1、考试标准知识条目必考要求加试要求1.地壳中铝的含量及存在形式，铝合金a2.从铝土矿中获得铝的方法b3.铝的重要性质(跟酸、碱反应，铝热反应，钝化现象)b4.铝片(条)燃烧的方法b5.铝表面氧化膜的作用b6.两性氧化物、两性氢氧化物的概念，Al2O3、Al(OH)3的重要性质，铝及其重要化合物之间的转化关系c7.明矾的组成及净水原理b考点一金属铝的性质及用途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、导电性和导热性等，密度较小，质地柔软。3金属铝的化学性
2、质写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：Al2Al3Cl22AlCl3Al2Al2OH2H2O=2AlO3H22AlFe2O3Al2O32Fe(铝热反应)4合金及铝合金的性能和用途(1)概念：合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。(2)性能：合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能。熔点：一般比它的各成分金属的低；硬度和强度：一般比它的各成分金属的大。(3)铝合金金属铝与其他金属(或非金属)熔合形成铝合金。铝合金具有密度小，强度高，塑性好等优点。铝及其合金优良的物理性质决定其重要用途，请把以下左栏列举的铝的重要用途与右栏列举的有关铝的性质用线
3、连起来：题组一识记铝合金的性能及用途1铝合金主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是()A不易生锈 B导电性好C密度小 D强度高答案B2合金与纯金属制成的金属材料相比，优点是()合金的硬度一般比它的各成分金属的大合金的熔点一般比它的各成分金属的更低改变原料的配比、改变生成合金的条件，得到有不同性能的合金合金比纯金属的导电性更强合金比纯金属的应用范围更广泛A B C D答案B题组二识记金属铝的性质特点3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
4、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，加热时浓硫酸能与铝反应；铜的导电性能比铝强。4下列关于铝的性质的说法中错误的是()A铝的表面能形成致密的氧化膜，因此铝难被腐蚀B铝能溶解于冷的浓硝酸，被氧化成硝酸铝C铝能溶解于NaOH溶液，生成偏铝酸钠和氢气D铝能在氯气中燃烧，生成三氯化铝答案B解析铝极易和氧气反应生成致密的氧化物薄膜而阻止铝进一步被氧化，故A正确；常温下，铝和浓硝酸、浓硫酸发生钝化而生成一层致密的氧化物薄膜，阻止其进一步被氧化，故B错误；铝能和强酸、强碱反应，能和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，故C正确；氯
5、气具有强氧化性，能氧化具有还原性的物质，所以铝在氯气中燃烧生成氯化铝，故D正确。5下列关于铝的叙述中正确的是()A铝的还原性强且亲氧性强，所以可通过铝热反应冶炼高熔点金属B铝在空气中极易锈蚀，所以铝制品的使用时间很短C铝能耐稀硫酸腐蚀，所以运送稀硫酸可用铝制槽罐车DAl箔插入浓HNO3中，无现象，说明Al与浓HNO3不反应答案A解析铝在空气中形成致密的氧化膜，保护内层不被氧化，B错；铝易被稀硫酸腐蚀，C错；铝在浓硝酸中“钝化”，不是不反应，D错。题组三理解铝与酸、碱反应的特点6用铝箔包装0.1 mol 金属钠，用针扎出一些小孔，放入水中，完全反应后，用排水集气法收集产生的气体，则收集到的气体为
6、(标准状况)()AO2和H2的混合气体 B1.12 L H2C大于1.12 L H2 D小于1.12 L 气体答案C解析Na与水反应放出H2，并且生成NaOH，铝箔能与NaOH溶液反应，也生成H2，故最后收集到的气体是这两部分H2的总和。7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 HCl B4 molL1 HNO3C8 molL1 NaOH D18 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
7、酸反应生成H2，所以放出H2的量最多。8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，根据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_。(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H2的体积之比是_。(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_。(4)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 molL1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
8、，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 g B3.6 gC2.7 g D1.8 g答案(1)11(2)13(3)31(4)A解析(1)根据化学方程式：2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，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)因为在反应中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)因为铝足量且产生H2相等，根据关系式n(HCl
9、)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)其反应原理分别为2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。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=2AlCl33H2 6 mol 3 mol 3 molL10.1 L 0.15 mol则Al与NaOH反应生成的H2为0.15 mol20.3 mol。2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H
10、2227 g 3 mol54 g 0.3 mol即投入的铝粉为5.4 g。题组四对铝热反应的定性及定量分析9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
11、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、MgO2HCl=MgCl2H2O(3)Fe2Fe3=3Fe2、Fe2H=Fe2H2(4)0.67 molL12.3 molL1解析(1)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。MgO不能与铝发生铝热反应，所以产物中单质B为Fe。(2)Fe2O3和MgO都是碱性氧化物，能与酸反应生成盐和水：Fe2O36HCl=2FeCl
12、33H2O、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。(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 L0.67 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0.45 mol，所以，FeCl2的浓度为2.3
13、 molL1。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：2Al2OH2H2O=2AlO3H2。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。3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。4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、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。从化学方程式可以看出Al与酸、碱
14、反应时生成H2的实质都是AlAl3，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。(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。(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，则必定是a.铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；b.铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而氢氧化钠过量。解题时应充分利用上述过量关系。5铝的这种既能与酸(非氧化性酸)又能与强碱溶液反应产生H2的性质常作为推断题的“题眼”。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
15、)化学性质两性氧化物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)Al(OH)3的电离方程式为受热分解：2Al(OH)3Al2O33H2O。(3)制备向铝盐中加入氨水，离子方程式为Al33NH3H2O=Al(OH)33NH。NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO。NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：3AlOAl36H2O=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
16、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。4Al3、Al(OH)3、AlO之间的转化关系(1)写出实现上述各步转化的离子方程式。答案(1)Al33NH3H2O=Al(OH)33NHAl33AlO6H2O=4Al(OH)3Al33OH=Al(OH)3(2)Al(OH)33H=Al33H2O(3)Al34OH=AlO2H2O(4)AlO4H=Al32H2O(5)AlOCO22H2O=Al(OH)3HCOAlOHH2O=Al(OH)3(6)Al(OH)3OH=AlO2H2O(2)“铝三角”的应用鉴别(
17、利用滴加顺序不同，现象不同)向AlCl3溶液中滴入NaOH溶液，现象为先生成白色沉淀，后沉淀又溶解。向NaOH溶液中滴入AlCl3溶液，现象为开始无明显现象，后产生白色沉淀，不溶解。分离提纯利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的混合物。利用Al2O3能与强碱反应，分离Al2O3与其他金属氧化物。利用Al(OH)3的两性，分离Al3与其他金属离子。题组一Al2O3和Al(OH)3的两性1下列关于铝的重要化合物的叙述正确的是()A氧化铝是一种比较好的耐火材料，可用来制造耐火坩埚B氧化铝是典型的两性氧化物，可与氨水反应生成偏铝酸盐C因为氢氧化铝受热易分解，所以具有两性D两性氢氧化物只能与强酸、
18、强碱反应答案A2下列物质既能与盐酸反应放出气体，又能与氢氧化钠溶液反应放出气体的是()AAl(OH)3 BAl2O3CAl DNaHCO3答案C解析Al(OH)3、Al2O3既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应，但都不产生气体；Al既能与盐酸反应产生氢气，又能与氢氧化钠溶液反应产生氢气，故C项符合要求；NaHCO3能与盐酸反应产生二氧化碳气体，但与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，不产生气体，不符合要求。3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
19、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。题组二Al2O3和Al(OH)3两性的应用4(2015郑州模拟)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(
20、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。5以Al2O3为原料制取氢氧化铝，最好的方法是()A将Al2O3溶于水B将Al2O3先溶于盐酸中，之后滴加氢氧化钠溶液C将Al2O3先溶于盐酸中，之后滴加氨水D将Al2O3先溶于NaOH溶液中，之后滴加盐酸答案C解析Al2O3与水不能直接化合；Al2O3与盐酸反应生成Al3，Al3与碱反应生成Al(OH)3，由于氢氧化铝可溶于强碱，故应选用碱性较弱的氨水；Al2O3与NaOH溶液反应生成AlO，AlO与酸反应生成Al(OH)3，由于Al(OH)3可溶于强酸，故不可用HCl，可
21、改用向溶液中通入足量CO2的方法。6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% 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：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_。(
22、3)制得Al(OH)3的最大质量是_。答案(1)丙(2)W3W1W2(3)520 g题组三“铝三角”转化关系的应用Al3、AlO的离子反应7常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是()A中性溶液中：Cl、Mg2、Al3、KB1.0 molL1的NaAlO2溶液中：Cl、HCO、K、Ca2C在强碱性环境中：AlO、SiO、Na、KD0.1 molL1明矾溶液中：NH、AlO、HCO、Na答案C解析A项，Al3易水解，在中性溶液中水解生成Al(OH)3沉淀；B项，HCOAlOH2O=Al(OH)3CO；D项，Al3与AlO、HCO因发生双水解反应不能大量共存。8下列变化中的离子方程式书写正确
23、的是()A向氯化铝溶液中滴加过量氨水：4NH3H2OAl3=AlO4NH2H2OBNH4Al(SO4)2溶液中滴加少量NaOH溶液：Al3NH4OH=Al(OH)3NH3H2OC向明矾溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液：Al32SO242Ba24OH=2BaSO4AlO2H2OD向NaAlO2溶液中通入足量CO2：2AlOCO23H2O=2Al(OH)3CO答案C解析A项，氨水不能溶解Al(OH)3；B项，NH、Al3中Al3与OH先反应；D项，通足量CO2时，应生成HCO。1含铝杂质的提纯方法归类(见第4题)利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于强碱溶液的特性，可除去许多物质中的含铝杂质
24、，如：Mg(Al)：加足量NaOH溶液；Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液；Mg(OH)2Al(OH)3：加足量NaOH溶液；Mg2(Al3)：加过量NaOH溶液，过滤，再加酸充分溶解。2制备Al(OH)3的注意事项制取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、AlO的双水解反应制取。3离子共存问题(1)Al3水解呈酸性，与OH、AlO、CO(HCO)、S2等不能大量共存。(2)AlO水解呈碱性，与H、HCO、Al3、Fe3等不能大量共存。4含Al3的溶液与碱反应的先后顺序当溶液中有多种
25、离子时，要考虑离子之间的反应顺序，如向含有H、NH、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NH反应，最后才溶解Al(OH)3沉淀。5明矾溶液与Ba(OH)2溶液反应分析(1)沉淀的物质的量最大(此时Al3完全沉淀)2Al33SO3Ba26OH=2Al(OH)33BaSO4。(2)沉淀的质量最大(此时SO完全沉淀)Al32SO2Ba24OH=AlO2BaSO42H2O。题组四“铝三角”转化关系的应用Al(OH)3沉淀的综合分析9.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Al
26、3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AlO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AlCl3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。10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、NaAlO2混合溶液中
27、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、NH4Cl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NaAlO2中加入稀H2SO4，发生的反应依次为Ba22OH2HSO=BaSO42H2O、AlOHH2O=Al(OH)3、Al(OH)33H=Al33H2O，所以加1 L稀H2SO4时，Ba(OH)2反应完，再加0.5 L稀H2SO4时AlO参加反应，再加1.5 L稀H2SO4时，Al(OH)3全部溶解，A正确；B项，向1 L浓度分别为0.
28、1 molL1和0.3 molL1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、OHNH=NH3H2O、Al(OH)3OH=AlO2H2O，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=AlO2H2O、Al33AlO6H2O=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。与Al(OH)3沉淀生成有关的图像总结1可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像操作可溶性铝盐溶液中逐滴加入N
29、aOH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Al33OH=Al(OH)3Al(OH)3OH=AlO2H2OAl34OH=AlO22H2O3AlOAl36H2O=4Al(OH)32.偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像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AlOHH2O=Al(OH)3Al(OH)33H=Al33H2OAlO4H=Al32H2OAl33AlO6H2O=4Al(OH)3
30、考点三从铝土矿中提取金属铝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、两步骤中可能发生的反应的离子方程式。答案Al2O32OH=2AlOH2O，SiO22OH=SiOH2OAlOCO22H2O=Al(OH)3HCO，SiO2CO22H2O=H2SiO32HCO(2)步骤中不用盐酸(或H2SO4)
31、酸化的理由是_。答案因为AlO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、两步骤中可能发生的反应的离子方程式。答案Al2O36H=2Al33H2O，Fe2O36H=2Fe33H2OAl34OH=AlO2H2O，Fe33OH=Fe(OH)3(2)步骤中不用氨水沉淀Fe3的原因：_。答案Al(OH)3
32、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分离题组一提取金属铝的原理1从铝土矿制备铝所涉及的下列有关反应中，属于氧化还原反应的是()A铝土矿溶于NaOH溶液中B偏铝酸钠溶液的酸化C灼烧氢氧化铝固体D电解熔融的氧化铝答案D2在铝土矿制备金属铝的三个主要操作：酸化、灼烧、电解中，没有发生过的化学反应类型是()A氧化还原反应 B复分解反应C分解反应 D置换反应答案D解析酸化发生的反应是NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3，属于复分解反应；灼烧发生的反应是2Al(OH)3Al2O33H2O，属于分解反应；电解发生的反应是2Al2O34Al3O2，属于氧化还
33、原反应，也属于分解反应。3电解法炼铝时，冰晶石的作用是()A助熔剂 B催化剂C还原剂 D氧化剂答案A题组二对铝土矿提取铝工艺流程的理解4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：,电解,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NaAlO2形式存在，其中铝的化合价都是3价，B正确；由NaAlO2制备氢氧化铝需要通入过
34、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。5铝土矿中的主要成分是Al2O3，还含有少量Fe2O3等杂质。工业上从铝土矿中提取铝的工艺流程如下图所示。请回答下列问题：(1)“操作1”、“操作2”相同，操作的名称为_，实验室进行此项操作使用的玻璃仪器有_。(2)向NaAlO2溶液中通入了一种过量气体，这种气体是下列中的_(填字母)。aHCl bNH3 cCO2 dO2(3)NaAlO2溶液中通入过量气体的目的是_。(4)冶炼铝需要纯度较高的氧化铝，检验得到的氧化铝中不含Fe2O3的化学方法是_。(5)工业常在溶解之前将铝土矿粉碎，其目的是_。答案(1)过滤漏斗、烧杯、玻璃棒(2)
35、c(3)使AlO完全转化为Al(OH)3沉淀(4)取样品加入足量的稀盐酸溶解，滴加KSCN溶液，不变血红，证明不含Fe2O3(5)使铝土矿与NaOH充分接触，提高反应速率和原料的利用率1(高考选项组合题)下列关于铝及其化合物的叙述正确的是()A铝罐可久盛食醋(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
36、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(高考选项组合题)下列有关铝及重要化合物的叙述正确的是()A制备Al(OH)3悬浊液：向1 molL1 AlCl3溶液中加过量的6 molL1 NaOH溶液(2015江苏，13A)B向Al2(SO4)3溶液中加入过量的NH3H2O：Al34NH3H2O=Al(OH)44NH(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AlCl3加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生(2015山东理综，10A)答案D解析A项，Al
37、(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；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；D项，Al3与HCO发生双水解反应，生成Al(OH)3沉淀和CO2气体。3(2014北京理综，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()AK BNa CFe DAl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。42014天津理综，7(3)已
38、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5(2014上海，22改编)已知：2NaAl(OH)4CO22Al(OH)3Na2CO3H2O。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，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
39、)(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2NaOHCO2Na2CO3 H2O 2 mol 1 mol 1 molBa(OH)2CO2BaCO3H2O 1 mol 1 mol 1 mol2NaAl(OH)4CO22Al(OH)3Na2CO3H2O 2 mol 1 mol 2 mol 1 molNa2CO3CO2 H2O2NaHCO3 1 mol 1 molBaCO3CO2H2OBa(HCO3)2 1 mol 1 mol当通入2 mol CO2时，生成1 m
40、ol 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；当通入 6 mol CO2时，BaCO3已完全反应，Al(OH)3量不变，即仍为 2 mol 沉淀。6(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Al2(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_(
41、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=Al2(SO4)33H2OSiO2(2)CaSO43CaCO32Al33SO3H2O=2Al(OH)33CaSO43CO2(3)溶液中的部
42、分SO被氧化成SO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3CaCO32Al33SO3H2O=2Al(OH)33CaSO43CO2。(3)热分解时，一部分亚硫酸盐被氧化为硫酸盐，不能分解成为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某混合物A中含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现如图所示的物质之间的转化。据此回
43、答下列问题：(1)固体B的化学式为_。(2)固体E所含物质的化学式为_。(3)反应的离子方程式为_。答案(1)Al2O3(2)(NH4)2SO4、K2SO4(3)AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO解析已知A的成分，按照题目设定的反应程序来分析，A溶于水后，得明矾溶液，不溶固体为Al2O3和Fe2O3，而Fe2O3不溶于NaOH溶液，Al2O3溶于NaOH溶液得NaAlO2溶液，即可推出B为Al2O3。明矾溶液中加入过量氨水，其反应的化学方程式为2KAl(SO4)26NH3H2O=2Al(OH)3K2SO43(NH4)2SO4，则固体E为(NH4)2SO4、K2SO4。2工业上用铝土矿(
44、主要成分是Al2O3，还含有Fe2O3、SiO2)提取氧化铝作冶炼铝的原料。其中一种提取方法的操作过程如下：请回答下列问题：(1)请写出甲溶液中通入二氧化碳生成氢氧化铝的离子方程式_。(2)沉淀乙是Fe2O3，向其中加入足量盐酸，写出反应的离子方程式_，充分反应后过滤，将滤液加热蒸干灼烧，最后可得到红褐色固体，用简要的文字和化学方程式说明这一变化过程_。(3)上述提取氧化铝的方法叫碱溶法。工业生产中还有一种酸溶法。第一步：向铝土矿中加盐酸，然后过滤；第二步：处理得到的滤液第二步操作中使用的化学试剂是_。答案(1)AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO(2)Fe2O36H=2Fe33H2OF
45、eCl33H2OFe(OH)33HCl，加热促进水解，且氯化氢挥发，使平衡右移，生成氢氧化铁，氢氧化铁受热分解，生成氧化铁，2Fe(OH)3Fe2O33H2O(3)NaOH溶液(或其他强碱溶液)解析(1)该反应为NaAlO2溶液与CO2的反应，离子方程式为AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO。(2)沉淀乙中只有Fe2O3与盐酸反应，该反应的离子方程式为Fe2O36H=2Fe33H2O。充分反应过滤后所得滤液为FeCl3与HCl的混合溶液，加热蒸干时FeCl3发生水解反应得到Fe(OH)3，灼烧时Fe(OH)3发生分解反应得到Fe2O3。(3)酸溶法第一步可以分离出SiO2，第二步使用Na
46、OH溶液或强碱溶液，可以沉淀出Fe3，得到NaAlO2和NaOH的混合溶液，再通入CO2即可得到Al(OH)3。3工业上通常以铝土矿(主要成分为Al2O3，含有少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料制备无水氯化铝：2Al2O36Cl24AlCl33O2。回答以下问题：(1)为促进反应的进行，实际生产中需加入焦炭，其原因是_。(2)加入焦炭后的化学反应可表示为Al2O3CCl2AlCl3X，试推断气体X的成分：_。(3)在提纯AlCl3粗产品时，需加入少量铝粉，可使熔点较低的FeCl3转化为熔点较高的FeCl2，从而避免在AlCl3中混入铁的氯化物，该反应的化学方程式为_。(4)以铝土矿为原料可
47、以通过以下途径提纯氧化铝：Al2O3写出滤液甲中溶质的化学式_。写出向滤液乙中加入过量氨水得到Al(OH)3的离子方程式_。答案(1)碳与O2反应，有利于反应正向进行(2)CO、CO2或两者的混合物(3)Al3FeCl3=AlCl33FeCl2(4)NaAlO2、Na2SiO3、NaOHAl33NH3H2O=Al(OH)33NH解析(1)碳可以与O2反应，有利于氧化铝和氯气之间的反应正向进行。(2)根据原子守恒，Al2O3、Cl2和C反应会生成AlCl3，还会生成碳的氧化物，气体X可能为CO、CO2或者两者的混合物。(3)金属铝和氯化铁之间的氧化还原反应为Al3FeCl3=AlCl33FeCl
48、2。(4)氧化铝和氢氧化钠发生反应生成偏铝酸钠和H2O，二氧化硅可以和氢氧化钠发生反应生成硅酸钠和H2O，故滤液甲的成分是NaAlO2、Na2SiO3、NaOH；NaAlO2、Na2SiO3、NaOH的混合溶液中加入过量的稀盐酸，得到的滤液乙是氯化铝、氯化钠、盐酸的混合物，所以向滤液乙中加入氨水，发生反应：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH。4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
49、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)CaSiO32AlOCO23H2O=2Al(OH)3CO或AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO(3)浓H2SO412HF3Na2CO32Al(OH)3=2Na3AlF63CO29H2O(4)2Al2O34Al3O2O2、CO2(CO)解析(1)在加入NaOH溶液时，
50、Al2O3和SiO2都能与NaOH反应，分别生成NaAlO2和Na2SiO3。(2)加入CaO后，SiO与Ca2结合生成难溶物CaSiO3；滤液中主要含有AlO，通入CO2后生成沉淀Al(OH)3，煅烧后生成Al2O3。(3)萤石能与浓硫酸反应生成CaSO4和HF气体；HF、Na2CO3、Al(OH)3三者均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)。5用含有Al2O3、SiO2和少量FeOxFe2O3的铝灰制备Al2(SO4)318H2O，工艺流程如下(部分操作和条件略
51、)：.向铝灰中加入过量稀H2SO4，过滤：.向滤液中加入过量KMnO4溶液，调节溶液的pH约为3；.加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色；.加入MnSO4至紫红色消失，过滤；.浓缩、结晶、分离，得到产品。(1)H2SO4溶解Al2O3的离子方程式是_。(2)将MnO氧化Fe2的离子方程式补充完整：MnOFe2_=Mn2Fe3_(3)已知：生成氢氧化物沉淀的pHAl(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3开始沉淀时3.46.31.5完全沉淀时4.78.32.8注：金属离子的起始浓度为0.1 molL1根据表中数据解释步骤的目的_。(4)已知：一定条件下，MnO可与Mn2反应生成MnO2。
52、向的沉淀中加入浓HCl并加热，能说明沉淀中存在MnO2的现象是_。中加入MnSO4的目的是_。答案(1)Al2O36H=2Al33H2O(2)58H54H2O(3)pH约为3时，Fe2和Al3不能形成沉淀，将Fe2氧化为Fe3，可使铁元素完全沉淀(4)生成黄绿色气体除去过量的MnO解析(1)H2SO4溶解Al2O3的离子方程式为Al2O36H=2Al33H2O，在操作中，FeOxFe2O3也同时被溶解，滤液中含有Al3、Fe2、Fe3等。(2)步骤所得溶液中会有过量H2SO4，故反应在酸性条件下进行，由氧化还原反应中得失电子守恒可知MnO和Fe2的化学计量数之比为15，然后观察配平。得MnO5
53、Fe28H=Mn25Fe34H2O。(3)步骤中，加入过量KMnO4溶液目的是把Fe2氧化成易除去的Fe3。调节pH约为3，由表中数据分析，可知该条件使Fe3完全沉淀而Al3不被沉淀，从而达到分离Fe3和Al3的目的。(4)联想Cl2的实验室制法，很容易分析实验设计的意图，即通过是否产生Cl2来判断沉淀中有无MnO2。操作中加入MnSO4，紫红色消失，说明过量的MnO因加入MnSO4而被转化成MnO2沉淀，然后过滤除去，保证产品的纯度。6铝镁合金已成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料。某研究性学习小组的三位同学，为测定某含镁3%5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数，设计下列三种不同实
54、验方案进行探究。填写下列空白：探究一实验方案：铝镁合金测定剩余固体质量。实验中发生反应的化学方程式是_。实验步骤：(1)称取5.4 g铝镁合金粉末样品，投入100 mL 2.0 molL1 NaOH溶液中，充分反应。(2)过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将_(填“偏高”或“偏低”)。探究二实验方案：铝镁合金测定生成气体的体积。实验装置：问题讨论：(1)某同学提出该实验装置不够完善，应在A、B之间添加一个干燥、除酸雾的装置。你的意见是_(填“需要”或“不需要”)。(2)为使测定结果尽可能精确，实验中应注意的问题是(写出两点)：_；_。探究三实验方案：称量x g铝镁合金粉末，放在如图所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧。问题讨论：(1)欲计算Mg的质量分数，该实验中还需测定的数据是_。(2)若用空气代替O2进行实验，对测定结果是否有影响？_(填“是”或“否”)，原因是_。答案探究一2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(2)偏高探究二(1)不需要(2)检查装置的气密性合金完全溶解(或加入足量盐酸，或调整量气管C的高度，使C中的液面与B中液面相平，合理答案均可)探究三(1)灼烧后固体的质量(2)是Mg与空气中的N2反应生成Mg3N2