2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第三章 第2講 鋁及其重要化合物.doc
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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第三章 第2講 鋁及其重要化合物 [考綱要求] 了解鋁、鎂及其重要化合物的主要性質(zhì)和應(yīng)用。 1．鋁的結(jié)構(gòu)和存在 鋁位于元素周期表第三周期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)電性和傳熱性等，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＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ ⑤2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe(鋁熱反應(yīng)) 4．對(duì)比記憶鎂的化學(xué)性質(zhì) 鋁 鎂 與非金屬 反應(yīng) 能被Cl2、O2氧化 2Mg＋O22MgO 3Mg＋N2Mg3N2 與水反應(yīng) 反應(yīng)很困難 能與沸水反應(yīng) Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑ 與堿反應(yīng) 能溶于強(qiáng)堿溶液 不反應(yīng) 與某些氧 化物反應(yīng) 能與Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金屬氧化物發(fā)生鋁熱反應(yīng) 能在CO2中燃燒：2Mg＋CO22MgO＋C 5.鋁的用途 純鋁用作導(dǎo)線，鋁合金用于制造汽車、飛機(jī)、生活用品等。 深度思考 1．判斷正誤，正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“” (1)鋁在自然界中有游離態(tài)和化合態(tài)兩種形式( ) (2)Mg、Al在空氣中性質(zhì)穩(wěn)定，因而都具有很強(qiáng)的抗腐蝕性( ) (3)MgO與Al粉的混合物也可稱為鋁熱劑( ) (4)Mg是活潑金屬，而Al是兩性金屬( ) 答案 (1) (2) (3) (4) 2．依據(jù)Mg、Al單質(zhì)的性質(zhì)，思考回答下列問題。 (1)鋁的化學(xué)性質(zhì)活潑，為什么日常生活中廣泛使用的鋁制品通常具有較好的抗腐蝕性能？ 答案 鋁在常溫下迅速被氧氣氧化，形成一層致密的氧化膜，保護(hù)鋁不再被氧化，因而鋁制品通常具有較強(qiáng)的抗腐蝕性能。 (2)Al既能溶于強(qiáng)酸，又能溶于強(qiáng)堿，所以說(shuō)“Al既有金屬性，又有非金屬性”你認(rèn)為這種說(shuō)法是否恰當(dāng)？為什么？ 答案 不恰當(dāng)。金屬性是指元素的原子失電子的能力，非金屬性是指元素的原子得電子的能力。鋁不論是與酸反應(yīng)還是與堿反應(yīng)，都是失去3e－，化合價(jià)升高為＋3價(jià)，均是還原劑，因而鋁具有較強(qiáng)的金屬性。 (3)鋁與酸、堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么？氧化劑是什么？ 答案 鋁與酸、堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)都是： Al3＋，2H＋H2，只不過(guò)堿中的H＋來(lái)源于水的電離。氧化劑分別為酸和水。 (4)鎂在空氣中充分燃燒，所得固體產(chǎn)物可能有哪些：________________(用化學(xué)式表示)。 答案 MgO、Mg3N2、C 題組一 對(duì)比掌握鋁、鎂的性質(zhì) 1．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(huì)銹蝕，所以鋁制品的使用壽命都很長(zhǎng) B．由于鋁具有強(qiáng)還原性，所以常用鋁來(lái)冶煉某些高熔點(diǎn)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(qiáng)，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(shí)濃硫酸能與氧化鋁反應(yīng)；銅的導(dǎo)電性能比鋁強(qiáng)。 2．鎂、鋁單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)以相似為主，但也存在某些重大差異性，下列物質(zhì)能用于證明二者存在較大差異性的是(雙選)( ) A．CO2 B．鹽酸 C．NaOH溶液 D．水 答案 AC 解析 Al能與NaOH溶液反應(yīng)而Mg不能；Mg能在CO2中燃燒而Al不能。 熟記鋁、鎂的特殊化學(xué)性質(zhì) 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(lái)，同時(shí)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(diǎn)貴重金屬等。 注意 Al與MgO不能發(fā)生鋁熱反應(yīng)。 3．Mg在CO2中能夠燃燒，所以活潑金屬著火不能用干冰滅火器和泡沫滅火器。 題組二 鋁與酸或堿反應(yīng)的定量分析 3．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。 4．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(qiáng)堿溶液反應(yīng)放出H2的金屬，就鋁的這一特殊性質(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________。 答案 1∶1 解析 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)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、氫氧化鈉溶液中，產(chǎn)生H2的體積之比是________。 答案 1∶3 解析 因?yàn)樵诜磻?yīng)中Al過(guò)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(shí)，二者產(chǎn)生H2的體積比為1∶3。 (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________。 答案 3∶1 解析 因?yàn)殇X足量且產(chǎn)生H2相等，根據(jù)關(guān)系式n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，又因?yàn)閮扇芤后w積相等，故物質(zhì)的量濃度 c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。 (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(cè)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 A 解析 其反應(yīng)原理分別為2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。可見當(dāng)參加反應(yīng)的HCl和NaOH的物質(zhì)的量一樣多時(shí)，產(chǎn)生H2的體積比是1∶3，而題設(shè)條件體積比為1∶2，說(shuō)明此題投入的鋁粉對(duì)鹽酸來(lái)說(shuō)是過(guò)量的，而對(duì)于NaOH來(lái)說(shuō)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。 1．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(shí)生成H2的實(shí)質(zhì)都是AlAl3＋，所以無(wú)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(shí)，鋁過(guò)量而鹽酸不足；b.鋁與氫氧化鈉反應(yīng)時(shí)，鋁不足而氫氧化鈉過(guò)量。解題時(shí)應(yīng)充分利用上述過(guò)量關(guān)系。 2．鋁的這種既能與酸(非氧化性酸)又能與強(qiáng)堿反應(yīng)產(chǎn)生H2的性質(zhì)常作為推斷題的“題眼”。 考點(diǎn)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(diǎn)。 (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(qiáng)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 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(wú)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＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋，Al(OH)3膠體吸附水中雜質(zhì)形成沉淀而凈水。 深度思考 1．明礬的凈水作用與液氯對(duì)自來(lái)水的消毒作用原理是否相同？ 答案 不同。明礬凈水只能除去水中的懸浮雜質(zhì)，不能殺菌消毒，而液氯只能殺菌消毒，不能沉淀懸浮的雜質(zhì)。 2．在做鋁的燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí)，用坩堝鉗夾住一小塊鋁箔，在酒精燈上加熱至其熔化，會(huì)看到的現(xiàn)象是鋁箔熔化，失去光澤，但熔化的鋁并不滴落。原因是_______________________________。 答案 鋁箔加熱時(shí)與O2發(fā)生反應(yīng)生成熔點(diǎn)很高的Al2O3薄膜，使內(nèi)部的鋁被Al2O3包裹著，所以熔化的鋁不易滴下 3．中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)階段接觸到許多既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)的物質(zhì)，除了Al及其重要化合物外，你還知道哪些？ 答案?、偃跛岬匿@鹽，如：NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；②弱酸的酸式鹽，如：NaHCO3、KHS、NaHSO3；③氨基酸。 題組一 Al2O3和Al(OH)3的兩性 1．將表面已完全鈍化的鋁條，插入下列溶液中，不會(huì)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(shí)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(hù)膜。由于鋁的氧化物Al2O3是一種兩性氧化物，既可與強(qiáng)酸反應(yīng)，又可與強(qiáng)堿反應(yīng)，故A、B、D三項(xiàng)皆不符合題意，只有C選項(xiàng)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)。 2．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(guò)量燒堿溶液充分反應(yīng)，過(guò)濾、洗滌、干燥 B．用過(guò)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(guò)濾，向?yàn)V液中通入過(guò)量CO2后過(guò)濾 D．MgO中混有少量Al2O3：加入足量燒堿溶液，充分反應(yīng)，過(guò)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(guò)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。 含鋁雜質(zhì)的提純方法歸類 利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于強(qiáng)堿的特性，可除去許多物質(zhì)中的含鋁雜質(zhì)，如： ①M(fèi)g(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(guò)量NaOH溶液，過(guò)濾，再加酸充分溶解。 題組二 制備Al(OH)3的最佳途徑 3．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^(guò)濾?、芡ㄈ脒^(guò)量CO2生成Al(OH)3沉淀 ⑤加入鹽酸生成Al(OH)3沉淀?、藜尤脒^(guò)量燒堿溶液 A．①⑥⑤③ B．②③④③ C．②③⑤③ D．①③⑤③ 答案 B 解析 若先用鹽酸溶解，Mg、Al均溶解，制取Al(OH)3的步驟較多；從NaAlO2制備Al(OH)3，若加鹽酸不容易控制量的多少。故B項(xiàng)操作步驟為最佳順序。 4．若甲、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(jì)的方案制得Al(OH)3的質(zhì)量分別是W1、W2、W3。三種實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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 制取Al(OH)3一般不用強(qiáng)酸或強(qiáng)堿，因?yàn)閺?qiáng)酸、強(qiáng)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。 題組三 有關(guān)Al3＋、AlO的離子反應(yīng) 5．常溫下，下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是( ) A．無(wú)色溶液中：ClO－、MnO、Al3＋、K＋ B．1.0 molL－1的NaAlO2溶液中：Cl－、HCO、K＋、Ca2＋ C．在強(qiáng)堿性環(huán)境中：AlO、SiO、Na＋、K＋ D．能使甲基橙顯紅色的溶液中：NH、AlO、Na＋ 答案 C 解析 A項(xiàng)MnO有顏色，ClO－與Al3＋可發(fā)生雙水解反應(yīng)；B項(xiàng)中HCO＋AlO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO；D項(xiàng)中，酸性條件下AlO不能大量存在。 6．下列離子方程式書寫正確的是(雙選)( ) A．向氯化鋁溶液中通入過(guò)量氨氣：4NH3＋Al3＋＋2H2O===AlO＋4NH B．將鋁片打磨后置于NaOH溶液中：2Al＋2OH－===2AlO＋H2↑ C．向明礬溶液中加入過(guò)量的Ba(OH)2溶液：Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===2BaSO4↓＋AlO＋2H2O D．向NaAlO2溶液中通入足量CO2：AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO 答案 CD 解析 A項(xiàng)，氨水不能溶解Al(OH)3；B項(xiàng)，氧元素不守恒。 1．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。 2．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(shí)，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。 考點(diǎn)三 用數(shù)形結(jié)合思想理解Al3＋、Al(OH)3、AlO之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系 1．Al3＋、Al(OH)3、AlO之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系 寫出上述轉(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．與Al(OH)3沉淀生成有關(guān)的圖像分析 (1)把強(qiáng)堿溶液逐滴加入到鋁鹽(Al3＋)溶液中至過(guò)量 ①現(xiàn)象：先有白色沉淀產(chǎn)生，然后沉淀逐漸溶解。 ②圖像 ③有關(guān)反應(yīng)： A→B：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ B→D：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O (2)把鋁鹽(Al3＋)溶液逐滴加入到強(qiáng)堿溶液中至過(guò)量 ①現(xiàn)象：先無(wú)明顯現(xiàn)象，反應(yīng)一段時(shí)間后逐漸產(chǎn)生大量的白色沉淀。 ②圖像 ③有關(guān)反應(yīng)： A→B：Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O B→C：Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓ (3)把強(qiáng)酸溶液逐滴加入到AlO溶液中至過(guò)量 ①現(xiàn)象：先生成白色沉淀，然后沉淀逐漸溶解。 ②圖像 ③有關(guān)反應(yīng)： A→B：AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓ B→D：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O (4)向強(qiáng)酸溶液中逐滴加入AlO溶液至過(guò)量 ①現(xiàn)象：先無(wú)明顯現(xiàn)象，反應(yīng)一段時(shí)間后逐漸產(chǎn)生白色沉淀。 ②圖像 ③有關(guān)反應(yīng)： A→B：4H＋＋AlO===Al3＋＋2H2O B→C：Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓ (5)往等物質(zhì)的量的AlCl3、MgCl2混合溶液中加入NaOH溶液至過(guò)量 ①現(xiàn)象：開始出現(xiàn)白色沉淀，后沉淀量增多，最后沉淀部分溶解。 ②圖像 ③有關(guān)反應(yīng)： O→A：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓， Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ A→B：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O 深度思考 1．下列各項(xiàng)操作中，能出現(xiàn)“先產(chǎn)生沉淀，然后沉淀又溶解”現(xiàn)象的是______________。 ①向飽和碳酸鈉溶液中通入過(guò)量的CO2?、谙騈aAlO2溶液中逐滴加入過(guò)量的稀鹽酸 ③向AlCl3溶液中逐滴加入過(guò)量稀氫氧化鈉溶液?、芟蚬杷徕c溶液中逐滴加入過(guò)量的鹽酸 答案?、冖? 解析?、僦蠳a2CO3與CO2、H2O反應(yīng)生成NaHCO3，由于Na2CO3的溶解度比NaHCO3的大，因而只會(huì)產(chǎn)生沉淀；②NaAlO2中加入稀鹽酸，開始時(shí)產(chǎn)生白色沉淀Al(OH)3，當(dāng)鹽酸過(guò)量時(shí)，Al(OH)3又溶于鹽酸；③向AlCl3溶液中加入NaOH溶液，開始時(shí)產(chǎn)生白色沉淀Al(OH)3，當(dāng)NaOH過(guò)量時(shí)，Al(OH)3又溶于NaOH；④只會(huì)生成H2SiO3沉淀。 2．下列各組物質(zhì)的無(wú)色溶液，不用其他試劑即可鑒別的是________。 ①NaOH、AlCl3?、贜aHCO3、H2SO4?、跱aAlO2、NaHSO4 ④Na2CO3、HCl ⑤Na2CO3、NaHCO3、Ca(OH)2 答案?、佗邰? 解析 都使用互滴法，兩次操作應(yīng)產(chǎn)生不同的現(xiàn)象。 ①向含Al3＋的溶液中滴加NaOH溶液：先生成白色沉淀，后沉淀又逐漸溶解；向NaOH溶液中滴加含Al3＋的溶液：開始無(wú)沉淀產(chǎn)生，后產(chǎn)生白色沉淀，且沉淀不溶解。兩次現(xiàn)象不同，可以鑒別。 ②不論是NaHCO3滴入H2SO4中還是H2SO4滴入NaHCO3中都會(huì)立即產(chǎn)生氣泡，現(xiàn)象相同，無(wú)法鑒別。 ③NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO，溶液顯強(qiáng)酸性。向NaAlO2溶液中滴加NaHSO4：開始出現(xiàn)白色沉淀后沉淀逐漸溶解；向NaHSO4溶液中滴加NaAlO2溶液：開始無(wú)現(xiàn)象，后出現(xiàn)白色沉淀?，F(xiàn)象不同，可以鑒別。 ④向Na2CO3溶液中滴加鹽酸：開始無(wú)現(xiàn)象，后產(chǎn)生氣泡；向鹽酸中滴加Na2CO3溶液：立即產(chǎn)生氣泡?，F(xiàn)象不同，可以鑒別。 ⑤無(wú)論是NaHCO3還是Na2CO3加到Ca(OH)2中都會(huì)產(chǎn)生白色沉淀，無(wú)法鑒別。 題組一 Al3＋、AlO形成Al(OH)3圖像的綜合分析 1．如圖表示AlCl3溶液與NaOH溶液相互滴加過(guò)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 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(xiàng)錯(cuò)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。 2．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(duì)應(yīng)的選項(xiàng)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(guò)量氨水 答案 A 解析 A項(xiàng)，Ba(OH)2和NaAlO2中加入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 H2SO4時(shí)，Ba(OH)2反應(yīng)完，再加0.5 L H2SO4時(shí)AlO參加反應(yīng)，再加1.5 L H2SO4時(shí)，Al(OH)3全部溶解，A正確；B項(xiàng)，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(cuò)誤；C項(xiàng)，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(cuò)誤；D項(xiàng)，AlCl3溶液中滴加過(guò)量氨水，沉淀不會(huì)溶解，D錯(cuò)誤。 突破Al(OH)3沉淀圖像三個(gè)秘訣 1．明晰橫、縱坐標(biāo)含義，然后通過(guò)曲線變化特點(diǎn)分析反應(yīng)原理。 2．掌握Al3＋、Al(OH)3、AlO三者之間的轉(zhuǎn)化比例： 3．明晰Al3＋溶液中加堿(OH－)的幾種常見變形圖像，如： 圖A中，n(H＋)∶n(Al3＋)＝2∶1。 圖B中，若已知原溶液中含有Mg2＋。則可推出： n(Mg2＋)∶n(Al3＋)＝1∶1。 圖C中，若已知原溶液中含有H＋和Mg2＋，則可推導(dǎo)出：n(H＋)∶n(Al3＋)∶n(Mg2＋)＝2∶1∶1。 題組二 Al3＋形成Al(OH)3的簡(jiǎn)單計(jì)算 3．向30 mL 1 molL－1的AlCl3溶液中逐漸加入濃度為4 molL－1的NaOH溶液，若產(chǎn)生0.78 g白色沉淀，則加入的NaOH溶液的體積可能為( ) A．3 mL B．7.5 mL C．15 mL D．17.5 mL 答案 B 解析 解法一：把該題的信息轉(zhuǎn)化為圖像，用圖像法求解，如圖所示： 當(dāng)生成沉淀0.01 mol時(shí)需NaOH 0.03 mol或0.11 mol，顯然B項(xiàng)符合題意。 解法二：已知n(AlCl3)＝0.03 mol，n[Al(OH)3]＝0.01 mol，由沉淀的物質(zhì)的量小于氯化鋁的物質(zhì)的量可推知此題可能有兩個(gè)答案：一是氫氧化鈉不足，二是氫氧化鈉過(guò)量。 當(dāng)堿的量不足時(shí)，則V(NaOH)＝L＝0.007 5 L＝7.5 mL；當(dāng)堿過(guò)量時(shí)，則V(NaOH)＝L＝0.027 5 L＝27.5 mL。 4．現(xiàn)有AlCl3和MgSO4混合溶液，向其中不斷加入NaOH溶液，得到沉淀的量與加入NaOH溶液的體積如下圖所示，原溶液中Cl－與SO的物質(zhì)的量之比為( ) A．1∶3 B．2∶3 C．6∶1 D．3∶1 答案 C 解析 OA上升的直線表示Al(OH)3和Mg(OH)2一起沉淀，AB下降的直線表示Al(OH)3沉淀溶解，B點(diǎn)表示Al(OH)3完全溶解。AB段完全溶解Al(OH)3 消耗NaOH 0.1 L，則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)＝2∶1，所以，n(Cl－)∶n(SO)＝6∶1。 可溶性鋁鹽與強(qiáng)堿反應(yīng)的計(jì)算規(guī)律 1．求產(chǎn)物Al(OH)3的量 (1)當(dāng)n(OH－)≤3n(Al3＋)時(shí)，n[Al(OH)3]＝n(OH－)； (2)當(dāng)3n(Al3＋)下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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