2019-2020学年高中化学下学期第11周《铝及其重要化合物》教学设计.doc

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2019-2020学年高中化学下学期第11周《铝及其重要化合物》教学设计 课题 元铝及其重要化合物 总课时 　1 班级（类型） 　 学习 目标 　了解铝、镁及其重要化合物的主要性质和应用。 重、难点 学习环节和内容 学生活动 教师反思 考点一　铝、镁的性质及应用 1．铝的结构和存在 铝位于元素周期表第三周期ⅢA族，原子结构示意图为。铝是地壳中含量最多的金属元素。自然界中的铝全部以化合态的形式存在。 2．金属铝的物理性质 银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和导热性等，密度较小，质地柔软。 3．金属铝的化学性质 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________； ③________________________________________________________________________； ④________________________________________________________________________。 答案　①4Al＋3O22Al2O3 ②2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 ③2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ ④2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ 4．铝的用途 纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。 5．对比记忆镁的化学性质 铝 镁 与非金属 反应 能被Cl2、O2氧化 2Mg＋O22MgO 3Mg＋N2Mg3N2 与水反应 反应很困难 能与沸水反应 Mg＋2H2O Mg(OH)2＋H2↑ 与碱反应 能溶于强碱溶液 不反应 与某些氧 化物反应 能与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应 能在CO2中燃烧：2Mg＋CO22MgO＋C 深度思考 1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“” (1)铝在自然界中有游离态和化合态两种形式(　　) (2)MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂(　　) (3)Mg粉与浓NH4Cl溶液反应放出H2和NH3(　　) (4)冶炼铝时常用焦炭作还原剂(　　) (5)1 mol Al与足量的硫酸或足量的氢氧化钠溶液反应转移电子数相同(　　) (6)铝与少量NaOH溶液反应得到铝盐，与足量NaOH溶液反应生成偏铝酸盐(　　) 答案　(1)　(2)　(3)√　(4)　(5)√　(6) 2．镁在空气中充分燃烧，所得固体产物可能有________(用化学式表示)。 答案　MgO、Mg3N2、C 题组一　对比掌握铝、镁的性质 1．镁粉是焰火、闪光粉、鞭炮中不可缺少的原料。工业上制造镁粉是将镁蒸气在某种气体中冷却，有下列气体：①空气、②CO2、③Ar、④H2、⑤N2，其中可作为冷却气体的是(　　) A．①和② B．②和③ C．③和④ D．④和⑤ 答案　C 解析　加热时O2、N2、CO2等都能与镁反应。 2．下列关于铝单质的叙述中正确的是(　　) A．由于铝在空气中不会锈蚀，所以铝制品的使用寿命都很长 B．由于铝具有强还原性，所以常用铝来冶炼某些高熔点金属 C．常温下，铝被浓硫酸钝化，所以可用浓硫酸除去铝表面的铜镀层 D．由于铝的导电性能比铜强，所以常用铝制造电线、电缆 答案　B 解析　铜在加热的条件下才能与浓硫酸反应，加热时浓硫酸能与氧化铝反应；铜的导电性能比铝强。 题组二　铝与酸或碱反应的计算 3．(xx河北衡水中学高三模拟)将等物质的量的镁和铝混合，取等质量该混合物四份，分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是(　　) 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　在镁、铝混合物中加入HNO3和浓H2SO4都不产生H2；加入NaOH溶液，只有Al与之反应生成H2，而镁不反应；加入盐酸，镁、铝都与盐酸反应生成H2，所以放出H2的量最多。 4．铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出H2的金属，就铝的这一特殊性质回答下列问题： (1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是________。 (2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，产生H2的体积之比是______________________________________________________________。 (3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是________。 (4)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 molL－1的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为V(甲)∶V(乙)＝1∶2，则加入铝粉的质量为________(填字母)。 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)根据化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，得 Al与H2的关系式均为2Al～3H2，故只要参加反应的Al的量相等，所得H2的量必相等。 (2)因为在反应中Al过量，产生的H2由HCl和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl～3H2、2NaOH～3H2，故当HCl、NaOH物质的量相等时，二者产生H2的体积比为1∶3。 (3)因为铝足量且产生H2的量相等，根据关系式n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。 (4)其反应原理分别为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。可见当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多时，产生H2的体积比是1∶3，而题设条件体积比为1∶2，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于NaOH来说是不足的。 2Al＋6HCl===　2AlCl3　＋　3H2↑ 　6 mol　　　　　　　　 3 mol 　3 molL－10.1 L　　 0.15 mol 则Al与NaOH反应生成的H2为0.15 mol2＝0.3 mol。 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 227 g　　　　　　　　　　　　3 mol 5．4 g　　　　　　　　　　　　 0.3 mol 即投入的铝粉为5.4 g。 铝与酸或碱反应生成H2的量的关系 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ (1)等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应： ①产生H2的物质的量相等。 ②消耗H＋、OH－的物质的量之比为n(H＋)∶n(OH－)＝3∶1。 (2)足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应： ①消耗Al的物质的量之比为1∶3。 ②生成H2的物质的量之比为1∶3。 (3)一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应： 若产生氢气的体积比为＜＜1，则必定 ①铝与盐酸反应时，铝过量而HCl不足。 ②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而NaOH过量。 考点二　铝的重要化合物 1．氧化铝 (1)物理性质：白色固体，难溶于水，有很高的熔点。 (2)化学性质 2．氢氧化铝 (1)物理性质 白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。 (2)化学性质(用化学方程式表示) Al(OH)3的电离方程式为 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________； ③________________________________________________________________________。 答案　①Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O ②Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O ③2Al(OH)3Al2O3＋3H2O (3)制备 ①向铝盐中加入氨水，离子方程式为Al3＋＋3NH3H2O ===Al(OH)3↓＋3NH。 ②NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。 ③NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：3AlO＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓。 3．常见的铝盐 (1)硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。 (2)明矾的化学式为KAl(SO4)212H2O，它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH＜7(填“＜”、“>”或“＝”)。明矾可以净水，其净水的原理是Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。 (3)明矾溶液与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式： ①Al3＋恰好完全沉淀 2Al3＋＋3SO＋3Ba2＋＋6OH－===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓。 ②SO恰好完全沉淀 Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===AlO＋2BaSO4↓＋2H2O。 深度思考 1．在做铝的燃烧实验时，用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热至其熔化，会看到的现象是铝箔熔化，失去光泽，但熔化的铝并不滴落。原因是________________________ ________________________________________________________________________。 答案　铝箔与O2发生反应生成熔点很高的Al2O3薄膜，使内部的铝被Al2O3包裹着，所以熔化的铝不易滴下 2．中学化学学习阶段接触到许多既能与酸反应又能与碱反应的物质，除了Al及其重要化合物外，你还知道哪些？ 答案　①弱酸的铵盐，如：NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；②弱酸的酸式盐，如：NaHCO3、KHS、NaHSO3等；③氨基酸。 两性物质是指既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的化合物，上述物质中只有Al2O3、Al(OH)3、氨基酸是两性物质。 题组一　Al2O3和Al(OH)3的两性 1．(xx日照调研)将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是(　　) A．稀硝酸 B．稀盐酸 C．硝酸铜 D．氢氧化钠 答案　C 解析　钝化的实质是Fe、Al在浓H2SO4或浓HNO3作用下其表面被氧化成一层致密的氧化物保护膜。由于铝的氧化物Al2O3是一种两性氧化物，既可与强酸反应，又可与强碱反应，故A、B、D三项皆不符合题意，只有C选项中的 Cu(NO3)2不与Al2O3反应，故不可能与钝化的铝条发生反应。 2．下列除去杂质的方法不正确的是(　　) A．镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥 B．用过量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋ C．Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量CO2后过滤 D．MgO中混有少量Al2O3：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、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＋溶液中加入过量氨水时，Fe3＋、Al3＋均转化为氢氧化物沉淀，达不到除杂的目的。 含铝杂质的提纯方法归类 利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于强碱的特性，可除去许多物质中的含铝杂质，如： (1)Mg(Al)：加足量NaOH溶液。 (2)Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液。 (3)Mg(OH)2[Al(OH)3]：加足量NaOH溶液。 (4)Mg2＋(Al3＋)：加过量NaOH溶液，过滤，再加酸充分溶解。 题组二　制备Al(OH)3的最佳途径 3．用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝，下列操作步骤中最恰当的组合是(　　) ①加盐酸溶解　②加烧碱溶液溶解　③过滤　④通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀　⑤加入盐酸生成Al(OH)3沉淀　⑥加入过量烧碱溶液 A．①⑥⑤③ B．②③④③ C．②③⑤③ D．①③⑤③ 答案　B 解析　若先用盐酸溶解，Mg、Al均溶解，制取Al(OH)3的步骤较多；从NaAlO2制备Al(OH)3，加盐酸不容易控制量的多少。故B项操作步骤为最佳顺序。 4．若甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备Al(OH)3。规定必用的药品如下：350 g 70% H2SO4溶液，NaOH固体240 g，足量铝屑、水(不能用其他药品)。 甲、乙、丙用各自设计的方案制得Al(OH)3的质量分别是W1、W2、W3。三种实验方案如下： 甲：铝→加NaOH溶液→加H2SO4溶液→W1 g Al(OH)3 乙：铝→加H2SO4溶液→加NaOH溶液→W2 g Al(OH)3 丙：→W3 g Al(OH)3 试回答： (1)从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素分析，实验方案最合理的是____________。 (2)三位学生制得的Al(OH)3，W1、W2、W3其质量由大到小的顺序是__________________。 (3)制得Al(OH)3的最大质量是________。 答案　(1)丙　(2)W3>W1>W2　(3)520 g Al(OH)3的三种制备方法 方法一：可溶性铝盐溶液与过量氨水反应 反应原理：Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH 方法二：向可溶性偏铝酸盐溶液中通入过量CO2 反应原理：AlO＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO 方法三：相互促进水解法 题组三　有关Al3＋、AlO的离子反应 5．常温下，下列各组离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．在强碱性环境中：AlO、SiO、Na＋、K＋ D．0.1 molL－1明矾溶液中：NH、AlO、HCO、Na＋ 答案　C 解析　A项，Al3＋易水解，在中性溶液中水解生成Al(OH)3沉淀；B项，HCO＋AlO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO；D项，Al3＋与AlO、HCO因发生双水解反应不能大量共存。 6．(xx济宁期中)下列反应中的离子方程式书写正确的是(　　) A．向氯化铝溶液中滴加过量氨水：4NH3H2O＋Al3＋===AlO＋4NH＋2H2O B．NH4Al(SO4)2溶液中滴加少量NaOH溶液：NH＋OH－===NH3H2O C．向明矾溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液：Al3＋＋2SO＋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项，氨水不能溶解Al(OH)3；B项，NH、Al3＋同时存在时，Al3＋与OH－先反应；D项，通足量CO2时，应生成HCO。 1．离子共存问题 (1)Al3＋水解呈酸性，与OH－、AlO、CO(HCO)、S2－等不能大量共存。 (2)AlO水解呈碱性，与H＋、HCO、Al3＋、Fe3＋等不能大量共存。 2．含Al3＋的溶液与碱反应的先后顺序 当溶液中有多种离子时，要考虑离子之间的反应顺序，如向含有H＋、NH、Mg2＋、Al3＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，NaOH先与H＋反应，再与Mg2＋、Al3＋反应生成沉淀，再与NH反应，最后才溶解Al(OH)3沉淀。 考点三　用数形结合思想理解“铝三角” 1．Al3＋、Al(OH)3、AlO之间的转化关系 写出实现上述各步转化的离子方程式。 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．与Al(OH)3沉淀生成有关的图像分析 (1)可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像(从上述转化关系中选择符合图像变化的离子方程式，下同) 操作 可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量 NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量 现象 立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失 无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失 图像 方程式 序号 AB：(1)③ BD：(6) AB：(3) BC：(1)② (2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像 操作 偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量 稀盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量 现象 立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失 无沉淀→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失 图像 方程式 序号 AB：(5)② BC：(2) AB：(4) BC：(1)② 深度思考 按要求画出图像。 (1)向MgCl2、AlCl3溶液中(假设各1 mol)，逐滴加入NaOH溶液，画出沉淀的物质的量随NaOH溶液体积变化的图像。 答案　 (2)向HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl溶液中(假设各 1 mol)，逐滴加入NaOH溶液，画出沉淀的物质的量随NaOH溶液体积变化的图像。 答案　 (3)向NaOH、NaAlO2溶液中(假设各1 mol)，逐滴加入HCl溶液，画出沉淀的物质的量随HCl溶液体积变化的图像。 答案　 (4)向NaOH、Na2CO3、NaAlO2溶液中(假设各1 mol)，逐滴加入HCl溶液，画出沉淀的物质的量随HCl溶液体积变化的图像。 答案　 (5)向NaOH、Ca(OH)2、NaAlO2溶液中(假设各1 mol)，通入CO2气体，画出沉淀的物质的量随CO2通入的变化图像。 答案　 解析　反应顺序为 Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O 1 mol　 1 mol　1 mol 2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O 1 mol　　0.5 mol　0.5 mol 2NaAlO2＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋Na2CO3 1 mol　　0.5 mol　　　　1 mol　　　 0.5 mol Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3 1 mol　　1 mol CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2 1 mol　 1 mol 题组一　Al3＋、AlO形成Al(OH)3图像的综合分析 1．如图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加过程中微粒的量的关系曲线。下列判断错误的是(　　) A．①线表示Al3＋的物质的量的变化 B．x表示AlCl3的物质的量 C．③线表示Al(OH)3的物质的量的变化 D．④线表示AlO的物质的量的变化 答案　B 解析　AlCl3溶液与NaOH溶液混合有两种方式：向AlCl3溶液中缓慢滴加NaOH溶液，开始有沉淀生成后沉淀溶解，且生成沉淀与沉淀溶解消耗的NaOH的物质的量之比为3∶1，显然符合题意，则x表示NaOH的物质的量，B项错误；另一种方式是向NaOH溶液中缓慢滴加AlCl3溶液，开始没有沉淀，后有沉淀生成，与本题图示情况不符。 2．某混合溶液中可能含有HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl、Na2CO3、KCl中的一种或几种物质，往该溶液中逐滴加入NaOH溶液，产生沉淀的物质的量(n)与加入的NaOH溶液体积(V)的关系如图所示。回答下列问题： (1)溶液中一定含有的溶质是________________(填化学式，下同)，一定不含有的溶质是________。 (2)溶液中可能含有的溶质是________(填名称)，判断该物质是否存在的实验方法是________________________________________________________________________， 现象是________________________________________________________________________。 (3)分别写出AB段、BC段发生反应的离子方程式： ①AB段为____________________________________________________________； ②BC段为______________________________________________________________。 答案　(1)HCl、AlCl3、NH4Cl　MgCl2、Na2CO3 (2)氯化钾　焰色反应　透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色是否为紫色　(3)①Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ ②NH＋OH－===NH3H2O 解析　首先分析图像中的拐点、斜线及水平线所表示的化学意义。OA段是NaOH溶液中和HCl；加入过量NaOH溶液，沉淀全部溶解，说明无MgCl2，所以沉淀只有Al(OH)3；BC段是NaOH溶液与NH4Cl反应，故原溶液中一定含有HCl和NH4Cl，一定无MgCl2；又因为HCl与Na2CO3不能大量共存，所以一定无Na2CO3，可能含有KCl，可用焰色反应进行确定。 题组二　Al3＋形成Al(OH)3的简单计算 3．(xx贵州高三模拟)向30 mL 1 molL－1的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4 molL－1的NaOH溶液，若产生0.78 g白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为(　　) A．3 mL B．7.5 mL C．15 mL D．17.5 mL 答案　B 解析　解法一：把该题的信息转化为图像，用图像法求解，如图所示： 当生成沉淀0.01 mol时需NaOH 0.03 mol或0.11 mol，显然B项符合题意。 解法二：已知n(AlCl3)＝0.03 mol，n[Al(OH)3]＝0.01 mol，由沉淀的物质的量小于氯化铝的物质的量可推知此题可能有两个答案：一是氢氧化钠不足，二是氢氧化钠过量。 当碱的量不足时，则V(NaOH)＝ L＝0.007 5 L＝7.5 mL；当碱过量时，则V(NaOH)＝ L＝0.027 5 L＝27.5 mL。 4．现有AlCl3和MgSO4混合溶液，向其中不断加入NaOH溶液，得到沉淀的量与加入NaOH溶液的体积如下图所示。原溶液中Cl－与SO的物质的量之比为(　　) A．1∶3 B．2∶3 C．6∶1 D．3∶1 答案　C 解析　OA上升的直线表示Al(OH)3和Mg(OH)2一起沉淀，AB下降的直线表示Al(OH)3沉淀溶解，B点表示Al(OH)3完全溶解。AB段完全溶解Al(OH)3 消耗NaOH溶液0.1 L，则Al3＋生成Al(OH)3消耗NaOH溶液0.3 L，沉淀Mg2＋消耗NaOH溶液0.1 L，因而n(AlCl3)∶n(MgSO4)＝2∶1，所以，n(Cl－)∶n(SO)＝6∶1。 可溶性铝盐与强碱反应的计算规律 (1)求产物Al(OH)3的量 ①当n(OH－)≤3n(Al3＋)时，n[Al(OH)3]＝n(OH－)； ②当3n(Al3＋)＜n(OH－)＜4n(Al3＋)时， n[Al(OH)3]＝4n(Al3＋)－n(OH－)； ③当n(OH－)≥4n(Al3＋)时，n[Al(OH)3]＝0，无沉淀。 (2)求反应物碱的量 ①若碱不足(Al3＋未完全沉淀)： n(OH－)＝3n[Al(OH)3]； ②若碱使生成的Al(OH)3部分溶解： n(OH－)＝4n(Al3＋)－n[Al(OH)3]。 1．从海水中提取镁的流程 (1)流程： (2)主要化学反应： ①制石灰乳： CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca(OH)2； ②沉淀Mg2＋：Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋Ca2＋； ③制备MgCl2：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O； ④电解MgCl2：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。 2．工业炼铝的流程 铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界主要以化合态的形式存在于氧化铝中。铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，冶炼金属铝很重要的一个过程是Al2O3的提纯。由于Al2O3是两性氧化物，而杂质SiO2是酸性氧化物，Fe2O3是碱性氧化物，因而可设计出两种提纯氧化铝的方案。 方案一：碱溶法 讨论回答下列问题： (1)写出①、③两步骤中可能发生反应的离子方程式。 答案　①Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O， SiO2＋2OH－===SiO＋H2O。 ③AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO， SiO＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO。 (2)步骤③中不用盐酸(或H2SO4)酸化的理由是__________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　因为AlO与酸反应生成的Al(OH)3具有两性，可溶于强酸，不易控制酸的量；CO2廉价而且生成的副产物NaHCO3用途广泛，经济效益好 (3)步骤④中得到较纯的Al2O3，可能含有________________杂质，在电解时它不会影响铝的纯度的原因：_______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　SiO2　由于SiO2的熔点很高，在加热到1 000 ℃ 左右时不会熔化，因而不影响铝的纯度 方案二：酸溶法 讨论回答下列问题： (1)写出①、②中可能发生反应的离子方程式。 答案　①Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O， Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。 ②Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O， Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。 (2)步骤②中不用氨水沉淀Fe3＋的原因：_________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　Al(OH)3只能溶于强碱，不能溶于氨水，用氨水不能将Fe(OH)3和Al(OH)3分离 专题训练 题组一　铝的提炼过程 1．铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝： 下列说法中错误的是(　　) A．①②中除加试剂外，还需要进行过滤操作 B．a、b中铝元素的化合价相同 C．③中需要通入过量的氨气 D．④进行的操作是加热，而且d一定是氧化铝 答案　C 解析　反应①后的体系中含有固体二氧化硅，需要过滤除去，反应②后的体系中含有氢氧化铁沉淀，需要过滤除去，A正确；a、b中Al元素分别以AlCl3和NaAlO2形式存在，其中铝的化合价都是＋3价，B正确；由NaAlO2制备氢氧化铝需要通入过量二氧化碳，C错误；由氢氧化铝制备氧化铝，加热即可，D正确。 题组二　对海水提镁流程的理解 2．被称为“国防金属”的镁,60%来自海洋，从海水中提取镁的正确方法是(　　) 物质 氧化镁 氯化镁 熔点/℃ 2 852 714 A．海水Mg(OH)2Mg B．海水MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)Mg C．海水Mg(OH)2MgOMg D．海水Mg(OH)2MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)Mg 答案　D 3．(xx银川高三质检)从海水中提取镁的工艺流程如图所示： 下列说法错误的是(　　) 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MgCl2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 答案　B 解析　海水中含有大量的镁，A项正确；电解MgCl2时，阳极产生Cl2，B项错误；加热脱水过程中Mg2＋能水解生成Mg(OH)2，为防止Mg2＋水解，应在HCl气体氛围中脱水，C项正确；①、③、⑥分别为化合反应、复分解反应、分解反应，D项正确。 1．(高考选项组合题)下列关于铝及其化合物的叙述正确的是(　　) A．铝罐可久盛食醋(xx福建理综，6C) B．氢氧化铝可作胃酸的中和剂(xx四川理综，1D) C．明矾用作净水剂不涉及化学变化(xx重庆理综，1A) D．铝与Fe2O3发生铝热反应，反应后固体物质增重(xx新课标全国卷Ⅱ，9C) 答案　B 解析　铝罐容易受食醋中的醋酸腐蚀而破裂，无法久盛食醋，A错；明矾用作净水剂是利用Al3＋水解生成的氢氧化铝胶体的吸附性，涉及化学变化，C错；铝与氧化铁反应，反应前后都是固体，质量不变，D错。 2．(高考选项组合题)下列有关铝及其重要化合物的叙述正确的是(　　) A．制备Al(OH)3悬浊液：向1 molL－1 AlCl3溶液中加过量的6 molL－1 NaOH溶液 (xx江苏，13A) B．向Al2(SO4)3溶液中加入过量的NH3H2O：Al3＋＋4NH3H2O===[Al(OH)4]－＋4NH (xx山东理综，12C) C．用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝滴落下来，金属铝的熔点较低(xx全国卷Ⅰ，10C) D．将AlCl3加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生(xx山东理综，10A) 答案　D 解析　A项，Al(OH)3是两性氢氧化物，可以和过量氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，故不能制备氢氧化铝悬浊液，错误；B项，Al(OH)3只能溶于强碱，不能溶于氨水；C项，铝在空气中加热生成氧化铝的熔点较高，所以内部熔化的铝不会滴落；D项，Al3＋与HCO发生双水解反应，生成Al(OH)3沉淀和CO2气体。 3．(xx北京理综，7)下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是(　　) A．K B．Na C．Fe D．Al 答案　D 解析　金属铝在空气中表面会形成一层致密的氧化膜保护层，防止内层的金属进一步被氧化，D正确。K、Na、Fe表面形成的氧化膜比较疏松，不能保护内层金属，A、B、C错误。 4．(xx海南，14)KAl(SO4)212H2O(明矾)是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐(主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题： (1)为尽量少引入杂质，试剂①应选用________(填标号)。 a．HCl溶液 b．H2SO4溶液 c．氨水 d．NaOH溶液 (2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)沉淀B的化学式为_____________________________________________________； 将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是_________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)d　 (2)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ (3)Al(OH)3　Al3＋水解，使溶液中H＋浓度增大 解析　(1)易拉罐的主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质，试剂①的作用是将Al溶解并除去Fe、Mg杂质，HCl溶液和H2SO4溶液可溶解Al及Fe、Mg杂质，会引入Fe2＋、Mg2＋，氨水不溶解Al；NaOH溶液可溶解Al，但不溶解Fe、Mg杂质，故d项符合。(2)选用NaOH溶液溶解易拉罐，主要发生反应2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。(3)滤液A中铝元素以AlO形式存在，与溶液中HCO发生复分解反应：AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO，故沉淀B为Al(OH)3，明矾溶于水时，KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO，Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，使溶液呈弱酸性。