高考化学考点15 镁、铝及其重要化合物 22页

1 一、镁和铝的性质 金属 项目 镁(Mg) 铝(Al) 原子结构 原子最外层 2 个电子 原子最外层 3 个电子 原子半径 1.60×10−10 m 1.43×10−10 m 化合价 +2 +3 物 理 性 质 镁和铝都是密度较小、熔点较低、硬度较小的银白色金属，但镁和铝相比较， 铝的硬度比镁的稍大，熔点和沸点都是铝比镁的高 活泼性 较活泼 较活泼 抗 腐 蚀 性 在空气中都能跟氧气反应，表面覆盖一层致密而坚硬的氧化物薄膜，都具有高 腐蚀性能 与 O2 反应 2Mg+O2 2MgO 4Al+3O2 2Al2O3 与卤素单质、 硫等反应 Mg+ Cl2 MgCl2 Mg+S MgS 2Al+3Cl2 2AlCl3 2Al+3S Al2S3 与 酸 反 应 Mg+2H+ Mg2++H2↑ 2Al + 6H+ 2Al3++3H2 ↑ 与水反应 Mg+2H2O Mg(OH)2+H2↑ 不反应 与碱反应 不反应 2Al+2NaOH +2H2O 2NaAlO2 +3H2 ↑ 与氧化物反应 2Mg+CO2 2MgO+C 2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3 结 论 镁、铝均为较活泼的金属，但镁的金属性强于铝 解 释 核电荷数镁小于铝，而原子半径镁大于铝，故核对最外层的电子引力镁小于铝， 即 Al 比 Mg 难失电子，金属性弱于 Mg 单 质 性 质 主要用途 镁合金汽车、飞机制造、照明弹等 铝合金汽车、船舶、飞机制造、防锈 油漆、导线、电缆等 点燃 △ 点燃 △ △ 点燃 高温 2 铝热反应 2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3 4Al+3MnO2 3Mn+2Al2O3 在实验室按如图所示装置进行铝热反应，实验现象是当外露部分镁条刚刚燃烧完毕时，纸漏斗内混合 物立即剧烈反应，发出耀眼的光芒，产生大量的烟。纸漏斗被烧破，有红热状的液珠落入蒸发皿内的细沙 上，液珠冷却后变为黑色固体(落下的是铁珠)。 铝热反应是指工业上用铝粉来还原一些金属氧化物，得到 Fe、V、Cr、Mn 等难溶金属的一类反应。铝 热反应的实质是铝在高温条件下将活动性比铝弱的金属从其氧化物中置换出来。 二、氧化铝和氢氧化铝 两性氧化物：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物。 两性氢氧化物：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物。 名称 氧化铝 氢氧化铝 化学式 Al2O3 Al(OH)3 类别 两性氧化物 两性氢氧化物 物理 性质 高熔点，高沸点，高硬度，不溶于 水的白色固体 不溶于水的白色胶状固体，具有吸附性 化学 性质 ①与强酸反应： Al2O3+6H+ 2Al3++3H2O ②与强碱反应： Al2O3+2OH- 2 +H2O ①两性： Al(OH)3+3H+ Al3++3H2O Al(OH)3+OH- +2H2O ②热稳定性： 2Al(OH)3 Al2O3+3H2O 用途 炼铝原料、制作耐火材料 可用作吸附剂、媒染剂和净水剂；治疗胃酸； 可作为制造瓷釉、耐火材料、防水织物的原 2AlO 2AlO 3 料 三、“铝三角”及其应用 1．具体反应 Al(OH)3+OH− +2H2O Al(OH)3+3H+ Al3++3H2O Al3++3OH− Al(OH)3↓ +H++H2O Al(OH)3↓ +4H+ Al3++2H2O Al3++4OH− +2H2O Al3++3 +6H2O 4Al(OH)3↓ 2．应用 （1）判断离子共存问题 Al3+与 OH−及 、 、S2−等弱酸根阴离子或 与 H+、 以及弱碱阳离子 Al3+、Fe3+等 因生成沉淀或发生水解相互促进反应而不能大量共存。 （2）鉴别(利用滴加顺序不同，现象不同) ①向 AlCl3 溶液中滴加 NaOH 溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解。 ②向 NaOH 溶液中滴加 AlCl3 溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。 （3）分离提纯 ①利用 Al 能溶于强碱溶液，分离 Al 与其他金属的混合物。 ②利用 Al2O3，能与强碱溶液反应，分离 Al2O3 与其他金属氧化物。 ③利用 Al(OH)3 能与强碱溶液反应，分离 Al3+与其他金属阳离子。 四、硫酸铝钾——KAl(SO4)2 2AlO 2AlO 2AlO 2AlO 2AlO 2AlO 2 3CO  2AlO 3HCO 4 （1）硫酸铝钾在水溶液中的电离方程式为 KAl(SO4)2===K++Al3++2 。 （2）带有十二个结晶水的硫酸铝钾称为十二水合硫酸铝钾，俗称明矾，化形式为 KAl(SO4)2·12H2O， 它是无色晶体，可溶于水。由于 Al3+能水解生成具有强吸附性的胶体：Al3++3H2O===3H++Al(OH)3，故明矾 是一种常用的净水剂。 明矾中含有 Al3+和 ，向明矾溶液中滴入 Ba(OH)2 溶液，当 Al3+ 恰好完全沉淀时，离子方程式为 2Al3+ +3 +3Ba2+ +6OH−===2Al(OH)3↓+3BaSO4↓，此时 只沉淀了总量的四分之三，总的沉淀的物质 的量达到最大；当 完全沉淀时，离子方程式为 Al3++2 +2Ba2++4OH−===2BaSO4↓+ +2H2O，此 时 Al3+ 恰好完全转化为 ，总的沉淀的质量达到最大。 考向一 铝及其化合物的转化 典例 1 下列各组物质，不能按 (“→”表示反应一步完成)关系转化的是 选项 a b c A Al2O3 NaAlO2 Al(OH)3 B AlCl3 Al(OH)3 NaAlO2 C Al Al(OH)3 Al2O3 D MgCl2 Mg(OH)2 MgO 【答案】C 1．铝及其化合物在生产、生活等方面有广泛的应用。 （1）铝元素位于周期表中第__________周期__________族。硼、镓与铝位于同一主族，现有下列三种物 2 4SO  2 4SO  2 4SO  2 4SO  2 4SO  2 4SO  2AlO 2AlO 5 质：①Na[Al(OH)4]、②Na[B(OH)4]、③Na[Ga(OH)4]，浓度相同的这三种物质的溶液 pH 由大到小的 顺序为___________(用序号表示)。{Na[Al(OH)4]也可表示偏铝酸钠，硼、镓类似} （2）将 20.0 mL 0.1 mol/L Ba(OH)2 溶液和 20.0 mL 0.1 mol/L NH4Al(SO4)2 溶液混合，所得溶液中 Al3+、 、 、OH−、H+的浓度由大到小的顺序为 _____________。 （3）氮化铝(AlN)是一种新型的无机非金属材料，可用作热交换器材料。某 AlN 样品中仅含有 Al2O3 杂 质，为测定 AlN 的含量，甲组同学设计了如下流程： 已知：AlN+NaOH+H2O===NaAlO2+NH3↑。 ①过滤时用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和______________。 ②实验过程中，称得样品的质量为 4.2 g，最后得到的固体为 5.1 g，则样品中 AlN 的质量分数为 ___________。(不考虑整个过程中的损耗) 考向二 铝与酸、碱反应的有关计算 （1）铝能与酸溶液反应生成 H2 和铝盐(Al3+)，但与稀 HNO3 反应不生成 H2，且在浓 HNO3、浓 H2SO4 中钝化。 （2）铝与强碱溶液反应生成 H2 和偏铝酸盐( )。 （3）铝与酸或碱溶液反应生成 H2 的量的关系： 有关离子方程式为： 2Al+6H+ 2Al3++3H2↑ 2Al+2OH−+2H2O 2 +3H2↑ Al 与酸、碱反应的实质都是：Al Al3+，2H+ H2，故与酸或碱反应时，铝与氢气的关 系均为 2Al～3H2↑，利用此性质可以方便地进行有关计算。 ①等量 Al 分别与足量酸(H+)和碱(OH−)溶液反应，生成 H2 之比为 1∶1，消耗 H+和 OH−之比为 3∶1。 ②足量 Al 分别与所含 H+和 OH−物质的量相等的溶液反应，生成 H2 之比为 1∶3。 ③若产生 H2 之比为1 3< <1 1 ，则必定是： 4NH  2 4SO  2AlO 2AlO 6 与酸反应时，Al 过量、H+不足，而与碱反应时，Al 不足、OH−过量。 典例 1 甲、乙两烧杯中各盛有 100 mL 3 mol·L－1 的盐酸和 NaOH 溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝 粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为 V(甲)∶V(乙)＝1∶2，则加入铝粉的质量为 A．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.8 g 【答案】A 2．有两种金属组成的混合物粉末 15g 与足量的稀盐酸反应，生成 11.2L(标准状况下)H2，则该混合物的组成 不可能是 A．Fe、Zn B．Al、Cu C．Al、Na D．Al、Fe 考向三 Al(OH)3 沉淀的图象分析 1．四个基本图象 7 （1）可溶性铝盐溶液与 NaOH 溶液反应的图象： 操作 可溶性铝盐溶液中逐滴加入 NaOH 溶液 至过量 NaOH 溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶 液至过量 现象 立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少 →消失 无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→ 最多→沉淀不消失 图象 离子方 程式 Al3++3OH− Al(OH)3↓ Al(OH)3+OH− +2H2O Al3++4OH− +2H2O 3 +Al3++6H2O 4Al(OH)3↓ （2）偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图象： 操作 偏铝酸盐溶液中逐滴加稀盐酸至过 量 稀盐酸中逐滴加偏铝酸盐溶液至过量 现象 立即产生白色沉淀→渐多→最多→ 渐少→消失 无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多 →最多→沉淀不消失 图象 离子方 程式 +H++H2O Al(OH)3↓ Al(OH)3+3H+ Al3++3H2O +4H+ Al3++2H2O； Al3++3 +6H2O 4Al(OH)3↓ 2AlO 2AlO 2AlO 2AlO 2AlO 2AlO 8 2．拓展图象 （1）向 AlCl3 溶液中逐滴加入氨水或 NaAlO2 溶液至过量，图象如图 1 所示。 （2）向 NaAlO2 溶液中逐滴加入 AlCl3 溶液或通入 CO2 至过量，图象如图 2 所示。 （3）向 MgCl2、AlCl3 和盐酸的混合溶液(即将 Mg、Al 溶于过量盐酸所得的溶液)中逐滴滴入 NaOH 溶 液至过量，图象如图 3 所示。 （4）向 MgCl2、AlCl3 混合溶液中先加入 NaOH 溶液，后加入盐酸(NaOH 与盐酸的物质的量浓度相等)， 沉淀图象如图 4 所示。 典例 1 某实验小组对一含有 Al3＋的未知溶液进行了如下分析： （1）滴入少量氢氧化钠，无明显变化； （2）继续滴加 NaOH 溶液，有白色沉淀； （3）滴入过量的氢氧化钠，白色沉淀明显减少。实验小组经定量分析，得出如图所示沉淀与滴入氢氧 化钠体积的关系。下列说法错误的是 A．该未知溶液中至少含有 3 种阳离子 B．滴加的 NaOH 溶液的物质的量浓度为 5 mol/L 9 C．若另一种离子为二价阳离子，则 a＝10 D．若将最终沉淀过滤、洗涤、灼烧，其质量一定为 6 g 【答案】D 3．向含 Al2(SO4)3 和 AlCl3 的混合溶液中逐滴加入 1 mol/L Ba(OH)2 溶液至过量，加入 Ba(OH)2 溶液的体积 和所得沉淀的物质的量的关系如图，下列说法不正确的是 A．图中 C 点铝元素存在形式是 B．向 D 点溶液中通人 CO2 气体，立即产生白色沉淀 C．原混合液中 c[Al2(SO4)3]∶c(AlCl3)=1∶2 D．OA 段反应的离子方程式为：3Ba2++2Al3++8OH−+3 ===3BaSO4↓+2 +4H2O 考向四 有关镁、铝合金的定量计算 镁、铝都能与非氧化性酸反应生成相应的盐。镁和铝的化合物与强碱溶液反应时，一个重要的特征是 它们相对量的不同，沉淀量也有所不同。沉淀量随强碱量的变化关系用文字很难表达清楚，但若用图象表 2AlO 2 4SO  2AlO 10 示，不仅有助于理解镁和铝的化合物与强碱反应的过程，也有助于解决有关计算问题。 1.向含Mg2+与Al3+的混合溶液中逐滴加入强碱溶液 （1）现象：出现沉淀→渐多→最多→减少→不变。 （2）图象：如图甲。 （3）量的关系：①n(Al3+)=(b−a) mol；②n(Mg2+)= mol。 2.向含Mg2+与Al3+的酸性溶液中逐滴加入强碱溶液 （1）现象：无明显现象→出现沉淀→渐多→最多→减少→不变。 （2）图象：如图乙。 典例 1 把一块镁铝合金投入到 20 mL 1 mol/L 的 HCl 溶液里，待合金完全溶解后，往溶液里加入 1 mol/L 的 NaOH 溶液，生成沉淀的物质的量随加入 NaOH 溶液体积(mL)变化的关系如图所示。下列说法中正确 的是 A．镁铝合金具有很强的抗腐蚀能力，它不溶解在任何酸、碱或盐中 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．假设 c=25，整个实验过程中，只发生了 4 个离子反应 4 -3 2 a b 11 【答案】B 4．将 0.1 mol 镁和铝的混合物溶于 100 mL 2 mol/L 稀硫酸中，然后滴加 1 mol/L 的 NaOH 溶液。 请回答下列问题： （1）若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量随加入NaOH溶液体积的变化如图所示。 则当V1=160 mL时，金属粉末中n(Mg)= mol，V2= mL。 （2 ）若在滴加NaOH 溶液的过程中，欲使Mg 2+ 、Al 3+ 刚好沉淀完全，则滴入NaOH 溶液的体积 V(NaOH)= 。 （3）若混合物仍为0.1 mol，其中镁粉的物质的量分数为a，用100 mL 2 mol/L稀硫酸溶解此混合物后， 再加入450 mL 1 mol/L NaOH溶液，所得沉淀中无Al(OH)3。写出满足此条件的a的取值范围 。 1．某同学通过一系列实验探究 Mg 及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是 A．将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁片于其中探究 Mg 的活泼性 B．将 NaOH 溶液缓慢滴入 MgSO4 溶液中，观察 Mg(OH)2 沉淀的生成 C．将 Mg(OH)2 浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀 D．将 Mg(OH)2 沉淀转入蒸发皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水 MgCl2 固体 2．将等物质的量的金属 Na、Mg、Al 分别与 100 mL 2 mol·L－1 的盐酸反应，实验测得生成气体的体积 V(已 12 折合为标准状况)与时间 t 的关系如图所示，则下列说法错误的是 A．x＝2.24 B．钠的物质的量为 0.2 mol C．反应时，Na、Mg、Al 均过量 D．曲线 b 为 Mg 与盐酸反应的图像 3．有一块镁铝合金，其中镁与铝的质量比是 8∶9。加入足量稀 H2SO4 使其完全溶解后，再加入 NaOH 溶 液，生成沉淀的质量随 NaOH 溶液体积变化的曲线如下图，其中正确的是 4．将铁铝矾[Al2Fe(SO4)4·xH2O]溶于水中，得到浅绿色溶液，有关该溶液的叙述正确的是 A．铁铝矾有净水作用，其水溶液显中性 B．向该溶液中加入 Na2S 溶液，有淡黄色沉淀 C．用惰性电极电解该溶液时，阴极区有沉淀 D．在空气中，蒸干并灼烧该溶液，最后所得的残留固体为 Al2O3、Fe2O3 5．某同学研究铝及其化合物的性质时设计了如下两个实验方案： 方案①：2.7 g Al X 溶液 Al(OH)3 沉淀 方案②：2.7 g Al Y 溶液 Al(OH)3 沉淀 NaOH 溶液和稀盐酸的浓度均是 3 mol·L－1，如图是向 X 溶液和 Y 溶液中分别加入 NaOH 溶液或稀盐酸 时产生沉淀的物质的量与加入盐酸或氢氧化钠溶液体积之间的关系。下列说法正确的是 100mL稀盐酸 NaOH溶液 100 mL NaOH溶液 稀盐酸 13 A．X 溶液溶质为 AlCl3，Y 溶液溶质为 NaAlO2 B．b 曲线表示的是向 X 溶液中加入 NaOH 溶液 C．在 O 点时两方案中所得溶液浓度相等 D．a、b 曲线表示的反应都是氧化还原反应 6．向含 Na2CO3、NaAlO2 的混合溶液中逐滴加入 150 mL 1 mol·L－1HCl 溶液，测得溶液中的某几种离子物 质的量的变化如图所示，则下列说法不正确的是 A．a 曲线表示的离子方程式为 ＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓ B．b 和 c 曲线表示的离子反应是相同的 C．M 点时，溶液中沉淀的质量为 3.9 g D．原混合溶液中的 与 的物质的量之比为 1∶2 7．标况下将 CO2 气体缓缓地通入到含 2 mol KOH、1 mol Ba(OH)2 和 2 mol KAlO2 的混合溶液中直至过量， 生成沉淀的物质的量与所通 CO2 的体积关系如图所示。下列关于整个反应进程中的各种描述正确的是 A．A～B 段和 C～D 段发生的反应相同 B．B～C 段反应的离子方程式是 ＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋ C．V＝134.4 L，n＝3 mol D．D 点所得溶液中离子浓度的关系为 c(K＋)＞c( )＞c(OH－)＞c( )＞c(H＋) 8．把 NaOH、MgCl2、AlCl3 三种固体组成的混合物溶于足量水后有 1.16 g 白色沉淀，在所得的浊液中逐滴 加入 1 mol·L－1 HCl 溶液，加入 HCl 溶液的体积与生成沉淀的质量关系如下图所示，试回答： 2AlO 2 3CO  2AlO 2AlO 3HCO 2 3CO  3HCO 14 （1）写出混合物溶于水时发生反应的离子方程式：______________________________。 （2）写出 AB 段反应的离子方程式：________________________，B 点的沉淀物的化学式为_________。 （3）求原混合物中 AlCl3 的物质的量和 NaOH 的质量。 （4）求 Q 点加入的 HCl 溶液体积。 9．铝是人类生活中继铜、铁之后又一个重要的金属。工业上冶炼金属铝的原料来源于自然界中重要的矿物 质钒土(主要成分 Al2O3；还有 SiO2、Fe2O3、FeCO3、MgCO3 等杂质)。从钒土中提取得到 Al2O3 的工艺 流程如下图所示： 请回答下列问题： （1）固体 A 所含物质的化学式是________________________________。 （2）写出溶液 A 与足量气体 B 反应的离子方程式：_____________________________。 （3）工业冶炼金属铝通常用石墨碳块作电解槽的阳极，请你根据电解原理解释电解冶炼铝的过程中，需 要定期补充阳极碳块的原因：_____________________________________。 （4）Al2O3 的熔点很高，因而在工业冶炼时，需将 Al2O3 熔于熔化的冰晶石(Na3AlF6)中进行电解。请写 出电解过程中阴极的电极反应式：________________________________。 工业上通常将 Al(OH)3 和 Na2CO3 一同溶于氢氟酸来制取冰晶石，反应时放出 CO2 气体，写出该反应的 化学方程式：________________________________________________。 （5）有一位同学查阅资料发现，AlCl3 的熔点很低。他提出：可通过电解熔融状态的 AlCl3 制取金属铝。 你认为他提出的方案是否可行？为什么？____________________________。 （6）某企业用上述工艺流程进行生产，每 10.0 t 钒土可得到金属铝 1.35 t。如果不考虑生产过程的损耗， 则钒土中 Al2O3 的质量分数为______________。 15 1．[2018·江苏]在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是 A. B. C. D. 2．[2016·上海]已知 NaOH+Al(OH)3→Na[Al(OH)4]。向集满 CO2 的铝制易拉罐中加入过量 NaOH 浓溶液，立 即封闭罐口，易拉罐渐渐凹瘪；再过一段时间，罐壁又重新凸起。上述实验过程中没有发生的离子反 应是 A．CO2+2OH−→ +H2O B．Al2O3+2OH−+3 H2O→2 [Al(OH)4] − C．2 Al+2OH−+6H2O→2 [Al(OH)4] −+3 H2↑ D．Al3++4 OH−→[Al(OH)4]− 3．[2014·上海]已知：2[NaAl(OH)4]+CO2→2Al(OH)3↓+Na2CO3+H2O。向含 2 mol NaOH、1 mol Ba(OH)2、2 mol [NaAl(OH)4]的混合液中慢慢通入 CO2，则通入 CO2 的量和生成沉淀的量的关系正确的是 选项 A B C D n(CO2)(mol) 2 3 4 6 n(沉淀)(mol) 1 2 3 3 4．[2014·北京]下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是 A．K B．Na C．Fe D．Al 5．[2016·浙江理综]化合物 Mg5Al3(OH)19(H2O)4 可作环保型阻燃材料，受热时按如下化学方程式分解： 2Mg5Al3(OH)19(H2O)4 27H2O↑+10MgO+3Al2O3 （1）写出该化合物作阻燃剂的两条依据____________________________。 （2）用离子方程式表示除去固体产物中 Al2O3 的原理_________________________。 （3）已知 MgO 可溶于 NH4Cl 的水溶液，用化学方程式表示其原理_________________。 1．【答案】（1）三 ⅢA ③>①>② （2）c( )>c( )>c(Al3+)>c(H+)>c(OH−) 2 3CO  变式拓展 2 4SO  4NH  16 （3）①玻璃棒 ②87.86% （3） ①过滤时用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒；设 AlN 的质量为 a g，根据关系式 2AlN~Al2O3 Δm 82 102 20 a 0.9 a=0.369 g，AlN 的质量分数为 87.86%。 2．【答案】A 3．【答案】D 【解析】向含 Al2(SO4)3 和 AlCl3 的混合溶液与 Ba(OH)2 溶液反应的实质是 Al3+与 OH−、Ba2+与 之间 的离子反应，如下：Ba2++ ===BaSO4↓，Al3++3OH−===Al(OH)3↓，Al(OH)3+OH−=== +2H2O，假 设 1 mol Al2(SO4)3 中 完全被沉淀所需 Ba(OH)2 量为 3 mol，提供 6 mol OH−，1 mol Al2(SO4)3 中含有 0.369 100%=4.2  2 4SO  2 4SO  2AlO 2 4SO  17 2 mol Al3+，由反应 Al3++3OH−===Al(OH)3↓可知，2 mol Al3+完全沉淀，需要 6 mol OH−，故：从起点到 A 点，可以认为是硫酸铝与氢氧化钡恰好发生反应生成硫酸钡、氢氧化铝沉淀，A 点时 完全沉淀，A~B 为氯化铝与氢氧化钡的反应，B 点时溶液中 Al3+完全沉淀，产生沉淀达最大值，溶液中溶质为 BaCl2，B~C 为氢氧化铝与氢氧化钡反应，C 点时氢氧化铝完全溶解。A、C 点时氢氧化铝完全溶解，转化为偏铝酸盐， 故 C 点铝元素存在形式是 ，A 正确；B、D 点的溶液中含有 Ba2+、 ，通入二氧化碳立即产生 碳酸钡、氢氧化铝沉淀，B 正确；C、前 3 L Ba(OH)2 溶液与溶液中 Al2(SO4)3 反应，从 3 L~6 L 为 Ba(OH)2 溶液与溶液中 AlCl3 反应，二者消耗的氢氧化钡的物质的量相等为 3 L×1 mol/L=3 mol，由生成硫酸钡可 知 3n[Al2(SO4)3]= n [Ba(OH)2] ， 故 n[Al2(SO4)3]=1 mol ， 由 氯 化 铝 与 氢 氧 化 钡 生 成 氢 氧 化 铝 可 知 3n(AlCl3)=2n [Ba(OH)2]=6 mol，故 n(AlCl3)=2 mol，故原溶液中原混合液中 c[Al2(SO4)3]∶c(AlCl3)=1∶2， C 正确；D、OA 段实质为硫酸铝与氢氧化钡恰好发生反应生成硫酸钡、氢氧化铝沉淀，反应离子方程式 为：3Ba2++2Al3++6OH−+3 ===3BaSO4↓+2Al(OH)3↓，D 错误；答案选 D。学& 4．【答案】（1）0.06　440　（2）400 mL　（3） ≤a<1 1．【答案】B 【解析】A．浓硫酸的密度大于水，因此稀释浓硫酸，应把浓硫酸加入到水中，边加边搅拌，故错误； B．Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，故正确；C．过滤时，沿着玻璃棒倒入漏斗中，故错误；D．需要先在 2 4SO  2AlO 2AlO 2 4SO  1 2 考点冲关 18 烧杯中加稀盐酸溶解沉淀；加热促进 Mg2＋的水解，加热蒸干不能得到 MgCl2 固体，故错误。学& 2．【答案】C 【解析】由图像可以看出，生成气体的体积相等，则盐酸完全反应，x＝2.24，A 正确。根据生成的 H2 为 2.24 L，可知 Na 失去 0.2 mol 电子，则钠的物质的量为 0.2 mol，B 正确。反应时如果钠过量，则钠会 与水反应，生成的气体必多于 2.24 L，C 错误。根据反应速率可知曲线 a、b、c 依次是 Na、Mg、Al 与 盐酸反应的图像，D 正确。 3．【答案】A 【解析】本题考查了镁铝的性质及计算。反应的先后顺序：Mg+2H+ Mg2++H2↑ ，2Al+6H+ 2Al3++3H2↑，H++OH－ H2O，Mg2++2OH－ Mg(OH)2↓，Al3++3OH－ Al(OH)3↓，Al(OH)3+OH－ AlO2－+H2O，镁铝的质量比 8∶9，即物质的量之比为 1∶1，假设镁和铝物质的量都为 1 mol，沉淀 达到最大，其质量为 1 mol×58 g/mol+78 g/mol×1 mol=136 g，继续加入 NaOH，氢氧化铝溶解，当全部溶 解后，沉淀是氢氧化镁，此时沉淀的质量为 58 g，比总质量的一半还要小，符合题意的图像是 A，故该 题选 A。学& 4．【答案】C 【解析】A．铁铝矾溶于水电离出铝离子和亚铁离子，Al3＋、Fe2＋水解显酸性，A 项错误；B．S2－和 Al3＋ 水解相互促进，生成氢氧化铝和 H2S，B 项错误；C．阴极氢离子放电，所以会生成氢氧化铝和氢氧化亚 铁沉淀，C 项正确；D．Fe2＋易被空气中的氧气氧化成 Fe3＋，Al3＋、Fe3＋水解生成硫酸，硫酸难挥发，所 以最终得到的是硫酸铝和硫酸铁，D 项错误。 5．【答案】C 6．【答案】D 【解析】Na2CO3、NaAlO2 的混合溶液中加入 HCl 溶液，先发生反应： ＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓，A2AlO 19 正确；第二阶段， 反应完毕，发生反应： ＋H＋=== ，b 线表示 减少，c 线表示 的增加，所以 b 和 c 曲线表示的离子反应是相同的，B 正确；加盐酸 50 mL 时 NaAlO2 中铝元素全部转 化为氢氧化铝沉淀，加 50～100 mL 盐酸时 转化为 ，加 100～150 mL 时盐酸与 反应， 氢氧化铝沉淀不溶解，则 M 点沉淀的质量和盐酸 50 mL 时沉淀的质量相同，由 NaAlO2 ＋HCl ＋ H2O===NaCl＋Al(OH)3↓知，n[Al(OH)3]＝n(NaAlO2)＝n(HCl)＝0.05 mol，m[Al(OH)3]＝0.05 mol×78 g·mol －1＝3.9 g，C 正确；第一、第二两段消耗的盐酸的体积都是 50 mL，所以消耗的氯化氢的物质的量相等， 依据第一阶段、第二阶段发生反应 ＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓， ＋H＋=== ，可知 与 的物质的量之比为 1∶1，D 错误。 7．【答案】C 8．【答案】（1）Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，Al3＋＋4OH－=== ＋2H2O （2）H2O＋ ＋H＋===Al(OH)3↓　Mg(OH)2、Al(OH)3 （3）AlCl3 的物质的量为 0.02 mol，NaOH 的质量为 5.20 g （4）130 mL 学& 【解析】（1）向所得浊液中加入盐酸时，开始没有沉淀生成，说明浊液中 NaOH 过量，则 Al3＋完全转 化为 ，浊液中存在的沉淀为 Mg(OH)2，反应的离子方程式为 Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，Al3＋＋ 4OH－=== ＋2H2O。（2）AB 段，盐酸和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀，离子方程式为 H2O＋ ＋H＋===Al(OH)3↓，B 点溶液中存在的溶质是氯化钠，沉淀为 Mg(OH)2、Al(OH)3。（3）A 点的沉淀是 氢氧化镁，则 n[Mg(OH)2]＝ ＝0.02 mol，根据 Mg 原子守恒得 n(MgCl2)＝n[Mg(OH)2]＝0.02 mol；AB 段，盐酸和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀，离子方程式为 H2O＋ ＋H＋===Al(OH)3↓，根 2AlO 2 3CO  3HCO 2 3CO  3HCO 2 3CO  3HCO 3HCO 2AlO 2 3CO  3HCO 2 3CO  2AlO 2AlO 2AlO 2AlO 2AlO 2AlO 1 1.16g 58g mol 2AlO 20 据 HCl 的体积知，n( )＝n(HCl)＝1 mol·L－1×(0.03－0.01) L＝0.02 mol，根据铝原子守恒得 n(AlCl3)＝ n( ) ＝0.02 mol ，由 Na ＋和 Cl －守恒得，原混合物中 n(NaOH) ＝n(NaCl) ＝n(Cl －) ＝2n(MgCl2) ＋ 3n(AlCl3) ＋n(HCl) ＝0.02 mol×2 ＋0.02 mol×3 ＋0.03 L×1 mol·L －1 ＝0.13 mol ，m(NaOH) ＝0.13 mol×40 g·mol－1＝5.20 g。（4）BQ 段中，氢氧化镁和氢氧化铝都与盐酸反应生成氯化铝和氯化镁，所以 Q 点溶 液中的溶质是氯化铝、氯化镁和氯化钠，实际上相当于氢氧化钠和盐酸的反应，所以二者恰好反应时： n(NaOH)＝n(HCl)，则 V(HCl)＝ ＝0.13 L＝130 mL。 9．【答案】（1）Fe(OH)2、Fe(OH)3、Mg(OH)2 （2）CO2＋OH－=== 、 ＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋ （3）电解冶炼铝的阳极产物为氧气，在高温条件下，氧气与阳极碳发生反应消耗阳极碳块 （4）Al3＋＋3e－===Al　2Al(OH)3＋3Na2CO3＋12HF===2Na3AlF6＋3CO2↑＋9H2O （5）不可行；AlCl3 是共价化合物，熔融状态的 AlCl3 不导电 （6）25.5%(或 0.255) 学& 【解析】（1）钒土的主要成分是 Al2O3，还有 SiO2、Fe2O3、FeCO3、MgCO3 等杂质，除 SiO2 不反应外， 与盐酸反应生成的金属阳离子有 Al3＋、Fe3＋、Fe2＋、Mg2＋等，这些金属阳离子再与氢氧化钠反应后生 成的可溶物为 NaAlO2，不溶物为 Fe(OH)2、Fe(OH)3、Mg(OH)2； （2）由（1）知溶液 A 主要成分为 NaAlO2 和剩余的氢氧化钠，通入足量二氧化碳气体发生反应：CO2＋ OH－=== 和 ＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋ ； （3）电解冶炼铝的阳极产物为 O2，在高温条件下，O2 与阳极碳发生反应消耗阳极碳块，所以需要定期 补充阳极碳块； （4）电解熔融的氧化铝，阴极发生还原反应，即铝离子得电子生成单质铝，阴极的电极反应为 Al3＋＋3e －===Al；工业上通常将 Al(OH)3 和 Na2CO3 一同溶于氢氟酸来制取冰晶石，反应时放出 CO2 气体，根据 原子守恒配平，则该反应的化学方程式为 2Al(OH)3＋3Na2CO3＋12HF===2Na3AlF6＋3CO2↑＋9H2O。 （5）AlCl3 是共价化合物，在熔融状态下不导电，不能用来电解，而氧化铝为离子化合物，在熔融状态 下可导电，可以用来电解； （6）根据元素守恒，钒土中每 1 mol Al2O3 会生成 2 mol Al，则钒土中 Al2O3 的质量分数＝(1.35 t×102 g·mol－1)÷(27 g·mol－1×2×10 t)×100%＝25.5%。 2AlO 2AlO 1 0.13mol 1mol L 3HCO 2AlO 3HCO 3HCO 2AlO 3HCO 21 1．【答案】A 与过量 HCl 反应生成 NaCl、AlCl3 和 H2O。 2．【答案】D 3．【答案】AC 【解析】氢氧化铝是两性氢氧化物，能溶于强碱氢氧化钠溶液中，因此向混合液中慢慢通入 CO2 时反应 的先后顺序为①Ba2++2OH－+CO2→BaCO3↓+H2O 1mol 1mol 1mol ②2OH－+CO2→ +H2O 2mol 1mol 1mol ③2Al(OH)4－+CO2→2Al(OH)3↓+ +H2O 2mol 1mol 2mol 1mol ④ +CO2+H2O→2 2mol 2mol ⑤BaCO3+CO2+H2O→Ba2++2 1mol 1mol 则 A、当通入 2 mol CO2 时，生成 1 mol 碳酸钡，A 正确；B、当通入 3 mol CO2 时，生成 1 mol 碳酸钡 直通高考 2 3CO  2 3CO  2 3CO  3HCO 3HCO 22 和 2 mol 氢氧化铝沉淀，共计是 3 mol，B 不正确；C、当通入 4 mol CO2 时，生成 1 mol 碳酸钡和 2 mol 氢氧化铝沉淀，共计是 3 mol，C 正确；D、当通入 6 mol CO2 时，只有 2mol 氢氧化铝沉淀，D 不正确， 答案选 AC。学& 4．【答案】D 【解析】解答本题应明确常见金属的性质，K、Na 性质非常活泼，在空气中极易被氧化，表面不能形成 保护内部金属不被氧化的氧化锰，Fe 在空气中被氧化后形成的氧化铁膜比较疏松，起不到保护内层金属 的作用；金属铝的 表面易形成致密的氧化物薄膜保护内层金属不被腐蚀，选 D。 5．【答案】（1）反应吸热降低温度，固体氧化物隔绝空气，水蒸气稀释空气 （2）Al2O3+2OH− 2 +H2O （3）MgO+2NH4Cl+H2O MgCl2+2NH3·H2O (或 NH4Cl+H2O NH3·H2O+HCl　MgO+2HCl MgCl2+H2O) 2AlO