高考化学一轮复习（第二辑）考点26 铝的冶炼及含铝化合物之间的转化（含解析）

考点26 铝的冶炼及含铝化合物之间的转化
聚焦与凝萃
1．通过对含铝化合物之间的转化的生疏，加深复分解、氧化还原原理的理解；
2．应用含铝化合物之间的转化学问进行解题。

解读与打通
常规考点
一、“铝三角”的转化关系及其应用
1．Al3+、Al(OH)3、AlO－2之间的转化关系
2．应用
（1）制取Al(OH)3：
A13++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
3AlO－2+Al3+ +6H2O =4Al(OH)3↓
AlO－2+CO2 +2H2O = Al(OH)3↓+HCO3－
（2）离子共存问题：
Al3+与OH-、S2-、HS-、AlO－2、CO32-、HCO3-因双水解反应或生成沉淀而不能大量共存；
AlO－2与H+、NH4+、Al3+、Fe3+等不能大量共存。

（3）鉴别（利用滴加挨次不同，现象不同）
①AlCl3溶液中滴加NaOH溶液现象为：先产生白色沉淀，后沉淀溶解。

②NaOH溶液中滴加AlCl3溶液现象为：开头无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。

（4）分别提纯
①利用Al能溶于强碱溶液，分别Al与其他金属的混合物。

②利用Al2O3能与强碱溶液反应，分别Al2O3与其他金属氧化物。

⑧利用Al(OH)3，能L强碱溶液反应，分别Al3+与其他金属阳离子。

隐性考点
二、氢氧化铝沉淀的图象分析
操作向肯定量的AlCl3溶液中逐向肯定量的NaAlO2溶液中向肯定量的NaOH 溶液中逐滴加
滴加入NaOH 溶液至过量。

逐滴加入稀盐酸溶液至过量。

入AlCl3溶液至过量。

现象
马上产生白色沉淀→渐多→
最多→削减→消逝
马上产生白色沉淀→渐多→
最多→削减→消逝
无沉淀→消灭沉淀→渐多→最
多→沉淀不消逝
图像
离子方
程式
Al3++3OH-=Al(OH)3↓
Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
AlO2-+H++H2O= Al(OH)3↓
Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
Al3++4OH-= AlO2-+2H2O
Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓
操作
向肯定量的盐酸溶液中逐滴
加入NaAlO2溶液至过量。

向肯定量的AlCl3溶液中逐
滴加氨水溶液至过量。

向肯定量的NaAlO2溶液中缓慢
通入CO2至过量。

现象
无沉淀→消灭沉淀→渐多→
最多→沉淀不消逝
马上产生白色沉淀→渐多→
最多→沉淀不消逝
马上产生白色沉淀→渐多→最
多→沉淀不消逝
图像
离子方
程式
AlO2-+4H+= Al3++2H2O
Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3
Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH
4
+
Al(OH)3与NH3·H2O不反应
2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32
-
CO32-+ CO2+H2O=2HCO3-
Al(OH)3与CO2+H2O不反应融合与应用
例1．下列图像正确的是 ( )
答案：B
例2．（1）用氯化铝溶液与氢氧化钠溶液反应时，当Al3＋的物质的量与OH－的物质的量之比(以下均填物质的量之比)为时，Al(OH)3沉淀量最多；时，Al(OH)3全部溶解；或时，Al(OH)3沉淀量为最多沉淀量的一半。

（2）偏铝酸钠溶液与盐酸反应时，AlO－2的物质的量与H＋物质的量之比为时，Al(OH)3沉淀量最多；时，Al(OH)3全部溶解；或时，生成的Al (OH)3的量为最多沉淀量的一半。

解析：（1）向含Al3＋的溶液中加入NaOH溶液时，有关反应：
Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH－=AlO－2＋2H2O，总反应：Al3＋＋4OH－=AlO－2＋2H2O。

由上述反应方程式可知当n(Al3＋)∶n(OH－)＝1∶3时，沉淀量最大；当n(Al3＋)∶n(OH－)＝1∶4时，沉淀完全溶解；当n(Al3＋)∶
n(OH－)＝2∶3或2∶7时，沉淀量为最大量的一半。

（2）向含AlO－2的溶液中加入盐酸时，有关反应：AlO－2＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓，Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O，总反应：AlO－2＋4H＋=Al3＋＋2H2O。

当n(AlO－2)∶n(H＋)＝1∶1时，沉淀量最大；
当n(AlO－2)∶n(H＋)＝1∶4时，沉淀完全溶解；
当n(AlO－2)∶n(H＋)＝2∶1或2∶5时，沉淀量为最大量的一半。

答案：（1）1∶31∶42∶32∶7（2）1∶11∶42∶12∶5
扫描与矫正
【正误推断】(正确的打“√”，错误的打“×”)（每个推断2分，共40分）
（）1．铝制容器可盛装浓H2SO4 (2010·重庆理综，8A)
（）2．日用铝制品表面掩盖着氧化膜，对内部金属起爱护作用(2009·广东理基，23D)
（）3．明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化(2009·江苏，5A)
（）4．向NaAlO2溶液中通入过量CO 2制Al(OH)3：CO2＋AlO－2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO－3(2014·江苏，7D)
（）5．0.1mol·L－1NaAlO2溶液中：H＋、Na＋、Cl－、SO2－4能大量共存(2013·江苏，3D)
（）6．氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝(2013·江苏，4D) （）7．明矾溶于水产生Al(OH)3胶体：Al3＋＋3H2O=Al(OH)3↓＋3H＋(2013·江苏，8B)
（）8．铝罐可久盛食醋(2014·福建理综，6C)
（）9．氢氧化铝可作胃酸的中和剂(2014·四川理综，1D)
（）10．明矾用作净水剂不涉及化学变化(2014·重庆理综，1A)
（）11．铝与Fe2O3发生铝热反应，反应后固体物质增重(2014·新课标全国卷Ⅱ，9C)
（）12．AlCl3溶液中加入过量稀氨水：Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH＋4(2014·四川理综，3C改编) （）13．Al 片溶于NaOH溶液中，产生气体：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO－2＋3H2↑(2014·北京理综，9D)
（）14．明矾溶液中滴入Ba(OH)2溶液使SO2－4恰好完全沉淀：2Ba2＋＋3OH－＋Al3＋＋2SO2－4=2BaSO4↓＋
Al(OH)3↓(2013·大纲全国卷，11D)
（）15．对于铝制炊具可用铁刷子刷洗
（）16．常温下，铝与浓硝酸不发生反应
（）17．由铝盐制取氢氧化铝最好选用氨水，而不用NaOH溶液
（）18．冶炼铝时常用焦炭做还原剂。

（）19．向AlCl3溶液中滴入过量的氨水，溶液先有白色沉淀，后来沉淀消逝
（）20．Al与Fe2O3能发生铝热反应，则Al与MnO2也能发生铝热反应
实训与超越
【7+1模式】
一、单选（7×6分=42分）
1．只用试管和胶头滴管就可以对下列各组中的两种溶液进行鉴别的是 ( ) ①AlCl3溶液和NaOH溶液②Ca(HCO3)2溶液和NaOH溶液③NaAlO2溶液和盐酸④Al2(SO4)3溶液和氨水
⑤Na2CO3溶液和稀盐酸
A．①③⑤ B．①②③ C．②③④ D．③④⑤
2．若在加入铝粉能放出氢气的溶液中，分别加入下列各组离子，肯定能共存的是 ( ) A．NH＋4NO－3CO2－3Na＋B．Na＋Ba2＋Mg2＋HCO－3
C．NO－3Ba2＋K＋Cl－D．NO－3K＋AlO－2SO2－4
3．向肯定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，生成沉淀Al(OH)3的量随AlCl3加入量的变化关系如图所示。

则下列离子组在对应的溶液中肯定能大量共存的是 ( )
A．a点对应的溶液中：Na＋、Fe3＋、SO2－4、HCO－3
B．b点对应的溶液中：Na＋、S2－、SO2－4、Cl－C．c点对应的溶液中：K＋、Ag＋、Ca2＋、NO－3 D．d点对应的溶液中：K＋、NH＋4、CO2－3、SO2－4
4．下列离子方程式不正确的是 ( ) A．铝片碱洗时常有气泡：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑
B．Al2O3溶于氨水溶液：Al2O3＋2OH－===AlO－2＋H2O
C．AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液：Al3＋＋4OH－===AlO－2＋2H2O
D．试验室用铝盐制Al(OH)3：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4
5．（1）将350 mL 1 mol·L－1 NaOH溶液逐滴滴入100 mL 1 mol·L－1 AlCl3溶液中。

（2）将100 mL 1 mol·L－1 AlCl3溶液逐滴滴入350 mL 1 mol·L－1 NaOH溶液中，结果是 ( ) A．现象相同，生成Al(OH)3的量相同
B．现象不同，生成Al(OH)3的量相同
C．现象相同，生成Al(OH)3的量不同
D．现象不同，生成Al(OH)3的量不同
6．【2009·江苏，5】化学在生产和日常生活中有着重要的应用。

下列说法不正确的是 ( ) A．明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化
B．在海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀速率
C．MgO的熔点很高，可用于制作耐高温材料
D．电解MgCl2饱和溶液，可制得金属镁
7．下列各反应的离子方程式中，错误的是 ( ) A．硫酸铝溶液中加入过量的氨水：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4
B．铁片放入过量的稀硝酸中：3Fe＋8H＋＋2NO－3===3Fe2＋＋2NO2↑＋4H2O
C．将铝片放入过量NaOH溶液中：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑
D．偏铝酸钠与过量盐酸反应：AlO－2＋4H＋===Al3＋＋2H2O
二、填空（18分）
8．【2013·大纲全国卷，29】铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。

①铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。

从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下：
②以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下：回答下列问题：
（1）写出反应1的化学方程式_________________________________________________________。

（2）滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是______，反应2的离子方程式为___________________________。

（3）E可作为建筑材料，化合物C是________，写出由D制备冰晶石的化学方程式
________________________________________________________________________。

（4）电解法制铝的化学方程式是________，以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成分是。

考点二十六含铝化合物之间的转化参考答案与解析
扫描与历练
【正误推断】
实训与超越
【7+1模式】题号答案解析
1 A
假如物质相互滴加的挨次不同会产生不同的现象，就能对物
质进行相互鉴别。

①中少量NaOH溶液滴入AlCl3溶液中，会
马上产生白色沉淀，而少量AlCl3溶液滴入NaOH溶液中不会
有白色沉淀，故可以相互鉴别。

②、④中的两种物质滴加挨
次不同，产生的现象相同，故不能相互鉴别。

③中少量盐酸
滴入NaAlO2溶液中。

会马上产生白色沉淀，而少量NaAlO2
溶液滴入盐酸中不会产生白色沉淀，故可以相互鉴别。

⑤中
少量Na2CO3溶液滴入稀盐酸中，发生反应：Na2CO3＋HCl=2NaCl
＋H2O＋CO2↑，有气泡产生，若将少量稀盐酸滴入到Na2CO3
溶液中，发生反应：Na2CO3＋HCl=NaCl＋NaHCO3，不会有气泡
产生，故可以相互鉴别。

答案应为A。

2 C
加入铝粉能放出氢气，溶液可能显碱性，也可能显酸性，A
中NH＋4、CO2－3，B中Mg2＋、HCO－3，D中AlO－2不肯定能存在。

3 B
发生反应为a→b段4NaOH＋AlCl3=NaAlO2＋3NaCl＋2H2O，
b→c段3NaAlO2＋AlCl3＋6H2O=4Al(OH)3↓＋3NaCl，分析各
点对应溶液的成分，即可得出答案，a点中含有大量OH－，
Fe3＋、HCO－3不能共存；c点溶液变为NaCl，Ag＋不能大量共
存；d点溶液中含大量AlCl3，CO2－3不能大量共存。

4 B Al2O3不溶于氨水。

5 B 由于滴加挨次不同，反应原理不同，现象不同。

6 D 制得金属镁，应电解熔融的MgCl2。

7 B 铁片放入过量的稀硝酸应当生成NO。

8
（1）2NaOH＋SiO2=Na2SiO3＋
H2O、2NaOH＋Al2O3=2NaAlO2＋
H2O
（2）CaSiO32AlO－2＋CO2＋
3H2O=2Al(OH)3↓＋CO2－3(或
AlO－2＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋
HCO－3)
（3）浓H2SO412HF＋3Na2CO3
结合Al2O3、SiO2与NaOH溶液反应后产物的性质来分析流程
图一，依据萤石和纯碱为原料制取冰晶石来分析流程图二，
充分利用质量守恒等来书写化学方程式。

(1)在加入NaOH溶液时，Al2O3和SiO2都能与NaOH反应，分
别生成NaAlO2和Na2SiO3。

(2)加入CaO后，SiO2－3与Ca2＋结合
生成难溶物CaSiO3；滤液Ⅱ中主要含有AlO－2，通入CO2后生
成沉淀Al(OH)3，煅烧后生成Al2O3。

(3)萤石能与浓硫酸反应
生成CaSO4和HF气体；HF、Na2CO3、Al(OH)3三者没有发生氧
题号正误解析
1 √略
2 √略
3 √略
4 √略
5 ×AlO2-与H＋不共存
6 ×用于电解法制铝的是氧化铝，氯化铝是共价化合物。

7 ×明矾溶于水产生Al(OH)3胶体：Al3＋＋3H2O Al(OH)3（胶体）＋3H＋
8 ×铝罐可与食醋反应
9 √略
10 ×明矾用作净水剂，有水解反应，包含化学变化。

11 ×铝与Fe2O3发生铝热反应，反应后固体物质原来固体质量相同。

12 √略
13 √略
14 ×
明矾溶液中滴入Ba(OH)2溶液使SO2－4恰好完全沉淀时生成的是偏铝酸盐，不是氢氧
化铝。

15 ×
铝制品的表面有一层致密的氧化膜，对铝起到爱护作用，若用铁刷子刷洗会去掉
氧化膜，会加速铝的腐蚀。

16 ×
常温下，铝与浓硝酸发生“钝化”反应，形成致密的氧化膜阻挡内部的铝连续发
生反应。

17 ×由于氢氧化铝能溶于强碱但不溶于氨水，故由铝盐制取氢氧化铝最好选用氨水。

.
18 ×铝是活泼金属，不能被焦炭还原出来，应用电解的方法冶炼铝。

19 ×Al(OH)3不溶于氨水
20 √略。