优化方案高中化学 第三章 金属及其化合物 第二节 几种重要的金属化合物(第2课时)铝的重要化合物课后

铝的重要化合物
[基础巩固]
1．(2016·邢台高一检测)地壳中含量最高的金属元素与含量最高的非金属元素形成的化合物，可能具有的性质是( )
A ．具有很高的熔点，通常可用作耐高温的材料，熔融氢氧化钠可用此化合物制成的坩埚
B ．既能与强酸反应生成对应的盐和水，又能与强碱反应生成对应的盐和水
C ．溶于水可生成对应的水化物
D ．与铁在高温下能发生置换反应
解析：选B 。

地壳中含量最高的金属为铝，含量最高的非金属为氧，二者形成两性氧化物Al 2O 3，Al 2O 3熔点高，难溶于水，与Fe 不反应。

2．下列说法正确的是( )
A ．Al 2O 3难溶于水不跟水反应，所以Al 2O 3不是Al(OH)3对应的氧化物
B ．因为Al 2O 3是金属氧化物，所以它是碱性氧化物
C ．Al 2O 3属于两性氧化物
D ．Al 2O 3能与所有的酸、碱溶液反应
解析：选C 。

Al 2O 3虽然难溶于水，但是2Al(OH)3=====△Al 2O 3＋3H 2O ，Al 2O 3和Al(OH)3中Al
的化合价相同，所以Al 2O 3是Al(OH)3对应的氧化物，故A 项错误；金属氧化物与碱性氧化物是两个不同的概念，二者没有必然的联系，故B 项错误；Al 2O 3属于两性氧化物，与强酸、强碱反应，但不与弱酸、弱碱反应，故C 项正确，D 项错误。

3．不能只用NaOH 溶液除去括号中杂质的是( )
A ．Mg(Al 2O 3)
B ．Mg(OH)2[Al(OH)3]
C ．Fe(Al)
D ．Fe 2O 3(FeO)
解析：选D 。

Mg 与NaOH 溶液不反应，而Al 2O 3与NaOH 溶液反应：Al 2O 3＋2NaOH===2NaAlO 2＋H 2O ，可用NaOH 溶液除去杂质，故A 项不符合题意；Mg(OH)2与NaOH 溶液不反应，而Al(OH)3与NaOH 溶液反应：Al(OH)3＋NaOH===NaAlO 2＋2H 2O ，可用NaOH 溶液除去杂质，故B 项不符合题意；Fe 与NaOH 溶液不反应，而Al 与NaOH 溶液反应：2H 2O ＋2Al ＋2NaOH===2NaAlO 2＋3H 2↑，可用NaOH 溶液除去杂质，故C 项不符合题意；Fe 2O 3和FeO 都不与NaOH 溶液反应，用NaOH 溶液不能除去杂质，故D 项符合题意。

4．(2016·临沂高一质检)下列物质中，既能跟稀硫酸反应，又能跟NaOH 溶液反应的是
( )
①Al 2O 3 ②Mg(OH)2 ③Al(OH)3 ④NaHCO 3 ⑤AlCl 3
A ．①③④
B ．①③⑤
C ．只有①③ D．只有②③
解析：选A 。

氧化铝和氢氧化铝均为两性物质，既能与稀硫酸反应，又能与NaOH 溶液反应；NaHCO 3是弱酸酸式盐，既能与稀硫酸反应生成CO 2，又能与NaOH 溶液反应进一步生成正盐。

5．下列离子方程式书写错误的是( )
A ．AlCl 3溶液中加入过量氨水：Al 3＋＋4OH －===AlO －2＋2H 2O
B ．Al(OH)3溶于NaOH 溶液中：Al(OH)3＋OH －===AlO －2＋2H 2O
C ．Al(OH)3溶于盐酸溶液中：Al(OH)3＋3H ＋===Al 3＋＋3H 2O
D ．Al 2O 3粉末溶于NaOH 溶液中：Al 2O 3＋2OH －===2AlO －2＋H 2O
解析：选A。

AlCl3溶液加入过量氨水，有Al(OH)3沉淀生成，Al(OH)3不溶于氨水。

6．(2016·衡水高一检测)把Ba(OH)2溶液滴入明矾[KAl(SO4)2·12H2O]的溶液中，使SO2－4全部转化成BaSO4沉淀，此时铝元素的主要存在形式是( )
A．Al3＋ B．Al(OH)3
C．AlO－2 D．Al3＋和Al(OH)3
解析：选C。

当SO2－4全部转化为BaSO4时，n(Al3＋)∶n(OH－)＝1∶4，Al3＋转化为AlO－2。

7．下列各组物质的稀溶液相互反应，无论是前者滴入后者，还是后者滴入前者，反应现象都相同的是( )
A．NaHSO4和Ba(OH)2 B．AlCl3和NaOH
C．NaAlO2和H2SO4 D．Na2CO3和HCl
解析：选A。

A项，现象相同，都是产生白色沉淀BaSO4。

B项，NaOH溶液滴入AlCl3溶液中，先产生白色沉淀，滴加至过量时沉淀溶解；AlCl3溶液滴入NaOH溶液中，开始无明显现象，滴加至过量时产生白色沉淀。

C项，H2SO4溶液滴入NaAlO2溶液中，先产生白色沉淀，滴加至过量时沉淀溶解；NaAlO2溶液滴入H2SO4溶液中，开始无明显现象，滴加至过量时产生白色沉淀。

D项，HCl溶液滴入Na2CO3溶液中，开始无明显现象，一段时间后放出气泡；Na2CO3溶液滴入HCl溶液中，立即放出气泡。

8．(2016·洛阳高一检测)将物质X逐渐加入(或滴入)Y溶液中，其生成沉淀的物质的量与加入X的物质的量关系如下图所示，符合图示情况的是( )
解析：选C。

石灰水中通入二氧化碳，先发生反应Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，生成CaCO3沉淀，当Ca(OH)2溶液反应完后，再继续通入CO2发生反应CO2＋CaCO3＋H2O===Ca(HCO3)2，沉淀消失，所以前后两个过程CO2的物质的量之比为1∶1，故A错误；偏铝酸钠溶液中加入盐酸，先发生反应AlO－2＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓，生成Al(OH)3沉淀，当偏铝酸钠溶液反应完后，再继续加入盐酸发生反应Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，沉淀消失，所以前后两个过程HCl的物质的量之比为1∶3，故B错误；氯化铝溶液中加入氢氧化钠溶液，先发生反应Al3＋＋3OH－===Al(OH)
3↓，生成Al(OH)3沉淀，当氯化铝溶液反应完后，再滴入氢氧化钠溶液发生反应Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，沉淀溶解至最后消失，所以前后两个过程氢氧化钠的物质的量之比为3∶1，故C正确；氢氧化钠溶液中滴入氯化铝溶液，先发生反应Al3＋＋4OH－===AlO－2＋2H2O，不生成沉淀，当氢氧化钠溶液反应完后，再滴入氯化铝溶液发生反应3AlO－2＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓，生成沉淀不溶解，所以前后两个过程氯化铝的物质的量之比为3∶1，故D错误。

9．(2016·宁波高一检测)若用镁铝合金的废料、稀硫酸、稀盐酸、NaOH溶液制取MgCl2、Al2(SO4)3溶液，首先可将废料加入到________溶液中，发生反应的化学方程式是
______________________________________________________________。

经过滤，将难溶物加入到________中，可得到________溶液，反应的离子方程式是
________________________________________________________________________，
然后向滤液中加入适量的________，反应的离子方程式为________________________。

再过滤，将沉淀物加入到________中，可得到________溶液，反应的离子方程式是
______________________________________________________________。

解析：由于铝可与NaOH溶液反应，而镁不能，因此先用NaOH溶液把两者分开，然后分别用稀盐酸和稀硫酸制取MgCl2、Al2(SO4)3。

可表示为
答案：NaOH 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑稀盐酸MgCl2Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑稀盐酸(或稀硫酸) AlO－2＋H2O＋H＋===Al(OH)3↓稀硫酸Al2(SO4)3Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
10．某校化学兴趣小组用下图所示过程除去AlCl3中含有的Mg2＋、K＋杂质离子并尽可能减少AlCl3的损失。

请回答下列问题：
(1)写出混合物中加入足量氢氧化钠溶液时，溶液中发生反应的离子方程式：
__________________________、______________________、
______________________________________________________________。

(2)氢氧化钠溶液能否用氨水代替，为什么？
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ______________________________________________________________。

(3)溶液a中主要存在的离子有
______________________________________________________________；
在溶液a中加入盐酸时需控制盐酸的量，原因是
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ______________________________________________________________。

为此，改进方法是
______________________________________________________________。

解析：(1)加入足量氢氧化钠溶液，Mg2＋可与OH－反应生成Mg(OH)2沉淀，Al3＋先与OH－反应生成Al(OH)3，生成的Al(OH)3继续与OH－反应生成NaAlO2和H2O。

(2)氢氧化钠溶液不能用氨水代替，因为在Al3＋与氨水反应生成Al(OH)3后，Al(OH)3不能与氨水继续反应，从而不能将Al(OH)3与Mg(OH)2分开。

(3)加入氢氧化钠溶液后除去了Mg2＋，但又引入了Na＋，同时Al3＋转化成了AlO－2；因为氢氧化铝能与强酸反应，所以在加入盐酸沉淀AlO－2时，需要控制盐酸的量，以防止部分铝转化成Al3＋；氢氧化铝只能与强碱或强酸反应，因此可在溶液a中通入过量的二氧化碳气体来沉淀AlO－2。

答案：(1)Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O
(2)不能，因为在Al3＋与氨水反应生成Al(OH)3后，Al(OH)3不能与氨水继续反应，从而
不能将Al(OH)3与Mg(OH)2分开
(3)Cl－、K＋、AlO－2、OH－、Na＋因为氢氧化铝能与强酸反应，所以在加入盐酸沉淀AlO－2时，需要控制盐酸的量，以防止部分铝转化成Al3＋通入过量二氧化碳气体
[能力提升]
11．等体积的AlCl3和NaOH两种溶液混合后，沉淀物中含铝元素的质量与溶液中含铝元素的质量相等，则AlCl3和NaOH两种溶液物质的量浓度之比是( )
①1∶3 ②2∶3③1∶4④2∶7
A．①② B．①③
C．②④ D．③④
解析：选C。

溶液中Al元素的存在可以是Al3＋或AlO－2。

故当溶液中Al3＋与Al(OH)3物质的量之比为1∶1时，n(Al3＋)∶n(OH－)＝2∶3，当溶液中AlO－2与Al(OH)3的物质的量之比为1∶1时，n(Al3＋)∶n(OH－)＝2∶7。

12．(2016·南京高一检测)一包白色粉末中可能含有Al(NO3)3、KOH、NaCl的一种或多种，某研究性学习小组为了探究该白色粉末的组成，依次做了以下实验：
第一步：将该粉末加水溶解，得到澄清溶液；
第二步：取该澄清溶液少量，逐滴加入盐酸至过量，先产生白色沉淀，后沉淀溶解；
第三步：取第二步所得溶液少量，滴入AgNO3溶液，有白色沉淀出现。

则下列判断正确的是( )
A．该粉末中一定含有Al(NO3)3、KOH、NaCl
B．该粉末中一定含有Al(NO3)3和KOH，但不能确定是否含有NaCl
C．该粉末中一定含有NaCl，但不能确定是否含有Al(NO3)3、KOH
D．以上过程不能确定该溶液中含有哪种物质
解析：选B。

由第二步实验的现象说明第一步所得到澄清溶液中含有AlO－2，白色粉末中含有Al(NO3)3和KOH，同时因为第二步实验中加入盐酸引入Cl－，致使第三步实验检验出的Cl－不能确定是否是白色粉末含有，A、C、D不正确，B正确。

13．有镁铝混合粉末10.2 g，将它溶于500 mL 4 mol·L－1的盐酸中，若要使沉淀的质量最大，则需加入2 mol·L－1的氢氧化钠溶液的体积是( )
A．1 000 mL B．500 mL
C．100 mL D．1 500 mL
解析：选A。

可能发生的化学反应为Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑；2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑；NaOH＋HCl===NaCl＋H2O；MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl；AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl。

当镁、铝全部以Mg(OH)2、Al(OH)3沉淀的形式存在时，沉淀的质量最大，此时，钠元素全部以氯化钠的形式存在，则由钠元素守恒和氯元素守恒得：n[NaOH]＝n(NaCl)＝n(HCl)＝0.5 L×4 mol·L－1＝2 mol，所以，V[NaOH(aq)]＝1 L＝1 000 mL。

14．(2016·济南高一检测)某溶液中可能含有H＋、NH＋4、Mg2＋、Fe3＋、Al3＋、S O2－4等离子，当向该溶液中加入某浓度的NaOH溶液时，发现生成沉淀的质量随加入的溶液中NaOH 的物质的量的变化如下图所示：
[已知：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓，且Fe(OH)3难溶于水也不溶于强碱；NH＋4＋OH－===NH3·H2O]
(1)由此可知，该溶液中肯定含有的离子是
______________________________________，且各离子的物质的量之比为
______________________________________________________________。

(2)肯定不含的阳离子是________________。

解析：开始加入2 mol NaOH时，溶液无沉淀产生，说明溶液中有H＋，且其物质的量为2 mol；因为最终沉淀完全溶解，所以溶液中无Mg2＋、Fe3＋，且产生沉淀和沉淀溶解所需的NaOH的物质的量之比为3∶1，所以溶液中有Al3＋且其物质的量为1 mol；当加入5～8 mol NaOH时，发生的反应为NH＋4＋OH－===NH3·H2O，所以溶液中NH＋4为3 mol，而阴离子SO2－4一定存在，根据溶液呈电中性知，2 mol×1＋1 mol×3＋3 mol×1＝n(SO2－4)×2，则n(SO2－4)＝4 mol。

答案：(1)H＋、NH＋4、Al3＋、SO2－4n(H＋)∶n(NH＋4)∶n(Al3＋)∶n(SO2－4)＝2∶3∶1∶4
(2)Mg2＋、Fe3＋
15．A、B、C、D、E五种化合物，均含有某种常见元素，它们的转化关系如图所示，其中A为澄清溶液，C为难溶的白色固体，E则易溶于水，若取A溶液灼烧，焰色反应为紫色(透过蓝色钴玻璃)。

请回答下列问题：
(1)写出化学式：A________，B________，C________，D________，E________。

(2)写出下列反应的离子方程式：
A→B：
________________________________________________________________________，B→D：
________________________________________________________________________，C→E：______________________________________________________________。

解析：本题主要考查铝的化合物之间的相互转化关系，把物质B作为突破口，B既能与NaOH溶液反应，又能与盐酸反应，且能受热分解，B为Al(OH)3，C为Al2O3，则D为AlCl3，E为NaAlO2，A与过量CO2反应生成B，且焰色反应为紫色，A为KAlO2。

答案：(1)KAlO2Al(OH)3Al2O3AlCl3NaAlO2
(2)AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O。