2020版高考化学一轮复习第三章第二节镁、铝及其化合物学案 下载本文

点,加入冰晶石。

解析:选A 由流程图可知,反应③得到的滤液为NaAlO2溶液,加入过量盐酸后得到AlCl3而不是Al(OH)3沉淀,应通入过量CO2,操作④错误;Al(OH)3在常温干燥条件下并不发生分解,故操作⑤需要加热,⑤错误。

2.从海水中提取镁的工艺流程如图所示,下列说法错误的是( )

A.用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富 B.步骤⑥电解MgCl2时阴极产生氯气 C.步骤⑤可将晶体置于HCl气体氛围中脱水 D.上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应

[做一当十]

海水提镁注意 4 方面

①用石灰乳,不用澄清石灰水。

②从MgCl2溶液中提取MgCl2·6H2O的操作:加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。 ③用MgCl2·6H2O制MgCl2时,需通入HCl气体抑制MgCl2水解。

④冶炼Mg不能用MgO,因为MgO熔点比较高。也不能电解MgCl2溶液,那样得不到Mg。 解析:选B 海水中含有大量的镁元素,A项正确;电解MgCl2时,阳极产生Cl2,B项错误;加热脱水过程中Mg水解生成Mg(OH)2,为防止Mg水解,应在HCl气体氛围中脱水,C项正确;①、③、⑥分别为化合反应、复分解反应、分解反应,D项正确。

3.某混合溶液中可能含有HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl、Na2CO3、KCl中的一种或几种物质,往该溶液中逐滴加入NaOH溶液,产生沉淀的物质的量(n)与加入的NaOH溶液体积(V)的关系如图所示。回答下列问题:

2+

2+

(1)溶液中一定含有的溶质是______________(填化学式,下同),一定不含有的溶质是__________。

(2)溶液中可能含有的溶质是________(填名称),判断该物质是否存在的实验方法是 ___________________________,现象是______________________。

(3)分别写出AB段、BC段发生反应的离子方程式:

①AB段为___________________________________________________________;

②BC段为___________________________________________________________。 解析:OA段是NaOH溶液中和HCl;加入过量NaOH溶液,沉淀全部溶解,说明无MgCl2,所以沉淀只有Al(OH)3;BC段是NaOH溶液与NH4Cl反应,故原溶液中一定含有HCl、AlCl3和NH4Cl,一定无MgCl2;又因为HCl与Na2CO3不能大量共存,所以一定无Na2CO3,可能含有KCl,可用焰色反应进行确定。

答案:(1)HCl、AlCl3、NH4Cl MgCl2、Na2CO3

(2)氯化钾 焰色反应 透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色是否为紫色 (3)①Al+3OH===Al(OH)3↓ ②NH4+OH===NH3·H2O

考点(三) 用数形结合思想巩固“铝三角” 【多角探明无盲点】

学习“铝及其化合物”的相关知识时,接触最多的是含铝化合物的相互转化,以及用图像来描述它们的相互转化关系。为防止出现理解不到位、分析不准确、知识运用不熟练,引入了“铝三角”的概念。“铝三角”是用来表示Al、Al(OH)3、AlO2在不同pH条件下,铝元素的存在形式及其转化关系,根据铝三角可以进行离子共存的判断、Al(OH)3的制备、物质的鉴别等。

1.“铝三角”转化关系

3+

3+

写出上述转化的离子方程式: (1)Al与Al(OH)3之间的转化

①Al+3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4。 ②Al+3AlO2+6H2O===4Al(OH)3↓。 ③Al+3OH===Al(OH)3↓。 ④Al(OH)3+3H===Al+3H2O。 (2)Al与AlO2之间的转化 ⑤Al+4OH===AlO2+2H2O。 ⑥AlO2+4H===Al+2H2O。

3+

3+

3+

-+

3+

3+

3+

3+

3+

(3)AlO2与Al(OH)3之间的转化

⑦AlO2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO3。 ⑧AlO2+H+H2O===Al(OH)3↓。 ⑨Al(OH)3+OH===AlO2+2H2O。 2.含铝化合物转化关系的应用 (1)判断离子共存问题

①Al与OH及AlO2、CO3、S等弱酸根阴离子因生成沉淀或发生相互促进的水解反应而不能共存。

②AlO2与H、HCO3以及弱碱阳离子Al、Fe等因生成沉淀或发生相互促进的水解反应而不能大量共存。

(2)鉴别(利用滴加试剂顺序不同,现象不同)

①向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液,先产生白色沉淀,后沉淀溶解。

②向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液,开始无明显现象,后产生白色沉淀,沉淀不溶解。 (3)Al(OH)3的制备

用离子方程式表示制取Al(OH)3的3种方法 ①Al+3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4。 ②AlO2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO3。 ③Al+3AlO2+6H2O===4Al(OH)3↓。 [对点练]

1.下列各组物质的无色溶液,不用其他试剂即可鉴别的是________。 ①NaOH、AlCl3 ②NaHCO3、H2SO4 ③NaAlO2、NaHSO4 ④Na2CO3、HCl ⑤Na2CO3、NaHCO3、Ca(OH)2

解析:使用互滴法进行鉴别时,两次操作应产生不同的现象。①向含Al的溶液中滴加NaOH溶液:先生成白色沉淀,后沉淀又逐渐溶解;向NaOH溶液中滴加含Al的溶液:开始无沉淀产生,后产生白色沉淀,且沉淀不溶解。现象不同,可以鉴别。②不论是NaHCO3滴入H2SO4中还是H2SO4滴入NaHCO3中都会立即产生气泡,现象相同,无法鉴别。③NaHSO4===Na

3+3+

3+

3+

3+

3+

3+

2-

2-

+H+SO4,溶液显强酸性。向NaAlO2溶液中滴加NaHSO4:开始出现白色沉淀后沉淀逐渐

+2-

溶解;向NaHSO4溶液中滴加NaAlO2溶液:开始无现象,后出现白色沉淀。现象不同,可以鉴别。④向Na2CO3溶液中滴加盐酸:开始无现象,后产生气泡;向盐酸中滴加Na2CO3溶液:立即产生气泡。现象不同,可以鉴别。⑤无论是NaHCO3还是Na2CO3加到Ca(OH)2中都会产生白色沉淀,无法鉴别。

答案:①③④

2.实验室可用铝屑、氨水、氢氧化钠溶液、稀硫酸等来制备氢氧化铝,某同学设计了三种实验方案:

方案① 方案② 方案③ Al→Al→Al(OH)3 Al→AlO2→Al(OH)3 -3+ Al→Al3+水

→AlO2}→Al(OH)3 -(1)用方案①制备Al(OH)3时使用的药品最好是铝屑、稀硫酸和氨水,不用氢氧化钠代替

_________________________________________________________________;

写出该方案中有关的离子方程式:_______________________________________________。

(2)用方案②来制备Al(OH)3时,必须注意________的用量,以防止生成的Al(OH)3溶解。 (3)三种方案中,你认为最好的是________(填标号),原因是____________________ ____________________________________________________。

解析:分析本题应从Al(OH)3的两性着手,过量的强酸、强碱均会降低Al(OH)3的产率,而Al与AlO2反应制取Al(OH)3,则不存在该问题,故方案③最佳。

答案:(1)若用NaOH溶液沉淀Al,终点不易控制,因为Al(OH)3会溶于过量的NaOH溶液,从而影响Al(OH)3 的生成量 2Al+6H===2Al+3H2↑,Al+3NH3·H2O=== Al(OH)3↓+3NH4

(2)稀硫酸 (3)③ 药品用量最少,操作最为简单

1.可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像 操作 向可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量 立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失 向NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量 无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失 +

3+

3+

3+

3+

现象 图像 离子 方程 式 Al+3OH===Al(OH)3↓、 Al(OH)3+OH===AlO2+2H2O --3+-3+-- Al+4OH===AlO2+2H2O、 3AlO2+Al+6H2O===4Al(OH)3↓ -3+2.偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像 操作 向偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量 向稀盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至