2019-2020年高中化学从铝土矿中提取铝教案苏教版必修1

2019-2020年高中化学从铝土矿中提取铝教案苏教版必修1
一、单项选择题
1．向明矾溶液里滴加Ba(OH)2溶液，当SO42-恰好沉淀完全时，铝元素的存在形式是
A. 一部分为Al(OH)3沉淀，一部分以Al3+形式存在于溶液中
B. 一部分为Al(OH)3沉淀，一部分以AlO2-形式存在于溶液中
C. 全部为Al(OH)3沉淀
D. 几乎全部以AlO2-形式存在于溶液中
2．下列反应方程式中，正确的是（）
A．碳酸氢镁与足量的氢氧化钠溶液反应Mg2＋＋2HCO＋2OH－MgCO3↓＋CO＋2H2O
B．氧化铝和过量的烧碱溶液反应Al2O3＋3OH－2AlO＋H2O
C．氯化铝溶液与少量NaOH溶液反应Al3＋＋3OH－Al（OH）3↓
D．向碳酸钙中滴加醋酸溶液CaCO3＋2H＋Ca2＋＋H2O＋CO2↑
3．现有MgCl2、AlCl3、CuCl2、FeCl3、NH4Cl五种溶液，如果只用一种试剂把它们鉴别开来，应选用的试剂是（）
A．氨水B．AgNO3 C．浓NaOH D．NaCl溶液
4．在MgO中混有少量的Al2O3杂质，欲将杂质除去可选用的试剂是（）
A．稀硫酸B．浓氨水 C．稀盐酸D．氢氧化钠溶液
5.现有100毫升3摩/升的NaOH溶液和100毫升1摩/升的氯化铝溶液。

①将NaOH溶液分多次加到氯化铝溶液中；②将氯化铝溶液分多次加到NaOH溶液中。

比较两种操作的结果是
A. 现象相同，沉淀量不等
B. 现象相同，沉淀量也相等
C. 现象不同，沉淀量相等
D. 现象不同，沉淀量不等
二、不定项选择题
6.下列各组溶液，不用其它试剂即能鉴别开的是
A. MgCl2和NaOH
B. NaCl和AgNO3
C. Na2CO3和HCl
D. AlCl3和KOH
7．将等体积的AlCl3和NaOH两种溶液混合后，所得沉淀物中和溶液中所含铝元素的质量相等，则AlCl3和NaOH两种溶液的物质的量浓度之比是
A. 1:3
B. 2:3
C. 1:4
D. 2:7
8.将amL 0.1mol/L硫酸铝溶液与bmL 0.5mol/L氢氧化钠溶液混合，得到cmol氢氧化铝沉淀，若已知a、b、c中任意两个值，求另一个值，所求的值不止一个解的是（各选项中，单位均略去不写）
A. a＝100 b＝90 c＝?
B. a＝100 c＝0.015 b＝?
C. b＝90 c＝0.015 a＝?
D. a＝75 c＝0.015 b＝?
9.将m克Al2O3、Fe2O3的混和物溶解在过量的100毫升pH值为1的硫酸中，然后向其中加入NaOH 溶液使Fe3＋、Al3＋刚好全部转化成沉淀，用去NaOH溶液100毫升，则NaOH溶液的浓度为
A. 0.1mol/L
B. 0.05mol/L
C. 0.2mol/L
D. 无法计算
10.将烧碱溶液和盐酸依次滴入某溶液A中，其沉淀（Y轴）和加入溶液的体积（X轴）的关系可能出现两种图示形式，则A溶液不可能是
A. 三氯化铝溶液
B. 偏铝酸钠溶液
C. 明矾溶液
D. 硝酸铝溶液
三、计算题
11. 今用铝、稀硫酸和氢氧化钠溶液为原料，在实验室制备一定量的氢氧化铝。

可分别采用如下化学方程式所表示的两种方法：
①2Al+3H 2SO 4==Al 2(SO 4)3+3H 2↑ Al 2(SO 4)3+6NaOH==2Al(OH)3↓+3Na 2SO 4
②2Al+2NaOH+2H 2O==2NaAlO 2+3H 2↑ 2NaAlO 2+H 2SO 4+2H 2O==2Al(OH)3↓+Na 2SO 4
⑴上述哪一种方法比较节约试剂？ ⑵原料相同，请设计一种更为节约试剂的方法(以方程式表示，并说明其可以节约试剂的根据)。

12.准确称取6g 铝土矿样品(含Al 2O 3、Fe 2O 3、SiO 2)放入盛有100mL 某浓度的硫酸溶液的烧杯中，充分反应后过滤，向滤液中加入10mol/L 的NaOH 溶液，产生的沉淀的质量m 与加入NaOH 溶液的体积V 的关系如右图所示。

请填空回答：
⑴H 2SO 4溶液的物质的量浓度为___________；
⑵若a =2.3，用于沉淀Fe 3+，消耗NaOH 的体积是____mL ，
铝土矿中各组成成分的质量分数：Al 2O 3为___，Fe 2O 3为_____，
SiO 2为_______。

⑶a 值的范围应是_________，在这个范围内，a 值越大，
_____的质量分数越小。

同步练习29 从铝土矿中提取铝
1 D 2．解析：A 中应产生Mg （OH ）2沉淀；B ．没配平；D ．中醋酸不应该写成离子形式。

答案：C 3．解析：NaOH 与五种溶液反应的现象不一样。

答案：C 4．答案：D 5.C
6. C D
7.B D
8.B
9.A 10.B
11. ⑴Al 既可以跟稀H 2SO 4，也可以跟NaOH 溶液反应，Al 溶解并放出H 2。

溶解后如果再以NaOH 溶液或H 2SO 4处理，实际上是调控溶液的pH 值，因为铝元素均存在于Al(OH)3沉淀中。

先用酸，后用碱，还是先用碱，后用酸，都是可行的，但是耗用的酸、碱的量却不同。

同样是制备2molAl(OH)3，前者需2molAl 、3molH 2SO 4、6molNaOH ，而后者只需2molAl 、1molH 2SO 4、2molNaOH 。

显然，后者节约了酸、碱试剂。

⑵通过观察发现第一种方法中，第一步生成的是Al 2(SO 4)3，溶液呈酸性，所以要用较多的NaOH 。

第二种方法中，第一步生成的是NaAlO 2，溶液呈碱性，所以要用较多的H 2SO 4。

因此，设想是否能用呈酸性的Al 2(SO 4)3和呈碱性的NaAlO 2混合双水解反应制备Al(OH)3呢？即将第一种方法和第二种方法联立起来，得到第三种方法。

其化学方程式如下： a V mL
mg
2Al+3H 2SO 4==Al 2(SO 4)3+3H 2↑ 2Al+2NaOH+2H 2O==2NaAlO 2+3H 2↑
Al 2(SO 4)3+6 NaAlO 2+12H 2O==8Al(OH)3↓+3Na 2SO 4
由这些反应式可算得当制备2molAl(OH)3时需用2molAl 、3/4molH 2SO 4、3/2molNaOH ，比第一种和第二种方法使用的原料均少，确实节约了原料。

12. ⑴从图可知当加入NaOH 溶液35mL 时沉淀量达到最大值，此过程中，物质间有如下反应：
此时溶液中的溶质为Na 2SO 4，即Na +的物质的量是SO 42-
物质的量的两倍，n (H 2SO 4)=
×0.035×10=0.175(mol)，所以c (H 2SO 4)= =1.75(mol/L)
对于第⑵小题的设问可从Al(OH)3被溶解所需NaOH 的物质的量=×10=0.1(mol)着手解决
Al 2O 3～Al 3+～Al(OH)3～OH -
0.05 0.1 0.1
Al 2O 3%=×100%=85%
又沉淀Al 3+时消耗NaOH0.3mol 而沉淀Fe 3+、Al 3+共消耗NaOH=10×(35-a )×10-3mol ，所以沉淀Fe 3+时消耗NaOH=(0.05-0.01a )mol
Fe 2O 3 ～ Fe 3+ ～ 3OH -
×(0.05-0.01a ) 0.05-0.01a
Fe 2O 3%=×100%==12%
SiO 2%=1- Al 2O 3%- Fe 2O 3%=1-85%-12%=3%。

将a =2.3代述上述有关代数式，得沉淀Fe 3+消耗NaOH 溶液的体积：V (NaOH)=
(0.05-0.01a)/10=(0.05-0.01×2.3)/10=2.7×10-3(L)=2.7mL
对于第⑶小题可以这样思考：Al 2O 3的质量分数与a 值无关，即为85%，则Fe 2O 3的质量分数应满足中：0<<15%，即1.625<a <5。

a 值越大，Fe 3+消耗掉的OH -越少，所以Fe 2O 3%就越小。

本题答案：⑴1.75mol/L ⑵2.7mL ，85%，12%，3% ⑶1.625<a <5，Fe 2O 3。

Al 2O
Fe 2O SiO 2SiO 2↓Al 2(SO 4)3Fe 2(SO 4)3
H 2SO 4(剩余Al(OH)3↓Fe(OH)3↓Na 2SO 4。