(浙江)高考化学一轮复习 专题3 金属及其化合物 2 第二单元 从铝土矿到铝合金教学案

C．盐酸 D．稀硝酸

解析：选A。硝酸与金属铝反应不生成氢气，故D错误；根据化学方程式：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑、2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑、2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，等量的铝消耗溶质的量分别为2∶3∶6，可知答案选A。

4．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 mol·L HCl B．4 mol·L HNO3 C．8 mol·L NaOH D．18 mol·L H2SO4

解析：选A。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。

(1)铝与酸、碱反应生成H2的量的关系

铝与酸、碱反应的化学方程式分别为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋失3e

2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。从化学方程式可以看出Al与酸、碱反应时生成H2的实质都是Al――→Al，所以无论与酸还是与碱反应，Al与H2的关系都是2Al～3H2。

①等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气体积比

3＋

－

－1－1－1－1

VHCl（H2）1

＝。

VNaOH（H2）1

②足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比

VHCl（H2）1

＝。

VNaOH（H2）3

③一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比<

13

VHCl（H2）1

<，则必定是a.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，

VNaOH（H2）1

铝不足而氢氧化钠过量。解题时应充分利用上述过量关系。

(2)铝的这种既能与酸(非氧化性酸)又能与强碱反应产生H2的性质常作为推断题的“题眼”。

题组三从铝土矿中获得铝

5．(2020·温岭选考模拟)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：

盐酸过量NaOH电解

铝土矿――→a――→b――→c――→d――→Al ①②③④

5

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进行的操作是灼烧，而且d一定是氧化铝

解析：选C。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，需在高温下灼烧，D正确。

6．(2020·浙江十校联盟选考)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：

对上述流程中的判断正确的是( )

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中的反应为CO2＋AlO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3 D．工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al，成本更低

解析：选C。A项试剂X应为强碱溶液，使Al2O3溶解；B项若用强酸代替CO2，强酸过量时，Al(OH)3会溶解，不易控制酸的用量；D项因Al比Fe活泼，不能用Fe置换Al。

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)

6

△

②受热分解：2Al(OH)3=====Al2O3＋3H2O。 (3)制备

①向铝盐中加入氨水，离子方程式为Al＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4。 ②NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为AlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3。 ③NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：3AlO2＋Al＋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)2·12H2O，它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH<7。明矾可以净水，其净水的原理是Al＋3H2O质形成沉淀而净水。

题组一Al2O3和Al(OH)3的两性

1．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 C．硝酸铜

B．稀盐酸 D．氢氧化钠

3＋

－

3＋

－

－

3＋

＋

Al(OH)3(胶体)＋3H，Al(OH)3胶体吸附水中杂

＋

解析：选C。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Fe溶液中的少量Al

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、洗涤、干燥

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 解析：选B。Al(OH)3不溶于氨水，故向含少量Al的Fe溶液中加入过量氨水时，Fe

＋

3＋

3＋

3

3＋

3＋

、Al均转化为氢氧化物沉淀，达不到除杂的目的。

3＋

7

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。例如： (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)Mg(Al)：加足量NaOH溶液，过滤，再向沉淀中加酸充分溶解。 题组二制备Al(OH)3的最佳途径

3．(2020·杭州选考模拟)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 C．②③⑤③

B．②③④③ D．①③⑤③

2＋

3＋

解析：选B。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，若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：

?铝→加H2SO4溶液?

?→W3 g Al(OH)3

铝→加NaOH溶液??

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的质量由大到小的顺序是__________(用W1、W2和W2表示)。 (3)制得Al(OH)3的最大质量是________。 答案：(1)丙 (2)W3>W1>W2 (3)520 g

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