第03讲 铝及其重要化合物（举一反三讲义，10大题型）2026年高考化学一轮复习

第03讲 铝及其重要化合物 目录 一、题型精讲 题型01 考查铝的性质 1 题型02 考查铝的化合物的性质与用途 3 题型03 考查铝盐及其用途 5 题型04 考查铝的有关计算 7 题型05 考查与铝及其化合物的工艺流程 8 题型06 考查铝热反应及其应用 11 题型07 考查铝及其化合物的转化关系 12 题型08 考查离子方程式与离子共存 15 题型09 考查铝及其化合物的有关图像及其计算 16 题型10 综合考查铝及其化合物 20 二、靶向突破 题型01 考查铝的性质 1.铝元素的存在 铝是地壳中含量最多的金属元素，全部以化合态的形式存在。 2.铝的性质 （1）铝的物理性质 银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和导热性等，密度较小，质地柔软。 （2）铝的化学性质 ①常温下，铝与氧气形成致密氧化膜，加热发生：4Al＋3O22Al2O3，铝片在空气中加热，铝片卷曲而不滴落，是因为氧化铝的熔点高于铝。 ②2Al＋3Cl22AlCl3 ③常温铝遇氧化性酸——浓硫酸、浓硝酸钝化，与非氧化酸发生反应生成氢气：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ ④2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑ ⑤2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 【解题通法】 （1）常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生“钝化”，而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应。 （2）铝与稀硝酸反应时生成的气体是NO而不是H2。 （3）铝不但能与酸(H＋)反应，还能够与碱溶液反应，表现为特殊性。2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑ 。其反应机理应为：铝先与强碱溶液中的水反应生成H2和Al(OH)3，然后Al(OH)3再与NaOH反应生成H2O和NaAlO2，反应中铝作还原剂，水作氧化剂，NaOH无电子得失。 【例1】下列关于铝单质的叙述中正确的是(　　) A．不能用铝制的器皿来盛放酸梅汤或碱水是因为铝会和酸或碱反应 B．铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为铝的化学性质很稳定 C．铝和NaOH溶液反应：Al＋2OH－===AlO＋2H2↑ D．用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝会滴落下来，是因为金属铝的熔点较低 【变式1-1】 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 B．稀盐酸 C．硝酸铜溶液 D．氢氧化钠溶液 【变式1-2】 易拉罐的主要成分以铝铁合金和铝镁合金最为常见。现取几小块易拉罐碎片进行下列实验，其中实验方案与现象、结论正确的是(　　) 选项 实验方案 现象、结论 A 加入盐酸 产生无色气体；含铝、铁、镁三种金属 B 加入NaOH溶液 有无色气体产生；含有镁、铝两种金属 C 加入盐酸后，所得溶液中再加入少量NaOH溶液 产生白色沉淀；含有金属镁 D 用盐酸溶解并放置一会儿后，加入KSCN溶液 溶液呈红色；含有铁元素 【变式1-3】 根据如下图所示转化关系判断下列说法正确的是（反应条件已略去）（　　） A．生成等质量H2时，反应①和②消耗的n（HCl）＝n（NaOH） B．反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3 C．反应③和④消耗等量的Al时，生成的n（Cu）∶n（Fe）＝3∶2 D．反应⑤的离子方程式为Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓ 题型02 考查铝的化合物的性质与用途 1.氧化铝 化学式 Al2O3 物理性质 白色固体，难溶，熔点高 化学性质 类别 两性氧化物 与H2O反应 不反应 与H＋反应 Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O 与OH－反应 Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O 重要用途 制耐火、耐高温器材；炼铝和人造宝石的原料 2.氢氧化铝 化学式 Al(OH)3 类别 典型两性氢氧化物： H＋＋AlO＋H2O(酸式电离)⥫⥬Al(OH)3⥫⥬Al3＋＋3OH－(碱式电离)； 不能与较弱的酸、碱反应，如H2CO3、NH3·H2O 与H＋反应 Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O 与OH－反应 Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O 与盐反应 Al(OH)2不溶于NH4Cl浓溶液 热稳定性 2Al(OH)3Al2O3＋3H2O 用途 ①制药 ②Al(OH)3胶体用于净水 【例2】下列关于铝的化合物的说法错误的是(　　) A.氧化铝俗名为刚玉，是高温耐火材料 B.KAl(SO4)2·12H2O溶于水可形成Al(OH)3胶体，可以净水 C.Al3＋和AlO两种离子不能大量共存于同一溶液中 D.将AlCl3溶液滴入浓氨水中的离子方程式：Al3＋＋4NH3·H2O===AlO＋4NH＋2H2O 【变式2-1】 下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是(　　) A.铝的金属活泼性强，可用于制作铝金属制品 B.氧化铝熔点高，可用作电解冶炼铝的原料 C.氢氧化铝受热分解，可用于中和过多的胃酸 D.明矾溶于水并水解形成胶体，可用于净水 【变式2-2】下列物质的性质和用途具有对应关系的是（　　） A．Al2O3熔点高，可用于电解制铝 B．Al（OH）3不稳定，可用于治疗胃酸过多症 C．明矾水解生成胶体，可用作絮凝剂 D．铝具有导热性，可用于制备铝热剂 【变式2-3】 探究氢氧化铝的两性，最适宜的试剂是(　　) A.Al、NaOH溶液、稀盐酸 B.Al2O3、氨水、稀盐酸 C.Al2(SO4)3溶液、NaOH溶液、稀盐酸 D.AlCl3溶液、氨水、稀盐酸 题型03 考查铝盐及其用途 1.明矾 （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。 （3）明矾净水的原理：明矾可以净水，其净水的原理是Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，Al(OH)3胶体吸附水中的杂质形成沉淀而净水，使水澄清。 【易错警示】（1）Al2O3、Al(OH)3是中学阶段接触的唯一与碱反应的金属氧化物和氢氧化物，经常应用到除杂、计算题中，所以一定要熟记这两个反应的离子方程式。 （2）Al(OH)3具有两性，能溶于强酸(如盐酸)、强碱(如NaOH溶液)，但不溶于弱酸(如H2CO3)、弱碱溶液(如氨水)。 （3）由Al(OH)3的两式电离以及与酸和碱反应的离子方程式可知：与酸反应时相当于三元碱，与碱反应时相当于一元酸。 （4）明矾净水只能除去水中的悬浮杂质，不能杀菌消毒，与氯气消毒原理不同。 2.AlCl3的结构与性质 （1）AlCl3熔点、沸点都很低，且会升华，易溶于乙醚等有机溶剂，因为它是一种共价型化合物。熔化的AlCl3不易导电，AlCl3晶体属于分子晶体，故制备铝时不用AlCl3电解。 （2）AlCl3的蒸汽或处于熔融状态时，都以AlCl3二聚分子形式存在。AlCl3二聚分子的形成原因是铝原子的缺电子结构。AlCl3二聚分子结构示意图如图，其中每个铝原子均为sp3杂化，各有1条空的轨道，氯原子处于以铝原子为中心的四面体的4个顶点位置。分子中有桥式氯原子存在，桥式氯原子在与其中一个铝原子成σ键的同时，与另一个铝原子的空轨道发生配位，形成σ配位键。 （3）AlCl3能与Cl－生成AlCl4-：AlCl3（aq）＋ Cl－（aq）=AlCl4-（aq） （4）与Al2Cl6类似，AlCl4-、Na3AlF6、Al(OH)4-中均存在配位键。 【例3】（2024·浙江·三模）明矾应用广泛，下列说法不正确的是 A．明矾属于复盐 B．明矾溶液和小苏打溶液混合可以生成气体 C．明矾大晶体的培养可以通过形状完整的小晶体作为晶核 D．明矾可以用作净水剂，是因为明矾溶于水生成了氢氧化铝沉淀 【变式3-1】明矾是一种常用的净水剂，以废易拉罐(主要成分为铝和少量不溶于碱性溶液的物质)为原料制取明矾的实验流程如图所示。 下列说法错误的是 A．“碱溶”步骤中有H2产生 B．“沉铝”步骤所得滤液呈酸性 C．用浓硫酸配制9mol/L H2SO4溶液，将浓硫酸缓慢加入到水中，并用玻璃棒搅拌 D．“一系列操作”中还需要加入K2SO4 【变式3-2】下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是(　　) A．铝的金属活泼性强，可用于制作铝金属制品 B．氧化铝熔点高，可用作电解冶炼铝的原料 C．氢氧化铝受热分解，可用于中和过多的胃酸 D．明矾溶于水并水解形成胶体，可用于净水 【变式3-3】列关于铝及其化合物反应的离子方程式书写正确的是(　　) A．铝与NaOH溶液反应：Al＋4OH－===AlO＋H2↑＋H2O B．Al2O3与NaOH溶液反应：Al2O3＋OH－===AlO＋H2O C．明矾净水原理：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋ D．Al2(SO4)3与过量氨水反应：Al3＋＋4NH3·H2O===AlO＋4NH＋2H2O 题型04 考查铝的有关计算 1.铝与酸或碱反应生成H2的量的关系 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ （1）等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应： ①产生H2的物质的量相等。 ②消耗H＋、OH－的物质的量之比为n(H＋)∶n(OH－)＝3∶1。 （2）足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应： ①消耗Al的物质的量之比为1∶3。 ②生成H2的物质的量之比为1∶3。 （3）一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应： 若产生氢气的体积比为＜＜1，则必定 ①铝与盐酸反应时，铝过量而HCl不足。 ②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而NaOH过量。 【例4】 称取两份铝粉，第一份加入足量氢氧化钠溶液，第二份加入足量盐酸，若要放出等量的气体，两份铝粉的质量之比为(　　) A.1∶3 B.3∶1 C.1∶1 D.4∶3 【变式4-1】将5.10g镁铝合金加入120mL4.0mol·L－1的盐酸中，待合金完全溶解后，得到溶液X。下列说法一定正确的是 A．合金完全溶解后产生的H2的物质的量为0.24mol B．合金中的镁与铝的物质的量之比小于1 C．若向溶液X中加入270mL2.0mol·L－1NaOH溶液，充分反应，所得沉淀为Mg(OH)2 D．若向溶液X中加入足量的氨水，充分反应，所得沉淀经过过滤、洗涤后充分灼烧，则残留固体质量大于8.50g. 【变式4-2】根据如图的转化关系判断，下列说法正确的是(反应条件已略去)(　　) A.生成等质量H2时，①和②反应消耗n(HCl)＝n(NaOH) B.反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3 C.反应③和④消耗等量的Al时，生成的n(Cu)∶n(Fe)＝3∶2 D.等浓度等体积的稀HCl和NaOH溶液与足量Al反应，①②生成H2的分子数之比为3∶1 【变式4-3】甲、乙两烧杯中分别盛有100 mL 浓度均为3 mol·L－1的盐酸与NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得同温同压下生成气体的体积之比为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 题型05 考查与铝及其化合物的工艺流程 由铝土矿（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质）提取Al2O3的两大工艺流程： 方法一：碱溶法 （1）步骤①③中可能发生反应的离子方程式为 ①Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－，SiO2＋2OH－===SiO32-＋H2O。 ③[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO3-，SiO32-＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO3-。 （2）步骤③中不能用盐酸或硫酸酸化，因为[Al(OH)4]－与酸反应生成的Al（OH）3具有两性，可溶于强酸，不易控制酸的量；CO2廉价且生成的副产物NaHCO3用途广泛，经济效益好。 （3）步骤④中得到较纯的Al2O3，可能含有SiO2杂质，在电解时它不会影响铝的纯度，是因为SiO2的熔点很高，加热到1 000 ℃时不会熔化。 方法二：酸溶法 （1）步骤①②中可能发生反应的离子方程式为 ①Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O。 ②Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－，Fe3＋＋3OH－===Fe（OH）3↓，Mg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓　 （2）步骤②中不能用氨水沉淀Fe3＋、Mg2＋，是因为Al（OH）3只能溶于强碱，不能溶于氨水，若用氨水，则不能将 Fe（OH）3、Mg（OH）2和Al（OH）3 分离。 【解题通法】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，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）Mg2＋(Al3＋)：加过量NaOH溶液，过滤，再加酸充分溶解。 【例5】从铝土矿(主要成分为Al2O3)中提取铝的工艺流程如图。下列说法不正确的是(　　) A.从NaAlO2→Al(OH)3→Al2O3的转化过程中涉及的反应均为非氧化还原反应 B.Al2O3与NaOH溶液反应的化学方程式：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O C.NaAlO2生成Al(OH)3的离子方程式：AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO D.电解熔融Al2O3阳极的电极反应式：Al3＋＋3e－===Al 【变式5-1】 工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，含SiO2、 Fe2O3等杂质）冶炼铝的主要流程如下： （注：SiO2碱溶时转化为铝硅酸钠沉淀） 下列叙述错误的是（　） A.操作Ⅰ增大NaOH溶液的用量可以提高Al2O3的浸取率 B.操作Ⅱ、Ⅲ为过滤，操作Ⅳ为灼烧 C. 加入冰晶石的目的是降低Al2O3的熔融温度 D.如果操作Ⅰ换成H2SO4溶液来溶解铝土矿，后面的操作不变也可以冶炼出铝 【变式5-2】 铝土矿是生产金属铝的最佳原料，其用量占世界铝土矿总产量的90%以上。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备有机合成中的重要还原剂铝氢化钠(NaAlH4)的一种工业流程如图(已知二氧化硅在“碱溶”时生成硅酸钠沉淀): 下列说法中错误的是(　　) A.为了提高“碱溶”效率，在“碱溶”前对铝土矿进行粉碎 B.“反应Ⅰ”的部分化学原理与泡沫灭火器的原理相同 C.“电解Ⅱ”中阳极的电极反应式为2H2O-4e-+4C D.“反应Ⅲ”的化学方程式为4NaH+AlCl3===NaAlH4+3NaCl 【变式5-3】 （2025·河南·一模）以黄铁矿为原料制取硫酸会产生大量的矿渣(主要成分为Fe2O3，还有Al2O3、CuO)，合理利用矿渣可以减少环境污染，变废为宝。利用该矿渣生产碱式硫酸铁的流程如图所示。下列叙述错误的是 A．“碱浸”时适当提高NaOH溶液的浓度可加快“碱浸”速率 B．“酸浸”后所得溶液中的金属阳离子主要是Fe3+、Cu2+ C．“去铜”过程中，被还原的元素只有铜元素 D．为提高碱式硫酸铁的产率，“调pH”时pH不能过高或过低 题型06 考查铝热反应及其应用 实验装置 实验现象 ①镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中 实验结论 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热：Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 原理应用 ①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等， 3MnO2＋4Al3Mn＋2Al2O3； ②金属焊接，如野外焊接钢轨等 【解题通法】 铝热反应是在高温状态下进行的置换反应，铝只能与排在金属活动性顺序其后的金属氧化物反应。铝不能与MgO反应，铝热反应不能用来冶炼大量的金属铁、铜等(要考虑冶炼成本)。 【例6】铝热反应的实验装置如图所示，下列有关说法错误的是(　　) A.X物质为KClO3 B.镁条燃烧提供引发反应所需的热量 C.若转移0.3 mol电子，被还原的Fe2O3为16 g D.可利用铝热反应冶炼铁 【变式6-1】反应2Al+Fe2O32Fe+Al2O3可用于焊接钢轨。下列有关说法不正确的是 A．该反应吸收大量热 B．铝在反应中作还原剂 C．该反应属于置换反应 D．Al2O3 属于两性氧化物 【变式6-2】（2025·浙江金华·二模）关于铁及其化合物的性质，下列说法不正确的是 A．高温下，Fe与水蒸气反应的氧化产物为 B．，说明氧化性： C．高温下，Fe与可以发生铝热反应，焊接铁轨 D．1mol溶液与足量酸性溶液反应，转移3mol电子 【变式6-3】（2025·湖北·二模）化学焊接技术的原理之一是利用焊剂(主要成分为Al与CuO)在高温下反应制得液态金属(或合金)，凝固后，除去焊接点表面的焊渣，实现焊件金属的焊接。下列说法错误的是 A．Al与Fe2O3也能发生类似反应 B．焊渣的主要成分是Al(OH)3 C．焊接前可用还原性气体在加热条件下除去焊件金属表面的氧化膜 D．若在反应体系中加入低熔点金属，则可形成低熔点液态合金便于焊接 题型07 考查铝及其化合物的转化关系 1．铝三角的转化 （1）①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH②Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ （2）Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O （3）Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－ （4）[Al(OH)4]－＋4H＋===Al3＋＋4H2O （5）①[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO ②[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O （6）Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－ 2.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 【解题通法】 氢氧化铝设计制备方案要从节约原料角度，由Al制备Al(OH)3，宜用Al制备Al3＋，Al制备AlO，然后将二者混合：Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓。 【例7】（2025·河南新乡·三模）Y是第三周期的金属单质，其组成元素的简单离子半径在同周期中最小，Z为无色气体，N和Q均难溶于水，它们之间的转化关系如图所示（部分反应物、生成物以及反应条件略）。下列有关说法正确的是 A．Z是 B．工业上常采用Z在高温下还原Q得到Y C．W固体中含有离子键、极性键和配位键 D．将过量的换成过量HCl，也可完成上述转化 【变式7-1】（2025·广东广州·二模）部分含Na或含Al物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断合理的是 A．存在的转化 B．一定是化合反应 C．存在的反应 D．电解e的水溶液可得到a 【变式7-2】（2025·河南·三模）下列表格中的物质不能一步实现如图所示转化关系的是 X Y Z A B C Cu CuO D 【变式7-3】（24-25高三上·山东烟台·期末）金属及其化合物的转化关系是化学学习的重要内容之一、下列各组物质的转化不能全部通过一步反应直接完成的是 A． B． C． D． 题型08 考查离子方程式与离子共存 1.离子方程式 (1)铝盐溶液与氢氧化钠溶液的反应。 ①铝盐过量：Al3+＋3OH－===Al(OH)3↓。 ②强碱过量：Al3+＋4OH－===[Al(OH)4]－。 (2)盐酸滴入Na[Al(OH)4]溶液中。 ①盐酸少量：[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O。 ②盐酸过量：[Al(OH)4]－＋4H＋===Al3+＋4H2O。 2.离子共存 （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。 （3）AlO与HCO因发生(相对)强酸制弱酸的反应而不能共存。 【解题通法】 （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－==AlO＋2H2O。 （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.AlO＋H＋＋H2O==Al(OH)3↓(AlO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。 【例8】生活中处处有化学。下列Al及其化合物相关反应的离子方程式书写不正确的是(　　) A.胃舒平[主要成分为Al(OH)3]治疗胃酸过多：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O B.泡沫灭火器灭火原理：2Al3＋＋3C＋3H2O===3CO2↑＋2Al(OH)3↓ C.某主要成分为苛性钠、铝粉的管道疏通剂的反应原理：2Al＋2OH－＋6H2O===2＋3H2↑ D.明矾净水原理：Al3＋＋3H2O⥫⥬Al(OH)3(胶体)＋3H＋ 【变式8-1】（24-25高三上·海南三亚·期末）下列离子方程式书写正确的是 A．向溶液中加入Fe粉： B．溶于水： C．向氯化铝中加入过量氨水： D．溶液与稀混合： 【变式8-2】将去掉氧化膜的铝片放入足量Na2CO3溶液中，铝片表面产生气泡，充分反应后得到无色溶液M。下列分析错误的是（　　） A．产生的气体中有H2 B．反应与 CO32-水解有关 C．Al（OH）3向酸式电离方向移动 D．M中含大量Na＋、Al3＋、HCO3- 【变式8-3】下列各组澄清溶液中的离子能大量共存，且加入试剂后发生反应的离子方程式书写正确的是(　　) 选项 离子 试剂 离子方程式 A 、Mg2+、Fe3+、 少量铜粉 Fe3+＋Cu===Fe2+＋Cu2+ B Fe2+、H＋、Cl－、 KNO3溶液 ＋4H＋===3Fe3+＋NO↑＋2H2O C K＋、Na＋、ClO－、 少量 ===＋HClO＋Cl－ D K＋、Na＋、、[Al(OH)4]－ 少量 ＋[Al(OH)4]－===Al(OH)3↓＋NH3·H2O 题型09 考查铝及其化合物的有关图像及其计算 1.铝与酸或碱反应生成氢气的量的关系 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ （1）等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应： ①产生H2的物质的量相等。 ②消耗H＋、OH－的物质的量之比为n(H＋)∶n(OH－)＝3∶1。 （2）足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应： ①消耗Al的物质的量之比为1∶3。 ②生成H2的物质的量之比为1∶3。 （3）一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应： 若产生氢气的体积比为＜＜1，则必定 ①铝与盐酸反应时，铝过量而HCl不足。 ②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而NaOH过量。 2．生成氢氧化铝沉淀的定量规律 (1)强碱与Al3＋反应生成Al(OH)3沉淀的定量规律 (2)强酸与AlO反应生成Al(OH)3沉淀的定量规律 (3)Al3＋与AlO两种盐溶液反应生成Al(OH)3沉淀的定量规律：Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓ 3．与氢氧化铝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(从上述转化关系中选择符合图像变化的离子方程式，下同) 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 离子方程式 AB：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ BD：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－ AB：Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－ BC：Al3＋＋3[Al(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 离子 方程式 AB：[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O BC：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O AB：[Al(OH)4]－＋4H＋===Al3＋＋4H2O BC：Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓ 【解题通法】 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。 【例9】将12.6 g Mg、Al合金加入300 mL稀硝酸至完全溶解，共收集到4.48 L NO和NO2的混合气体，将全部混合气体与2.24 L O2分多次通入蒸馏水中，气体无剩余。向反应后的溶液中滴加1.0 mol·L－1 NaOH溶液，滴加过程中有沉淀产生，生成沉淀的量与加入溶液的体积如图所示，下列说法不正确的是(气体体积均折算为标准状况下)(　　) A.合金完全溶解时转移的电子总数为0.4 mol B.原硝酸的浓度为6 mol·L－1 C.合金中n(Mg)∶n(Al)＝3∶2 D.V1＝0.2 【变式9-1】把一小块镁铝合金溶于100mL盐酸中，然后向其中滴入1mol∙L-1NaOH溶液，生成沉淀的质量和加入NaOH溶液的体积如图所示，下列说法正确的是 A．镁铝合金溶于盐酸时一共产生448mLH2 B．盐酸的浓度为0.6mol∙L-1 C．反应至B点时，所得沉淀的质量为1.07g D．合金中镁和铝的物质的量之比为1:1 【变式9-2】硝酸与金属反应时，浓度越稀还原产物价态越低。现用一定量的铝粉与镁粉组成的混合物与100mL硝酸钾溶液与硫酸组成的混合溶液充分反应，反应过程中无任何气体放出，向反应后的溶液中逐滴加入4.00mol/L的NaOH溶液，加入的溶液体积与产生的沉淀质量的关系如图所示： 下列结论正确的是 A．铝与混合溶液反应的离子方程式为8Al+30H＋+3NO3−＝8Al3++3NH4++9H2O B．参加反应硝酸根离子物质的量为0.06 mol C．参加反应的铝与镁的质量之比为4:3 D．混合液中硫酸的物质的量的浓度为0.72 mol/L 题型10 综合考查铝及其化合物 1. 工艺流程（碱溶法提Al2O3为主流） 关键抓住“除杂”与“沉铝”： 碱溶：用NaOH溶解铝土矿，使Al元素以AlO2-形式进入溶液，与Fe2O3、SiO2等分离。 除硅：通入CO2或加入CaO，将硅元素以硅酸盐沉淀形式除去。 沉铝：通入过量CO2是经典操作，促使AlO2-水解生成Al(OH)₃沉淀，过滤灼烧得Al2O3。切忌用强酸。 2. 化学实验 制备Al(OH)3：首选可溶性铝盐与氨水反应，因氨水碱性适中，能沉淀完全且不溶解产物。 图像计算题：牢记向含Al³+溶液中滴加NaOH的四个关键点物质的量之比：开始沉淀：沉淀最大量：开始溶解：恰好溶解 = 1:3:1:4。 【例10】KAl(SO4)2·12H2O(明矾)是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐(主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的过程如图所示。回答下列问题： (1)为尽量少引入杂质，试剂①应选用___________(填标号)。 a．HCl溶液 b．H2SO4溶液 c．氨水 d．NaOH溶液 (2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为__________________________________。 (3)沉淀B的化学式为____________________________________________________________； 将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是______________________________________________。 【变式10-1】磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有 TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的 Fe2O3。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。 该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表： 金属离子 Fe3＋ Al3＋ Mg2＋ Ca2＋ 开始沉淀的pH 2.2 3.5 9.5 12.4 沉淀完全（c＝1.0×10－5 mol·L－1）的pH 3.2 4.7 11.1 13.8 回答下列问题： （1）“焙烧”中，TiO2、SiO2几乎不发生反应，Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3转化为相应的硫酸盐。写出Al2O3转化为 NH4Al2的化学方程式：_________________________________________。 （2）“水浸”后“滤液”的pH约为2.0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6，依次析出的金属离子是　　　　　　　　。 （3）“水浸渣”在160 ℃“酸溶”，最适合的酸是　　　　　　。“酸溶渣”的成分是　　　　、　　　　。 【变式10-2】利用废铝箔(主要成分为Al，含少量的Fe)既可制取AlCl3又可制取净水剂硫酸铝晶体。实验室用如图所示装置制备AlCl3溶液，并用AlCl3溶液溶解一定量的碳酸钙形成溶液，再用氨水沉淀，然后煅烧沉淀制备新型的超导材料和发光材料七铝十二钙(12CaO·7Al2O3)。已知AlCl3易水解，易升华。 (1)实验室用氯酸钾和浓盐酸制备氯气，其离子方程式为________________________。 (2)为了防止蒸气凝华堵塞导管，实验中可采取的措施是____________________(写出一点)。 (3)装置B中的溶液溶解碳酸钙时，要控制碳酸钙和AlCl3的量，其原因是_____________________。 (4)某课外小组的同学拟用废铝箔制取硫酸铝晶体，已知铝的物种类别与溶液pH的关系如图所示，实验中可选用的试剂：处理过的铝箔、NaOH溶液、硫酸溶液。 ①称取一定质量的处理过的铝箔于烧杯中，逐滴加入NaOH溶液，加热至不再产生气泡为止；②过滤；③______(填字母，下同)；④________；⑤________；⑥__________；⑦________；⑧过滤、洗涤、干燥。 a．冷却结晶　b．过滤、洗涤　c．滤液用硫酸在不断搅拌下调到pH＝4～10左右　d．沉淀中不断加入硫酸，至恰好溶解　e．蒸发浓缩 (5)为了分析废铝箔中铁元素的含量，某同学称取5.000 g废铝箔，先将其预处理使铁元素还原为Fe2＋，并在容量瓶中配制成100 mL溶液；然后移取25.00 mL试样溶液，用1.000×10—2mol·L－1 KMnO4标准溶液滴定，消耗20.00 mL标准溶液。判断滴定终点的依据是______________________________________； 废铝箔中铁元素的质量分数为________。 1.（2025·江苏南京·一模）铝及其化合物具有重要应用。下列说法正确的是 A．铝合金硬度低，可用于航空工业 B．熔点高，可用于电解冶炼铝 C．有弱碱性，可用于治疗胃酸过多 D．易溶于水，可用于净水 2.（24-25高三上·山西太原·二模）化学是研究物质的组成，结构，性质以及变化规律的一门以实验为基础的学科，在给定条件下，下列物质间转化均能实现的有 (1) (2) (3) (4) A．1组 B．2组 C．3组 D．4组 3.（2025·黑龙江齐齐哈尔·二模）常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 A．硫酸四氨合铜溶液：、、、 B．碱性高锰酸钾溶液：、、、 C．溶液：、、、 D．溶液：、、、 4.（24-25高三上·天津南开·期末）下列指定反应的离子方程式正确的是 A．溶于水： B．向溶液中通入过量 C．将铜丝插入稀硝酸中： D．向溶液中加入过量氨水： 5.（2025·安徽·二模）含有离子液体组成元素的下列物质，不能按图示路径一步转化得到的是 选项 甲 乙 丙 A B C D 6.（2025·河北衡水·质检）将足量的不断通入KOH、、的混合液中，下图能表示生成沉淀的物质的量与通入的体积之间的关系的是 A． B． C． D． 7.（2025·山西·一模）下列离子方程式正确的是 A．向银氨溶液中加入过量的盐酸： B．向NaHS溶液中滴加少量溶液： C．向溶液中通入过量气体： D．将少量通入硝酸钡溶液中： 8.（24-25高三上·福建厦门·二模）下列选项中的物质按图示路径不能均一步实现转化的是 选项 A B C D X CuO Fe Y Z 9.（24-25高三上·山东青岛·期中）废旧磷酸亚铁锂电池正极片含Al箔、活性材料和少量不溶于酸碱的导电剂，兴趣小组在实验室中模拟回收相关资源的部分流程如图。下列说法错误的是 A．“碱浸”中铝箔反应的离子方程式为 B．“酸浸”主要反应为 C．、与足量炭黑高温灼烧再生反应的氧化产物一定为 D．“洗涤”操作为向漏斗中加水至没过沉淀，待水自然流下，重复2～3次 10.（24-25高三上·江西宜春·期末）下列选项中的描述与对应图像相符的是 A．图①为新制氯水在阳光照射下，溶液随着时间变化的曲线 B．图②为和混合物与盐酸充分反应，所加盐酸的体积与产生的体积关系图，且线段 C．图③为向少量盐酸酸化的溶液中加入溶液时，产生沉淀的物质的量(n)与加入溶液体积(V)之间的关系图 D．图④为向溶液中滴加溶液时产生沉淀质量的变化图 11.（2025·宁夏银川·二模）含Cl、Na、Al或Fe部分物质的“价-类”关系如图所示。下列叙述正确的是 A．若a能与碱反应生成两种盐，则a和c都具有漂白性 B．若f分散于水中能形成红褐色胶体，则a与水蒸气反应生成e C．若a能与水剧烈反应，则a在空气中最终转化成b D．若f是两性氢氧化物，则a既能盐酸反应，又能与反应 12．以水泥厂的废料（主要成分为MgO，含少量MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质）为原料制备 MgSO4·7H2O的工艺流程如下： 已知：MnO＋2H＋===Mn2＋＋H2O，ClO－＋Mn2＋＋H2O===Cl－＋MnO2↓＋2H＋。下列说法正确的是（　　） A．为提高酸浸速率，可使用浓硫酸 B．试剂X可以是 MgSO4 C．滤渣为 Al（OH）3、Fe（OH）3、SiO2 D．操作a所得滤液经处理后可循环利用 13.（24-25高三上·河南·二模）某兴趣小组以铝土矿(主要成分为，还含有少量和)为主要原料制备絮凝剂聚合氯化铝和金属铝的流程如图所示。 已知滤渣a中含有难溶的铝硅酸盐。下列说法正确的是 A．“碱溶”时，所用NaOH溶液更换为氨水“碱溶”效果更好 B．若滤液a浓度较大，“沉淀”时通入过量有利于减少生成沉淀中的杂质 C．“操作X”可以是盐酸溶解、HCl气流中结晶、脱水、电解 D．通过控制沉淀ⅰ、ⅱ的比例可改变聚合氯化铝的组成 14.（24-25高三上·辽宁沈阳·期中）氮化镓(GaN)是第三代半导体材料。某工厂利用铝土矿(主要成分为)为原料制备GaN的流程如下图所示。已知镓与铝同主族，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物，能与强酸、强碱溶液反应。下列说法错误的是 已知：。 A．可以通过粉碎铝土矿、搅拌等方法提高“碱溶”效率 B．由步骤②、③可知，的酸性比的强 C．滤渣1是，生成滤渣2的离子方程式可能为 D．步骤⑥的反应中，被氧化 15.（24-25高三上·吉林白城·期末）生产上用过量烧碱溶液处理某矿物(含Al2O3、MgO)，过滤后得到的滤液用NaHCO3溶液处理，测得溶液pH、n[Al(OH)3]随加入NaHCO3溶液体积变化的曲线如图所示。下列有关说法错误的是 A．NaHCO3溶液的物质的量浓度为0.8 mol·L-1 B．b点与c点溶液所含微粒种类相同 C．a点溶液中大量存在的离子是Na+、、OH- D．生成沉淀的离子方程式为+ =Al(OH)3↓++H2O 16.（24-25高三上·四川成都·期末）铵明矾广泛用作中和剂、膨松剂和水净化剂等。工业上以铝土矿(主要成分是，含少量、杂质)为原料制取铵明矾晶体的工艺流程如下： 下列说法正确的是 A．步骤Ⅱ的离子方程式为： B．步骤Ⅵ应该通入过量 C．若经步骤Ⅱ得到的溶液与滤液c混合，则溶液中发生相互促进的水解反应 D．相同条件下，明矾除去铜器上铜锈的效果不如铵明矾 17.（24-25·湖北·期末）某100mL无色溶液可能含有K+、NH、Mg2+、Al3+、Fe3+、CO、Cl-中的若干种，取该溶液进行连续实验，试验过程如图(所加试剂均过量，气体全部逸出)，下列说法正确的是 A．原溶液一定存在K+、NH、Mg2+、Al3+，一定不存在Fe3+、CO B．原溶液中c(NH)=0.6mol/L C．沉淀2的成分为Mg(OH)2，还有少量的Al(OH)3 D．原溶液中c(Cl-)≥6mol/L 18.（2025·广西河池·二模）铝电解厂烟气净化的一种简单流程如图所示。下列有关说法正确的是 A．不宜用陶瓷等硅酸盐产品作吸收塔内衬材料 B．吸收塔中发生的反应为 C．合成槽中发生的反应为 D．冰晶石可作为工业上电解熔融氯化铝制取金属铝时的助熔剂 19.（2025·安徽·一模）我国最新型055型万吨驱逐舰上使用了最新一代国产有源相控阵雷达，采用了最先进的氮化镓()半导体技术。某工厂利用铝土矿(主要成分为、、)为原料制备的流程如下图所示。已知镓与铝同主族，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物，能与强酸、强碱溶液反应，为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．可以通过粉碎铝土矿、搅拌等方法提高“碱溶”效率 B．由过程②、③可知，的酸性比强 C．已知，与足量反应，转移电子数为 D．滤渣1是，生成滤渣2的离子方程式可能为 20.（2025·山西晋中·二模）铝元素的氢氧化物在水中的溶解反应为：，，25℃，与pH的关系如图所示，c为或浓度的值。下列说法错误的是 A．曲线②代表与pH的关系 B．的约为 C．的平衡常数的数量级为 D．向的溶液中加入NaOH溶液至pH=8.0，体系中铝元素主要以存在 21.（24-25高三上·安徽·期末）用含铬不锈钢废渣(含SiO2、Cr2O3、Fe2O3、Al2O3等)制取Cr2O3(铬绿)的工艺流程如图所示，下列说法正确的是 已知：(1)Cr(OH)3属于两性氢氧化物： (2)当溶液中离子浓度≤1×10-5mol·L-1时，视为沉淀完全。 A．“碱熔”时，Cr2O3被氧化，SiO2、Al2O3转化为可溶性盐，Fe2O3转化为Fe(OH)3滤渣 B．“酸化”时，产生的滤渣为H2SiO3、A1(OH)3，加热近沸有利于形成沉淀 C．“沉铬”时，为了确保Cr3+完全沉淀，应加入过量的NaOH溶液 D．若室温下，沉铬恰好完全时，溶液的pH=8，则Cr(OH)3的溶度积常数 22.（2025·河北·一模）铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要杂质为铁、铝、硅等的氧化物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如图所示，下列说法正确的是    A．煅烧后的含铬化合物是 B．水浸渣中含有和 C．“沉钒”时用固体可增大的浓度，有利于沉淀的生成 D．“还原”工序氧化剂和还原剂的物质的量之比为3:2 23.（2025·福建福州·一模）利用过量溶液处理含、矿物，然后过滤。向所得滤液中逐滴加入溶液，测得溶液和生成与所加入变化的曲线如图。下列说法错误的是 A．a点溶质为和，存在 B．溶液中： C．沉淀时的离子方程式： D．d点溶液： 24.（2025·浙江·模拟）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中的离子方程式为CO2++2H2O=Al(OH)3↓+ D．纯铝的硬度和强度较大，适合制造机器零件 25.（2025·山东·一模）某溶液中可能含有如下离子：、、、、、(不考虑水的电离)。当向该溶液中逐滴加入NaOH溶液时，产生沉淀的物质的量(n)与加入NaOH溶液的体积(V)的关系如图所示，下列说法正确的是 A．原溶液中一定含有的阳离子是、、、 B．原溶液中含有的阴离子是、 C．原溶液中 D．反应最后形成的溶液中的溶质只含NaCl和 26.（2025·湖南长沙·二模）在某强酸性溶液X中仅含有、、、、、、、、、中的一种或几种(忽略水的电离及离子的水解)，取该溶液进行连续实验，实验过程如图，下列有关推断正确的是 A．生成气体A的离子反应： B．溶液X中一定含有、、、 C．加热灼烧沉淀F，其产物一定是磁性氧化铁 D．沉淀H中一定含有和沉淀 27．聚合氯化铝晶体是介于AlCl3和Al（OH）3 之间的一种水溶性无机高分子聚合物，其制备原料主要是铝加工行业的废渣——铝灰，它主要含Al2O3、Al，还有SiO2等杂质。聚合氯化铝生产的工艺流程如下： （1）反应中得到的气体a是　　　　（用化学式表示）。 （2）升高pH至4.0～5.0的目的是　　　　　　　　　　　　　　。 （3）生产过程中可循环使用的物质是　　　　（用化学式表示）。 （4）为使得到的晶体较纯净，生产过程中使pH升高的C物质可选用　　　　（填字母）。 a．NaOH　　　　b．Al　　　　c．氨水 d．Al2O3　　　　e．Na[Al（OH）4] （5）聚合氯化铝晶体的化学式可表示为[Al2（OH）nCl6－n·xH2O]m，实验室测定n值的操作如下： ①称取a g晶体，制成粉末，加热至质量不再变化为止，称得质量为b g。此过程可能用到下列仪器中的　　　　（填字母）。 a．蒸发皿　　b．坩埚　　c．研钵　　d．试管 ②另取a g晶体，进行如下操作：用A试剂溶解→加足量AgNO3溶液→操作C→烘干→称得质量为c g。 A试剂为　　　　　（填试剂名称），操作C为　　　　　（填操作名称），n＝　　　　　（用含b、c的代数式表示）。 28.将0.1 mol的镁、铝混合物溶于100 mL 2 mol/L H2SO4溶液中，然后再滴加1 mol/L NaOH溶液。若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如图所示。当V1＝160 mL时，回答下列问题 (1)写出0～V1发生的离子反应方程式为____________________________________________________。 (2)写出V1～V2发生的离子反应方程式为_____________________________________、 ______________________________________、___________________________________。 (3)镁的物质的量为________。 (4)V2＝________ mL。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第03讲 铝及其重要化合物 目录 一、题型精讲 题型01 考查铝的性质 1 题型02 考查铝的化合物的性质与用途 4 题型03 考查铝盐及其用途 6 题型04 考查铝的有关计算 9 题型05 考查与铝及其化合物的工艺流程 11 题型06 考查铝热反应及其应用 15 题型07 考查铝及其化合物的转化关系 17 题型08 考查离子方程式与离子共存 20 题型09 考查铝及其化合物的有关图像及其计算 23 题型10 综合考查铝及其化合物 28 二、靶向突破 题型01 考查铝的性质 1.铝元素的存在 铝是地壳中含量最多的金属元素，全部以化合态的形式存在。 2.铝的性质 （1）铝的物理性质 银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和导热性等，密度较小，质地柔软。 （2）铝的化学性质 ①常温下，铝与氧气形成致密氧化膜，加热发生：4Al＋3O22Al2O3，铝片在空气中加热，铝片卷曲而不滴落，是因为氧化铝的熔点高于铝。 ②2Al＋3Cl22AlCl3 ③常温铝遇氧化性酸——浓硫酸、浓硝酸钝化，与非氧化酸发生反应生成氢气：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ ④2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑ ⑤2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 【解题通法】 （1）常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生“钝化”，而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应。 （2）铝与稀硝酸反应时生成的气体是NO而不是H2。 （3）铝不但能与酸(H＋)反应，还能够与碱溶液反应，表现为特殊性。2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑ 。其反应机理应为：铝先与强碱溶液中的水反应生成H2和Al(OH)3，然后Al(OH)3再与NaOH反应生成H2O和NaAlO2，反应中铝作还原剂，水作氧化剂，NaOH无电子得失。 【例1】下列关于铝单质的叙述中正确的是(　　) A．不能用铝制的器皿来盛放酸梅汤或碱水是因为铝会和酸或碱反应 B．铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为铝的化学性质很稳定 C．铝和NaOH溶液反应：Al＋2OH－===AlO＋2H2↑ D．用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝会滴落下来，是因为金属铝的熔点较低 【答案】A 【解析】无论是铝还是其氧化物都能与酸或碱反应，A正确；铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为铝表面形成了致密的氧化膜，B错误；电荷、原子均不守恒，正确的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑，C错误；打磨后的铝箔在酒精灯上灼烧表面生成Al2O3，高熔点的Al2O3兜住了熔融的液态铝，不会滴落，D错误。 【变式1-1】 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 B．稀盐酸 C．硝酸铜溶液 D．氢氧化钠溶液 【答案】C 【解析】铝钝化后表面形成致密的Al2O3层，Al2O3与Cu(NO3)2溶液不反应。 【变式1-2】 易拉罐的主要成分以铝铁合金和铝镁合金最为常见。现取几小块易拉罐碎片进行下列实验，其中实验方案与现象、结论正确的是(　　) 选项 实验方案 现象、结论 A 加入盐酸 产生无色气体；含铝、铁、镁三种金属 B 加入NaOH溶液 有无色气体产生；含有镁、铝两种金属 C 加入盐酸后，所得溶液中再加入少量NaOH溶液 产生白色沉淀；含有金属镁 D 用盐酸溶解并放置一会儿后，加入KSCN溶液 溶液呈红色；含有铁元素 【答案】D 【解析】铝、铁、镁都可与盐酸反应产生无色气体，不能得出含铝、铁、镁三种金属的结论，A错误；铝、铁、镁三种金属中只有铝能与NaOH溶液反应产生无色气体，B错误；氢氧化镁与氢氧化铝均为白色沉淀，C错误；用盐酸溶解后生成的亚铁离子，在空气中易被氧化成Fe3＋，加入KSCN溶液呈红色，D正确。 【变式1-3】 根据如下图所示转化关系判断下列说法正确的是（反应条件已略去）（　　） A．生成等质量H2时，反应①和②消耗的n（HCl）＝n（NaOH） B．反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3 C．反应③和④消耗等量的Al时，生成的n（Cu）∶n（Fe）＝3∶2 D．反应⑤的离子方程式为Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓ 【答案】C 【解析】根据得失电子守恒，生成氢气的物质的量相等，消耗铝的物质的量相等，根据铝元素守恒，设1 mol铝分别与NaOH、HCl完全反应，需1 mol NaOH、3 mol HCl，所以生成等质量H2时，反应①和②消耗的n（HCl）＝3n（NaOH），A错误；铝与硫酸铜溶液反应，铝是还原剂，硫酸铜是氧化剂，根据得失电子守恒可知，硫酸铜与铝的物质的量之比为3∶2，B错误；反应③和④消耗等量的Al时，失电子的物质的量相等，设2 mol 铝参加反应，由得失电子守恒可知，生成铜的物质的量为3 mol，生成铁的物质的量为2 mol，所以生成的n（Cu）∶n（Fe）＝3∶2，C正确；一水合氨是弱电解质，书写离子方程式时要用化学式，正确的离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al（OH）3↓＋3NH4+，D错误。 题型02 考查铝的化合物的性质与用途 1.氧化铝 化学式 Al2O3 物理性质 白色固体，难溶，熔点高 化学性质 类别 两性氧化物 与H2O反应 不反应 与H＋反应 Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O 与OH－反应 Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O 重要用途 制耐火、耐高温器材；炼铝和人造宝石的原料 2.氢氧化铝 化学式 Al(OH)3 类别 典型两性氢氧化物： H＋＋AlO＋H2O(酸式电离)⥫⥬Al(OH)3⥫⥬Al3＋＋3OH－(碱式电离)； 不能与较弱的酸、碱反应，如H2CO3、NH3·H2O 与H＋反应 Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O 与OH－反应 Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O 与盐反应 Al(OH)2不溶于NH4Cl浓溶液 热稳定性 2Al(OH)3Al2O3＋3H2O 用途 ①制药 ②Al(OH)3胶体用于净水 【例2】下列关于铝的化合物的说法错误的是(　　) A.氧化铝俗名为刚玉，是高温耐火材料 B.KAl(SO4)2·12H2O溶于水可形成Al(OH)3胶体，可以净水 C.Al3＋和AlO两种离子不能大量共存于同一溶液中 D.将AlCl3溶液滴入浓氨水中的离子方程式：Al3＋＋4NH3·H2O===AlO＋4NH＋2H2O 【答案】D 【解析】将AlCl3溶液滴入浓氨水中，生成氢氧化铝沉淀，D错误。 【变式2-1】 下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是(　　) A.铝的金属活泼性强，可用于制作铝金属制品 B.氧化铝熔点高，可用作电解冶炼铝的原料 C.氢氧化铝受热分解，可用于中和过多的胃酸 D.明矾溶于水并水解形成胶体，可用于净水 【答案】D 【解析】铝具有很好的延展性，可以用于制作铝金属制品，与铝的活泼性无关，A错误；电解氧化铝冶炼铝是因为氧化铝熔融状态下能导电，与熔点高无关，B错误；氢氧化铝能与胃酸的主要成分盐酸发生反应，与氢氧化铝受热分解无关，C错误；明矾中的Al3＋可以水解生成氢氧化铝胶体，胶体具有很强的吸附能力，可以吸附水中的悬浮物，起到净水作用，D正确。 【变式2-2】下列物质的性质和用途具有对应关系的是（　　） A．Al2O3熔点高，可用于电解制铝 B．Al（OH）3不稳定，可用于治疗胃酸过多症 C．明矾水解生成胶体，可用作絮凝剂 D．铝具有导热性，可用于制备铝热剂 【答案】C 【解析】电解熔融Al2O3可以生成铝单质，Al2O3可用于电解制铝不是因为其熔点高，A不符合题意；Al（OH）3能和胃酸（盐酸）反应，可用于治疗胃酸过多症，B不符合题意；明矾能水解生成Al（OH）3胶体从而吸附水中悬浮物，可用作絮凝剂，C符合题意；铝具有还原性，能还原一些金属氧化物，可用于制备铝热剂，D不符合题意。 【变式2-3】 探究氢氧化铝的两性，最适宜的试剂是(　　) A.Al、NaOH溶液、稀盐酸 B.Al2O3、氨水、稀盐酸 C.Al2(SO4)3溶液、NaOH溶液、稀盐酸 D.AlCl3溶液、氨水、稀盐酸 【答案】C 【解析】可溶性的铝盐Al2(SO4)3溶液与少量NaOH溶液反应生成氢氧化铝沉淀，继续加过量的氢氧化钠溶液，氢氧化铝沉淀会溶解，氢氧化铝沉淀中加盐酸也会溶解，故选C。 题型03 考查铝盐及其用途 1.明矾 （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。 （3）明矾净水的原理：明矾可以净水，其净水的原理是Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，Al(OH)3胶体吸附水中的杂质形成沉淀而净水，使水澄清。 【易错警示】（1）Al2O3、Al(OH)3是中学阶段接触的唯一与碱反应的金属氧化物和氢氧化物，经常应用到除杂、计算题中，所以一定要熟记这两个反应的离子方程式。 （2）Al(OH)3具有两性，能溶于强酸(如盐酸)、强碱(如NaOH溶液)，但不溶于弱酸(如H2CO3)、弱碱溶液(如氨水)。 （3）由Al(OH)3的两式电离以及与酸和碱反应的离子方程式可知：与酸反应时相当于三元碱，与碱反应时相当于一元酸。 （4）明矾净水只能除去水中的悬浮杂质，不能杀菌消毒，与氯气消毒原理不同。 2.AlCl3的结构与性质 （1）AlCl3熔点、沸点都很低，且会升华，易溶于乙醚等有机溶剂，因为它是一种共价型化合物。熔化的AlCl3不易导电，AlCl3晶体属于分子晶体，故制备铝时不用AlCl3电解。 （2）AlCl3的蒸汽或处于熔融状态时，都以AlCl3二聚分子形式存在。AlCl3二聚分子的形成原因是铝原子的缺电子结构。AlCl3二聚分子结构示意图如图，其中每个铝原子均为sp3杂化，各有1条空的轨道，氯原子处于以铝原子为中心的四面体的4个顶点位置。分子中有桥式氯原子存在，桥式氯原子在与其中一个铝原子成σ键的同时，与另一个铝原子的空轨道发生配位，形成σ配位键。 （3）AlCl3能与Cl－生成AlCl4-：AlCl3（aq）＋ Cl－（aq）=AlCl4-（aq） （4）与Al2Cl6类似，AlCl4-、Na3AlF6、Al(OH)4-中均存在配位键。 【例3】（2024·浙江·三模）明矾应用广泛，下列说法不正确的是 A．明矾属于复盐 B．明矾溶液和小苏打溶液混合可以生成气体 C．明矾大晶体的培养可以通过形状完整的小晶体作为晶核 D．明矾可以用作净水剂，是因为明矾溶于水生成了氢氧化铝沉淀 【答案】D 【解析】明矾含有铝离子和钾离子两种阳离子，属于复盐，A正确；明矾溶液中含有Al3+，Al3+和碳酸氢钠溶液会发生双水解反应生成CO2气体，B正确；选用形状较为规则的小明矾晶体作晶核，更有利于晶体的完美析出，C正确；明矾可以用作净水剂，是因为明矾溶于水生成了氢氧化铝胶体，D错误；故选D。 【变式3-1】明矾是一种常用的净水剂，以废易拉罐(主要成分为铝和少量不溶于碱性溶液的物质)为原料制取明矾的实验流程如图所示。 下列说法错误的是 A．“碱溶”步骤中有H2产生 B．“沉铝”步骤所得滤液呈酸性 C．用浓硫酸配制9mol/L H2SO4溶液，将浓硫酸缓慢加入到水中，并用玻璃棒搅拌 D．“一系列操作”中还需要加入K2SO4 【答案】B 【分析】易拉罐的主要成分为Al，含有少量的不溶于碱的杂质，可选择浓NaOH溶解，得到偏铝酸钠溶液，并通过过滤除去不溶于碱的杂质，滤液中加入NH4HCO3溶液后，促进[Al(OH)4]-水解生成Al(OH)3沉淀，过滤后将沉淀溶解在稀硫酸中，得到硫酸铝溶液，添加K2SO4溶液后蒸发浓缩并冷却结晶得到晶体明矾，据此分析回答问题。 【解析】碱溶过程中发生的是NaOH和Al的反应，即：2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑，A正确；由分析可知，“沉铝”步骤有、和生成，所得滤液呈碱性，B错误；浓硫酸稀释时需要酸入水，并用玻璃棒不断搅拌，故用浓硫酸配制9mol/L H2SO4溶液，需要将浓硫酸缓慢加入水中，并用玻璃棒不断搅拌，C正确；由分析可知，“一系列操作”中还需要加入的试剂是K2SO4，D正确；故选B。 【变式3-2】下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是(　　) A．铝的金属活泼性强，可用于制作铝金属制品 B．氧化铝熔点高，可用作电解冶炼铝的原料 C．氢氧化铝受热分解，可用于中和过多的胃酸 D．明矾溶于水并水解形成胶体，可用于净水 【答案】D 【解析】铝的金属活泼性强与可用于制作铝金属制品无对应关系，A项错误；氧化铝熔点高，可用作耐高温材料；铝是活泼金属，用电解法冶炼，选择氧化铝作原料，是因为氧化铝是离子化合物，B项错误；氢氧化铝具有弱碱性，可以中和过多的胃酸，C项错误；明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，Al3＋发生水解生成Al(OH)3胶体，可以吸附水中悬浮的颗粒物，从而起到净水的作用，D项正确。 【变式3-3】列关于铝及其化合物反应的离子方程式书写正确的是(　　) A．铝与NaOH溶液反应：Al＋4OH－===AlO＋H2↑＋H2O B．Al2O3与NaOH溶液反应：Al2O3＋OH－===AlO＋H2O C．明矾净水原理：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋ D．Al2(SO4)3与过量氨水反应：Al3＋＋4NH3·H2O===AlO＋4NH＋2H2O 【答案】C 【解析】铝与NaOH溶液反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑，A错误；Al2O3与NaOH溶液反应的离子方程式为Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O，B错误；明矾溶于水后电离产生的铝离子发生水解，产生的氢氧化铝胶体能吸附悬浮物，起到净水作用，C正确；一水合氨为弱碱，故氢氧化铝无法与一水合氨发生反应。 题型04 考查铝的有关计算 1.铝与酸或碱反应生成H2的量的关系 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ （1）等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应： ①产生H2的物质的量相等。 ②消耗H＋、OH－的物质的量之比为n(H＋)∶n(OH－)＝3∶1。 （2）足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应： ①消耗Al的物质的量之比为1∶3。 ②生成H2的物质的量之比为1∶3。 （3）一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应： 若产生氢气的体积比为＜＜1，则必定 ①铝与盐酸反应时，铝过量而HCl不足。 ②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而NaOH过量。 【例4】 称取两份铝粉，第一份加入足量氢氧化钠溶液，第二份加入足量盐酸，若要放出等量的气体，两份铝粉的质量之比为(　　) A.1∶3 B.3∶1 C.1∶1 D.4∶3 【答案】C 【解析】由反应：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑和2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑可知，等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，生成的氢气的量相等。 【变式4-1】将5.10g镁铝合金加入120mL4.0mol·L－1的盐酸中，待合金完全溶解后，得到溶液X。下列说法一定正确的是 A．合金完全溶解后产生的H2的物质的量为0.24mol B．合金中的镁与铝的物质的量之比小于1 C．若向溶液X中加入270mL2.0mol·L－1NaOH溶液，充分反应，所得沉淀为Mg(OH)2 D．若向溶液X中加入足量的氨水，充分反应，所得沉淀经过过滤、洗涤后充分灼烧，则残留固体质量大于8.50g. 【答案】D 【解析】假设全部是镁，物质的量为：=0.21mol，则消耗盐酸为0.42mol，生成氢气为0.21mol；假设全部是铝，其物质的量为：=0.19mol，消耗盐酸为0.57mol，而盐酸的总物质的量为0.48mol，铝过量，生成氢气的物质的量为0.24mol，故A错误；将5.10g镁铝合金加入120mL4.0molL的盐酸溶液中，待合金完全溶解后，说明盐酸与合金恰好完全反应，或盐酸过量，设合金中镁铝的物质的量分别为：xmol、ymol，则24x+27y=5.1、2x+3y=0.48，解之得：x的值约为0.1mol，如果盐酸过量，说明镁的含量更大，则合金中的镁与铝的物质的量之比大于1，故B错误；如果氢氧化钠过量所得沉淀为氢氧化镁，如果氢氧化钠不足沉淀中还会有氢氧化铝，故C错误；假设全部是镁，物质的量为：=0.21mol，氧化镁的质量为：0.21mol×40g/mol=8.4g，如果全是铝，则氧化铝的质量为：0.09mol×102g/mol=9.18g，8.50g在两者之间，故D正确；故选D。 【变式4-2】根据如图的转化关系判断，下列说法正确的是(反应条件已略去)(　　) A.生成等质量H2时，①和②反应消耗n(HCl)＝n(NaOH) B.反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3 C.反应③和④消耗等量的Al时，生成的n(Cu)∶n(Fe)＝3∶2 D.等浓度等体积的稀HCl和NaOH溶液与足量Al反应，①②生成H2的分子数之比为3∶1 【答案】C 【解析】根据反应2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑、2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，生成等质量H2时，①和②反应消耗n(HCl)＝3n(NaOH)，A错误；反应③为2Al＋3CuSO4===3Cu＋Al2(SO4)3，其中氧化剂CuSO4与还原剂Al的物质的量之比为3∶2，B错误；反应③：2Al＋3CuSO4===3Cu＋Al2(SO4)3，反应④：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，消耗等量的Al时，生成的n(Cu)∶n(Fe)＝3∶2，C正确；根据方程式2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑、2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，可知等量的HCl与NaOH反应生成H2的分子数比为1∶3，D错误。 【变式4-3】甲、乙两烧杯中分别盛有100 mL 浓度均为3 mol·L－1的盐酸与NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得同温同压下生成气体的体积之比为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 【答案】A 【解析】由2Al＋6HCl2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al（OH）4]＋3H2↑可知，若甲、乙两烧杯中铝粉完全反应，两烧杯中产生H2的体积相等。因为甲、乙两烧杯中反应产生H2的体积（同温同压下）之比为1∶2，所以甲、乙两烧杯中反应消耗的Al的质量之比为1∶2。综合上述分析可得，甲烧杯中盐酸不足，反应产生H2的物质的量n（H2）＝n（HCl）＝0.15 mol；乙烧杯中反应产生H2的物质的量n（H2）＝0.3 mol，则乙烧杯中反应消耗的n（Al）＝n（NaOH）＝0.2 mol，可知乙烧杯中NaOH过量，Al不足，所以m（Al）＝0.2 mol×27 g·mol－1 ＝5.4 g。 题型05 考查与铝及其化合物的工艺流程 由铝土矿（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质）提取Al2O3的两大工艺流程： 方法一：碱溶法 （1）步骤①③中可能发生反应的离子方程式为 ①Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－，SiO2＋2OH－===SiO32-＋H2O。 ③[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO3-，SiO32-＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO3-。 （2）步骤③中不能用盐酸或硫酸酸化，因为[Al(OH)4]－与酸反应生成的Al（OH）3具有两性，可溶于强酸，不易控制酸的量；CO2廉价且生成的副产物NaHCO3用途广泛，经济效益好。 （3）步骤④中得到较纯的Al2O3，可能含有SiO2杂质，在电解时它不会影响铝的纯度，是因为SiO2的熔点很高，加热到1 000 ℃时不会熔化。 方法二：酸溶法 （1）步骤①②中可能发生反应的离子方程式为 ①Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O。 ②Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－，Fe3＋＋3OH－===Fe（OH）3↓，Mg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓　 （2）步骤②中不能用氨水沉淀Fe3＋、Mg2＋，是因为Al（OH）3只能溶于强碱，不能溶于氨水，若用氨水，则不能将 Fe（OH）3、Mg（OH）2和Al（OH）3 分离。 【解题通法】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，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）Mg2＋(Al3＋)：加过量NaOH溶液，过滤，再加酸充分溶解。 【例5】从铝土矿(主要成分为Al2O3)中提取铝的工艺流程如图。下列说法不正确的是(　　) A.从NaAlO2→Al(OH)3→Al2O3的转化过程中涉及的反应均为非氧化还原反应 B.Al2O3与NaOH溶液反应的化学方程式：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O C.NaAlO2生成Al(OH)3的离子方程式：AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO D.电解熔融Al2O3阳极的电极反应式：Al3＋＋3e－===Al 【答案】D 【解析】向NaAlO2溶液中通入CO2气体，发生反应生成Al(OH)3，Al(OH)3不稳定，受热分解产生Al2O3，在上述转化过程中无元素化合价的变化，因此涉及的反应均为非氧化还原反应，A正确；Al2O3是两性氧化物，与NaOH溶液反应产生NaAlO2和水，B正确；酸性：H2CO3＞Al(OH)3，向NaAlO2溶液中通入过量CO2气体，反应产生Al(OH)3、NaHCO3，该反应的离子方程式为AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO，C正确；电解熔融Al2O3时，阳极上O2－失去电子变为O2，电极反应式为2O2－－4e－===O2↑，D错误。 【变式5-1】 工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，含SiO2、 Fe2O3等杂质）冶炼铝的主要流程如下： （注：SiO2碱溶时转化为铝硅酸钠沉淀） 下列叙述错误的是（　　） A.操作Ⅰ增大NaOH溶液的用量可以提高Al2O3的浸取率 B.操作Ⅱ、Ⅲ为过滤，操作Ⅳ为灼烧 C. 加入冰晶石的目的是降低Al2O3的熔融温度 D.如果操作Ⅰ换成H2SO4溶液来溶解铝土矿，后面的操作不变也可以冶炼出铝 【答案】D 【解析】向铝土矿中加入氢氧化钠溶液，Al2O3转化为Na[Al(OH)4]、SiO2转化为铝硅酸钠沉淀、Fe2O3不溶，过滤，滤液中含Na[Al(OH)4]，向滤液中通入足量的二氧化碳后，Na[Al(OH)4]转化为氢氧化铝沉淀，过滤、洗涤、干燥后，灼烧氢氧化铝使之分解生成氧化铝，加冰晶石可降低氧化铝的熔融温度，电解时节约能源。操作Ⅰ增大NaOH溶液的用量可以使浸取更充分，可提高Al2O3的浸取率， A项正确。操作Ⅱ、Ⅲ用于分离固体和液体，为过滤，操作Ⅳ使氢氧化铝分解，则为灼烧，B项正确。Al2O3熔点在2 000 ℃以上，加入冰晶石能使之在1 000 ℃左右熔融，则加入冰晶石的目的是降低Al2O3的熔融温度，C项正确。如果操作Ⅰ换成H2SO4溶液来溶解铝土矿，氧化铁和氧化铝均会溶解、二氧化硅不溶，则过滤后，需向滤液中加过量氢氧化钠溶液再过滤才能得到Na[Al(OH)4]溶液，即后面的操作要跟着改变才可以冶炼出铝，D项错误。 【变式5-2】 铝土矿是生产金属铝的最佳原料，其用量占世界铝土矿总产量的90%以上。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备有机合成中的重要还原剂铝氢化钠(NaAlH4)的一种工业流程如图(已知二氧化硅在“碱溶”时生成硅酸钠沉淀): 下列说法中错误的是(　　) A.为了提高“碱溶”效率，在“碱溶”前对铝土矿进行粉碎 B.“反应Ⅰ”的部分化学原理与泡沫灭火器的原理相同 C.“电解Ⅱ”中阳极的电极反应式为2H2O-4e-+4C D.“反应Ⅲ”的化学方程式为4NaH+AlCl3===NaAlH4+3NaCl 【答案】B 【解析】在“碱溶”前对铝土矿进行粉碎，可以增大接触面积，提高“碱溶”效率，故A正确；“反应Ⅰ”是[Al(OH)4]-+HC===Al(OH)3↓+C+H2O，与泡沫灭火器的原理不相同，故B错误；“电解Ⅱ”是电解碳酸钠溶液，阳极的电极反应式为2H2O-4e-+4C，故C正确；“反应Ⅲ”是氯化铝和NaH反应生成NaAlH4和NaCl，化学方程式为4NaH+AlCl3===NaAlH4+3NaCl，故D正确。 【变式5-3】 （2025·河南·一模）以黄铁矿为原料制取硫酸会产生大量的矿渣(主要成分为Fe2O3，还有Al2O3、CuO)，合理利用矿渣可以减少环境污染，变废为宝。利用该矿渣生产碱式硫酸铁的流程如图所示。下列叙述错误的是 A．“碱浸”时适当提高NaOH溶液的浓度可加快“碱浸”速率 B．“酸浸”后所得溶液中的金属阳离子主要是Fe3+、Cu2+ C．“去铜”过程中，被还原的元素只有铜元素 D．为提高碱式硫酸铁的产率，“调pH”时pH不能过高或过低 【答案】C 【分析】在矿渣被碱溶液浸取时，两性氧化物Al2O3转化为可溶性的Na[Al(OH)4]，碱性氧化物Fe2O3、CuO与碱溶液不反应，通过过滤分离出来，然后再用稀硫酸进行酸浸，Fe2O3、CuO与酸发生反应生成可溶性的、CuSO4进入溶液，向、CuSO4溶液中通入SO2、加入NaCl溶液，Cu2+、Fe3+被还原，生成CuCl沉淀及Fe2+，将CuCl沉淀过滤除去，然后向滤液中加入双氧水，使Fe2+氧化生成Fe3+，同时调节溶液的pH，使Fe3+反应产生碱式硫酸铁沉淀。 【解析】由以上分析可知，“碱浸”的目的是除去矿渣中的两性氧化物Al2O3，反应的化学方程式为，适当提高NaOH溶液的浓度，可加快反应速率，A正确；“酸浸”过程中，Fe2O3、CuO与稀硫酸发生的反应为：、，所得溶液中的金属阳离子主要是Fe3+、Cu2+，B正确；“去铜”过程中，Cu2+与SO2发生氧化还原反应：，Fe3+与SO2发生氧化还原反应：，被还原的元素有两种：铜元素和铁元素，C错误；pH过低时，溶液酸性较强，得不到碱式硫酸铁沉淀；pH过高时，溶液碱性较强，部分Fe3+与OH-直接结合生成沉淀，导致碱式硫酸铁的产率偏低，故为提高碱式硫酸铁的产率，“调pH”时pH不能过高或过低，D正确；故选C。 题型06 考查铝热反应及其应用 实验装置 实验现象 ①镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中 实验结论 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热：Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 原理应用 ①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等， 3MnO2＋4Al3Mn＋2Al2O3； ②金属焊接，如野外焊接钢轨等 【解题通法】 铝热反应是在高温状态下进行的置换反应，铝只能与排在金属活动性顺序其后的金属氧化物反应。铝不能与MgO反应，铝热反应不能用来冶炼大量的金属铁、铜等(要考虑冶炼成本)。 【例6】铝热反应的实验装置如图所示，下列有关说法错误的是(　　) A.X物质为KClO3 B.镁条燃烧提供引发反应所需的热量 C.若转移0.3 mol电子，被还原的Fe2O3为16 g D.可利用铝热反应冶炼铁 【答案】C 【解析】A项，KClO3受热分解产生氧气，助燃，图示装置中X物质为助燃剂KClO3，正确；B项，镁条燃烧放出大量热，可为铝热反应提供引发反应所需的热量，正确；C项，反应2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe中，Fe元素化合价从＋3价变为0价，还原1 mol Fe2O3转移6 mol电子，则转移0.3 mol电子还原Fe2O3的物质的量为=0.05 mol，其质量为160 g·mol－1×0.05 mol=8 g，错误；D项，Fe的活泼性小于Al，可利用铝热反应冶炼铁，正确。 【变式6-1】反应2Al+Fe2O32Fe+Al2O3可用于焊接钢轨。下列有关说法不正确的是 A．该反应吸收大量热 B．铝在反应中作还原剂 C．该反应属于置换反应 D．Al2O3 属于两性氧化物 【答案】A 【解析】该反应为铝热反应，会放出大量的热，A错误；反应中Al的化合价由0价变为+3价，失电子发生氧化反应，是还原剂，B正确；该反应由一种单质和一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应，C正确；Al2O3 既能和强碱反应，又能和酸反应，属于两性氧化物，D正确；故选A。 【变式6-2】（2025·浙江金华·二模）关于铁及其化合物的性质，下列说法不正确的是 A．高温下，Fe与水蒸气反应的氧化产物为 B．，说明氧化性： C．高温下，Fe与可以发生铝热反应，焊接铁轨 D．1mol溶液与足量酸性溶液反应，转移3mol电子 【答案】C 【解析】高温下，Fe与水蒸气反应生成黑色固体和氢气，为该反应的氧化产物，A正确；根据氧化性：氧化剂＞氧化产物，该反应中Fe元素化合价降低为氧化剂，Cu元素化合价升高，为氧化产物，则氧化性：，B正确；铝热反应是铝单质与氧化铁发生的反应，C错误；足量，亚铁离子被氧化为铁离子，铁元素从+2价升高至+3价，草酸根离子被氧化为二氧化碳和水，C元素从+3价升高至+4价，根据得失电子守恒及电荷守恒，1mol被氧化转移3mol电子，D正确；故选C。 【变式6-3】（2025·湖北·二模）化学焊接技术的原理之一是利用焊剂(主要成分为Al与CuO)在高温下反应制得液态金属(或合金)，凝固后，除去焊接点表面的焊渣，实现焊件金属的焊接。下列说法错误的是 A．Al与Fe2O3也能发生类似反应 B．焊渣的主要成分是Al(OH)3 C．焊接前可用还原性气体在加热条件下除去焊件金属表面的氧化膜 D．若在反应体系中加入低熔点金属，则可形成低熔点液态合金便于焊接 【答案】B 【解析】Fe的活泼性弱于Al，在高温条件下可发生铝热反应，故A正确；焊剂(主要成分为Al与CuO)在高温下反应得到液体金属，结合元素守恒可知，焊渣的主要成分为Al2O3，故B错误；利用还原性气体(如H2，CO等)除去焊件金属表面的氧化膜可使焊接更加牢固，故C正确；一般合金的熔点低于任一组分金属，加入低熔点金属，可在更低温度下得到液态合金，便于焊接，同时还可以保护焊件金属，故D正确。 题型07 考查铝及其化合物的转化关系 1．铝三角的转化 （1）①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH②Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ （2）Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O （3）Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－ （4）[Al(OH)4]－＋4H＋===Al3＋＋4H2O （5）①[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO ②[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O （6）Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－ 2.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 【解题通法】 氢氧化铝设计制备方案要从节约原料角度，由Al制备Al(OH)3，宜用Al制备Al3＋，Al制备AlO，然后将二者混合：Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓。 【例7】（2025·河南新乡·三模）Y是第三周期的金属单质，其组成元素的简单离子半径在同周期中最小，Z为无色气体，N和Q均难溶于水，它们之间的转化关系如图所示（部分反应物、生成物以及反应条件略）。下列有关说法正确的是 A．Z是 B．工业上常采用Z在高温下还原Q得到Y C．W固体中含有离子键、极性键和配位键 D．将过量的换成过量HCl，也可完成上述转化 【答案】C 【分析】Y是第三周期的金属单质，其组成元素的简单离子半径在同周期中最小，故为Al，根据转化关系可知：W为，Z为，N为，Q为，M为。 【解析】Al与氢氧化钠溶液反应放出氢气，Z是，故A错误；工业上常采用电解熔融冶炼Al，故B错误；含有离子键、极性键和配位键，故C正确；和过量HCl反应生成氯化钠、氯化铝，故D错误；故选C。 【变式7-1】（2025·广东广州·二模）部分含Na或含Al物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断合理的是 A．存在的转化 B．一定是化合反应 C．存在的反应 D．电解e的水溶液可得到a 【答案】C 【分析】由图可知，a为Na或Al单质，g为Na2O或Na2O2，f为NaOH，e为钠盐；b为Al2O3，c可能为Al(OH)3，d为铝盐，据此回答。 【解析】Al2O3不溶于水，无法一步Al2O3由转化为Al(OH)3，A错误；Na2O2与水反应生成NaOH，化学方程式为，该反应不是化合反应，，B错误；即Al2O3与NaOH反应生成四羟基和铝酸钠（钠盐），化学方程式为，存在该反应，C正确；e为钠盐，电解钠盐的水溶液得不到Na单质，电解熔融的钠盐才能得到Na单质，D错误；故选C。 【变式7-2】（2025·河南·三模）下列表格中的物质不能一步实现如图所示转化关系的是 X Y Z A B C Cu CuO D 【答案】B 【解析】受热分解生成，与反应生成，与反应产生，A项不符合题意；足量溶液和反应生成，和盐酸反应生成，不能一步转化为，B项符合题意；和反应生成，和稀硫酸反应生成，溶液和反应生成，C项不符合题意；和碱反应生成，电解生成，和S反应生成，D项不符合题意；故选B。 【变式7-3】（24-25高三上·山东烟台·期末）金属及其化合物的转化关系是化学学习的重要内容之一、下列各组物质的转化不能全部通过一步反应直接完成的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】氧化铝不能一步反应生成氢氧化铝，需要先加酸转化为铝盐后，再加入碱才能生成氢氧化铝，A符合题意；钠与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠，碳酸钠与氯化钙反应生成氯化钠，各物质可通过一步反应完成，B不符题意；镁与盐酸反应生成氯化镁，氯化镁与氢氧化钠反应生成氢氧化镁，氢氧化镁与硫酸反应生成硫酸镁，各物质可通过一步反应完成，C不符题意；铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，硫酸亚铁与氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁在空气中被氧化生成氢氧化铁，各物质可通过一步反应完成，D不符题意；故选A。 题型08 考查离子方程式与离子共存 1.离子方程式 (1)铝盐溶液与氢氧化钠溶液的反应。 ①铝盐过量：Al3+＋3OH－===Al(OH)3↓。 ②强碱过量：Al3+＋4OH－===[Al(OH)4]－。 (2)盐酸滴入Na[Al(OH)4]溶液中。 ①盐酸少量：[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O。 ②盐酸过量：[Al(OH)4]－＋4H＋===Al3+＋4H2O。 2.离子共存 （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。 （3）AlO与HCO因发生(相对)强酸制弱酸的反应而不能共存。 【解题通法】 （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－==AlO＋2H2O。 （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.AlO＋H＋＋H2O==Al(OH)3↓(AlO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。 【例8】生活中处处有化学。下列Al及其化合物相关反应的离子方程式书写不正确的是(　　) A.胃舒平[主要成分为Al(OH)3]治疗胃酸过多：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O B.泡沫灭火器灭火原理：2Al3＋＋3C＋3H2O===3CO2↑＋2Al(OH)3↓ C.某主要成分为苛性钠、铝粉的管道疏通剂的反应原理：2Al＋2OH－＋6H2O===2＋3H2↑ D.明矾净水原理：Al3＋＋3H2O⥫⥬Al(OH)3(胶体)＋3H＋ 【答案】B 【解析】胃酸的主要成分为盐酸，胃舒平治疗胃酸过多的离子方程式为Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，故A正确；泡沫灭火器中碳酸氢钠与硫酸铝溶液反应的离子方程式为Al3＋＋3HC===3CO2↑＋Al(OH)3↓，故B错误；苛性钠与铝粉反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O===2＋3H2↑，故C正确；明矾能净水是因为Al3＋水解：Al3＋＋3H2O⥫⥬Al(OH)3(胶体)＋3H＋，产生的氢氧化铝胶体能吸附水中悬浮的杂质，故D正确。 【变式8-1】（24-25高三上·海南三亚·期末）下列离子方程式书写正确的是 A．向溶液中加入Fe粉： B．溶于水： C．向氯化铝中加入过量氨水： D．溶液与稀混合： 【答案】B 【解析】向溶液中加入Fe粉，溶液变为浅绿色：A项错误；Cl2溶于水：，B项正确；向氯化铝中加入过量氨水：，C项错误；溶液与稀反应生成白色沉淀：，D项错误；故选B。 【变式8-2】将去掉氧化膜的铝片放入足量Na2CO3溶液中，铝片表面产生气泡，充分反应后得到无色溶液M。下列分析错误的是（　　） A．产生的气体中有H2 B．反应与 CO32-水解有关 C．Al（OH）3向酸式电离方向移动 D．M中含大量Na＋、Al3＋、HCO3- 【答案】D 【解析】Na2CO3溶液中，CO32-发生水解生成OH－，OH－与Al发生反应生成[Al（OH）4]－和H2。由分析可知，产生的气体中有H2，A正确；由分析可知，与Al反应的OH－来自CO32-水解，B正确；Al（OH）3的酸式电离为Al（OH）3＋H2O⥫⥬[Al（OH）4]－＋H＋，Na2CO3溶液呈碱性，故Al（OH）3 向酸式电离方向移动，C正确；Al3＋、HCO3-在溶液中能发生相互促进的水解反应，不能大量共存，所以M中不可能含大量Al3＋、HCO3-，D错误。 【变式8-3】下列各组澄清溶液中的离子能大量共存，且加入试剂后发生反应的离子方程式书写正确的是(　　) 选项 离子 试剂 离子方程式 A 、Mg2+、Fe3+、 少量铜粉 Fe3+＋Cu===Fe2+＋Cu2+ B Fe2+、H＋、Cl－、 KNO3溶液 ＋4H＋===3Fe3+＋NO↑＋2H2O C K＋、Na＋、ClO－、 少量 ===＋HClO＋Cl－ D K＋、Na＋、、[Al(OH)4]－ 少量 ＋[Al(OH)4]－===Al(OH)3↓＋NH3·H2O 【答案】D 【解析】、Mg2+、Fe3+、之间互不反应，能够共存，Cu和Fe3+反应，正确的离子方程式为2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+，A错误；在酸性条件下与Fe2+会发生氧化还原反应，不能大量共存，离子方程式书写合理，B错误；K＋、Na＋、ClO－、之间互不反应，能够大量共存，通入少量SO2，ClO－与SO2发生氧化还原反应，正确的离子方程式为===＋2HClO＋Cl－，C错误；K＋、Na＋、、[Al(OH)4]－之间互不反应，能够共存，加入少量NH4Cl时与[Al(OH)4]－反应生成Al(OH)3沉淀和NH3·H2O，反应的离子方程式为＋[Al(OH)4]－===Al(OH)3↓＋NH3·H2O，D正确。 题型09 考查铝及其化合物的有关图像及其计算 1.铝与酸或碱反应生成氢气的量的关系 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ （1）等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应： ①产生H2的物质的量相等。 ②消耗H＋、OH－的物质的量之比为n(H＋)∶n(OH－)＝3∶1。 （2）足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应： ①消耗Al的物质的量之比为1∶3。 ②生成H2的物质的量之比为1∶3。 （3）一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应： 若产生氢气的体积比为＜＜1，则必定 ①铝与盐酸反应时，铝过量而HCl不足。 ②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而NaOH过量。 2．生成氢氧化铝沉淀的定量规律 (1)强碱与Al3＋反应生成Al(OH)3沉淀的定量规律 (2)强酸与AlO反应生成Al(OH)3沉淀的定量规律 (3)Al3＋与AlO两种盐溶液反应生成Al(OH)3沉淀的定量规律：Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓ 3．与氢氧化铝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(从上述转化关系中选择符合图像变化的离子方程式，下同) 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 离子方程式 AB：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ BD：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－ AB：Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－ BC：Al3＋＋3[Al(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 离子 方程式 AB：[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O BC：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O AB：[Al(OH)4]－＋4H＋===Al3＋＋4H2O BC：Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓ 【解题通法】 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。 【例9】将12.6 g Mg、Al合金加入300 mL稀硝酸至完全溶解，共收集到4.48 L NO和NO2的混合气体，将全部混合气体与2.24 L O2分多次通入蒸馏水中，气体无剩余。向反应后的溶液中滴加1.0 mol·L－1 NaOH溶液，滴加过程中有沉淀产生，生成沉淀的量与加入溶液的体积如图所示，下列说法不正确的是(气体体积均折算为标准状况下)(　　) A.合金完全溶解时转移的电子总数为0.4 mol B.原硝酸的浓度为6 mol·L－1 C.合金中n(Mg)∶n(Al)＝3∶2 D.V1＝0.2 【答案】A 【解析】镁铝合金与硝酸反应，合金失去电子，硝酸被还原为氮的氧化物，同时生成硝酸镁和硝酸铝，随后氮的氧化物和氧气一起通入水中，完全反应生成硝酸，则氧气得到的电子物质的量和硝酸还原为铵根离子得到电子的物质的量等于合金失去的电子的总物质的量，向反应后的溶液中滴加氢氧化钠，先和硝酸反应，随后生成氢氧化镁和氢氧化铝沉淀，继续加入氢氧化钠溶液，则和溶液中的铵根离子反应，由图可知铵根离子的物质的量为0.1 mol，铵根离子反应完后，加入的氢氧化钠和氢氧化铝反应生成偏铝酸钠，设合金中，Mg的物质的量为x mol，Al的物质的量为y mol，则根据质量关系可知，24x＋27y＝12.6；根据得失电子守恒可知，2x＋3y＝×4＋0.1 mol×8＝0.1 mol×4＋0.8 mol；解这个方程组可知x＝0.3，y＝0.2，以此解题。A.由分析可知，合金完全溶解时转移的电子总数为1.2 mol，A错误；B.由图可知，当氢氧化钠的体积为1.5 L时，溶液中的溶质为硝酸钠，其物质的量为1.5 mol，结合氮守恒可知，原硝酸的浓度＝6 mol/L，B正确；C.由分析可知，Mg的物质的量为0.3 mol，Al的物质的量为0.2 mol，则合金中n(Mg)∶n(Al)＝3∶2，C正确；D.当氢氧化钠的体积为1.4 L时，消耗氢氧化钠的物质的量为1.4 mol，其中镁离子消耗0.6 mol，铝离子消耗0.6 mol，则剩余硝酸消耗的NaOH物质的量为0.2 mol，体积为0.2 L，D正确。 【变式9-1】把一小块镁铝合金溶于100mL盐酸中，然后向其中滴入1mol∙L-1NaOH溶液，生成沉淀的质量和加入NaOH溶液的体积如图所示，下列说法正确的是 A．镁铝合金溶于盐酸时一共产生448mLH2 B．盐酸的浓度为0.6mol∙L-1 C．反应至B点时，所得沉淀的质量为1.07g D．合金中镁和铝的物质的量之比为1:1 【答案】C 【分析】由图可知，从开始至加入NaOH溶液10mL，没有沉淀生成，说明原溶液中盐酸溶解Mg、Al后盐酸有剩余，此时发生的反应为：HCl+NaOH=NaCl+H2O，继续滴加NaOH溶液，到氢氧化钠溶液为50mL时，沉淀量最大，此时为Mg(OH)2和Al(OH)3，溶液为氯化钠溶液．再继续滴加NaOH溶液，氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，发生反应Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O； 【解析】由图可知，从加入10m氢氧化钠溶液开始产生沉淀，加入氢氧化钠溶液为50mL时，沉淀量最大，此时为Mg(OH)2和Al(OH)3，该阶段消耗氢氧化钠40mL，由氢氧根守恒可知3n[Al(OH)3]+2n[Mg(OH)2]=n(NaOH)=(0.06L-0.02L)×1mol/L=0.04mol．从加入氢氧化钠溶液50mL～60mL溶解氢氧化铝，该阶段发生反应Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，所以n[Al(OH)3]=(0.06L-0.05L)×1mol/L=0.01mol，故3×0.01mol+2n[Mg(OH)2]=0.04mol，解得n[Mg(OH)2]=0.005mol，由元素守恒可知n(Mg)=n[Mg(OH)2]=0.005mol，故m(Mg)=0.005mol×24g•mol-1=0.12g，m(Al)=0.01mol×27g•mol-1=0.27g，由关系式、，一共产生标准状况下的氢气体积为0.112L+0.336L=0.448L=448mLH2，但选项未告知是标准状况，无法计算，故A错误；加入氢氧化钠溶液为50mL时，沉淀量最大，此时为Mg(OH)2和Al(OH)3，溶液为氯化钠溶液，根据钠元素守恒此时溶液中n(NaCl)=n(NaOH)=0.05L×1mol/L=0.05mol，根据氯元素守恒n(HCl)=0.05mol，故盐酸的物质的量浓度为，故B错误；B点到沉淀量最大，此时为Mg(OH)2和Al(OH)3，n[Mg(OH)2]=0.005mol，n[Al(OH)3]=0.01mol，m(沉淀)=m[Mg(OH)2]+m[Al(OH)3]=0.005mol×58g/mol+ 0.01mol×78g/mol=1.07g，故C正确；由图可知，从加入10m氢氧化钠溶液开始产生沉淀，加入氢氧化钠溶液为50mL时，沉淀量最大，此时为Mg(OH)2和Al(OH)3，该阶段消耗氢氧化钠40mL，假设NaOH溶液的浓度为1mol/L，由氢氧根守恒可知3n[Al(OH)3]+2n[Mg(OH)2]=n(NaOH)=0.04L×1mol/L=0.04mol，从加入氢氧化钠溶液50mL～60mL溶解氢氧化铝，该阶段发生反应Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，该阶段中n[Al(OH)3]=n(NaOH)=0.01L×1mol/L=0.01mol，代入上式可得n[Mg(OH)2]=0.005mol，由元素守恒可知，合金中镁铝的物质的量之比为0.005mol：0.01mol=1：2，故D错误；故选C。 【变式9-2】硝酸与金属反应时，浓度越稀还原产物价态越低。现用一定量的铝粉与镁粉组成的混合物与100mL硝酸钾溶液与硫酸组成的混合溶液充分反应，反应过程中无任何气体放出，向反应后的溶液中逐滴加入4.00mol/L的NaOH溶液，加入的溶液体积与产生的沉淀质量的关系如图所示： 下列结论正确的是 A．铝与混合溶液反应的离子方程式为8Al+30H＋+3NO3−＝8Al3++3NH4++9H2O B．参加反应硝酸根离子物质的量为0.06 mol C．参加反应的铝与镁的质量之比为4:3 D．混合液中硫酸的物质的量的浓度为0.72 mol/L 【答案】A 【解析】A. 硝酸根浓度很低时被氧化生成的产物是铵根离子，因此无气体放出，镁、铝反应生成金属阳离子，则离子反应分别为4Mg+10H++NO3−＝4Mg2++NH4++3H2O、8Al+30H＋+3NO3−＝8Al3++3NH4++9H2O，A项正确；B. 由图示可以看出加入氢氧化钠溶液从15.0mL到16.5mL区间内发生的反应是氢氧根离子与铵根离子的反应，由氮原子守恒可知，铵根离子的物质的量即为原溶液中反应的硝酸根离子的物质的量，则原溶液中NO3−物质的量是(16.5－15)×10−3L×4mol/L=0.006mol，B项错误；C. 从图示提示中看出从氢氧化溶液体积16.5mL到18.5mL区间内发生的反应是氢氧化铝与氢氧化钠的反应，氢氧化铝与氢氧化钠等物质的量反应，由Al～Al3+～Al(OH)3～NaOH，则Al的物质的量为0.008mol，再由Mg2++2OH−=Mg(OH)2↓、Al3++3OH−=Al(OH)3↓，沉淀镁离子和铝离子共消耗氢氧化钠溶液体积(15.0－3.0)mL，由此可知：沉淀镁离子时消耗的氢氧根离子物质的量为(15.0－3.0)×10−3L×4.00mol/L－8×10−3mol×3=24×10−3mol，镁离子物质的量为1.2×10−2mol，参加反应的镁与铝的质量之比：8×10−3mol×27g/mol：1.2×10−2mol×24g/mol=3：4，C项错误；D. 由4Mg+10H++NO3−＝4Mg2++NH4++3H2O、8Al+30H＋+3NO3−＝8Al3++3NH4++9H2O可知，消耗氢离子为0.008mol×+1.2×10−2mol×=0.06mol，图中开始3.0mLNaOH溶液消耗氢离子的物质的量为3×10−3L×4mol/L=0.012mol，原溶液中硫酸的物质的量为=0.036mol，混合液中硫酸的物质的量的浓度为=0.36mol/L，D项错误；答案选A。 题型10 综合考查铝及其化合物 1. 工艺流程（碱溶法提Al2O3为主流） 关键抓住“除杂”与“沉铝”： 碱溶：用NaOH溶解铝土矿，使Al元素以AlO2-形式进入溶液，与Fe2O3、SiO2等分离。 除硅：通入CO2或加入CaO，将硅元素以硅酸盐沉淀形式除去。 沉铝：通入过量CO2是经典操作，促使AlO2-水解生成Al(OH)₃沉淀，过滤灼烧得Al2O3。切忌用强酸。 2. 化学实验 制备Al(OH)3：首选可溶性铝盐与氨水反应，因氨水碱性适中，能沉淀完全且不溶解产物。 图像计算题：牢记向含Al³+溶液中滴加NaOH的四个关键点物质的量之比：开始沉淀：沉淀最大量：开始溶解：恰好溶解 = 1:3:1:4。 【例10】KAl(SO4)2·12H2O(明矾)是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐(主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的过程如图所示。回答下列问题： (1)为尽量少引入杂质，试剂①应选用___________(填标号)。 a．HCl溶液 b．H2SO4溶液 c．氨水 d．NaOH溶液 (2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为__________________________________。 (3)沉淀B的化学式为____________________________________________________________； 将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是______________________________________________。 【答案】(1)d　 (2)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ (3)Al(OH)3　Al3＋水解，使溶液中H＋浓度增大 【解析】(3)滤液A中铝元素以AlO形式存在，与溶液中HCO发生反应：AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO，故沉淀B为Al(OH)3，明矾溶于水时，KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO，Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，使溶液呈弱酸性。 【变式10-1】磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有 TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的 Fe2O3。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。 该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表： 金属离子 Fe3＋ Al3＋ Mg2＋ Ca2＋ 开始沉淀的pH 2.2 3.5 9.5 12.4 沉淀完全（c＝1.0×10－5 mol·L－1）的pH 3.2 4.7 11.1 13.8 回答下列问题： （1）“焙烧”中，TiO2、SiO2几乎不发生反应，Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3转化为相应的硫酸盐。写出Al2O3转化为 NH4Al2的化学方程式：_________________________________________。 （2）“水浸”后“滤液”的pH约为2.0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6，依次析出的金属离子是　　　　　　　　。 （3）“水浸渣”在160 ℃“酸溶”，最适合的酸是　　　　　　。“酸溶渣”的成分是　　　　、　　　　。 【解析】（1）“焙烧”中，Al2O3和（NH4）2SO4反应生成 NH4Al（SO4）2，同时放出NH3，反应的化学方程式为Al2O3＋4（NH4）2SO42NH4Al（SO4）2＋6NH3↑＋3H2O。（2）由题表中Fe3＋、Al3＋、Mg2＋沉淀完全的pH分别为3.2、4.7、11.1可知，用氨水逐步调节pH至11.6的过程中，依次析出的金属离子是Fe3＋、Al3＋、Mg2＋。（3）“水浸渣”在160 ℃“酸溶”，为了尽可能减少酸溶液的挥发而造成不必要的损失，且保证TiO2可以完全溶解，最好选择硫酸；SiO2不溶于硫酸，CaO“焙烧”生成CaSO4固体，故“酸溶”后所得“酸溶渣”的成分为SiO2、CaSO4。 【答案】（1）Al2O3＋4（NH4）2SO42NH4Al（SO4）2＋6NH3↑＋3H2O （2）Fe3＋、Al3＋、Mg2＋ （3）硫酸　SiO2　CaSO4 【变式10-2】利用废铝箔(主要成分为Al，含少量的Fe)既可制取AlCl3又可制取净水剂硫酸铝晶体。实验室用如图所示装置制备AlCl3溶液，并用AlCl3溶液溶解一定量的碳酸钙形成溶液，再用氨水沉淀，然后煅烧沉淀制备新型的超导材料和发光材料七铝十二钙(12CaO·7Al2O3)。已知AlCl3易水解，易升华。 (1)实验室用氯酸钾和浓盐酸制备氯气，其离子方程式为________________________。 (2)为了防止蒸气凝华堵塞导管，实验中可采取的措施是____________________(写出一点)。 (3)装置B中的溶液溶解碳酸钙时，要控制碳酸钙和AlCl3的量，其原因是_____________________。 (4)某课外小组的同学拟用废铝箔制取硫酸铝晶体，已知铝的物种类别与溶液pH的关系如图所示，实验中可选用的试剂：处理过的铝箔、NaOH溶液、硫酸溶液。 ①称取一定质量的处理过的铝箔于烧杯中，逐滴加入NaOH溶液，加热至不再产生气泡为止；②过滤；③______(填字母，下同)；④________；⑤________；⑥__________；⑦________；⑧过滤、洗涤、干燥。 a．冷却结晶　b．过滤、洗涤　c．滤液用硫酸在不断搅拌下调到pH＝4～10左右　d．沉淀中不断加入硫酸，至恰好溶解　e．蒸发浓缩 (5)为了分析废铝箔中铁元素的含量，某同学称取5.000 g废铝箔，先将其预处理使铁元素还原为Fe2＋，并在容量瓶中配制成100 mL溶液；然后移取25.00 mL试样溶液，用1.000×10—2mol·L－1 KMnO4标准溶液滴定，消耗20.00 mL标准溶液。判断滴定终点的依据是______________________________________； 废铝箔中铁元素的质量分数为________。 【答案】(1)ClO＋5Cl－＋6H＋===3Cl2↑＋3H2O (2)加粗导管、缩短导管长度、加热导管(写出一点即可) (3)生成微溶于水的氢氧化钙造成损失 (4)c　b　d　e　a (5)滴入最后半滴高锰酸钾溶液时，溶液出现浅紫色且半分钟内不褪色　4.480% 【解析】(1)实验室用氯酸钾和浓盐酸反应制备氯气，反应的离子方程式为ClO＋5Cl—＋6H＋===3Cl2↑＋3H2O。 (2)由题意可知氯化铝蒸气凝华易堵塞导管，则加粗导管、缩短导管长度、加热导管可以防止蒸气凝华堵塞导管。 (3)装置B中的氯化铝溶液溶解碳酸钙时，要控制碳酸钙和AlCl3的量，否则钙离子会与氨水反应生成微溶的、不易分解的氢氧化钙，影响七铝十二钙的产率。 (4)由题意可知，制备硫酸铝晶体的操作为称取一定质量的处理过的铝箔于烧杯中，逐滴加入NaOH溶液，加热至不再产生气泡为止，过滤，向滤液中加入硫酸，调节pH在4～10时生成氢氧化铝沉淀，再过滤、洗涤，向沉淀中加入硫酸，至恰好溶解，蒸发浓缩、冷却结晶，再进行过滤、洗涤、干燥得到硫酸铝晶体。 (5)由题意可知，亚铁离子与酸性高锰酸钾溶液完全反应时，再滴入标准溶液，溶液会变为浅紫色，则判断滴定终点的依据是滴入最后半滴高锰酸钾溶液时，溶液出现浅紫色且半分钟内不褪色；由得失电子守恒可得：5Fe2＋～MnO，由滴定消耗20.00 mL 1.000×10—2 mol·L－1 KMnO4标准溶液可知，废铝箔中铁元素的质量分数为 ×100%＝4.480%。 1.（2025·江苏南京·一模）铝及其化合物具有重要应用。下列说法正确的是 A．铝合金硬度低，可用于航空工业 B．熔点高，可用于电解冶炼铝 C．有弱碱性，可用于治疗胃酸过多 D．易溶于水，可用于净水 【答案】C 【解析】铝合金通常硬度较高，且因其密度低、强度高而用于航空工业，而非硬度低，A错误；电解冶炼铝使用Al2O3是因为其在熔融状态下可导电并分解，但需加入冰晶石降低熔点，而非直接利用其熔点高的性质，B错误；Al(OH)3具有弱碱性，能中和胃酸（HCl）且刺激性小，符合治疗胃酸过多的原理，C正确；KAl(SO4)2用于净水是因Al3+水解生成Al(OH)3胶体吸附杂质，而非易溶于水的性质，D错误；故选C。 2.（24-25高三上·山西太原·二模）化学是研究物质的组成，结构，性质以及变化规律的一门以实验为基础的学科，在给定条件下，下列物质间转化均能实现的有 (1) (2) (3) (4) A．1组 B．2组 C．3组 D．4组 【答案】B 【解析】(1)氧化铁和铝在高温条件下发生铝热反应生成铁和氧化铝，铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，不能得到氯化铁，错误； (2)MgCl2和石灰乳反应生成Mg(OH)2，Mg(OH)2受热分解生成MgO，则转化均能实现，正确； (3)CaCO3高温分解生成CaO，CaO和二氧化硅高温反应生成CaSiO3，则转化均能实现，正确； (4)铝和NaOH溶液反应生成，和过量盐酸反应生成氯化铝，则转化不能实现，错误；故选B。 3.（2025·黑龙江齐齐哈尔·二模）常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 A．硫酸四氨合铜溶液：、、、 B．碱性高锰酸钾溶液：、、、 C．溶液：、、、 D．溶液：、、、 【答案】B 【解析】硫酸四氨合铜在碱性溶液中比较稳定；在酸性条件下不稳定，硫酸四氨合铜溶液显碱性，在为3.2左右沉淀完全，硫酸四氨合铜溶液H+、Fe3+均不能大量存在，A错误；碱性高锰酸钾溶液中：、、、均能存在，B正确；溶液中，与和均能反应，不能大量共存，C错误；溶液中，与发生双水解反应生成沉淀和，不能大量共存，与反应生成沉淀和，不能大量共存，D错误；故选B。 4.（24-25高三上·天津南开·期末）下列指定反应的离子方程式正确的是 A．溶于水： B．向溶液中通入过量 C．将铜丝插入稀硝酸中： D．向溶液中加入过量氨水： 【答案】D 【解析】次氯酸是弱酸，不能拆分；Cl2溶于水时反应的离子方程式为Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO，故A错误；FeBr2与过量Cl2反应生成FeBr3和FeCl3；反应的离子方程式为2Fe2++4Br-+3Cl2═2Fe3++6Cl-+2Br2，故B错误；将铜丝插入稀硝酸时反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO═3Cu2++2NO↑+4H2O，故C错误；向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水时反应生成(NH4)2SO4和Al(OH)3沉淀，离子方程式为，故D正确；故选D。 5.（2025·安徽·二模）含有离子液体组成元素的下列物质，不能按图示路径一步转化得到的是 选项 甲 乙 丙 A B C D 【答案】A 【解析】Al(OH)3不能一步转化为Al，Al与氧气反应生成，不能一步转化为，A选项错误，符合题意；与氧气反应可一步转化为，与水反应可一步转化为，与铜等反应可还原生成，B选项正确，不符合题意；与足量氢氧化钠反应可一步转化为，溶液中通入可一步转化为，受热分解可一步转化为，C选项正确，不符合题意；被氯气等强氧化剂氧化可一步转化为，浓与Cu加热反应可一步转化为，D 选项正确，不符合题意；故选A。 6.（2025·河北衡水·质检）将足量的不断通入KOH、、的混合液中，下图能表示生成沉淀的物质的量与通入的体积之间的关系的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】足量的CO2不断通入NaOH、Ba(OH)2、Na[Al(OH)4]的混合溶液中，先与Ba(OH)2反应生成BaCO3沉淀，再与NaOH反应，生成Na2CO3沉淀，再和Na[Al(OH)4]反应生成Al(OH)3沉淀，继续通入CO2，与K2CO3反应生成KHCO3，最后与BaCO3反应生成Ba(HCO3)2，沉淀部分溶解，符合题意的为C选项；故选C。 7.（2025·山西·一模）下列离子方程式正确的是 A．向银氨溶液中加入过量的盐酸： B．向NaHS溶液中滴加少量溶液： C．向溶液中通入过量气体： D．将少量通入硝酸钡溶液中： 【答案】C 【解析】向银氨溶液中加入过量的盐酸的离子方程式为：，A项错误；向NaHS溶液中滴加少量溶液的离子方程式为：，B项错误；碳酸酸性大于Al(OH)3，向溶液中通入过量气体生成Al(OH)3和NaHCO3，离子方程式为：，C正确；将少量通入硝酸钡溶液中生成硫酸钡沉淀和NO气体，离子方程式为：，D项错误；故选C。 8.（24-25高三上·福建厦门·二模）下列选项中的物质按图示路径不能均一步实现转化的是 选项 A B C D X CuO Fe Y Z 【答案】D 【解析】CO2与NaOH溶液反应生成碳酸钠，碳酸钠与二氧化碳继续反应可以生成碳酸氢钠，碳酸氢钠受热分解可以转化成碳酸钠，碳酸氢钠与盐酸反应可以生成CO2，均能一步转化，故A正确；CuO与硝酸反应转化成Cu(NO3)2，Cu(NO3)2与NaOH反应转化成Cu(OH)2，Cu(OH)2与硝酸反应转化成Cu(NO3)2，Cu(OH)2受热分解转化成CuO，均能一步转化，故B正确；Al2O3与NaOH反应转化成Na[Al(OH)4]，Na[Al(OH)4]与CO2反应转化成Al(OH)3，Al(OH)3与NaOH反应转化成Na[Al(OH)4]，Al(OH)3受热分解转化成Al2O3，均能一步转化，故C正确；Fe与氧气缓慢氧化反应可转化成Fe2O3，但Fe2O3不能直接转化成Fe(OH)3，且Fe(OH)3也不能直接转化成Fe，D错误；故选D。 9.（24-25高三上·山东青岛·期中）废旧磷酸亚铁锂电池正极片含Al箔、活性材料和少量不溶于酸碱的导电剂，兴趣小组在实验室中模拟回收相关资源的部分流程如图。下列说法错误的是 A．“碱浸”中铝箔反应的离子方程式为 B．“酸浸”主要反应为 C．、与足量炭黑高温灼烧再生反应的氧化产物一定为 D．“洗涤”操作为向漏斗中加水至没过沉淀，待水自然流下，重复2～3次 【答案】C 【分析】废旧磷酸亚铁锂离子电池正极片(除LiFePO4外，还含有Al箔、少量不溶于酸碱的导电剂)加入氢氧化钠溶液进行碱浸，铝与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，过滤得到滤液①四羟基合铝酸钠溶液，浸渣加入硫酸、H2O2氧化剂，LiFePO4中亚铁被氧化生成铁离子，调节溶液pH生成磷酸铁沉淀，过滤后的滤液3为LiCl溶液，加入饱和碳酸钠溶液生成碳酸锂沉淀，利用碳酸锂在水中的溶解度随温度升高而减小的性质，经趁热过滤、洗涤、干燥等操作得到碳酸锂。 【解析】铝在强碱中反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，反应的离子方程式2Al+2OH⁻+6H2O=2[Al(OH)4]⁻+3H2↑书写正确，A正确；利用H2O2将LiFePO4中的Fe(Ⅱ)氧化为Fe(Ⅲ)生成Fe2(SO4)3、H3PO4等物质，选项所给方程式正确，B正确；将FePO4、Li2CO3与足量炭黑高温灼烧生成LiFePO4时，碳被氧化不一定只生成CO2，高温下还可能生成CO等产物，C错误；选项描述的“洗涤”操作方法符合实验常规操作，D正确；故选C。 10.（24-25高三上·江西宜春·期末）下列选项中的描述与对应图像相符的是 A．图①为新制氯水在阳光照射下，溶液随着时间变化的曲线 B．图②为和混合物与盐酸充分反应，所加盐酸的体积与产生的体积关系图，且线段 C．图③为向少量盐酸酸化的溶液中加入溶液时，产生沉淀的物质的量(n)与加入溶液体积(V)之间的关系图 D．图④为向溶液中滴加溶液时产生沉淀质量的变化图 【答案】D 【解析】新制氯水中含有HClO，HClO在光照条件下分解生成HCl和，溶液酸性不断增强，pH逐渐减小，A错误；和混合物中滴加盐酸，先发生反应：，然后发生反应：，故，B错误；向少量盐酸酸化的溶液中加入溶液后，发生反应：，，反应完全后，继续与反应生成沉淀，因为盐酸少量，故不会出现图中AB段，C错误；向溶液中逐渐滴加NaOH溶液，先发生反应：，后发生反应：，故沉淀最终会溶解，D正确；故选D。 11.（2025·宁夏银川·二模）含Cl、Na、Al或Fe部分物质的“价-类”关系如图所示。下列叙述正确的是 A．若a能与碱反应生成两种盐，则a和c都具有漂白性 B．若f分散于水中能形成红褐色胶体，则a与水蒸气反应生成e C．若a能与水剧烈反应，则a在空气中最终转化成b D．若f是两性氢氧化物，则a既能盐酸反应，又能与反应 【答案】D 【解析】a能与碱反应生成两种盐，则a为Cl2，c为HClO，氯气没有漂白性，A错误；f分散于水中能形成红褐色胶体，则f为Fe(OH)3，d为FeO，e为Fe2O3，a与水蒸气反应生成Fe3O4，B错误；a能与水剧烈反应，则a为Na，b为NaOH，在空气中Na最终变为Na2CO3，C错误；f是两性氢氧化物，则f为Al(OH)3，a为Al，Al能与强碱强酸反应生成盐，D正确；故选D。 12．以水泥厂的废料（主要成分为MgO，含少量MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质）为原料制备 MgSO4·7H2O的工艺流程如下： 已知：MnO＋2H＋===Mn2＋＋H2O，ClO－＋Mn2＋＋H2O===Cl－＋MnO2↓＋2H＋。下列说法正确的是（　　） A．为提高酸浸速率，可使用浓硫酸 B．试剂X可以是 MgSO4 C．滤渣为 Al（OH）3、Fe（OH）3、SiO2 D．操作a所得滤液经处理后可循环利用 【答案】D 【解析】以水泥厂的废料（主要成分为MgO，含少量MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质）为原料制取MgSO4·7H2O，废料中加入过量稀硫酸，MgO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3都与硫酸反应，转化为对应的硫酸盐，SiO2不与硫酸反应，向反应后的溶液中加入次氯酸钠将亚铁离子氧化为铁离子，同时使锰离子转化为MnO2沉淀，再加入氧化镁等物质调节溶液的pH，除去铁离子、铝离子，过滤，将滤液进行一系列操作得到MgSO4·7H2O。浓硫酸中主要为H2SO4分子，H＋浓度较小，不能提高酸浸速率，故A错误；试剂X为氧化镁或碳酸镁，不能为 MgSO4，故B错误；滤渣为 Al（OH）3、Fe（OH）3、SiO2、MnO2，故C错误；操作a是从溶液中经过一系列过程得到MgSO4·7H2O晶体，过滤时溶液中含有硫酸镁，为了提高原料中镁的利用率，操作a后滤液可以循环利用，故D正确。 13.（24-25高三上·河南·二模）某兴趣小组以铝土矿(主要成分为，还含有少量和)为主要原料制备絮凝剂聚合氯化铝和金属铝的流程如图所示。 已知滤渣a中含有难溶的铝硅酸盐。下列说法正确的是 A．“碱溶”时，所用NaOH溶液更换为氨水“碱溶”效果更好 B．若滤液a浓度较大，“沉淀”时通入过量有利于减少生成沉淀中的杂质 C．“操作X”可以是盐酸溶解、HCl气流中结晶、脱水、电解 D．通过控制沉淀ⅰ、ⅱ的比例可改变聚合氯化铝的组成 【答案】D 【分析】铝土矿加氢氧化钠溶液，和氢氧化钠溶液的反应生成四羟基合铝酸钠、转化为铝硅酸钠沉淀、不溶，过滤，滤液含四羟基合铝酸钠溶液、通入足量的二氧化碳后反应生成氢氧化铝沉淀，过滤，洗涤干燥后，将沉淀分三份，第一份加盐酸得到氯化铝溶液，与第二份氢氧化铝反应得到聚合氯化铝，第三份灼烧氢氧化铝使之分解生成氧化铝，加冰晶石使氧化铝熔融、电解之，就可以得到铝。 【解析】具有两性，能与强碱溶液反应，不能溶于弱碱，“碱溶”时与NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]，所用NaOH溶液不能更换为氨水，故A错误；步骤Ⅱ，滤液浓度较大时通入过量CO2生成氢氧化铝和碳酸氢钠，碳酸氢钠溶解度较小，因此会有碳酸氢钠固体从溶液中析出，因此并不有利于减少氢氧化铝固体中的杂质，故B错误；由分析可知，操作X应是灼烧氢氧化铝使之分解生成氧化铝，加冰晶石电解氧化铝就可以得到铝，故C错误；[Al2(OH)aClb]m中a、b可通过控制Al(OH)3和AlCl3的投料比来控制产品盐基度，故D正确；故选D。 14.（24-25高三上·辽宁沈阳·期中）氮化镓(GaN)是第三代半导体材料。某工厂利用铝土矿(主要成分为)为原料制备GaN的流程如下图所示。已知镓与铝同主族，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物，能与强酸、强碱溶液反应。下列说法错误的是 已知：。 A．可以通过粉碎铝土矿、搅拌等方法提高“碱溶”效率 B．由步骤②、③可知，的酸性比的强 C．滤渣1是，生成滤渣2的离子方程式可能为 D．步骤⑥的反应中，被氧化 【答案】D 【分析】以铝土矿(主要成分为Al2O3、Ga2O3、Fe2O3)为原料，制备GaN，流程主线以Ga为主元素，Al2O3、Fe2O3作为杂质被除去，加入NaOH溶液“碱浸”铝土矿，Fe2O3不反应，过滤以滤渣1被除去，Al2O3、Ga2O3与碱反应进入滤液1中，以[Al(OH)4]-、[Ga(OH)4]-形式存在，通入适量CO2调节pH生成Al(OH)3沉淀，过滤为滤渣2除去，滤液2中通入过量CO2生成Ga(OH)3沉淀，经过一系列处理最终转化为GaN，据此回答。 【解析】粉碎铝土矿、搅拌等可以增大反应物接触面积，提高反应速率的同时提高铝土矿的利用率，A正确；、与碱反应，分别以、的形式存在于滤液1中，过程②与适量反应生成沉淀，过程③与过量反应生成沉淀，所以的酸性比强，B正确；加入NaOH溶液“碱浸”铝土矿，Fe2O3不反应，所以滤渣1是Fe2O3，与适量CO2反应生成滤渣2，滤渣2是Al(OH)3沉淀，离子方程式可能为：，C正确；生成的化学方程式为，中H元素化合价降低，NH3被还原，D错误；故选D。 15.（24-25高三上·吉林白城·期末）生产上用过量烧碱溶液处理某矿物(含Al2O3、MgO)，过滤后得到的滤液用NaHCO3溶液处理，测得溶液pH、n[Al(OH)3]随加入NaHCO3溶液体积变化的曲线如图所示。下列有关说法错误的是 A．NaHCO3溶液的物质的量浓度为0.8 mol·L-1 B．b点与c点溶液所含微粒种类相同 C．a点溶液中大量存在的离子是Na+、、OH- D．生成沉淀的离子方程式为+ =Al(OH)3↓++H2O 【答案】A 【解析】由题图可知，加入0~8 mL NaHCO3溶液时无沉淀产生，加入40 mL NaHCO3溶液时沉淀最多，为0.032 mol Al(OH)3，即加入 0~8 mL NaHCO3溶液时只发生反应OH-+ =+H2O，加入8~40 mL NaHCO3溶液时，发生反应+ =Al(OH)3↓++H2O，则c(NaHCO3)= =1.0 mol·L-1，A项错误；b点与c点对应溶液为和Na2CO3，所含微粒种类相同，均含有Na+、、等，B项正确；a点溶液中的溶质为NaOH、，大量存在的离子是Na+、、OH-，C项正确；生成沉淀的离子方程式为+ =Al(OH)3↓++H2O，D项正确；故选A。 16.（24-25高三上·四川成都·期末）铵明矾广泛用作中和剂、膨松剂和水净化剂等。工业上以铝土矿(主要成分是，含少量、杂质)为原料制取铵明矾晶体的工艺流程如下： 下列说法正确的是 A．步骤Ⅱ的离子方程式为： B．步骤Ⅵ应该通入过量 C．若经步骤Ⅱ得到的溶液与滤液c混合，则溶液中发生相互促进的水解反应 D．相同条件下，明矾除去铜器上铜锈的效果不如铵明矾 【答案】D 【分析】由制备流程可知，铝土矿用盐酸溶解，Al2O3、Fe2O3反应得到AlCl3、FeCl3，SiO2不与盐酸反应，过滤得到固体a为SiO2，滤液中含有AlCl3、FeCl3及剩余的HCl，再加入过量的烧碱，反应得到氢氧化铁沉淀、四羟基合铝酸钠、氯化钠，过滤分离得到的红褐色沉淀b为氢氧化铁，溶液中III中含有四羟基合铝酸钠、氯化钠及剩余的NaOH，通入足量的二氧化碳，反应生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠，过滤，滤液c中含有氯化钠、碳酸氢钠，将氢氧化铝沉淀加热分解得到氧化铝，用硫酸溶解得到硫酸铝溶液，再通入氨气，得到铵明矾溶液，最后经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作得到铵明矾晶体，以此来解答。 【解析】步骤Ⅱ发生的反应为过量的NaOH与H+、Fe3+、Al3+反应，离子方程式分别为：H++OH-=H2O、Fe3++3OH-=Fe(OH)3、Al3++4OH-=，故A错误；步骤Ⅵ中反应的离子方程式为NH3+H+=NH，过程中需控制NH3的通入量，理由是过多的NH3会将Al3+转化为Al(OH)3沉淀，影响铵明矾的产率和纯度，故B错误；步骤II得到的溶液主要是四羟基合铝酸钠溶液，滤液c为碳酸氢钠，两者水解都显碱性，不能发生相互促进的水解反应，故C错误；明矾只有Al3+水解，而铵明矾中铵根和Al3+都会水解，故浓度相同时，铵明矾溶液的酸性较强，而且铵明矾溶液中的氨分子易与铜离子形成配位键，故明矾除去铜器上铜锈的效果不如铵明矾，故D正确；故选D。 17.（24-25·湖北·期末）某100mL无色溶液可能含有K+、NH、Mg2+、Al3+、Fe3+、CO、Cl-中的若干种，取该溶液进行连续实验，试验过程如图(所加试剂均过量，气体全部逸出)，下列说法正确的是 A．原溶液一定存在K+、NH、Mg2+、Al3+，一定不存在Fe3+、CO B．原溶液中c(NH)=0.6mol/L C．沉淀2的成分为Mg(OH)2，还有少量的Al(OH)3 D．原溶液中c(Cl-)≥6mol/L 【答案】D 【分析】分析实验过程：无色溶液中不可能有黄色的Fe3+，加入氨水，生成沉淀，且沉淀部分溶解于KOH溶液，则所得沉淀1一定是Mg(OH)2和Al(OH)3的混合物，沉淀2一定是Mg(OH)2，质量为5.8g，Al(OH)3的质量为13.6g-5.8g=7.8g，则原溶液中一定存在Mg2+、Al3+；CO和Mg2+、Al3+不共存，则原溶液中一定不存在CO。向所得到的滤液中加入氢氧化钾，出现气体，该气体为氨气；加入了KOH再进行焰色反应，透过蓝色钴玻璃看到紫色，说明溶液中存在K+，但无法确定K+是原溶液中存在的还是加入KOH溶液后引入的。 【解析】根据分析可知，可以确定原溶液中存在NH、Mg2+、Al3+，一定不存在Fe3+、CO，无法确定是否存在K+，A项错误；由分析可知，加入KOH溶液后，产生的氨气的物质的量=，可知在滤液中n(NH)=0.6mol；滤液中的NH一部分来源于加入的适量氨水，根据分析，可知生成的Mg(OH)2的物质的量=，Al(OH)3的物质的量=，根据Mg2+、Al3+与氨水的反应方程式，有关系式：OH-～NH3·H2O，则加入的氨水的物质的量为0.5mol，原溶液中n(NH)=0.1mol，则原溶液中c(NH)=1mol/L，B项错误；沉淀2的成分为Mg(OH)2，因为在沉淀1中加入过量KOH溶液，Al(OH)3沉淀与KOH完全反应，沉淀2中不含Al(OH)3沉淀，C项错误；根据电荷守恒，氯离子的物质的量≥n(NH)+2n(Mg2+)+3n(Al3+)=0.1mol+0.2mol+0.3mol，则原溶液中c(Cl-)≥6mol/L，D项正确；故选D。 18.（2025·广西河池·二模）铝电解厂烟气净化的一种简单流程如图所示。下列有关说法正确的是 A．不宜用陶瓷等硅酸盐产品作吸收塔内衬材料 B．吸收塔中发生的反应为 C．合成槽中发生的反应为 D．冰晶石可作为工业上电解熔融氯化铝制取金属铝时的助熔剂 【答案】A 【分析】烟气中的HF吸收塔中发生的反应为，合成槽中发生的反应为，过滤后得到产物冰晶石。 【解析】硅酸盐产品能与烟气中的HF发生反应，故不宜用陶瓷等硅酸盐产品作吸收塔内衬材料，A正确；溶液过量，故吸收塔中发生的反应为，B错误；合成槽中发生的反应为，C错误；冰晶石可作为工业上电解熔融氧化铝制取金属铝时的助熔剂，不是电解熔融氯化铝，D错误；故选A。 19.（2025·安徽·一模）我国最新型055型万吨驱逐舰上使用了最新一代国产有源相控阵雷达，采用了最先进的氮化镓()半导体技术。某工厂利用铝土矿(主要成分为、、)为原料制备的流程如下图所示。已知镓与铝同主族，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物，能与强酸、强碱溶液反应，为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是 A．可以通过粉碎铝土矿、搅拌等方法提高“碱溶”效率 B．由过程②、③可知，的酸性比强 C．已知，与足量反应，转移电子数为 D．滤渣1是，生成滤渣2的离子方程式可能为 【答案】C 【分析】以铝土矿(主要成分为、、)为原料，制备，流程主线以为主元素，、作为杂质被除去，加入溶液“碱浸”铝土矿，不反应，过滤以滤渣1被除去，、与碱反应进入滤液1中，以、形式存在，通入适量生成沉淀，过滤为滤渣2除去，通入过量生成沉淀，最终转化为。 【解析】粉碎铝土矿、搅拌，可以增大反应物接触面积，提高反应速率的同时提高铝土矿的利用率，A正确；、与碱反应，分别以、的形式存在于滤液1中，过程②与适量反应生成沉淀，过程③与过量反应生成沉淀，所以的酸性比强，B正确；生成的化学方程式为，该反应为可逆反应，反应不完全，转移电子数小于，C错误；加入溶液“碱浸”铝土矿，不反应，所以滤渣1是，与适量反应生成滤渣2，滤渣2是沉淀， 离子方程式可能为，D正确：故选C。 20.（2025·山西晋中·二模）铝元素的氢氧化物在水中的溶解反应为：，，25℃，与pH的关系如图所示，c为或浓度的值。下列说法错误的是 A．曲线②代表与pH的关系 B．的约为 C．的平衡常数的数量级为 D．向的溶液中加入NaOH溶液至pH=8.0，体系中铝元素主要以存在 【答案】B 【分析】铝元素的氢氧化物在水中的溶解反应为：，，随着pH增大，c(OH-)增大，则c()减小，c 增大，即-lg c()增大，减小，因此曲线①代表-lg c()与pH的关系，曲线②代表与pH的关系，据此分析解答。 【解析】由分析可知，曲线②代表与pH的关系，A正确；由图象，pH=4.9时c(H+)=1×10-4.9，c(OH-)=1×10-9.1，-lg c()=5，c()=1×10-5mol/L，则的Ksp= c()·c3(OH-)=1×10-32.3，B错误；①，K1= Ksp[]= c()·c3(OH-)=1×10-32.3，②，K2=，③的平衡常数K3=，C正确；向的溶液中加入NaOH溶液至pH=8.0，根据图象，pH=8.0时，c()、值极小，则体系中元素M主要以存在，D正确；故选B。 21.（24-25高三上·安徽·期末）用含铬不锈钢废渣(含SiO2、Cr2O3、Fe2O3、Al2O3等)制取Cr2O3(铬绿)的工艺流程如图所示，下列说法正确的是 已知：(1)Cr(OH)3属于两性氢氧化物： (2)当溶液中离子浓度≤1×10-5mol·L-1时，视为沉淀完全。 A．“碱熔”时，Cr2O3被氧化，SiO2、Al2O3转化为可溶性盐，Fe2O3转化为Fe(OH)3滤渣 B．“酸化”时，产生的滤渣为H2SiO3、A1(OH)3，加热近沸有利于形成沉淀 C．“沉铬”时，为了确保Cr3+完全沉淀，应加入过量的NaOH溶液 D．若室温下，沉铬恰好完全时，溶液的pH=8，则Cr(OH)3的溶度积常数 【答案】B 【分析】制取Cr2O3(铬绿)的工艺流程中，含铬不锈钢废渣加入氢氧化钾、通入氧气反应将Cr2O3转化为K2CrO4 ，水浸过滤后滤液加入硫酸酸化调节pH，除去硅、铝元素，得到含K2Cr2O7滤液，加入亚硫酸钠还原得到三价铬，加入氢氧化钠得到三价铬沉淀，最终生成Cr2O3。由流程可知，在碱性条件下，Cr2O3 发生氧化反应生成K2CrO4，反应中氧气为氧化剂，Cr2O3 为还原剂；由流程可知，“还原”时K2Cr2O7中加入亚硫酸钠、稀硫酸后K2Cr2O7发生还原反应生成三价铬，则亚硫酸钠发生氧化反应生成硫酸钠，发生反应的离子方程式为。 【解析】Fe2O3不反应，碱熔水浸得到的滤渣为Fe2O3，不是Fe(OH)3滤渣，A项错误；酸化除硅、铝，加热近沸有利于形成较大颗粒的沉淀，沉淀更充分，B项正确；氢氧化铬是两性氢氧化物，加入过量氢氧化钠会溶解，C项错误；沉铬完全时，若pH = 8，则 Cr(OH)3的溶度积常数为，D项错误；故选B。 22.（2025·河北·一模）铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要杂质为铁、铝、硅等的氧化物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如图所示，下列说法正确的是    A．煅烧后的含铬化合物是 B．水浸渣中含有和 C．“沉钒”时用固体可增大的浓度，有利于沉淀的生成 D．“还原”工序氧化剂和还原剂的物质的量之比为3:2 【答案】C 【分析】铬钒渣(铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要杂质为铁、铝、硅等的氧化物)中分离提取铬和钒的流程为：铬钒渣在Na2CO3、NaOH作用下高温焙烧，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐Na2CrO4、NaVO3，铝、硅等的化合物转化为四羟基合铝酸钠、Na2SiO3，铁的化合物转化为Fe2O3，加水浸取熔渣，过滤，水浸渣中主要有Fe2O3，水浸液中含有四羟基合铝酸钠、NaVO3、Na2CrO4、Na2SiO3，加入稀硫酸调溶液的pH到弱碱性时四羟基合铝酸钠转化为Al(OH)3沉淀，Na2SiO3转化为H2SiO3,过滤得到含有Al(OH)3和H2SiO3的滤渣，再加入(NH4)2SO4(s)沉钒，将NaVO3转化为NH4VO3，过滤除去沉淀得到含有Na2CrO4的滤液，Na2CrO4转化为Na2Cr2O7，具有强氧化性，与加入的Na2S2O5反应生成Cr3+，离子方程式为3+2+10H+═4Cr3++6+5H2O，调pH使Cr3+转化为Cr(OH)3沉淀，达到分离提取铬和钒目的，据此分析解答。 【解析】由分析可知，煅烧后的含铬化合物是Na2CrO4，A错误；由分析可知，水浸渣中含有Fe2O3，SiO2转化为了Na2SiO3溶液水中，B错误；由分析可知，“沉钒”时发生的离子方程式为：+=NH4VO3↓，故用固体可增大的浓度，有利于沉淀的生成，C正确；由分析可知，“还原”工序的离子方程式为3+2+10H+═4Cr3++6+5H2O，故氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:3，D错误；故选C。 23.（2025·福建福州·一模）利用过量溶液处理含、矿物，然后过滤。向所得滤液中逐滴加入溶液，测得溶液和生成与所加入变化的曲线如图。下列说法错误的是 A．a点溶质为和，存在 B．溶液中： C．沉淀时的离子方程式： D．d点溶液： 【答案】B 【分析】某矿物含Al2O3、MgO，工业上先用过量烧碱溶液处理该矿物，Al2O3和NaOH反应生成NaAlO2，所以过滤后的滤液中含有过量的NaOH和NaAlO2，逐滴加入NaHCO3溶液，先和NaOH反应，再和NaAlO2反应。 【解析】a点为和混合溶液，根据电荷守恒可以写出：c(Na+)+c(H+)=c(AlO)+c(OH-)，故A正确；加入40mLNaHCO3溶液时沉淀最多，沉淀为0.032mol，前8mLNaHCO3溶液和氢氧化钠反应(OH-+ HCO= CO+H2O)不生成沉淀，后32mLNaHCO3溶液与偏铝酸钠反应(HCO+AlO+H2O =Al(OH)3↓+CO)生成沉淀，则原NaHCO3溶液物质的量浓度c(NaHCO3)=mol/L=1.0mol/L，原NaHCO3溶液中的物料守恒为c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3)=1.0mol/L，故B错误；碳酸氢根的酸性强于偏铝酸，所以生成沉淀是因为HCO和AlO反应生成偏铝酸，即氢氧化铝沉淀，离子方程式为HCO+AlO+H2O =Al(OH)3↓+CO，故C正确；d点对应加入40mLNaHCO3溶液，沉淀为0.032mol，前8mLNaHCO3溶液和氢氧化钠反应OH-+ HCO= CO+H2O，后32mLNaHCO3溶液与偏铝酸钠反应HCO+AlO+H2O =Al(OH)3↓+CO，溶质为Na2CO3，则溶液中离子浓度大小为：，故D正确；故选B。 24.（2025·浙江·模拟）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中的离子方程式为CO2++2H2O=Al(OH)3↓+ D．纯铝的硬度和强度较大，适合制造机器零件 【答案】C 【分析】分析流程图可知，试剂X是氢氧化钠溶液，Al2O3溶于氢氧化钠溶液得到NaAlO2溶液，Fe2O3与氢氧化钠溶液不反应，所以反应Ⅰ过滤出沉淀为Fe2O3，所得溶液乙为NaAlO2溶液；向NaAlO2溶液中通入过量CO2，化学方程式为NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3，所以Y为NaHCO3溶液，Al(OH)3加热分解生成Al2O3，电解熔融Al2O3得到Al。 【解析】试剂X应为强碱溶液，使Al2O3溶解，A错误；若用强酸代替CO2，强酸过量时，Al(OH)3会溶解，不能保证生成Al(OH)3沉淀，B错误；反应Ⅱ中的离子方程式为CO2++2H2O=Al(OH)3↓+，C正确；纯铝的硬度和强度较小，铝合金硬度和强度较大，广泛用于飞机、火车、人造卫星、火箭等的制造，D错误；故选C。 25.（2025·山东·一模）某溶液中可能含有如下离子：、、、、、(不考虑水的电离)。当向该溶液中逐滴加入NaOH溶液时，产生沉淀的物质的量(n)与加入NaOH溶液的体积(V)的关系如图所示，下列说法正确的是 A．原溶液中一定含有的阳离子是、、、 B．原溶液中含有的阴离子是、 C．原溶液中 D．反应最后形成的溶液中的溶质只含NaCl和 【答案】C 【分析】根据图像，所加入的NaOH的量为0-2mL时候没有沉淀生成说明溶液中含有氢离子，接下来生成沉淀，并且沉淀最终完全溶解，说明生成的沉淀为氢氧化铝，则溶液中一定有铝离子，一定没有镁离子和偏铝酸根，NaOH的体积为5-8mL的时候加入碱没有沉淀生成，则溶液中含有铵根，根据电荷守恒，溶液中需要有阴离子氯离子，综合可知溶液中肯定含有、、和，肯定不存在和，以此分析； 【解析】根据分析，溶液中肯定含有的阳离子为，、、，A错误；根据分析，溶液中肯定含有的阴离子为，B错误；结合图像中的数量关系可得，C正确；反应到最后溶液中的溶质为、和，D错误；故选C。 26.（2025·湖南长沙·二模）在某强酸性溶液X中仅含有、、、、、、、、、中的一种或几种(忽略水的电离及离子的水解)，取该溶液进行连续实验，实验过程如图，下列有关推断正确的是 A．生成气体A的离子反应： B．溶液X中一定含有、、、 C．加热灼烧沉淀F，其产物一定是磁性氧化铁 D．沉淀H中一定含有和沉淀 【答案】A 【分析】在强酸性溶液中一定不会存在、离子；加入过量硝酸钡生成沉淀，则该沉淀C为BaSO4，说明溶液中含有SO，不含Ba2+，生成气体A，则A只能是NO，说明溶液中含有还原性离子，则一定为Fe2+，且溶液中不含；溶液B中加入过量NaOH溶液，沉淀F为Fe(OH)3，无气体产生，说明溶液中没有NH离子；溶液E中通入CO2气体，生成沉淀H，则H为Al(OH)3，E为NaOH和NaAlO2，说明原溶液中含有Al3+离子；不能确定是否含有的离子Fe3+和Cl-，以此进行解答。 【解析】由分析可知，气体A为NO，生成NO的离子反应为：，故A正确；由分析可知，溶液中一定存在：H+、Al3+、Fe2+、，不能确定Cl-是否存在，故B错误；由分析可知，F为Fe(OH)3，Fe(OH)3在加热条件下分解产生Fe2O3，故C错误；由分析可知，溶液E中含有过量的Ba2+和OH-，若通入的CO2过量则没有BaCO3沉淀，故D错误；故选A。 27．聚合氯化铝晶体是介于AlCl3和Al（OH）3 之间的一种水溶性无机高分子聚合物，其制备原料主要是铝加工行业的废渣——铝灰，它主要含Al2O3、Al，还有SiO2等杂质。聚合氯化铝生产的工艺流程如下： （1）反应中得到的气体a是　　　　（用化学式表示）。 （2）升高pH至4.0～5.0的目的是　　　　　　　　　　　　　　。 （3）生产过程中可循环使用的物质是　　　　（用化学式表示）。 （4）为使得到的晶体较纯净，生产过程中使pH升高的C物质可选用　　　　（填字母）。 a．NaOH　　　　b．Al　　　　c．氨水 d．Al2O3　　　　e．Na[Al（OH）4] （5）聚合氯化铝晶体的化学式可表示为[Al2（OH）nCl6－n·xH2O]m，实验室测定n值的操作如下： ①称取a g晶体，制成粉末，加热至质量不再变化为止，称得质量为b g。此过程可能用到下列仪器中的　　　　（填字母）。 a．蒸发皿　　b．坩埚　　c．研钵　　d．试管 ②另取a g晶体，进行如下操作：用A试剂溶解→加足量AgNO3溶液→操作C→烘干→称得质量为c g。 A试剂为　　　　　（填试剂名称），操作C为　　　　　（填操作名称），n＝　　　　　（用含b、c的代数式表示）。 【答案】（1）H2　（2）促进AlCl3水解，使晶体析出　 （3）HCl　（4）bd　（5）①bc　②硝酸　过滤、洗涤　 【解析】（1）铝灰用水清洗后，加入盐酸，Al与盐酸反应产生H2，因此气体a为H2。 （2）铝灰加入盐酸得到的B为AlCl3溶液，降温熟化后，升高pH可以促进AlCl3水解，从而使晶体析出。 （3）生产过程中HCl可以循环使用。 （4）生产过程中为使pH升高，可以加入Al、Al2O3，它们与AlCl3水解生成的H＋反应，且不会引入其他杂质。 （5）①将晶体制成粉末，需要用到研钵，加热粉末至质量不再变化，需要用到坩埚，得到的b g物质为Al2O3。②将晶体溶解，选择硝酸，不能选盐酸或硫酸，否则会干扰生成的沉淀量的测定。操作C为过滤、洗涤，得到的c g物质为AgCl。根据关系式：Al2O3～（6－n）AgCl，有102∶（861－143.5n）＝b∶c，解得n＝。 28.将0.1 mol的镁、铝混合物溶于100 mL 2 mol/L H2SO4溶液中，然后再滴加1 mol/L NaOH溶液。若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如图所示。当V1＝160 mL时，回答下列问题 (1)写出0～V1发生的离子反应方程式为____________________________________________________。 (2)写出V1～V2发生的离子反应方程式为_____________________________________、 ______________________________________、___________________________________。 (3)镁的物质的量为________。 (4)V2＝________ mL。 【答案】(1)H＋＋OH－===H2O (2)Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓　Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓　Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O (3)0.06 mol　(4)440 【解析】(1)由图可知0～V1沉淀量没有发生变化，则此时是氢氧化钠和过量的硫酸反应，离子方程式为H＋＋OH－===H2O；(2)由图可知V1～V2阶段沉淀量一直在增加，不断生成氢氧化镁和氢氧化铝，随后氢氧化铝溶解，相应的离子方程式为Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓；Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓；Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O；(3)由图像可知：V1 mL的NaOH溶液是与过量H2SO4反应的，则与Mg、Al反应的H2SO4为：0.2 mol－0.16 mol×＝0.12 mol。假设n(Mg)＝x mol，n(Al)＝y mol，则有方程组： ，解得：x＝0.06 mol，y＝0.04 mol，则镁的物质的量为0.06 mol；(4)当加入V2 mL NaOH溶液时，得到Mg(OH)2↓和NaAlO2，关系式为：Mg2＋～2OH－，Al3＋～4OH－， 所以V2＝160 mL＋×103 mL/L＝440 mL。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $