2020高中化学 金属元素及其化合物 专题 铝及其化合物夯实演练 新人教版必修1
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铝及其化合物
【化学反应】
(1)Al和NaOH溶液的反应:2Al+2OH-+2H2O===2AlO-2+3H2↑
(2)Al和稀硫酸的反应:2Al+6H+===2Al3++3H2↑
(3)Al2O3和NaOH溶液的反应:Al2O3+2OH-===2AlO-2+H2O
(4)Al2O3和稀硫酸的反应:Al2O3+6H+===2Al3++3H2O
(5)Al(OH)3和NaOH溶液的反应:Al(OH)3+OH-===AlO-2+2H2O
(6)Al(OH)3和盐酸的反应:Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
(7)Al在氧气中燃烧:4Al+3O22Al2O3
(8)Al和Fe3O4的反应:8Al+3Fe3O49Fe+4Al2O3
(9)向NaAlO2溶液中通入过量CO2气体:AlO-2+2H2O+CO2===Al(OH)3↓+HCO-3
(10)向NaAlO2溶液中滴入过量盐酸:AlO-2+4H+===Al3++2H2O
(11)将NaAlO2溶液与NaHCO3溶液混合:AlO-2+HCO-3+H2O===Al(OH)3↓+CO2-3
(12)将NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合:3AlO-2+Al3++6H2O===4Al(OH)3↓
(13)向AlCl3溶液中加入过量氨水:Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH+4
(14)向AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液:Al3++4OH-===AlO-2+2H2O
(15)将AlCl3溶液与NaHCO3溶液混合:Al3++3HCO-3===Al(OH)3↓+3CO2↑
(16)将AlCl3溶液与Na2CO3溶液混合:2Al3++3CO2-3+3H2O===2Al(OH)3↓+3CO2↑(17)将AlCl3溶液与Na2S溶液混合:2Al3++3S2-+6H2O===2Al(OH)3↓+3H2S↑
(18)工业上冶炼铝:2Al2O34Al+3O2↑
【考点导引】
考点一铝的性质及应用
例题1、下列由实验现象得出正确结论的是( )
选项实验现象结论把相同大小的铝片和镁片分别投入相同浓度的NaOH溶
A
铝的金属性比镁强液中:铝溶解有气泡产生,而镁没有任何变化
取一块铝箔,用酒精灯点燃;铝箔只熔化成液体而没有
B
铝不易燃烧滴落
C 向氯化铵溶液中投入一铝片:铝片上产生大量气泡该气体是氨气
D 向氯化铝溶液中逐滴滴加NaOH溶液至过量:先产生白氢氧化铝能溶于强
色沉淀,后沉淀逐渐溶解,最后沉淀完全消失碱溶液
解析:金属性的强弱可根据金属与酸反应时金属失电子的能力强弱判断,而不是与碱反应,故A错误;没有滴落表明氧化铝的熔点高,故B错误;氯化铵溶液显酸性,与铝反应时放出氢气,故C错误;氯化铝和氢氧化钠溶液反应先生成氢氧化铝白色沉淀,氢氧化铝再和氢氧化钠溶液反应生成可溶性的偏铝酸钠,故D正确。答案:D
考点二铝的重要化合物的性质、用途及转化
例题2、工业上用某种氧化铝矿石(含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下:
对上述流程的判断正确的是( )
A.试剂X可以为氨水,沉淀中含有铁的化合物
B.CO2可以用H2SO4溶液或稀盐酸代替
C.反应Ⅱ中的离子方程式为CO2+AlO-2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO-3
D.工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al,成本更低
解析:A项,试剂X应为强碱溶液,使Al2O3溶解,A错误;B项,若用强酸代替CO2,强酸过量时,Al(OH)3会溶解,不能保证得到Al(OH)3沉淀,B错误;D项,因Al比Fe活泼,不能用Fe置换Al,D错误。答案:C
例题3、某冶金厂的矿渣含有较多的Al2O3、Fe2O3、MgO、SiO2,现欲进行综合利用以提取氧化铝、氧化镁、氧化铁作为工业原料,其设计的工艺流程如下:
已知:氧化镁与水反应生成氢氧化镁;硅酸的酸性比氢氧化铝强。饱和氯化铵溶液的pH约为5,氢氧化镁开始沉淀至沉淀完全的pH范围:9.0~12.0。氢氧化铁开始沉淀至沉淀完全的pH范围:2.7~4.0。
(1)写出过程Ⅱ中氧化铝发生反应的化学方程式:_____________________。
(2)过程Ⅲ的名称是________________________,产品乙的俗名是________。
(3)过程Ⅴ中所用适量的B是一种气体,B是________(填化学式),过程Ⅴ中所发生的反应
的离子方程式为________________________________________。
解析:矿渣粉碎后与纯碱混合熔融,Al 2O 3、SiO 2分别生成偏铝酸钠、硅酸钠。产品乙是红棕色固体,应是Fe 2O 3。根据已知信息MgO 与水反应生成Mg(OH)2,即残渣甲是Fe 2O 3和Mg(OH)2的混合物。用饱和氯化铵溶液溶解,Mg(OH)2转化为氯化镁,过滤后与氢氧化钠反应生成Mg(OH)2沉淀,灼烧得到MgO ,产品甲是MgO 。溶液丙中含有硅酸钠和偏铝酸钠,通入适量CO 2,因为硅酸的酸性比Al(OH)3强,则优先生成Al(OH)3沉淀,灼烧得到氧化铝。
答案:(1)Al 2O 3+Na 2CO 3=====高温2NaAlO 2+CO 2↑(2)溶解、过滤 铁红(3)CO 2 CO 2+3H 2O +2AlO -2
===2Al(OH)3↓+CO 2-
3
考点三镁及其重要化合物的性质及用途
例题4、从海水中提取镁的工艺流程可表示如下:
下列说法不正确的是( )
A .用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富
B .步骤⑥电解MgCl 2时阴极产生氯气
C .步骤⑤可将晶体置于HCl 气体氛围中脱水
D .上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应
解析:电解MgCl 2时阳极产生氯气,阴极产生Mg 。答案:B
例题5、(1)海水提镁的一段工艺流程如下图:
浓海水的主要成分如下: 离子
Na + Mg 2+ Cl - SO 2-
4 浓度/(g ·L -1) 63.7 28.8 144.6 46.4 该工艺过程中,脱硫阶段主要反应的离子方程式为_______________,产品2的化学式为____,1L 浓海水最多可得到产品2的质量为________g 。
(2)采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁,发生反应的化学方程式为__________;