专题03 铝、氧化铝、氢氧化铝与NaOH溶液反应分析 （重难点讲义）化学人教版2019必修第一册

专题12 铝、氧化铝、氢氧化铝与NaOH溶液反应分析 1.掌握铝单质、氧化铝、氢氧化铝分别与NaOH溶液反应的化学方程式及离子方程式。 2.明确铝元素在化合物中的两性表现（既与酸又与强碱反应）。 3.能准确描述反应过程中的现象（如气体产生、沉淀溶解等）。 4.会设计实验验证反应产物（如氢气检验、沉淀转化）。 5.能运用物质的量进行化学方程式计算（如铝与酸/碱反应的氢气体积比）。 6.解读反应过程中沉淀量-试剂加入量的关系图。‌ 一、铝与NaOH溶液的反应——【实验3-5】p76 实验装置 实验原理 2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑；Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4] 实验用品 NaOH溶液、铝片；试管、酒精灯、木条。 实验步骤 在两支试管中分别加入少量的NaOH溶液，然后向其中一支试管中放入一小块铝片，向另一支试管中放入用砂纸仔细打磨过（除去表面的氧化膜）的一小块铝片。观察实验现象。过一段时间后，将点燃的木条分别放在两支试管口，你观察到什么现象？ 实验现象 用砂纸打磨过的铝片表面立即剧烈反应，有大量气泡产生，试管壁有发热现象。未经打磨过的铝片刚开始反应较慢，后逐渐加快，产生大量气泡，试管壁有发热现象。一段时间后，将点燃的木条放在两支试管口，均可听到爆鸣声，后两试管气体均燃烧发出淡蓝色火焰 实验结论 铝表面的Al2O3可溶于NaOH溶液；Al可与强碱溶液反应生成氢气 实验说明 用砂纸打磨过的铝片已擦除表面的保护膜氧化铝，铝单质与氢氧化钠溶液直接接触。该反应分为两步，第一步是铝与水反应：2A1+6H20=2A1(OH)3+3H2↑，由于生成的氢氧化铝为难溶物，会附着在铝表面，阻止反应进一步发生，因而铝和水的反应进行程度很小。第二步是氢氧化铝与氢氧化钠反应：Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]。由于氢氧化铝为两性氢氧化物，与强碱可以反应，氢氧化铝被消耗促进了第一步反应的继续进行，两步加起来就是总的方程式：2A1+2NaOH+6H20=2Na[A1(OH)4]+3H2↑。试管壁发热说明反应在生成新物质的同时，放出了热量。 未打磨的铝片表面有一层致密的保护膜氧化铝，由于氧化铝为两性氧化物既能与酸反应，又能与碱反应，因此，将其放入氢氧化钠溶液中后，铝片上的氧化铝先与氢氧化钠反应：Al2O3+2NaOH+3H20=2Na[A1(OH)4],氧化铝逐渐减少，铝单质露置于氢氧化钠溶液中，发生反应：2A1+2NaOH+6H20=2Na[A1(OH)4]+3H2↑。试管壁发热说明反应在生成新物质的同时，放出了热量。 二、氧化铝与NaOH溶液的反应 氧化铝是一种两性氧化物，既能与酸(如盐酸)反应，又能与碱(如NaOH溶液)反应。 ①与盐酸反应：Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O，Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O ②与NaOH溶液反应：Al2O3+2NaOH＋3H2O=2Na[A1(OH)4]+H2O，Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[A1(OH)4]- 三、氢氧化铝与NaOH溶液的反应 1.Al(OH)3为两性氢氧化物，的电离方程式 ①酸式电离：Al(OH)3＋H2O[A1(OH)4]-＋H＋，为一元弱酸。 ②碱式电离：Al(OH)3Al3＋＋3OH－，为三元弱碱。 2.与碱反应：Al(OH)3＋OH－===[A1(OH)4]- 3.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 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 AB：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3 BD：Al(OH)3＋OH－===[A1(OH)4]- AB：Al3＋＋4OH－===[A1(OH)4]- BC：Al3＋＋3[A1(OH)4]-==4Al(OH)3↓ （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：[A1(OH)4]-＋H＋=Al(OH)3↓＋H2O BC：Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O AB：[A1(OH)4]-＋4H＋=Al3＋＋4H2O BC：Al3＋＋3[A1(OH)4]-==4Al(OH)3↓ （2）突破Al(OH)3沉淀图像三个秘诀 ①明晰横、纵坐标含义，然后通过曲线变化特点分析反应原理。 ②掌握Al3＋、Al(OH)3、AlO三者之间的转化比例： ③明晰Al3＋溶液中加碱(OH－)的几种常见变形图像，如： 图A中，n(H＋)∶n(Al3＋)＝2∶1。 图B中，若已知原溶液中含有Mg2＋。则可推出：n(Mg2＋)∶n(Al3＋)＝1∶1。 图C中，若已知原溶液中含有H＋和Mg2＋，则可推导出：n(H＋)∶n(Al3＋)∶n(Mg2＋)＝2∶1∶1。 3.铝三角的应用 （1）选择制备Al(OH)3的最佳途径 ①由Al3＋制备Al(OH)3，宜用Al3＋与氨水反应： Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH ②由NaAlO2制备Al(OH)3宜用CO2与AlO反应： 2H2O＋AlO＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO ③从节约原料角度，由Al制备Al(OH)3，宜用Al制备Al3＋，Al制备[A1(OH)4]-，然后将二者混合： Al3＋＋3[A1(OH)4]-==4Al(OH)3↓ （2）有关离子共存问题 ①与Al3＋不能大量共存的(阴)离子有：OH－、AlO、HS－、SiO、CO、HCO、SO等。 ②与AlO不能大量共存的(阳)离子有：H＋、Al3＋、NH、Fe2＋、Fe3＋等。 ③AlO与HCO因发生(相对)强酸制弱酸的反应而不能共存。 （3）分析离子反应顺序 ①向含有Al3＋、NH、H＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，反应顺序是： Ⅰ.H＋＋OH－===H2O； Ⅱ.Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓(若先与NH反应，则生成的NH3·H2O又使Al3＋沉淀且生成NH)； Ⅲ.NH＋OH－===NH3·H2O[若先溶解Al(OH)3，则产生的AlO又与NH反应生成沉淀]； Ⅳ.Al(OH)3＋OH－===[A1(OH)4]-。 ②向含有AlO、CO、OH－的混合溶液中逐滴加入盐酸，反应顺序是： Ⅰ.OH－＋H＋===H2O； Ⅱ.[A1(OH)4]-＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O([A1(OH)4]-比CO先反应)； Ⅲ.CO＋H＋===HCO； Ⅳ.HCO＋H＋===CO2↑＋H2O[HCO比Al(OH)3先反应]； Ⅴ.Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。 （4）有关Al(OH)3的计算 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]。 题型01铝与NaOH溶液反应反应本质辨析 【典例】下列有关Al与NaOH溶液反应的说法中，正确的是(　　) A．铝是还原剂，其氧化产物是Na[A1(OH)4] B．NaOH是氧化剂，其还原产物是H2 C．Al是还原剂，H2O和NaOH都是氧化剂 D．水是氧化剂，铝被还原 【答案】A 【解析】Al和NaOH溶液反应实际上分为两步，第一步：2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑，第二步：2Al(OH)3+2NaOH=2NaAlO2+4H2O，将两步反应加起来得：2Al+2NaOH+6H2O=2Na[A1(OH)4]+3H2↑，由此可知：Al是还原剂，Na[A1(OH)4]是氧化产物，H2O是氧化剂，H2是还原产物；故选A。 【变式】有关Al与NaOH溶液的反应的说法中，正确的是 A．铝是氧化剂，其还原产物是Al(OH)3 B．NaOH是氧化剂，其还原产物是H2 C．铝是还原剂，H2O和NaOH都是氧化剂 D．1mol铝被氧化，则被还原的H2O的物质的量为3mol 【答案】D 【解析】A、铝和氢氧化钠溶液反应方程式为：2Al+2NaOH+6H2O=2NaAl(OH)4+3H2↑，实质是金属铝和水先反应生成氢氧化铝和氢气，再是氢氧化铝和氢氧化钠之间反应生成偏铝酸钠，铝元素的化合价从0价升高到+3价，金属铝是还原剂，对应产物NaAl(OH)4是氧化产物，故A错误；B、氢元素的化合价降低，H2O是氧化剂，氢气是还原产物，故B错误；C、铝是还原剂，H2O是氧化剂，NaOH并未得电子，不是氧化剂，故C错误；D、H2O是氧化剂，铝元素的化合价从0价升高到+3价，1mol铝被氧化，则被还原的H2O的物质的量为3mol，故D正确；故选D。 题型02 铝与NaOH溶液反应定量计算（物质的量应用） 【典例】（24-25高一上·广西南宁·月考）称取两份等质量的铝粉，分别加入浓度均为的硫酸与溶液，充分反应后，测得同温同压下生成的气体体积比为，则每份铝粉的质量可能为 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】，设加入的物质的量为n，则由，可知最多消耗，产生，同温同压下生成的气体体积比为，由，可知与反应生成氢气的物质的量为时，此时消耗为(即)，此时酸恰好与完全反应，碱为过量；若的质量在之间，根据方程式可知酸、碱均过量，产生的体积比为；若的物质的量大于时，与酸仍产生，但与碱产生的物质的量：，则二者体积比不为，因此答案选A。 【变式】（24-25高一上·黑龙江齐齐哈尔·期末）为测定某铝镁合金(不含其他元素)中铝的质量分数，某兴趣小组用如下实验装置将0.60g铝镁合金与足量NaOH溶液反应，测得生成的氢气体积为672mL(已转换成标准状况)。下列说法不正确的是 A．合金中铝的质量分数为90% B．读数时必需使甲、乙中液面左右相平 C．锥形瓶中发生反应的离子方程式为：2Al+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2↑ D．导管a的作用主要是平衡气压，使分液漏斗中的稀硫酸能顺利滴下 【答案】C 【分析】铝镁合金中铝能和氢氧化钠反应，利用生成氢气的体积转化成物质的量，进而求出合金中铝的质量，从而求出铝的质量分数。 【解析】A．设Al的物质的量为xmol，Mg的物质的量为ymol，可根据质量关系得出27x+24y=0.6g，根据与NaOH反应产生的氢气体积得出=0.03mol，解得 x = 0.02 mol，y = 0.0025 mol，则铝的质量 = 27 × 0.02 = 0.54g，镁的质量 = 24 × 0.0025 = 0.06 g，铝的质量分数 = 0.54 g ÷ 0.60 g×100% = 90%，A正确；B．读数时要使甲、乙中液面左右相平，使容器中的压强保证与大气压一致，从而减少误差，B正确；C．锥形瓶中金属铝和氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，离子反应为：，C错误；D．导管a能使锥形瓶与分液漏斗连接，使上下两部分压强相等，作用主要是平衡气压，使分液漏斗中的稀硫酸能顺利滴下，D正确；故选C。 题型03 Al(OH)3沉淀图像分析（沉淀量-试剂关系） 【典例】（23-24高一上·辽宁朝阳·期末）向含物质的量浓度均为的HCl和的混合溶液中逐滴加入等浓度的NaOH溶液，若用轴表示产生沉淀的量，轴表示消耗NaOH溶液的体积。下列图像正确的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】浓度均为1mol/L的HCl和AlCl3的混合溶液中，氢离子的物质的量与铝离子的物质的量相同，随着NaOH溶液加入，先发生离子反应H++OH-=H2O，则初始时无沉淀生成，氢离子消耗完后发生离子反应Al3++3OH-=Al(OH)3↓，此时开始生成沉淀，且根据离子方程式可知，铝离子完全沉淀消耗的氢氧化钠的物质的量为氢离子消耗氢氧化钠物质的量的3倍，最后铝离子消耗完发生反应Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-，沉淀完全溶解，此时消耗的氢氧化钠的物质的量为铝离子消耗氢氧化钠物质的量的，故答案选B。 【变式】（24-25高一下·山东·月考）下列有关的图象不正确的是 A．图A是向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液 B．图B是向中通入二氧化碳 C．图C是向氢氧化钠溶液中滴加氯化铝 D．图D是向氯化铝溶液中滴加氨水 【答案】B 【解析】A．向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液，先发生反应Al3++3OH-=Al(OH)3↓，后发生反应Al(OH)3+OH-=[A1(OH)4]-，生成沉淀和沉淀溶解消耗氢氧化钠溶液的体积比为3:1，图A是向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液，故A正确；B．向Na[A1(OH)4]中通入二氧化碳，反应生成碳酸钠和氢氧化铝沉淀，二氧化碳过量后氢氧化铝也不溶解，故B错误；C．向氢氧化钠溶液中滴加氯化铝，先发生反应Al3++4OH-=[A1(OH)4]-，后发生反应3[A1(OH)4]-+Al3+=4Al(OH)3↓，开始没有沉淀，后有沉淀生成，故C正确；D．氯化铝溶液中滴加氨水，反应生成氢氧化铝沉淀和氯化铵，氨水过量后，氢氧化铝也不溶解，故D正确；选B。 题型04 有关Al(OH)3沉淀的计算 【典例】向20 mL某物质的量浓度的AlCl3溶液中滴入2 mol·L-1 NaOH溶液时，得到的Al(OH)3沉淀质量与所滴加NaOH溶液的体积关系如图所示，若溶液中有Al(OH)3沉淀0.39g，则此时用去NaOH溶液的体积可能为 A．7.5 mL或15 mL B．7.5 mL或17.5 mL C．5.0 mL或17.5 mL D．12.5 mL或17.5 mL 【答案】B 【分析】先后发生Al3++3OH-=Al(OH)3↓，A点沉淀质量最大，此时铝离子完全转化为沉淀，然后发生Al(OH)3+OH-=Al(OH)4-，沉淀质量逐渐减小，B点沉淀溶解完。 【解析】最大Al(OH)3沉淀为0.39g，则最大n[Al(OH)3]==0.005mol，若参加反应的n(AlCl3)= 0.005mol，需消耗NaOH0.015mol，V(NaOH)==0.0075L=7.5mL；若参加反应的n(AlCl3)=0.01mol，需消耗NaOH的物质的量为0.01mol×3+(0.01mol-0.005mol)=0.035mol，V(NaOH)==0.0175L=17.5mL。所以用去NaOH溶液的体积可能为7.5 mL或17.5 mL；故选B。 【变式】将一定质量的镁和铝的混合物投入100mL盐酸中，固体全部溶解后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如下图所示。若不考虑金属和盐酸反应时HCl的挥发，则下列说法错误的是 A．盐酸的物质的量浓度为9 mol/L B．镁与铝的质量之和为9g C．NaOH溶液的物质的量浓度为5 mol/L D．生成的氢气在标准状况下的体积为10.08 L 【答案】A 【分析】从图中可以看出，n(Mg)=n[Mg(OH)2]=0.15mol，n(Al)=n[Al(OH)3]=0.35mol-0.15mol=0.2mol。从200mL~240mL，发生反应为Al(OH)3+NaOH=Na[A1(OH)4]，c(NaOH)==5mol/L。 【解析】A．加入NaOH体积为200mL时，所得混合物为Mg(OH)2、Al(OH)3、NaCl，盐酸的物质的量浓度为=10 mol/L，A错误；B．镁与铝的质量之和为0.15mol ×24g/mol+0.2mol ×27g/mol=9g，B正确；C．由分析可知，NaOH溶液的物质的量浓度为5 mol/L，C正确；D．生成的氢气在标准状况下的体积为(0.15mol+0.2mol)×22.4L/mol=10.08 L，D正确；故选A。 题型05 Al(OH)3制备实验评价 【典例】实验室制备的最好方法是 A．将足量氨水滴入溶液中 B．将溶液滴入溶液中 C．将溶液滴入溶液中 D．将明矾溶于天然水中 【答案】A 【解析】A．将足量氨水滴入溶液中,生成，氨水过量，保障了铝离子全部转化为沉淀，由于氨水碱性弱，不能将生成的溶解，故A符合题意；B．将溶液滴入溶液中，生成了沉淀，不清楚加入的NaOH的量是否将沉淀完全，碱过少不能将沉淀完全，碱过量会溶解，故B不符合题意；C．将溶液滴入溶液中，先生成Al(OH)4-，继续加入生成，无法控制Al(OH)4-是否全部生成沉淀或加入的沉淀完全，故C不符合题意；D．明矾溶于天然水中可得到胶体，但胶体会吸附天然水中的悬浮物形成絮状不溶物沉降下来，不能用于制备，故D不符合题意。综上所述，答案为A。 【变式】用铝屑、稀硫酸、氢氧化钠溶液制备Al(OH)3有如下三种方案： 方案一：2A1+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑ Al2(SO4)3+6NaOH=2Al(OH)3↓+3Na2SO4 方案二：2Al+2NaOH+6H2O=2NaAl(OH)4+3H2↑ 2NaAl(OH)4+H2SO4=2Al(OH)3↓+Na2SO4+2H2O 方案三：2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑ 2A1+2NaOH+6H2O=2NaAl(OH)4+3H2↑ Al2(SO4)3+6NaAl(OH)4=8Al(OH)3↓+3Na2SO4 欲制取相同质量的Al(OH)3(假设原料的利用率为100%)，有关说法正确的是 A．方案二中消耗硫酸的质量最小. B．方案三中消耗的氢氧化钠质量最小 C．三种方案中消耗铝屑的质量不相等 D．三种方案中产生氢气的质量不相等 【答案】B 【分析】方案一的关系式为2A1~3H2SO4~3H2~6NaOH~2Al(OH)3，方案二的关系式为2A1~H2SO4~3H2~2NaOH~2Al(OH)3，方案三中Al2(SO4)3与NaAlO2的系数比为1:6，即Al3+与Al(OH)4-的比例为1:3，若与H2SO4反应的Al为2mol，则与NaOH反应的Al为6mol，所以关系式为2A1~H2SO4~3H2~NaOH~2Al(OH)3。 【解析】A．由分析可知，方案三消耗硫酸质量最少，A错误；B．由分析可知，方案三中消耗的氢氧化钠质量最小，B正确；C．由分析可知，三种方案中消耗铝屑的质量相等，C错误；D．由分析可知，三种方案中产生氢气的质量相等，D错误；故选B。 【巩固训练】 1．（24-25高一上·江苏·月考），在以Al2O3为原料制备Al(OH)3时，X适宜用的试剂是 A．NH3 B．CO2 C．NaOH D．HCl 【答案】A 【解析】试题分析：氢氧化铝溶于强酸和强碱，在氯化铝用加过量的弱碱（氨水）可获得白色沉淀氢氧化铝，加NaOH不溶于控制用量，选A。 2.（24-25高一上·广东·期中）下列有关物质的性质与用途的描述错误的是 A．具有良好的延展性，故铝可用于制作各种形状的铝制品 B．合金普遍具有硬度大、熔点高等优点 C．镁铝合金密度小，强度高，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料 D．、均能与酸、碱反应，因此铝制炊具不宜用来蒸煮酸性或碱性食物 【答案】B 【解析】A．铝可用于制作铝金属制品，是利用了铝具有良好的延展性，A正确；B．一般情况下，合金具有硬度大、熔点低等优点，B错误；C．制造飞机和宇宙飞船的材料应具有强度高、耐高温、耐腐蚀、密度小等特点，所以密度小、强度高的镁铝合金是制造飞机和宇宙飞船的理想材料性质，C正确；D．铝能与酸溶液反应生成铝离子和氢气、与碱溶液反应生成四羟基合铝酸根离子和氢气；氧化铝能与酸溶液反应生成铝离子和水、与碱溶液反应生成四羟基合铝酸根离子和水，所以铝制炊具不宜用来蒸煮酸性或碱性食物，D正确；故选B。 3．（23-24高一下·河北·开学考试）将一定质量的镁铝混合物投入到一定浓度的稀硫酸溶液中，固体完全溶解，接着向这份混合溶液中滴加溶液，产生的沉淀随加入物质的量的变化如图所示，则下列说法不正确的是 A．从图像可知，混合溶液中含有大量 B．若B点时溶液中物质的量为，则原硫酸的物质的量为 C．向C点溶液中通入过量，会产生白色沉淀，之后又溶解 D．若AB段与BC段消耗的物质的量之比为，则镁铝的物质的量之比为 【答案】C 【分析】镁铝混合物中加入稀硫酸，发生反应Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑、2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑；由图可知，OA段发生反应2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O，AB段发生反应MgSO4+2NaOH=Mg(OH)2↓+Na2SO4、Al2(SO4)3+6NaOH=2Al(OH)3↓+3Na2SO4，BC段发生反应Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]。 【解析】A．刚滴入NaOH溶液时没有沉淀产生，说明溶液中有氢离子，A项正确；B．根据分析，B点溶质为Na2SO4，溶液中Na+物质的量为0.4mol，则硫酸根的物质的量为0.2mol，原硫酸物质的量为0.2mol，B项正确；C．C点溶液溶质为硫酸钠与四羟基合铝酸钠，通入CO2后产生氢氧化铝沉淀，继续通入沉淀不会溶解，氢氧化铝不与弱酸反应，C项错误；D．BC段Al(OH)3与OH-以物质的量之比1∶1反应，AB段铝离子与OH-以物质的量之比1∶3反应、镁离子与OH-以物质的量之比1∶2反应，若AB段与BC段消耗的NaOH物质的量之比为5∶1，则镁铝的物质的量之比为1∶1，D项正确；答案选C。 4．（24-25高一上·北京朝阳·期末）向两支试管中分别加入少量NaOH溶液和盐酸，然后放入铝片未除去表面的氧化膜。开始时两支试管均没有明显现象，一段时间后均产生气泡。下列说法不正确的是 A．实验表明，铝片表面的是两性氧化物 B．氧化铝与盐酸的反应： C．铝片与NaOH溶液的反应 D．若两支试管中与Al反应的时，Al失电子的物质的量相等 【答案】D 【解析】A．实验表明，铝片表面的既可以和强碱反应也可以和强酸反应，是两性氧化物，故A正确；B．氧化铝与盐酸的反应生成氯化铝溶液，反应的离子方程式为：，故B正确；C．铝片与NaOH溶液的反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，反应的离子方程式为：，故C正确；D．若两支试管中与Al反应的时，氧化铝溶解消耗的氢氧化钠和盐酸不同，Al失电子的物质的量不相等，故D错误；故选：D。 5．（24-25高一上·陕西·期末）下列有关Al(OH)3的图象不正确的是 A．图A是向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液 B．图B是向偏铝酸钠中通入二氧化碳 C．图C是向氢氧化钠溶液中滴加氯化铝 D．图D是向氯化铝溶液中滴加氨水 【答案】B 【解析】A. 向AlCl3溶液中加入NaOH溶液，首先发生反应：Al3++3OH-═Al(OH)3↓，生成Al(OH)3白色沉淀，当NaOH溶液过量时发生反应：Al(OH)3+OH-=[A1(OH)4]-，开始产生的沉淀又逐渐溶解至最后消失，A正确；B．向NaAlO2溶液中通入二氧化碳，发生反应：[A1(OH)4]-+CO2=Al(OH)3↓+HCO，生成Al(OH)3白色沉淀，但Al(OH)3是两性物质，不能被弱酸、弱碱溶解，因此二氧化碳过量时，沉淀不能溶解，即沉淀达到最大值后不再发生变化，B错误；C．向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液发生反应：Al3++4OH-═[A1(OH)4]-+2H2O，开始滴加溶液中无沉淀生成，当AlCl3溶液过量时，又发生反应：Al3++3[A1(OH)4]-=4Al(OH)3↓，生成白色沉淀，当溶液中的[A1(OH)4]-完全反应变为Al(OH)3时沉淀达到最大值，C正确；D．向AlCl3溶液中加入氨水，发生反应：Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH，生成Al(OH)3白色沉淀，由于氨水中的NH3·H2O是一元弱碱，不能溶解Al(OH)3，所以沉淀达到最大值后不再发生变化，D正确；故选B。 6.（23-24高一下·海南·期末）下列利用硫酸铝制备过程涉及的实验装置或操作中，不能达到相应实验目的的是 A．用装置甲制备 B．用装置乙制备 C．用装置丙分离 D．用装置丁灼烧制备 【答案】D 【解析】A．氯化铵与氢氧化钙反应生成氨气、水、氯化钙，试管口略向下倾斜，氨气密度比空气小，可以用向下排空气法收集，故A正确；B．向硫酸铝溶液中通入氨水可以制备，氨气极易溶于水，图中球形干燥管可以防倒吸，故B正确；C．可以用过滤的装置分离沉淀，故C正确；D．灼烧制备应该在坩埚中进行，不能使用蒸发皿，故D错误；故选D。 7.（24-25高一上·广西·期末）相同质量的两份铝分别放入足量的盐酸和溶液中，下列说法正确的是 A．两个实验中铝均作还原剂 B．转移的电子数不同 C．生成的氢气的物质的量之比为 D．消耗的和的物质的量相同 【答案】A 【分析】铝与盐酸反应的化学方程式为，铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑； 【解析】A．在这两个反应中，铝元素的化合价都从0价升高到+3价，所以铝均作还原剂，A正确；B．因为两份铝的质量相同，所以铝的物质的量相同。在这两个反应中，铝都从0价变为+3价，每一个铝原子都失去3个电子，由于铝的物质的量相同，所以转移的电子数相同，B错误；C．根据化学方程式可知，2个铝原子反应都生成3个氢气分子，因为铝的物质的量相同，所以生成氢气的物质的量相同，其物质的量之比为1：1，C错误；D．由化学方程式可知，2个铝原子与6个反应，2个铝原子与2个反应，铝的物质的量相同，则消耗和的物质的量之比为3：1，即消耗的物质的量不相同，D错误；故选A。 8.（24-25高一下·福建·期中）实验室制备Al(OH)3最好选用的试剂是 A．NaOH溶液和AlCl3溶液 B．AlCl3溶液和Ba(OH)2溶液 C．AlCl3溶液和盐酸 D．AlCl3溶液和氨水 【答案】D 【解析】A.NaOH溶液为强碱溶液，能将氢氧化铝溶解，所以不适宜，故A错误；B.Ba(OH)2溶液为强碱溶液，能将氢氧化铝溶解，所以不适宜，故B错误；C.盐酸和氯化铝溶液不反应，所以不能制取氢氧化铝，故C错误；D.氨水属于弱碱，能和氯化铝反应生成氢氧化铝沉淀，且氢氧化铝不溶于氨水，所以氨水最适宜，故D正确； 9.（23-24高一上·上海·月考）关于铝与氢氧化钠溶液反应的说法不正确的是 A．铝是还原剂 B．氧化剂是氢氧化钠和水 C．只有水是氧化剂 D．氢气是还原产物 【答案】B 【分析】Al与NaOH溶液的反应方程式为2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑或2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑。铝与氢氧化钠溶液反应的实质可理解为2Al＋6H2O=2Al(OH)3＋3H2↑，Al(OH)3＋NaOH=Na[Al(OH)4]或Al(OH)3＋NaOH =2H2O+NaAlO2，Al元素化合价升高被氧化，Al是还原剂；H2O中的氢元素化合价降低，H2O得电子，是氧化剂，H2是还原产物。 【解析】A．据分析，铝是还原剂，A正确；B．氧化剂是水，氢氧化钠既不是氧化剂也不是还原剂，B错误；C． 只有水是氧化剂，C正确；D．H2O中的氢元素化合价降低，氢气是还原产物，D正确；答案选B。 10．（24-25高一下·浙江·期中）有一份含镁、铝的合金粉末样品，将其分为两等份，向第一份样品中加入过量的氢氧化钠溶液，得到336mLH2(标准状况)，向第二份样品中加入100mL1mol/L的盐酸，完全反应后，得到672mLH2(标准状况)。试计算： （1）原样品中铝的物质的量为 。 （2）该合金中镁、铝的物质的量之比为 。 （3）为将第二份样品反应后的溶液中的镁、铝元素完全分开，至少需加入1mol/L的NaOH溶液 mL。 【答案】（1）0.02mol （2）3：2 （3）110 【分析】镁与氢氧化钠溶液不反应，铝与氢氧化钠溶液反应，离子方程式为：2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑，标况下得到氢气的体积为336 mL，即物质的量为，故Al的物质的量为0.01mol；根据得失电子守恒，0.01molAl失去0.03mol电子，与盐酸反应生成的氢气的物质的量为0.015mol，第二份样品中金属与盐酸完全反应得到氢气的物质的量为，根据金属镁与盐酸反应的离子方程式为：，故镁的物质的量为0.015mol。 【解析】（1）根据分析，半份样品中铝的物质的量为0.01mol，原样品中铝的物质的量为0.02mol；（2）该合金中镁、铝的物质的量之比为：0.015：0.01=3：2；（3）金属镁和铝与盐酸反应的离子方程式为：、，第二份样品中镁离子的物质的量为0.03mol，Al3+的物质的量为0.01mol，氢离子的总物质的量为，溶液中剩余氢离子的物质量为：，将镁和铝完全分开时，镁离子转化为氢氧化镁沉淀，铝离子转化为偏铝酸根，共需要消耗的氢氧化钠的物质的量为：，故至少需要加入1mol/L的氢氧化钠溶液的体积为：。 【强化训练】 1.（24-25高一下·广东惠州·开学考试）向充满CO2的铝制易拉罐中注入足量浓NaOH 溶液，立即用胶布严封罐口，一会儿听到罐内发出“咔、咔”的响声，且易拉罐变瘪，再过一会儿瘪了的易拉罐重新鼓起恢复原样。下列说法错误的是 A．易拉罐变瘪的原因： B．易拉罐变瘪之后没有立即鼓起来的原因： — C．易拉罐鼓起来恢复原样的原因： D．若将铝制易拉罐换成铁制易拉罐，反应过程与现象均相同 【答案】D 【分析】铝质易拉罐中充满二氧化碳，然后往罐中注入足量的浓氢氧化钠溶液，立即用胶布封严罐口，氢氧化钠吸收二氧化碳，气体减小、压强减小，易拉罐变瘪；氢氧化钠和铝反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，气体增多、压强变大，易拉罐又鼓起来； 【解析】A．氢氧化钠过量，易拉罐先变瘪的原因为二氧化碳和氢氧化钠溶液反应生成了碳酸钠和水，A正确；B．易拉罐变瘪之后没有立即鼓起来的原因是氢氧化钠和铝表面的氧化铝薄膜反应生成四羟基合铝酸钠和水，B正确；C．易拉罐鼓起来恢复原样的原因是氢氧化钠和铝反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，气体增多、压强变大，C正确；D．铁和氢氧化钠溶液不反应，易拉罐不能鼓起来，D错误；故选D。 2.（24-25高一上·重庆·期末）下列关于实验现象的描述或判断不正确的是 A．甲中始终无明显现象，乙中产生无色气泡 B．乙中发生的化学反应方程式为2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑ C．铝制餐具不宜用来长时间存放碱性食物 D．一段时间后将点燃的木条伸入两试管中，均能听到爆鸣声 【答案】A 【解析】A．Al易被氧化生成Al2O3，甲中铝表面的Al2O3先与NaOH溶液反应，无气体生成，Al2O3反应完后，Al再与NaOH溶液反应生成H2；乙中Al被砂纸打磨，因此铝表面没有Al2O3，Al直接与NaOH溶液反应生成H2，A错误；B．乙中Al与NaOH 溶液反应生成Na[Al(OH)4]和H2，反应的化学方程式为2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑，B正确；C．铝和氧化铝都能与碱反应，铝制餐具不宜用来长时间存放碱性食物，C正确；D．由A项分析可知，甲、乙中都有H2生成，氢气点燃会有爆鸣声，所以一段时间后将点燃的木条伸入两试管中，均能听到爆鸣声， D正确；答案选A。 3.（24-25高一上·山西·月考）实验室将 NH3通入 AlCl3溶液中制备 Al（OH）3，经过滤、洗涤、灼烧后得到 Al2O3， 对下列图示装置解释合理的是 A．装置甲的主要仪器是蒸馏烧瓶和分液漏斗 B．装置乙制备 Al（OH）3，存在严重缺陷 C．用装置丙过滤并洗涤 Al（OH）3 D．装置丁灼烧 Al（OH）3得到 Al2O3，利用了 Al（OH）3的不稳定性 【答案】B 【解析】A.甲图中为圆底烧瓶，不是蒸馏烧瓶，故A错误；B.氨气极易溶于水，则用装置乙制备 Al（OH）3，会发生倒吸，故B正确；C.装置丙为过滤装置，缺少玻璃棒，故C错误；D.装置丁为蒸发结晶装置，不能用来灼烧 Al（OH）3，应改用在坩埚中加热氢氧化铝，使其分解，故D错误；综上所述，答案为B。 4.（24-25高一上·全国·月考）现有Al、CuO、Fe2O3组成的混合物共10.0g，放入500mL某浓度的盐酸中，混合物完全溶解，当再加入250mL2.0mol/L的NaOH溶液时，金属离子正好全部转化为沉淀。则上述盐酸的浓度为 A．0.5mol/L B．1.0mol/L C．2.0mol/L D．3.0mol/L 【答案】B 【解析】Al、CuO、Fe2O3组成的混合物共与盐酸反应生成氯化铝、氯化铜、氯化铁，盐酸可能有剩余， 向反应后溶液中加入NaOH溶液，得到的沉淀最多，应满足恰好反应生成氢氧化铝、氢氧化铜、氢氧化铁，此时溶液中溶质为NaCl， 根据钠离子守恒可得：n(NaCl)=n(NaOH)=0.250L×2.00mol/L=0.5mol， 根据氯离子守恒可得：n(HCl)=n(NaCl)=0.5mol， 故该元素的物质的量浓度= =1.0mol/L。 5.（24-25高一上·安徽·期末）将等物质的量的Al2O3和 Fe2O3混合物完全溶于100mL稀硫酸中，向反应后的溶液中缓慢加入NaOH溶液，下列图象中可能正确表示上述反应的是(横坐标表示加入NaOH的体积，纵坐标表示生成沉淀的质量)： A． B． C． D． 【答案】B 【解析】Al2O3和 Fe2O3分别与H2SO4反应生成Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3，加入氢氧化钠后开始出现沉淀，发生的反应为Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓、Al3++3OH-=Al(OH)3↓，当沉淀达到最大值时再加入氢氧化钠，此时氢氧化铝开始溶解，反应的方程式为NaOH+Al(OH)3=NaAl(OH)4，当沉淀不再减少时，所得沉淀全部为Fe(OH)3，根据NaOH+Al(OH)3=NaAl(OH)4可知，若溶解Al(OH)3消耗的NaOH体积为10mL，设NaOH的浓度为cmol/L，说明Al3+的物质的量为0.01cmol，则Fe3+的物质的量为0.01cmol，故沉淀Al3+和Fe3+的NaOH的物质的量为(0.01cmol+0.01cmol)×3=0.06cmol，体积为=0.06L=60mL，因此B选项所对应的图象符合题意，故选B。 6.（24-25高一上·福建泉州·期中）有ag、bg两份铝粉，分别置于足量的NaOH溶液和盐酸中，在相同条件下，收集到H2的体积相同。下列有关叙述一定正确的是 A．a=b B．a>b C．c(NaOH)=c(HCl) D．消耗的n(NaOH)与消耗的n(HCl)相等 【答案】A 【分析】铝与酸、碱反应的化学方程式：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，2Al+2NaOH+6H2O=2NaAl(OH)4+3H2↑，相同条件下收集的氢气体积相同，转移电子相等，两个反应中只有Al失电子，只有氢离子得电子，根据转移电子相等知，消耗的Al质量相等，据此分析解答。 【解析】A．据分析知，消耗的Al质量相等，即a=b，A正确；B．据分析知，消耗的Al质量相等，即a=b，B错误；C．消耗的酸碱的物质的量不等，因为溶液体积未知，无法判断物质的量浓度是否相等，C错误；D．根据方程式知，消耗的n(HCl)>n(NaOH)，D错误；故选A。 7.（24-25高一上·天津南开·期末）将18g镁铝合金溶于250mL4mol/L硫酸溶液中充分反应，共产生VL(标准状况)气体，向反应后的溶液中逐滴滴加某浓度的氢氧化钠溶液至过量，产生沉淀的物质的量与加入氢氧化钠溶液体积关系如下图所示(图像三个拐点分别标记为A、B、C)。下列说法错误的是 A．在标况下，镁铝合金溶于硫酸时一共产生 B．氢氧化钠溶液的浓度为4mol/L C．反应至B点时，所得溶液中溶质仅有一种 D．原合金中Mg的质量为7.2g 【答案】A 【分析】镁铝合金中镁和铝都可以与H2SO4反应，化学方程式为Mg＋H2SO4=MgSO4＋H2↑，2Al＋3 H2SO4=Al2(SO4)3＋3H2↑；加入NaOH后，MgSO4、Al2(SO4)3会与之反应生成Mg(OH)2、Al(OH)3；但是根据图，OA段加入NaOH并没有沉淀生成，说明H2SO4过量，OA段的反应为H2SO4＋2NaOH=Na2SO4＋2H2O；AB段为Mg2＋和Al3＋的沉淀反应，化学方程式分别为MgSO4＋2NaOH=Mg(OH)2↓＋Na2SO4，Al2(SO4)3＋6NaOH=Al(OH)3↓＋3Na2SO4；根据方程式，可知B点溶液中只存在一种溶质，即。BC段，Al(OH)3与NaOH反应使得氢氧化铝沉淀溶解生成，方程式为。 【解析】A．结合D选项，合金中含有0.4molAl，Mg的质量为7.2g，物质的量是0.3mol，共计能产生0.9mol氢气，标况下的体积是20.16L，A错误；B．B点的溶液中只有一种溶质，根据物料守恒，n(NaOH)=2n(H2SO4)，则0.5L×c(NaOH)=2×0.25L×4mol/L，求得c(NaOH)= ，B正确；C．根据分析，B点的溶液中只有一种溶质，C正确；D．结合B可知c(NaOH)=，BC段Al(OH)3溶解，消耗了100mLNaOH溶液，即氢氧化钠的物质的量=0.1L×4mol·L－1=0.4mol，根据方程式可知Al(OH)3的物质的量为0.4mol，则合金中含有0.4molAl，其质量为0.4mol×27g·mol－1=10.8g，则Mg的质量为18g－10.8g=7.2g，D正确；故选A。 8.（24-25高一上·云南曲靖·月考）取两块大小一样的铝片，进行如图所示的实验。根据该实验(两烧杯中NaOH溶液均过量)，下列说法错误的是 A．氧化铝有保护作用，因此烧杯Ⅰ中没有反应发生 B．烧杯Ⅰ中开始没有气泡，一段时间后才产生气泡；烧杯Ⅱ中立即产生气泡 C．两个烧杯中均发生了氧化还原反应 D．铝制餐具不宜长时间存放碱性食物 【答案】A 【解析】A．烧杯Ⅰ中铝的表面有氧化铝，氧化铝和氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和水，A项错误；B．烧杯Ⅰ中开始时，氧化铝和氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和水，一段时间后，铝和氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气；烧杯Ⅱ中只有铝和氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，B项正确；C．烧杯Ⅰ中开始时，氧化铝和氢氧化钠反应，一段时间后，铝和氢氧化钠溶液反应；烧杯Ⅱ中只有铝和氢氧化钠溶液反应，两个烧杯中均发生了反应：2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑，该反应为氧化还原反应，C项正确；D．铝、氧化铝都能与碱反应，所以铝制餐具不宜长时间存放碱性食物，D项正确；故选A。 9.（23-24高一上·江苏南京·期末）固体可用于治疗胃酸过多。为探究X的具体组成，取固体X样品溶解于足量稀盐酸中，过滤，产生沉淀，向滤液中加入足量溶液，过滤后得到沉淀，向剩余滤液中通入足量气体可再次产生沉淀。下列说法不正确的是 A．固体X样品中 B．固体X样品中 C． D．固体X的化学式可表示为 【答案】B 【分析】根据质量守恒定律，可知，因此固体X中硅元素的物质的量为，；向滤液中加入足量溶液，过滤后得到沉淀，该沉淀为，同时铝元素转化为，根据可知，因此固体X中镁元素的物质的量为， ；向剩余滤液中通入足量气体，可转化为，根据可知，因此固体X中铝元素的物质的量为，；综合可知，固体X中氧元素的物质的量为；x：y：z：m= 0.05mol：0.1mol：0.05mol：0.3mol= 1：2：1：6，即X为，据此作答。 【解析】A．根据分析可知，固体X样品中，故A正确；B．根据分析可知，固体X样品中，故B错误；C．根据分析可知，，故C正确；D．根据分析可知，X为，按照氧化物的顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水，因此可写为，故D正确；故答案选B。 10.（24-25高一上·河南·期中）用铁、铝的混合物进行如图实验： （1）加入过量NaOH溶液发生的离子反应方程式 ，操作X的名称是 。 （2）铝在空气中表面形成的氧化膜很薄，为了适应不同用途，需将表面氧化膜碱洗除去再进行处理，请写出碱洗氧化膜的离子方程式 。 （3）某课外兴趣小组为探究某种铝合金(组成元素为Mg和Al)是否符合国家质量标准(国家规定铝合金中铝含量不能低于78%)，设计如图装置在室温下进行实验。 反应前先第一次读取量气管液面刻度，然后倾斜左边装置使足量氢氧化钠溶液与ag铝合金样品充分反应，待反应停止后，体系温度恢复到室温，第二次读取量气管液面刻度之前需要进行的一步操作是 。计算两次液面差，并将气体体积折算成标准状况下的体积，为VmL。若a=0.039，V=33.6mL，说明该合金 (填“符合”或“不符合”)符合国家标准。 （4）若将装置中的足量氢氧化钠溶液换为足量盐酸，则反应停止后量气管内气体体积(折算成标准状况下) mL。 【答案】（1）2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)+3H2↑ 过滤 （2）2OH-+Al2O3+3H2O=2Al(OH) （3）调节量气管和水准管的高度使两液面相平 不符合 （4）44.8 【分析】铁铝混合物加入氢氧化钠溶液，铝溶解，生成偏铝酸钠和氢气，A为氢气，B为偏铝酸钠，铁不反应形成沉淀，C为铁，加入盐酸生成氢气，氯化亚铁，D为氯化亚铁溶液。 【解析】（1）根据分析可知铝和氢氧化钠反应生成破烂和氢气，离子方程式为2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)+3H2↑；操作X过滤得到铁；故答案为：2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)+3H2↑；过滤。 （2）铝的氧化膜为三氧化二铝，和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，离子方程式为2OH-+Al2O3+3H2O=2Al(OH)；故答案为：2OH-+Al2O3+3H2O=2Al(OH)。 （3）根据题意，待反应停止后，体系温度恢复到室温，再调节量气管和水准管的高度，使两液面相平，读数时要眼睛与溶液凹液面平时，再读取数据；n(H2)==1.5×10-3mol，根据2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑可知n(Al)=n(H2)=1.0×10-3mol，铝的质量为27g/mol×1.0×10-3mol=0.027g，质量分数为×100%=69.2%，故不合格；故答案为：调节量气管和水准管的高度，使两液面相平；不符合。 （4）根据（3）可知铝的质量0.027g，物质的量为1×10-3mol，镁的质量为0.012g，物质的量约为5×10-4mol，根据2Al+6HCl=2AlCl3+3H2和Mg+2HCl=MgCl2+H2可知，n(H2)=×1×10-3mol+5×10-4mol=2.0×10-3mol，氢气的体积为22.4L/mol×2.0×10-3mol=4.48×10-2L=44.8mL；故答案为：44.8。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题12 铝、氧化铝、氢氧化铝与NaOH溶液反应分析 1.掌握铝单质、氧化铝、氢氧化铝分别与NaOH溶液反应的化学方程式及离子方程式。 2.明确铝元素在化合物中的两性表现（既与酸又与强碱反应）。 3.能准确描述反应过程中的现象（如气体产生、沉淀溶解等）。 4.会设计实验验证反应产物（如氢气检验、沉淀转化）。 5.能运用物质的量进行化学方程式计算（如铝与酸/碱反应的氢气体积比）。 6.解读反应过程中沉淀量-试剂加入量的关系图。‌ 一、铝与NaOH溶液的反应——【实验3-5】p76 实验装置 实验原理 2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑；Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4] 实验用品 NaOH溶液、铝片；试管、酒精灯、木条。 实验步骤 在两支试管中分别加入少量的NaOH溶液，然后向其中一支试管中放入一小块铝片，向另一支试管中放入用砂纸仔细打磨过（除去表面的氧化膜）的一小块铝片。观察实验现象。过一段时间后，将点燃的木条分别放在两支试管口，你观察到什么现象？ 实验现象 用砂纸打磨过的铝片表面立即剧烈反应，有大量气泡产生，试管壁有发热现象。未经打磨过的铝片刚开始反应较慢，后逐渐加快，产生大量气泡，试管壁有发热现象。一段时间后，将点燃的木条放在两支试管口，均可听到爆鸣声，后两试管气体均燃烧发出淡蓝色火焰 实验结论 铝表面的Al2O3可溶于NaOH溶液；Al可与强碱溶液反应生成氢气 实验说明 用砂纸打磨过的铝片已擦除表面的保护膜氧化铝，铝单质与氢氧化钠溶液直接接触。该反应分为两步，第一步是铝与水反应：2A1+6H20=2A1(OH)3+3H2↑，由于生成的氢氧化铝为难溶物，会附着在铝表面，阻止反应进一步发生，因而铝和水的反应进行程度很小。第二步是氢氧化铝与氢氧化钠反应：Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]。由于氢氧化铝为两性氢氧化物，与强碱可以反应，氢氧化铝被消耗促进了第一步反应的继续进行，两步加起来就是总的方程式：2A1+2NaOH+6H20=2Na[A1(OH)4]+3H2↑。试管壁发热说明反应在生成新物质的同时，放出了热量。 未打磨的铝片表面有一层致密的保护膜氧化铝，由于氧化铝为两性氧化物既能与酸反应，又能与碱反应，因此，将其放入氢氧化钠溶液中后，铝片上的氧化铝先与氢氧化钠反应：Al2O3+2NaOH+3H20=2Na[A1(OH)4],氧化铝逐渐减少，铝单质露置于氢氧化钠溶液中，发生反应：2A1+2NaOH+6H20=2Na[A1(OH)4]+3H2↑。试管壁发热说明反应在生成新物质的同时，放出了热量。 二、氧化铝与NaOH溶液的反应 氧化铝是一种两性氧化物，既能与酸(如盐酸)反应，又能与碱(如NaOH溶液)反应。 ①与盐酸反应：Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O，Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O ②与NaOH溶液反应：Al2O3+2NaOH＋3H2O=2Na[A1(OH)4]+H2O，Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[A1(OH)4]- 三、氢氧化铝与NaOH溶液的反应 1.Al(OH)3为两性氢氧化物，的电离方程式 ①酸式电离：Al(OH)3＋H2O[A1(OH)4]-＋H＋，为一元弱酸。 ②碱式电离：Al(OH)3Al3＋＋3OH－，为三元弱碱。 2.与碱反应：Al(OH)3＋OH－===[A1(OH)4]- 3.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 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 AB：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3 BD：Al(OH)3＋OH－===[A1(OH)4]- AB：Al3＋＋4OH－===[A1(OH)4]- BC：Al3＋＋3[A1(OH)4]-==4Al(OH)3↓ （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：[A1(OH)4]-＋H＋=Al(OH)3↓＋H2O BC：Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O AB：[A1(OH)4]-＋4H＋=Al3＋＋4H2O BC：Al3＋＋3[A1(OH)4]-==4Al(OH)3↓ （2）突破Al(OH)3沉淀图像三个秘诀 ①明晰横、纵坐标含义，然后通过曲线变化特点分析反应原理。 ②掌握Al3＋、Al(OH)3、AlO三者之间的转化比例： ③明晰Al3＋溶液中加碱(OH－)的几种常见变形图像，如： 图A中，n(H＋)∶n(Al3＋)＝2∶1。 图B中，若已知原溶液中含有Mg2＋。则可推出：n(Mg2＋)∶n(Al3＋)＝1∶1。 图C中，若已知原溶液中含有H＋和Mg2＋，则可推导出：n(H＋)∶n(Al3＋)∶n(Mg2＋)＝2∶1∶1。 3.铝三角的应用 （1）选择制备Al(OH)3的最佳途径 ①由Al3＋制备Al(OH)3，宜用Al3＋与氨水反应： Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH ②由NaAlO2制备Al(OH)3宜用CO2与AlO反应： 2H2O＋AlO＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO ③从节约原料角度，由Al制备Al(OH)3，宜用Al制备Al3＋，Al制备[A1(OH)4]-，然后将二者混合： Al3＋＋3[A1(OH)4]-==4Al(OH)3↓ （2）有关离子共存问题 ①与Al3＋不能大量共存的(阴)离子有：OH－、AlO、HS－、SiO、CO、HCO、SO等。 ②与AlO不能大量共存的(阳)离子有：H＋、Al3＋、NH、Fe2＋、Fe3＋等。 ③AlO与HCO因发生(相对)强酸制弱酸的反应而不能共存。 （3）分析离子反应顺序 ①向含有Al3＋、NH、H＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，反应顺序是： Ⅰ.H＋＋OH－===H2O； Ⅱ.Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓(若先与NH反应，则生成的NH3·H2O又使Al3＋沉淀且生成NH)； Ⅲ.NH＋OH－===NH3·H2O[若先溶解Al(OH)3，则产生的AlO又与NH反应生成沉淀]； Ⅳ.Al(OH)3＋OH－===[A1(OH)4]-。 ②向含有AlO、CO、OH－的混合溶液中逐滴加入盐酸，反应顺序是： Ⅰ.OH－＋H＋===H2O； Ⅱ.[A1(OH)4]-＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O([A1(OH)4]-比CO先反应)； Ⅲ.CO＋H＋===HCO； Ⅳ.HCO＋H＋===CO2↑＋H2O[HCO比Al(OH)3先反应]； Ⅴ.Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。 （4）有关Al(OH)3的计算 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]。 题型01铝与NaOH溶液反应反应本质辨析 【典例】下列有关Al与NaOH溶液反应的说法中，正确的是(　　) A．铝是还原剂，其氧化产物是Na[A1(OH)4] B．NaOH是氧化剂，其还原产物是H2 C．Al是还原剂，H2O和NaOH都是氧化剂 D．水是氧化剂，铝被还原 【变式】有关Al与NaOH溶液的反应的说法中，正确的是 A．铝是氧化剂，其还原产物是Al(OH)3 B．NaOH是氧化剂，其还原产物是H2 C．铝是还原剂，H2O和NaOH都是氧化剂 D．1mol铝被氧化，则被还原的H2O的物质的量为3mol 题型02 铝与NaOH溶液反应定量计算（物质的量应用） 【典例】（24-25高一上·广西南宁·月考）称取两份等质量的铝粉，分别加入浓度均为的硫酸与溶液，充分反应后，测得同温同压下生成的气体体积比为，则每份铝粉的质量可能为 A． B． C． D． 【变式】（24-25高一上·黑龙江齐齐哈尔·期末）为测定某铝镁合金(不含其他元素)中铝的质量分数，某兴趣小组用如下实验装置将0.60g铝镁合金与足量NaOH溶液反应，测得生成的氢气体积为672mL(已转换成标准状况)。下列说法不正确的是 A．合金中铝的质量分数为90% B．读数时必需使甲、乙中液面左右相平 C．锥形瓶中发生反应的离子方程式为：2Al+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2↑ D．导管a的作用主要是平衡气压，使分液漏斗中的稀硫酸能顺利滴下 题型03 Al(OH)3沉淀图像分析（沉淀量-试剂关系） 【典例】（23-24高一上·辽宁朝阳·期末）向含物质的量浓度均为的HCl和的混合溶液中逐滴加入等浓度的NaOH溶液，若用轴表示产生沉淀的量，轴表示消耗NaOH溶液的体积。下列图像正确的是 A． B． C． D． 【变式】（24-25高一下·山东·月考）下列有关的图象不正确的是 A．图A是向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液 B．图B是向中通入二氧化碳 C．图C是向氢氧化钠溶液中滴加氯化铝 D．图D是向氯化铝溶液中滴加氨水 题型04 有关Al(OH)3沉淀的计算 【典例】向20 mL某物质的量浓度的AlCl3溶液中滴入2 mol·L-1 NaOH溶液时，得到的Al(OH)3沉淀质量与所滴加NaOH溶液的体积关系如图所示，若溶液中有Al(OH)3沉淀0.39g，则此时用去NaOH溶液的体积可能为 A．7.5 mL或15 mL B．7.5 mL或17.5 mL C．5.0 mL或17.5 mL D．12.5 mL或17.5 mL 【变式】将一定质量的镁和铝的混合物投入100mL盐酸中，固体全部溶解后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如下图所示。若不考虑金属和盐酸反应时HCl的挥发，则下列说法错误的是 A．盐酸的物质的量浓度为9 mol/L B．镁与铝的质量之和为9g C．NaOH溶液的物质的量浓度为5 mol/L D．生成的氢气在标准状况下的体积为10.08 L 题型05 Al(OH)3制备实验评价 【典例】实验室制备的最好方法是 A．将足量氨水滴入溶液中 B．将溶液滴入溶液中 C．将溶液滴入溶液中 D．将明矾溶于天然水中 【变式】用铝屑、稀硫酸、氢氧化钠溶液制备Al(OH)3有如下三种方案： 方案一：2A1+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑ Al2(SO4)3+6NaOH=2Al(OH)3↓+3Na2SO4 方案二：2Al+2NaOH+6H2O=2NaAl(OH)4+3H2↑ 2NaAl(OH)4+H2SO4=2Al(OH)3↓+Na2SO4+2H2O 方案三：2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑ 2A1+2NaOH+6H2O=2NaAl(OH)4+3H2↑ Al2(SO4)3+6NaAl(OH)4=8Al(OH)3↓+3Na2SO4 欲制取相同质量的Al(OH)3(假设原料的利用率为100%)，有关说法正确的是 A．方案二中消耗硫酸的质量最小. B．方案三中消耗的氢氧化钠质量最小 C．三种方案中消耗铝屑的质量不相等 D．三种方案中产生氢气的质量不相等 【巩固训练】 1．（24-25高一上·江苏·月考），在以Al2O3为原料制备Al(OH)3时，X适宜用的试剂是 A．NH3 B．CO2 C．NaOH D．HCl 2.（24-25高一上·广东·期中）下列有关物质的性质与用途的描述错误的是 A．具有良好的延展性，故铝可用于制作各种形状的铝制品 B．合金普遍具有硬度大、熔点高等优点 C．镁铝合金密度小，强度高，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料 D．、均能与酸、碱反应，因此铝制炊具不宜用来蒸煮酸性或碱性食物 3．（23-24高一下·河北·开学考试）将一定质量的镁铝混合物投入到一定浓度的稀硫酸溶液中，固体完全溶解，接着向这份混合溶液中滴加溶液，产生的沉淀随加入物质的量的变化如图所示，则下列说法不正确的是 A．从图像可知，混合溶液中含有大量 B．若B点时溶液中物质的量为，则原硫酸的物质的量为 C．向C点溶液中通入过量，会产生白色沉淀，之后又溶解 D．若AB段与BC段消耗的物质的量之比为，则镁铝的物质的量之比为 4．（24-25高一上·北京朝阳·期末）向两支试管中分别加入少量NaOH溶液和盐酸，然后放入铝片未除去表面的氧化膜。开始时两支试管均没有明显现象，一段时间后均产生气泡。下列说法不正确的是 A．实验表明，铝片表面的是两性氧化物 B．氧化铝与盐酸的反应： C．铝片与NaOH溶液的反应 D．若两支试管中与Al反应的时，Al失电子的物质的量相等 5．（24-25高一上·陕西·期末）下列有关Al(OH)3的图象不正确的是 A．图A是向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液 B．图B是向偏铝酸钠中通入二氧化碳 C．图C是向氢氧化钠溶液中滴加氯化铝 D．图D是向氯化铝溶液中滴加氨水 6.（23-24高一下·海南·期末）下列利用硫酸铝制备过程涉及的实验装置或操作中，不能达到相应实验目的的是 A．用装置甲制备 B．用装置乙制备 C．用装置丙分离 D．用装置丁灼烧制备 7.（24-25高一上·广西·期末）相同质量的两份铝分别放入足量的盐酸和溶液中，下列说法正确的是 A．两个实验中铝均作还原剂 B．转移的电子数不同 C．生成的氢气的物质的量之比为 D．消耗的和的物质的量相同 8.（24-25高一下·福建·期中）实验室制备Al(OH)3最好选用的试剂是 A．NaOH溶液和AlCl3溶液 B．AlCl3溶液和Ba(OH)2溶液 C．AlCl3溶液和盐酸 D．AlCl3溶液和氨水 9.（23-24高一上·上海·月考）关于铝与氢氧化钠溶液反应的说法不正确的是 A．铝是还原剂 B．氧化剂是氢氧化钠和水 C．只有水是氧化剂 D．氢气是还原产物 10．（24-25高一下·浙江·期中）有一份含镁、铝的合金粉末样品，将其分为两等份，向第一份样品中加入过量的氢氧化钠溶液，得到336mLH2(标准状况)，向第二份样品中加入100mL1mol/L的盐酸，完全反应后，得到672mLH2(标准状况)。试计算： （1）原样品中铝的物质的量为 。 （2）该合金中镁、铝的物质的量之比为 。 （3）为将第二份样品反应后的溶液中的镁、铝元素完全分开，至少需加入1mol/L的NaOH溶液 mL。 【强化训练】 1.（24-25高一下·广东惠州·开学考试）向充满CO2的铝制易拉罐中注入足量浓NaOH 溶液，立即用胶布严封罐口，一会儿听到罐内发出“咔、咔”的响声，且易拉罐变瘪，再过一会儿瘪了的易拉罐重新鼓起恢复原样。下列说法错误的是 A．易拉罐变瘪的原因： B．易拉罐变瘪之后没有立即鼓起来的原因： — C．易拉罐鼓起来恢复原样的原因： D．若将铝制易拉罐换成铁制易拉罐，反应过程与现象均相同 2.（24-25高一上·重庆·期末）下列关于实验现象的描述或判断不正确的是 A．甲中始终无明显现象，乙中产生无色气泡 B．乙中发生的化学反应方程式为2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑ C．铝制餐具不宜用来长时间存放碱性食物 D．一段时间后将点燃的木条伸入两试管中，均能听到爆鸣声 3.（24-25高一上·山西·月考）实验室将 NH3通入 AlCl3溶液中制备 Al（OH）3，经过滤、洗涤、灼烧后得到 Al2O3， 对下列图示装置解释合理的是 A．装置甲的主要仪器是蒸馏烧瓶和分液漏斗 B．装置乙制备 Al（OH）3，存在严重缺陷 C．用装置丙过滤并洗涤 Al（OH）3 D．装置丁灼烧 Al（OH）3得到 Al2O3，利用了 Al（OH）3的不稳定性 4.（24-25高一上·全国·月考）现有Al、CuO、Fe2O3组成的混合物共10.0g，放入500mL某浓度的盐酸中，混合物完全溶解，当再加入250mL2.0mol/L的NaOH溶液时，金属离子正好全部转化为沉淀。则上述盐酸的浓度为 A．0.5mol/L B．1.0mol/L C．2.0mol/L D．3.0mol/L 5.（24-25高一上·安徽·期末）将等物质的量的Al2O3和 Fe2O3混合物完全溶于100mL稀硫酸中，向反应后的溶液中缓慢加入NaOH溶液，下列图象中可能正确表示上述反应的是(横坐标表示加入NaOH的体积，纵坐标表示生成沉淀的质量)： A． B． C． D． 6.（24-25高一上·福建泉州·期中）有ag、bg两份铝粉，分别置于足量的NaOH溶液和盐酸中，在相同条件下，收集到H2的体积相同。下列有关叙述一定正确的是 A．a=b B．a>b C．c(NaOH)=c(HCl) D．消耗的n(NaOH)与消耗的n(HCl)相等 7.（24-25高一上·天津南开·期末）将18g镁铝合金溶于250mL4mol/L硫酸溶液中充分反应，共产生VL(标准状况)气体，向反应后的溶液中逐滴滴加某浓度的氢氧化钠溶液至过量，产生沉淀的物质的量与加入氢氧化钠溶液体积关系如下图所示(图像三个拐点分别标记为A、B、C)。下列说法错误的是 A．在标况下，镁铝合金溶于硫酸时一共产生 B．氢氧化钠溶液的浓度为4mol/L C．反应至B点时，所得溶液中溶质仅有一种 D．原合金中Mg的质量为7.2g 8.（24-25高一上·云南曲靖·月考）取两块大小一样的铝片，进行如图所示的实验。根据该实验(两烧杯中NaOH溶液均过量)，下列说法错误的是 A．氧化铝有保护作用，因此烧杯Ⅰ中没有反应发生 B．烧杯Ⅰ中开始没有气泡，一段时间后才产生气泡；烧杯Ⅱ中立即产生气泡 C．两个烧杯中均发生了氧化还原反应 D．铝制餐具不宜长时间存放碱性食物 9.（23-24高一上·江苏南京·期末）固体可用于治疗胃酸过多。为探究X的具体组成，取固体X样品溶解于足量稀盐酸中，过滤，产生沉淀，向滤液中加入足量溶液，过滤后得到沉淀，向剩余滤液中通入足量气体可再次产生沉淀。下列说法不正确的是 A．固体X样品中 B．固体X样品中 C． D．固体X的化学式可表示为 10.（24-25高一上·河南·期中）用铁、铝的混合物进行如图实验： （1）加入过量NaOH溶液发生的离子反应方程式 ，操作X的名称是 。 （2）铝在空气中表面形成的氧化膜很薄，为了适应不同用途，需将表面氧化膜碱洗除去再进行处理，请写出碱洗氧化膜的离子方程式 。 （3）某课外兴趣小组为探究某种铝合金(组成元素为Mg和Al)是否符合国家质量标准(国家规定铝合金中铝含量不能低于78%)，设计如图装置在室温下进行实验。 反应前先第一次读取量气管液面刻度，然后倾斜左边装置使足量氢氧化钠溶液与ag铝合金样品充分反应，待反应停止后，体系温度恢复到室温，第二次读取量气管液面刻度之前需要进行的一步操作是 。计算两次液面差，并将气体体积折算成标准状况下的体积，为VmL。若a=0.039，V=33.6mL，说明该合金 (填“符合”或“不符合”)符合国家标准。 （4）若将装置中的足量氢氧化钠溶液换为足量盐酸，则反应停止后量气管内气体体积(折算成标准状况下) mL。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$