高考一轮复习第六课第2节：镁、铝及其化合物学案

这是一份高考一轮复习第六课第2节：镁、铝及其化合物学案，共13页。学案主要包含了氧化铝和氢氧化铝，硫酸铝钾——KAl2，Al3+，“铝三角”及其应用等内容，欢迎下载使用。

第六课：镁、铝及其化合物
第2节：镁、铝及其化合物
一、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)3Al2O3+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、防水织物的原料
二、硫酸铝钾——KAl(SO4)2
（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。
三、Al3+、和Al(OH)3间的相互转化及量的关系
1．Al3+、和Al(OH)3间的相互转化
(1)Al3+―→Al(OH)3
①可溶性铝盐与少量NaOH溶液反应：Al3++3OH− (少量)===Al(OH)3↓。
②可溶性铝盐与氨水反应：Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3。
(2)Al(OH)3―→Al3+
Al(OH)3溶于强酸溶液：Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O。
(3)Al3+―→
可溶性铝盐与过量的强碱反应：Al3++4OH−(过量)===+2H2O。
(4)AlO―→Al3+
偏铝酸盐溶液与足量的盐酸反应：+4H+===Al3++2H2O。
(5)―→Al(OH)3
①偏铝酸盐溶液中加入少量盐酸：+H+(少量)+H2O===Al(OH)3↓。
②偏铝酸盐溶液中通入CO2：+CO2(过量)+2H2O===Al(OH)3↓+。
(6)Al(OH)3―→
Al(OH)3溶于强碱溶液：Al(OH)3+OH−===+2H2O。
2．Al3+、和Al(OH)3间转化的图像分析
(1)在氯化铝溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液，开始时观察到的现象是产生白色沉淀，并不断增多，反应的离子方程式是Al3++3OH−===Al(OH)3↓；继续加入氢氧化钠溶液至足量，观察到的现象是白色沉淀不断减少，最后完全消失，反应的离子方程式是Al(OH)3+OH−===+2H2O，最终得到的溶液是NaAlO2、NaCl混合溶液。可用图像表示如下：

(2)在偏铝酸钠溶液中逐滴加入盐酸，开始时观察到的现象是产生白色沉淀，并不断增多，反应的离子方程式是+H++H2O===Al(OH)3↓；继续加入盐酸至足量，观察到的现象是白色沉淀不断减少，最后完全消失，反应的离子方程式是Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O，最终得到的溶液是AlCl3、NaCl混合溶液。
可用图像表示如下：

(3)向偏铝酸钠溶液中，持续不断地通入CO2，观察到的现象是产生白色沉淀，并不断增多，反应的离子方程式：+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+，最终得到的溶液NaHCO3溶液。
(4)向AlCl3、MgCl2的酸性溶液中滴加NaOH溶液，反应的离子方程式依次为：
H++OH−===H2O、Mg2++2OH−===Mg(OH)2↓、AlCl3+3OH−===Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH−===+2H2O。
出现的现象是先产生沉淀，到沉淀最大值，继续滴加NaOH，沉淀部分溶解，最后剩余的为氢氧化镁沉淀，消失的是氢氧化铝沉淀。

四、“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++H2OAl(OH)3↓
+4H+Al3++2H2O
Al3++4OH−+2H2O
Al3++3+6H2O4Al(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。
二、 探究讨论
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】根据流程图可知，X一定是NaOH，Y一定是CO2，加X后得到的沉淀为Fe2O3。
【答案】D
2. （1）等质量的两份铝分别与足量的HCl、NaOH溶液反应，所得H2的体积之比是________。
（2）足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，产生H2的体积之比是________。
【解析】（1）根据化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑得Al与H2的关系式均为2Al～3H2，故只要参加反应的Al的量相等，所得H2的量必相等。（2）因为在反应中Al过量，产生的H2由HCl和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl～3H2、2NaOH～3H2，故当HCl、NaOH物质的量相等时，二者产生H2的体积比为1∶3。
【答案】（1）1∶1
（2）1∶3
3. 如图所示为一定量AlCl3溶液中加入NaOH溶液后，产生Al(OH)3白色沉淀的质量与加入的NaOH的物质的量之间的关系曲线。
[来源:学_科_网Z_X_X_K]
请回答下列问题：
(1)A点时已参加反应的AlCl3和NaOH的物质的量之比为________。
(2)AB段曲线所表示的反应的离子方程式为_________________________。
(3)向B处生成的溶液中通入二氧化碳，可观察到的现象是_______________________。
(4)向含有0.1 mol NH4Al(SO4)2的溶液中逐滴加入5 mol·L−1 NaOH溶液，开始发现溶液中出现白色沉淀并逐渐增多；一段时间后有刺激性气味的气体逸出；最后白色沉淀逐渐减少并最终消失。请在下图中画出生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系示意图。[来源:学科网ZXXK]

三、 好题精做
1．下列关于镁、铝的说法正确的是
A．镁­铝制品在空气中能稳定存在是因为铝不活泼
B．浓HNO3、浓H2SO4能用铝制器皿盛装是因为铝与浓HNO3、浓H2SO4不反应
C．镁、铝均与NaOH溶液反应
D．铝与Fe2O3发生铝热反应是利用了Al的还原性比Fe强
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．世界上60%的镁是从海水中提取的，其提取步骤如下：①把贝壳制成生石灰；②向海水中加入生石灰，过滤，洗涤沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤；④在氯化氢热气流中加热晶体；⑤电解上述所得盐(熔融条件下)。下列说法正确的是
A．向洗涤液中滴加碳酸钠溶液可检验沉淀是否洗涤干净
B．上述转化过程中包括了分解、化合、复分解、置换四种反应类型
C．在氯化氢热气流中干燥晶体是为了加快干燥速率
D．步骤⑤也可以采用电解该盐水溶液的方法
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 AlY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

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．下列各组物质，前者逐滴滴加到后者中直至过量，先出现白色沉淀，后来沉淀又消失的是
A．H2SO4滴入NaAlO2溶液中
B．Ba(OH)2溶液滴入Al2(SO4)3溶液中
C．Al2(SO4)3溶液滴入NaOH溶液中
D．氨水滴入Al2(SO4)3溶液中
7．在200 mL 含Mg2＋、Al3＋、NH、H＋、Cl－的溶液中，逐滴加入5 mol·L－1 NaOH溶液，所加NaOH溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。下列叙述不正确的是

A．x－y＝0.01 mol
B．原溶液中c(Cl－)＝0.75 mol·L－1
C．原溶液的pH＝1
D．原溶液中n(Mg2＋)∶n(Al3＋)＝5∶1
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：

（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______________。
10．氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料。某AlN样品仅含有Al2O3杂质，为测定AlN的质量分数，设计如下两种实验方案。
已知：AlN＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋NH3↑
[方案1]　取一定量的样品，用图1装置测定样品中AlN的质量分数(夹持仪器已略去)。

图1　　　　 　　　　　　　图2
（1）图1中碱石灰和球形干燥管的作用分别是__________________、__________________。
（2）完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先________________，再加入实验药品。接下来的实验操作是________________，打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液至不再产生气体，打开K1，通入氮气一段时间，测定C装置在反应前后的质量变化。通入氮气的目的是_________________________。
（3）由于装置存在缺陷，导致测定结果偏高，请提出改进意见_____________________________。
[方案2]　用图2装置测定m g样品中AlN的质量分数(部分夹持装置已略去)。
（4）为测定生成气体的体积，量气装置中的X液体可以是________(填字母序号)。
a．CCl4　　b．H2O 　　c．NH4Cl溶液　　d．苯
（5）若m g样品完全反应，测得生成气体的体积为V mL(标准状况)，则AlN的质量分数为________________。若将a处胶管用弹簧夹夹住，其他操作均不变，则最终测定的结果________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
答案
1．【答案】D
【解析】A项，镁­铝制品在空气中稳定存在的原因是形成了一层致密氧化膜保护内部金属；B项，浓HNO3、浓H2SO4用铝制器皿盛装是因为铝遇浓HNO3、浓H2SO4钝化，不是不反应；C项，镁与NaOH溶液不反应。
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。
4．【答案】A
【解析】洗涤液中如果含有Ca2＋，滴加碳酸钠溶液会生成白色沉淀，所以可检验沉淀是否洗涤干净，故A正确。提取镁的过程中涉及的反应主要有：CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca(OH)2、Ca(OH)2＋MgCl2===CaCl2＋Mg(OH)2↓、Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O、MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O↑、MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。上述反应中没有置换反应，故B错误。在氯化氢热气流中干燥晶体是为了抑制MgCl2水解，故C错误。电解MgCl2溶液将得到氢氧化镁，故D错误。
5．【答案】C
【解析】n(HCl)＝3 mol·L－1×0.1 L＝0.3 mol，n(NaOH)＝3 mol·L－1×0.1 L＝0.3 mol，n(Al)＝0.1 mol，2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑、2Al＋2OH－＋2H2O===2＋3H2↑，根据方程式知，Al和HCl完全反应需要n(HCl)＝3n(Al)＝0.3 mol，所以Al和HCl恰好完全反应生成氯化铝；根据方程式知，Al和NaOH完全反应需要n(NaOH)＝n(Al)＝0.1 mol＜0.3 mol，所以NaOH有剩余。根据以上分析知，X溶液中溶质是AlCl3，Y溶液溶质为NaAlO2、NaOH，A错误；加入溶液后先没有生成沉淀，则溶液中还发生其他反应，则该溶液应该是Y溶液，先发生酸碱中和反应，所以b曲线表示的是向Y溶液中加入稀盐酸，B错误；在O点时沉淀的物质的量相等，溶液中的溶质都是NaCl，根据最初的钠原子和Cl原子守恒知，两方案中所得溶液浓度相等，C正确；a、b曲线中没有电子转移，不属于氧化还原反应，D错误。
6．【答案】A
【解析】将H2SO4滴入NaAlO2溶液中，先生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3又溶于过量的H2SO4中，A正确；Ba(OH)2溶液滴入Al2(SO4)3溶液中，先生成BaSO4、Al(OH)3沉淀，而Al(OH)3又溶于Ba(OH)2溶液，但BaSO4不溶解，B错误；Al2(SO4)3溶液滴入NaOH溶液中，开始由于OH－过量发生反应：Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，故开始无沉淀生成，C错误；氨水滴入Al2(SO4)3溶液中，立即产生Al(OH)3沉淀，但沉淀不溶于氨水，D错误。
7．【答案】B
【解析】分析图示可知x－y的值即为氢氧化铝的物质的量，溶解氢氧化铝消耗氢氧化钠溶液的体积为35 mL－33 mL＝2 mL，x－y＝5 mol·L－1×2×10－3 L＝0.01 mol，A不符合题意；加入33 mL氢氧化钠溶液时溶液中溶质为NaCl，原溶液中n(Cl－)＝5 mol·L－1×33×10－3 L＝0.165 mol，c(Cl－)＝0.825 mol·L－1，B符合题意；由图知0～4 mL时发生反应H＋＋OH－===H2O，则H＋的物质的量为4 mL×0.001 L×5 mol·L－1＝0.02 mol，H＋的物质的量浓度为＝0.1 mol·L－1，则pH＝1，C不符合题意；由4 mL～30 mL Mg2＋、Al3＋结合OH－生成沉淀的反应知，n(OH－)＝5 mol·L－1×26×10－3 L＝0.13 mol，则根据Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，与0.01 mol Al3＋反应的OH－的物质的量为0.03 mol，与Mg2＋反应的OH－的物质的量为0.1 mol，由Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓知，n(Mg2＋)＝0.05 mol，则原溶液中n(Mg2＋)∶n(Al3＋)＝0.05∶0.01＝5∶1，D不符合题意。
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
【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)
【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%。
10．【答案】（1）干燥氨气　防止倒吸
（2）检查装置气密性　关闭K1，打开K2　把装置中残留的氨气全部赶入C装置
（3）C装置出口处连接一个干燥装置
（4）ad
（5）×100%　偏大
【解析】（1）分析装置和仪器作用，碱石灰吸收A中挥发出来的水蒸气；氨气与浓硫酸能发生反应，易发生倒吸，故C装置中球形干燥管的作用是防止倒吸。
（2）组装好实验装置，根据原理可知有NH3生成，制备气体时需要先检查装置的气密性，气密性完好，再加入实验药品，接下来关闭K1，打开K2，打开分液漏斗的活塞，加入NaOH浓溶液，反应至不再产生气体，打开K1，通入氮气一段时间，测定C装置在反应前后的质量变化，通入氮气的目的是把装置中生成的氨气全部赶入C装置被浓硫酸吸收，准确测定C装置在反应前后的质量。
（3）装置存在的缺陷是C装置与外界相通，空气中的水蒸气也可以进入C装置，使测定结果偏高，故需要在C装置出口处连接一个盛有碱石灰的干燥管。
（4）依据氨气极易溶于水的性质分析。CCl4不能溶解氨气，可以用排四氯化碳的方法测定氨气的体积，故a正确；氨气极易溶于水，不能用排水法测定氨气的体积，故b错误；氨气极易溶于水，不能用排NH4Cl溶液的方法测定氨气的体积，故c错误；氨气不溶于苯，可以利用排苯的方法测定氨气的体积，故d正确。
（5）若m g样品完全反应，测得生成氨气的体积为V mL(已转换为标准状况)，
AlN＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋NH3↑
41　　　　　　　　　　　　　　22.4 L
m′＝ g　　　 　　　　V×10－3 L
则AlN的质量分数＝×100%＝×100%。若将a处胶管用弹簧夹夹住，滴入的NaOH溶液体积引起气体体积增大。