《2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題4 金屬及其化合物 第三單元 從鋁土礦到鋁合金（加試）學(xué)案 蘇教版.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題4 金屬及其化合物 第三單元 從鋁土礦到鋁合金（加試）學(xué)案 蘇教版.doc（24頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題4 金屬及其化合物 第三單元 從鋁土礦到鋁合金（加試）學(xué)案 蘇教版 [考試標(biāo)準] 知識條目 必考要求 加試要求 1.地殼中鋁的含量及存在形式，鋁合金 a 2.從鋁土礦中獲得鋁的方法 b 3.鋁的重要性質(zhì)(跟酸、堿反應(yīng)，鋁熱反應(yīng)，鈍化現(xiàn)象) b 4.鋁片(條)燃燒的方法 b 5.鋁表面氧化膜的作用 b 6.兩性氧化物、兩性氫氧化物的概念，Al2O3、Al(OH)3的重要性質(zhì)，鋁及其重要化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系 c 7.明礬的組成及凈水原理 b 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．鋁的結(jié)構(gòu)和存在 鋁位于元素周期表第3周期ⅢA族，原子結(jié)構(gòu)示意圖為。鋁是地殼中含量最多的金屬元素。自然界中的鋁全部以化合態(tài)的形式存在。 2．金屬鋁的物理性質(zhì) 銀白色有金屬光澤的固體，有良好的延展性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等，密度較小，質(zhì)地柔軟。 3．金屬鋁的化學(xué)性質(zhì) 寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式： ①Al ②2Al＋3Cl22AlCl3 ③Al ④2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ ⑤2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe(鋁熱反應(yīng)) 4．合金及鋁合金的性能和用途 (1)概念：合金是指兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。 (2)性能：合金具有不同于各成分金屬的物理、化學(xué)性能或機械性能。 ①熔點：一般比它的各成分金屬的低； ②硬度和強度：一般比它的各成分金屬的大。 (3)鋁合金 ①金屬鋁與其他金屬(或非金屬)熔合形成鋁合金。鋁合金具有密度小，強度高，塑性好等優(yōu)點。 ②鋁及其合金優(yōu)良的物理性質(zhì)決定其重要用途，請把以下左欄列舉的鋁的重要用途與右欄列舉的有關(guān)鋁的性質(zhì)用線連起來： 題組一　識記鋁合金的性能及用途 1．鋁合金主要用于制作窗框、卷簾門、防護欄等。下列與這些用途無關(guān)的性質(zhì)是(　　) A．不易生銹 B．導(dǎo)電性好 C．密度小 D．強度高 答案　B 2．合金與純金屬制成的金屬材料相比，優(yōu)點是(　　) ①合金的硬度一般比它的各成分金屬的大 ②合金的熔點一般比它的各成分金屬的更低 ③改變原料的配比、改變生成合金的條件，得到有不同性能的合金 ④合金比純金屬的導(dǎo)電性更強 ⑤合金比純金屬的應(yīng)用范圍更廣泛 A．②③④ B．①②③⑤ C．①②④ D．①②④⑤ 答案　B 題組二　識記金屬鋁的性質(zhì)特點 3．下列關(guān)于鋁單質(zhì)的敘述中正確的是(　　) A．由于鋁在空氣中不會銹蝕，所以鋁制品的使用壽命都很長 B．由于鋁具有強還原性，所以常用鋁來冶煉某些高熔點金屬 C．常溫下，鋁被濃硫酸鈍化，所以可用濃硫酸除去鋁表面的銅鍍層 D．由于鋁的導(dǎo)電性能比銅強，所以常用鋁制造電線、電纜 答案　B 解析　銅在加熱的條件下才能與濃硫酸反應(yīng)，加熱時濃硫酸能與鋁反應(yīng)；銅的導(dǎo)電性能比鋁強。 4．下列關(guān)于鋁的性質(zhì)的說法中錯誤的是(　　) A．鋁的表面能形成致密的氧化膜，因此鋁難被腐蝕 B．鋁能溶解于冷的濃硝酸，被氧化成硝酸鋁 C．鋁能溶解于NaOH溶液，生成偏鋁酸鈉和氫氣 D．鋁能在氯氣中燃燒，生成三氯化鋁 答案　B 解析　鋁極易和氧氣反應(yīng)生成致密的氧化物薄膜而阻止鋁進一步被氧化，故A正確；常溫下，鋁和濃硝酸、濃硫酸發(fā)生鈍化而生成一層致密的氧化物薄膜，阻止其進一步被氧化，故B錯誤；鋁能和強酸、強堿反應(yīng)，能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，故C正確；氯氣具有強氧化性，能氧化具有還原性的物質(zhì)，所以鋁在氯氣中燃燒生成氯化鋁，故D正確。 5．下列關(guān)于鋁的敘述中正確的是(　　) A．鋁的還原性強且親氧性強，所以可通過鋁熱反應(yīng)冶煉高熔點金屬 B．鋁在空氣中極易銹蝕，所以鋁制品的使用時間很短 C．鋁能耐稀硫酸腐蝕，所以運送稀硫酸可用鋁制槽罐車 D．Al箔插入濃HNO3中，無現(xiàn)象，說明Al與濃HNO3不反應(yīng) 答案　A 解析　鋁在空氣中形成致密的氧化膜，保護內(nèi)層不被氧化，B錯；鋁易被稀硫酸腐蝕，C錯；鋁在濃硝酸中“鈍化”，不是不反應(yīng)，D錯。 題組三　理解鋁與酸、堿反應(yīng)的特點 6．用鋁箔包裝0.1 mol 金屬鈉，用針扎出一些小孔，放入水中，完全反應(yīng)后，用排水集氣法收集產(chǎn)生的氣體，則收集到的氣體為(標(biāo)準狀況)(　　) A．O2和H2的混合氣體 B．1.12 L H2 C．大于1.12 L H2 D．小于1.12 L 氣體 答案　C 解析　Na與水反應(yīng)放出H2，并且生成NaOH，鋁箔能與NaOH溶液反應(yīng)，也生成H2，故最后收集到的氣體是這兩部分H2的總和。 7．將等物質(zhì)的量的鎂和鋁混合，取等質(zhì)量該混合物四份，分別加到足量的下列溶液中，充分反應(yīng)后，放出氫氣最多的是(　　) A．3 molL－1 HCl B．4 molL－1 HNO3 C．8 molL－1 NaOH D．18 molL－1 H2SO4 答案　A 解析　在鎂、鋁混合物中加入HNO3和濃H2SO4都不產(chǎn)生H2；加入NaOH溶液，只有Al與之反應(yīng)生成H2，而鎂不反應(yīng)；加入鹽酸，鎂、鋁都與鹽酸反應(yīng)生成H2，所以放出H2的量最多。 8．鋁是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)階段的唯一一種既能與酸(非氧化性酸)反應(yīng)又能與強堿溶液反應(yīng)放出H2的金屬，根據(jù)鋁的這一特殊性質(zhì)回答下列問題： (1)等質(zhì)量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)，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(zhì)的量濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液中，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(zhì)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(zhì)的量濃度之比是________。 (4)甲、乙兩燒杯中各盛有100 mL 3 molL－1的鹽酸和NaOH溶液，向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉，反應(yīng)結(jié)束后，測得生成的氣體體積比為V(甲)∶V(乙)＝1∶2，則加入鋁粉的質(zhì)量為________。 A．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.8 g 答案　(1)1∶1　(2)1∶3　(3)3∶1　(4)A 解析　(1)根據(jù)化學(xué)方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，得Al與H2的關(guān)系式均為2Al～3H2，故只要參加反應(yīng)的Al的量相等，所得H2的量必相等。 (2)因為在反應(yīng)中Al過量，產(chǎn)生的H2由HCl和NaOH的量決定。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中的關(guān)系式：6HCl～3H2、2NaOH～3H2，故當(dāng)HCl、NaOH物質(zhì)的量相等時，二者產(chǎn)生H2的體積比為1∶3。 (3)因為鋁足量且產(chǎn)生H2相等，根據(jù)關(guān)系式n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，又因為兩溶液體積相等，故物質(zhì)的量濃度c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。 (4)其反應(yīng)原理分別為2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑?？梢姰?dāng)參加反應(yīng)的HCl和NaOH的物質(zhì)的量一樣多時，產(chǎn)生H2的體積比是1∶3，而題設(shè)條件體積比為1∶2，說明此題投入的鋁粉對鹽酸來說是過量的，而對于NaOH來說是不足的。 2Al＋6HCl　　　===　　　2AlCl3＋3H2↑ 6 mol 3 mol 3 molL－10.1 L 0.15 mol 則Al與NaOH反應(yīng)生成的H2為0.15 mol2＝0.3 mol。 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 227 g 3 mol 5．4 g 0.3 mol 即投入的鋁粉為5.4 g。 題組四　對鋁熱反應(yīng)的定性及定量分析 9．粉末狀試樣A是由等物質(zhì)的量的MgO和Fe2O3組成的混合物。進行如下實驗： ①取適量A進行鋁熱反應(yīng)，產(chǎn)物中有單質(zhì)B生成； ②另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 molL－1鹽酸中，得溶液C； ③將①中得到的單質(zhì)B和溶液C反應(yīng)，放出1.12 L(標(biāo)況)氣體，同時生成溶液D，還殘留有固體物質(zhì)B； ④用KSCN溶液檢驗時，溶液D不變色。 請?zhí)羁眨? (1)①中引發(fā)鋁熱反應(yīng)的實驗操作是_________________________________________ ________，產(chǎn)物中的單質(zhì)B是________。 (2)②中所發(fā)生的各反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)③中所發(fā)生的各反應(yīng)的離子方程式是 ________________________________________________________________________。 (4)若溶液D的體積仍視為0.15 L，則該溶液中c(Mg2＋)為__________，c(Fe2＋)為__________。 答案　(1)加少量KClO3，插上鎂條并將其點燃　Fe (2)Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O、 MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O (3)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ (4)0.67 molL－1　2.3 molL－1 解析　(1)在混合物上加少量KClO3固體并插上Mg條，點燃Mg條后放出熱量，使KClO3固體分解放出O2，進一步加劇Mg的燃燒，可在短時間內(nèi)使混合物溫度迅速升高，引發(fā)反應(yīng)。MgO不能與鋁發(fā)生鋁熱反應(yīng)，所以產(chǎn)物中單質(zhì)B為Fe。 (2)Fe2O3和MgO都是堿性氧化物，能與酸反應(yīng)生成鹽和水：Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O、MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O。 (3)混合物中只有Fe2O3能和Al發(fā)生鋁熱反應(yīng)，生成Fe單質(zhì)。C溶液中有反應(yīng)生成的FeCl3，還有未反應(yīng)的HCl。 (4)假設(shè)步驟②用去的20 g固體中，MgO的物質(zhì)的量為x，則Fe2O3的物質(zhì)的量也為x，則40 gmol－1x＋160 gmol－1x＝20 g，解得：x＝0.1 mol。 根據(jù)MgO～MgCl2的關(guān)系，則溶液中MgCl2的濃度為0.1 mol0.15 L≈0.67 molL－1。 步驟④說明溶液中沒有Fe3＋，也就是溶質(zhì)為FeCl2和MgCl2。根據(jù)Cl－守恒的關(guān)系，可知MgCl2和FeCl2的總的物質(zhì)的量等于＝0.45 mol，所以，F(xiàn)eCl2的濃度為≈2.3 molL－1。 1．活潑金屬與酸反應(yīng)是金屬的通性，而鋁不但能與酸(H＋)反應(yīng)，還能夠與堿溶液反應(yīng)，表現(xiàn)出特殊性： 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。 2．鋁熱反應(yīng) 鋁和某些金屬氧化物反應(yīng)，將其從氧化物中置換出來，同時放出大量的熱，這種反應(yīng)稱為鋁熱反應(yīng)，可用于焊接金屬、冶煉高熔點貴重金屬等。 注意　Al與MgO不能發(fā)生鋁熱反應(yīng)。 3．常溫下，能用鋁制容器盛放濃硫酸、濃硝酸的原因是二者能使鋁發(fā)生“鈍化”，而不是鋁與濃硫酸、濃硝酸不反應(yīng)。 4．鋁與酸、堿反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系 鋁與酸、堿反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。從化學(xué)方程式可以看出Al與酸、堿反應(yīng)時生成H2的實質(zhì)都是AlAl3＋，所以無論與酸還是與堿反應(yīng)，Al與H2的關(guān)系都是2Al～3H2。 (1)等量鋁分別與足量鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣體積比＝。 (2)足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的體積比＝。 (3)一定量的鋁分別與一定量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的體積比<<，則必定是a.鋁與鹽酸反應(yīng)時，鋁過量而鹽酸不足；b.鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時，鋁不足而氫氧化鈉過量。解題時應(yīng)充分利用上述過量關(guān)系。 5．鋁的這種既能與酸(非氧化性酸)又能與強堿溶液反應(yīng)產(chǎn)生H2的性質(zhì)常作為推斷題的“題眼”。 考點二　鋁的重要化合物 1．氧化鋁 (1)物理性質(zhì)：白色固體，難溶于水，有很高的熔點。 (2)化學(xué)性質(zhì) 兩性氧化物— 2．氫氧化鋁 (1)物理性質(zhì)：白色膠狀不溶于水的固體，有較強的吸附性。 (2)化學(xué)性質(zhì)(用化學(xué)方程式表示) Al(OH)3的電離方程式為 ①— ②受熱分解：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。 (3)制備 ①向鋁鹽中加入氨水，離子方程式為Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH。 ②NaAlO2溶液中通入足量CO2，離子方程式為AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。 ③NaAlO2溶液與AlCl3溶液混合：3AlO＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓。 3．常見的鋁鹽 (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(fù)鹽。 (2)明礬的化學(xué)式為KAl(SO4)212H2O，它是無色晶體，可溶于水，水溶液pH<7(填“<”、“>”或“＝”)。明礬可以凈水，其凈水的原理是Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋，Al(OH)3膠體吸附水中雜質(zhì)形成沉淀而凈水。 4．Al3＋、Al(OH)3、AlO之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系 (1)寫出實現(xiàn)上述各步轉(zhuǎn)化的離子方程式。 答案　(1)①Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH ②Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓ ③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ (2)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O (3)Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O (4)AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O (5)①AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO ②AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓ (6)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O (2)“鋁三角”的應(yīng)用 ①鑒別(利用滴加順序不同，現(xiàn)象不同) 向AlCl3溶液中滴入NaOH溶液，現(xiàn)象為先生成白色沉淀，后沉淀又溶解。 向NaOH溶液中滴入AlCl3溶液，現(xiàn)象為開始無明顯現(xiàn)象，后產(chǎn)生白色沉淀，不溶解。 ②分離提純 利用Al能溶于強堿溶液，分離Al與其他金屬的混合物。 利用Al2O3能與強堿反應(yīng)，分離Al2O3與其他金屬氧化物。 利用Al(OH)3的兩性，分離Al3＋與其他金屬離子。 題組一　Al2O3和Al(OH)3的兩性 1．下列關(guān)于鋁的重要化合物的敘述正確的是(　　) A．氧化鋁是一種比較好的耐火材料，可用來制造耐火坩堝 B．氧化鋁是典型的兩性氧化物，可與氨水反應(yīng)生成偏鋁酸鹽 C．因為氫氧化鋁受熱易分解，所以具有兩性 D．兩性氫氧化物只能與強酸、強堿反應(yīng) 答案　A 2．下列物質(zhì)既能與鹽酸反應(yīng)放出氣體，又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)放出氣體的是(　　) A．Al(OH)3 B．Al2O3 C．Al D．NaHCO3 答案　C 解析　Al(OH)3、Al2O3既能與鹽酸反應(yīng)，又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，但都不產(chǎn)生氣體；Al既能與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，故C項符合要求；NaHCO3能與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳氣體，但與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈉和水，不產(chǎn)生氣體，不符合要求。 3．將表面已完全鈍化的鋁條，插入下列溶液中，不會發(fā)生反應(yīng)的是(　　) A．稀硝酸 B．稀鹽酸 C．硝酸銅 D．氫氧化鈉 答案　C 解析　鈍化的實質(zhì)是Fe、Al在濃H2SO4或濃HNO3作用下其表面被氧化成一層致密的氧化物保護膜。由于鋁的氧化物Al2O3是一種兩性氧化物，既可與強酸反應(yīng)，又可與強堿反應(yīng)，故A、B、D三項皆不符合題意，只有C選項中的 Cu(NO3)2不與Al2O3反應(yīng)，故不可能與鈍化的鋁條發(fā)生反應(yīng)。 題組二　Al2O3和Al(OH)3兩性的應(yīng)用 4．(xx鄭州模擬)下列除去雜質(zhì)的方法不正確的是(　　) A．鎂粉中混有少量鋁粉：加入過量燒堿溶液充分反應(yīng)，過濾、洗滌、干燥 B．用過量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋ C．Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量燒堿溶液，充分反應(yīng)，過濾，向濾液中通入過量CO2后過濾 D．MgO中混有少量Al2O3：加入足量燒堿溶液，充分反應(yīng)，過濾、洗滌、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＋溶液中加入過量氨水時，F(xiàn)e3＋、Al3＋均轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀，達不到除雜的目的。 5．以Al2O3為原料制取氫氧化鋁，最好的方法是(　　) A．將Al2O3溶于水 B．將Al2O3先溶于鹽酸中，之后滴加氫氧化鈉溶液 C．將Al2O3先溶于鹽酸中，之后滴加氨水 D．將Al2O3先溶于NaOH溶液中，之后滴加鹽酸 答案　C 解析　Al2O3與水不能直接化合；Al2O3與鹽酸反應(yīng)生成Al3＋，Al3＋與堿反應(yīng)生成Al(OH)3，由于氫氧化鋁可溶于強堿，故應(yīng)選用堿性較弱的氨水；Al2O3與NaOH溶液反應(yīng)生成AlO，AlO與酸反應(yīng)生成Al(OH)3，由于Al(OH)3可溶于強酸，故不可用HCl，可改用向溶液中通入足量CO2的方法。 6．甲、乙、丙三位同學(xué)用規(guī)定的藥品制備Al(OH)3，規(guī)定必用的藥品如下：350 g 70% H2SO4溶液、NaOH固體240 g、足量鋁屑、水(不能用其他藥品)。 甲、乙、丙用各自設(shè)計的方案制得Al(OH)3的質(zhì)量分別是W1、W2、W3。三種實驗方案如下： 甲：鋁→加NaOH溶液→加H2SO4溶液→W1 g Al(OH)3 乙：鋁→加H2SO4溶液→加NaOH溶液→W2 g Al(OH)3 丙：→W3 g Al(OH)3 試回答： (1)從充分利用原料、降低成本和提高產(chǎn)率等因素分析，實驗方案最合理的是________。 (2)三位學(xué)生制得的Al(OH)3，W1、W2、W3其質(zhì)量由大到小的順序是_______________。 (3)制得Al(OH)3的最大質(zhì)量是________。 答案　(1)丙　(2)W3>W1>W2　(3)520 g 題組三　“鋁三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系的應(yīng)用——Al3＋、AlO的離子反應(yīng) 7．常溫下，下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是(　　) A．中性溶液中：Cl－、Mg2＋、Al3＋、K＋ B．1.0 molL－1的NaAlO2溶液中：Cl－、HCO、K＋、Ca2＋ C．在強堿性環(huán)境中：AlO、SiO、Na＋、K＋ D．0.1 molL－1明礬溶液中：NH、AlO、HCO、Na＋ 答案　C 解析　A項，Al3＋易水解，在中性溶液中水解生成Al(OH)3沉淀；B項，HCO＋AlO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO；D項，Al3＋與AlO、HCO因發(fā)生雙水解反應(yīng)不能大量共存。 8．下列變化中的離子方程式書寫正確的是(　　) A．向氯化鋁溶液中滴加過量氨水：4NH3H2O＋Al3＋===AlO＋4NH＋2H2O B．NH4Al(SO4)2溶液中滴加少量NaOH溶液：Al3＋＋NH＋4OH－===Al(OH)3↓＋NH3H2O C．向明礬溶液中加入過量的Ba(OH)2溶液：Al3＋＋2SO2－4＋2Ba2＋＋4OH－===2BaSO4↓＋AlO＋2H2O D．向NaAlO2溶液中通入足量CO2：2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO 答案　C 解析　A項，氨水不能溶解Al(OH)3；B項，NH、Al3＋中Al3＋與OH－先反應(yīng)；D項，通足量CO2時，應(yīng)生成HCO。 1．含鋁雜質(zhì)的提純方法歸類(見第4題) 利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于強堿溶液的特性，可除去許多物質(zhì)中的含鋁雜質(zhì)，如： ①Mg(Al)：加足量NaOH溶液； ②Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液； ③Mg(OH)2[Al(OH)3]：加足量NaOH溶液； ④Mg2＋(Al3＋)：加過量NaOH溶液，過濾，再加酸充分溶解。 2．制備Al(OH)3的注意事項 制取Al(OH)3一般不用強酸或強堿，因為強酸、強堿都能溶解生成的Al(OH)3，而不易控制酸、堿的用量。一般用氨水或CO2制取，也可用Al3＋、AlO的雙水解反應(yīng)制取。 3．離子共存問題 (1)Al3＋水解呈酸性，與OH－、AlO、CO(HCO)、S2－等不能大量共存。 (2)AlO水解呈堿性，與H＋、HCO、Al3＋、Fe3＋等不能大量共存。 4．含Al3＋的溶液與堿反應(yīng)的先后順序 當(dāng)溶液中有多種離子時，要考慮離子之間的反應(yīng)順序，如向含有H＋、NH、Mg2＋、Al3＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，NaOH先與H＋反應(yīng)，再與Mg2＋、Al3＋反應(yīng)生成沉淀，再與NH反應(yīng)，最后才溶解Al(OH)3沉淀。 5．明礬溶液與Ba(OH)2溶液反應(yīng)分析 (1)沉淀的物質(zhì)的量最大(此時Al3＋完全沉淀) 2Al3＋＋3SO＋3Ba2＋＋6OH－===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓。 (2)沉淀的質(zhì)量最大(此時SO完全沉淀) Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===AlO＋2BaSO4↓＋2H2O。 題組四　“鋁三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系的應(yīng)用——Al(OH)3沉淀的綜合分析 9.如圖表示AlCl3溶液與NaOH溶液相互滴加過程中微粒的量的關(guān)系曲線。下列判斷錯誤的是(　　) A．①線表示Al3＋的物質(zhì)的量的變化 B．x表示AlCl3的物質(zhì)的量 C．③線表示Al(OH)3的物質(zhì)的量的變化 D．④線表示AlO的物質(zhì)的量的變化 答案　B 解析　AlCl3溶液與NaOH溶液混合有兩種方式：向AlCl3溶液中緩慢滴加NaOH溶液，開始有沉淀生成后沉淀溶解，且生成沉淀與沉淀溶解消耗的NaOH的物質(zhì)的量之比為3∶1，顯然符合題意，則x表示NaOH的物質(zhì)的量，B項錯誤；另一種方式是向NaOH溶液中緩慢滴加AlCl3溶液，開始沒有沉淀，后有沉淀生成，與本題圖示情況不符。 10．下列曲線圖(縱坐標(biāo)為沉淀的量，橫坐標(biāo)為加入物質(zhì)的量)與對應(yīng)的選項相符合的是(　　) A．向1 L濃度均為0.1 molL－1的Ba(OH)2、NaAlO2混合溶液中加入0.1 molL－1的稀H2SO4 B．向1 L濃度分別為0.1 molL－1和0.3 molL－1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1 molL－1的稀NaOH溶液 C．向燒堿溶液中滴加明礬溶液 D．向AlCl3溶液中滴加過量氨水 答案　A 解析　A項，Ba(OH)2和NaAlO2中加入稀H2SO4，發(fā)生的反應(yīng)依次為Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O、AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，所以加1 L稀H2SO4時，Ba(OH)2反應(yīng)完，再加0.5 L稀H2SO4時AlO參加反應(yīng)，再加1.5 L稀H2SO4時，Al(OH)3全部溶解，A正確；B項，向1 L濃度分別為0.1 molL－1和0.3 molL－1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1 molL－1的NaOH溶液，發(fā)生的反應(yīng)依次是Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、OH－＋NH===NH3H2O、Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，所以沉淀Al3＋和溶解Al(OH)3所用NaOH的量之比為3∶1，而圖像上看到的是1∶1，B錯誤；C項，向燒堿溶液中滴加明礬溶液，發(fā)生的反應(yīng)依次是Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O、Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓，C錯誤；D項，AlCl3溶液中滴加過量氨水，沉淀不會溶解，D錯誤。 與Al(OH)3沉淀生成有關(guān)的圖像總結(jié) 1．可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應(yīng)的圖像 操作 可溶性鋁鹽溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量 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 Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O Al3＋＋4OH－===AlO－2＋2H2O 3AlO＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓ 2.偏鋁酸鹽溶液與鹽酸反應(yīng)的圖像 操作 偏鋁酸鹽溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量 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→出現(xiàn)沉淀→漸多→最多→沉淀不消失 圖像 離子 方程式 AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓ Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O Al3＋＋3AlO＋ 6H2O===4Al(OH)3↓ 考點三　從鋁土礦中提取金屬鋁 鋁是地殼中含量最多的金屬元素，在自然界主要以化合態(tài)的形式存在于氧化鋁中。鋁土礦的主要成分是Al2O3，此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì)，冶煉金屬鋁很重要的一個過程是Al2O3的提純。由于Al2O3是兩性氧化物，而雜質(zhì)SiO2是酸性氧化物，F(xiàn)e2O3是堿性氧化物，因而可設(shè)計出兩種提純氧化鋁的方案。 方案一：堿溶法 討論回答下列問題： (1)寫出①、③兩步驟中可能發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式。 答案　①Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O，SiO2＋2OH－===SiO＋H2O ③AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO，SiO＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO (2)步驟③中不用鹽酸(或H2SO4)酸化的理由是 ________________________________________________________________________。 答案　因為AlO與酸反應(yīng)生成的Al(OH)3具有兩性，可溶于強酸，不易控制酸的量；CO2廉價而且生成的副產(chǎn)物NaHCO3用途廣泛，經(jīng)濟效益好 (3)步驟④中得到較純的Al2O3，可能含有________雜質(zhì)，在電解時它不會影響鋁的純度的原因：________________________________________________________________________。 答案　SiO2　由于SiO2的熔點很高，在加熱到1 000 ℃左右時不會熔化，因而不影響鋁的純度 方案二：酸溶法 討論回答下列問題： (1)寫出①、②兩步驟中可能發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式。 答案　①Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，F(xiàn)e2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O ②Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，F(xiàn)e3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ (2)步驟②中不用氨水沉淀Fe3＋的原因： ________________________________________________________________________。 答案　Al(OH)3只能溶于強堿，不能溶于氨水，用氨水不能將Fe(OH)3和Al(OH)3分離 題組一　提取金屬鋁的原理 1．從鋁土礦制備鋁所涉及的下列有關(guān)反應(yīng)中，屬于氧化還原反應(yīng)的是(　　) A．鋁土礦溶于NaOH溶液中 B．偏鋁酸鈉溶液的酸化 C．灼燒氫氧化鋁固體 D．電解熔融的氧化鋁 答案　D 2．在鋁土礦制備金屬鋁的三個主要操作：①酸化、②灼燒、③電解中，沒有發(fā)生過的化學(xué)反應(yīng)類型是(　　) A．氧化還原反應(yīng) B．復(fù)分解反應(yīng) C．分解反應(yīng) D．置換反應(yīng) 答案　D 解析　①酸化發(fā)生的反應(yīng)是NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3，屬于復(fù)分解反應(yīng)；②灼燒發(fā)生的反應(yīng)是2Al(OH)3Al2O3＋3H2O，屬于分解反應(yīng)；③電解發(fā)生的反應(yīng)是2Al2O34Al＋3O2↑，屬于氧化還原反應(yīng)，也屬于分解反應(yīng)。 3．電解法煉鋁時，冰晶石的作用是(　　) A．助熔劑 B．催化劑 C．還原劑 D．氧化劑 答案　A 題組二　對鋁土礦提取鋁工藝流程的理解 4．鋁土礦的主要成分為氧化鋁、氧化鐵和二氧化硅，工業(yè)上經(jīng)過下列工藝可以冶煉金屬鋁： ,③,④電解, 下列說法中錯誤的是(　　) A．①②中除加試劑外，還需要進行過濾操作 B．a(chǎn)、b中鋁元素的化合價相同 C．③中需要通入過量的氨氣 D．④進行的操作是加熱，而且d一定是氧化鋁 答案　C 解析　反應(yīng)①后的體系中含有固體二氧化硅，需要過濾除去，反應(yīng)②后的體系中含有氫氧化鐵沉淀，需要過濾除去，A正確；a、b中Al元素分別以AlCl3和NaAlO2形式存在，其中鋁的化合價都是＋3價，B正確；由NaAlO2制備氫氧化鋁需要通入過量二氧化碳，C錯誤；由氫氧化鋁制備氧化鋁，加熱即可，D正確。 5．鋁土礦中的主要成分是Al2O3，還含有少量Fe2O3等雜質(zhì)。工業(yè)上從鋁土礦中提取鋁的工藝流程如下圖所示。 請回答下列問題： (1)“操作1”、“操作2”相同，操作的名稱為_________________________________， 實驗室進行此項操作使用的玻璃儀器有________________________________________。 (2)向NaAlO2溶液中通入了一種過量氣體，這種氣體是下列中的________(填字母)。 a．HCl b．NH3 c．CO2 d．O2 (3)NaAlO2溶液中通入過量氣體的目的是___________________________________。 (4)冶煉鋁需要純度較高的氧化鋁，檢驗得到的氧化鋁中不含F(xiàn)e2O3的化學(xué)方法是________________________________________________________________________。 (5)工業(yè)常在溶解之前將鋁土礦粉碎，其目的是_________________________________________________________________________。 答案　(1)過濾　漏斗、燒杯、玻璃棒　(2)c (3)使AlO完全轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀 (4)取樣品加入足量的稀鹽酸溶解，滴加KSCN溶液，不變血紅，證明不含F(xiàn)e2O3 (5)使鋁土礦與NaOH充分接觸，提高反應(yīng)速率和原料的利用率 1．(高考選項組合題)下列關(guān)于鋁及其化合物的敘述正確的是(　　) A．鋁罐可久盛食醋(xx福建理綜，6C) B．氫氧化鋁可作胃酸的中和劑(xx四川理綜，1D) C．明礬用作凈水劑不涉及化學(xué)變化(xx重慶理綜，1A) D．鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng)，反應(yīng)后固體物質(zhì)增重(xx新課標(biāo)全國卷Ⅱ，9C) 答案　B 解析　鋁罐容易受食醋中的醋酸腐蝕而破裂，無法久盛食醋，A錯；明礬用作凈水劑是利用Al3＋水解生成的氫氧化鋁膠體的吸附性，涉及化學(xué)變化，C錯；鋁與氧化鐵反應(yīng)，反應(yīng)前后都是固體，質(zhì)量不變，D錯。 2．(高考選項組合題)下列有關(guān)鋁及重要化合物的敘述正確的是(　　) A．制備Al(OH)3懸濁液：向1 molL－1 AlCl3溶液中加過量的6 molL－1 NaOH溶液(xx江蘇，13A) B．向Al2(SO4)3溶液中加入過量的NH3H2O：Al3＋＋4NH3H2O===[Al(OH)4]－＋4NH(xx山東理綜，12C) C．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，金屬鋁的熔點較低(xx全國卷Ⅰ，10C) D．將AlCl3加入Ba(HCO3)2溶液中同時有氣體和沉淀產(chǎn)生(xx山東理綜，10A) 答案　D 解析　A項，Al(OH)3是兩性氫氧化物，可以和過量氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，故不能制備氫氧化鋁懸濁液，錯誤；B項，Al(OH)3只能溶于強堿，不能溶于氨水；C項，鋁在空氣中加熱生成氧化鋁的熔點較高，所以內(nèi)部熔化的鋁不會滴落；D項，Al3＋與HCO發(fā)生雙水解反應(yīng)，生成Al(OH)3沉淀和CO2氣體。 3．(xx北京理綜，7)下列金屬中，表面自然形成的氧化層能保護內(nèi)層金屬不被空氣氧化的是(　　) A．K B．Na C．Fe D．Al 答案　D 解析　金屬鋁在空氣中表面會形成一層致密的氧化膜保護層，防止內(nèi)層的金屬進一步被氧化，D正確。K、Na、Fe表面形成的氧化膜比較疏松，不能保護內(nèi)層金屬，A、B、C錯誤。 4．[xx天津理綜，7(3)]已知： 化合物 MgO Al2O3 MgCl2 AlCl3 類型 離子 化合物 離子 化合物 離子 化合物 共價 化合物 熔點/℃ 2 800 2 050 714 191 工業(yè)制鎂時，電解MgCl2而不電解MgO的原因是 ________________________________________________________________________； 制鋁時，電解Al2O3而不電解AlCl3的原因是________________________________________________________________________。 答案　MgO的熔點高，熔融時耗費更多資源，增加生產(chǎn)成本　AlCl3是共價化合物，熔融態(tài)難導(dǎo)電 5．(xx上海，22改編)已知：2Na[Al(OH)4]＋CO2―→2Al(OH)3↓＋Na2CO3＋H2O。向含2 mol NaOH、1 mol Ba(OH)2、2 mol Na[Al(OH)4]的混合溶液中慢慢通入CO2，則通入CO2的量和生成沉淀的量的關(guān)系不正確的是(　　) 選項 A B C D n(CO2)(mol) 2 3 4 6 n(沉淀)(mol) 1 2 3 2 答案　B 解析　向含2 mol NaOH、1 mol Ba(OH)2、2 mol Na[Al(OH)4]的混合溶液中慢慢通入CO2發(fā)生反應(yīng)依次為 2NaOH?。獵O2　―→　Na2CO3 ＋H2O 2 mol 1 mol 1 mol Ba(OH)2?。O2　―→　BaCO3↓＋H2O 1 mol 1 mol 1 mol 2Na[Al(OH)4]＋CO2―→2Al(OH)3↓＋Na2CO3＋H2O 2 mol 1 mol 2 mol 1 mol Na2CO3＋CO2＋ H2O―→2NaHCO3 1 mol 1 mol BaCO3＋CO2＋H2O―→Ba(HCO3)2 1 mol 1 mol 當(dāng)通入2 mol CO2時，生成1 mol BaCO3沉淀； 當(dāng)通入3 mol CO2時，生成1 mol BaCO3沉淀和2 mol Al(OH)3沉淀； 當(dāng)通入4 mol CO2時，生成1 mol BaCO3沉淀和2 mol Al(OH)3沉淀； 當(dāng)通入5 mol CO2時，生成2 mol Al(OH)3沉淀；當(dāng)通入 6 mol CO2時，BaCO3已完全反應(yīng)，Al(OH)3量不變，即仍為 2 mol 沉淀。 6．(xx江蘇，16)煙氣脫硫能有效減少二氧化硫的排放。實驗室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制備堿式硫酸鋁[Al2(SO4)x(OH)6－2x]溶液，并用于煙氣脫硫研究。 (1)酸浸時反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________；濾渣Ⅰ的主要成分為________________(填化學(xué)式)。 (2)加CaCO3調(diào)節(jié)溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3轉(zhuǎn)化為Al2(SO4)x(OH)6－2x。濾渣Ⅱ的主要成分為________________________(填化學(xué)式)；若溶液的pH偏高，將會導(dǎo)致溶液中鋁元素的含量降低，其原因是________________________________________(用離子方程式表示)。 (3)上述流程中經(jīng)完全熱分解放出的SO2量總是小于吸收的SO2量，其主要原因是________________________________；與吸收SO2前的溶液相比，熱分解后循環(huán)利用的溶液的pH將________(填“增大”“減小”或“不變”)。 答案　(1)Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O　SiO2 (2)CaSO4　3CaCO3＋2Al3＋＋3SO＋3H2O===2Al(OH)3＋3CaSO4＋3CO2↑ (3)溶液中的部分SO被氧化成SO　減小 解析　(1)酸浸時能與H2SO4反應(yīng)的是Al2O3，H2SO4與Al2O3反應(yīng)生成鹽和水，SiO2不和H2SO4反應(yīng)，成為濾渣。 (2)CaCO3和溶液中的H2SO4反應(yīng)生成CaSO4；如果pH偏高，一部分Al3＋會轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀，離子方程式為3CaCO3＋2Al3＋＋3SO＋3H2O===2Al(OH)3＋3CaSO4＋3CO2↑。 (3)熱分解時，一部分亞硫酸鹽被氧化為硫酸鹽，不能分解成為SO2；SO2溶于水生成H2SO3，會中和溶液中的部分OH－，使溶液的pH減小。 練出高分 1．某混合物A中含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3，在一定條件下可實現(xiàn)如圖所示的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化。 據(jù)此回答下列問題： (1)固體B的化學(xué)式為______________。 (2)固體E所含物質(zhì)的化學(xué)式為____________。 (3)反應(yīng)①的離子方程式為_______________________________________________。 答案　(1)Al2O3 (2)(NH4)2SO4、K2SO4 (3)AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO 解析　已知A的成分，按照題目設(shè)定的反應(yīng)程序來分析，A溶于水后，得明礬溶液，不溶固體為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為Al2O3。明礬溶液中加入過量氨水，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KAl(SO4)2＋6NH3H2O===2Al(OH)3↓＋K2SO4＋3(NH4)2SO4，則固體E為(NH4)2SO4、K2SO4。 2．工業(yè)上用鋁土礦(主要成分是Al2O3，還含有Fe2O3、SiO2)提取氧化鋁作冶煉鋁的原料。其中一種提取方法的操作過程如下： 請回答下列問題： (1)請寫出甲溶液中通入二氧化碳生成氫氧化鋁的離子方程式_______________________________________________________________________________。 (2)沉淀乙是Fe2O3，向其中加入足量鹽酸，寫出反應(yīng)的離子方程式________________________________________________________________________， 充分反應(yīng)后過濾，將濾液加熱蒸干灼燒，最后可得到紅褐色固體，用簡要的文字和化學(xué)方程式說明這一變化過程 ________________________________________________________________________。 (3)上述提取氧化鋁的方法叫堿溶法。工業(yè)生產(chǎn)中還有一種酸溶法。第一步：向鋁土礦中加鹽酸，然后過濾；第二步：處理得到的濾液……第二步操作中使用的化學(xué)試劑是________________________________________________________________________。 答案　(1)AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO (2)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O　FeCl3＋3H2OFe(OH)3＋3HCl，加熱促進水解，且氯化氫揮發(fā)，使平衡右移，生成氫氧化鐵，氫氧化鐵受熱分解，生成氧化鐵，2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O (3)NaOH溶液(或其他強堿溶液) 解析　(1)該反應(yīng)為NaAlO2溶液與CO2的反應(yīng)，離子方程式為AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。(2)沉淀乙中只有Fe2O3與鹽酸反應(yīng)，該反應(yīng)的離子方程式為Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。充分反應(yīng)過濾后所得濾液為FeCl3與HCl的混合溶液，加熱蒸干時FeCl3發(fā)生水解反應(yīng)得到Fe(OH)3，灼燒時Fe(OH)3發(fā)生分解反應(yīng)得到Fe2O3。(3)酸溶法第一步可以分離出SiO2，第二步使用NaOH溶液或強堿溶液，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．工業(yè)上通常以鋁土礦(主要成分為Al2O3，含有少量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))為原料制備無水氯化鋁：2Al2O3＋6Cl24AlCl3＋3O2↑?；卮鹨韵聠栴}： (1)為促進反應(yīng)的進行，實際生產(chǎn)中需加入焦炭，其原因是________________________________________________________________________。 (2)加入焦炭后的化學(xué)反應(yīng)可表示為Al2O3＋C＋Cl2AlCl3＋X↑，試推斷氣體X的成分：________________________________________________________________________。 (3)在提純AlCl3粗產(chǎn)品時，需加入少量鋁粉，可使熔點較低的FeCl3轉(zhuǎn)化為熔點較高的FeCl2，從而避免在AlCl3中混入鐵的氯化物，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。 (4)以鋁土礦為原料可以通過以下途徑提純氧化鋁： Al2O3 ①寫出濾液甲中溶質(zhì)的化學(xué)式________________。 ②寫出向濾液乙中加入過量氨水得到Al(OH)3的離子方程式________________________________________________________________________。 答案　(1)碳與O2反應(yīng)，有利于反應(yīng)正向進行 (2)CO、CO2或兩者的混合物 (3)Al＋3FeCl3===AlCl3＋3FeCl2 (4)①NaAlO2、Na2SiO3、NaOH ②Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH 解析　(1)碳可以與O2反應(yīng)，有利于氧化鋁和氯氣之間的反應(yīng)正向進行。(2)根據(jù)原子守恒，Al2O3、Cl2和C反應(yīng)會生成AlCl3，還會生成碳的氧化物，氣體X可能為CO、CO2或者兩者的混合物。(3)金屬鋁和氯化鐵之間的氧化還原反應(yīng)為Al＋3FeCl3===AlCl3＋3FeCl2。(4)①氧化鋁和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和H2O，二氧化硅可以和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)生成硅酸鈉和H2O，故濾液甲的成分是NaAlO2、Na2SiO3、NaOH；②NaAlO2、Na2SiO3、NaOH的混合溶液中加入過量的稀鹽酸，得到的濾液乙是氯化鋁、氯化鈉、鹽酸的混合物，所以向濾液乙中加入氨水，發(fā)生反應(yīng)：Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH。 4．鋁是一種應(yīng)用廣泛的金屬，工業(yè)上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融電解制得。 ①鋁土礦的主要成分是Al2O3和SiO2等。從鋁土礦中提煉Al2O3的流程如下： ②以螢石(CaF2)和純堿為原料制備冰晶石的流程如下： 回答下列問題： (1)寫出反應(yīng)1的化學(xué)方程式 ________________________________________________________________________。 (2)濾液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是________，反應(yīng)2的離子方程式為________________________________________________________________________。 (3)E可作為建筑材料，化合物C是________，寫出由D制備冰晶石的化學(xué)方程式________________________________________________________________________。 (4)電解法制鋁的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________， 以石墨為電極，陽極產(chǎn)生的混合氣體的成分是________________________________________________________________________。 答案　(1)2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O、2NaOH＋Al2O3===2NaAlO2＋H2O (2)CaSiO3　2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO[或AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO] (3)濃H2SO4　12HF＋3Na2CO3＋2Al(OH)3===2Na3AlF6＋3CO2＋9H2O (4)2Al2O34Al＋3O2↑　O2、CO2(CO) 解析　(1)在加入NaOH溶液時，Al2O3和SiO2都能與NaOH反應(yīng)，分別生成NaAlO2和Na2SiO3。(2)加入CaO后，SiO與Ca2＋結(jié)合生成難溶物CaSiO3；濾液Ⅱ中主要含有AlO，通入CO2后生成沉淀Al(OH)3，煅燒后生成Al2O3。(3)螢石能與濃硫酸反應(yīng)生成CaSO4和HF氣體；HF、Na2CO3、Al(OH)3三者均沒有發(fā)生氧化還原反應(yīng)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可寫出化學(xué)方程式。(4)電解Al2O3制取金屬鋁，加入的冰晶石為助熔劑；陽極產(chǎn)生的O2能與石墨電極反應(yīng)生成CO2(可能含有CO)。 5．用含有Al2O3、SiO2和少量FeOxFe2O3的鋁灰制備Al2(SO4)318H2O，工藝流程如下(部分操作和條件略)： Ⅰ.向鋁灰中加入過量稀H2SO4，過濾： Ⅱ.向濾液中加入過量KMnO4溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH約為3； Ⅲ.加熱，產(chǎn)生大量棕色沉淀，靜置，上層溶液呈紫紅色； Ⅳ.加入MnSO4至紫紅色消失，過濾； Ⅴ.濃縮、結(jié)晶、分離，得到產(chǎn)品。 (1)H2SO4溶解Al2O3的離子方程式是 ________________________________________________________________________。 (2)將MnO氧化Fe2＋的離子方程式補充完整： MnO＋Fe2＋＋________===Mn2＋＋Fe3＋＋________ (3)已知： 生成氫氧化物沉淀的pH Al(OH)3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 開始沉淀時 3.4 6.3 1.5 完全沉淀時 4.7 8.3 2.8