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2019-2020學年高中化學下學期第11周《鋁及其重要化合物》教學設計 課題 元鋁及其重要化合物 總課時 　1 班級（類型） 　 學習 目標 　了解鋁、鎂及其重要化合物的主要性質和應用。 重、難點 學習環(huán)節(jié)和內(nèi)容 學生活動 教師反思 考點一　鋁、鎂的性質及應用 1．鋁的結構和存在 鋁位于元素周期表第三周期ⅢA族，原子結構示意圖為。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 銀白色有金屬光澤的固體，有良好的延展性、導電性和導熱性等，密度較小，質地柔軟。 3．金屬鋁的化學性質 寫出圖中有關反應的化學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 純鋁用作導線，鋁合金用于制造汽車、飛機、生活用品等。 5．對比記憶鎂的化學性質 鋁 鎂 與非金屬 反應 能被Cl2、O2氧化 2Mg＋O22MgO 3Mg＋N2Mg3N2 與水反應 反應很困難 能與沸水反應 Mg＋2H2O Mg(OH)2＋H2↑ 與堿反應 能溶于強堿溶液 不反應 與某些氧 化物反應 能與Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金屬氧化物發(fā)生鋁熱反應 能在CO2中燃燒：2Mg＋CO22MgO＋C 深度思考 1．正誤判斷，正確的打“√”，錯誤的打“” (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溶液反應放出H2和NH3(　　) (4)冶煉鋁時常用焦炭作還原劑(　　) (5)1 mol Al與足量的硫酸或足量的氫氧化鈉溶液反應轉移電子數(shù)相同(　　) (6)鋁與少量NaOH溶液反應得到鋁鹽，與足量NaOH溶液反應生成偏鋁酸鹽(　　) 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________(用化學式表示)。 答案　MgO、Mg3N2、C 題組一　對比掌握鋁、鎂的性質 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O2、N2、CO2等都能與鎂反應。 2．下列關于鋁單質的敘述中正確的是(　　) 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，加熱時濃硫酸能與氧化鋁反應；銅的導電性能比鋁強。 題組二　鋁與酸或堿反應的計算 3．(xx河北衡水中學高三模擬)將等物質的量的鎂和鋁混合，取等質量該混合物四份，分別加到足量的下列溶液中，充分反應后，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與之反應生成H2，而鎂不反應；加入鹽酸，鎂、鋁都與鹽酸反應生成H2，所以放出H2的量最多。 4．鋁是中學化學學習階段的唯一一種既能與酸(非氧化性酸)反應又能與強堿溶液反應放出H2的金屬，就鋁的這一特殊性質回答下列問題： (1)等質量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應，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量的鋁粉，反應結束后，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)化學方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，得 Al與H2的關系式均為2Al～3H2，故只要參加反應的Al的量相等，所得H2的量必相等。 (2)因為在反應中Al過量，產(chǎn)生的H2由HCl和NaOH的量決定。根據(jù)化學反應中的關系式：6HCl～3H2、2NaOH～3H2，故當HCl、NaOH物質的量相等時，二者產(chǎn)生H2的體積比為1∶3。 (3)因為鋁足量且產(chǎn)生H2的量相等，根據(jù)關系式n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，又因為兩溶液體積相等，故物質的量濃度c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。 (4)其反應原理分別為2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑?？梢姰攨⒓臃磻腍Cl和NaOH的物質的量一樣多時，產(chǎn)生H2的體積比是1∶3，而題設條件體積比為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。 鋁與酸或堿反應生成H2的量的關系 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ (1)等質量的鋁與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液分別反應： ①產(chǎn)生H2的物質的量相等。 ②消耗H＋、OH－的物質的量之比為n(H＋)∶n(OH－)＝3∶1。 (2)足量的鋁分別與等物質的量的HCl和NaOH反應： ①消耗Al的物質的量之比為1∶3。 ②生成H2的物質的量之比為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： 若產(chǎn)生氫氣的體積比為＜＜1，則必定 ①鋁與鹽酸反應時，鋁過量而HCl不足。 ②鋁與氫氧化鈉溶液反應時，鋁不足而NaOH過量。 考點二　鋁的重要化合物 1．氧化鋁 (1)物理性質：白色固體，難溶于水，有很高的熔點。 (2)化學性質 2．氫氧化鋁 (1)物理性質 白色膠狀不溶于水的固體，有較強的吸附性。 (2)化學性質(用化學方程式表示) Al(OH)3的電離方程式為 寫出圖中有關反應的化學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鹽。 (2)明礬的化學式為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膠體吸附水中雜質形成沉淀而凈水。 (3)明礬溶液與Ba(OH)2溶液反應的離子方程式： 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．在做鋁的燃燒實驗時，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)生反應生成熔點很高的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．中學化學學習階段接觸到許多既能與酸反應又能與堿反應的物質，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。 兩性物質是指既能與酸反應又能與堿反應生成鹽和水的化合物，上述物質中只有Al2O3、Al(OH)3、氨基酸是兩性物質。 題組一　Al2O3和Al(OH)3的兩性 1．(xx日照調研)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，又可與強堿反應，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，故不可能與鈍化的鋁條發(fā)生反應。 2．下列除去雜質的方法不正確的是(　　) A．鎂粉中混有少量鋁粉：加入過量燒堿溶液充分反應，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，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，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＋均轉化為氫氧化物沉淀，達不到除雜的目的。 含鋁雜質的提純方法歸類 利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于強堿的特性，可除去許多物質中的含鋁雜質，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?shù)慕M合是(　　) ①加鹽酸溶解?、诩訜龎A溶液溶解　③過濾?、芡ㄈ脒^量CO2生成Al(OH)3沉淀　⑤加入鹽酸生成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項操作步驟為最佳順序。 4．若甲、乙、丙三位同學用規(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、丙用各自設計的方案制得Al(OH)3的質量分別是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)三位學生制得的Al(OH)3，W1、W2、W3其質量由大到小的順序是__________________。 (3)制得Al(OH)3的最大質量是________。 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 反應原理：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 反應原理：AlO＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO 方法三：相互促進水解法 題組三　有關Al3＋、AlO的離子反應 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)生雙水解反應不能大量共存。 6．(xx濟寧期中)下列反應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，氨水不能溶解Al(OH)3；B項，NH、Al3＋同時存在時，Al3＋與OH－先反應；D項，通足量CO2時，應生成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＋的溶液與堿反應的先后順序 當溶液中有多種離子時，要考慮離子之間的反應順序，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，再與Mg2＋、Al3＋反應生成沉淀，再與NH反應，最后才溶解Al(OH)3沉淀。 考點三　用數(shù)形結合思想理解“鋁三角” 1．Al3＋、Al(OH)3、AlO之間的轉化關系 寫出實現(xiàn)上述各步轉化的離子方程式。 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沉淀生成有關的圖像分析 (1)可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應的圖像(從上述轉化關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(假設各1 mol)，逐滴加入NaOH溶液，畫出沉淀的物質的量隨NaOH溶液體積變化的圖像。 答案　 (2)向HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl溶液中(假設各 1 mol)，逐滴加入NaOH溶液，畫出沉淀的物質的量隨NaOH溶液體積變化的圖像。 答案　 (3)向NaOH、NaAlO2溶液中(假設各1 mol)，逐滴加入HCl溶液，畫出沉淀的物質的量隨HCl溶液體積變化的圖像。 答案　 (4)向NaOH、Na2CO3、NaAlO2溶液中(假設各1 mol)，逐滴加入HCl溶液，畫出沉淀的物質的量隨HCl溶液體積變化的圖像。 答案　 (5)向NaOH、Ca(OH)2、NaAlO2溶液中(假設各1 mol)，通入CO2氣體，畫出沉淀的物質的量隨CO2通入的變化圖像。 答案　 解析　反應順序為 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系曲線。下列判斷錯誤的是(　　) A．①線表示Al3＋的物質的量的變化 B．x表示AlCl3的物質的量 C．③線表示Al(OH)3的物質的量的變化 D．④線表示AlO的物質的量的變化 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的物質的量之比為3∶1，顯然符合題意，則x表示NaOH的物質的量，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。 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，往該溶液中逐滴加入NaOH溶液，產(chǎn)生沉淀的物質的量(n)與加入的NaOH溶液體積(V)的關系如圖所示?；卮鹣铝袉栴}： (1)溶液中一定含有的溶質是________________(填化學式，下同)，一定不含有的溶質是________。 (2)溶液中可能含有的溶質是________(填名稱)，判斷該物質是否存在的實驗方法是________________________________________________________________________， 現(xiàn)象是________________________________________________________________________。 (3)分別寫出AB段、BC段發(fā)生反應的離子方程式： ①AB段為____________________________________________________________； ②BC段為______________________________________________________________。 答案　(1)HCl、AlCl3、NH4Cl　MgCl2、Na2CO3 (2)氯化鉀　焰色反應　透過藍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、斜線及水平線所表示的化學意義。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，故原溶液中一定含有HCl和NH4Cl，一定無MgCl2；又因為HCl與Na2CO3不能大量共存，所以一定無Na2CO3，可能含有KCl，可用焰色反應進行確定。 題組二　Al3＋形成Al(OH)3的簡單計算 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：把該題的信息轉化為圖像，用圖像法求解，如圖所示： 當生成沉淀0.01 mol時需NaOH 0.03 mol或0.11 mol，顯然B項符合題意。 解法二：已知n(AlCl3)＝0.03 mol，n[Al(OH)3]＝0.01 mol，由沉淀的物質的量小于氯化鋁的物質的量可推知此題可能有兩個答案：一是氫氧化鈉不足，二是氫氧化鈉過量。 當堿的量不足時，則V(NaOH)＝ L＝0.007 5 L＝7.5 mL；當堿過量時，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。 可溶性鋁鹽與強堿反應的計算規(guī)律 (1)求產(chǎn)物Al(OH)3的量 ①當n(OH－)≤3n(Al3＋)時，n[Al(OH)3]＝n(OH－)； ②當3n(Al3＋)＜n(OH－)＜4n(Al3＋)時， n[Al(OH)3]＝4n(Al3＋)－n(OH－)； ③當n(OH－)≥4n(Al3＋)時，n[Al(OH)3]＝0，無沉淀。 (2)求反應物堿的量 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)主要化學反應： 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，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SiO2是酸性氧化物，F(xiàn)e2O3是堿性氧化物，因而可設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)生反應的離子方程式。 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，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中可能發(fā)生反應的離子方程式。 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①后的體系中含有固體二氧化硅，需要過濾除去，反應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。 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 氧化鎂 氯化鎂 熔點/℃ 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銀川高三質檢)從海水中提取鎂的工藝流程如圖所示： 下列說法錯誤的是(　　) A．用此法提取鎂的優(yōu)點之一是原料來源豐富 B．步驟⑥電解MgCl2時陰極產(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、分解和復分解反應 答案　B 解析　海水中含有大量的鎂，A項正確；電解MgCl2時，陽極產(chǎn)生Cl2，B項錯誤；加熱脫水過程中Mg2＋能水解生成Mg(OH)2，為防止Mg2＋水解，應在HCl氣體氛圍中脫水，C項正確；①、③、⑥分別為化合反應、復分解反應、分解反應，D項正確。 1．(高考選項組合題)下列關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變化(xx重慶理綜，1A) D．鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應，反應后固體物質增重(xx新課標全國卷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，涉及化學變化，C錯；鋁與氧化鐵反應，反應前后都是固體，質量不變，D錯。 2．(高考選項組合題)下列有關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，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海南，14)KAl(SO4)212H2O(明礬)是一種復鹽，在造紙等方面應用廣泛。實驗室中，采用廢易拉罐(主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質)制備明礬的過程如下圖所示。回答下列問題： (1)為盡量少引入雜質，試劑①應選用________(填標號)。 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的化學方程式為________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)沉淀B的化學式為_____________________________________________________； 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，試劑①的作用是將Al溶解并除去Fe、Mg雜質，HCl溶液和H2SO4溶液可溶解Al及Fe、Mg雜質，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，故d項符合。(2)選用NaOH溶液溶解易拉罐，主要發(fā)生反應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)生復分解反應：AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO，故沉淀B為Al(OH)3，明礬溶于水時，KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO，Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，使溶液呈弱酸性。