高三化学铝及其重要化合物复习

高三化学铝及其重要化合物复习内容摘要：

l(OH)3＋ K2SO4＋ Ba(OH)2== =B aSO4↓＋ 2K AlO2＋ 4H2O ( 3) 图象 6 ． 向 Mg2 ＋与 Al3 ＋的酸性溶液中逐滴加入强碱溶 液 ( 1) 现象：无明显现象 ― → 出现沉淀 ― → 渐多 ― → 最多 ― → 减少 ― → 不变 ( 2) 反应 O ― → A ： H＋＋ OH－== =H2O A ― → B ： Al3 ＋＋ 3O H－== = A l ( O H )3↓ Mg2 ＋＋ 2O H－== = M g( O H )2↓ B ― → C ： A l ( O H )3＋ OH－== = A l O－2＋ 2H2O ( 3) 图象 例 4 某无色溶液中，已知含有 H＋、 Mg2 ＋、 Al3 ＋等阳离子，逐滴加入 N aOH( 溶液 ) ，则消耗 Na OH( 溶液 ) 体积 ( x 轴 ) 和生成沉淀量 ( y 轴 ) 之间的函数关系，可用下图表示，则下列图中正确的是 ( ) 解析 与 OH－反应的能力应是 H＋A l3 ＋M g2 ＋( 同浓度下 )。 此题解法为化学问题形象数学化 ( 量化 )。 注意：Al3 ＋—— Al( OH)3—— A lO－2图形是非等腰三角形。 答案 B 即时巩固 2 将 m ol 的镁、铝混合物溶于 100 m L 2 m ol /L 的 H2SO4溶液中，然后再滴加 1 m ol/ L 的 Na OH 溶液。 请回答： ( 1) 若在滴加 Na OH 溶液的过程中，沉淀质量 m 随加入 Na OH 溶液的体积 V 变化的关系如上图所示。 当 V1＝ 160 m L 时，则金属粉末中 n ( M g) ＝ ______ __ m ol ， V2＝ ______ m L。 ( 2) 若在滴加 Na OH 溶液过程中，欲使 Mg2 ＋、 Al3 ＋刚好沉淀完全，则滴 入 Na OH 溶液的体积 V ( Na OH) ＝____m L。 ( 3) 若混合物仍为 m ol ，其中 Mg 粉的物质的量分数为 a ，用 100 m L 2 m ol /L 的 H2SO4溶解此混合物后，再加入 450 m L 1 m ol/ L 的 Na OH 溶液，所得沉 淀中无Al( OH)3。 满足此条件的 a 的取值范围是 ____ ____。 解析 ( 1) 由图象可知 V1 m L Na OH 溶液是与过量H2SO4反应的，则与 Mg 、 Al 反应的 H2SO4为： m ol － m ol 12＝ m ol ，设 m ol 的 Mg 、 Al 混合物中Mg 、 Al 的物质的量分别为 x 、 y。 则有方程组：  x ＋ y ＝ m olx ＋ y ＝ m ol 解得 x ＝ m oly ＝ m ol 当加入 V2 m L Na OH 溶液时，得到 M g( OH)2沉淀和Na AlO2，关系式为： Mg2 ＋～ 2OH－， Al3 ＋～ 4OH－得 V2＝ 160 m L ＋ 2 m ol ＋ 4 m ol1 m ol/L 103m L/ L ＝ 440 m L。 (2) 当 Mg2 ＋、 Al3 ＋刚好沉淀完全时，溶液中只有Na2SO4，关系式 2NaO H ～ H2SO4得 V (N aOH ) ＝ 100 m L 2 m ol/ L 21 m ol/ L ＝ 400 m L。 (3) 当所得沉淀无 Al(O H)3时， NaOH 溶液过量，反应后生成的溶质为 Na2SO NaA lO2，则根据 Na 元素守恒有 n (N aOH ) ＝ L 1 m ol /L ≥ L 2 m ol/ L 2 ＋ (1 － a) m ol。 解得 a ≥12，则满足此条件的 a 的取值范围是12≤ a1。 答案 ( 1) 440 ( 2) 400 ( 3) 12 ≤ a1 实验 探究 Al 及其化合物的性质与实验探究 铝的化学性质比较活泼，可以与酸、碱、盐都发生反应，有的反应比较复杂，可能涉及多个反应。 实验探究 1 某课外小组对一些金属单质和化合物的性质进行研究。 ( 1) 下表为 “ 铝与氯化铜溶液反应 ” 实验报告的一部分： 实验步骤 实验现象 将打磨过的铝片 ( 过量 )放入一定浓度的 CuCl2溶液中 产生气泡，析出疏松的红色固体，溶液逐渐变为无色 反应结束后分离出溶液备用 红色固体用蒸馏水洗涤后，置于潮湿空气中 一段时间后固体由红色变为绿色 [ 视其主要成分为 Cu2( O H )2CO3] 按反应类型写出实验 中发生反应的化学方 程式各一个 ( 是离子反应的只写离子方程式 ) 置换反应 ____________ _ ___________________ ； 化合反应 ________ ____ ____________________。 (2) 用石墨作电极，电解上述实验分离出的溶液，两极产生气泡。 持续电解，在阴极附近的溶液中还可观察到的现象是 ______________ ___________。 解释此现象的离子方程式是 ___________ _____ _ _ _ _。 ( 3) 工业上可用铝与软锰矿 ( 主要成分为 M n O2) 反应来冶炼金属锰。 ① 用铝与软锰矿冶炼锰的原理是 ( 用化学方程式表示 ) ________ _______________________________。 ② M n O2在 H2O2分解反应中作催化剂。 若将适量 M n O2加入酸化后的 H2O2溶液中， M n O2溶解产生 Mn2 ＋，该反应的离子方程式是 ______ _______ _______ ___ ______ ______。 解析 ( 1) 由于 C u Cl2溶液中 Cu2 ＋的水解使溶液呈酸性 ，所以会有 2A l ＋ 6H＋== =2A l3 ＋＋ 3H2↑ ， 也有 2A l ＋ 3C u2 ＋== =2A l3 ＋＋ 3C u ； 单质铜在潮湿空气中由红色变为绿色 ， 化学方程式可写成 ： 2C u ＋ O2＋ H2O ＋ CO2== =C u2( OH)2CO3。 ( 2) 用石墨作电极，电解 AlC l3溶液，电解的方程式为： 2A lCl3＋ 6H2O ==== =电解2A l(OH)3↓ ＋ 3H2↑ ＋ 3C l2↑ 持续电解，电解水，阴极： 2H2O ＋ 2e－== =H2↑ ＋ 2 OH－ 从而使阴极区 OH－浓度增大，所以会看到有白色沉淀生成，后沉淀逐渐溶解至消失。 ( 3) ① 类似于铝热反应 ② 根据题意可写出离子方程式： M n O2＋H2O2＋ 2H＋== = M n2 ＋＋ O2↑ ＋ 2H2O。 答案 ( 1) 2A l ＋ 6H＋== =2A l3 ＋＋ 3H2↑ 或 2A l＋ 3C u2 ＋== =2A l3 ＋＋ 3C u 2C u ＋ O2＋ H2O ＋ CO2== =C u2( OH)2CO3 ( 2) 生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解至消失 Al3 ＋＋ 3O H－== =A l(OH )3↓ 、 Al( OH)3＋ OH－== =A lO－2＋ 2H2O ( 3) ① 3M n O2＋ 4A l 3M n ＋ 2A l2O3 ② M n O2＋ H2O2＋ 2H＋== =M n2 ＋＋ O2↑ ＋2H2O 高温 实验探究 2 为测定某镁铝合金 ( 不含其他元素 ) 中铝的质量分数，甲、乙两个学习小组设计了下列两种不同的实验方案进行探究。 请回答下列问题： ( 一 ) 甲组： 实验方案：镁铝合金 ———— —— →足量 Na O H 溶液测定剩余固体质量。 实验步骤： ① 称量：用托盘天平称量 g 镁铝合金粉末。 ② 溶解：将 ① 中药品加入烧杯中，用量筒量取至少 ______ m L 1 m ol/L Na OH 溶液加入烧杯中，不断搅拌，充分反应，发生反应的离子方程式为 _________________ _ _______ _。 ③ 过滤。 ④ 洗涤：若未对过滤所得固体进行洗涤，测得铝的质量分数将 ________( 填 “ 偏高 ” 、 “ 偏低 ” 或 “ 不变 ” ) ，证明固体已洗涤干净的方法为 _________________ _ ________。 ⑤ 干燥、称量剩余固体的质量。 ( 二 ) 乙组： 实验方案： 等量 — 镁铝合金 足量盐酸 测定生成气体的体积 镁铝合金 测定生成气体的体积 足量 NaOH 溶液 实验装置如下图，实验步骤如下：。