析 在短周期元素形成的化合物中，既能与盐酸反应，又能
67、与 NaOH 溶液反应的物质必为两性物质，又因为 B 受热时转化为 C，故可知 C 为 Al2O3，B 为 Al(OH)3，由此推出 D 是 AlCl3，A 与过量 CO2 反应生成 Al(OH)3，且 A 的溶液的焰色反应为浅紫色，则 A 为 KAl(OH)4，E为 NaAl(OH)4。12如图所示为一定量 AlCl3 溶液中加入 NaOH 溶液后，产生 Al(OH)3 白色沉淀的质量与 NaOH的物质的量之间的关系曲线。请回答下列问题：(1)A 点时已参加反应的 AlCl3 和 NaOH 的物质的量之比为_。(2)AB 段曲线所表示的反应的离子方程式为_。(3)向B处 生 成 的 溶 液
68、中 通 入 二 氧 化 碳，可 观 察 到 的 现 象 是_。(4)向含有 0.1 mol NH4Al(SO4)2 溶液中逐滴加入 5 molL1 NaOH 溶液，开始发现溶液中出现白色沉淀并逐渐增多；一段时间后有刺激性气味的气体逸出；最后白色沉淀逐渐减少并最终消失。请在下图中画出生成沉淀的物质的量与加入 NaOH 溶液体积的关系示意图。答案(1)13(2)Al(OH)3OH=Al(OH)4(3)生成白色沉淀(4)13(2013大纲全国卷，29)铝是一种应用广泛的金属，工业上用 Al2O3 和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。铝土矿的主要成分是 Al2O3 和 SiO2 等。从铝土矿中
69、提炼 Al2O3 的流程如下：以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下：回答下列问题：(1)写出反应 1 的化学方程式_。(2)滤液中加入 CaO 生成的沉淀是_，反应 2 的离子方程式为_。(3)E 可作为建筑材料，化合物 C 是_，写出由 D 制备冰晶石的化学方程式_。(4)电解法制铝的化学方程式是_，以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成分是_。答案(1)2NaOHSiO2=Na2SiO3H2O、2NaOHAl2O3=2NaAlO2H2O(2)CaSiO3 2AlO2 CO23H2O=2Al(OH)3CO23(或 AlO2 CO22H2O=Al(OH)3HCO3)(3)浓 H2S
70、O4 12HF3Na2CO32Al(OH)3=2Na3AlF63CO29H2O(4)2Al2O3=高温通电，Na3AlF64Al3O2 O2、CO2(CO)解析 结合 Al2O3、SiO2 与 NaOH 溶液反应后产物的性质来分析流程图一，根据萤石和纯碱为原料制取冰晶石来分析流程图二，充分利用质量守恒等来书写化学方程式。(1)在加入 NaOH 溶液时，Al2O3 和 SiO2 都能与 NaOH 反应，分别生成 NaAlO2 和 Na2SiO3。(2)加入 CaO 后，SiO23 与 Ca2结合生成难溶物 CaSiO3；滤液中主要含有 AlO2，通入 CO2 后生成沉淀 Al(OH)3，煅烧后生
71、成 Al2O3。(3)萤石能与浓硫酸反应生成 CaSO4 和 HF 气体；HF、Na2CO3、Al(OH)3 三者没有发生氧化还原反应，根据质量守恒定律可写出化学方程式。(4)电解 Al2O3 制取金属铝，加入的冰晶石为助熔剂；阳极产生的 O2 能与石墨电极反应生成 CO2(可能含有 CO)。14镁在空气中燃烧除生成 MgO 外，还可能生成 Mg3N2。某校化学兴趣小组的同学利用镁在空气中燃烧后的固体(不含单质)进行实验，探究其组成。(1)甲组同学取一定量燃烧后的固体投入水中，得到了一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，该气体的化学式为_，说明固体中含有 Mg3N2，生成该气体的化学方程式为_
72、。(2)乙组同学为测定 Mg3N2 的含量，用下图所示装置进行实验，充分反应后再加热 A。其中浓硫酸的作用是_，对 A 加热的目的是_。已知加入的固体质量为 4.0 g，最终 C 装置增重 a g，则固体中含 Mg3N2_ g(用含 a 的式子表示)。(3)丙组有的同学认为乙组同学的测定结果偏高，理由是_。有的同学认为乙组同学的测定结果偏低，理由是_。丙组同学进行了改进，他们将乙组同学实验中得到的难溶固体进行过滤、洗涤、干燥，并灼烧固体至恒重，测得其质量为 4.08 g。上述过程中，洗涤沉淀的操作是_。镁在空气中燃烧后生成的固体中 Mg3N2 的质量分数为_。(4)有一种用铵盐与含镁矿石混合煅
73、烧制取氧化镁的方法，解决了现有方法存在的原料成本高、项目投资大、能耗高、副产品不好用等问题，其原理是将含镁矿石粉(含氧化镁)与铵盐混合，经过煅烧、水溶、过滤，得到粗镁盐溶液，并回收煅烧产生的氨。写出用固体(NH4)2SO4 与含镁矿石粉混合煅烧时的化学反应方程式_。答案(1)NH3 Mg3N26H2O=3Mg(OH)22NH3(2)吸收生成的 NH3 使 A 装置中反应产生的 NH3 全部进入到 C 装置中 50a17(3)C 装置的两侧无干燥装置，NH3 中的水蒸气以及外界空气中的水蒸气都可能进入 C 装置而被浓硫酸吸收，造成结果偏高 可能有部分 NH3 滞留在装置内没有完全被浓硫酸吸收，从
74、而造成结果偏低 向过滤器中的沉淀物上加蒸馏水至恰好完全浸没沉淀，待水全部流出后，重复操作 23 次 10%(4)(NH4)2SO4MgO=高温 MgSO42NH3H2O解析(1)能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是 NH3，Mg3N2 与水反应生成 Mg(OH)2 和 NH3。(2)浓硫酸是酸性干燥剂，可吸收 NH3，对 A 加热可促使 NH3 挥发，使反应产生的 NH3 全部被C 装置吸收，则由关系式 Mg3N22NH3 可求出 a g NH3 对应50a17 g Mg3N2。(3)A 装置中产生的NH3 会含有水蒸气，C 装置中浓 H2SO4 既吸收 NH3，也吸收 NH3 中的水蒸气，而且
75、 C 装置后未连接隔绝空气中水蒸气的装置，所以 C 装置增重的 a g 中包括水蒸气的质量，造成测定结果偏高。反应产生的 NH3 在反应结束后由于气压的原因无法全部被排出，而在装置中滞留一部分，造成产生的 NH3 不能全部被浓硫酸吸收，所以会造成测定结果偏低。丙组同学所得 4.08 g固体是 MgO，包括原混合物中的 MgO 和 Mg3N2 转化来的 MgO(Mg3N23Mg(OH)23MgO)，设原固体混合物中 Mg3N2、MgO 的物质的量分别为 x mol、y mol。则100 x40y4.03xy4.0840 Mg原子守恒解得：x0.004，y0.09则燃烧后生成的固体中 Mg3N2质量分数为0.0041004.0100%10%。(4)含镁矿石粉中含 MgO，MgO 与(NH4)2SO4 高温反应生成 MgSO4、NH3 和 H2O。