2019-2020學(xué)年高中化學(xué)下學(xué)期第11周《鋁及其重要化合物》教學(xué)設(shè)計(jì).doc

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2019-2020學(xué)年高中化學(xué)下學(xué)期第11周《鋁及其重要化合物》教學(xué)設(shè)計(jì) 課題 元鋁及其重要化合物 總課時(shí) 　1 班級（類型） 　 學(xué)習(xí) 目標(biāo) 　了解鋁、鎂及其重要化合物的主要性質(zhì)和應(yīng)用。 重、難點(diǎn) 學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)和內(nèi)容 學(xué)生活動 教師反思 考點(diǎn)一　鋁、鎂的性質(zhì)及應(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： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________； ③________________________________________________________________________； ④________________________________________________________________________。 答案?、?Al＋3O22Al2O3 ②2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 ③2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ ④2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ 4．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。 5．對比記憶鎂的化學(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＋2H2O Mg(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 深度思考 1．正誤判斷，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“” (1)鋁在自然界中有游離態(tài)和化合態(tài)兩種形式(　　) (2)MgO與Al粉的混合物也可稱為鋁熱劑(　　) (3)Mg粉與濃NH4Cl溶液反應(yīng)放出H2和NH3(　　) (4)冶煉鋁時(shí)常用焦炭作還原劑(　　) (5)1 mol Al與足量的硫酸或足量的氫氧化鈉溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同(　　) (6)鋁與少量NaOH溶液反應(yīng)得到鋁鹽，與足量NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鹽(　　) 答案　(1)　(2)　(3)√　(4)　(5)√　(6) 2．鎂在空氣中充分燃燒，所得固體產(chǎn)物可能有________(用化學(xué)式表示)。 答案　MgO、Mg3N2、C 題組一　對比掌握鋁、鎂的性質(zhì) 1．鎂粉是焰火、閃光粉、鞭炮中不可缺少的原料。工業(yè)上制造鎂粉是將鎂蒸氣在某種氣體中冷卻，有下列氣體：①空氣、②CO2、③Ar、④H2、⑤N2，其中可作為冷卻氣體的是(　　) A．①和② B．②和③ C．③和④ D．④和⑤ 答案　C 解析　加熱時(shí)O2、N2、CO2等都能與鎂反應(yīng)。 2．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(qiáng)還原性，所以常用鋁來冶煉某些高熔點(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)。 題組二　鋁與酸或堿反應(yīng)的計(jì)算 3．(xx河北衡水中學(xué)高三模擬)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________。 (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________(填字母)。 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?yàn)樵诜磻?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(shí)，二者產(chǎn)生H2的體積比為1∶3。 (3)因?yàn)殇X足量且產(chǎn)生H2的量相等，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)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?。?H2↑ 　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。 鋁與酸或堿反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ (1)等質(zhì)量的鋁與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液分別反應(yīng)： ①產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量相等。 ②消耗H＋、OH－的物質(zhì)的量之比為n(H＋)∶n(OH－)＝3∶1。 (2)足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的HCl和NaOH反應(yīng)： ①消耗Al的物質(zhì)的量之比為1∶3。 ②生成H2的物質(zhì)的量之比為1∶3。 (3)一定量的鋁分別與一定量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)： 若產(chǎn)生氫氣的體積比為＜＜1，則必定 ①鋁與鹽酸反應(yīng)時(shí)，鋁過量而HCl不足。 ②鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時(shí)，鋁不足而NaOH過量。 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) 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 寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________； ③________________________________________________________________________。 答案?、貯l(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O ②Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O ③2Al(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。 (3)明礬溶液與Ba(OH)2溶液反應(yīng)的離子方程式： ①Al3＋恰好完全沉淀 2Al3＋＋3SO＋3Ba2＋＋6OH－===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓。 ②SO恰好完全沉淀 Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===AlO＋2BaSO4↓＋2H2O。 深度思考 1．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 2．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等；③氨基酸。 兩性物質(zhì)是指既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)生成鹽和水的化合物，上述物質(zhì)中只有Al2O3、Al(OH)3、氨基酸是兩性物質(zhì)。 題組一　Al2O3和Al(OH)3的兩性 1．(xx日照調(diào)研)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(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 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(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： (1)Mg(Al)：加足量NaOH溶液。 (2)Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液。 (3)Mg(OH)2[Al(OH)3]：加足量NaOH溶液。 (4)Mg2＋(Al3＋)：加過量NaOH溶液，過濾，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^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 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，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 Al(OH)3的三種制備方法 方法一：可溶性鋁鹽溶液與過量氨水反應(yīng) 反應(yīng)原理：Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH 方法二：向可溶性偏鋁酸鹽溶液中通入過量CO2 反應(yīng)原理：AlO＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO 方法三：相互促進(jìn)水解法 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．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(qiáng)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(xiàng)，Al3＋易水解，在中性溶液中水解生成Al(OH)3沉淀；B項(xiàng)，HCO＋AlO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO；D項(xiàng)，Al3＋與AlO、HCO因發(fā)生雙水解反應(yīng)不能大量共存。 6．(xx濟(jì)寧期中)下列反應(yīng)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：NH＋OH－===NH3H2O C．向明礬溶液中加入過量的Ba(OH)2溶液：Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===2BaSO4↓＋AlO＋2H2O D．向NaAlO2溶液中通入足量CO2：2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO 答案　C 解析　A項(xiàng)，氨水不能溶解Al(OH)3；B項(xiàng)，NH、Al3＋同時(shí)存在時(shí)，Al3＋與OH－先反應(yīng)；D項(xiàng)，通足量CO2時(shí)，應(yīng)生成HCO。 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“鋁三角” 1．Al3＋、Al(OH)3、AlO之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系 寫出實(shí)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．與Al(OH)3沉淀生成有關(guān)的圖像分析 (1)可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應(yīng)的圖像(從上述轉(zhuǎn)化關(guān)系中選擇符合圖像變化的離子方程式，下同) 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 方程式 序號 AB：(1)③ BD：(6) AB：(3) BC：(1)② (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 方程式 序號 AB：(5)② BC：(2) AB：(4) BC：(1)② 深度思考 按要求畫出圖像。 (1)向MgCl2、AlCl3溶液中(假設(shè)各1 mol)，逐滴加入NaOH溶液，畫出沉淀的物質(zhì)的量隨NaOH溶液體積變化的圖像。 答案　 (2)向HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl溶液中(假設(shè)各 1 mol)，逐滴加入NaOH溶液，畫出沉淀的物質(zhì)的量隨NaOH溶液體積變化的圖像。 答案　 (3)向NaOH、NaAlO2溶液中(假設(shè)各1 mol)，逐滴加入HCl溶液，畫出沉淀的物質(zhì)的量隨HCl溶液體積變化的圖像。 答案　 (4)向NaOH、Na2CO3、NaAlO2溶液中(假設(shè)各1 mol)，逐滴加入HCl溶液，畫出沉淀的物質(zhì)的量隨HCl溶液體積變化的圖像。 答案　 (5)向NaOH、Ca(OH)2、NaAlO2溶液中(假設(shè)各1 mol)，通入CO2氣體，畫出沉淀的物質(zhì)的量隨CO2通入的變化圖像。 答案　 解析　反應(yīng)順序?yàn)? Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O 1 mol　 1 mol　1 mol 2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O 1 mol　　0.5 mol　0.5 mol 2NaAlO2＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋Na2CO3 1 mol　　0.5 mol　　　　1 mol　　　 0.5 mol Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3 1 mol　　1 mol CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2 1 mol　 1 mol 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．某混合溶液中可能含有HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl、Na2CO3、KCl中的一種或幾種物質(zhì)，往該溶液中逐滴加入NaOH溶液，產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量(n)與加入的NaOH溶液體積(V)的關(guān)系如圖所示?；卮鹣铝袉栴}： (1)溶液中一定含有的溶質(zhì)是________________(填化學(xué)式，下同)，一定不含有的溶質(zhì)是________。 (2)溶液中可能含有的溶質(zhì)是________(填名稱)，判斷該物質(zhì)是否存在的實(shí)驗(yàn)方法是________________________________________________________________________， 現(xiàn)象是________________________________________________________________________。 (3)分別寫出AB段、BC段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式： ①AB段為____________________________________________________________； ②BC段為______________________________________________________________。 答案　(1)HCl、AlCl3、NH4Cl　MgCl2、Na2CO3 (2)氯化鉀　焰色反應(yīng)　透過藍(lán)色鈷玻璃觀察火焰顏色是否為紫色　(3)①Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ ②NH＋OH－===NH3H2O 解析　首先分析圖像中的拐點(diǎn)、斜線及水平線所表示的化學(xué)意義。OA段是NaOH溶液中和HCl；加入過量NaOH溶液，沉淀全部溶解，說明無MgCl2，所以沉淀只有Al(OH)3；BC段是NaOH溶液與NH4Cl反應(yīng)，故原溶液中一定含有HCl和NH4Cl，一定無MgCl2；又因?yàn)镠Cl與Na2CO3不能大量共存，所以一定無Na2CO3，可能含有KCl，可用焰色反應(yīng)進(jìn)行確定。 題組二　Al3＋形成Al(OH)3的簡單計(jì)算 3．(xx貴州高三模擬)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溶液0.1 L，則Al3＋生成Al(OH)3消耗NaOH溶液0.3 L，沉淀Mg2＋消耗NaOH溶液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＋)＜n(OH－)＜4n(Al3＋)時(shí)， n[Al(OH)3]＝4n(Al3＋)－n(OH－)； ③當(dāng)n(OH－)≥4n(Al3＋)時(shí)，n[Al(OH)3]＝0，無沉淀。 (2)求反應(yīng)物堿的量 ①若堿不足(Al3＋未完全沉淀)： n(OH－)＝3n[Al(OH)3]； ②若堿使生成的Al(OH)3部分溶解： n(OH－)＝4n(Al3＋)－n[Al(OH)3]。 1．從海水中提取鎂的流程 (1)流程： (2)主要化學(xué)反應(yīng)： ①制石灰乳： CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca(OH)2； ②沉淀Mg2＋：Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋Ca2＋； ③制備MgCl2：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O； ④電解MgCl2：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。 2．工業(yè)煉鋁的流程 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)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(gè)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(jì)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)生反應(yīng)的離子方程式。 答案?、貯l2O3＋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?yàn)锳lO與酸反應(yīng)生成的Al(OH)3具有兩性，可溶于強(qiáng)酸，不易控制酸的量；CO2廉價(jià)而且生成的副產(chǎn)物NaHCO3用途廣泛，經(jīng)濟(jì)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(shí)它不會影響鋁的純度的原因：_______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　SiO2　由于SiO2的熔點(diǎn)很高，在加熱到1 000 ℃ 左右時(shí)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中可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。 答案?、貯l2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O， Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。 ②Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O， Fe3＋＋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(qiáng)堿，不能溶于氨水，用氨水不能將Fe(OH)3和Al(OH)3分離 專題訓(xùn)練 題組一　鋁的提煉過程 1．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： 下列說法中錯(cuò)誤的是(　　) A．①②中除加試劑外，還需要進(jìn)行過濾操作 B．a(chǎn)、b中鋁元素的化合價(jià)相同 C．③中需要通入過量的氨氣 D．④進(jìn)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(jià)都是＋3價(jià)，B正確；由NaAlO2制備氫氧化鋁需要通入過量二氧化碳，C錯(cuò)誤；由氫氧化鋁制備氧化鋁，加熱即可，D正確。 題組二　對海水提鎂流程的理解 2．被稱為“國防金屬”的鎂,60%來自海洋，從海水中提取鎂的正確方法是(　　) 物質(zhì) 氧化鎂 氯化鎂 熔點(diǎn)/℃ 2 852 714 A．海水Mg(OH)2Mg B．海水MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)Mg C．海水Mg(OH)2MgOMg D．海水Mg(OH)2MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)Mg 答案　D 3．(xx銀川高三質(zhì)檢)從海水中提取鎂的工藝流程如圖所示： 下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A．用此法提取鎂的優(yōu)點(diǎn)之一是原料來源豐富 B．步驟⑥電解MgCl2時(shí)陰極產(chǎn)生氯氣 C．步驟⑤可將晶體置于HCl氣體氛圍中脫水 D．上述工藝流程中涉及化合、分解和復(fù)分解反應(yīng) 答案　B 解析　海水中含有大量的鎂，A項(xiàng)正確；電解MgCl2時(shí)，陽極產(chǎn)生Cl2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；加熱脫水過程中Mg2＋能水解生成Mg(OH)2，為防止Mg2＋水解，應(yīng)在HCl氣體氛圍中脫水，C項(xiàng)正確；①、③、⑥分別為化合反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)、分解反應(yīng)，D項(xiàng)正確。 1．(高考選項(xiàng)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(cuò)；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(cuò)；鋁與氧化鐵反應(yīng)，反應(yīng)前后都是固體，質(zhì)量不變，D錯(cuò)。 2．(高考選項(xiàng)組合題)下列有關(guān)鋁及其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(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，金屬鋁的熔點(diǎn)較低(xx全國卷Ⅰ，10C) D．將AlCl3加入Ba(HCO3)2溶液中同時(shí)有氣體和沉淀產(chǎn)生(xx山東理綜，10A) 答案　D 解析　A項(xiàng)，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(cuò)誤；B項(xiàng)，Al(OH)3只能溶于強(qiáng)堿，不能溶于氨水；C項(xiàng)，鋁在空氣中加熱生成氧化鋁的熔點(diǎn)較高，所以內(nèi)部熔化的鋁不會滴落；D項(xiàng)，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(hù)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(hù)層，防止內(nèi)層的金屬進(jìn)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(hù)內(nèi)層金屬，A、B、C錯(cuò)誤。 4．(xx海南，14)KAl(SO4)212H2O(明礬)是一種復(fù)鹽，在造紙等方面應(yīng)用廣泛。實(shí)驗(yàn)室中，采用廢易拉罐(主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質(zhì))制備明礬的過程如下圖所示?；卮鹣铝袉栴}： (1)為盡量少引入雜質(zhì)，試劑①應(yīng)選用________(填標(biāo)號)。 a．HCl溶液 b．H2SO4溶液 c．氨水 d．NaOH溶液 (2)易拉罐溶解過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)沉淀B的化學(xué)式為_____________________________________________________； 將少量明礬溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是_________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)d　 (2)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ (3)Al(OH)3　Al3＋水解，使溶液中H＋濃度增大 解析　(1)易拉罐的主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質(zhì)，試劑①的作用是將Al溶解并除去Fe、Mg雜質(zhì)，HCl溶液和H2SO4溶液可溶解Al及Fe、Mg雜質(zhì)，會引入Fe2＋、Mg2＋，氨水不溶解Al；NaOH溶液可溶解Al，但不溶解Fe、Mg雜質(zhì)，故d項(xiàng)符合。(2)選用NaOH溶液溶解易拉罐，主要發(fā)生反應(yīng)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。(3)濾液A中鋁元素以AlO形式存在，與溶液中HCO發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)：AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO，故沉淀B為Al(OH)3，明礬溶于水時(shí)，KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO，Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，使溶液呈弱酸性。