2022高考化学一轮专题复习 第9讲　铝及其化合物

这是一份2022高考化学一轮专题复习 第9讲　铝及其化合物，共19页。


考点1 铝及其化合物
授课提示：对应学生用书第52页
1．铝
(1)原子结构与物理性质：
(2)化学性质：
2．氧化铝
3．氢氧化铝
(1)物理性质：白色胶状不溶于水的固体。
(2)化学性质：
①Al(OH)3的电离：
②
③受热分解：2Al(OH)3eq \(=====,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O。
(3)制备：
①向铝盐中加入氨水，离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4)；
②NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为AlOeq \\al(－,2)＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCOeq \\al(－,3)；
③NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：3AlOeq \\al(－,2)＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓。
4．常见的铝盐——明矾
明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH<7。明矾可以净水，其净水的原理是Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，Al(OH)3胶体颗粒吸附杂质形成沉淀而净水。
1．根据教材必修1 P48科学探究1和2，归纳在空气中加热铝箔至熔化观察到的现象，并分析产生该现象的原因。


2．中学化学学习阶段接触到许多既能与酸反应又能与碱反应的物质，除了Al及其重要化合物外，你还知道哪些？


提示：1.铝箔熔化，失去光泽，但铝不滴落；熔化的铝滴表面形成氧化铝保护膜，熔化的液态铝不会滴落。
2．①弱酸的铵盐，如：NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；②弱酸的酸式盐，如：NaHCO3、KHS、NaHSO3等；③氨基酸。
(1)铝是地壳中含量最多的金属元素。(√)
(2)铝的导电性良好，所以可以利用铝作导线。(√)
(3)铝与NaOH溶液的反应中，NaOH是氧化剂。(×)
(4)氧化铝只能与酸反应不能与碱反应。(×)
(5)将AlCl3溶液蒸干灼烧，最终得到的固体是氧化铝。(√)
(6)明矾可以用于饮用水的杀菌消毒。(×)
(7)工业上用电解熔融AlCl3的方法来冶炼铝。(×)
1．科学思维：铝与酸、碱反应生成H2的定量关系归纳。
反应实质：Aleq \(――→,\s\up7(失3e－))Al3＋，2H＋eq \(―――→,\s\up7(得2e－))H2↑；
定量关系：2Al～3H2。
(1)等量的铝分别与足量盐酸、氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比eq \f(VH2HCl,VH2NaOH)＝eq \f(1,1)。
(2)足量的铝分别与等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比eq \f(VH2HCl,VH2NaOH)＝eq \f(1,3)。
(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，若eq \f(1,3)2．思维建模：制取Al(OH)3的“3”种途径归纳与整合。
3．模板构建：铝土矿冶炼铝的解题模板。
题组一 铝的性质
1．(2021·广东惠州联考)足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气体积相同且消耗溶质物质的量最少的是( )
A．氢氧化钠溶液 B．稀硫酸
C．盐酸D．稀硝酸
解析：Al与稀硝酸反应生成NO气体，D项不符合题意；由2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑可知，消耗溶质物质的量最少的是NaOH溶液，A项符合题意。
答案：A
2．依据下列图示，写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式。
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
④________________________________________________________________________。
答案：①4Al＋3O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2Al2O3
②2Al＋Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe＋Al2O3
③2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
④2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑
题组二 铝的重要化合物的性质及应用
3．氧化还原反应在生产、生活中具有广泛的用途。下列做法涉及铝元素的还原性的是( )
A．明矾净化水
B．用氢氧化铝治疗胃酸过多
C．用铝制容器存放浓硫酸
D．电解熔融氧化铝制单质铝
解析：A项，Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，Al(OH)3胶体吸附悬浮杂质而起到净化水的作用，元素化合价不变；B项，发生的反应为Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O；D项，电解时铝从化合物中被还原得到铝单质，表现出氧化性。
答案：C
4．设计实验除去下列物质中的杂质(括号内为杂质)：
(1)Mg(OH)2[Al(OH)3]______________________________________________________
________________________________________________________________________；
(2)Al(OH)3[Mg(OH)2]______________________________________________________
________________________________________________________________________；
(3)MgSO4溶液[Al2(SO4)3]__________________________________________________
________________________________________________________________________；
(4)Al2(SO4)3溶液(MgSO4)___________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)向混合物中加入过量NaOH溶液，过滤(其他答案合理也可)
(2)向混合物中加入过量NH4Cl溶液，过滤(其他答案合理也可)
(3)向溶液中加入过量MgO，过滤(向溶液中加入过量NaOH溶液后过滤，向所得沉淀中加入稀硫酸溶解即可)
(4)向溶液中加入过量NaOH溶液，过滤，向滤液中通入过量CO2，过滤，再向过滤所得沉淀中加入稀硫酸溶解即可
题组三 制备Al(OH)3的最佳途径选择
5．现拟用以下药品：500 mL 3 ml·L－1 H2SO4、500 mL 2 ml·L－1 NaOH、足量铝屑制备 Al(OH)3。
设计方案如下：
甲：铝→加NaOH溶液→加H2SO4溶液→W1 g Al(OH)3。
乙：铝→加H2SO4溶液→加NaOH溶液→W2 g Al(OH)3。
丙：eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\c1(铝→加H2SO4溶液,铝→加NaOH溶液))→W3 g Al(OH)3
试回答：
(1)从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素分析，实验方案最合理的是________。
(2)三种方案制得的Al(OH)3质量W1、W2、W3由大到小的顺序是________。
(3)制得Al(OH)3的最大质量是________。
答案：(1)丙 (2)W3>W1>W2 (3)104 g
题组四 新素材命题
6．随着医学的发展，人们逐渐认识到铝的危害性，铝元素不仅非人体所需，而且对人体的危害十分可怕。世界卫生组织于1989年正式将铝确定为食品污染物。人体中铝元素含量太高时，会影响肠道对磷、锶、铁、钙等元素的吸收。体内过多的铝对中枢神经系统、消化系统、脑、肝、骨、肾、细胞、造血系统、免疫功能等均有不良影响；铝在大脑和皮肤中沉积，还会加快人体的整体衰老过程，特别明显地使皮肤弹性降低、皱纹增多。近年来又发现老年痴呆症的出现也与平时过多摄入铝元素有关。
根据上述材料，回答下列问题：
问题1.人们生活中铝摄取的主要途径有哪些？(素养角度——宏观辨识与微观探析)
问题2.如何防止摄入和吸收过多的铝？(素养角度——证据推理与模型认知)
答案：问题1 提示：(1)食品。油条中的明矾和苏打，油饼中的铝盐，含铝的食品添加剂的发酵粉和膨松剂常用于蒸馒头、花卷、糕点，膨化小食品。
(2)铝制品。铝锅、铝壶、铝盆等铝或铝合金制品，尤其是在炒菜时加上点醋调味，就更增加了铝的溶解。易拉罐装的饮料中铝的含量也相当高。
(3)药品和饮用水等。食用明矾或其他铝盐做的净水剂，药物。
问题2 提示：(1)减少食用含铝高的发酵剂制作的食物。
(2)减少自来水中的含铝量，在用铝壶烧开水时，水沸腾即可，不要烧开后煮的时间过长，以免铝的含量增加。
(3)减少从药物中摄入铝，少用或不用含铝的抑酸剂。
(4)减少和避免铝污染源，不要用铝制的水管，以避免铝污染。
考点2 铝土矿冶炼金属铝的方法及步骤
授课提示：对应学生用书第54页
铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界主要以化合态的形式存在于氧化铝中。铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质。
1．碱溶法
讨论回答下列问题：
(1)写出①、③两步骤中可能发生反应的离子方程式。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)步骤③中不用盐酸(或H2SO4)酸化的理由是_________________________________
________________________________________________________________________。
(3)步骤④中得到较纯的Al2O3，可能含有________杂质，在电解时它不会影响铝的纯度的原因：____________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)①Al2O3＋2OH－===2AlOeq \\al(－,2)＋H2O，
SiO2＋2OH－===SiOeq \\al(2－,3)＋H2O；
③AlOeq \\al(－,2)＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCOeq \\al(－,3)，
SiOeq \\al(2－,3)＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCOeq \\al(－,3)
(2)因为AlOeq \\al(－,2)与酸反应生成的Al(OH)3具有两性，可溶于强酸，不易控制酸的量；CO2廉价而且生成的副产物NaHCO3用途广泛，经济效益好
(3)SiO2 由于SiO2的熔点很高，在加热到1 000 ℃左右时不会熔化，因而不影响铝的纯度
2．酸溶法
讨论回答下列问题：
(1)写出①、②中可能发生反应的离子方程式：________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)步骤②中不用氨水沉淀Fe3＋的原因：_____________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)①Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O；
②Al3＋＋4OH－===AlOeq \\al(－,2)＋2H2O，
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
(2)Al(OH)3只能溶于强碱，不能溶于氨水，用氨水不能将Fe(OH)3和Al(OH)3分离
1．工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图所示：
下列叙述正确的是( )
A．试剂X可以是NaOH溶液，也可以是盐酸
B．反应①过滤后所得沉淀为Fe(OH)3
C．图中所有转化反应都不是氧化还原反应
D．反应②的化学方程式为NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3
解析：A项，试剂X不可以是盐酸；B项，反应①过滤后所得沉淀为Fe2O3；C项，电解Al2O3生成Al是氧化还原反应。
答案：D
2．无水AlCl3可用作有机合成的催化剂、食品膨松剂等。工业上可由铝土矿(主要成分是Al2O3和Fe2O3)和焦炭制备，流程如图：
已知：AlCl3、FeCl3分别在183 ℃、315 ℃时升华。
(1)氯化炉中Al2O3、Cl2和焦炭在高温下发生反应的化学方程式为________________
________________________________________________________________________。
(2)700 ℃时，升华器中物质经充分反应后需降温实现FeCl3和AlCl3的分离。请选择合适的温度范围________(填字母)。
a．低于183 ℃
b．介于183 ℃和315 ℃之间
c．高于315 ℃
(3)样品(含少量FeCl3)中AlCl3含量可通过下列操作测得(部分物质略去)。
m g样品eq \(――――――→,\s\up7(过量NaOH溶液),\s\d5(过滤))NaAlO2溶液eq \(―――→,\s\up7(过量CO2),\s\d5(过滤))Al(OH)3eq \(――→,\s\up7(△),\s\d5(冷却))n g Al2O3
计算该样品中AlCl3的质量分数为________(结果用m、n表示，不必化简)。
解析：(1)由流程图可知在氯化炉中Al2O3、Cl2和焦炭在高温下发生反应生成AlCl3、CO。(2)AlCl3、FeCl3分别在183 ℃、315 ℃时升华，为实现FeCl3和AlCl3的分离，应使温度介于183 ℃和 315 ℃之间。(3)n g Al2O3中Al元素的物质的量为eq \f(2n,102) ml，根据元素守恒，样品中AlCl3的质量为eq \f(2n,102)×133.5 g，该样品中AlCl3的质量分数为eq \f(267n,102m)×100%。
答案：(1)Al2O3＋3Cl2＋3Ceq \(=====,\s\up7(高温))2AlCl3＋3CO
(2)b (3)eq \f(267n,102m)×100%
有关Al(OH)3的图像分析与计算
授课提示：对应学生用书第55页
1．可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像
2.偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像
[考能突破练]
1．如图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加过程中微粒的量的关系曲线。下列判断错误的是( )
A．①线表示Al3＋的物质的量的变化
B．x表示AlCl3的物质的量
C．③线表示Al(OH)3的物质的量的变化
D．④线表示AlOeq \\al(－,2)的物质的量的变化
解析：AlCl3溶液与NaOH溶液混合有两种方式：向AlCl3溶液中缓慢滴加NaOH溶液，开始有沉淀生成，后沉淀溶解，且生成沉淀与沉淀溶解消耗的NaOH的物质的量之比为3∶1，显然符合题意，则x表示NaOH的物质的量，B项错误；另一种方式是向NaOH溶液中缓慢滴加AlCl3溶液，开始没有沉淀，后有沉淀生成，与本题图示情况不符。
答案：B
2．向HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl溶液中(假设各1 ml)，逐滴加入NaOH溶液，沉淀的物质的量随NaOH溶液体积变化的图像如图。(假设Mg2＋、Al3＋结合OH－能力相同)
分析图像的变化情况，回答下列问题：
(1)H＋、Al3＋、Al(OH)3、NHeq \\al(＋,4)四种微粒与OH－反应的先后顺序依次为
________________________________________________________________________。
(2)依次写出各阶段的离子方程式：
①OA：____________________________________________________________。
②AB：____________________________________________________________。
③BC：____________________________________________________________。
④CD：____________________________________________________________。
答案：(1)H＋、Al3＋、NHeq \\al(＋,4)、Al(OH)3
(2)①H＋＋OH－===H2O
②Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ ③NHeq \\al(＋,4)＋OH－===NH3·H2O
④Al(OH)3＋OH－===AlOeq \\al(－,2)＋2H2O
3．现有AlCl3和MgSO4混合溶液，向其中不断加入NaOH溶液，得到沉淀的量与加入NaOH溶液的体积如图所示。原溶液中Cl－与SOeq \\al(2－,4)的物质的量之比为( )
A．1∶3 B．2∶3
C．6∶1D．3∶1
解析：OA上升的直线表示生成Al(OH)3和Mg(OH)2沉淀，AB下降的直线表示Al(OH)3沉淀溶解，B点表示Al(OH)3完全溶解。AB段完全溶解Al(OH)3消耗NaOH溶液0.1 L，则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(SOeq \\al(2－,4))＝6∶1。
答案：C
1．Al3＋、Al(OH)3、AlOeq \\al(－,2)之间的转化关系
2．借助数轴理解Al3＋、Al(OH)3、AlOeq \\al(－,2)之间的转化
(1)可溶性铝盐与强碱(如NaOH)溶液反应，铝元素的存在形式。
(2)可溶性偏铝酸盐与强酸(如HCl)溶液反应，铝元素的存在形式。
授课提示：对应学生用书第56页
1．(2020·高考江苏卷)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是 ( )
A．铝的金属活泼性强，可用于制作铝金属制品
B．氧化铝熔点高，可用作电解冶炼铝的原料
C．氢氧化铝受热分解，可用于中和过多的胃酸
D．明矾溶于水并水解形成胶体，可用于净水
解析：铝的金属活泼性强与可用于制作铝金属制品无对应关系，A项错误。氧化铝熔点高，可用作耐高温材料；铝是活泼金属，用电解法冶炼，选择氧化铝作原料，是因为氧化铝是离子化合物，B项错误。氢氧化铝具有弱碱性，可以中和过多的胃酸，C项错误。明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，Al3＋发生水解生成Al(OH)3胶体，可以吸附水中悬浮的颗粒物，从而起到净水的作用，D项正确。
答案：D
2．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)(2019·高考全国卷Ⅱ)向Mg(OH)2悬浊液中滴加足量FeCl3溶液出现红褐色沉淀3Mg(OH)2＋2FeCl3===2Fe(OH)3＋3MgCl2。(√)
(2)(2019·高考江苏卷)Al2O3具有两性，可用于电解冶炼铝。(√)
(3)(2019·高考江苏卷)MgCl2(aq)eq \(―――→,\s\up7(石灰乳))Mg(OH)2(s)eq \(――→,\s\up7(煅烧))MgO(s)。(√)
(4)(2018·高考江苏卷)KAl(SO4)2·12H2O溶于水可形成Al(OH)3胶体。(√)
(5)(2017·高考海南卷)向硫酸铝溶液中滴加碳酸钠溶液的离子方程式：2Al3＋＋3COeq \\al(2－,3)===Al2(CO3)3↓。(×)
(6)(2016·高考全国卷Ⅲ)泡沫灭火器灭火是利用了Al2(SO4)3和小苏打的反应。(√)
3．(2018·高考全国卷Ⅰ)磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如图：
下列叙述错误的是( )
A．合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用
B．从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li
C．“沉淀”反应的金属离子为Fe3＋
D．上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠
解析：合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用，LiFePO4中含有Li和Fe元素，正极片碱溶所得滤液中含有Al元素，A、B项正确；Fe2＋能被HNO3氧化为Fe3＋，Fe3＋遇到碱液后沉淀，而另一种金属离子(Li＋)遇到Na2CO3后沉淀，C项正确；Li2SO4易溶于水，用Na2SO4代替Na2CO3，不能形成含Li沉淀，D项错误。
答案：D
课时作业 单独成册 对应学生用书第321页
[A组 基础题组]
1．氢氧化铝和碳酸钙都可作为治疗胃酸过多的内服药成分，两者 ( )
A．都属于强电解质B．都难溶于水
C．都具有两性D．治疗时都产生气体
解析：氢氧化铝是两性氢氧化物，属于弱电解质，碳酸钙属于盐，属于强电解质，A项错误；氢氧化铝和碳酸钙都难溶于水，B项正确；碳酸钙是盐，不具有两性，C项错误；治疗时，氢氧化铝与盐酸反应生成氯化铝和水，碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，D项错误。
答案：B
2．下列关于铝及其化合物的说法不正确的是 ( )
A．Al既可用于食品包装，也可用作建筑材料
B．Al2O3既可用来冶炼金属Al，也可用作耐火材料
C．明矾[KAl(SO4)2·12H2O]既可用作净水剂，也可用作消毒剂
D．Al(OH)3既可用作治疗胃酸过多的药物，也可用来制备一些铝盐
解析：金属铝具有良好的延展性，因此铝可以制成铝箔用于食品包装，金属铝也可用作建筑材料，如铝合金门窗等，A正确；电解熔融的Al2O3可冶炼金属Al，由于Al2O3具有耐高温的性质，也可用作耐火材料，B正确；明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶于水后，Al3＋能发生水解反应，生成的Al(OH)3胶体具有吸附作用，可用作净水剂，但Al(OH)3并不具有消毒作用，C错误；Al(OH)3与胃酸中的盐酸反应生成氯化铝和水，Al(OH)3也可用来制备一些铝盐，D正确。
答案：C
3．下列物质的制备方法正确的是( )
A．氯化铝溶液和硫化钠溶液反应制备Al2S3
B．用镁粉和空气反应制备Mg3N2
C．用铝粉和MnO2制得锰
D．用电解熔融氯化铝的方法制得单质铝
解析：硫化钠和氯化铝溶液反应，硫离子和铝离子发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和硫化氢气体，A错误；镁粉在空气中和氧气也反应，会生成氧化镁，B错误；铝热法可冶炼锰，C正确；氯化铝属于共价化合物，熔融状态下不导电，工业上常用电解熔融的氧化铝来冶炼铝，D错误。
答案：C
4.用除去表面氧化膜的细铝条紧紧缠绕在温度计上(如图)，将少许硝酸汞溶液滴到铝条表面，置于空气中，很快铝条表面产生“白毛”，且温度明显上升。下列分析错误的是( )
A．Al和O2化合放出热量
B．硝酸汞是催化剂
C．发生反应：2Al＋3Hg2＋===2Al3＋＋3Hg、4Al＋3O2===2Al2O3
D．“白毛”是氧化铝
解析：“白毛”为氧化铝，发生反应为4Al＋3O2===2Al2O3，温度明显上升，说明铝与氧气的反应为放热反应，故A正确；硝酸汞与Al发生置换反应，硝酸汞为氧化剂，不是催化剂，故B错误；发生反应有4Al＋3O2===2Al2O3、2Al＋3Hg2＋===2Al3＋＋3Hg，故C正确；“白毛”只能是铝与氧气反应生成的氧化铝，故D正确。
答案：B
5．在铝制易拉罐中收集满CO2，加入过量的NaOH溶液，立即封口并振荡，可以发现易拉罐先咔咔作响，变瘪，然后再次鼓起来，其过程中没有涉及的化学反应是( )
A．Al(OH)3分解 B．CO2＋OH－
C．Al＋OH－＋H2OD．Al2O3＋OH－
解析：NaOH溶液先与CO2反应，气压减小，易拉罐变瘪；再与铝表面的Al2O3反应，最后与Al反应，生成H2，易拉罐变鼓。综上所述，应选A。
答案：A
6．双羟基铝碳酸钠是医疗上常用的一种抑酸剂，其化学式是NaAl(OH)2CO3。下列关于该物质的说法正确的是( )
A．该物质属于两性氢氧化物
B．该物质是Al(OH)3和Na2CO3的混合物
C．1 ml NaAl(OH)2CO3最多可消耗3 ml H＋
D．该药剂不适合胃溃疡患者服用
解析：双羟基铝碳酸钠属于盐类，A错误；双羟基铝碳酸钠是一种化合物，属于纯净物，不是混合物，B错误；1 ml NaAl(OH)2CO3最多可消耗4 ml H＋，C错误；由于NaAl(OH)2CO3能与胃酸反应放出CO2气体，故不适合胃溃疡患者服用。
答案：D
7．常温下，下列各组离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 ml·L－1的NaAlO2溶液中：Cl－、HCOeq \\al(－,3)、K＋、Ca2＋
C．在强碱性环境中：AlOeq \\al(－,2)、SiOeq \\al(2－,3)、Na＋、K＋
D．0.1 ml·L－1明矾溶液中：NHeq \\al(＋,4)、AlOeq \\al(－,2)、HCOeq \\al(－,3)、Na＋
解析：A项，Al3＋易水解，在中性溶液中水解生成Al(OH)3沉淀；B项，HCOeq \\al(－,3)＋AlOeq \\al(－,2)＋H2O===Al(OH)3↓＋COeq \\al(2－,3)；D项，Al3＋与AlOeq \\al(－,2)、HCOeq \\al(－,3)因发生双水解反应不能大量共存。
答案：C
8．某烧杯中盛有含0.2 ml NH4Al(SO4)2的溶液，向其中缓缓加入4 ml·L－1的NaOH溶液200 mL，使其充分反应，此时烧杯中铝元素的存在形式为( )
A．Al3＋和Al(OH)3B．AlOeq \\al(－,2)
C．AlOeq \\al(－,2)和Al(OH)3D．Al(OH)3
解析：n(Al3＋)＝0.2 ml，n(NHeq \\al(＋,4))＝0.2 ml，n(OH－)＝0.8 ml，根据反应顺序，反应后，恰好生成0.2 ml Al(OH)3和0.2 ml NH3·H2O。
答案：D
9．将m g镁铝合金投入到 500 mL 2 ml/L的盐酸中，固体完全溶解，收集到气体5.6 L(标准状况下)。向反应所得溶液中加入4 ml/L的氢氧化钠溶液，沉淀达到最大值为 13.60 g，则m的值为 ( )
A．11.48 B．9.35
C．8.50 D．5.10
解析：镁、铝最终转化为氢氧化镁和氢氧化铝沉淀，这说明Mg、Al在反应中失去电子的物质的量等于生成沉淀需要氢氧根离子的物质的量，5.6 L气体是氢气，物质的量是0.25 ml，转移0.5 ml电子，即与金属阳离子结合的氢氧根离子是0.5 ml，氢氧根离子质量是8.5 g，所以m＝13.60－8.5＝5.10。
答案：D
10．对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。
如图为铝材表面处理的一种方法：
碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，其原因是
_____________________________________________________________________(用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的________(填字母)。
a．NH3 b．CO2 c．NaOH d．HNO3
答案：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑ b
11．下列图像中，纵坐标为沉淀量，横坐标为某溶液中加入的反应物的物质的量，选择合适图像对应的序号填空。
(1)AlCl3溶液中加入氨水至过量________。
(2)AlCl3溶液中加入NaOH溶液至过量________。
(3)AlCl3、MgCl2混合溶液中加入NaOH溶液至过量________。
(4)澄清石灰水中通入过量CO2________。
(5)含有少量盐酸的AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液________。
(6)含有少量HCl的AlCl3溶液中加入过量氨水________。
答案：(1)③ (2)⑥ (3)① (4)② (5)⑤ (6)④
12．向NaOH、Na2CO3、NaAlO2溶液中(假设各1 ml)，逐滴加入HCl溶液。
(1)在图中画出沉淀的物质的量随HCl溶液体积变化图像。
(2)OH－、COeq \\al(2－,3)、HCOeq \\al(－,3)、AlOeq \\al(－,2)、Al(OH)3这五种微粒与H＋反应的先后顺序依次为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)
(2)OH－、AlOeq \\al(－,2)、COeq \\al(2－,3)、HCOeq \\al(－,3)、Al(OH)3
[B组 提升题组]
13．碱式碳酸铝镁[MgaAlb(OH)c(CO3)d·xH2O]常用作塑料阻燃剂。在一定条件下相关转化如图所示。下列说法正确的是( )
A．工业上用CO还原Al2O3的方法制取金属Al
B．气体Q可能为NH3
C．碱式碳酸铝镁用作阻燃剂是因为其分解吸收大量热且产生熔点较高的物质
D．操作1为过滤，操作2为加热蒸发
解析：工业上用电解熔融Al2O3的方法制取金属Al，A项错误；根据流程图可知，烧渣的成分为氧化镁和氧化铝，氧化铝具有两性，能溶于强碱溶液，溶液X可能为NaOH溶液，则溶液Z为NaAlO2溶液，气体Q可能为CO2，不可能为NH3，B项错误；碱式碳酸铝镁分解吸热，且生成的氧化镁和氧化铝熔点高、不燃烧，故可用作阻燃剂，C项正确；氯化镁是强酸弱碱盐，加热蒸发得到的是氢氧化镁固体，要得到氯化镁固体，应在氯化氢气流中蒸发，D项错误。
答案：C
14.室温下，在0.2 ml·L－1Al2(SO4)3溶液中，逐滴加入1.0 ml·L－1NaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如图，下列有关说法正确的是( )
A．a点时，溶液呈酸性的原因是Al3＋水解，离子方程式为Al3＋＋3OH－Al(OH)3
B．a～b段，溶液pH增大，Al3＋浓度不变
C．b～c段，加入的OH－主要用于生成Al(OH)3沉淀
D．d点时，Al(OH)3沉淀开始溶解
解析：Al3＋水解的离子方程式为Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，A错误；a～b段，溶液pH增大，H＋浓度减小，铝离子的水解平衡正向移动，Al3＋浓度减小，B错误；b～c段，发生反应：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，故b～c段，加入的OH－主要用于生成Al(OH)3沉淀，C正确；d点时，再滴加NaOH溶液，溶液的pH突增，说明沉淀已经溶解完毕，D错误。
答案：C
15．某无色溶液中可能含有H＋、OH－、Na＋、NOeq \\al(－,3)，加入铝粉后，只产生H2，问该无色溶液中能大量存在哪几种离子。
(1)加入铝粉产生H2，说明铝具有________(填“氧化性”或“还原性”)。
(2)若H＋大量存在，则NOeq \\al(－,3)就不能大量存在。设计实验证实如下：
①盐酸溶解Al2O3薄膜的离子方程式是______________________________________
________________________________________________________________________。
②根据现象Ⅱ，推测溶液中产生了NO，为进一步确认，进行如下实验：
a.浅棕色气体是________。
b．实验1的目的是____________________________________________________
_____________________________________________________________________。
c．实验1、2说明反应生成了NO，将生成NO的离子方程式补充完整：
______Al＋______NOeq \\al(－,3)＋______===______Al3＋＋______NO↑＋______。
(3)再假设：若OH－大量存在，NOeq \\al(－,3)也不可能大量存在。
重新设计实验证实如下：
为确认：“刺激性气味”气体，进行如下实验：用湿润KI­淀粉试纸检验，未变蓝；用湿润红色石蕊试纸检验，试纸变蓝。
①刺激性气味的气体是________。
②产生该气体的离子方程式是______________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)在NaOH溶液中加入铝粉，结果只检验出有H2生成，其化学方程式是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)加入铝粉产生H2，Al为还原剂，具有还原性。(2)①盐酸与氧化铝反应的离子反应方程式为6H＋＋Al2O3===2Al3＋＋3H2O。②液面上方呈浅棕色，一定不是氢气，为氮的氧化物，将湿润KI­淀粉试纸置于空气中未变蓝，说明KI在空气中不能被氧化，而用湿润KI­淀粉试纸检验浅棕色气体试纸变蓝，则KI被氧化，即二氧化氮与水反应生成硝酸，再氧化碘离子生成碘单质。a.由上述分析可知，浅棕色气体是NO2；b.实验1的目的是对比实验；c.Al与H＋、NOeq \\al(－,3)发生反应的离子方程式为Al＋NOeq \\al(－,3)＋4H＋===Al3＋＋NO↑＋2H2O。(3)①用湿润KI­淀粉试纸检验，未变蓝；用湿润红色石蕊试纸检验，试纸变蓝，则气体为NH3。②由上述分析可知，碱性条件下Al与NOeq \\al(－,3)发生反应的离子方程式为8Al＋3NOeq \\al(－,3)＋5OH－＋2H2O===3NH3↑＋8AlOeq \\al(－,2)。(4)NaOH溶液中加入铝粉，反应的化学方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。
答案：(1)还原性
(2)①6H＋＋Al2O3===2Al3＋＋3H2O
②a.NO2
b．对比实验，排除空气中的氧气使湿润的KI­淀粉试纸变蓝的可能
c．1 1 4H＋ 1 1 2H2O
(3)①NH3
②8Al＋3NOeq \\al(－,3)＋5OH－＋2H2O===3NH3↑＋8AlOeq \\al(－,2)
(4)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
目标要求
核心素养
1.了解铝的制备方法，掌握其主要性质及其应用。
2.了解铝的重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。
1.宏观辨识与微观探析：认识铝及其化合物的两性，能从铝化合物的多样性理解铝及其化合物的性质。
2.科学态度与社会责任：具有可持续发展意识和“绿色化学”观念，能对与铝性质有关的社会热点问题做出正确的价值判断。
操作
向可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量
向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
图像
离子方程式
AB：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓；
BD：Al(OH)3＋OH－===AlOeq \\al(－,2)＋2H2O
AB：Al3＋＋4OH－===AlOeq \\al(－,2)＋2H2O；
BC：3AlOeq \\al(－,2)＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓
操作
向偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量
向稀盐酸中逐滴加入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
图像
离子方程式
AB：AlOeq \\al(－,2)＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓；
BC：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
AB：AlOeq \\al(－,2)＋4H＋===Al3＋＋2H2O；
BC：Al3＋＋3AlOeq \\al(－,2)＋6H2O===4Al(OH)3↓
1.掌握两种两性化合物的性质
(1)Al2O3；(2)Al(OH)3。
2.掌握3种制备氢氧化铝的方法
(1)向铝盐中加入氨水，离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O === Al(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4)。
(2)NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为AlOeq \\al(－,2)＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCOeq \\al(－,3)。
(3)NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：3AlOeq \\al(－,2)＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓。
3.必记的与铝有关的方程式
(1)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。
(2)2Al＋Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe＋Al2O3。
(3)Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O。
装置
现象
Ⅰ.实验初始，未见明显现象；
Ⅱ.过一会儿，出现气泡，液面上方呈浅棕色；
Ⅲ.试管变热，溶液沸腾
实验
内容
现象
实验1
将湿润KI­淀粉试纸置于空气中
试纸未变蓝
实验2
用湿润KI­淀粉试纸检验浅棕色气体
试纸变蓝
装置
现象
Ⅰ.实验初始，未见明显现象；
Ⅱ.过一会儿，出现气泡，有刺激性气味