2012屆高考化學(xué)導(dǎo)學(xué)案專題復(fù)習(xí):鋁及其化合物

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高三 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)



第7講:鋁及其化合物
【內(nèi)容與解析】
本節(jié)要復(fù)習(xí)的內(nèi)容是鋁作為金屬的通性以及它的兩個特性,Al2O3、Al(OH)3的兩性與Al(OH)3分解的性質(zhì)。鋁的通性就是指的是鋁能與非金屬單質(zhì)、酸、鹽溶液反應(yīng)。鋁的特性中是鋁能與NaOH反應(yīng)以及鋁能與比它穩(wěn)定的金屬氧化物發(fā)生鋁熱反應(yīng)。Al2O3、Al(OH)3的兩性就是指這兩種物質(zhì)能與酸堿反應(yīng)生成鹽與水。Al(OH)3的熱穩(wěn)定差。加熱時能分解。
【教學(xué)目標(biāo)與解析】
1.教學(xué)目標(biāo)
(1).Al2O3、Al(OH)3的兩性及Al3+、Al(OH)3、AlO-2間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。
(2).結(jié)合Al(OH)3的制備實驗、計算及在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用進行綜合考查。
2.目標(biāo)解析
(1).Al2O3、Al(OH)3的兩性及Al3+、Al(OH)3、AlO-2間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。就是指Al2O3、Al(OH)3既能與酸也能與堿反應(yīng)生成鹽與水,再一個就是氫氧化鋁在加熱的時候會分解。
(2).結(jié)合Al(OH)3的制備實驗、計算及在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用進行綜合考查。就是指
Al3++3NH3•H2O===Al(OH)3↓+3NH+4 AlO-2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO-3
【問題診斷分析】
本節(jié)的復(fù)習(xí)學(xué)習(xí)是高中知識的重要組成部分,本節(jié)中難在鋁的兩性上,再就是鋁熱反應(yīng)與鎂鋁合金的計算問題。其重點是化學(xué)方程式與離子方程式的書寫。
【復(fù)習(xí)過程】
一、鋁的性質(zhì)和用途
 金屬鋁呈銀白色,硬度小,密度小,熔點較高,和鎂類似,鋁的主要用途是制造鋁合金,鋁優(yōu)良的導(dǎo)電性和密度小,使鋁大量用制作導(dǎo)線。
鋁元素位于元素周期表的第三周期第ⅢA族,化學(xué)性質(zhì)比較活潑,在反應(yīng)中多被氧化為Al3+,如:
鋁可以在純氧中燃燒:4Al+3O2=====點燃2Al2O3;鋁與鹽酸反應(yīng):2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑;
鋁溶于NaOH溶液的反應(yīng):2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑;
用鎂條引燃鋁粉和Fe2O3的混合物:2Al+Fe2O3=====高溫2Fe+Al2O3,這一反應(yīng)也被稱作鋁熱反應(yīng)。
二、鋁的重要化合物
1.氧化鋁
氧化鋁屬于離子化合物,室溫下,它是一種白色固體,熔點很高。氧化鋁是冶煉鋁的原料,也是一種較好的耐火材料。
氧化鋁屬于典型的兩性氧化物,與酸、強堿都能反應(yīng),請寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式:
氧化鋁溶于鹽酸:Al2O3+6HCl===2AlCl3+3H2O。
氧化鋁與燒堿溶液反應(yīng):Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O。
電解熔融的氧化鋁:2Al2O3=====電解4Al+3O2↑。
2.氫氧化鋁
可溶性鋁鹽和氨水反應(yīng)可制得Al(OH)3,它是一種難溶于水的白色膠狀物質(zhì),具有較強的吸附能力。Al(OH)3受熱易分解,是一種典型的兩性氫氧化物。Al3++3OH-??Al(OH)3??H++AlO-2+H2O;
Al(OH)3與鹽酸反應(yīng):Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O;
Al(OH)3與NaOH溶液反應(yīng):Al(OH)3+OH-===AlO-2+2H2O;
Al(OH)3受熱分解的化學(xué)方程式:2Al(OH)3=====△Al2O3+3H2O。
3.明礬:Al(SO4)2•12H2O
明礬易 溶于水,完全電離:Al(SO4)2===++Al3++2SO2-4,其水溶液因Al3+水解而顯酸性。
三、Al3+、Al(OH)3、AlO-2間的轉(zhuǎn)化關(guān)系
 據(jù)下圖寫出下列轉(zhuǎn)化的離子方程式:

(1)Al3+?→Al(OH)3 ①Al3++3NH3•H2O===Al(OH)3↓+3NH+4;
②Al3++3AlO-2+6H2O===4Al(OH)3↓; ③Al3++3OH-===Al(OH)3↓。
(2)Al(OH)3?→Al3+ Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O。
(3)Al3+?→AlO-2 Al3++4OH-===AlO-2+2H2O。
(4)AlO-2?→Al3+ AlO-2+4H+===Al3++2H2O。
(5)AlO-2?→Al(OH)3
①NaAlO2溶液中通少量CO2:2AlO-2+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+CO2-3。
NaAlO2溶液中通入足量CO2:AlO-2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO-3
②3AlO-2+Al3++6H2O===4Al(OH)3↓;③AlO-2+H++H2O===Al(OH)3↓。
(6)Al(OH)3?→AlO-2
Al(OH)3+OH-===AlO-2+2H2O。
網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
鋁及其重要化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系

熱點1鋁的性質(zhì)
1.位置和結(jié)構(gòu)
在元素周期表中的第三周期、ⅢA族,原子結(jié)構(gòu)示意圖為:
2.化學(xué)性質(zhì)
(1)跟非金屬反應(yīng)
常溫下被O2氧化,生成致密氧化物保護膜。在純氧或高溫下劇烈燃燒,發(fā)出白光。
4Al+3O2 2Al2O3 2Al+3S Al2S3(制備Al2S3的方法)
(2)跟水反應(yīng)困難
(3)跟酸反應(yīng):常溫下在濃H2SO4、濃HNO3中發(fā)生鈍化。與非氧化性酸反應(yīng)產(chǎn)生H2,
如2Al+6HCl===2Al Cl3+3H2↑。
(4)跟強堿溶液反應(yīng):

可簡寫為:2Al+2 NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑。
(5)跟某些氧化物反應(yīng)——鋁熱反應(yīng)
2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3
此反應(yīng)放出大量的熱,用于冶煉高熔點的金屬或焊接金屬。
3.鋁與酸或堿反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系
鋁分別與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)的原理:2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑
2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑
(1)等量鋁分別與足量鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng),產(chǎn)生氫氣的體積比:VHClH2VNaOHH2=1:1。
(2)足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的鹽酸和氫氧化鈉反應(yīng),產(chǎn)生氫氣的體積比為:VHClH2VNaOHH2=1:3。
(3)一定量的鋁分別和一定量的鹽酸和氫氧化鈉反應(yīng)若產(chǎn)生氫氣的體積比為13<VHClH2VNaOHH2<11,則必定是:
①鋁與鹽酸反應(yīng)時,鋁過量而鹽酸不足。 ②鋁與氫氧化鈉反應(yīng)時,鋁不足而氫氧化鈉過量。
【例1】 將5.4 g Al投入200.0 mL 2.0 mol/L的某溶液中有氫氣產(chǎn)生,充分反應(yīng)后有金屬剩余,該溶液可能為(  )
A.HNO3溶液   B.Ba(OH)2溶液 C.H2SO4溶液 D.HCl溶液
[解析] n(溶質(zhì))=0.2 L×2.0 mol/L=0.4 mol。設(shè)酸為n元酸,若充分反應(yīng),有H2放出后金屬有剩余,則
5.4 g27 g/mol×3>0.4 mol•n 解得n<1.5,即n=1。由于Al與HNO3作用不放出H2,故若為酸,則為鹽酸;若為堿,則由2Al+2OH-+2H2O===2AlO-2+3H2↑知,0.4 mol OH-需0.4 mol Al,Al不可能剩余。
綜上分析,正確答案為D。
變式1 甲、乙兩燒杯中各盛有100 mL 3 mol•L-1的鹽酸和氫氧化鈉溶液,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.1.6 g
解析:根據(jù)鋁與鹽酸和鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式判斷。若在含等物質(zhì)的量的HCl和NaOH溶液中加入足量的鋁粉,則產(chǎn)生的氫氣體積比為1:3;若在含足量的HCl和NaOH溶液中分別加入等量的鋁粉,則產(chǎn)生的氫氣體積比為1:1。而題中實際為1:2,說明鋁粉的量相對鹽酸是過量的,而對NaOH是不足的。與前者反應(yīng)的鋁粉是2.7 g,而與后者反應(yīng)的鋁粉應(yīng)為5.4 g,故選A。
熱點2鋁的重要化合物
1.氧化鋁(典型的兩性氧化物)
(1)物理性質(zhì):白色難溶固體,可做耐火材料。
(2)化學(xué)性質(zhì):
Al2O3+6H+===2Al3++3H2O Al2O3+2OH-===2AlO-2+H2O
2.氫氧化鋁(典型的兩性氫氧化物)
(1)物理性質(zhì):不溶于水的白色膠狀物質(zhì),Al(OH)3膠體能凝聚水中懸浮物,吸附色素。
(2)化學(xué)性質(zhì):
A l(OH)3+3H+===Al3++3H2O Al(OH)3+OH-===AlO-2+2H2O 2Al(OH)3 =====△ Al2O3+3H2O
(3)制備:
因Al2O3不能與水化合,故不能用Al2O3直接制取Al(OH)3
①用鋁鹽(Al3+)制取Al(OH)3
加入氨水至沉淀完全,一般不用NaOH等強堿。Al3++3NH3•H2O===Al(OH)3↓+3NH+4
②用鋁屑、燒堿、稀H2SO4制取Al(OH)3
法一:Al Al3+ Al(OH)3; 法二: Al AlO-2 Al(OH)3;

每制取1 mol Al(OH)3,方法一耗H+和OH-各3 mol;方法二耗H+和OH-各1 mol;方法三耗H+和OH-各3/4 mol。故方法三最節(jié)省原料。
3.硫酸鋁鉀
(1)硫酸鋁鉀由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成,電離時能產(chǎn)生兩種陽離子。
(2)明礬可作凈水劑 。
(3)硫酸鋁鉀具有Al3+、SO2-4的性質(zhì)。

4.“鋁三角”及其應(yīng)用
(1)“鋁三角”是指Al3+、Al(OH)3、AlO-2相互轉(zhuǎn)化的三角關(guān)系(右圖所示)。
(2)應(yīng)用
①制取Al(OH)3
Al3++3NH3•H2O===Al(OH)3↓+3NH+4 AlO-2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO-3
Al3++3AlO-2+6H2O===4Al(OH)3↓
②離子共存問題
a.與Al3+不能大量共存的離子有OH-、S2-、AlO-2、HCO-3、ClO-、CO2-3等。
例如:Al3++3ClO-+3H2O===Al(OH)3↓+3HClO Al3++3HCO-3===Al(OH)3↓+3CO2↑。
b.與AlO-2不能大量共存的離子有H+、NH+4、Al3+、Fe3+、HCO-3、HSO-3等。
例如:AlO-2+NH+4+H2O===Al(OH)3↓+NH3↑ 3AlO-2+Fe3++6H2O===3Al(OH)3↓+Fe(OH)3↓
AlO-2+HCO-3+H2O===Al(OH)3↓+CO2-3。
【例2】 將氯化鋁溶液和氫氧化鈉溶液等體積混合,得到的沉淀物中含鋁元素的質(zhì)量與溶液中含鋁元素的質(zhì)量相等,則原氯化鋁溶液與氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度之比可能是(  )
①1:3、2:3、1:4、2:7
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
[解析] 沉淀物可以肯定是Al(OH)3,而溶液中的鋁元素可能有兩種存在形式。
(1)若AlCl3過量,而NaOH的量不足,溶液中的鋁元素應(yīng)是以Al3+形 式存在。
AlCl3+3NaOH===Al(OH)3↓+3NaCl
1 mol 3 mol 1 mol
依據(jù)題意知溶液中還有1 mol AlCl3,c(AlCl3):c(NaOH)=(1+1):3=2:3。
(2)若AlCl3量不足,NaOH過量時,溶液中的鋁元素以AlO-2形式存在。
AlCl3~3NaOH~Al(OH)3
1 mol 3 mol 1 mol
依題意溶解了0.5 mol Al(OH)3,設(shè)此時又消耗了NaOH的物質(zhì)的量為n(NaOH),
Al(OH)3+NaOH===NaAlO2+2H2O
1 1
0.5 mol n(N aOH)
n(NaOH)=0.5 mol, c(AlCl3):c( NaOH)=1:(3+0.5)=2:7。
[答案] D
變式2 鋁是一種重要的金屬。
(1)鋁在元素周期表中的位置是________。
(2)生產(chǎn)中曾用鋁熱反應(yīng)焊接鋼軌,鋁與氧化鐵發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________。(3)鋁與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為:__________________________;
同溫同壓下,在濃度和體積均為100 mL 2 mol/L的鹽酸及NaOH溶液中各加入等質(zhì)量的Al,產(chǎn)生氣體的體積比為5:6,則所加Al的質(zhì)量為________。
(4)以上述所得AlCl3溶液為原料制取無水AlCl3,先制得AlCl3•6H2O晶體,主要操作包括____________________________,在干燥的HCl氣流中加熱AlCl3•6H2O晶體,能進一步制取無水AlCl3,其原因是(結(jié)合離子方程式簡要說明)____________________________________________________________
解析:(3)2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑,2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,由上述兩個方程式可以看出,當(dāng)鹽酸與NaOH的物質(zhì)的量相同時,產(chǎn)生H2的體積為1:3,現(xiàn)為5:6>1:3,故加入的Al相對鹽酸過量,對NaOH不足。0.2 mol的HCl需Al的質(zhì)量為13×27 g/mol×0.2 mol=1.8 g,對應(yīng)5份H2,當(dāng)H2為6份時,鋁的質(zhì)量為65×1.8 g=2.16 g即為所求。
答案:(1)第3周期ⅢA族(2)2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe(3)2Al+2OH-+2H2O===2AlO-2+3H2↑ 2.16 g

(4)加熱濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾 Al3++3H2O??Al(OH)3+3H+,在干燥的HCl氣流中,抑制AlCl3的水解,且?guī)ё逜lCl3•6H2O晶體受熱產(chǎn)生的水蒸氣,故能得到AlCl3
熱點3有關(guān)氫氧化鋁沉淀的計算
1.鋁鹽與強堿的反應(yīng)(以AlCl3與NaOH的反應(yīng)為例)
向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液時,發(fā)生的反應(yīng)依次為:
Al3++3OH-===Al(OH)3↓ Al(OH)3+OH-===AlO-2+2H2O
生成的Al(OH)3與加入的NaOH的物質(zhì)的量關(guān)系可用圖象表示為

(1)根據(jù)AlCl3和NaOH的物質(zhì)的量計算生成的Al(OH)3的物質(zhì)的量,結(jié)合反應(yīng)的化學(xué)方程式及圖象可知:
①當(dāng)n(OH-):n(Al3+)≤3時, n[Al(OH)3]=13n(OH-)。
②當(dāng)3<n(OH-):n(Al3+)<4時,
n[Al(OH)3]=n(Al3+)-[n(OH-)-3n(Al3+)]=4n(Al3+)-n(OH-)。
③當(dāng)n(OH-)?n(Al3+)≥4時,n[Al(OH)3]=0。
(2)根據(jù)Al(OH)3和AlCl3的物質(zhì)的量,計算需要的NaOH的物質(zhì)的量。
由圖象可以看出,AlCl3和生成的Al(OH)3為一定值時,加入的NaOH有兩種情況:
①當(dāng)NaOH不足時,n(NaOH)=3n[Al(OH)3]。②當(dāng)NaOH過量時,
n(NaOH)=3n(Al3+)+{n(Al3+)-n[Al(OH)3]}=4n(Al3+)-n[Al(OH)3]。
2.偏鋁酸鹽與強酸的反應(yīng)(以NaAlO2和鹽酸的反應(yīng)為例)
向NaAlO2溶液中滴加稀鹽酸時,發(fā)生的反應(yīng)依次為:
AlO-2+H++H2O===Al(OH)3↓ Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
生成的Al(OH)3與加入的鹽酸的物質(zhì)的量的關(guān)系可用圖象表示為:

(1)根據(jù)NaAlO2和HCl的物質(zhì)的量計算生成Al(OH)3的量
結(jié)合反應(yīng)的化學(xué)方程式及圖象可知:
①當(dāng)n(H+):n(AlO-2)≤1 時,n[Al(OH)3]=n(H+)。
②當(dāng)1<n(H+)?n(AlO-2)<4時,n[Al(OH)3]=n(AlO-2)-13[n(H+)-n(AlO-2)]=13[4n(AlO-2)-n(H+)]。
③當(dāng)n(H+):n(AlO-2)≥4時,n[Al(OH)3]=0。
(2)根據(jù)Al(OH)3和NaAlO2的物質(zhì)的量計算需要的HCl的物質(zhì)的量
由圖象可以看出,NaAlO2和生成的Al(OH)3為一定值時,加入的鹽酸有兩種情況:
①當(dāng)鹽酸不足時,n(HCl)=n[Al(OH)3]。
②當(dāng)鹽酸過量時,n(HCl)=n(AlO-2)+3{n(AlO-2)-n[Al(OH)3]}=4n(AlO-2)-3n[Al(OH)3]。
【例3】 在50 mL b mol/L的AlCl3溶液中加入50 mL a mol/L NaOH溶液。
(1)當(dāng)a≤3b時,生成Al(OH)3沉淀的物質(zhì)的量為________。
(2)當(dāng)a、b滿足________條時,無沉淀產(chǎn)生。
(3)當(dāng)a、b滿足________條時,先有沉淀生成,后又有部分沉淀溶解,此時Al(OH)3的質(zhì)量為________。
[解析] (1)依題意知,在AlCl3溶液中加入NaOH溶液有如下兩反應(yīng)發(fā)生:AlCl3+3NaOH===Al(OH)3↓+3NaCl①AlCl3+4NaOH===NaAlO2+3NaCl+2H2O②根據(jù)以上兩反應(yīng)可以看出:當(dāng)a≤3b時只發(fā)生第一個反應(yīng),此時NaOH不足量,產(chǎn)生沉淀的量取決于NaOH,n[Al(OH)3]=13n(NaOH)=0.05 a3 mol。(2)如果無沉淀生成,Al元素全部以AlO-2形式存在,n(AlCl3):n(NaOH)≤1:4,即 a:b≥4:1,整理得a≥4b。(3)此種情況應(yīng)當(dāng)是兩個反應(yīng)均發(fā)生,鋁元素以Al(OH)3和AlO-2兩種形式存在。符合關(guān)系:14<nAlCl3nNaOH<13,即:14<ba<13,
整理得:3b<a<4b或a4<b<a3。求沉淀的量方法很多。
法一:聯(lián)立方程法。設(shè)反應(yīng)①中,AlCl3物質(zhì)的量為x,則Al(OH)3為x,NaOH為3x,
反應(yīng)②中AlCl3物質(zhì)的量為y,NaOH為4y,
x+y=0.05b mol,3x+4y=0.05a mol.
解得x=(0.2b-0.05a) mol=0.05(4b-a) mol。m[Al(OH)3]=78 g/mol×0.05(4b-a) mol=3.9(4b-a) g。
法二:守恒法。此種條下,溶液中的離子有:Na+、Cl-、AlO-2。n(AlO-2)=n(Na+)-n(Cl-)=0.05a mol-0.05×3b mol n[Al(OH)3]=n(Al3+)總-n(AlO-2)=0.05b mol-(0.05a mol-0.15b mol)=(0.2b-0.05a) mol=0.05(4b-a) mol。m[Al(OH)3]=78 g/mol×0.05(4b-a) mol=3.9(4b-a) g。
[答案] (1)0.05a3 mol (2)a≥4b (3)a4<b<a3或3b<a<4b 3.9(4b-a) g
變式3 現(xiàn)有甲、乙兩瓶無色溶液,已知它們可能是AlCl3溶液和NaOH溶液,F(xiàn)做如下實驗:
①取440mL甲溶液與120mL乙溶液反應(yīng),產(chǎn)生1.56g沉淀;
②取120mL甲溶液與440mL乙溶液反應(yīng),也產(chǎn)生1.56g沉淀;
③取120mL甲溶液與400mL乙溶液反應(yīng),則產(chǎn)生3.12g沉淀;
通過必要的計算和推理判定:
(1)甲溶液為________溶液,其物質(zhì)的量濃度是________mol•L-1;
乙溶液為________溶液,其物質(zhì)的量濃度是________mo l•L-1。
(2)寫出實驗③的有關(guān)離子方程式:__________________________________________________________
解析:由②③兩步實驗操作可知,甲溶液應(yīng)為AlCl3溶液,乙溶液為NaOH溶液,由①步操作所給量值可求出NaOH溶液物質(zhì)的量濃度:
1.56g78g•mol-1×3÷0.12L=0.5mol•L-1,再由②中所給數(shù)據(jù),(依據(jù)鋁原子守恒)求AlCl3。
設(shè)AlCl3溶液物質(zhì)的量濃度為x,0.12x=1.56g78g•mol-1+(0.44L×0.5mol•L-1-3×0.12x)則x=0.5mol•L-1。
答案:(1)AlCl3 0.5 NaOH 0.5 (2)Al3++ 3OH-===Al(OH)3↓ Al(OH)3+OH-===AlO-2+2H2O
有關(guān)氫氧化鋁沉淀的圖象
1.在可溶性鋁鹽中逐滴加入NaOH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
Al3++3OH-===Al(OH)3↓ Al(OH3)+OH-===AlO-2+2H2O 總反應(yīng):Al3++4OH-===A lO-2+2H2O
2.在偏鋁酸鹽溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量。

現(xiàn)象:立即產(chǎn)生白色沉淀→漸多→最多→漸少→消失
AlO-2+H++H2O===Al(OH)3↓ Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O 總反應(yīng):A lO-2+4H+===Al3++2H2O
3.在強堿溶液中逐滴加入鋁鹽溶液至過量。

現(xiàn)象:無明顯現(xiàn)象(局部產(chǎn)生白色沉淀,振蕩消失)→產(chǎn)生白色沉淀→漸多→最多(不消失)
Al3++4OH-===AlO-2+2H2O Al3++3AlO-2+6H2O===4Al(OH)3↓
4.在強酸溶液中逐滴加入偏鋁酸鹽溶液至過量。

現(xiàn)象:無明顯現(xiàn)象(局部產(chǎn)生白色沉淀,振蕩消失)→產(chǎn)生白色沉淀→漸多→最多(不消失)
AlO-2+4H+===Al3++2H2O Al3++3AlO-2+6H2O===4Al(OH)3↓
5.向g2+與Al3+的酸性溶液中逐滴加入強堿溶液

現(xiàn)象:無明顯現(xiàn)象→出現(xiàn)沉淀→漸多→最多→減少→不變
H++OH-===H2O Al3++3OH-===Al(OH)3↓
g2++2OH-===g(OH)2↓ Al(OH)3+OH-===AlO-2+2H2O
結(jié)論:(1)實驗不宜用Al3+和強堿溶液、AlO-2和強酸溶液反應(yīng)制備Al(OH) 3,宜用Al3+和NH3•H2O或?qū)O2氣體通入AlO-2溶液中制備Al(OH)3。(2)Al3+只存在于酸性溶液中,AlO-2只存在于堿性溶液中,所以Al3+和AlO-2不能共存于同一溶液中。(3)Al(OH)3只能溶于強酸 或強堿溶液,不能溶于弱酸或弱堿溶液。
特別提醒:(1)解圖象試題應(yīng)注意分析“四點”:“起點”、“折點 ”、“極點”、“終點”,利用原理引路,圖結(jié)合,對號入座。(2)當(dāng)Al3+與g2+或Cu2+或Fe3+混合在一起,加入過量的NaOH溶液時,生成的沉淀先增大,后減小,但不能減小為0。
【考例】 有一鎂鋁合金,用適量稀硫酸完全溶解,再加入氫氧化鈉溶液,析出沉淀的質(zhì)量與加入氫氧化鈉的體積關(guān)系如圖所示,原合金中鎂鋁的質(zhì)量比為(  )

A.4:3        B.4:9 C.8:9 D.20:27
[解析] 假定V(NaOH)單位為L,濃度為1 mol/L,則使g2+、Al3+沉淀需要NaOH 4 mol,將Al(OH)3溶解需要NaOH 1 mol,由方程式:NaOH+Al(OH)3===NaAlO2+2H2O,可知有1 mol Al(OH)3,即1 mol Al3+,Al3++3OH-===Al(OH)3↓,使Al3+沉淀 用去NaOH 3 mol,使g2+沉淀用去NaOH 1 mol,由g2++2OH-===g(OH)2↓知,含有g(shù)2+ 0.5 mol,即g、Al的物質(zhì)的量分別為0.5 mol、1 mol,鎂、鋁的質(zhì)量比為(24 g/mol×0.5 mol)?(27 g/mol×1 mol)=4:9,答案為B。
[答案] B
變式 將一定質(zhì)量的g和Al的混合物投入500mL稀硫酸中,固體全部溶解并產(chǎn)生氣體。待反應(yīng)完全后,向所得溶液中加入NaOH溶液,生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液的體積關(guān)系如圖所示。則下列說法正確的是 (  )

A.g和Al的總質(zhì)量為8 g B.硫酸的物質(zhì)的量濃度為5 mol/L
C.生成的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2 L D.NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為5 mol/L
解析:由圖象可知,沉淀g(OH)2為0.15 mol,Al(OH)3為(0.35-0.1 5)=0.20 mol,則鎂和鋁的總質(zhì)量=0.15 mol×24 g/mol+0.20 mol×27 g/mol=9 g,故A項不正確;由反應(yīng)關(guān)系得:
Al(OH)3~NaOH~NaAlO2
1 mol 1 mol
0.20 mol c(NaOH)×(0.24L-0.20 L)求得c(NaOH)=5 mol/L,即D選項符合題意。
答案:D
備選習(xí)題
1.下列有關(guān)金屬鋁及其化合物的敘述正確的是(  )
A.鋁在常溫下不能與氧氣反應(yīng) B.鋁不能與氯氣反應(yīng)
C.鋁既能溶于酸,又 能溶于堿 D.氧化鋁只能與酸反應(yīng),不能與堿反應(yīng)
解析:鋁為活潑金屬,常溫下能與O2反應(yīng)生成致密的氧化層;加熱條下與Cl2劇烈反應(yīng);Al、Al2O3既能與酸又能與堿反應(yīng)。
2.

用一張已除去表面氧化膜的鋁箔緊緊包裹在試管外壁(如圖),將試管浸入硝酸汞溶液中,片刻取出,然后置于空氣中,不久鋁箔表面生出“白毛”,紅墨水柱 右端上升。根據(jù)實驗現(xiàn)象判斷下列說法錯誤的是(  )
A.實驗中發(fā)生的反應(yīng)都是 B.鋁是一種較活潑的金屬
C.鋁與氧氣反應(yīng)放出大量的熱量 D.鋁片上生成的白毛是氧化鋁和氧化汞的混合物
解析:本題中涉及的反應(yīng)有:2Al+3Hg(NO3)2===2Al(NO3)3+3Hg,4Al+3O2===2Al2O3,兩個反應(yīng)均為 ;由題中所述現(xiàn)象“紅墨水柱右端上升”,可推知試管中氣體體積受熱膨脹,意味著鋁與氧氣反應(yīng)是放熱反應(yīng)。鋁片上生成的“白毛”是氧化鋁。
3.現(xiàn)有Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(aq)六種物質(zhì),它們之間有如圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系,圖中每條線兩端的物質(zhì)之間都可以發(fā)生反應(yīng),下列推斷不合理的是(  )

A.N一定是HCl(aq) B.X可能為Al或Cl2
C.Y一定為NaOH(aq) D.Q、Z中的一種必定為Al2O3
解析:在Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(aq)中,只有NaOH(aq)能與Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3五種物質(zhì)反應(yīng),對照轉(zhuǎn)化關(guān)系,可知Y為NaOH(aq)。只有HCl(aq)能與Al、Al2O3、Al(OH)3、NaOH(aq)四種物質(zhì)反應(yīng),對照圖示轉(zhuǎn)化關(guān)系可知N為HCl(aq),故選項A、C正確。選項B,若X為Al,Al能與Cl2、HCl(aq)、NaOH(aq)三種物質(zhì)反應(yīng),而圖示給出的是與兩種物質(zhì)反應(yīng),所以X不可能有是Al,但可能是Cl2。選項D,Al2O3既能與HCl(aq)反應(yīng),也能與NaOH(aq)反應(yīng),故Q、Z中的一種必定為Al2O3。
4.將物質(zhì)X逐漸加入到Y(jié)溶液中,生成沉淀的物質(zhì)的量n2與所加X的物質(zhì)的量n1的關(guān)系如圖所示,符合圖所示情況的是(  )

ABCD
XNaOH[:Zxxk]AlCl3HClNaAlO2
YAlCl3NaO HNaAlO2HCl
解析:從圖中看出所加物質(zhì)X能使沉淀[Al(OH)3]完全溶解,排除選項B、D,其中得到沉淀和溶解沉淀消耗X的物質(zhì)的量之比為1:3。根據(jù):AlO-2+H++H2O===Al(OH)3↓,Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O。
5.將g、Cu組成的2.64 g混合物投入適量稀硝酸中,固體完全溶解時收集到的還原產(chǎn)物NO氣體0.896 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),向反應(yīng)后溶液中加入2 mol/L NaOH溶液60 mL時金屬離子恰好沉淀完全。則形成沉淀質(zhì)量及硝酸物質(zhì)的量分別為(  )
A.4.32 g 0.02 mol    B.4.68 g 0.16 mol C.5.36 g 0.18 mol D.6.38 g 0.2 mol
解析:g-2e-+2OH-===g(O H)2 Cu-2e-+2OH-===Cu(OH)2所以生成沉淀質(zhì)量為:
2.64 g+0.896 L22.4 L/mol×3×17 g/mol=4.68 g。金屬離子全部沉淀后,溶液為NaNO3,稀HNO3中,硝酸的物質(zhì)的量為:n(HNO3)=n(NaNO3)+n(NO)=2×0.06 mol+0.896 L22.4 L/mol=0.16 mol。
6.把NaOH、gCl2、AlCl3三種固體組成的混合物溶于足量水后有1.16 g白色沉淀,在所得的濁液中逐滴加入1 mol•L-1 HCl溶液,加入HCl溶液的體積與生成沉淀的質(zhì)量關(guān)系如圖所示,試回答:

(1)A點的沉淀物的化學(xué)式為__________;B點的沉淀物的化學(xué)式為__________。
(2)原混合物中g(shù)Cl2的質(zhì)量是________ g,AlCl3的質(zhì)量是__________ g,NaOH的質(zhì)量是 ________ g。
(3)Q點HCl溶液加入量是__________ mL。




本文來自:逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaosan/42573.html

相關(guān)閱讀:高考百日沖刺誓詞