高中化學(xué)江蘇專版必修一講義：專題3 第一單元 第一課時　鋁及鋁合金 鋁的氧化物與氫氧化物 Word版含答案

精品資料 第一單元從鋁土礦到鋁合金 第一課時　鋁及鋁合金鋁的氧化物與氫氧化物 —————————————————————————————————————— [課標(biāo)要求] 1．了解鋁的原子結(jié)構(gòu)及物理性質(zhì)。 2．掌握鋁的化學(xué)性質(zhì)。 3．了解鋁及鋁合金的應(yīng)用。 4．掌握Al2O3和Al(OH)3的性質(zhì)。 　 1．鋁是一種既可以與酸反應(yīng)又可以與堿溶液反應(yīng)產(chǎn)生H2的金屬。 2．Al2O3是兩性氧化物，其與強酸、強堿溶液反應(yīng)的離子方程式分別為 Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、 Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O。 3．Al(OH)3是兩性氫氧化物，其與強酸、強堿溶液反應(yīng)的離子方程式分別為 Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O、 Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。 1．物理性質(zhì) 顏色 狀態(tài) 熔點 密度 導(dǎo)電導(dǎo)熱性 延展性 銀白色 固體 較低 較小 良好 良好 2．化學(xué)性質(zhì) 鋁原子結(jié)構(gòu)示意圖為，在化學(xué)反應(yīng)中容易失去最外層上的3個電子，化合價升高，表現(xiàn)出還原性。 (1)鋁的性質(zhì)實驗 與鋁反 應(yīng)的物質(zhì) 實驗現(xiàn)象 結(jié)論或化學(xué)方程式 濃硝酸 無明顯現(xiàn)象 鋁遇濃硝酸發(fā)生鈍化 濃硫酸 無明顯現(xiàn)象 鋁遇濃硫酸發(fā)生鈍化 鹽酸 鋁片逐漸溶解，有氣泡產(chǎn)生 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 氫氧化 鈉溶液 鋁片逐漸溶解，有氣泡產(chǎn)生 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ (2)鋁與氧氣的反應(yīng) ①常溫時，與空氣中的氧氣反應(yīng)生成致密的氧化膜并牢固地覆蓋在鋁表面，防止鋁進(jìn)一步被氧化，因此鋁在空氣中表現(xiàn)出良好的抗腐蝕性。 ②加熱時，鋁粉可在空氣中燃燒，放出大量熱，化學(xué)方程式為4Al＋3O22Al2O3。 (3)鋁與酸的反應(yīng) ①與鹽酸、稀H2SO4反應(yīng) 離子方程式：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑。 ②常溫下，遇濃硝酸、濃H2SO4時，在表面生成致密的氧化膜而發(fā)生鈍化。 (4)鋁與強堿溶液的反應(yīng) 與NaOH溶液反應(yīng) 離子方程式：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。 [特別提醒] 因鋁既能與強酸反應(yīng)，又能與強堿溶液反應(yīng)，鋁制品不能用來蒸煮或長期儲存酸性或堿性食物。 1．等質(zhì)量的鋁分別與足量的鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)，兩者生成氫氣的量有什么關(guān)系？ 提示：產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量相等。 2．足量的鋁分別與等濃度、等體積的鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)，生成氫氣的量有什么關(guān)系？ 提示：產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量之比為1∶3。 鋁與酸、堿液反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系 1．反應(yīng)原理 2．量的關(guān)系 (1)定量關(guān)系 (2)鋁與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生氫氣體積關(guān)系歸納： 反應(yīng)物的量 產(chǎn)生H2的體積關(guān)系 等量的鋁分別與足量鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng) ＝1∶1 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) ＝ 一定量的鋁分別與不足量的鹽酸和過量的氫氧化鈉溶液反應(yīng) <<1 1．稱取兩份鋁粉，第一份加入足量的NaOH溶液，第二份加入足量的鹽酸，若放出的氫氣的體積相等(同溫同壓)。 則兩份鋁粉的質(zhì)量比為(　　) A．1∶2　　　　　　 　B．1∶3 C．3∶2 D．1∶1 解析：選D　因NaOH溶液和鹽酸都是足量的，若鋁與兩者反應(yīng)放出氫氣的體積相等，則兩份鋁的質(zhì)量相等。 2．等體積、等物質(zhì)的量濃度的鹽酸、氫氧化鈉溶液分別放在甲、乙兩燒杯中，各加等質(zhì)量的鋁，生成氫氣的體積比為5∶7，則甲、乙兩燒杯中的反應(yīng)情況可能分別是(　　) A．甲、乙中都是鋁過量 B．甲中鋁過量，乙中堿過量 C．甲中酸過量，乙中鋁過量 D．甲中酸過量，乙中堿過量 解析：選B　因為等量的鋁分別與足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生H2的體積比為1∶1，足量的鋁分別與等物質(zhì)的量濃度、等體積的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生H2的體積比為1∶3，而今產(chǎn)生H2的體積比：<<1，所以反應(yīng)的情況為：鋁過量，鹽酸不足；鋁不足，氫氧化鈉過量。 [方法技巧] 　一定量的鋁分別和含等物質(zhì)的量溶質(zhì)的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，若產(chǎn)生氫氣的體積比為<<1，則必定是： ①鋁與鹽酸反應(yīng)時，鋁過量而鹽酸不足； ②鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時，鋁不足而氫氧化鈉過量。 1．鋁熱反應(yīng)實驗探究 實驗 裝置 實驗 現(xiàn)象 (1)鎂條劇烈燃燒 (2)氧化鐵粉末和鋁粉發(fā)生劇烈的反應(yīng) (3)反應(yīng)放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的白光 (4)紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中 實驗 結(jié)論 在高溫下，鋁與Fe2O3發(fā)生反應(yīng)，放出大量的熱 化學(xué) 方程式 2Al＋Fe2O3 Al2O3＋2Fe 2.鋁熱反應(yīng) 含義 鋁和金屬氧化物在高溫下發(fā)生劇烈反應(yīng)并放出大量熱的化學(xué)反應(yīng) 原理 Al作還原劑，金屬氧化物作氧化劑，用鋁將金屬氧化物中的金屬置換出來 鋁熱劑 鋁粉和某些金屬氧化物(Fe3O4、Cr2O3、V2O5等)組成的混合物 引發(fā) 操作 在鋁熱劑上放KClO3，插入鎂條并將鎂條點燃 反應(yīng) 特點 在高溫下進(jìn)行，迅速反應(yīng)并放出大量的熱，新生成的金屬單質(zhì)呈熔融態(tài)且易與Al2O3分離 應(yīng)用 冶煉難熔的相對較不活潑的金屬，如V、Cr、Mn等；焊接鋼軌等 [特別提醒] 鋁熱反應(yīng)可用于焊接鐵軌，但工業(yè)上不用該方法煉鐵，因為鋁比鐵的冶煉成本更高。 3．鋁合金 (1)組成：鋁與其他金屬(或非金屬)熔合形成合金。 (2)特點：密度小、強度高、塑性好、抗腐蝕。 (3)用途：建筑外墻材料，汽車車輪骨架和飛機(jī)構(gòu)件。 4．鋁的用途 (1)利用其導(dǎo)電性，制造電線。 (2)利用強的還原性，冶煉熔點高的金屬。 1．鋁熱反應(yīng)中利用了鋁的哪些性質(zhì)？ 提示：還原性、反應(yīng)放出大量的熱及鋁的熔點低。 2．金屬鋁可用于還原哪些金屬？能否利用鋁熱反應(yīng)冶煉鎂？ 提示：能冶煉活動性比鋁差的難熔金屬。不能利用鋁熱反應(yīng)冶煉鎂，原因是Mg比Al活潑。 1．鋁熱反應(yīng)的特點 (1)高溫。(2)劇烈燃燒，放出大量的熱。 (3)新生成的液態(tài)金屬單質(zhì)易與Al2O3(固態(tài))分離。 2．鋁熱反應(yīng)實驗注意問題 (1)鎂帶要打磨凈表面的氧化膜，否則難以點燃。 (2)氧化鐵粉末要干燥，鋁粉沒有被氧化，否則難以反應(yīng)。 (3)要保證紙漏斗重疊時四周均為四層，且內(nèi)層紙漏斗一定要用水潤濕，以防高溫物質(zhì)從四周濺出。 (4)因為鋁熱反應(yīng)是一個放熱反應(yīng)，反應(yīng)中放出的大量熱量能夠使鐵熔化，所以要墊細(xì)沙，這樣做的目的一是防止蒸發(fā)皿炸裂，二是防止熔融的金屬濺出傷人。 (5)實驗裝置應(yīng)遠(yuǎn)離人群和易燃物。 1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。 (1)鋁熱劑中的氧化劑是鋁粉(　　) (2)鋁熱劑是純凈物(　　) (3)鋁熱反應(yīng)是放熱反應(yīng)(　　) (4)通過鋁熱反應(yīng)可以在野外焊接鋼軌(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)√ 2．下列物質(zhì)不能與鋁發(fā)生鋁熱反應(yīng)的是(　　) A．FeO　　　　　　　 　B．Cr2O3 C．MgO D．MnO2 解析：選C　Mg的活動性強于Al，Al不能和MgO反應(yīng)置換出Mg。 3．下列為鋁或鋁合金的各種性質(zhì)：A：導(dǎo)電性，B：導(dǎo)熱性，C：還原性，D：鋁合金密度小、強度大、機(jī)械加工性能好，E：結(jié)構(gòu)緊密、不透光、不透氣。 在后面橫線上根據(jù)相關(guān)的性質(zhì)填寫相應(yīng)的序號。 (1)制造飛機(jī)或汽車外殼________。 (2)制造各種日用炊具_(dá)_______。 (3)鋁熱法冶煉金屬________。 (4)制造電線電纜________。 (5)制造包裝用的鋁箔________。 答案：(1)D　(2)B　(3)C　(4)A　(5)E 1．氧化鋁 (1)化學(xué)性質(zhì) ①與H2SO4反應(yīng)的化學(xué)方程式：Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O。 ②與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O。 ③兩性氧化物：既可以與酸反應(yīng)又可以與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物。 ④NaAlO2溶液與CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式：NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3。 (2)物理性質(zhì)與用途 ①硬度高，硬度僅次于金剛石的剛玉，其主要成分為α­氧化鋁，紅寶石是含少量鉻元素的剛玉，藍(lán)寶石是含少量鐵和鈦元素的剛玉。 ②熔點高，常用于制造耐火材料。 ③工業(yè)上電解熔融氧化鋁制取鋁。 [特別提醒] Al2O3屬于兩性氧化物而不是堿性氧化物。 2．氫氧化鋁 (1)物理性質(zhì) ①顏色狀態(tài)：白色固體。 ②溶解性：難溶于水。 (2)實驗室制備 常用可溶性鋁鹽AlCl3與氨水反應(yīng)制取Al(OH)3 ①化學(xué)方程式為AlCl3＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4Cl。 ②離子方程式為Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。 ③現(xiàn)象：生成白色膠狀沉淀，氨水過量時，沉淀不溶解。 (3)化學(xué)性質(zhì) ①氫氧化鋁的兩性： 與酸反應(yīng) 與堿反應(yīng) 實驗操作 向盛有Al(OH)3沉淀的試管中加入鹽酸 向盛有Al(OH)3沉淀的試管中加入氫氧化鈉溶液 現(xiàn)象 試管中白色沉淀溶解 試管中白色沉淀溶解 反應(yīng)的化學(xué)方程式及離子方程式 化學(xué)方程式： Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O 離子方程式： Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O 化學(xué)方程式： Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O 離子方程式： Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O 兩性氫氧化物 既可以與酸反應(yīng)，又可以與堿反應(yīng)生成鹽和水的氫氧化物 ②不穩(wěn)定性： Al(OH)3受熱分解，化學(xué)方程式為2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。 3．明礬的凈水作用 (1)復(fù)鹽：由兩種或兩種以上陽離子和一種陰離子組成的鹽。明礬是一種復(fù)鹽，其化學(xué)式為KAl(SO4)2·12H2O。 (2)明礬的凈水原理 [特別提醒] Al(OH)3能溶于強酸、強堿溶液，但不溶于弱酸(如H2CO3)、弱堿(如NH3·H2O)。 1．為什么常用氨水與氯化鋁溶液反應(yīng)制取氫氧化鋁，而不用氫氧化鈉溶液呢？ 提示：因為Al(OH)3為兩性氫氧化物，Al(OH)3可溶于NaOH溶液中而生成NaAlO2。但Al(OH)3不溶于氨水中，故常用氨水與氯化鋁反應(yīng)制取氫氧化鋁，而不用NaOH溶液。 2．向AlCl3溶液中滴加少量NaOH溶液，產(chǎn)物是什么？NaOH過量又生成什么產(chǎn)物？ 提示：NaOH少量時產(chǎn)物是Al(OH)3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl。NaOH過量時產(chǎn)物是NaAlO2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O。 3．向NaAlO2溶液中滴加少量鹽酸，產(chǎn)物是什么？鹽酸過量又生成什么產(chǎn)物？ 提示：鹽酸少量時產(chǎn)物是Al(OH)3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaAlO2＋HCl＋H2O===Al(OH)3↓＋NaCl；鹽酸過量時產(chǎn)物是AlCl3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaAlO2＋4HCl===AlCl3＋NaCl＋2H2O。 1．“鋁三角”及其轉(zhuǎn)化關(guān)系 (1)Al3＋與Al(OH)3的相互轉(zhuǎn)化 ①Al3＋轉(zhuǎn)化為Al(OH)3： Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH； Al3＋＋3OH－(少量)===Al(OH)3↓。 ②Al(OH)3轉(zhuǎn)化為Al3＋： Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。 (2)Al3＋與AlO的相互轉(zhuǎn)化 ①Al3＋轉(zhuǎn)化為AlO： Al3＋＋4OH－(過量)===AlO＋2H2O。 ②AlO轉(zhuǎn)化為Al3＋： AlO＋4H＋(過量)===Al3＋＋2H2O。 (3)AlO與Al(OH)3的相互轉(zhuǎn)化 ①AlO轉(zhuǎn)化為Al(OH)3： AlO＋CO2(過量)＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO； 2AlO＋CO2(少量)＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO。 AlO＋H＋(少量)＋H2O===Al(OH)3↓。 ②Al(OH)3轉(zhuǎn)化為AlO： Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。 2．“鋁三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系的應(yīng)用 (1)制取Al(OH)3：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH； AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。 (2)判斷離子共存：Al3＋與OH－、AlO、CO、HCO等在溶液中不能大量共存；AlO與H＋、Al3＋、Fe3＋等在溶液中不能大量共存。 (3)檢驗與鑒別 ①用過量的NaOH溶液檢驗Al3＋的存在。 ②用過量的NaOH溶液鑒別Al3＋、Mg2＋。 ③采用互滴法鑒別Al3＋與OH－，AlO與H＋。 (4)分離與提純 ①利用Al能溶于強堿溶液，分離Al與其他金屬的混合物(如Fe、Al混合物)。 ②利用Al2O3能與強堿溶液反應(yīng)，分離Al2O3與其他金屬氧化物(如Fe2O3、Al2O3混合物)。 ③利用Al(OH)3能與強堿溶液反應(yīng)，分離Al3＋與其他金屬陽離子(如Al3＋與Mg2＋或Fe3＋)。 1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。 (1)用氫氧化鈉溶液可以除去鋁片表面的氧化膜(　　) (2)可以利用Al2O3與水反應(yīng)制得Al(OH)3(　　) (3)溶解Al(OH)3的溶液一定是強酸溶液(　　) (4)強酸性溶液中鋁元素以Al3＋形式存在，強堿性溶液中鋁元素以AlO形式存在(　　) 答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)√ 2．下列變化不可能通過一步實驗直接完成的是(　　) A．Al(OH)3→Al2O3　　　 　B．Al2O3→Al(OH)3 C．Al→AlO D．Al3＋→Al(OH)3 解析：選B　Al(OH)3加熱分解可直接得Al2O3，Al與強堿溶液反應(yīng)可得AlO，Al3＋遇堿可直接得Al(OH)3，Al2O3難溶于水，不能通過一步反應(yīng)得Al(OH)3，應(yīng)將Al2O3與酸或堿反應(yīng)得Al3＋或AlO，再與堿或酸反應(yīng)，才能得Al(OH)3。 [三級訓(xùn)練·節(jié)節(jié)過關(guān)]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．近年來，科學(xué)家正在探索利用鋁粉作為新能源的可能性，以期望鋁能成為一種石油的取代物。假如鋁作為一種普遍使用的新型能源被開發(fā)利用，關(guān)于其有利因素的下列說法，你認(rèn)為錯誤的是(　　) A．鋁質(zhì)輕，便于運輸、貯存，且安全 B．鋁燃燒時放出的熱量大，且燃燒后的產(chǎn)物對環(huán)境的污染容易得到有效的控制 C．在地球上，鋁礦資源比較豐富 D．現(xiàn)代電冶煉鋁的工業(yè)技術(shù)已為鋁作為新能源奠定了重要基礎(chǔ) 解析：選D　電冶煉鋁本身消耗了大量電能。 2．使溶液中的AlO完全轉(zhuǎn)化成Al(OH)3，應(yīng)選擇的最佳試劑是(　　) A．稀硫酸　　　　　　　 　B．鹽酸 C．CO2 D．氨水 解析：選C　使AlO轉(zhuǎn)化成Al(OH)3需加酸，若用強酸會使生成的Al(OH)3溶解，最好通入CO2氣體。 3．以氧化鋁為原料制取氫氧化鋁最好的方法是(　　) A．將氧化鋁溶于水 B．將氧化鋁先溶于鹽酸中，之后滴加氨水 C．將氧化鋁先溶于鹽酸中，之后滴加氫氧化鈉溶液 D．將氧化鋁先溶于氫氧化鈉溶液之中，之后滴加鹽酸 解析：選B　以Al2O3為原料制取Al(OH)3，有兩條途徑： Al2O3Al3＋Al(OH)3； Al2O3AlOAl(OH)3。 因Al(OH)3可溶于強酸、強堿，故應(yīng)選用Al3＋與弱堿反應(yīng)或AlO與弱酸反應(yīng)。 4．下列各組物質(zhì)的稀溶液相互反應(yīng)，無論是前者滴入后者，還是后者滴入前者，反應(yīng)現(xiàn)象相同的是(　　) A．NaHSO4和Ba(OH)2 B．AlCl3和NaOH C．NaAlO2和H2SO4 D．Ba(HCO3)2和Ba(OH)2 解析：選AD　B項中，NaOH溶液滴入AlCl3溶液中，先產(chǎn)生白色沉淀，堿液過量后沉淀又溶解，AlCl3溶液滴入NaOH溶液中，生成的沉淀立即溶解，最后又生成白色沉淀；C項中，稀H2SO4滴入NaAlO2溶液中，先產(chǎn)生白色沉淀，酸過量后沉淀又溶解，NaAlO2溶液滴入稀H2SO4中，生成的沉淀立即溶解，最后又生成白色沉淀；對于A、D兩項不管加入試劑的順序如何，其現(xiàn)象均相同。 5．已知X是某金屬單質(zhì)，X、A、B、C含同一種元素，可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化： (1)寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式：X________，A________，B________，C________。 (2)寫出以下反應(yīng)的離子方程式： ②________________________________________________________________________； ④________________________________________________________________________。 解析：金屬單質(zhì)中既可和酸反應(yīng)，又可和堿反應(yīng)的只有Al，X是Al，則A是Al2O3，B是NaAlO2，C是AlCl3。 答案：(1)Al　Al2O3　NaAlO2　AlCl3 (2)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O 一、單項選擇題 1．下列說法正確的是(　　) A．Al2O3難溶于水，不跟水反應(yīng)，所以它不是Al(OH)3對應(yīng)的氧化物 B．因為Al2O3是金屬氧化物，所以它是堿性氧化物 C．Al2O3能跟所有的酸堿溶液反應(yīng) D．Al2O3能跟強的酸堿溶液反應(yīng) 解析：選D　雖然Al2O3不跟H2O反應(yīng)，但Al2O3和Al(OH)3中鋁元素化合價相同，Al2O3是Al(OH)3對應(yīng)的氧化物；Al2O3是金屬氧化物，不是堿性氧化物，是兩性氧化物，能跟強酸強堿反應(yīng)，與弱酸弱堿不反應(yīng)。 2．世界衛(wèi)生組織把鋁確定為食品污染源之一，而加以控制使用。鋁在下列應(yīng)用中應(yīng)加以控制的是(　　) ①制鋁合金?、谥齐娋€?、壑拼毒摺、茔y色漆顏料　 ⑤明礬[KAl(SO4)2·12H2O]凈水?、廾鞯\與蘇打制食品膨松劑?、咭桌蕖、嘤肁l(OH)3凝膠制胃舒平藥片?、岚b糖果和小食品 A．③⑤⑧⑨　　　　　 　B．⑥⑧⑨ C．③⑤⑨ D．③⑤⑥⑦⑧⑨ 解析：選D　本題的突破口是“食品污染源”。 3．下列物質(zhì)中既能與鹽酸反應(yīng)，又能與NaOH溶液反應(yīng)的是(　　) ①Na2CO3?、贏l(OH)3　③NH4HCO3?、蹵l2O3 A．①②④　　　　　　　 　B．②③④ C．②④ D．①②③④ 解析：選B　Na2CO3只能與鹽酸反應(yīng)；Al2O3和Al(OH)3既能與鹽酸反應(yīng)，又能與NaOH溶液反應(yīng)；NH4HCO3與鹽酸反應(yīng)放出CO2，與NaOH溶液反應(yīng)放出NH3。 4．使溶液中的Al3＋完全轉(zhuǎn)化成Al(OH)3，應(yīng)選擇的最好試劑是(　　) A．H2SO4 B．鹽酸 C．CO2 D．氨水 解析：選D　Al3＋與堿反應(yīng)可轉(zhuǎn)化為Al(OH)3，而Al(OH)3可溶于強堿，故要制得Al(OH)3，最好選用弱堿。 5．相同質(zhì)量的下列物質(zhì)分別與等濃度的NaOH溶液反應(yīng)，至體系中均無固體物質(zhì)，消耗堿量最多的是(　　) A．Al B．Al(OH)3 C．AlCl3 D．Al2O3 解析：選A　相同質(zhì)量時物質(zhì)的量n(Al)＝1/27, n[Al(OH)3]＝1/78，n(AlCl3)＝1/133.5，n(Al2O3)＝1/102,1 mol Al消耗1 mol NaOH,1 mol Al(OH)3消耗1 mol NaOH，1 mol AlCl3消耗4 mol NaOH,1 mol Al2O3消耗2 mol NaOH。各選項中消耗NaOH分別為A項，1/27 mol，B項，1/78 mol，C項，4/133.5＝1/33.375 mol，D項，1/51 mol，數(shù)值最大者為A項。 二、不定項選擇題 6．下列關(guān)于氫氧化鋁性質(zhì)的敘述錯誤的是(　　) A．Al(OH)3是兩性氫氧化物 B．Al(OH)3是難溶于水的白色膠狀物質(zhì) C．Al(OH)3能凝聚水中的懸浮物，也能吸附色素 D．Al(OH)3既能溶于NaOH溶液、氨水，又能溶于鹽酸 解析：選D　Al(OH)3難溶于弱堿(如氨水)。 7．在MgO中混有少量的Al2O3雜質(zhì)，欲將雜質(zhì)除去可選用的試劑是(　　) A．稀硫酸 B．濃氨水 C．稀鹽酸 D．氫氧化鈉溶液 解析：選D　MgO不溶于NaOH溶液，Al2O3溶于NaOH溶液。 8．下列各組物質(zhì)中能發(fā)生鋁熱反應(yīng)的是(　　) A．Al粉和FeO粉末 B．木炭粉和CuO粉末 C．Al粉和MnO2粉末 D．Al粉和稀鹽酸 解析：選AC　鋁熱反應(yīng)是鋁與金屬氧化物間的反應(yīng)，B中無鋁粉，錯誤；D中無金屬氧化物，錯誤。 三、非選擇題 9．完成下面有關(guān)鈉、鎂、鋁的計算及判斷。 (1)分別取a g鈉、鎂、鋁分別與足量鹽酸反應(yīng)，在相同條件下產(chǎn)生氫氣的體積比是__________________________。 (2)分別取0.1 mol鈉、鎂、鋁與足量鹽酸反應(yīng)，在相同條件下產(chǎn)生氫氣的體積比是________________。 (3)若產(chǎn)生相同體積(同溫同壓)的氫氣，所需鈉、鎂、鋁三種金屬的物質(zhì)的量之比是________；質(zhì)量比是________。 解析：(1)a g Na、Mg、Al的物質(zhì)的量分別為 mol、 mol、 mol，由三者與足量鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑，Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，可得關(guān)系式：2Na～H2，Mg～H2,2Al～3H2，所以a g Na、Mg、Al生成H2的體積之比為∶∶＝∶∶。 解答本題也可由電子守恒知產(chǎn)生氫氣的體積之比即為金屬轉(zhuǎn)移的電子數(shù)之比：(×1)∶(×2)∶(×3)，直接得出答案。 (2)0.1 mol鈉、鎂、鋁與足量鹽酸反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)之比為(0.1 mol×1)∶(0.1 mol×2)∶(0.1 mol×3)＝1∶2∶3，即產(chǎn)生H2體積之比為1∶2∶3。 (3)與前兩問恰好反過來，氫氣的體積相等，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等，即為金屬失去的電子數(shù)相等。 答案：(1)∶∶　(2)1∶2∶3 (3)1∶∶(或6∶3∶2)　23∶12∶9 10．A、B、C、D、E五種化合物，均含有某種常見元素，它們的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，其中A為澄清溶液，C為難溶的白色固體，E則易溶于水，若取A溶液灼燒，焰色反應(yīng)為淺紫色(透過藍(lán)色鈷玻璃)。 請回答下列問題： (1)寫出化學(xué)式：A_________，B_________，C_________，D_________，E_________。 (2)寫出下列反應(yīng)的離子方程式： A→B：____________________________________________________________， B→D：____________________________________________________________， C→E：___________________________________________________________。 解析：B既能與NaOH反應(yīng)，又能與鹽酸反應(yīng)，且能受熱分解，B為Al(OH)3，C為Al2O3，則D為AlCl3，E為NaAlO2，A與過量CO2反應(yīng)生成B，且焰色反應(yīng)為紫色，A為KAlO2。 答案：(1)KAlO2　Al(OH)3　Al2O3　AlCl3　NaAlO2 (2)AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O 一、單項選擇題 1．相同物質(zhì)的量的下列物質(zhì)，分別與足量NaOH溶液反應(yīng)，消耗NaOH物質(zhì)的量最多的是(　　) A．Al2O3 B．KAl(SO4)2 C．Al(OH)3 D．Al 解析：選B　分別寫出各物質(zhì)與NaOH溶液反應(yīng)的方程式：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O； 2KAl(SO4)2＋8NaOH===K2SO4＋2NaAlO2＋3Na2SO4＋4H2O； Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O； 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。 比較可知同物質(zhì)的量時，KAl(SO4)2消耗的NaOH物質(zhì)的量最多。 2．向含有1 mol KAl(SO4)2的溶液中加入適量的Ba(OH)2溶液，使SO恰好轉(zhuǎn)化為沉淀，此時生成的Al(OH)3的物質(zhì)的量是(　　) A．1 mol B．1.33 mol C．0.67 mol D．0 mol 解析：選D　1 mol KAl(SO4)2中含Al3＋1 mol、SO 2 mol，若使SO恰好沉淀，應(yīng)加入含2 mol Ba2＋的Ba(OH)2溶液，即2 mol Ba(OH)2，此時加入的OH－為4 mol，結(jié)果1 mol Al3＋與4 mol OH－反應(yīng)，使Al3＋完全轉(zhuǎn)化為AlO而無Al(OH)3沉淀生成。 3．用含有少量鎂的鋁片制取純凈的Al(OH)3，可能有的步驟為①加鹽酸溶解；②加過量苛性鈉溶液；③過濾；④通入過量CO2；⑤加過量純堿溶液，實驗操作最合理的組合及順序是(　　) A．①⑤④③ B．②③④③ C．②③⑤③ D．①⑤③ 解析：選B　用含有少量鎂的鋁片制取純凈的Al(OH)3， Mg、AlNaAlO2 Al(OH)3，實驗合理步驟是②③④③。 4．在天平的左右兩個托盤上放有兩個燒杯，兩個燒杯中分別盛有鹽酸和氫氧化鈉溶液，天平處于平衡狀態(tài)，當(dāng)分別向兩燒杯中加入等質(zhì)量的鋁(酸和堿都是足量的)充分反應(yīng)后(　　) A．天平保持平衡 B．左高右低 C．左低右高 D．無法確定 解析：選A　由化學(xué)方程式2Al＋2H2O＋2NaOH===2NaAlO2＋3H2↑及2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑可知，當(dāng)酸和堿過量時，等量的鋁反應(yīng)能產(chǎn)生等量的氫氣，所以天平依然保持平衡。 5．一定質(zhì)量的鋁鐵合金溶于足量的NaOH溶液中，完全反應(yīng)后產(chǎn)生3.36 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體；用同樣質(zhì)量的鋁鐵合金完全溶于足量的鹽酸中，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生5.6 L的氣體，則該合金中鋁、鐵的物質(zhì)的量之比為(　　) A．1∶1 B．2∶5 C．3∶2 D．3∶5 解析：選A　將鋁鐵合金溶于NaOH溶液中時，只有鋁參與反應(yīng)，而鐵不反應(yīng)，此時生成的3.36 L(即0.15 mol)氫氣是由反應(yīng)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑生成的，故合金中n(Al)＝0.15 mol×＝0.1 mol；當(dāng)同樣質(zhì)量的合金與鹽酸反應(yīng)時，鋁參與反應(yīng)生成的H2為0.15 mol，則由Fe置換出的n(H2)＝0.25 mol－0.15 mol＝0.1 mol，即合金中含F(xiàn)e的物質(zhì)的量也為0.1 mol。 二、不定項選擇題 6．下列離子方程式書寫錯誤的是(　　) A．鋁粉投入到NaOH溶液中： 2Al＋2OH－===2AlO＋H2↑ B．向Al(OH)3中滴加氨水 Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O C．NaAlO2溶液中通入少量的CO2： 2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO D．Al2O3粉末溶于NaOH溶液中： Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O 解析：選AB　A項應(yīng)為2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑，錯誤；B項中Al(OH)3與氨水不發(fā)生反應(yīng)，錯誤。 7．只用試管和膠頭滴管而不用其他試劑無法區(qū)分的一組試劑是(　　) A．KOH溶液和AlCl3溶液 B．Na2CO3溶液和鹽酸 C．MgCl2溶液和氨水 D．鹽酸和NaAlO2溶液 解析：選C　A項，KOH溶液滴入AlCl3溶液中立即產(chǎn)生白色沉淀，KOH過量后沉淀又溶解，AlCl3滴入KOH溶液中產(chǎn)生的沉淀立即溶解，最后又產(chǎn)生白色沉淀，可以區(qū)分；B項，向Na2CO3溶液中緩慢滴入鹽酸，開始無氣泡，后來有氣泡，把Na2CO3溶液滴入鹽酸立即產(chǎn)生氣泡，可以區(qū)別；C項，不論MgCl2溶液滴入氨水中，還是氨水滴入MgCl2溶液中，均產(chǎn)生白色沉淀，不能區(qū)分；D項，鹽酸滴入NaAlO2溶液中，立即產(chǎn)生白色沉淀，鹽酸過量后，沉淀又溶解，NaAlO2溶液滴入鹽酸中，產(chǎn)生的沉淀立即溶解，最后又產(chǎn)生白色沉淀，可以區(qū)分。 8．將5.4 g Al投入到200.0 mL 2.0 mol·L－1的某溶液中有氫氣產(chǎn)生，充分反應(yīng)后金屬有剩余，該溶液可能為(　　) A．濃HNO3　　　　　 　B．Ba(OH)2溶液 C．H2SO4溶液 D．HCl溶液 解析：選D　5.4 g Al為0.2 mol,200.0 mL 2.0 mol·L－1溶液，含溶質(zhì)0.4 mol；A項，鋁與濃HNO3常溫下鈍化，不產(chǎn)生H2；B項，由2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑知，堿過量；C項，由2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑知，酸過量；D項，由C項中離子方程式知，酸不足量則金屬有剩余。 三、非選擇題 9．已知A為金屬單質(zhì)，在以下各步反應(yīng)的最后生成物是白色沉淀。 (1)寫出物質(zhì)的化學(xué)式：A__________、B__________、 C__________、D__________、E__________。 (2)寫出各步反應(yīng)的離子方程式(若不是離子反應(yīng)，則寫化學(xué)方程式)。 A→B：_________________________________________________________。 B→E：____________________________________________________________。 A→C：______________________________________________________________。 C→E：___________________________________________________________。 A→D：___________________________________________________________。 解析：由轉(zhuǎn)化關(guān)系知，金屬A既能與稀硫酸反應(yīng)又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，A為Al，則B、C、D、E分別為AlCl3、NaAlO2、Al2(SO4)3、Al(OH)3。 答案：(1)Al　AlCl3　NaAlO2　Al2(SO4)3　Al(OH)3 (2)2Al＋3Cl22AlCl3　Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH　2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑　AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO　2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ 10．某校化學(xué)興趣小組用如圖所示過程除去AlCl3中含有的Mg2＋、K＋雜質(zhì)離子并盡可能減少AlCl3的損失。請回答下列問題： (1)寫出混合物中加入足量氫氧化鈉溶液時，溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________________________。 (2)氫氧化鈉溶液能否用氨水代替，為什么？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)溶液a中存在的離子有________；在溶液a中加入鹽酸時需控制鹽酸的量，為什么？________________________________________________________________________。 為此，改進(jìn)方法是_____________________________________________________。 解析：(1)加入足量氫氧化鈉溶液，Mg2＋可與OH－反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀，Al3＋先生成Al(OH)3，繼而生成AlO。 (2)氫氧化鈉溶液不能用氨水代替，因為在Al3＋與氨水反應(yīng)生成Al(OH)3后，Al(OH)3不能與氨水繼續(xù)反應(yīng)，從而不能將Al(OH)3與Mg(OH)2分開。 (3)加入氫氧化鈉溶液后除去了Mg2＋，但又引入了Na＋，同時Al3＋轉(zhuǎn)化成了AlO；因為氫氧化鋁能與強酸反應(yīng)，所以在加入鹽酸沉淀AlO時，需要控制溶液鹽酸的量，以防止部分AlO轉(zhuǎn)化成Al3＋；氫氧化鋁只能與強堿或強酸反應(yīng)，因此，可在溶液a中通入過量二氧化碳?xì)怏w，而Al(OH)3不會溶解。 答案：(1)Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O (2)不能，因為在Al3＋與氨水反應(yīng)生成Al(OH)3后，Al(OH)3不能與氨水繼續(xù)反應(yīng)，從而不能將Al(OH)3與Mg(OH)2分開 (3)Cl－、K＋、AlO、OH－、Na＋　因為Al(OH)3能與強酸反應(yīng)，所以在加入鹽酸時，需要控制鹽酸的量，以防止部分Al(OH)3轉(zhuǎn)化成Al3＋　通入過量二氧化碳?xì)怏w