2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題4 金屬及其化合物 第三單元 從鋁土礦到鋁合金(加試)學(xué)案 蘇教版.doc
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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題4 金屬及其化合物 第三單元 從鋁土礦到鋁合金(加試)學(xué)案 蘇教版 [考試標準] 知識條目 必考要求 加試要求 1.地殼中鋁的含量及存在形式,鋁合金 a 2.從鋁土礦中獲得鋁的方法 b 3.鋁的重要性質(zhì)(跟酸、堿反應(yīng),鋁熱反應(yīng),鈍化現(xiàn)象) b 4.鋁片(條)燃燒的方法 b 5.鋁表面氧化膜的作用 b 6.兩性氧化物、兩性氫氧化物的概念,Al2O3、Al(OH)3的重要性質(zhì),鋁及其重要化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系 c 7.明礬的組成及凈水原理 b 1.鋁的結(jié)構(gòu)和存在 鋁位于元素周期表第3周期ⅢA族,原子結(jié)構(gòu)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(zhì) 銀白色有金屬光澤的固體,有良好的延展性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等,密度較小,質(zhì)地柔軟。 3.金屬鋁的化學(xué)性質(zhì) 寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式: ①Al ②2Al+3Cl22AlCl3 ③Al ④2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑ ⑤2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe(鋁熱反應(yīng)) 4.合金及鋁合金的性能和用途 (1)概念:合金是指兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。 (2)性能:合金具有不同于各成分金屬的物理、化學(xué)性能或機械性能。 ①熔點:一般比它的各成分金屬的低; ②硬度和強度:一般比它的各成分金屬的大。 (3)鋁合金 ①金屬鋁與其他金屬(或非金屬)熔合形成鋁合金。鋁合金具有密度小,強度高,塑性好等優(yōu)點。 ②鋁及其合金優(yōu)良的物理性質(zhì)決定其重要用途,請把以下左欄列舉的鋁的重要用途與右欄列舉的有關(guān)鋁的性質(zhì)用線連起來: 題組一 識記鋁合金的性能及用途 1.鋁合金主要用于制作窗框、卷簾門、防護欄等。下列與這些用途無關(guān)的性質(zhì)是( ) A.不易生銹 B.導(dǎo)電性好 C.密度小 D.強度高 答案 B 2.合金與純金屬制成的金屬材料相比,優(yōu)點是( ) ①合金的硬度一般比它的各成分金屬的大 ②合金的熔點一般比它的各成分金屬的更低 ③改變原料的配比、改變生成合金的條件,得到有不同性能的合金 ④合金比純金屬的導(dǎo)電性更強 ⑤合金比純金屬的應(yīng)用范圍更廣泛 A.②③④ B.①②③⑤ C.①②④ D.①②④⑤ 答案 B 題組二 識記金屬鋁的性質(zhì)特點 3.下列關(guān)于鋁單質(zhì)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(dǎo)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(yīng),加熱時濃硫酸能與鋁反應(yīng);銅的導(dǎo)電性能比鋁強。 4.下列關(guān)于鋁的性質(zhì)的說法中錯誤的是( ) A.鋁的表面能形成致密的氧化膜,因此鋁難被腐蝕 B.鋁能溶解于冷的濃硝酸,被氧化成硝酸鋁 C.鋁能溶解于NaOH溶液,生成偏鋁酸鈉和氫氣 D.鋁能在氯氣中燃燒,生成三氯化鋁 答案 B 解析 鋁極易和氧氣反應(yīng)生成致密的氧化物薄膜而阻止鋁進一步被氧化,故A正確;常溫下,鋁和濃硝酸、濃硫酸發(fā)生鈍化而生成一層致密的氧化物薄膜,阻止其進一步被氧化,故B錯誤;鋁能和強酸、強堿反應(yīng),能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣,故C正確;氯氣具有強氧化性,能氧化具有還原性的物質(zhì),所以鋁在氯氣中燃燒生成氯化鋁,故D正確。 5.下列關(guān)于鋁的敘述中正確的是( ) A.鋁的還原性強且親氧性強,所以可通過鋁熱反應(yīng)冶煉高熔點金屬 B.鋁在空氣中極易銹蝕,所以鋁制品的使用時間很短 C.鋁能耐稀硫酸腐蝕,所以運送稀硫酸可用鋁制槽罐車 D.Al箔插入濃HNO3中,無現(xiàn)象,說明Al與濃HNO3不反應(yīng) 答案 A 解析 鋁在空氣中形成致密的氧化膜,保護內(nèi)層不被氧化,B錯;鋁易被稀硫酸腐蝕,C錯;鋁在濃硝酸中“鈍化”,不是不反應(yīng),D錯。 題組三 理解鋁與酸、堿反應(yīng)的特點 6.用鋁箔包裝0.1 mol 金屬鈉,用針扎出一些小孔,放入水中,完全反應(yīng)后,用排水集氣法收集產(chǎn)生的氣體,則收集到的氣體為(標準狀況)( ) A.O2和H2的混合氣體 B.1.12 L H2 C.大于1.12 L H2 D.小于1.12 L 氣體 答案 C 解析 Na與水反應(yīng)放出H2,并且生成NaOH,鋁箔能與NaOH溶液反應(yīng),也生成H2,故最后收集到的氣體是這兩部分H2的總和。 7.將等物質(zhì)的量的鎂和鋁混合,取等質(zhì)量該混合物四份,分別加到足量的下列溶液中,充分反應(yīng)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(yīng)生成H2,而鎂不反應(yīng);加入鹽酸,鎂、鋁都與鹽酸反應(yīng)生成H2,所以放出H2的量最多。 8.鋁是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)階段的唯一一種既能與酸(非氧化性酸)反應(yīng)又能與強堿溶液反應(yīng)放出H2的金屬,根據(jù)鋁的這一特殊性質(zhì)回答下列問題: (1)等質(zhì)量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng),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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)量的鋁粉,反應(yīng)結(jié)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(zhì)量為________。 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(xué)方程式:2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,得Al與H2的關(guān)系式均為2Al~3H2,故只要參加反應(yīng)的Al的量相等,所得H2的量必相等。 (2)因為在反應(yīng)中Al過量,產(chǎn)生的H2由HCl和NaOH的量決定。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中的關(guān)系式:6HCl~3H2、2NaOH~3H2,故當(dāng)HCl、NaOH物質(zhì)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相等,根據(jù)關(guān)系式n(HCl)∶n(NaOH)=3∶1,又因為兩溶液體積相等,故物質(zhì)的量濃度c(HCl)∶c(NaOH)=n(HCl)∶n(NaOH)=3∶1。 (4)其反應(yīng)原理分別為2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑,2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑。可見當(dāng)參加反應(yīng)的HCl和NaOH的物質(zhì)的量一樣多時,產(chǎn)生H2的體積比是1∶3,而題設(shè)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(yīng)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。 題組四 對鋁熱反應(yīng)的定性及定量分析 9.粉末狀試樣A是由等物質(zhì)的量的MgO和Fe2O3組成的混合物。進行如下實驗: ①取適量A進行鋁熱反應(yīng),產(chǎn)物中有單質(zhì)B生成; ②另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 molL-1鹽酸中,得溶液C; ③將①中得到的單質(zhì)B和溶液C反應(yīng),放出1.12 L(標況)氣體,同時生成溶液D,還殘留有固體物質(zhì)B; ④用KSCN溶液檢驗時,溶液D不變色。 請?zhí)羁眨? (1)①中引發(fā)鋁熱反應(yīng)的實驗操作是_________________________________________ ________,產(chǎn)物中的單質(zhì)B是________。 (2)②中所發(fā)生的各反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)③中所發(fā)生的各反應(yīng)的離子方程式是 ________________________________________________________________________。 (4)若溶液D的體積仍視為0.15 L,則該溶液中c(Mg2+)為__________,c(Fe2+)為__________。 答案 (1)加少量KClO3,插上鎂條并將其點燃 Fe (2)Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O、 MgO+2HCl===MgCl2+H2O (3)Fe+2Fe3+===3Fe2+、Fe+2H+===Fe2++H2↑ (4)0.67 molL-1 2.3 molL-1 解析 (1)在混合物上加少量KClO3固體并插上Mg條,點燃Mg條后放出熱量,使KClO3固體分解放出O2,進一步加劇Mg的燃燒,可在短時間內(nèi)使混合物溫度迅速升高,引發(fā)反應(yīng)。MgO不能與鋁發(fā)生鋁熱反應(yīng),所以產(chǎn)物中單質(zhì)B為Fe。 (2)Fe2O3和MgO都是堿性氧化物,能與酸反應(yīng)生成鹽和水:Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O、MgO+2HCl===MgCl2+H2O。 (3)混合物中只有Fe2O3能和Al發(fā)生鋁熱反應(yīng),生成Fe單質(zhì)。C溶液中有反應(yīng)生成的FeCl3,還有未反應(yīng)的HCl。 (4)假設(shè)步驟②用去的20 g固體中,MgO的物質(zhì)的量為x,則Fe2O3的物質(zhì)的量也為x,則40 gmol-1x+160 gmol-1x=20 g,解得:x=0.1 mol。 根據(jù)MgO~MgCl2的關(guān)系,則溶液中MgCl2的濃度為0.1 mol0.15 L≈0.67 molL-1。 步驟④說明溶液中沒有Fe3+,也就是溶質(zhì)為FeCl2和MgCl2。根據(jù)Cl-守恒的關(guān)系,可知MgCl2和FeCl2的總的物質(zhì)的量等于=0.45 mol,所以,F(xiàn)eCl2的濃度為≈2.3 molL-1。 1.活潑金屬與酸反應(yīng)是金屬的通性,而鋁不但能與酸(H+)反應(yīng),還能夠與堿溶液反應(yīng),表現(xiàn)出特殊性: 2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑。 2.鋁熱反應(yīng) 鋁和某些金屬氧化物反應(yīng),將其從氧化物中置換出來,同時放出大量的熱,這種反應(yīng)稱為鋁熱反應(yīng),可用于焊接金屬、冶煉高熔點貴重金屬等。 注意 Al與MgO不能發(fā)生鋁熱反應(yīng)。 3.常溫下,能用鋁制容器盛放濃硫酸、濃硝酸的原因是二者能使鋁發(fā)生“鈍化”,而不是鋁與濃硫酸、濃硝酸不反應(yīng)。 4.鋁與酸、堿反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系 鋁與酸、堿反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑。從化學(xué)方程式可以看出Al與酸、堿反應(yīng)時生成H2的實質(zhì)都是AlAl3+,所以無論與酸還是與堿反應(yīng),Al與H2的關(guān)系都是2Al~3H2。 (1)等量鋁分別與足量鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng),產(chǎn)生氫氣體積比=。 (2)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),產(chǎn)生氫氣的體積比=。 (3)一定量的鋁分別與一定量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng),產(chǎn)生氫氣的體積比<<,則必定是a.鋁與鹽酸反應(yīng)時,鋁過量而鹽酸不足;b.鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時,鋁不足而氫氧化鈉過量。解題時應(yīng)充分利用上述過量關(guān)系。 5.鋁的這種既能與酸(非氧化性酸)又能與強堿溶液反應(yīng)產(chǎn)生H2的性質(zhì)常作為推斷題的“題眼”。 考點二 鋁的重要化合物 1.氧化鋁 (1)物理性質(zhì):白色固體,難溶于水,有很高的熔點。 (2)化學(xué)性質(zhì) 兩性氧化物— 2.氫氧化鋁 (1)物理性質(zhì):白色膠狀不溶于水的固體,有較強的吸附性。 (2)化學(xué)性質(zhì)(用化學(xué)方程式表示) Al(OH)3的電離方程式為 ①— ②受熱分解:2Al(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(fù)鹽。 (2)明礬的化學(xué)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++3H2OAl(OH)3(膠體)+3H+,Al(OH)3膠體吸附水中雜質(zhì)形成沉淀而凈水。 4.Al3+、Al(OH)3、AlO之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系 (1)寫出實現(xiàn)上述各步轉(zhuǎn)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)“鋁三角”的應(yīng)用 ①鑒別(利用滴加順序不同,現(xiàn)象不同) 向AlCl3溶液中滴入NaOH溶液,現(xiàn)象為先生成白色沉淀,后沉淀又溶解。 向NaOH溶液中滴入AlCl3溶液,現(xiàn)象為開始無明顯現(xiàn)象,后產(chǎn)生白色沉淀,不溶解。 ②分離提純 利用Al能溶于強堿溶液,分離Al與其他金屬的混合物。 利用Al2O3能與強堿反應(yīng),分離Al2O3與其他金屬氧化物。 利用Al(OH)3的兩性,分離Al3+與其他金屬離子。 題組一 Al2O3和Al(OH)3的兩性 1.下列關(guān)于鋁的重要化合物的敘述正確的是( ) A.氧化鋁是一種比較好的耐火材料,可用來制造耐火坩堝 B.氧化鋁是典型的兩性氧化物,可與氨水反應(yīng)生成偏鋁酸鹽 C.因為氫氧化鋁受熱易分解,所以具有兩性 D.兩性氫氧化物只能與強酸、強堿反應(yīng) 答案 A 2.下列物質(zhì)既能與鹽酸反應(yīng)放出氣體,又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)放出氣體的是( ) A.Al(OH)3 B.Al2O3 C.Al D.NaHCO3 答案 C 解析 Al(OH)3、Al2O3既能與鹽酸反應(yīng),又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng),但都不產(chǎn)生氣體;Al既能與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,故C項符合要求;NaHCO3能與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳氣體,但與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈉和水,不產(chǎn)生氣體,不符合要求。 3.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(yīng)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(zhì)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(yīng),又可與強堿反應(yīng),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(yīng),故不可能與鈍化的鋁條發(fā)生反應(yīng)。 題組二 Al2O3和Al(OH)3兩性的應(yīng)用 4.(xx鄭州模擬)下列除去雜質(zhì)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(yīng),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(yīng),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(yīng),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(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀,達不到除雜的目的。 5.以Al2O3為原料制取氫氧化鋁,最好的方法是( ) A.將Al2O3溶于水 B.將Al2O3先溶于鹽酸中,之后滴加氫氧化鈉溶液 C.將Al2O3先溶于鹽酸中,之后滴加氨水 D.將Al2O3先溶于NaOH溶液中,之后滴加鹽酸 答案 C 解析 Al2O3與水不能直接化合;Al2O3與鹽酸反應(yīng)生成Al3+,Al3+與堿反應(yīng)生成Al(OH)3,由于氫氧化鋁可溶于強堿,故應(yīng)選用堿性較弱的氨水;Al2O3與NaOH溶液反應(yīng)生成AlO,AlO與酸反應(yīng)生成Al(OH)3,由于Al(OH)3可溶于強酸,故不可用HCl,可改用向溶液中通入足量CO2的方法。 6.甲、乙、丙三位同學(xué)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(shè)計的方案制得Al(OH)3的質(zhì)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(xué)生制得的Al(OH)3,W1、W2、W3其質(zhì)量由大到小的順序是_______________。 (3)制得Al(OH)3的最大質(zhì)量是________。 答案 (1)丙 (2)W3>W1>W2 (3)520 g 題組三 “鋁三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系的應(yīng)用——Al3+、AlO的離子反應(yīng) 7.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(yīng)不能大量共存。 8.下列變化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:Al3++NH+4OH-===Al(OH)3↓+NH3H2O C.向明礬溶液中加入過量的Ba(OH)2溶液:Al3++2SO2-4+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+中Al3+與OH-先反應(yīng);D項,通足量CO2時,應(yīng)生成HCO。 1.含鋁雜質(zhì)的提純方法歸類(見第4題) 利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于強堿溶液的特性,可除去許多物質(zhì)中的含鋁雜質(zhì),如: ①Mg(Al):加足量NaOH溶液; ②Fe2O3(Al2O3):加足量NaOH溶液; ③Mg(OH)2[Al(OH)3]:加足量NaOH溶液; ④Mg2+(Al3+):加過量NaOH溶液,過濾,再加酸充分溶解。 2.制備Al(OH)3的注意事項 制取Al(OH)3一般不用強酸或強堿,因為強酸、強堿都能溶解生成的Al(OH)3,而不易控制酸、堿的用量。一般用氨水或CO2制取,也可用Al3+、AlO的雙水解反應(yīng)制取。 3.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。 4.含Al3+的溶液與堿反應(yīng)的先后順序 當(dāng)溶液中有多種離子時,要考慮離子之間的反應(yīng)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(yīng),再與Mg2+、Al3+反應(yīng)生成沉淀,再與NH反應(yīng),最后才溶解Al(OH)3沉淀。 5.明礬溶液與Ba(OH)2溶液反應(yīng)分析 (1)沉淀的物質(zhì)的量最大(此時Al3+完全沉淀) 2Al3++3SO+3Ba2++6OH-===2Al(OH)3↓+3BaSO4↓。 (2)沉淀的質(zhì)量最大(此時SO完全沉淀) Al3++2SO+2Ba2++4OH-===AlO+2BaSO4↓+2H2O。 題組四 “鋁三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系的應(yīng)用——Al(OH)3沉淀的綜合分析 9.如圖表示AlCl3溶液與NaOH溶液相互滴加過程中微粒的量的關(guān)系曲線。下列判斷錯誤的是( ) A.①線表示Al3+的物質(zhì)的量的變化 B.x表示AlCl3的物質(zhì)的量 C.③線表示Al(OH)3的物質(zhì)的量的變化 D.④線表示AlO的物質(zhì)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(zhì)的量之比為3∶1,顯然符合題意,則x表示NaOH的物質(zhì)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。 10.下列曲線圖(縱坐標為沉淀的量,橫坐標為加入物質(zhì)的量)與對應(yīng)的選項相符合的是( ) A.向1 L濃度均為0.1 molL-1的Ba(OH)2、NaAlO2混合溶液中加入0.1 molL-1的稀H2SO4 B.向1 L濃度分別為0.1 molL-1和0.3 molL-1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1 molL-1的稀NaOH溶液 C.向燒堿溶液中滴加明礬溶液 D.向AlCl3溶液中滴加過量氨水 答案 A 解析 A項,Ba(OH)2和NaAlO2中加入稀H2SO4,發(fā)生的反應(yīng)依次為Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O、AlO+H++H2O===Al(OH)3↓、Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O,所以加1 L稀H2SO4時,Ba(OH)2反應(yīng)完,再加0.5 L稀H2SO4時AlO參加反應(yīng),再加1.5 L稀H2SO4時,Al(OH)3全部溶解,A正確;B項,向1 L濃度分別為0.1 molL-1和0.3 molL-1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1 molL-1的NaOH溶液,發(fā)生的反應(yīng)依次是Al3++3OH-===Al(OH)3↓、OH-+NH===NH3H2O、Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O,所以沉淀Al3+和溶解Al(OH)3所用NaOH的量之比為3∶1,而圖像上看到的是1∶1,B錯誤;C項,向燒堿溶液中滴加明礬溶液,發(fā)生的反應(yīng)依次是Al3++4OH-===AlO+2H2O、Al3++3AlO+6H2O===4Al(OH)3↓,C錯誤;D項,AlCl3溶液中滴加過量氨水,沉淀不會溶解,D錯誤。 與Al(OH)3沉淀生成有關(guān)的圖像總結(jié) 1.可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應(yīng)的圖像 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 離子 方程式 Al3++3OH-===Al(OH)3↓ Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O Al3++4OH-===AlO-2+2H2O 3AlO+Al3++6H2O===4Al(OH)3↓ 2.偏鋁酸鹽溶液與鹽酸反應(yīng)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 離子 方程式 AlO+H++H2O===Al(OH)3↓ Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O AlO+4H+===Al3++2H2O Al3++3AlO+ 6H2O===4Al(OH)3↓ 考點三 從鋁土礦中提取金屬鋁 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(zhì),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(zhì)SiO2是酸性氧化物,F(xiàn)e2O3是堿性氧化物,因而可設(shè)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)生的反應(yīng)的離子方程式。 答案?、貯l2O3+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(yīng)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(zhì),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、②兩步驟中可能發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式。 答案?、貯l2O3+6H+===2Al3++3H2O,F(xiàn)e2O3+6H+===2Fe3++3H2O ②Al3++4OH-===AlO+2H2O,F(xiàn)e3++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 題組一 提取金屬鋁的原理 1.從鋁土礦制備鋁所涉及的下列有關(guān)反應(yīng)中,屬于氧化還原反應(yīng)的是( ) A.鋁土礦溶于NaOH溶液中 B.偏鋁酸鈉溶液的酸化 C.灼燒氫氧化鋁固體 D.電解熔融的氧化鋁 答案 D 2.在鋁土礦制備金屬鋁的三個主要操作:①酸化、②灼燒、③電解中,沒有發(fā)生過的化學(xué)反應(yīng)類型是( ) A.氧化還原反應(yīng) B.復(fù)分解反應(yīng) C.分解反應(yīng) D.置換反應(yīng) 答案 D 解析?、偎峄l(fā)生的反應(yīng)是NaAlO2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+NaHCO3,屬于復(fù)分解反應(yīng);②灼燒發(fā)生的反應(yīng)是2Al(OH)3Al2O3+3H2O,屬于分解反應(yīng);③電解發(fā)生的反應(yīng)是2Al2O34Al+3O2↑,屬于氧化還原反應(yīng),也屬于分解反應(yīng)。 3.電解法煉鋁時,冰晶石的作用是( ) A.助熔劑 B.催化劑 C.還原劑 D.氧化劑 答案 A 題組二 對鋁土礦提取鋁工藝流程的理解 4.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: ,③,④電解, 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(yīng)①后的體系中含有固體二氧化硅,需要過濾除去,反應(yīng)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。 5.鋁土礦中的主要成分是Al2O3,還含有少量Fe2O3等雜質(zhì)。工業(yè)上從鋁土礦中提取鋁的工藝流程如下圖所示。 請回答下列問題: (1)“操作1”、“操作2”相同,操作的名稱為_________________________________, 實驗室進行此項操作使用的玻璃儀器有________________________________________。 (2)向NaAlO2溶液中通入了一種過量氣體,這種氣體是下列中的________(填字母)。 a.HCl b.NH3 c.CO2 d.O2 (3)NaAlO2溶液中通入過量氣體的目的是___________________________________。 (4)冶煉鋁需要純度較高的氧化鋁,檢驗得到的氧化鋁中不含F(xiàn)e2O3的化學(xué)方法是________________________________________________________________________。 (5)工業(yè)常在溶解之前將鋁土礦粉碎,其目的是_________________________________________________________________________。 答案 (1)過濾 漏斗、燒杯、玻璃棒 (2)c (3)使AlO完全轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀 (4)取樣品加入足量的稀鹽酸溶解,滴加KSCN溶液,不變血紅,證明不含F(xiàn)e2O3 (5)使鋁土礦與NaOH充分接觸,提高反應(yīng)速率和原料的利用率 1.(高考選項組合題)下列關(guān)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(xué)變化(xx重慶理綜,1A) D.鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng),反應(yīng)后固體物質(zhì)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(xué)變化,C錯;鋁與氧化鐵反應(yīng),反應(yīng)前后都是固體,質(zhì)量不變,D錯。 2.(高考選項組合題)下列有關(guān)鋁及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(yīng)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(yīng),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天津理綜,7(3)]已知: 化合物 MgO Al2O3 MgCl2 AlCl3 類型 離子 化合物 離子 化合物 離子 化合物 共價 化合物 熔點/℃ 2 800 2 050 714 191 工業(yè)制鎂時,電解MgCl2而不電解MgO的原因是 ________________________________________________________________________; 制鋁時,電解Al2O3而不電解AlCl3的原因是________________________________________________________________________。 答案 MgO的熔點高,熔融時耗費更多資源,增加生產(chǎn)成本 AlCl3是共價化合物,熔融態(tài)難導(dǎo)電 5.(xx上海,22改編)已知:2Na[Al(OH)4]+CO2―→2Al(OH)3↓+Na2CO3+H2O。向含2 mol NaOH、1 mol Ba(OH)2、2 mol Na[Al(OH)4]的混合溶液中慢慢通入CO2,則通入CO2的量和生成沉淀的量的關(guān)系不正確的是( ) 選項 A B C D n(CO2)(mol) 2 3 4 6 n(沉淀)(mol) 1 2 3 2 答案 B 解析 向含2 mol NaOH、1 mol Ba(OH)2、2 mol Na[Al(OH)4]的混合溶液中慢慢通入CO2發(fā)生反應(yīng)依次為 2NaOH +CO2 ―→ Na2CO3 +H2O 2 mol 1 mol 1 mol Ba(OH)2?。O2 ―→ BaCO3↓+H2O 1 mol 1 mol 1 mol 2Na[Al(OH)4]+CO2―→2Al(OH)3↓+Na2CO3+H2O 2 mol 1 mol 2 mol 1 mol Na2CO3+CO2+ H2O―→2NaHCO3 1 mol 1 mol BaCO3+CO2+H2O―→Ba(HCO3)2 1 mol 1 mol 當(dāng)通入2 mol CO2時,生成1 mol BaCO3沉淀; 當(dāng)通入3 mol CO2時,生成1 mol BaCO3沉淀和2 mol Al(OH)3沉淀; 當(dāng)通入4 mol CO2時,生成1 mol BaCO3沉淀和2 mol Al(OH)3沉淀; 當(dāng)通入5 mol CO2時,生成2 mol Al(OH)3沉淀;當(dāng)通入 6 mol CO2時,BaCO3已完全反應(yīng),Al(OH)3量不變,即仍為 2 mol 沉淀。 6.(xx江蘇,16)煙氣脫硫能有效減少二氧化硫的排放。實驗室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制備堿式硫酸鋁[Al2(SO4)x(OH)6-2x]溶液,并用于煙氣脫硫研究。 (1)酸浸時反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________;濾渣Ⅰ的主要成分為________________(填化學(xué)式)。 (2)加CaCO3調(diào)節(jié)溶液的pH至3.6,其目的是中和溶液中的酸,并使Al2(SO4)3轉(zhuǎn)化為Al2(SO4)x(OH)6-2x。濾渣Ⅱ的主要成分為________________________(填化學(xué)式);若溶液的pH偏高,將會導(dǎo)致溶液中鋁元素的含量降低,其原因是________________________________________(用離子方程式表示)。 (3)上述流程中經(jīng)完全熱分解放出的SO2量總是小于吸收的SO2量,其主要原因是________________________________;與吸收SO2前的溶液相比,熱分解后循環(huán)利用的溶液的pH將________(填“增大”“減小”或“不變”)。 答案 (1)Al2O3+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2O SiO2 (2)CaSO4 3CaCO3+2Al3++3SO+3H2O===2Al(OH)3+3CaSO4+3CO2↑ (3)溶液中的部分SO被氧化成SO 減小 解析 (1)酸浸時能與H2SO4反應(yīng)的是Al2O3,H2SO4與Al2O3反應(yīng)生成鹽和水,SiO2不和H2SO4反應(yīng),成為濾渣。 (2)CaCO3和溶液中的H2SO4反應(yīng)生成CaSO4;如果pH偏高,一部分Al3+會轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀,離子方程式為3CaCO3+2Al3++3SO+3H2O===2Al(OH)3+3CaSO4+3CO2↑。 (3)熱分解時,一部分亞硫酸鹽被氧化為硫酸鹽,不能分解成為SO2;SO2溶于水生成H2SO3,會中和溶液中的部分OH-,使溶液的pH減小。 練出高分 1.某混合物A中含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3,在一定條件下可實現(xiàn)如圖所示的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化。 據(jù)此回答下列問題: (1)固體B的化學(xué)式為______________。 (2)固體E所含物質(zhì)的化學(xué)式為____________。 (3)反應(yīng)①的離子方程式為_______________________________________________。 答案 (1)Al2O3 (2)(NH4)2SO4、K2SO4 (3)AlO+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO 解析 已知A的成分,按照題目設(shè)定的反應(yīng)程序來分析,A溶于水后,得明礬溶液,不溶固體為Al2O3和Fe2O3,而Fe2O3不溶于NaOH溶液,Al2O3溶于NaOH溶液得NaAlO2溶液,即可推出B為Al2O3。明礬溶液中加入過量氨水,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KAl(SO4)2+6NH3H2O===2Al(OH)3↓+K2SO4+3(NH4)2SO4,則固體E為(NH4)2SO4、K2SO4。 2.工業(yè)上用鋁土礦(主要成分是Al2O3,還含有Fe2O3、SiO2)提取氧化鋁作冶煉鋁的原料。其中一種提取方法的操作過程如下: 請回答下列問題: (1)請寫出甲溶液中通入二氧化碳生成氫氧化鋁的離子方程式_______________________________________________________________________________。 (2)沉淀乙是Fe2O3,向其中加入足量鹽酸,寫出反應(yīng)的離子方程式________________________________________________________________________, 充分反應(yīng)后過濾,將濾液加熱蒸干灼燒,最后可得到紅褐色固體,用簡要的文字和化學(xué)方程式說明這一變化過程 ________________________________________________________________________。 (3)上述提取氧化鋁的方法叫堿溶法。工業(yè)生產(chǎn)中還有一種酸溶法。第一步:向鋁土礦中加鹽酸,然后過濾;第二步:處理得到的濾液……第二步操作中使用的化學(xué)試劑是________________________________________________________________________。 答案 (1)AlO+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO (2)Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl,加熱促進水解,且氯化氫揮發(fā),使平衡右移,生成氫氧化鐵,氫氧化鐵受熱分解,生成氧化鐵,2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O (3)NaOH溶液(或其他強堿溶液) 解析 (1)該反應(yīng)為NaAlO2溶液與CO2的反應(yīng),離子方程式為AlO+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO。(2)沉淀乙中只有Fe2O3與鹽酸反應(yīng),該反應(yīng)的離子方程式為Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O。充分反應(yīng)過濾后所得濾液為FeCl3與HCl的混合溶液,加熱蒸干時FeCl3發(fā)生水解反應(yīng)得到Fe(OH)3,灼燒時Fe(OH)3發(fā)生分解反應(yīng)得到Fe2O3。(3)酸溶法第一步可以分離出SiO2,第二步使用NaOH溶液或強堿溶液,可以沉淀出Fe3+,得到NaAlO2和NaOH的混合溶液,再通入CO2即可得到Al(OH)3。 3.工業(yè)上通常以鋁土礦(主要成分為Al2O3,含有少量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))為原料制備無水氯化鋁:2Al2O3+6Cl24AlCl3+3O2↑?;卮鹨韵聠栴}: (1)為促進反應(yīng)的進行,實際生產(chǎn)中需加入焦炭,其原因是________________________________________________________________________。 (2)加入焦炭后的化學(xué)反應(yīng)可表示為Al2O3+C+Cl2AlCl3+X↑,試推斷氣體X的成分:________________________________________________________________________。 (3)在提純AlCl3粗產(chǎn)品時,需加入少量鋁粉,可使熔點較低的FeCl3轉(zhuǎn)化為熔點較高的FeCl2,從而避免在AlCl3中混入鐵的氯化物,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。 (4)以鋁土礦為原料可以通過以下途徑提純氧化鋁: Al2O3 ①寫出濾液甲中溶質(zhì)的化學(xué)式________________。 ②寫出向濾液乙中加入過量氨水得到Al(OH)3的離子方程式________________________________________________________________________。 答案 (1)碳與O2反應(yīng),有利于反應(yīng)正向進行 (2)CO、CO2或兩者的混合物 (3)Al+3FeCl3===AlCl3+3FeCl2 (4)①NaAlO2、Na2SiO3、NaOH ②Al3++3NH3H2O===Al(OH)3↓+3NH 解析 (1)碳可以與O2反應(yīng),有利于氧化鋁和氯氣之間的反應(yīng)正向進行。(2)根據(jù)原子守恒,Al2O3、Cl2和C反應(yīng)會生成AlCl3,還會生成碳的氧化物,氣體X可能為CO、CO2或者兩者的混合物。(3)金屬鋁和氯化鐵之間的氧化還原反應(yīng)為Al+3FeCl3===AlCl3+3FeCl2。(4)①氧化鋁和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和H2O,二氧化硅可以和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)生成硅酸鈉和H2O,故濾液甲的成分是NaAlO2、Na2SiO3、NaOH;②NaAlO2、Na2SiO3、NaOH的混合溶液中加入過量的稀鹽酸,得到的濾液乙是氯化鋁、氯化鈉、鹽酸的混合物,所以向濾液乙中加入氨水,發(fā)生反應(yīng):Al3++3NH3H2O===Al(OH)3↓+3NH。 4.鋁是一種應(yīng)用廣泛的金屬,工業(yè)上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融電解制得。 ①鋁土礦的主要成分是Al2O3和SiO2等。從鋁土礦中提煉Al2O3的流程如下: ②以螢石(CaF2)和純堿為原料制備冰晶石的流程如下: 回答下列問題: (1)寫出反應(yīng)1的化學(xué)方程式 ________________________________________________________________________。 (2)濾液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是________,反應(yīng)2的離子方程式為________________________________________________________________________。 (3)E可作為建筑材料,化合物C是________,寫出由D制備冰晶石的化學(xué)方程式________________________________________________________________________。 (4)電解法制鋁的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________, 以石墨為電極,陽極產(chǎn)生的混合氣體的成分是________________________________________________________________________。 答案 (1)2NaOH+SiO2===Na2SiO3+H2O、2NaOH+Al2O3===2NaAlO2+H2O (2)CaSiO3 2AlO+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+CO[或AlO+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO] (3)濃H2SO4 12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3===2Na3AlF6+3CO2+9H2O (4)2Al2O34Al+3O2↑ O2、CO2(CO) 解析 (1)在加入NaOH溶液時,Al2O3和SiO2都能與NaOH反應(yīng),分別生成NaAlO2和Na2SiO3。(2)加入CaO后,SiO與Ca2+結(jié)合生成難溶物CaSiO3;濾液Ⅱ中主要含有AlO,通入CO2后生成沉淀Al(OH)3,煅燒后生成Al2O3。(3)螢石能與濃硫酸反應(yīng)生成CaSO4和HF氣體;HF、Na2CO3、Al(OH)3三者均沒有發(fā)生氧化還原反應(yīng),根據(jù)質(zhì)量守恒定律可寫出化學(xué)方程式。(4)電解Al2O3制取金屬鋁,加入的冰晶石為助熔劑;陽極產(chǎn)生的O2能與石墨電極反應(yīng)生成CO2(可能含有CO)。 5.用含有Al2O3、SiO2和少量FeOxFe2O3的鋁灰制備Al2(SO4)318H2O,工藝流程如下(部分操作和條件略): Ⅰ.向鋁灰中加入過量稀H2SO4,過濾: Ⅱ.向濾液中加入過量KMnO4溶液,調(diào)節(jié)溶液的pH約為3; Ⅲ.加熱,產(chǎn)生大量棕色沉淀,靜置,上層溶液呈紫紅色; Ⅳ.加入MnSO4至紫紅色消失,過濾; Ⅴ.濃縮、結(jié)晶、分離,得到產(chǎn)品。 (1)H2SO4溶解Al2O3的離子方程式是 ________________________________________________________________________。 (2)將MnO氧化Fe2+的離子方程式補充完整: MnO+Fe2++________===Mn2++Fe3++________ (3)已知: 生成氫氧化物沉淀的pH Al(OH)3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 開始沉淀時 3.4 6.3 1.5 完全沉淀時 4.7 8.3 2.8- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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