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鋁及其化合物 【考向分析】 有關(guān)Al及其化合物知識(shí)在高考中出現(xiàn)頻率較高，“鋁三角”是命題的出發(fā)點(diǎn)。問題常以工業(yè)生產(chǎn)流程為載體考查化學(xué)方程式、離子方程式、離子共存、物質(zhì)鑒別、制取、計(jì)算等。高考對(duì)本專題內(nèi)容的考查將以鋁及其化合物的性質(zhì)在日常生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用為主，題型以選擇題、綜合推斷題、實(shí)驗(yàn)題為主。 【要點(diǎn)講解】 要點(diǎn)1. 鋁 鋁元素在元素周期表中位于第三周期ⅢA族。鋁為銀白色金屬，熔點(diǎn)為660.40C，沸點(diǎn)為24670C密度為2.7gcm-3,導(dǎo)電性僅次于銀、銅和金。 1.鋁跟非金屬反應(yīng)：常溫下，鋁被空氣里的氧氣氧化，在表面生成一層致密的氧化物薄膜，阻止內(nèi)部的金屬繼續(xù)與氧氣反應(yīng)。鋁在空氣中強(qiáng)熱：4Al＋3O22Al2O3（反應(yīng)放出大量的熱和耀眼的白光，因此鋁可用于制造燃燒彈、信號(hào)彈、火箭推進(jìn)劑等。鋁與氮?dú)庠诟邷叵路磻?yīng)：2Al＋N22AlN ，鋁容易和鹵素反應(yīng)，常溫下和氯氣激烈化合生成三氯化鋁；在溴中燃燒鋁粉生成三溴化鋁。在高溫下也能和硫、氮?dú)?、碳直接化合成Al2S3、AlN、Al4C3(2000℃)。 溫馨提示：將未打磨的鋁箔在酒精燈火焰上加熱，發(fā)現(xiàn)鋁箔發(fā)紅卷縮，變暗失去光澤，熔化不落下（表面有氧化膜，因此不能燃燒）。將已打磨的鋁箔在酒精燈火焰上加熱，發(fā)現(xiàn)鋁箔也卷縮，變暗失去光澤，熔化不落下（打磨后鋁箔表面又很快形成氧化膜，阻止了鋁的燃燒）。 2.鋁與酸反應(yīng) （1）與非氧化性強(qiáng)酸(稀硫酸、鹽酸)反應(yīng)： 2Al＋3H2SO4＝Al2(SO4)3＋3H2↑ 2Al＋6H+ ＝2Al3+＋3H2↑ （2）常溫下，鋁、鐵遇濃硫酸、濃硝酸發(fā)生鈍化。所以可用鋁制容器盛裝濃硫酸或濃硝酸。 （3）加熱時(shí)，鋁與熱濃硫酸、濃硝酸反應(yīng)：2Al＋6H2SO4(濃)Al2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O （4）鋁與稀硝酸反應(yīng)不產(chǎn)生H2。 3.鋁與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)：2Al＋6H2O＝Al(OH)3↓＋3H2↑，Al(OH)3＋NaOH＝NaAlO2＋2H2O。上述兩個(gè)反應(yīng)疊加得：2Al＋2NaOH＋2H2O ＝ 2NaAlO2＋3H2↑ 溫馨提示：Al既能與強(qiáng)酸反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，Al與酸、堿反應(yīng)生成氫氣的實(shí)質(zhì)都是AlAl3＋，所以Al無論與酸反應(yīng)還是與堿反應(yīng)，Al與H2的關(guān)系都是2Al～3H2。 4.鋁與某些金屬氧化物反應(yīng)：2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe,這個(gè)反應(yīng)稱為鋁熱反應(yīng),鋁粉和氧化鐵粉末的混合物稱為鋁熱劑.鋁熱反應(yīng)可用于焊接鋼軌，可用于冶煉Ni、Mn、V等難熔金屬。如10Al＋3V2O55Al2O3＋6V ，8Al＋3Co3O44Al2O3＋9Co，8Al＋3Fe3O44Al2O3＋9Fe等。 要點(diǎn)2. 氧化鋁和氫氧化鋁 1. 氧化鋁：氧化鋁白色固體，高熔點(diǎn)(2045℃)，難溶于水，是兩性氧化物（既能與酸反應(yīng)生成鹽和水，又能和堿反應(yīng)時(shí)生成鹽和水的氧化物），反應(yīng)為Al2O3＋6H+＝2Al3+＋3H2O，Al2O3＋2OH-＝2AlO2－+2 H2O。利用其高熔點(diǎn)常用作高級(jí)耐火材料，如制坩堝、高溫爐管等；利用其高制剛玉球磨機(jī)、高壓鈉燈的燈管等 2．氫氧化鋁 （1）氫氧化鋁是幾乎不溶于水的白色膠狀物質(zhì)，能凝聚水中的懸浮物，又能吸附色素，因此可用于水的凈化。 （2）氫氧化鋁是兩性氫氧化物（既能與酸反應(yīng)生成鹽和水，又能和堿反應(yīng)時(shí)生成鹽和水的氫氧化物）：氫氧化鋁具有兩性，可用電離平衡移動(dòng)的原理來解釋：氫氧化鋁的電離方程式可表示如下： H++AlO2——+H2OAl（OH）3Al3++3OH－ （酸式電離） （堿式電離） 其電離程度相當(dāng)微弱，只有加入強(qiáng)酸(或強(qiáng)堿)時(shí)，大量的H+(或OH－)才能破壞氫氧化鋁的電離平衡，使平衡向右(或左)移動(dòng)，生成鋁鹽(或四羥基合鋁酸鹽)，所以氫氧化鋁既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng).當(dāng)加入弱酸或弱堿時(shí)，因H+或OH－濃度太小，不能使上述平衡移動(dòng)，因此Al(OH)3只溶于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿，而不溶于弱酸或弱堿。反應(yīng)為Al(OH)3＋3H+＝Al3+＋3H2O ，Al(OH)3＋OH－===AlO2－＋2H2O （3）氫氧化鋁受熱分解：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O （4）Al(OH)3的制備： ①鋁鹽與氨水反應(yīng)生成Al（OH）3：Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋ ②偏鋁酸鹽與二氧化碳反應(yīng)生成Al（OH）3：AlO2－＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3－或2AlO2－＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO32－ ③鋁鹽與偏鋁酸鹽反應(yīng)生成Al（OH）3：Al3＋＋3AlO2－＋6H2O===4Al(OH)3↓ 3. 氫氧化鋁兩性的應(yīng)用 （1）判斷離子共存問題：Al3+與OH－會(huì)發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)而不能共存；AlO2－與H＋會(huì)發(fā)生AlO2－+H＋+H2O==Al(OH)3↓反應(yīng)而不能共存；Al3+與AlO2－、HS—、S2—、HCO3—、CO32—等；AlO2－與AI3+、NH4+、Fe3+等會(huì)發(fā)生雙水解反應(yīng)而不能共存。 （2）認(rèn)識(shí)Al3+、AlO2－和Al（OH）3的相互轉(zhuǎn)化圖像： ①在AlCl3溶液中滴加NaOH溶液： ②在NaOH溶液中滴加AlCl3溶液： ③向可溶性鋁鹽溶液中滴加氨水至過量： ④向偏鋁酸鹽溶液中緩慢通入二氧化碳至過量： （3）利用滴加順序不同鑒別物質(zhì)： ①NaOH和AlCl3：向AlCl3溶液中逐滴滴加NaOH溶液，先出現(xiàn)白色沉淀后消失；向 NaOH 溶液中逐滴滴加AlCl3溶液，開始無現(xiàn)象后出現(xiàn)白色沉淀。 ②NaAlO2和鹽酸：向NaAlO2溶液中逐滴滴加鹽酸，先出現(xiàn)白色沉淀后消失；向鹽酸中逐滴滴加NaAlO2溶液，開始無現(xiàn)象后出現(xiàn)白色沉淀。 4. 鋁土礦冶煉金屬鋁的流程 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)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(gè)過程是Al2O3的提純。對(duì)于以提純某一物質(zhì)為實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡牧鞒填}，其實(shí)就是考查混合物的除雜、分離、提純的有關(guān)知識(shí)。當(dāng)遇到這一類題時(shí)，一般的思路是認(rèn)真地在流程中找出得到的主要物質(zhì)是什么，混有的雜質(zhì)有哪些；認(rèn)真分析當(dāng)加入某一試劑后，能與什么物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成了什么產(chǎn)物，要用什么樣的方法才能將雜質(zhì)除去。只有這樣才能明白每一步所加試劑或操作的目的。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(jì)出兩種提純氧化鋁的方案。 （1）堿溶法： （2）酸溶法： 要點(diǎn)3. 硫酸鋁和明礬 1．硫酸鋁 （1）硫酸鋁溶液呈酸性，硫酸鋁的水解 Al3+＋3H2O Al(OH)3＋3H+ （2）硫酸鋁溶液與碳酸鈉溶液混合，2Al3＋＋3CO32－＋3H2O＝2Al(OH)3↓＋3CO2↑ （3）泡沫滅火器，一般呈有1mol/LAl2(SO4)3和1mol/L NaHCO3 溶液，反應(yīng)原理為： Al3＋＋3HCO3－＝Al(OH)3↓＋3CO2↑ 2．明礬：明礬是含有結(jié)晶水的硫酸鉀和硫酸鋁的復(fù)鹽,化學(xué)式KAl(SO4)212H2O。 KAl(SO4)212H2O=K+＋Al3＋＋2SO42－＋12H2O，Al3＋容易水解，生成膠狀的氫氧化鋁Al(OH)3，Al3++3H2OAl(OH)3（膠體）+3H+，氫氧化鋁膠體的吸附能力很強(qiáng)，可以吸附水里懸浮的雜質(zhì)，并形成沉淀，使水澄清。所以明礬是一種較好的凈水劑。 【考點(diǎn)過關(guān)】判斷正誤，正確的畫“√”，錯(cuò)誤的畫“”。 （1）鋁合金門窗及餐具堅(jiān)固耐用，所以鋁不易與氧氣反應(yīng)(　　) 鋁易與氧氣反應(yīng)形成致密氧化膜。 （2）加入鋁粉能產(chǎn)生H2的溶液中，可能存在大量的Na＋、Ba2＋、AlO、NO(　　) √如果溶液顯堿性，Na＋、Ba2＋、AlO、NO可以大量共存。 （3）在酒精燈上加熱鋁箔，鋁箔熔化但不滴落，說明熔點(diǎn)：鋁＞氧化鋁(　　) 說明氧化鋁的熔點(diǎn)更高。 （4）因?yàn)锳l能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，所以Al有一定的非金屬性(　　) √Al能與酸反應(yīng)，表現(xiàn)一定的金屬性，與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)表現(xiàn)出一定的非金屬性。 （5）新制氧化鋁溶于氫氧化鈉溶液的離子方程式為Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O(　　) √Al2O3屬于兩性氧化物，能與NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水。 （6）向NaAlO2溶液中通入過量CO2的離子方程式為2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO(　　) 往NaAlO2溶液中通入過量CO2時(shí)生成Al(OH)3和NaHCO3而不是Al(OH)3和Na2CO3。 （7）由鋁鹽制取氫氧化鋁最好選用氨水，而不用NaOH溶液(　　) √由于氫氧化鋁能溶于強(qiáng)堿但不溶于氨水，故由鋁鹽制取氫氧化鋁最好選用氨水。 （8）冶煉鋁時(shí)常用焦炭作還原劑(　　) 鋁是活潑金屬，不能被焦炭還原出來，應(yīng)用電解的方法冶煉鋁。 （9）鋁粉與氧化鎂混合共熱能冶煉出鎂(　　) 鎂的還原性強(qiáng)于鋁，鋁不能置換出MgO中的鎂。 【高考回顧】 (1)(2016天津)用NaOH溶液除去鎂粉中的雜質(zhì)鋁：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑(　√　) (2)(2015全國(guó)卷Ⅰ)用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細(xì)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，說明鋁的熔點(diǎn)較低(　　) (3)(2015全國(guó)卷Ⅱ)濃硝酸滴入用砂紙打磨過的鋁條中，產(chǎn)生紅棕色氣體(　　) (4)(2015江蘇)與Al反應(yīng)能產(chǎn)生H2的溶液中一定大量共存：Fe2＋、K＋、NO、SO(　　) (5)(2015福建)鋁合金片用于冶金工業(yè)(　√　) (6)(2015福建)鋁罐可久盛食醋(　　) (7)(2014全國(guó)卷Ⅱ)鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng)后固體物質(zhì)增重(　　) (8)(2014安徽)常溫下，相同的鋁片分別加入足量的濃、稀硝酸，濃硝酸中鋁片先溶解完 (　　) (9)(2016全國(guó)卷Ⅲ)泡沫滅火器滅火是利用了Al2(SO4)3和小蘇打的反應(yīng)(　√　) (10)(2016江蘇)Al2O3熔點(diǎn)高，可用作耐高溫材料(　√　) (11)(2016江蘇)向Al2(SO4)3溶液中加入過量氨水的離子方程式：Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH(　√　) (12)(2015全國(guó)卷Ⅱ)氯化鋁溶液滴入濃NaOH溶液中，產(chǎn)生大量白色沉淀(　　) (13)(2015四川)明礬作凈水劑時(shí)起還原作用(　　) (14)(2015重慶)Al2O3和MgO均可與NaOH溶液反應(yīng)(　　) (15)(2015江蘇)制備Al(OH)3的方法是向1 molL－1 AlCl3溶液中加入過量的6 molL－1 NaOH溶液(　　) (16)(2014四川)氫氧化鋁可作胃酸的中和劑(　√　) 【基礎(chǔ)過關(guān)】 1．(2018東營(yíng)模擬)下列物質(zhì)的制備方法正確的是(　　) A．氯化鋁溶液和硫化鈉溶液反應(yīng)制備Al2S3 B．用鎂粉和空氣反應(yīng)制備Mg3N2 C．用鋁粉和MnO2制得錳 D．電解熔融氯化鋁的方法制得單質(zhì)鋁 解析：Na2S溶液與AlCl3溶液反應(yīng)，S2－與Al3＋發(fā)生水解相互促進(jìn)反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和硫化氫，反應(yīng)的離子方程式為2Al3＋＋3S2－＋6H2O===3H2S↑＋2Al(OH)3↓，反應(yīng)無法獲得硫化鋁，故A錯(cuò)誤；鎂粉在空氣中燃燒，主要是和氧氣反應(yīng)生成氧化鎂，故B錯(cuò)誤；鋁熱法可冶煉錳，故C正確；氯化鋁屬于共價(jià)化合物，熔融狀態(tài)不導(dǎo)電，工業(yè)上用電解熔融氧化鋁的方法冶煉Al，故D錯(cuò)誤。答案：C 2．(2018茂名模擬)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(cuò)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 解析：向AlCl3溶液中加入NaOH溶液時(shí)，發(fā)生反應(yīng)Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，Al3＋逐漸減小，Al(OH)3逐漸增加后又減少，Al3＋消失后生成AlO，故A、C、D正確；若向NaOH溶液中加入AlCl3溶液，發(fā)生反應(yīng)Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，3AlO＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓，各微粒的變化曲線都不符合，故B錯(cuò)誤。答案：B 3．(2018洛陽統(tǒng)考)鎵(Ga)與鋁同主族，曾被稱為“類鋁”，其氧化物和氫氧化物均為兩性化合物。工業(yè)制備鎵的流程如下圖所示，下列判斷不合理的是(　　) A．Al、Ga均處于ⅢA族 B．Ga2O3可與鹽酸反應(yīng)生成GaCl3 C．Ga(OH)3可與NaOH反應(yīng)生成NaGaO2 D．酸性：Al(OH)3>Ga(OH)3 解析：鎵(Ga)與鋁同主族，均處于ⅢA族，故A項(xiàng)正確；Ga2O3與Al2O3的性質(zhì)具有相似性，可與鹽酸反應(yīng)生成GaCl3，故B項(xiàng)正確；Ga(OH)3屬于兩性氫氧化物，與Al(OH)3的性質(zhì)相似，能與NaOH溶液生成NaGaO2，故C項(xiàng)正確；化學(xué)反應(yīng)遵循強(qiáng)酸制弱酸的原理，在NaAlO2和NaGaO2的混合液中通入CO2，只有Al(OH)3沉淀，而沒有Ga(OH)3沉淀，是由于鎵酸酸性強(qiáng)于碳酸，酸性Al(OH)3＜Ga(OH)3，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：D 4．(2018滄州質(zhì)量監(jiān)測(cè))向偏鋁酸鈉溶液中逐滴加入鹽酸，溶液的pH值隨著加入鹽酸體積的變化曲線如圖所示，則下列說法正確的是(　　) A．a(chǎn)～b段的主要離子方程式為AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O B．向c點(diǎn)溶液中滴加氨水，發(fā)生的離子方程式為Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ C．c～d段的主要離子方程式為Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O D．向c點(diǎn)溶液中加入碳酸鈉，發(fā)生的離子方程式為2Al3＋＋CO＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO2↑ 解析：偏鋁酸鈉溶液中存在水解平衡AlO＋2H2OAl(OH)3＋OH－，所以溶液顯堿性。向溶液中逐滴加入鹽酸，a～b段H＋先與OH－反應(yīng)；b～c段pH發(fā)生突變，主要發(fā)生H＋與AlO的反應(yīng)，生成Al(OH)3和NaCl；c～d段鹽酸過量后Al(OH)3與鹽酸反應(yīng)，生成AlCl3。a～b段的主要離子方程式為H＋＋OH－===H2O，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；c點(diǎn)Al3＋已沉淀完全，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；c～d段鹽酸過量后Al(OH)3與鹽酸反應(yīng)，生成AlCl3，故C項(xiàng)正確；c點(diǎn)Al3＋已沉淀完全，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：C 5．(2018晉豫省際大聯(lián)考)將等物質(zhì)的量的Na2O2和Al同時(shí)放入足量的水中，充分反應(yīng)后收集到混合氣體4.48 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，再向反應(yīng)后的溶液中緩慢滴入1 mol/L鹽酸至沉淀恰好溶解。下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，混合氣體中氫氣與氧氣的體積比為3∶1 B．加入的固體過氧化鈉為7.8 g C．當(dāng)?shù)渭?00 mL鹽酸時(shí)，沉淀的質(zhì)量達(dá)到最大值 D．最終消耗的鹽酸為400 mL 解析：將等物質(zhì)的量的Na2O2和Al同時(shí)放入足量的水中，分別進(jìn)行的反應(yīng)是2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，兩個(gè)反應(yīng)中過氧化鈉和單質(zhì)鋁剛好系數(shù)相等，可以認(rèn)為是物質(zhì)的量相等混合，方程式相加得到總反應(yīng)為2Na2O2＋2Al＋4H2O===2NaAlO2＋2NaOH＋O2↑＋3H2↑。根據(jù)方程式，選項(xiàng)A正確；混合氣體中氫氣與氧氣的體積比為3∶1，一共4.48 L(0.2 mol)，所以氫氣為0.15 mol，氧氣為0.05 mol。代入總方程式計(jì)算出Al為0.1 mol、過氧化鈉為0.1 mol，則Na2O2質(zhì)量為7.8 g，選項(xiàng)B正確；沉淀的質(zhì)量達(dá)到最大值時(shí)是Al3＋恰好完全沉淀，所以溶液中只有一種溶質(zhì)NaCl，其中Na元素完全來自于加入的0.1 mol過氧化鈉，所以Na＋為0.2 mol，NaCl就是0.2 mol，由Cl守恒得到：需要的HCl為0.2 mol，所以滴加200 mL鹽酸時(shí)，沉淀的質(zhì)量達(dá)到最大值，選項(xiàng)C正確；最終沉淀恰好完全溶解的時(shí)候，溶液中含有NaCl和AlCl3，因?yàn)槌跏技尤氲倪^氧化鈉和單質(zhì)鋁的物質(zhì)的量都是0.1 mol，所以Na＋為0.2 mol，Al3＋為0.1 mol，所以NaCl和AlCl3的物質(zhì)的量分別為0.2 mol和0.1 mol，其中含有Cl－共0.5 mol，所以加入的HCl為0.5 mol，需要的鹽酸體積為500 mL，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案：D 6．(2018馬鞍山中學(xué)測(cè)試)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?yàn)V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 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(shí)，F(xiàn)e3＋、Al3＋均轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀，達(dá)不到除雜的目的。答案：B　 7．(2018杭州質(zhì)檢)用含少量鎂粉的鋁粉制取純凈的氫氧化鋁，下列操作步驟中最恰當(dāng)?shù)慕M合是(　　) ①加鹽酸溶解　②加燒堿溶液溶解?、圻^濾?、芡ㄈ脒^量CO2生成Al(OH)3沉淀?、菁尤臌}酸生成Al(OH)3沉淀?、藜尤脒^量燒堿溶液 A．①⑥⑤③ B．②③④③ C．②③⑤③ D．①③⑤③ 解析：鎂、鋁都能與酸反應(yīng)，但鋁可溶于強(qiáng)堿，所以可加入燒堿溶液溶解，過濾后后可得到NaAlO2溶液，在反應(yīng)后的溶液中加入弱酸，可通入過量CO2，生成Al(OH)3沉淀，經(jīng)過濾，洗滌可得到純凈的氫氧化鋁。正確的順序?yàn)棰冖邰堍?，故選B。答案：B 8．(2018宿州聯(lián)考)某燒杯中盛有含0.2 mol NH4Al(SO4)2的溶液，向其中緩緩加入4 molL－1的NaOH溶液200 mL，使其充分反應(yīng)，此時(shí)燒杯中鋁元素的存在形式為(　　) A．Al3＋和Al(OH)3　　　B．AlO C．AlO和Al(OH)3 D．Al(OH)3 解析：由Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，NH＋OH－===NH3H2O；及題給數(shù)據(jù)知，Al3＋恰好全部轉(zhuǎn)化為Al(OH)3。答案：D 9．(2018黑龍江、吉林兩省六校聯(lián)考)把一塊鎂鋁合金投入到20 mL 1 mol/L的鹽酸中，待合金完全溶解后，往溶液里加入1 mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量隨加入NaOH溶液體積(mL)變化的關(guān)系如圖所示。下列說法中正確的是(　　) A．鎂鋁合金具有很強(qiáng)的抗腐蝕能力，它不能溶解在任何酸、堿或鹽中 B．c值越大，合金中Al的含量越高 C．b值越大，合金中Mg的含量越高 D．假設(shè)c＝25，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，只發(fā)生了4個(gè)離子反應(yīng) 解析：鎂鋁合金表面因形成致密的氧化膜而具有很強(qiáng)的抗腐蝕能力，但MgO、Al2O3、Mg、Al都可與H2SO4等反應(yīng)，Al、Al2O3也能溶解在NaOH溶液中，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)圖示，c值越大，溶解Al(OH)3消耗的NaOH越多，說明合金中Al的含量越高，B項(xiàng)正確；b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的沉淀為Al(OH)3和Mg(OH)2的混合物，溶液中溶質(zhì)只有氯化鈉，故b為固定值20，因而無法根據(jù)b值判斷合金中Mg的含量，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)圖示，當(dāng)c＝25時(shí)，整個(gè)反應(yīng)過程中包含Mg、Al分別與鹽酸的反應(yīng)，H＋與OH－的反應(yīng)，Mg2＋、Al3＋分別與OH－的反應(yīng)，Al(OH)3與OH－的反應(yīng)，主要有6個(gè)離子反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B 10．(2018壽光月考)下列物質(zhì)的制備方法正確的是(　　) A．氯化鋁溶液和硫化鈉溶液反應(yīng)制備Al2S3 B．用鎂粉和空氣反應(yīng)制備Mg3N2 C．蒸發(fā)氯化鎂溶液可制得無水MgCl2 D．在干燥的氯化氫氣流中加熱氯化鋁結(jié)晶水合物制備AlCl3 解析：氯化鋁溶液和硫化鈉溶液發(fā)生強(qiáng)烈相互促進(jìn)的水解反應(yīng)，生成氫氧化鋁沉淀和硫化氫，得不到Al2S3，A錯(cuò)誤；鎂粉在空氣中和氧氣也反應(yīng)，會(huì)生成氧化鎂，B錯(cuò)誤；氯化鎂在該條件下會(huì)完全水解生成氫氧化鎂，C錯(cuò)誤；在干燥的氯化氫氣流中加熱可以抑制氯化鋁水解，D正確。答案：D 11．(2018深圳三校聯(lián)考)美、德兩國(guó)成功合成具有某些化學(xué)特性的氫鋁化合物(AlH3)n，關(guān)于(AlH3)n的推測(cè)錯(cuò)誤的是(　　) A．氫鋁化合物與水反應(yīng)生成氫氧化鋁和氫氣 B．鋁與水蒸氣高溫下反應(yīng)生成氫鋁化合物 C．氫鋁化合物中鋁顯＋3價(jià)，氫顯－1價(jià) D．氫鋁化合物具有強(qiáng)還原性 解析：在金屬化合物中金屬元素顯正價(jià)，非金屬元素顯負(fù)價(jià)，故氫鋁化合物中鋁元素顯＋3價(jià)，氫元素顯－1價(jià)，C項(xiàng)正確；氫鋁化合物中氫元素顯負(fù)價(jià)，性質(zhì)不穩(wěn)定，易和水反應(yīng)生成氫氧化鋁和氫氣，A項(xiàng)正確；氫鋁化合物易和水反應(yīng)，所以不能用鋁和水蒸氣反應(yīng)制取氫鋁化合物，B項(xiàng)錯(cuò)誤；氫鋁化合物中氫元素顯－1價(jià)，性質(zhì)不穩(wěn)定，易失電子而具有強(qiáng)還原性，D項(xiàng)正確。答案：B 12．(2018洛陽統(tǒng)考)常溫時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．X是稀硫酸，氧化產(chǎn)物是Al3＋ B．X是食鹽水，氧化產(chǎn)物是Al(OH)3 C．X是燒堿溶液，氧化產(chǎn)物是Al(OH)3 D．X是濃硝酸，氧化產(chǎn)物是Al2O3 解析：Al比Pt活潑，則Al作原電池的負(fù)極。若X是硫酸，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為Al－3e－===Al3＋，A正確；若X是食鹽水，電解質(zhì)溶液呈中性，Al發(fā)生吸氧腐蝕，電池總反應(yīng)為4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，氧化產(chǎn)物為Al(OH)3，B正確；若X為燒堿溶液，溶液呈堿性，Al的氧化產(chǎn)物應(yīng)為AlO，C錯(cuò)誤；常溫下，Al遇濃硝酸發(fā)生鈍化，氧化產(chǎn)物為Al2O3，D正確。答案：C 13．氯離子插層鎂鋁水滑石[Mg2Al(OH)6ClxH2O]是一種新型離子交換材料。某課外活動(dòng)小組同學(xué)利用如圖甲裝置(固定裝置略去)測(cè)定[Mg2Al(OH)6ClxH2O]的化學(xué)式，[Mg2Al(OH)6ClxH2O]高溫下分解為MgO、Al2O3、HCl和水蒸氣。 (1)裝置連接后首先進(jìn)行的操作是______________。 (2)將一定質(zhì)量的[Mg2Al(OH)6ClxH2O]放在加熱裝置中充分加熱，冷卻后稱量剩余固體的質(zhì)量是131 g，則其中MgO的質(zhì)量是________g。 (3)若只通過測(cè)定裝置C、D的增重來確定x，加熱前先通過N2排盡裝置中的空氣，稱取C、D的初始質(zhì)量后，再持續(xù)通入N2。 ①裝置的連接順序?yàn)閍→__________(用接口處的小寫字母表示)。 ②實(shí)驗(yàn)過程中裝置C吸收HCl氣體，沒有用如圖乙所示防倒吸裝置的理由是_____________。 ③完全分解后測(cè)得C增重3.65 g，D增重9.90 g，則x＝________。 (4)下列實(shí)驗(yàn)方案也能測(cè)定x值的是___，并且對(duì)不選方案說明不合理的理由：_______ (若兩個(gè)方案都選，此問就不作答)。 方案1：測(cè)定加熱裝置剩余固體的質(zhì)量和裝置D增重的質(zhì)量 方案2：測(cè)定加熱裝置剩余固體的質(zhì)量和裝置C增重的質(zhì)量 (5)上述水滑石在空氣中放置時(shí)易發(fā)生反應(yīng)生成[Mg2Al(OH)6Cl1－2x(CO3)xzH2O]，該生成物能發(fā)生類似的熱分解反應(yīng)?，F(xiàn)以此物質(zhì)為樣品，用(3)中連接的裝置和試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)定z，除測(cè)定D的增重外，至少還需測(cè)定下列數(shù)據(jù)中的________(雙選；填選項(xiàng)字母)。 a．樣品質(zhì)量 b．樣品分解后殘余物質(zhì)量 c．裝置C的增重 解析：(1)裝置連接后首先進(jìn)行的操作是檢查裝置的氣密性。(2)一定質(zhì)量的 [Mg2Al(OH)6ClxH2O]樣品充分加熱，冷卻后得到的固體是Al2O3和MgO，共131 g，設(shè)MgO的物質(zhì)的量是x mol，根據(jù)[Mg2Al(OH)6ClxH2O]可知Al2O3的物質(zhì)的量是0.25x mol，所以x mol40 gmol－1＋0.25x mol102 gmol－1＝131 g，解得x＝2，m(MgO)＝2 mol40 gmol－1＝80 g。(3)①裝置C的作用是吸收HCl氣體，裝置D的作用是吸收水蒸氣，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)首先吸收水蒸氣再吸收HCl氣體，氣體通過洗氣瓶吸收時(shí)應(yīng)“長(zhǎng)進(jìn)短出”，因此裝置連接順序?yàn)閍→e→d→b。②因?yàn)檎麄€(gè)實(shí)驗(yàn)過程中持續(xù)通入N2，故不需采用如圖乙所示防倒吸裝置。③根據(jù)題意寫出方程式，則有 2[Mg2Al(OH)6ClxH2O]4MgO＋Al2O3＋2HCl↑＋(5＋2x)H2O 73 18(5＋2x) 3.65g 9.90g ＝，解得x＝3。(4)根據(jù)上述反應(yīng)方程式可知，測(cè)定加熱裝置剩余固體的質(zhì)量和裝置D增重的質(zhì)量即水蒸氣的質(zhì)量可以計(jì)算出x；裝置C增重的質(zhì)量是HCl氣體的質(zhì)量，其質(zhì)量和加熱剩余固體的質(zhì)量可以根據(jù)方程式互相換算而與x無關(guān)，因此不能計(jì)算x的值，故方案2不合理。(5)因?yàn)閇Mg2Al(OH)6Cl1－2x(CO3)xzH2O]中有x和z兩個(gè)未知量，所以至少應(yīng)該知道3個(gè)量才能列方程組計(jì)算，故除測(cè)定D的增重外還應(yīng)該至少再測(cè)量a、b、c中的任意兩個(gè)量。 答案：(1)檢查裝置的氣密性　(2)80(3)①e→d→b?、趯?shí)驗(yàn)過程中持續(xù)通入N2，沒有必要用如圖乙所示防倒吸裝置?、?(4)方案1　由加熱裝置剩余固體的質(zhì)量可計(jì)算裝置C增重的質(zhì)量，與x的大小沒有關(guān)系，因此方案2是不合理的(5)ab或ac或bc 14．(2018河南商丘月考)鋁是一種重要的金屬，在生產(chǎn)、生活中具有許多重要的用途，如圖是從鋁土礦中制備鋁的工藝流程： 已知：①鋁土礦的主要成分是Al2O3，此外還含有少量SiO2、 Fe2O3等雜質(zhì)；②溶液中的硅酸鈉與偏鋁酸鈉反應(yīng)，能生成硅鋁酸鹽沉淀，化學(xué)反應(yīng)方程式：2Na2SiO3＋2NaAlO2＋2H2O===Na2Al2Si2O8↓＋4NaOH?；卮鹣铝袉栴}： (1)溶解鋁土礦時(shí)，其成分與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：___________________。 (2)濾渣A的主要成分為_________；硅鋁酸鹽沉淀寫成氧化物的形式是______________。 (3)在工藝流程第三步中，選用二氧化碳作酸化劑而不使用鹽酸的原因是___________。 (4)若該工廠用m kg鋁土礦共制得n kg Al(假設(shè)每步反應(yīng)進(jìn)行完全)，則鋁土礦中Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。 (5)若將鋁用酸溶解，下列試劑中最好選用________(填選項(xiàng)字母)。 A．濃硫酸　　B．稀硫酸 C．稀硝酸 D．濃硝酸 解析：(1)Al2O3是兩性氧化物，能與NaOH反應(yīng)，其離子反應(yīng)方程式為Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O，SiO2屬于酸性氧化物，能和NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)：SiO2＋2OH－===SiO＋H2O，F(xiàn)e2O3屬于堿性氧化物，不與NaOH反應(yīng)。(2)根據(jù)上述分析，濾渣A是Fe2O3，根據(jù)信息②濾渣A中還有Na2Al2Si2O8，因此濾渣A的成分是Fe2O3、Na2Al2Si2O8。把硅酸鹽寫成氧化物的形式，要求原子個(gè)數(shù)守恒或與硅酸鹽中原子個(gè)數(shù)成比例，按照金屬氧化物→SiO2→H2O的形式書寫，如果有多種金屬元素，按照金屬活動(dòng)性順序書寫，則該硅酸鹽可寫成Na2OAl2O32SiO2。(3)因?yàn)锳lO與酸反應(yīng)生成的Al(OH)3不溶于碳酸，但溶于鹽酸，因此用CO2酸化。(4)根據(jù)鋁元素守恒，氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%。(5)Al在濃硫酸、濃硝酸中鈍化，Al和稀硝酸反應(yīng)生成污染性氣體，故最好選用稀硫酸。 答案：(1)Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O，SiO2＋2OH－===SiO＋H2O(2)Fe2O3、Na2Al2Si2O8　Na2OAl2O32SiO2(3)Al(OH)3溶于強(qiáng)酸而不溶于弱酸，提高Al2O3的提取率(4)100%　(5)B 15．(2018江西第三次聯(lián)考)如圖是工業(yè)利用菱鎂礦MgCO3(含雜質(zhì)Al2O3、FeCO3)制取鎂的工藝流程。 回答有關(guān)問題： (1)菱鎂礦送入酸浸池前需要粉碎，目的是______________________。 (2)氧化池中通入氯氣的目的是氧化____________(填化學(xué)式)，工業(yè)上不選用硝酸作氧化劑的原因是________________________和____________________________。 (3)沉淀混合物為________和________(填化學(xué)式)。 (4)利用熔融氯化鎂制取金屬鎂，選用的方法是________(填序號(hào))。 A．電解法　　　　B．氧氣還原法 C．碳還原法 D．分解法 解析：(1)粉碎菱鎂礦，增大固相反應(yīng)物的接觸面積，提高酸浸速率。(2)通入Cl2是為了將Fe2＋(或FeCl2)氧化為Fe3＋(或FeCl3)，工業(yè)上不用HNO3是因?yàn)闀?huì)產(chǎn)生污染性氣體NOx，也會(huì)引入雜質(zhì)離子NO。(3)氧化池中存在Al3＋、Fe3＋、H＋，所以加入MgO后與H＋反應(yīng)使溶液堿性增強(qiáng)，Al3＋和Fe3＋轉(zhuǎn)化為Al(OH)3和Fe(OH)3，故沉淀池中的沉淀為Al(OH)3和Fe(OH)3。(4)金屬鎂比較活潑，一般采用電解熔融MgCl2的方法進(jìn)行冶煉。 答案：(1)提高酸浸速率(2)Fe2＋(或FeCl2)　會(huì)產(chǎn)生污染性氣體NOx　會(huì)引入雜質(zhì)離子NO(3)Al(OH)3　Fe(OH)3　(4)A 16．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 。 解析：（1）反應(yīng)1為“堿溶”，發(fā)送的反應(yīng)為：雜質(zhì)反應(yīng)2NaOH＋SiO2＝Na2SiO3＋H2O，2NaOH＋Al2O3＝2NaAlO2＋H2O；（2）濾液I的主要成分是NaAlO2和Na2SiO3，加入生石灰發(fā)生的反應(yīng)：CaO+H2O=Ca(OH)2和Ca(OH)2 ＋Na2SiO3＝CaSiO3+ 2NaOH，即沉淀為CaSiO3。濾液II的主要成分是NaAlO2，通入的氣體A是CO2，發(fā)生反應(yīng)的方程式為2NaAlO2＋CO2＋3H2O＝2Al(OH)3↓＋Na2CO3；（3）根據(jù)生成物可以作為建筑材料以及加入C能和CaF2發(fā)生反應(yīng)，可知C是濃硫酸，反應(yīng)的方程式為CaF2+H2SO4（濃）CaSO4+2HF；（4）電解法制鋁的方程式為2Al2O34Al＋3O2↑，陽極產(chǎn)生的氣體是O2。 答案：（1）2NaOH＋SiO2＝Na2SiO3＋H2O，2NaOH＋Al2O3＝2NaAlO2＋H2O （2）CaSiO3， 2AlO2－＋CO2＋3H2O＝2Al(OH)3↓＋CO32－（3）濃H2SO4，12HF＋3Na2CO3＋2Al(OH)3＝2Na3AlF6＋3CO2＋9H2O（4）2Al2O34Al＋3O2↑，O2、CO2（CO）