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第3讲 镁、铝及其化合物基础盘点一、金属的通性及合金 自我诊断 1.下列说法正确的是 A.所有不锈钢都只含有金属元素 B.我国流通的硬币材质是金属单质 C.广东打捞的明代沉船上存在大量铝制餐具 （D）D.镁合金的硬度和强度均高于纯镁解析 A项不锈钢都含有C等非金属元素；流通 硬币材质是合金，明代还没有铝制品，B、C错；<
br />D项一般来说合金熔点比成分金属低，硬度强度均比成分金属大。基础回归1.金属的通性 金属在通常状况下都是不透明、有金属光泽的固 体（汞除外），都能导电、导热、有延展性。 大多数金属原子最外层有 1~2 个电子，少数金属 原子最外层有 3~6 个电子，金属元素在同周期元 素中原子半径 较大。 金属元素的主要化合价为 +1、+2、+3 价，也有少数金属能表现较高的化合价如等。金属元素原子只能 失去电子，不能得到电 子，所以金属只有正化合价，没有负 化合价。 还原 性，没有 氧化 性。 金属单质只有2.合金 （1）定义：把两种或两种以上的 金属（或 金属与非金属 ） 熔合而成的具有金属特性的物质叫做合金。 （2）特点： ①多数合金的熔点比其成分金属都要低，而不是 介于两种成分金属的熔点之间。②有比成分金属更好的硬度 、强度和机械加工性能。二、镁、铝的性质 自我诊断 2.已知Mg3N2是黄绿色固体，极易与水反应，MgO和Mg(OH)2都是白色固体。（1）Mg在空气中燃烧有哪些物质生成？以何者 为主？你是如何判断的？ （2）1 mol Mg在干燥的空气中燃烧完全，生成物 的质量 40 g（填“&”、“&”或“=”）。 （3）镁在空气中燃烧有时有白烟生成，下雨天更 明显，何故？答案（1）有MgO、Mg3N2、C等物质生成，以MgO为主，由实验现象可知。（2）& (3)下雨天Mg3N2水解，生成白色的Mg(OH)2，所以现象更明显（Mg3N2+6H2O2NH3↑）。3Mg(OH)2↓+基础回归镁和铝的性质比较镁 物理性质 铝 密度较小，熔点较低 ,硬度较小,银白色。 铝的硬度、熔、沸点比镁 大 常温下被O 氧化，生成致密 氧化膜 ，因而2与非金属 具有抗腐蚀性 2MgO , 如O2的 2Mg+O2 化 在空气中点燃，发 反应 学 出耀眼白光 性 与H O Mg+ 2 H2O(沸水) 2 质 Mg(OH)2+H2↑ 的反应 与氧化物 2 Mg+CO2 2MgO+C 的反应2Al2O3 , 4Al+3O2 在纯氧中或高温下 可燃烧8 Al+ 3 Fe O 9Fe 3 4 +4Al2O3 (铝热反应)与非氧化 性酸的反 应 与浓硫酸、 浓硝酸 的反应Mg+ 2 H+ Mg2++H2↑ 反应，不放H22 Al+ 6 H+ 2Al3++3H2↑ 常温下钝化 2 Al+ 2 OH-+ 2 H2O 2 A lO ? +3H2↑ 2与碱的 反应 用途 制合金、 飞机、照明弹等制合金、飞机、 导线、日用品等指点迷津 由于Mg、Al属于第三周期元素，Mg的核电荷数较 Al少，原子半径较Al大，在化学反应中比Al更易失去电子，所以Mg比Al活泼。Al可以与NaOH等强碱溶液反应，而镁不能。三、镁、铝的重要化合物 自我诊断 3.某校化学兴趣小组用如图所示过程除去AlCl3溶液中含有的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： 什么？ 。 ， ， 。氢氧化钠溶液能否用氨水代替，为（2）溶液a中存在的离子有 为此，改进方法是 液后，如何得到AlCl3晶体？ 解析；在溶液a中加入盐酸时需控制溶液的pH，为什么？。；（3）为了研究AlCl3晶体的性质，在得到AlCl3溶 。 所给溶液中有Al3+、Mg2+、K+、Cl-，除掉杂质只得AlCl 3 ，则应先加足量的NaOH溶液使Mg2+沉淀完全，Al3+全部转化成 A lO ? 后，过滤将 2 Mg(OH) 2 除掉，后往滤液中通入过量的 CO 2 ,使A lO ?转化成Al(OH) 3沉淀析出，过滤,向所得沉淀 2中加足量盐酸,转化为AlCl3即可。答案（1）Mg2++2OHAl(OH)3↓Al3++3OHAl(OH)3+OH-Mg(OH)2↓A lO ? +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 （2）Cl-、K+、A lO ? 、H+、OH-、Na+ 2因为氢氧化铝能与强酸反应，所以在加入盐酸使 A lO ? 2转化为Al(OH)3沉淀时，需要控制溶液的pH，以防 止 A lO ?部分转化成Al3+ 在溶液a中通入过量二氧 2 化碳气体 （3）在HCl气氛中加热AlCl3溶液，使水蒸发以得到AlCl3晶体基础回归 Mg、Al的氧化物及氢氧化物既有相同点，也有 不同点 （1）相同点：①MgO和Al 2 O 3 都属于高熔点氧化物，它们都难溶于水。②都与H+反应，其反应的离子方程式为 MgO+2H+ Al2O3+6H+ 程式为 Mg(OH)2 2Al(OH)3 Mg2++H2O; 2Al3++3H2O 。 MgO+H2O③Mg(OH)2、Al（OH）3受热都分解，其分解方 Al2O3+3H2O 。（2）不同点：MgO、Mg(OH) 2 不与强碱溶液反应，而Al 2 O 3 、Al(OH) 3 却与强碱溶液反应。反应的离子方程式为 Al(OH)3+OHAl2O3+2OH2 A lO ? +H2O 2A lO ? +2H2O 。 2（3）Al(OH)3既与强酸反应也与强碱溶液反应是 H2O+ A lO ? 因为Al(OH)3在水溶液中存在下列平衡： 2 +H+ Al(OH)3 Al3++3OH- ,加酸平衡向 碱式 电离方向 移动，生成 Al3+ ;加碱平衡向酸式电离方向A lO ? 。 移动，生成 2思考 既能与酸反应又能与碱反应的物质有哪些？ 答案 ①金属单质：Al、Zn等；②两性氧化物： Al2O3等；③两性氢氧化物：Al(OH)3等；④弱酸 的酸式盐：NaHCO3、KHS、NaHSO3等；⑤弱 酸的铵盐：（NH4）2CO3、CH3COONH4、 （NH4）2S等。要点突破要点一1.金属与酸反应的计算（1）实质：M+nH+金属与酸或碱反应生成H2的量的关系 Mn++ n H2↑2（2）规律：①金属与酸反应失去电子的物质的量 等于产生氢原子的物质的量。②相同物质的量 的金属与足量酸反应产生H2的物质的量之比等 于反应后对应金属呈现的化合价之比。 （3）常用方法：①守恒法：守恒法是化学计算中 常用的方法，包括原子守恒、电荷守恒、得失 电子守恒等。②平均值法：平均值法是混合物 组分含量求解的常用方法，可设平均摩尔质量， 要注意结合化合价进行转化。2.铝与酸或碱反应生成H2的量的关系 （1）原理 2Al+6HCl 2Al——2AlCl3+3H2↑ 2AlCl3+3H2↑2Al+2NaOH+2H2O(2)规律2Al——2NaAlO2+3H2↑2NaAlO2+3H2↑①等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，VHC l (H2 ) 产生氢气的体积比为 =1∶1。 VNaOH (H2 )②足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠VHC l (H2 ) 反应，产生氢气的体积比为 =1∶3。 VNaOH (H2 )③一定量的铝分别和一定量的盐酸和氢氧化钠反应若产生氢气的体积比为则必定是：1 VHC l (H2 ) 1 ? ? ， 3 VNaOH (H2 ) 1a.铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足。b.铝与氢氧化钠反应时，铝不足而氢氧化钠过量。【典例导析1】将某份铁铝合金样品均分为两份， 一份加入足量盐酸，另一份加入足量NaOH溶 液，同温同压下产生的气体体积比为3∶2，则样品中铁、铝物质的量之比为A.3∶2 思路导引 B.2∶1 C.3∶4（）D.4∶3解答本题时需明确以下三点：①Fe、Al均能与 盐酸反应产生H2；②只有Al能与NaOH溶液反 应产生H2；③根据金属与酸、碱反应生成H2的 量的关系式计算。解析设每份Fe、Al合金样品中含铁、铝的物质3 的量分别为x、y,则由Fe2HCl H2↑,Al 3HCl H2↑, 2 3 3 3y Al NaOH H2↑三个关系得知（x+ )∶ y= 2 2 23∶2， 解得x∶y=3∶4。答案 C思维提升若将盐酸改为稀HNO3且稀HNO3只被还原为NO，则Fe、Al物质的量之比为多少？ 提示 Fe、Al与足量稀硝酸反应产生NO，用同样 的方法，设铁、铝的物质的量分别为x、y，则 （x+y）∶ y=3∶2，得x∶y=5∶4。3 2迁移应用1甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol/L的盐酸和氢氧化钠溶液，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为甲∶乙=1∶2，则加入铝粉的质量为 ( A.5.4 g B.3.6 g C.2.7 g )D.1.8 g解析 2H2O铝和盐酸的反应式：2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑,铝与NaOH溶液的反应式：2Al+2NaOH+2NaAlO2+3H2↑。若在等物质的量的盐 酸和NaOH溶液中分别投入足量的铝粉，则产生的 H2之比为1∶3。若铝粉均完全反应，则产生的H2 之比为1∶1。现在氢气的量之比为1∶2,说明铝粉的量对盐酸来说是过量的，对氢氧化钠是不足的。所以不难计算与盐酸反应的铝粉是2.7 g,与NaOH 溶液反应的铝粉是5.4 g，故本题应选A。 答案 A要点二“铝三角”及其应用1.“铝三角”是指Al3+、Al(OH)3、A lO ? 相互转化 2的三角关系。根据“铝三角”完成对应的离子 方程式。(1)Al3+Al(OH)3 Al（OH）3↓+3 NH ? 43+ ③ Al +3OH3+ ① Al +3NH3·H2O Al3++3 A lO ? +6H2O ② 24Al（OH）3↓Al（OH）3↓(2)Al(OH)3(3)Al3+Al3+ Al3++3H2OAl（OH）3+3H+ Al3++4OH-A lO ? 2 A lO ? +2H2O 2Al3+ Al3++2H2O(4) A lO ? 2 ? A lO 2 +4H+ (5) A lO ? 2Al(OH)3①NaAlO2溶液中通少量CO2： NaAlO2溶液中通入足量CO2： 2 A lO ? +CO2+3H2O 22 2Al(OH)3↓+ CO3 ?A lO ? +CO2+2H2O 2? Al(OH)3↓+ HCO33+ ② 3 A lO ? +Al +6H2O 2? ③ A lO 2 +H++H2O4Al(OH)3↓ Al(OH)3↓(6)Al(OH)3 2.应用Al(OH)3+OH-A lO ? 2A lO ? +2H2O 2（1）制取Al(OH)3(2)离子共存问题2 ? Al3+与HS-、S2-、A lO ? 、 HCO3 、CO3 ? 因水解 2 相互促进而不能大量共存；A lO ? 与 NH ?、Al3+、Fe3+等也不能大量共存。 4 2【典例导析2】把由NaOH、AlCl3、MgCl2三种固体组成的混合物溶于足量水中，有0.58 g白色难溶物析出，向所得溶液中逐滴加入0.5 mol/L的 盐酸，加入盐酸的体积和生成沉淀的质量如下 图所示：(1)混合物中NaOH的质量是；AlCl3的质量是；MgCl2的质量为 。 。 （2）C点表示盐酸加入的体积为解析分析图象中A、B、C、D点的意义：D→A表示先加10 mL HCl是中和原来过量的NaOH; A→B表示加入20 mL盐酸与NaAlO2反应，使之全部转 化成Al(OH) 3 沉淀；B点表示沉淀最大值，且为 Mg(OH)2和Al(OH)3沉淀的混合物；B→C表示加入 盐酸使两沉淀完全溶解。再进行计算。 （1）由图象可知n(Mg2+)= 由 A lO ?+H++H2O 2 1 (30-10)×10-3×0.5 所以0.58 g =0.01 mol 58 g/mol Al(OH)3↓1 n［Al(OH)3］n(Al3+)=n［Al(OH)3］=(30-10)mL×10-3L/mL×0.5 mol/L=0.01 mol 混合物中n(NaOH)=n(Mg2+)×2+n(Al3+)×4+10 mL×10-3L/mL×0.5 mol/L=0.01 mol×2+0.01 mol×4+0.005 mol=0.065 mol故NaOH的质量0.065 mol×40 g/mol=2.6 gMgCl2的质量0.01 mol×95 g/mol=0.95 g AlCl3的质量0.01 mol×133.5 g/mol=1.335 g(2)C点加入盐酸的体积为0.01 mol? 3 0.01 mol? 2 3 mL·L-1+ 30 mL+ ×10 0.5 mol/L 0.5 mol/L×103mL·L-1=130 mL。答案(1)2.6 g1.335 g0.95 g(2)130 mL误区警示 不少同学对（2）中C点表示盐酸体积的计算不会应用“整个溶液离子守恒关系”，因此计算过程比较繁琐。这是由于不能整体上把握 反应过程的实质，希望在高考备考复习中引起注 意，养成从整体上把握反应实质来理解分析问题 的习惯。迁移应用2有MgCl2、Al2(SO4)3的混合溶液，向其中不断加入NaOH溶液，得到沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系如图所示，则溶液 中 MgCl 2 与Al 2 (SO 4 ) 3 的物质的量浓度之比为 ( A.1∶1 B.2∶3 C.3∶2 ) D.2∶1解析Al(OH)3+OH0.25V 0.25V 0.25VA lO? +2H2O 2Al3+ + 3OH0.25V 0.75V Mg2+ + 2OH-Al(OH)3 Mg(OH)20.125V 0.25V0.25V 故c(MgCl2)∶c［Al2(SO4)3］=0.125V∶ 2 =1∶1。答案 A要点三Al(OH)3的制备与试剂的选择1.实验原理方案一用铝盐（Al3+）制取Al(OH)3Al(OH)3↓+3 NH? 4 NH3·H2O加入氨水至沉淀完全，一般不用NaOH等强碱。 Al3++3NH3·H2O方案二用铝屑、烧碱、稀H2SO4制取Al(OH)3H2SO4 Al3+ Al(OH)3;方法一：AlCO2 方法二：Al NaOH A lO? Al(OH)3; 2 Al H2SO4 Al3+ 方法三： NaOH A lO? Al 2H2 OAl(OH)3。每制取1 mol Al(OH)3，方法一耗H+和OH-各 3 mol；方法二耗H+和OH-各1方法三耗H+ 和OH-各3/4 mol。故方法三最节省原料。 2.实验步骤（以方案一为例） 在试管里加入10 mL 0.5 mol/L的Al2(SO4)3溶液，滴加氨水，生成白色沉淀，继续滴加氨水，直至不再产生沉淀为止。过滤，用蒸馏水洗涤沉 淀，可得到较纯净的Al(OH)3。3.注意事项(1)氢氧化铝易溶于强碱而不溶于氨水，因此实 验室制备氢氧化铝时一般不用氢氧化钠等强碱 代替氨水，以免强碱过量时氢氧化铝溶解，或 强碱不足时铝离子未完全沉淀。(2)洗涤氢氧化铝沉淀，其目的是洗去氢氧化铝表面附着的硫酸铵等杂质。 (3)洗涤的方法是：向盛有氢氧化铝沉淀的过滤器中倒入适量蒸馏水至刚好浸没沉淀，等水自然流出后，再重复操作2~3次。【典例导析3】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 铝→加H2SO4溶液 丙： 铝→加NaOH溶液 →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 量由大到小的顺序是 （3）制得Al(OH)3的最大质量是 。 。 。 （2）三位学生制得的Al(OH)3,W1、W2、W3其质解析 甲：2Al+2OH-+2H2O2 AlO? +3H2↑ 2AlO? +H++H2O 2乙：2Al+6H+Al(OH)3↓ 2Al3++3H2↑Al3++3OHAl(OH)3↓ 3H+ Al3+,3Al 3OH- 3 AlO? 丙：Al 2所以Al3++3 AlO? +6H2O 24Al(OH)3↓分析：(从化学方程式计量数看) 甲：制取2 mol Al(OH)3消耗H+ 2 mol,OH- 2 mol。乙：制取2 mol Al(OH)3消耗H+ 6 mol,OH- 6 mol。丙：制取4 mol Al(OH)3消耗H+ 3 mol,OH- 3 mol。 即制取2 mol Al(OH)3消耗H+ 1.5 mol,OH- 1.5 mol。结论是丙以较少的原料制出较多的Al(OH)3，最好； 乙以较多的原料制出较少的产品，最差。相同的原料制取的Al(OH)3应是W3&W1&W2。350 g? 70% ×2=5 mol 98 g/mol 240 g n(OH-)= =6 mol 40 g/mol 由电荷守恒：OH-过量，按H+计算n（H+）=按丙的方法：3H+~3OH-~4Al(OH)3 3 mol 312 g 5 mol x 312 g? 5 mol x= =520 g。 3 mol 答案 （1）丙 （2）W3&W1&W2 (3)520 g对点训练题组一 Mg、Al的性质1.由锌、铁、镁、铝四种金属中的两种组成的10 g混合物与足量的盐酸反应，产生的氢气在标准 状况下为11.2 L，则混合物中一定含有的金属是 ( A.锌 B.铁 C.镁 D.铝 )解析金属金属的摩尔电子质量=Mg 121 mol金属的质量 (g) 金属的化合价Al 9 Zn Fe摩尔电子质量（g/mol）32.5 28生成11.2 L（标准状况）H2，转移电子数为1 mol，所以该混合金属的平均摩尔电子质量为 10 g/mol,该题选项中Zn、Fe、Mg的金属摩尔电 子质量均大于10 g/mol，所以混合物中必含铝。 答案 D2.某化学兴趣小组用回收的镁铝合金制取氢气。现 有10.8 g镁铝合金，下列说法正确的是 可放出0.6 mol H2 B.常温下与足量2 mol/L HNO3溶液反应，最少可 放出0.45 mol H2 C.常温下与足量2 mol/L H2SO4溶液反应，放出 （ ） A.常温下与足量18 mol/L H2SO4溶液反应，最多H2的物质的量在0.45～0.6 mol之间D.常温下与足量2 mol/L NaOH溶液反应，放出 H2的物质的量在0.45～0.6 mol之间解析利用极限,把10.8 g金属都看成Mg,n(Mg)=0.45 mol，生成H2也为0.45 mol；若全部为Al，n（Al）=0.4 mol，可生成H2 0.6 mol；所以选C；金属与浓硫酸、硝酸反应不生成H2，Mg与NaOH 不反应，排除A、B、D项。 答案 C3. 将2.4 g镁、铝混合物粉末溶于75 mL 4 mol/L的 盐酸中，反应一段时间后，再加入250 mL 1.5mol/L的NaOH溶液后待反应完全，此时溶液中大量存在的是 A.Na+、Mg2+ C.Mg2+、A lO? 2 解析 B.Al3+、Mg2+ D.Na+、 AlO? 2 MgCl2+ ( )发生反应依次为Mg+2HCl NaCl+H2O,MgCl2+2NaOHH2↑, 2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑;HCl+NaOHMg(OH)2↓ NaAlO2+3NaCl++2NaCl,4NaOH+AlCl32H2O,因为NaOH过量，所以Al最终转化为 A lO? 。 2题组二Al、Mg重要化合物的性质及推断4.双羟基铝碳酸钠是医疗上常用的一种抑酸剂，其 化学式是NaAl(OH)2CO3。关于该物质的说法正确的是A.该物质属于两性氢氧化物 B.该物质是Al(OH)3和Na2CO3的混合物(D )C.1 mol NaAl(OH)2CO3最多可消耗3 mol H+ D.该药剂不适合于胃溃疡患者服用解析双羟基铝碳酸钠属于盐类，A错误；它是一种化合物，属于纯净物，不是混合物，B错 误；1 mol NaAl(OH)2CO3最多可消耗4 mol H+,C 错误；由于能与胃酸反应放出CO2气体，故不适 合于胃溃疡患者服用。5. 在前一种分散系中慢慢滴加后一种试剂，能观察到先生成沉淀后变澄清的是()①氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液②偏铝酸钠溶 液中加盐酸③氢氧化钠溶液中滴加氯化铝溶液④氯化铝溶液中滴加氨水⑤硝酸银溶液中滴加氨水⑥氢氧化铁胶体中滴加硫酸 A.①②⑤⑥ C.①②④⑤ B.②③④⑥ D.③④⑤⑥解析①先生成Al(OH)3沉淀，再生成可溶性的AlO? ；②先生成Al(OH)3，再生成可溶性的Al3+; 2③先生成 AlO? ，再生成Al(OH)3，即一段时间后 2 观察到沉淀出现；④立即观察到沉淀出现但不会 变澄清；⑤先生成AgOH沉淀,再生成可溶性的 ［Ag(NH3)2］+； ⑥胶体的聚沉现象，先出现Fe(OH)3沉淀，再发生酸碱中和，生成Fe3+。答案 A6. （1）将350 mL 1 mol/L NaOH溶液逐滴滴入100 mL 1 mol/L AlCl3溶液中。（2）将100 mL 1 mol/L AlCl3溶液逐滴滴入 350 mL 1 mol/L NaOH溶液中，结果是 （ B） 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 解析 无论怎样滴加，都无气体放出，最后Al元素的存在状况（1）与（2）完全相同，但现象不同。7.锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物既能溶于强酸，又能溶于强碱。但是氢氧化铝不溶于氨水，而氢氧化锌能溶于氨水，生成［Zn(NH3)4］2+。 回答下列问题：(1)单质铝溶于氢氧化钠溶液后，溶液中铝元素的存在形式为 (用化学式表示)。 。 (3)下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验 (2)写出锌和氢氧化钠溶液反应的化学方程式：方法即可鉴别的是。①硫酸铝和氢氧化钠②硫酸铝和氨水③硫酸锌和氢氧化钠④硫酸锌和氨水(4)写出可溶性铝盐与氨水反应的离子方程式： 。 试解释在实验室不适宜用可溶性锌盐与氨水反应 制备氢氧化锌的原因： 解析 （1）Al与NaOH发生反应： 2NaAlO2+3H2↑。溶液中 2Al+2NaOH+2H2O Al以 A lO ? 形式存在。 2 。（2）仿照Al和NaOH的反应，可以写出Zn与NaOH反应的方程式：Zn+2NaOH Na2ZnO2+H2↑。（3）①少量Al 2 (SO 4 ) 3 滴入NaOH中没有沉淀，生 成 A lO ? ；少量NaOH滴入Al2(SO4)3中有沉淀。 2 ②Al2(SO4)3滴入氨水中有沉淀；氨水滴入 Al2(SO4)3中也有沉淀。③少量ZnSO4滴入NaOH中没有沉淀，生成Zn O 2? ； 2少量NaOH滴入ZnSO4中有沉淀。 ④少量ZnSO4滴入氨水中没有沉淀，生成 ［Zn(NH3)4］2+；少量氨水滴入ZnSO4中有沉淀。 所以,用相互滴加的实验方法就能鉴别的有①③④。（4）根据给出信息，写出方程式：Al3++3NH3·H2O Al(OH)3↓+3 NH ? 4 可溶性锌盐与氨水反应产生的Zn(OH)2可溶于过量 氨水，生成［Zn(NH3)4］2+，所以实验过程中加入 氨水的用量不易控制。答案(2)Zn+2NaOH(1) A lO ? ［或 A l(OH) ?］ 4 2Na2ZnO2+H2↑ Na2Zn(OH)4+H2↑ Al(OH)3↓+3 NH ? 可溶性 4或Zn+2NaOH+2H2O(3)①③④(4)Al3++3NH3·H2O 锌盐与氨水反应产生的Zn(OH)2可溶于过量氨水中， 生成［Zn(NH3)4］2+，氨水的用量不易控制。8.由短周期元素组成的单质A、B、C和甲、乙、丙、丁、戊五种化合物有如图所示的转换关系，甲是工业上制取A的主要原料。请回答：(1)写出下列物质的化学式：A,乙。。（2）写出甲物质在工业上的任意两种主要用途（3）写出下列变化的化学方程式：①A与NaOH溶液反应的化学方程式： ②乙与过量CO2反应的离子方程式: ③戊溶液与乙溶液混合的离子方程式: ； ； 。解析本题的“突破口”是单质A与NaOH溶液反应，生成单质C，则C为H2，A可能是铝或硅，而A和B的产物甲能与盐酸反应，推知A为Al,B为O2。 答案（1）Al NaAlO2 （2）作耐高温材料；制取铝单质 （3）①2Al+2NaOH+2H2O ② A lO ? +CO2+2H2O 2 ③Al3++3 A lO ? +6H2O 2 2NaAlO2+3H2↑ Al(OH)3↓+ HCO ?34Al(OH)3↓9.A、B、C、D、E五种化合物均含有某种短周期常见元素，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，焰色反应为浅紫色（透过蓝色 钴玻璃）。(1)写出化学式：A D A ，E B： 。，B，C，（2）写出下列反应的离子方程式： ；A解析D：。本题的突破口应在B、C两物质上，只要推断出B、C，其他物质的推断就很容易了。在短周期元素的化合物中，既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的，必为两性物质，又因为B △ C，故可知C为Al2O3，B为Al(OH)3，依次推出D是 AlCl3，A与过量CO2反应生成Al(OH)3，且A溶液 的焰色反应为浅紫色,则A为KAlO2,E为NaAlO2。相应的化学反应方程式也不难写出。答案（1）KAlO2 Al(OH)3Al2O3AlCl3NaAlO2(2) A lO ? +CO2+2H2O 2? Al(OH)3↓+ HCO3A lO ? +4H+ 2Al3++2H2O定时检测一、选择题(本题包括12小题,每小题5分,共60分)1.(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 浮物，可用于水的净化 ( ) A.明矾水解形成的Al（OH）3胶体能吸附水中悬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解析电解饱和MgCl2溶液发生的反应为： MgCl2+2H2O 通电 Mg(OH)2↓+H2↑+Cl2↑,无法 制得金属镁。 答案 D2.(2009·上海，15)镁和铝分别与等浓度、等体积 的过量稀硫酸反应，产生气体的体积（V）与时间（t）关系如下图。反应中镁和铝的A.物质的量之比为3∶2 B.质量之比为3∶2 C.摩尔质量之比为2∶3 D.反应速率之比为2∶3（）解析镁与稀硫酸反应：Mg+H2SO4MgSO4+H2↑，铝与稀硫酸反应：2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑，由图象知，产生的H2的量相同， 各产生1 mol H2时，需Mg 1 mol，质量为24需Al mol，质量为18 g。故A正确，B、C错误。 Mg的反应速率大于Al的，D错误。 答案 A2 33.(2009·上海，22改编)实验室将9 g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质为18 g，则该 氧化物粉末可能是 ①Fe2O3和MnO2 ③Cr2O3和V2O5 A.①④ B.②③ ②MnO2和V2O5 ④Fe3O4和FeO （ ）C.①③ D.②④ 9g 1 解析 n（Al）= mol，Al完全反 ? 27 g/mol 3 1 应时转移电子的物质的量为 mol×3=1 mol，3则生成金属的摩尔电子质量（转移1 mol e-生成 金属的质量）为18 g/mol。56 g ①生成Fe的摩尔电子质量为 =18.67g/mol， 3 mol 55g 生成Mn的摩尔电子质量为 =13.75 g/mol, 根 4 mol据平均值规律，①项正确；②项生成Mn的摩尔电51g 子质量为13.75 g/mol,生成V的摩尔电子质量为 5 mol =10.2 g/mol，根据平均值规律，②项不可能生成单质18 g；同理，③项也不可能生成单质18④项Al完成反应时生成Fe的质量大于18g,当氧化物粉末不足量时，生成的金属可能为18 g,④项正确。答案 A4.(2009·江苏，3)下列所列各组物质中， 物质之间通过一步反应就能实现如图所示转化的是()解析A中的Al(OH)3无法通过一步反应制得Al,ACu错误；HNO3（稀）O2、H2OHNO3,B正确；SiO2不溶于水，无法通过O2 NO,NO NO2, NO2 H2O一步反应制得H2SiO3，C错误；CH3CHO无法通过 一步反应制得乙烯，D错误。 答案 B5.(2009·四川理综，11)向m g镁和铝的混合物中 加入适量的稀硫酸，恰好完全反应生成标准状况下的气体b L。向反应后的溶液中加入c mol/L氢氧化钾溶液V mL，使金属离子刚好沉淀完全， 得到的沉淀质量为n g。再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止，得到固体p g。则下列关系不正确的是 1 000 b A. c ? 11 .2V C.n=m+17Vc （Vc B. p ? m ? 125 5 17 m? p? m D. 3 9）解析向m g Mg、Al的混合物中加入适量的稀H 2 SO 4 ，恰好完全反应 ，溶液中只有MgSO 4 、Al2(SO4)3两种物质，且Mg2+与Al3+的质量和为m g；向反应后的溶液中加入c mol/L KOH溶液V mL， 使金属离子恰好完全沉淀，发生的反应是：Mg 2 + + 2OH -Mg（O H） 2 ↓，Al 3 + +3OH -Al(OH) 3 ↓，则得到沉淀的质量是Mg 2 + 、 Al3+的质量与NaOH溶液中OH- 质量的质量和，所 以n=m+V×10-3×c×17=m+1.7×10-2 Vc，C项错 误。答案C6.（2008·广东，6）相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应，至体系中均无固体物质，消耗碱量最多的是 A.Al C.AlCl3 B.Al(OH)3 D.Al2O3 ( )解析根据化学反应物质的量关系：A:1 mol Al~1 mol NaOH,B:1 mol Al(OH)3~1 mol NaOH,C:1 molAlCl3~4 mol NaOH,D:1 mol Al2O3~2 mol NaOH。若消耗4 mol NaOH，需要m(Al)=4 mol×27 g/mol =108 g,需要m［Al(OH)3］=78 g/mol×4 mol=312 g, 需要m(AlCl3)=1 mol×133.5 g/mol=133.5 g,需要 m(Al2O3)=2 mol×102 g/mol=204 g。由以上判断可 知，相同质量时Al消耗NaOH最多。 答案 A7. 下列各反应的离子方程式中，错误的是 ( B ) A.硫酸铝溶液中加入过量的氨水：Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3 NH? 4? B.铁片放入过量的稀硝酸中：3Fe+8H++2 NO33Fe2++2NO2↑+4H2O C.将铝片放入过量NaOH溶液中：2Al+2OH+2H2O Al3++2H2O 2 A lO? +3H2↑ 2 D.偏铝酸钠与过量盐酸反应： lO? +4H+ A 28. 下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是 （ C） A.铝在常温下不能与氧气反应 B.铝不能与氯气反应C.铝既能溶于酸，又能溶于碱D.氧化铝只能与酸反应，不能与碱反应 解析 铝在常温下可和O2反应，A错；铝能与氯 气反应，B错；氧化铝是两性氧化物，既能与 酸反应又能与碱反应，D错。9. 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，可能共存的是A. NH? 4? NO3( C )2 CO 3 ? Na+B.Na+?Ba2+ Mg2+ HCO? 3ClH+? C. NO3 Ca2+ K+D. NO3 K+A lO? 210. 下列操作所得物质为纯净物的是( D) A.将一块带有氧化膜的铝片与过量的浓NaOH溶液完全反应后，取澄清溶液将其蒸干，得纯 净的NaAlO2固体 B.向NaAlO2溶液中加入过量的AlCl3溶液，将所得沉淀过滤洗涤，加热灼烧去掉水分，可得纯净的Al(OH)3固体 C.把铝块与适量的稀盐酸完全反应，将所得溶液蒸干，可得AlCl3固体D.把AlCl3溶液与足量氨水反应，将沉淀过滤、 洗涤、灼烧去掉水分可得Al2O3固体11. 硫酸铝、硫酸钾、明矾三种物质组成的混合物中，当 SO 2? 的浓度为0.20 mol/L时，加入等体 4积的0.20 mol/L的KOH溶液（混合溶液体积变化 忽略不计），使生成的白色沉淀恰好溶解，那么反应后溶液中K+的浓度为A.0.20 mol/L C.0.225 mol/L(B) B.0.25 mol/LD.0.45 mol/L解析Al3+1+4OH4 0.20 mol/LA lO? +2H2O 20.05 mol/L根据溶液中的电荷守恒 3c(Al3+)+c(K+)=2c( SO 2?) 4c(K+)=2×0.20 mol/L-3×0.05 mol/L=0.25 mol/L。12. 将一定质量的Mg和Al混合物投入500 mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。 待反应完全后，向所得溶 液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与 加入NaOH溶液的体积关系如图所示。则下列 说法正确的是 A.Mg和Al的总质量为8 g B.硫酸的物质的量浓度为5 mol/L ( )C.生成的H2在标准状况下的体积为11.2 LD.NaOH溶液的物质的量浓度为5 mol/L解析由图可知，固体中含有0.15 mol的Mg和0.2mol的Al，所以总质量为9 g；与硫酸反应生成的氢气的体积应为(0.15 mol+0.3 mol)×22.4 L/mol=10.08 L；在加入240 mL NaOH溶液时， Al(OH)3恰好全部转化为NaAlO2，所以氢氧化钠溶 液的浓度为 答案 D(0.35 ? 0.15) mol (240? 200) mL?10?3 L/mL=5 mol/L。二、非选择题（本题包括4小题，共40分）13.(10分)（2009·广东，24）超细氧化铝是一种重要的功能陶瓷原料。 （1）实验室常以NH 4 Al(SO 4 ) 2 和NH 4 HCO 3 为原 料 ， 在 一 定 条 件 下 先 反 应 生 成 沉 淀 NH4AlO(OH) HCO3，该沉淀高温分解即得超细 Al2O3。NH4AlO(OH)HCO3热分解的化学反应方 程式为 。 （2）NH4Al(SO4)2·12H2O的相对分子质量为453。欲配制100 mL pH为2、浓度约为0.1 mol/L的NH4Al(SO4)2溶液,配制过程为:①用托盘天平称量NH4Al(SO4)2·12H2O固体 g；②将上述固体置于烧杯中,。(3)在0.1 mol/L NH4Al(SO4)2溶液中，铝各形态的浓 度(以Al3+计)的对数（lgc）随溶液pH变化的关系 见下图:①用NaOH溶液调节（2）中溶液pH至7，该过程中发生反应的离子方程式有。②请画出0.01 mol/L NH4Al(SO4)2溶液中铝各形态 的浓度的对数lgc随溶液pH变化的关系图，并进行 必要的标注。 解析（1）根据题中信息及元素守恒 NH4AlO(OH)HCO3热分解的产物除Al2O3外还应有 NH3、H2O和CO2：2NH4AlO(OH)HCO3 Al2O3+2NH3↑+3H2O+2CO2↑。（2）①n［NH4Al(SO4)2］=0.1 L×0.1 mol/L=0.01 molm［NH4Al(SO4)2·12H2O］=0.01 mol×453 g/mol=4.53 g≈4.5 g②由固体配制一定物质的量浓度溶液的步骤为计算 称量→溶解→移液→洗涤→定容。 （3）①从图中可看出pH=7时，Al元素全部以Al(OH)3形式存在。②依据题中给出的0.1 mol/L NH4Al(SO4)2的图象， 可画出0.01 mol/L的图象，同时标明铝元素的存在 形态Al3+、Al(OH)3、A lO? 即可。 2答案（1）2NH4AlO(OH)HCO3 +3H2O+2CO2↑Al2O3+2NH3↑（2）①4.5 ②溶解→移液→洗涤→定容 (3)①Al3++3OHH2O， NH? +OH4 Al(OH)3↓，H++OHNH3·H2O②14.（9分）（2008·重庆理综，27）某学习小组用如图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。 （1）A中试剂为 。 （2）实验前，先将铝 镁合金在稀酸中浸泡 片刻，其目的是 。 （3）检查气密性，将药品和水装入各仪器中， 连接好装置后，需进行的操作还有：①记录C的液面位置；②将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；③待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；④由A向B滴加足量试剂；⑤检查气密性。上述操作的顺序是。 （4）B中发生反应的化学方程式为（填序号）；记录C的液面位置时，除视线平视外，还应 。（5）若实验用铝镁合金的质量为a g，测得氢气体积为b mL(已换算为标准状况)，B中剩余固体的质量为c g，则铝的相对原子质量为 则测得铝的质量分数将 小”或“不受影响”）。 。 （6）实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物， （填“偏大”、“偏解析（1）观察实验装置图可知是用量气法完成2NaAlO2+3H2↑的反应。实验目的，故A中应盛NaOH溶液，在B中发生2Al+2NaOH+2H2O（2）目的是除去铝镁合金表面的氧化膜。（3）正确顺序应为⑤①④③②；为使C中气体的压强与外界大气压相等,还应使D与C的液面相平。（5）据2Al~2(a ? c) g M (Al)得M (Al) ? 33 600 (a ? c) b3 b mL 1 000 mL? L?1? 22.4 L/mol×100%的计算公式可知未洗3H2(6)据w(Al)=涤不溶物会造成铝的质量分数偏小。(a ? c) g ag答案（1）NaOH溶液（2）除去铝镁合金表面的 使D和C的液面相平氧化膜（3）⑤①④③②（4）2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑ （5）33 600(a ? c) (6)偏小 b15.（10分）实验室可用铝屑、氨水、氢氧化钠溶液、稀硫酸等来制备氢氧化铝，某同学设计了三种实验方案， 方案 ①Al→Al3+→Al(OH) 3 ②Al→ A lO? →Al(OH) 3 2 Al→Al3+ ③ A lO? Al→ 2 Al(OH) 3(1)用方案①制备Al(OH) 3时使用的药品最好是铝屑、稀硫酸和氨水，不用氢氧化钠代替氨水的原因是 写出该方案中有关的离子方程式 ； 。（2）用方案②来制备Al(OH)3时，必须注意的用量，以防止生成的Al(OH) 3溶解。 （3）三种方案中，你认为最好的是 序号），原因是 （填 。答案 （1）若用NaOH溶液沉淀Al3+,终点不易控制， 因为Al(OH)3会溶于过量的NaOH溶液，从而影响 Al(OH)3的生成量2Al+6H+(2)稀硫酸2Al3++3H2↑,Al(OH)3↓+3 NH? 4Al3++3NH3·H2O（3）③药品用量减少，操作最为简单解析 分析本题应从Al(OH)3的两性着手，过量的 强酸、强碱均能降低Al(OH)3的产率，而Al3+与A lO ? 反应制取氢氧化铝，则不存在该问题，故 2③方案最好。16.（11分）某混合金属粉末，除Mg外还含有Al、Zn中的一种或两种，含量都在10%以上。某研究小组设计实验探究该混合金属粉末中铝、锌元素的存在。所用试剂：样品、pH试纸、稀H2SO4、NaOH溶 液、稀NH3·H2O 该小组探究过程如下： ●查阅资料：①镁、铝、锌都是白色金属；②锌（Zn）可以与NaOH溶液反应生成H2；③Zn(OH)2为白色固体，难溶于水，可溶于强碱 及NH3·H2O；④Zn2+易形成络合物［Zn(NH3)4］2+，该络合物遇强酸分解生成Zn2+、 ? 。 NH4 ●提出假设： （1）假设1：该混合金属粉末中除镁外还含有 ； （2）假设2：该混合金属粉末中除镁外还含有 ； （3）假设3：该混合金属粉末中除镁外还含有铝、锌。●实验探究： 基于假设3，甲同学设计了如图1所示的实验方案，乙同学设计了如图2所示的实验方案：（1）试剂M是。（2）写出操作Ⅰ的过程。（3）丙同学认为乙同学的方案比甲同学的好，理由是。（4）丁同学研究了甲、乙两同学的方案后，用最 简便的方法测定了W g样品中金属镁（Mg）的质量分数，他的方法是答案 提出假设：（1）铝（或Al） (2)锌（或Zn）（以上两空可颠倒） 实验探究：（1）NaOH溶液。（2）在滤液中加入稀硫酸，直至生成的沉淀刚好 溶解，再加入足量的稀氨水 （3）步骤简单，节约试剂 （4）将沉淀C小心洗涤，干燥后称量、计算即可返回
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