第五单元 金属元素
5．3 铝及其化合物
【知识结构】
【考点诠释】
1． 铝单质
（2）铝的存在与制备
① 在自然中只有以化合态存在，地壳中元素含量是第三，金属元素第一。在自然里含铝的化合物有：长石、云母、高岭石、铝土矿。铝土矿、明矾主要成分的化学式分别是：Al2O3、KAl(SO4)2·12H2O。
② 铝的冶炼
（3）铝的“毛刷”实验
将铝片放在10%的氢氧化钠溶液中稍加热，除去氧化膜，约1分钟后取出，用蒸馏水将表面冲洗干净。将铝片放入20%的氯化汞或硝酸汞溶液中3分钟，用滤纸将其表面吸干，暴露在空气中。不久，铝表面生成毛刷状的铝毛。原因是生成的汞在铝的表面阻止铝片表面生成致密的氧化物保护膜，使内部的铝不断被氧化成毛刷状的白色氧化铝，说明铝在常温下易于与O2反应，铝的化学性质活泼。
（4）铝热反应
① 概念：铝与某些金属（活泼性比铝弱）氧化物（如Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5等）在高温条件下发生的反应。
② 铝热剂：铝与某些金属（活泼性比铝弱）氧化物（如Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5等）的混合物
③ 铝热法冶炼难熔金属的原理：铝有很强的还原性，在高温下可将难熔金属从其氧化物中还原出来；反应放出大量的热，使还原出来的金属熔化，因而易于与渣分离。
④ 铝热反应中铝的作用：还原剂。
⑤ 铝热反应中镁条的作用：制造高温条件。
⑥ 铝热反应中氯酸钾的作用：制造氧气利于镁条燃烧。
⑦ 铝热反应在工业上的应用：冶炼难熔化金属；野外焊
接钢轨。
⑧ 铝热反应的实验：
A、取一张圆形滤纸，倒入氧化铁粉沫，再倒入铝粉。
B、将两者混合均匀。用两张圆形滤纸，分别折叠成漏斗
状，将其中一个取出，在底部剪一个孔，用水润湿，再跟另
一个漏斗套在一起，使四周都有四层。
C、架在铁圈上，下面放置盛沙的蒸发皿，把混合均匀的
5g氧化铁粉沫和2g
铝粉放在纸漏斗中，上面加少量氯酸钾，
并在混合物中间插一根镁条，点燃镁条，观察发生的现象。
D、可以看到镁条剧烈燃烧，放出一定的热量，使三氧化二铁粉沫和铝粉在较高的温度下发生剧烈的反应，放出大量的热，同时纸漏斗被烧穿，有熔溶物落入沙中，待熔溶物冷却后，除去外层溶渣，仔细观察，可以看到，落下的是铁珠。
（5）铝与碱溶液反应
铝与碱溶液反应这是铝所表现的非金属性，也是铝的特殊性。铝与碱溶液反应的实质是铝先与水反应生成氢氧化铝，氢氧化铝具有两性而溶于强碱溶液，促进铝进一步与水反应。铝与碱溶液反应实际是分两步进行：
2Al+6H2O→2Al(OH)3+3H2↑ 2Al(OH)3+2NaOH→2NaAlO2+4H2O
此反应中，铝是还原剂，水是氧化剂，还原剂与氧化剂之比是1：3，氢氧化钠仅仅是起碱的作用，溶解氢氧化铝。因此铝与氢氧化钠溶液反应的电子转移可表示如下：
2． 铝的氧化物
（1）氧化铝、氧化镁的比较
（
3． 铝的氢氧化物
（1）Mg(OH)与Al(OH)的比较
（两性氢氧化物，它既能跟强酸反应生成盐和水，又能与强碱反应生成盐和水。氢氧化铝呈两性的原因是因为氢氧化铝在水溶液中存在两种电离：
电离程度相当微弱，不能用酸碱指示剂加以检验。只有当加入酸或强碱时，大量的H+或OH-才能破坏氢氧化铝的电离平衡，使电离平衡向右或向左移动，使Al(OH)3按酸式或碱式电离并反应生成铝盐或偏铝酸盐。所以氢氧化铝既具有酸性又具有碱性。氢氧化铝可看成是一元弱酸或三元弱碱。
4． 含铝的盐
（1）铝盐（仅存在于酸性环境）
① 铝盐溶液发生水解反应，使溶液呈酸性：Al3++3H2OAl(OH)3+3H+。
② 与强碱的反应
A、若将强碱溶液逐滴滴加到铝盐溶液中直至过量：
发生的反应为：Al3+ + 3OH-→Al(OH)3↓ Al(OH)3+ OH-→ AlO2- + 2H2O
产生的现象是：先产生白色沉淀 → 白色沉淀开始溶解 → 白色沉淀全部溶解
计算时要分三种情况讨论：
设溶液中含amolAl3+，加入的NaOH为bmol，则有： （i）当b = 3a时，生成沉淀量最大，产物为Al(OH)3， m = 78ag或m = 26bg；
（ii）当b≥4a时，沉淀全部溶解，产物为AlO2-，
m = 0；
（iii）当3a ＜b＜4a时，沉淀部分溶解，
产物为Al(OH)3和AlO2-，m = (4a－b)×78g 图像如右图所示：m=(4a
－b)×78中的4a是使Al3+生成沉淀 加入的NaOH(mol) 再溶解生成AlO2-所需OH-的物质的量，b是在整个反应中所加入的OH-的物质的量，(4a－b)是使铝盐中的部分Al3+生成Al(OH)3沉淀的物质的量。
B、若将铝盐溶液逐滴滴加到强碱溶液中直至过量：
发生的反应：Al3+ + 4OH-→AlO2-+ 2H2O Al3++ 3AlO2-+ 6H
2O→4Al(OH)3↓
产生的现象是：滴下瞬间生成白色沉淀但立即溶解→出现白色沉淀→白色沉淀逐渐增多 计算时也要分三种情况讨论：
设溶液中NaOH为bmol，加入的Al3+为amol，则有：
（i）当a≤b/4时，无沉淀存在，产物为AlO2-，m=0；
（ii）a＞b/4时，开始有沉淀出现，
产物为Al(OH)3和AlO2-，m=78 (4a－b)g；
（iii）当a≥b/3时，沉淀量最大，产物为Al(OH)3，
m=26bg。 Al3+ (mol) 图像如右图所示。
③ 与弱碱（氨水）发生反应：Al3+ +3NH3·H2O→Al(OH)3↓+ 3NH4+，沉淀不溶。 ④ 双水解：铝盐溶液与CO32-、CO32-、HS-、S2-、AlO2-相遇发生双水解反应。如Al2(SO4)3溶液与Na2S、NaHCO3、Na AlO2溶液反应的离子方程式：
3S2-+2Al3++6H2O→3H2S↑+2Al(OH)3↓ 3AlO2-+Al3++6H2O→4Al(OH)3↓
Al3+ +3HCO3-→Al(OH)3↓+3CO2↑（泡沫灭火器原理）
（2）偏铝酸盐（仅存在于碱性环境）
① 偏铝酸盐溶液发生水解反应，溶液呈碱性：AlO2- +2H2OAl(OH)3 +OH- ② 偏铝酸盐与强酸反应
A、若将强酸溶液逐滴加入到偏铝酸盐溶液中直至过量
＋发生的反应为：AlO2- +H+ + H2O→Al(OH)3↓ Al(OH)3 + 3H+→Al3+ 3H2O
产生的现象是：生成白色沉淀并逐渐增多 → 白色沉淀开始溶解 → 白色沉淀完全溶解 计算时分三种情况讨论：
设溶液中有amolAlO2-，加入盐酸为bmol，则有：
（i）当a = b时，沉淀量最大，产物为Al(OH)3，
沉淀m= 78ag或m=78bg；
（ii）当b≥4a时，无沉淀存在，产物为Al3+，无Al(OH)3 ，
m=0，AlO2- +4H+ = Al3+ + 2H2O；
（iii）当a＜b＜4a时，沉淀部分溶解， 产物既有Al(OH)3又有Al3+，
m= (4a－b)×26g HCl(mol) 图像如右图所示。
B、若将偏铝盐溶液逐滴滴加到强酸溶液中直至过量：
发生的反应为：AlO2-+4H+→Al3+ +2H2O 3AlO2- + Al3++ 6H2O→4Al(OH)3↓
产生的现象是：瞬间生成白色沉淀立即溶解→产生白色沉淀→白色沉淀逐渐增多 计算时分三种情况讨论： 设溶液中有bmolHCl，加入NaAlO2为amol，则有 3+（i）当a≤b/4时，无沉淀生成，m=0，产物为Al；
（ii）当a＞b/4时，开始有沉淀出现，产物为Al(OH)3，
m=26（4a-b）g；
（iii）当a≥b时，沉淀量最大，产物为Al(OH)3，m=78bg。 —AlO2 (mol) 图像如右图所示。
③ 与弱酸（如CO2）发生反应：2AlO2-+CO2(少量)+3H2O→2Al(OH)3↓+ CO32-
AlO2-+CO2(过量)+2H2O→Al(OH)3↓++HCO3-
④ 双水解：偏铝酸盐溶液与Fe3+、Al3+、NH4+等离子均能发生又水解反应。
⑤ Al3+、Al(OH)3、AlO2-相互依存的三角关系：
（3）明矾
明矾的化学式为：KAl(SO4)2·12H2O（十二水硫酸铝钾）是一种复盐，在日常生活中明矾用于净水。因为Al3+很容易水解，生成胶状的氢氧化铝Al(OH)3：Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+，氢氧化铝胶体的吸附能力很强，可以吸附水里悬浮的杂质，并形成沉淀，使水澄清。所以，明矾是一种较好的净水剂。
在制作某些传统食品时也用到它，营养学家指出铝元素的安全摄入量为每千克体重0.7mg。 复盐：由两种或两种以上阳离子和一种阴离子组成的化合物。是一种纯净物，能于水后能电离出简单盐类所具有的离子。
KAl(SO4)2·12H2O→K++Al3++2SO42-+12H2O
【例题精析】
【例1】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
＋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
【考点分析】这是一题有关铝化合物的信息题，要求结合已有的知识预测其性质。
【思维点悟】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。
【正确答案】D
【例2】用铝、稀硫酸、NaOH溶液制取Al(OH)
3，甲、乙、丙三位同学分别用不同的方法制备：
若要制取1mol Al(OH)3甲、乙、丙需要H2SO4和NaOH的物质的量分别为多少？由此评价三种方案的优劣。
【考点分析】本题考查三种不同方法制备氢氧化铝的原理，分析三种不同方法所需相同原料的物质的量比，由此作出方案的选择。
【思维点悟】上述制备氢氧化铝的方案中涉及的化学反应分别为
甲：2Al+3H2SO4④Al2(SO4)3 +3H2↑，Al2(SO4)3+6NaOH→2Al(OH)3↓+6NaCl；
乙：2Al+2NaOH+2H2O→2NaAlO2+3H2↑，2NaAlO2+2H2O+H2SO4→Na2SO4+2Al(OH)3↓； 丙：最后一步反应为Al2(SO4)3 +6NaAlO2+12H2O→3Na2SO4 +8Al(OH)3↓
。
由方程式知：三种方案需酸和碱的量分别为：
由上可知，每一种方案消耗H和OH的物质的量是相同的。需消耗原料丙是最少的，甲是最多的，因此最好的方案是丙，最差的方案是甲。
【正确答案】甲、乙、丙三种方案消耗酸和碱的物质的量的比是：12：4：3 +-
【例3】等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加入等质量的铝，生成氢气的体积比为5：6，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是
A．甲、乙中都是铝过量 B．甲中铝过量，乙中碱过量
C．甲中酸过量，乙中铝过量 D．甲中酸过量，乙中碱过量
【考点分析】此题是根据铝与酸、碱反应产生氢气的体积比确定哪一个反应物过量
【思维点悟】铝与硫酸、氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：2Al+3H2SO4→Al2(SO4)3+3H2↑ 2Al+2NaOH+2H2O→2NaAlO2+3H2↑，从这两个方程式可知，等质量的铝若全部反应，则无论与硫酸还是氢氧化钠反应，生成的氢气都一样，应该是1：1，题目告诉我们铝与硫酸、氢氧化钠溶液反应生成的氢气的体积比是5：6，说明H2的物质的量之比也是5：6，参加反应的铝的物质的量之比也是5：6。说明与硫酸反应的铝有剩余，硫酸不足，与碱反应的碱过量，铝完全反应。所以，甲乙烧杯中的反应情况分别是：甲中铝过量，乙中碱过量。
【正确答案】B
【例4】（1）分别取Wg，Na、Mg、Al与足量的盐酸反应，在相同条件下产生H2的体积比是 。
（2）分别取0.1mol、Na、Mg、Al与足量的盐酸反应，在相同条件下产生H2的体积比是 .
（3）若产生相同物质的量的H2，所需Na、Mg、Al的质量比是 ，物质的量之比是 .
（4）若将0.2mol金属Na、Al、Fe分别投入10ml1mol/L盐酸中，在标准状况下产生H2的体积大小顺序是
【考点分析】本题考查等质量或者等物质的量的金属与过量的酸或不足量的酸反应产生H2的量比。
【思维点悟】金属与酸反应产生H2是一个氧化还原反应，因此求H2的量比，可以用电子得失守恒法。产生氢气的量正比于反应中转移的电子数，产生氢气的量比就等于反应中电子的转移数之比。（1）等质量的Na、Mg、Al与足量的盐酸反应，失去的电子数之比为：111111（2）0.1mol、Na、Mg、Al与足量的:2:3::，也即产生的H2的量比；[1**********]
盐酸反应，失去的电子数分别为：0.1mol、0.2mol、0.3mol，产生H2的量比为0.1：0.2：0.3=1：2：3；（3）产生相同物质的量的H2，即相同的电子数的Na、Mg、Al的质量比，1mole的Na、Mg、Al质量分别为：23、24/2、27/3，质量比为：23：12：9，1mole的Na、Mg、Al的物质的量为：1mol、1/2mol、1/3mol，物质的量比为：1：1/2：1/3=6：3：2；（4）0.2mol金属Na、Al、Fe分别投入10ml1mol/L盐酸中，盐酸不足，Al、Fe产生H2相同，过量的Na还能与水反应，产生的H2最多。所以VNa＞Val=VFe。
【正确答案（1）111∶∶ （2）1∶2∶3 （3）23∶12∶9 6∶3∶2 （3）VNa＞VAl=VFe 23129
【例5】在下列给定条件的水溶液中，一定能大量共存的离子组是
A．能与铝反应生成H2的溶液：Ca2+、NH4+、HCO3-、Cl-
B．pH=0的溶液中：Ca2+、Al3+、ClO-、Cl-
C．能使pH试纸变深蓝色的溶液中：Na+、AlO2-、S2-、CO32-
D．室温下，由水电离得到的c(H+)和c(OH-)的乘积为1×10-24的无色溶液中，
NH4+、A13+、SO42-、NO3-
＋―【考点分析】这是一个离子共存题，主要考查Al3和AlO2在溶液中的离子反应情况。
【思维点悟】A、能与铝反应生成H2的溶液可能呈中酸性，也可能呈碱性，HCO3-均不能存在，NH4+在碱性溶液中不能存在。（2）B、pH=0的溶液是一个酸性溶液，ClO-不可能存在。
C、是一个碱性溶液，只有弱酸的酸式根和弱碱金属阳离子不共存，Na+是强碱阳离子，所
以能共存；D的溶液可能是碱性也可能是酸性，碱性溶液中，NH4+、A13+不能存在；所以只有C一定能共存。
【正确答案】C
【例6】某同学研究铝及其化合物的性质时设计了如下两个实验方案：
100 mL 稀盐酸NaOH溶液方案①：2.7 g Al――→X溶液――→Al(OH)3沉淀
100 mL NaOH溶液稀盐酸方案②：2.7 g Al――→Y溶液――→Al(OH)3沉淀
NaOH溶液和稀盐酸的浓度均是3 mol/L，右图是向X溶液和Y溶液中分别加入NaOH溶液和稀盐酸时产生沉淀的物质的量与加入盐酸和氢氧化钠溶液体积之间的关系，下列说法正确的是
A．X溶液溶质为AlCl3，Y溶液溶质为NaAlO2
B．b曲线表示的是向X溶液中加入NaOH溶液
C．在O点时两方案中所得溶液浓度相等
D．a、b曲线表示的反应都是氧化还原反应
【考点分析】
【思维点悟】A、分析两方案及加入物质量的关系，Al的物质的量为0.1 mol，HCl和NaOH的物质的量为0.3 mol，方案①2Al＋6HCl→2AlCl3＋3H2↑，0.1 mol Al与0.3 mol HCl恰好完全反应，X溶液为AlCl3溶液，方案②中2Al+2NaOH+2H2O→2 NaAlO2+3H2↑，0.1 mol Al与0.3 mol NaOH反应，NaOH剩余，Y溶液的溶质为NaAlO2和NaOH，A错误；B、分析图象，b曲线开始没有产生沉淀，应该是向NaAlO2和NaOH混合溶液中加入HCl，B错误；
C、O点表示两曲线沉淀量相同时，沉淀量也最大，溶质只有NaCl，溶液浓度相等，C正确；
D、a、b曲线发生的都是复分解反应，D错误。
【正确答案】C
【拓展训练】
1．现有铝和过氧化钠的同体混合物样品，加入稀盐酸使混合物完全溶解，所得溶液中
＋＋－c(Al3) :c(H) :(Cl)＝1:2:8，则原固体混合物中铝元素与氧元素的质量比为
A．3:4 B．9:32 C．9:16 D．9:8
2．下列图象正确的是
B
3．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
4．实验室制备硝酸铝晶体[Al(NO3)3·9H2O]可使用下列方法：
下列说法或反映上述有关反应的离子方程式错误的是
A．制备过程中加HNO3应该过量，以防止蒸发时Al(NO3)3水解
B．不直接用铝片跟稀硝酸反应制硝酸铝主要是因为铝在稀硝酸中发生钝化
－－C．2Al＋2OH＋2H2O→2AlO2＋3H2↑
＋＋D．3H＋Al(OH)2→Al3＋3H2O
5．把一块镁铝合金投入到1 mol/L盐酸中，待合金完全溶
解后，再往溶液里加入1 mol/L NaOH溶液，生成沉淀的物
质的量随加入NaOH溶液体积变化的关系如右图所示，下
列说法中错误的是
A．盐酸的体积为80 mL B．a的取值范围为0
＋C．n(Mg2)
6．下列各组离子，在指定的环境中一定能够大量存在的是
＋＋－－A．在pH＝1的溶液中：K、Fe2、Cl、NO3
＋＋－－B．滴加酚酞显红色的溶液中：NH4、Al3、SO24、NO3
＋－－－C．加入铝单质能产生大量氢气的溶液中：Na、NO3、SO24、Cl
－＋＋－－D．有大量CO23存在的无色透明溶液中：Na、K、Cl、AlO2
7．已知室温下，Al(OH)3的溶解度远大于Fe(OH)3。向浓度均为0.1 mol·L-1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液。下列示意图表示生成Al(OH)3的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系，合理的是
C
8．研究反应物的化学计量数与产物之间的关系时，使用类似数轴的方法可以收到直观形象的效果，下列表达不正确的是
9．向一定量的盐酸中逐滴加入NaAlO2溶液，生成沉淀
Al(OH)3的量随NaAlO2加入量的变化关系如下图所示。
则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是
＋＋－－A．a点对应的溶液中：NH4、Fe3、SO24、HCO3
＋－－－B．b点对应的溶液中：Na、S2、SO24、Cl
＋＋＋－C．c点对应的溶液中：Ag、Ba2、K、NO3
＋－－－D．d点对应的溶液中：K、S2、I、CO23
10．下列各反应的离子方程式中，错误的是
A．硫酸铝溶液中加入过量的氨水：Al3＋3NH3·H2O→Al(OH)3↓＋3NH4
＋－＋B．铁片放入过量的稀硝酸中：3Fe＋8H＋2NO3→3Fe2＋2NO2↑＋4H2O
－－C．将铝片放入过量NaOH溶液中：2Al＋2OH＋2H2O→2AlO2＋3H2↑
－＋＋D．偏铝酸钠与过量盐酸反应：AlO2＋4H→Al3＋2H2O
11．美、德两国成功合成具有化学特性的氢铝化合物(AlH3)n，关于氢铝化合物的推测不正确的是
A．氢铝化合物与水反应生成氢氧化铝和氢气 B．氢铝化合物具有强还原性
C．氢铝化合物中铝显＋3价，氢显－1价
D．铝与水蒸气高温下反应生成氢铝化合物
12．a g Mg、Al合金完全溶解在c1 mol/L、V1L HCl溶液中，产生b mol H2。再向反应后的溶液中加入c2 mol/L、V2L NaOH溶液，恰好使沉淀达到最大值，且沉淀质量为d g。下列关系不正确的是 ＋＋
24b－acVA．d＝a＋34b B．c1＝ C．铝的质量为 g V19
D．与金属反应后剩余盐酸为(c1V1－2b) mol
＋＋13．某校化学兴趣小组用如图所示过程除去AlCl3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：____________、______________________、_____________________________。氢氧化钠溶液能否用氨水代替，为什么？___________________。
（2）溶液a中存在的离子有________；在溶液a中加入盐酸时需控制溶液的pH，为什么？______________________；为此，改进方法是________________________。
（3）为了研究AlCl3晶体的性质，在得到AlCl3溶液后，如何得到AlCl3晶体？________________________。
14． A、B、C均是由短周期元素组成的单质，D、E、F、G、H均为化合物，F在常温常压下为液态，它们有下图所示的
转化关系：
根据以上转换关系回答：
（1）写出D物质在工业上的两种
用途________；______________。
（2）把A的薄箔卷成筒状在氧气
中燃烧的现象是_____________
_______________________。
（3）写出反应①的化学方程式
_____________________________。
（4）写出反应②和③的离子方程式
②__________________________________；③________________________________。
15．某研究小组探究向MgCl2和AlCl3溶液中加入氢氧化钠溶液生成沉淀及沉淀溶解的情况，实验过程中可能用到的仪器与药品如下：过滤装置，烧杯，滴管，0.5 mol/L MgCl2、AlCl3各100 mL,0.1 mol/L NaOH溶液，1 mol/L盐酸。
探究一：实验开始时产生沉淀的成分
[假设一] 实验开始时产生的沉淀是Mg(OH)2
[假设二] ________________________________
[假设三] 实验开始时产生的沉淀是Al(OH)3和Mg(OH)2
请用离子方程式表示上述实验，步骤③的结论_______________。
16．某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究。某高中化学教材中对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知，Al、Al
、Fe、Fe熔点、沸点数据如下：
Ⅰ（
1）某同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是：该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理：________(填“合理”或“不合理”)。
（2）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是________，反应的离子方程式为_____ _______________________。
（3）实验室溶解该熔融物，下列试剂中最适宜的试剂是_______(填选项)。
A．浓硫酸 B．稀硫酸 C．稀硝酸 D．氢氧化钠溶液
Ⅱ.实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝
酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越
低。某同学取一定量上述的熔融物与一定量很稀的
硝酸充分反应，反应过程中无气体放出。在反应结
束后的溶液中，逐滴加入4 mol·L-1的氢氧化钠溶
液，所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生的沉淀的
物质的量(mol)的关系如下图所示，试回答下列问题：
（1）上图中OC段没有沉淀生成，此阶段发生反应的离子方程式为________。
（2）在DE段，沉淀的物质的量没有变化，则此阶段发生反应的离子方程式为________，上述现象说明溶液中的离子结合OH-的能力最强的是________，最弱的是________(填离子 11
符号)。
（3）B与A的差值为________mol。
17．某研究性学习小组为测定镁和铝的混合物中铝的质量分数，称取该混合物a g，溶于200 mL 5 mol/L HCl溶液中，共收集到标准状况下的氢气3.36 L。
（1）a 的取值范围是 ________。
（2）向反应后所得溶液中逐渐加入4 mol/L的NaOH溶液，当沉淀质量达到最大值时，加入的NaOH溶液的体积是 ______mL，沉淀的最大质量是 _______g。(用含a 的代数式表示)
（3）继续加入NaOH溶液至沉淀不再发生变化时，过滤、洗涤并灼烧沉淀至恒重，所得残余固体的质量仍为a g，计算原混合物中铝的质量分数(写出计算过程)。
【近五年上海高考试题】
1．（08-27）明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料，明矾石的组成和明矾相似，此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质。具体实验步骤如下图所示：
根据上述图示，完成下列天空：
⑴明矾石焙烧后用稀氨水浸出。配制500mL稀氨水(每升含有39.20g氨)需要取浓氨水（每升含有250.28g氨） mL，用规格为 mL量筒量取。
＋－＋⑵氨水浸出后得到固液混合体系，过滤，滤液中除K、SO42外，还有大量的NH4。
＋检验NH4的方法是 。
⑶写出沉淀物中所有物质的化学式 。
⑷滤液I的成分是水和 。
⑸为测定混合肥料K2SO4、(NH4)2SO4中钾的含量，完善下列步骤：
①称取钾氮肥试样并溶于水，加入足量 溶液，产生白色沉淀。
② 、 、 （依次填写实验操作名称）。 ③冷却、称重。
⑹若试样为mg，沉淀的物质的量为nmol，则试样中K2SO4的物质的量为：
用含m、n的代数式表示)。
2．（09-22）实验室将9g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18g，则该氧化物粉末可能是
A．Fe2O3和MnO2 B．MnO2和V2O5 C．Cr2O3和V2O5 D．Fe3O4和FeO
3．（10-21）甲、乙两烧杯中分别装有相同体积、相同pH的氨水和NaOH溶液，各加入10mL 0.1mol/LAlCl3溶液，两烧杯中都有沉淀生成。下列判断正确的是
A．甲中沉淀一定比乙中的多 B．甲中沉淀可能比乙中的多
C．甲中沉淀一定比乙中的少 D．甲中和乙中的沉淀可能一样多
12
第五单元 金属元素
5．3 铝及其化合物
【知识结构】
【考点诠释】
1． 铝单质
（2）铝的存在与制备
① 在自然中只有以化合态存在，地壳中元素含量是第三，金属元素第一。在自然里含铝的化合物有：长石、云母、高岭石、铝土矿。铝土矿、明矾主要成分的化学式分别是：Al2O3、KAl(SO4)2·12H2O。
② 铝的冶炼
（3）铝的“毛刷”实验
将铝片放在10%的氢氧化钠溶液中稍加热，除去氧化膜，约1分钟后取出，用蒸馏水将表面冲洗干净。将铝片放入20%的氯化汞或硝酸汞溶液中3分钟，用滤纸将其表面吸干，暴露在空气中。不久，铝表面生成毛刷状的铝毛。原因是生成的汞在铝的表面阻止铝片表面生成致密的氧化物保护膜，使内部的铝不断被氧化成毛刷状的白色氧化铝，说明铝在常温下易于与O2反应，铝的化学性质活泼。
（4）铝热反应
① 概念：铝与某些金属（活泼性比铝弱）氧化物（如Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5等）在高温条件下发生的反应。
② 铝热剂：铝与某些金属（活泼性比铝弱）氧化物（如Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5等）的混合物
③ 铝热法冶炼难熔金属的原理：铝有很强的还原性，在高温下可将难熔金属从其氧化物中还原出来；反应放出大量的热，使还原出来的金属熔化，因而易于与渣分离。
④ 铝热反应中铝的作用：还原剂。
⑤ 铝热反应中镁条的作用：制造高温条件。
⑥ 铝热反应中氯酸钾的作用：制造氧气利于镁条燃烧。
⑦ 铝热反应在工业上的应用：冶炼难熔化金属；野外焊
接钢轨。
⑧ 铝热反应的实验：
A、取一张圆形滤纸，倒入氧化铁粉沫，再倒入铝粉。
B、将两者混合均匀。用两张圆形滤纸，分别折叠成漏斗
状，将其中一个取出，在底部剪一个孔，用水润湿，再跟另
一个漏斗套在一起，使四周都有四层。
C、架在铁圈上，下面放置盛沙的蒸发皿，把混合均匀的
5g氧化铁粉沫和2g
铝粉放在纸漏斗中，上面加少量氯酸钾，
并在混合物中间插一根镁条，点燃镁条，观察发生的现象。
D、可以看到镁条剧烈燃烧，放出一定的热量，使三氧化二铁粉沫和铝粉在较高的温度下发生剧烈的反应，放出大量的热，同时纸漏斗被烧穿，有熔溶物落入沙中，待熔溶物冷却后，除去外层溶渣，仔细观察，可以看到，落下的是铁珠。
（5）铝与碱溶液反应
铝与碱溶液反应这是铝所表现的非金属性，也是铝的特殊性。铝与碱溶液反应的实质是铝先与水反应生成氢氧化铝，氢氧化铝具有两性而溶于强碱溶液，促进铝进一步与水反应。铝与碱溶液反应实际是分两步进行：
2Al+6H2O→2Al(OH)3+3H2↑ 2Al(OH)3+2NaOH→2NaAlO2+4H2O
此反应中，铝是还原剂，水是氧化剂，还原剂与氧化剂之比是1：3，氢氧化钠仅仅是起碱的作用，溶解氢氧化铝。因此铝与氢氧化钠溶液反应的电子转移可表示如下：
2． 铝的氧化物
（1）氧化铝、氧化镁的比较
（
3． 铝的氢氧化物
（1）Mg(OH)与Al(OH)的比较
（两性氢氧化物，它既能跟强酸反应生成盐和水，又能与强碱反应生成盐和水。氢氧化铝呈两性的原因是因为氢氧化铝在水溶液中存在两种电离：
电离程度相当微弱，不能用酸碱指示剂加以检验。只有当加入酸或强碱时，大量的H+或OH-才能破坏氢氧化铝的电离平衡，使电离平衡向右或向左移动，使Al(OH)3按酸式或碱式电离并反应生成铝盐或偏铝酸盐。所以氢氧化铝既具有酸性又具有碱性。氢氧化铝可看成是一元弱酸或三元弱碱。
4． 含铝的盐
（1）铝盐（仅存在于酸性环境）
① 铝盐溶液发生水解反应，使溶液呈酸性：Al3++3H2OAl(OH)3+3H+。
② 与强碱的反应
A、若将强碱溶液逐滴滴加到铝盐溶液中直至过量：
发生的反应为：Al3+ + 3OH-→Al(OH)3↓ Al(OH)3+ OH-→ AlO2- + 2H2O
产生的现象是：先产生白色沉淀 → 白色沉淀开始溶解 → 白色沉淀全部溶解
计算时要分三种情况讨论：
设溶液中含amolAl3+，加入的NaOH为bmol，则有： （i）当b = 3a时，生成沉淀量最大，产物为Al(OH)3， m = 78ag或m = 26bg；
（ii）当b≥4a时，沉淀全部溶解，产物为AlO2-，
m = 0；
（iii）当3a ＜b＜4a时，沉淀部分溶解，
产物为Al(OH)3和AlO2-，m = (4a－b)×78g 图像如右图所示：m=(4a
－b)×78中的4a是使Al3+生成沉淀 加入的NaOH(mol) 再溶解生成AlO2-所需OH-的物质的量，b是在整个反应中所加入的OH-的物质的量，(4a－b)是使铝盐中的部分Al3+生成Al(OH)3沉淀的物质的量。
B、若将铝盐溶液逐滴滴加到强碱溶液中直至过量：
发生的反应：Al3+ + 4OH-→AlO2-+ 2H2O Al3++ 3AlO2-+ 6H
2O→4Al(OH)3↓
产生的现象是：滴下瞬间生成白色沉淀但立即溶解→出现白色沉淀→白色沉淀逐渐增多 计算时也要分三种情况讨论：
设溶液中NaOH为bmol，加入的Al3+为amol，则有：
（i）当a≤b/4时，无沉淀存在，产物为AlO2-，m=0；
（ii）a＞b/4时，开始有沉淀出现，
产物为Al(OH)3和AlO2-，m=78 (4a－b)g；
（iii）当a≥b/3时，沉淀量最大，产物为Al(OH)3，
m=26bg。 Al3+ (mol) 图像如右图所示。
③ 与弱碱（氨水）发生反应：Al3+ +3NH3·H2O→Al(OH)3↓+ 3NH4+，沉淀不溶。 ④ 双水解：铝盐溶液与CO32-、CO32-、HS-、S2-、AlO2-相遇发生双水解反应。如Al2(SO4)3溶液与Na2S、NaHCO3、Na AlO2溶液反应的离子方程式：
3S2-+2Al3++6H2O→3H2S↑+2Al(OH)3↓ 3AlO2-+Al3++6H2O→4Al(OH)3↓
Al3+ +3HCO3-→Al(OH)3↓+3CO2↑（泡沫灭火器原理）
（2）偏铝酸盐（仅存在于碱性环境）
① 偏铝酸盐溶液发生水解反应，溶液呈碱性：AlO2- +2H2OAl(OH)3 +OH- ② 偏铝酸盐与强酸反应
A、若将强酸溶液逐滴加入到偏铝酸盐溶液中直至过量
＋发生的反应为：AlO2- +H+ + H2O→Al(OH)3↓ Al(OH)3 + 3H+→Al3+ 3H2O
产生的现象是：生成白色沉淀并逐渐增多 → 白色沉淀开始溶解 → 白色沉淀完全溶解 计算时分三种情况讨论：
设溶液中有amolAlO2-，加入盐酸为bmol，则有：
（i）当a = b时，沉淀量最大，产物为Al(OH)3，
沉淀m= 78ag或m=78bg；
（ii）当b≥4a时，无沉淀存在，产物为Al3+，无Al(OH)3 ，
m=0，AlO2- +4H+ = Al3+ + 2H2O；
（iii）当a＜b＜4a时，沉淀部分溶解， 产物既有Al(OH)3又有Al3+，
m= (4a－b)×26g HCl(mol) 图像如右图所示。
B、若将偏铝盐溶液逐滴滴加到强酸溶液中直至过量：
发生的反应为：AlO2-+4H+→Al3+ +2H2O 3AlO2- + Al3++ 6H2O→4Al(OH)3↓
产生的现象是：瞬间生成白色沉淀立即溶解→产生白色沉淀→白色沉淀逐渐增多 计算时分三种情况讨论： 设溶液中有bmolHCl，加入NaAlO2为amol，则有 3+（i）当a≤b/4时，无沉淀生成，m=0，产物为Al；
（ii）当a＞b/4时，开始有沉淀出现，产物为Al(OH)3，
m=26（4a-b）g；
（iii）当a≥b时，沉淀量最大，产物为Al(OH)3，m=78bg。 —AlO2 (mol) 图像如右图所示。
③ 与弱酸（如CO2）发生反应：2AlO2-+CO2(少量)+3H2O→2Al(OH)3↓+ CO32-
AlO2-+CO2(过量)+2H2O→Al(OH)3↓++HCO3-
④ 双水解：偏铝酸盐溶液与Fe3+、Al3+、NH4+等离子均能发生又水解反应。
⑤ Al3+、Al(OH)3、AlO2-相互依存的三角关系：
（3）明矾
明矾的化学式为：KAl(SO4)2·12H2O（十二水硫酸铝钾）是一种复盐，在日常生活中明矾用于净水。因为Al3+很容易水解，生成胶状的氢氧化铝Al(OH)3：Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+，氢氧化铝胶体的吸附能力很强，可以吸附水里悬浮的杂质，并形成沉淀，使水澄清。所以，明矾是一种较好的净水剂。
在制作某些传统食品时也用到它，营养学家指出铝元素的安全摄入量为每千克体重0.7mg。 复盐：由两种或两种以上阳离子和一种阴离子组成的化合物。是一种纯净物，能于水后能电离出简单盐类所具有的离子。
KAl(SO4)2·12H2O→K++Al3++2SO42-+12H2O
【例题精析】
【例1】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
＋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
【考点分析】这是一题有关铝化合物的信息题，要求结合已有的知识预测其性质。
【思维点悟】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。
【正确答案】D
【例2】用铝、稀硫酸、NaOH溶液制取Al(OH)
3，甲、乙、丙三位同学分别用不同的方法制备：
若要制取1mol Al(OH)3甲、乙、丙需要H2SO4和NaOH的物质的量分别为多少？由此评价三种方案的优劣。
【考点分析】本题考查三种不同方法制备氢氧化铝的原理，分析三种不同方法所需相同原料的物质的量比，由此作出方案的选择。
【思维点悟】上述制备氢氧化铝的方案中涉及的化学反应分别为
甲：2Al+3H2SO4④Al2(SO4)3 +3H2↑，Al2(SO4)3+6NaOH→2Al(OH)3↓+6NaCl；
乙：2Al+2NaOH+2H2O→2NaAlO2+3H2↑，2NaAlO2+2H2O+H2SO4→Na2SO4+2Al(OH)3↓； 丙：最后一步反应为Al2(SO4)3 +6NaAlO2+12H2O→3Na2SO4 +8Al(OH)3↓
。
由方程式知：三种方案需酸和碱的量分别为：
由上可知，每一种方案消耗H和OH的物质的量是相同的。需消耗原料丙是最少的，甲是最多的，因此最好的方案是丙，最差的方案是甲。
【正确答案】甲、乙、丙三种方案消耗酸和碱的物质的量的比是：12：4：3 +-
【例3】等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加入等质量的铝，生成氢气的体积比为5：6，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是
A．甲、乙中都是铝过量 B．甲中铝过量，乙中碱过量
C．甲中酸过量，乙中铝过量 D．甲中酸过量，乙中碱过量
【考点分析】此题是根据铝与酸、碱反应产生氢气的体积比确定哪一个反应物过量
【思维点悟】铝与硫酸、氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：2Al+3H2SO4→Al2(SO4)3+3H2↑ 2Al+2NaOH+2H2O→2NaAlO2+3H2↑，从这两个方程式可知，等质量的铝若全部反应，则无论与硫酸还是氢氧化钠反应，生成的氢气都一样，应该是1：1，题目告诉我们铝与硫酸、氢氧化钠溶液反应生成的氢气的体积比是5：6，说明H2的物质的量之比也是5：6，参加反应的铝的物质的量之比也是5：6。说明与硫酸反应的铝有剩余，硫酸不足，与碱反应的碱过量，铝完全反应。所以，甲乙烧杯中的反应情况分别是：甲中铝过量，乙中碱过量。
【正确答案】B
【例4】（1）分别取Wg，Na、Mg、Al与足量的盐酸反应，在相同条件下产生H2的体积比是 。
（2）分别取0.1mol、Na、Mg、Al与足量的盐酸反应，在相同条件下产生H2的体积比是 .
（3）若产生相同物质的量的H2，所需Na、Mg、Al的质量比是 ，物质的量之比是 .
（4）若将0.2mol金属Na、Al、Fe分别投入10ml1mol/L盐酸中，在标准状况下产生H2的体积大小顺序是
【考点分析】本题考查等质量或者等物质的量的金属与过量的酸或不足量的酸反应产生H2的量比。
【思维点悟】金属与酸反应产生H2是一个氧化还原反应，因此求H2的量比，可以用电子得失守恒法。产生氢气的量正比于反应中转移的电子数，产生氢气的量比就等于反应中电子的转移数之比。（1）等质量的Na、Mg、Al与足量的盐酸反应，失去的电子数之比为：111111（2）0.1mol、Na、Mg、Al与足量的:2:3::，也即产生的H2的量比；[1**********]
盐酸反应，失去的电子数分别为：0.1mol、0.2mol、0.3mol，产生H2的量比为0.1：0.2：0.3=1：2：3；（3）产生相同物质的量的H2，即相同的电子数的Na、Mg、Al的质量比，1mole的Na、Mg、Al质量分别为：23、24/2、27/3，质量比为：23：12：9，1mole的Na、Mg、Al的物质的量为：1mol、1/2mol、1/3mol，物质的量比为：1：1/2：1/3=6：3：2；（4）0.2mol金属Na、Al、Fe分别投入10ml1mol/L盐酸中，盐酸不足，Al、Fe产生H2相同，过量的Na还能与水反应，产生的H2最多。所以VNa＞Val=VFe。
【正确答案（1）111∶∶ （2）1∶2∶3 （3）23∶12∶9 6∶3∶2 （3）VNa＞VAl=VFe 23129
【例5】在下列给定条件的水溶液中，一定能大量共存的离子组是
A．能与铝反应生成H2的溶液：Ca2+、NH4+、HCO3-、Cl-
B．pH=0的溶液中：Ca2+、Al3+、ClO-、Cl-
C．能使pH试纸变深蓝色的溶液中：Na+、AlO2-、S2-、CO32-
D．室温下，由水电离得到的c(H+)和c(OH-)的乘积为1×10-24的无色溶液中，
NH4+、A13+、SO42-、NO3-
＋―【考点分析】这是一个离子共存题，主要考查Al3和AlO2在溶液中的离子反应情况。
【思维点悟】A、能与铝反应生成H2的溶液可能呈中酸性，也可能呈碱性，HCO3-均不能存在，NH4+在碱性溶液中不能存在。（2）B、pH=0的溶液是一个酸性溶液，ClO-不可能存在。
C、是一个碱性溶液，只有弱酸的酸式根和弱碱金属阳离子不共存，Na+是强碱阳离子，所
以能共存；D的溶液可能是碱性也可能是酸性，碱性溶液中，NH4+、A13+不能存在；所以只有C一定能共存。
【正确答案】C
【例6】某同学研究铝及其化合物的性质时设计了如下两个实验方案：
100 mL 稀盐酸NaOH溶液方案①：2.7 g Al――→X溶液――→Al(OH)3沉淀
100 mL NaOH溶液稀盐酸方案②：2.7 g Al――→Y溶液――→Al(OH)3沉淀
NaOH溶液和稀盐酸的浓度均是3 mol/L，右图是向X溶液和Y溶液中分别加入NaOH溶液和稀盐酸时产生沉淀的物质的量与加入盐酸和氢氧化钠溶液体积之间的关系，下列说法正确的是
A．X溶液溶质为AlCl3，Y溶液溶质为NaAlO2
B．b曲线表示的是向X溶液中加入NaOH溶液
C．在O点时两方案中所得溶液浓度相等
D．a、b曲线表示的反应都是氧化还原反应
【考点分析】
【思维点悟】A、分析两方案及加入物质量的关系，Al的物质的量为0.1 mol，HCl和NaOH的物质的量为0.3 mol，方案①2Al＋6HCl→2AlCl3＋3H2↑，0.1 mol Al与0.3 mol HCl恰好完全反应，X溶液为AlCl3溶液，方案②中2Al+2NaOH+2H2O→2 NaAlO2+3H2↑，0.1 mol Al与0.3 mol NaOH反应，NaOH剩余，Y溶液的溶质为NaAlO2和NaOH，A错误；B、分析图象，b曲线开始没有产生沉淀，应该是向NaAlO2和NaOH混合溶液中加入HCl，B错误；
C、O点表示两曲线沉淀量相同时，沉淀量也最大，溶质只有NaCl，溶液浓度相等，C正确；
D、a、b曲线发生的都是复分解反应，D错误。
【正确答案】C
【拓展训练】
1．现有铝和过氧化钠的同体混合物样品，加入稀盐酸使混合物完全溶解，所得溶液中
＋＋－c(Al3) :c(H) :(Cl)＝1:2:8，则原固体混合物中铝元素与氧元素的质量比为
A．3:4 B．9:32 C．9:16 D．9:8
2．下列图象正确的是
B
3．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
4．实验室制备硝酸铝晶体[Al(NO3)3·9H2O]可使用下列方法：
下列说法或反映上述有关反应的离子方程式错误的是
A．制备过程中加HNO3应该过量，以防止蒸发时Al(NO3)3水解
B．不直接用铝片跟稀硝酸反应制硝酸铝主要是因为铝在稀硝酸中发生钝化
－－C．2Al＋2OH＋2H2O→2AlO2＋3H2↑
＋＋D．3H＋Al(OH)2→Al3＋3H2O
5．把一块镁铝合金投入到1 mol/L盐酸中，待合金完全溶
解后，再往溶液里加入1 mol/L NaOH溶液，生成沉淀的物
质的量随加入NaOH溶液体积变化的关系如右图所示，下
列说法中错误的是
A．盐酸的体积为80 mL B．a的取值范围为0
＋C．n(Mg2)
6．下列各组离子，在指定的环境中一定能够大量存在的是
＋＋－－A．在pH＝1的溶液中：K、Fe2、Cl、NO3
＋＋－－B．滴加酚酞显红色的溶液中：NH4、Al3、SO24、NO3
＋－－－C．加入铝单质能产生大量氢气的溶液中：Na、NO3、SO24、Cl
－＋＋－－D．有大量CO23存在的无色透明溶液中：Na、K、Cl、AlO2
7．已知室温下，Al(OH)3的溶解度远大于Fe(OH)3。向浓度均为0.1 mol·L-1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液。下列示意图表示生成Al(OH)3的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系，合理的是
C
8．研究反应物的化学计量数与产物之间的关系时，使用类似数轴的方法可以收到直观形象的效果，下列表达不正确的是
9．向一定量的盐酸中逐滴加入NaAlO2溶液，生成沉淀
Al(OH)3的量随NaAlO2加入量的变化关系如下图所示。
则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是
＋＋－－A．a点对应的溶液中：NH4、Fe3、SO24、HCO3
＋－－－B．b点对应的溶液中：Na、S2、SO24、Cl
＋＋＋－C．c点对应的溶液中：Ag、Ba2、K、NO3
＋－－－D．d点对应的溶液中：K、S2、I、CO23
10．下列各反应的离子方程式中，错误的是
A．硫酸铝溶液中加入过量的氨水：Al3＋3NH3·H2O→Al(OH)3↓＋3NH4
＋－＋B．铁片放入过量的稀硝酸中：3Fe＋8H＋2NO3→3Fe2＋2NO2↑＋4H2O
－－C．将铝片放入过量NaOH溶液中：2Al＋2OH＋2H2O→2AlO2＋3H2↑
－＋＋D．偏铝酸钠与过量盐酸反应：AlO2＋4H→Al3＋2H2O
11．美、德两国成功合成具有化学特性的氢铝化合物(AlH3)n，关于氢铝化合物的推测不正确的是
A．氢铝化合物与水反应生成氢氧化铝和氢气 B．氢铝化合物具有强还原性
C．氢铝化合物中铝显＋3价，氢显－1价
D．铝与水蒸气高温下反应生成氢铝化合物
12．a g Mg、Al合金完全溶解在c1 mol/L、V1L HCl溶液中，产生b mol H2。再向反应后的溶液中加入c2 mol/L、V2L NaOH溶液，恰好使沉淀达到最大值，且沉淀质量为d g。下列关系不正确的是 ＋＋
24b－acVA．d＝a＋34b B．c1＝ C．铝的质量为 g V19
D．与金属反应后剩余盐酸为(c1V1－2b) mol
＋＋13．某校化学兴趣小组用如图所示过程除去AlCl3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：____________、______________________、_____________________________。氢氧化钠溶液能否用氨水代替，为什么？___________________。
（2）溶液a中存在的离子有________；在溶液a中加入盐酸时需控制溶液的pH，为什么？______________________；为此，改进方法是________________________。
（3）为了研究AlCl3晶体的性质，在得到AlCl3溶液后，如何得到AlCl3晶体？________________________。
14． A、B、C均是由短周期元素组成的单质，D、E、F、G、H均为化合物，F在常温常压下为液态，它们有下图所示的
转化关系：
根据以上转换关系回答：
（1）写出D物质在工业上的两种
用途________；______________。
（2）把A的薄箔卷成筒状在氧气
中燃烧的现象是_____________
_______________________。
（3）写出反应①的化学方程式
_____________________________。
（4）写出反应②和③的离子方程式
②__________________________________；③________________________________。
15．某研究小组探究向MgCl2和AlCl3溶液中加入氢氧化钠溶液生成沉淀及沉淀溶解的情况，实验过程中可能用到的仪器与药品如下：过滤装置，烧杯，滴管，0.5 mol/L MgCl2、AlCl3各100 mL,0.1 mol/L NaOH溶液，1 mol/L盐酸。
探究一：实验开始时产生沉淀的成分
[假设一] 实验开始时产生的沉淀是Mg(OH)2
[假设二] ________________________________
[假设三] 实验开始时产生的沉淀是Al(OH)3和Mg(OH)2
请用离子方程式表示上述实验，步骤③的结论_______________。
16．某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究。某高中化学教材中对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知，Al、Al
、Fe、Fe熔点、沸点数据如下：
Ⅰ（
1）某同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是：该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理：________(填“合理”或“不合理”)。
（2）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是________，反应的离子方程式为_____ _______________________。
（3）实验室溶解该熔融物，下列试剂中最适宜的试剂是_______(填选项)。
A．浓硫酸 B．稀硫酸 C．稀硝酸 D．氢氧化钠溶液
Ⅱ.实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝
酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越
低。某同学取一定量上述的熔融物与一定量很稀的
硝酸充分反应，反应过程中无气体放出。在反应结
束后的溶液中，逐滴加入4 mol·L-1的氢氧化钠溶
液，所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生的沉淀的
物质的量(mol)的关系如下图所示，试回答下列问题：
（1）上图中OC段没有沉淀生成，此阶段发生反应的离子方程式为________。
（2）在DE段，沉淀的物质的量没有变化，则此阶段发生反应的离子方程式为________，上述现象说明溶液中的离子结合OH-的能力最强的是________，最弱的是________(填离子 11
符号)。
（3）B与A的差值为________mol。
17．某研究性学习小组为测定镁和铝的混合物中铝的质量分数，称取该混合物a g，溶于200 mL 5 mol/L HCl溶液中，共收集到标准状况下的氢气3.36 L。
（1）a 的取值范围是 ________。
（2）向反应后所得溶液中逐渐加入4 mol/L的NaOH溶液，当沉淀质量达到最大值时，加入的NaOH溶液的体积是 ______mL，沉淀的最大质量是 _______g。(用含a 的代数式表示)
（3）继续加入NaOH溶液至沉淀不再发生变化时，过滤、洗涤并灼烧沉淀至恒重，所得残余固体的质量仍为a g，计算原混合物中铝的质量分数(写出计算过程)。
【近五年上海高考试题】
1．（08-27）明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料，明矾石的组成和明矾相似，此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质。具体实验步骤如下图所示：
根据上述图示，完成下列天空：
⑴明矾石焙烧后用稀氨水浸出。配制500mL稀氨水(每升含有39.20g氨)需要取浓氨水（每升含有250.28g氨） mL，用规格为 mL量筒量取。
＋－＋⑵氨水浸出后得到固液混合体系，过滤，滤液中除K、SO42外，还有大量的NH4。
＋检验NH4的方法是 。
⑶写出沉淀物中所有物质的化学式 。
⑷滤液I的成分是水和 。
⑸为测定混合肥料K2SO4、(NH4)2SO4中钾的含量，完善下列步骤：
①称取钾氮肥试样并溶于水，加入足量 溶液，产生白色沉淀。
② 、 、 （依次填写实验操作名称）。 ③冷却、称重。
⑹若试样为mg，沉淀的物质的量为nmol，则试样中K2SO4的物质的量为：
用含m、n的代数式表示)。
2．（09-22）实验室将9g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18g，则该氧化物粉末可能是
A．Fe2O3和MnO2 B．MnO2和V2O5 C．Cr2O3和V2O5 D．Fe3O4和FeO
3．（10-21）甲、乙两烧杯中分别装有相同体积、相同pH的氨水和NaOH溶液，各加入10mL 0.1mol/LAlCl3溶液，两烧杯中都有沉淀生成。下列判断正确的是
A．甲中沉淀一定比乙中的多 B．甲中沉淀可能比乙中的多
C．甲中沉淀一定比乙中的少 D．甲中和乙中的沉淀可能一样多
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