2 铝及化合物
专题2 铝、镁
经典知识
一 铝、镁的性质及应用
1. 金属铝的化学性质
有关反应的化学方程式或离子方程式:
①
③
点燃②2Al +3Cl 2=====2AlCl 3
高温④2Al +2NaOH +2H 2O===2NaAlO2+3H 2↑⑤2Al +Fe 2O 3=====Al 2O 3+2Fe(铝热反应)
2. 对比记忆镁的化学性质
1. 将等物质的量的镁和铝混合,取等质量该混合物四份,分别加到足量的下列溶液中,充分反应后,放出氢气最多的是( )
A.3 mol·L 1 HCl -B.4 mol·L 1 HNO3 -
C.8 mol·L 1 NaOH -D.18 mol·L 1 H2SO 4 -
A 【解析】在镁、铝混合物中加入HNO 3和浓H 2SO 4都不产生H 2;加入NaOH 溶液,只有Al 与之反应生成H 2,而镁不反应;加入盐酸,镁、铝都与盐酸反应生成H 2,所以放
出H 2的量最多。
【总结归纳】
1. 铝与酸、碱反应生成H 2的量的关系
铝与酸、碱反应的化学方程式分别为2Al +6HCl===2AlCl3+3H 2↑、2Al +2NaOH +2H 2O===2NaAlO2+3H 2↑。从化学方程式可以看出Al 与酸、碱反应时生成H 2的实质都是失3e +Al ――→Al 3,所以无论与酸还是与碱反应,Al 与H 2的关系都是2Al ~3H 2。
V (H )1(1)等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生氢气体积比。 V (H 2)NaOH 1
(2)足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生氢气的体积比V (H )1= V (H 2)NaOH 3
(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生氢气的体积比13-
V (H )1
时,铝不足而氢氧化钠过量。解题时应充分利用上述过量关系。
2. 铝的这种既能与酸(非氧化性酸) 又能与强碱反应产生H 2的性质常作为推断题的“题眼”。
二 铝的重要化合物
1. 氧化铝
2. 氢氧化铝
Al(OH)3的电离方程式为
①
△②受热分解:2Al(OH)3=====Al 2O 3+3H 2O 。
(3)制备
①向铝盐中加入氨水,离子方程式为Al 3+3NH 3·H 2O===Al(OH)3↓+3NH 4。 ++
②NaAlO 2溶液中通入足量CO 2,离子方程式为AlO 2+CO 2+2H 2O===Al(OH)3↓+HCO 3。
③NaAlO 2溶液与AlCl 3溶液混合:3AlO 2+Al 3+6H 2O===4Al(OH)3↓。 -+--
【典例剖析】
2. 若甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备Al(OH)3。规定必用的药品如下:350 g 70% H 2SO 4溶液,NaOH 固体240 g,足量铝屑、水(不能用其他药品) 。
甲、乙、丙用各自设计的方案制得Al(OH)3的质量分别是W 1、W 2、W 3。三种实验方案如下:
甲:铝→加NaOH 溶液→加H 2SO 4溶液→W 1 g Al(OH)3
乙:铝→加H 2SO 4溶液→加NaOH 溶液→W 2 g Al(OH)3
铝→加H 2SO 4溶液⎫⎪⎬→W 3 g Al(OH)3 丙:铝→加NaOH 溶液⎪⎭
试回答:
(1)从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素分析,实验方案最合理的是________。
(2)三位学生制得的Al(OH)3,W 1、W 2、W 3其质量由大到小的顺序是_______________。
(3)制得Al(OH)3的最大质量是________。
答案 (1)丙 (2)W 3>W 1>W 2 (3)520 g
【归纳总结】
1. 含铝杂质的提纯方法归类
利用Al 、Al 2O 3、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)Fe2O 3(Al2O 3) :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。 ++
2. 含Al 3的溶液与碱反应的先后顺序 +
当溶液中有多种离子时,要考虑离子之间的反应顺序,如向含有H 、NH 4、Mg 2、Al 3+++
++++的混合溶液中逐滴加入NaOH 溶液,NaOH 先与H 反应,再与Mg 2、Al 3反应生成沉淀,
再与NH 4反应,最后才溶解Al(OH)3沉淀。
3. 明矾溶液与Ba(OH)2溶液反应分析
(1)沉淀的物质的量最大(此时Al 3完全沉淀) ++
22Al 3+3SO 24+3Ba +6OH ===2Al(OH)3↓+3BaSO 4↓。 +-+-
(2)沉淀的质量最大(此时SO 24完全沉淀) -
2Al 3+2SO 24+2Ba +4OH ===AlO2+2BaSO 4↓+2H 2O 。 +-+--
三 用数形结合思想理解“铝三角”
1.Al 3、Al(OH)3、AlO 2之间的转化关系 +-
写出实现上述各步转化的离子方程式。
(1)①Al 3+3NH 3·H 2O===Al(OH)3↓+3NH 4 ++
②Al 3+3AlO 2+6H 2O===4Al(OH)3↓ +
+-③Al 3+3OH ===Al(OH)3↓ -
(2)Al(OH)3+3H ===Al3+3H 2O ++
(3)Al3+4OH ===AlO2+2H 2
O +--
(4)AlO2+4H ===Al3+2H 2O -++
(5)①AlO 2+CO 2+2H 2O===Al(OH)3↓+HCO 3
②AlO 2+H +H 2O===Al(OH)3↓
(6)Al(OH)3+OH ===AlO2+2H 2O
【典例剖析】
3. 下列曲线图(纵坐标为沉淀的量,横坐标为加入物质的量) 与对应的选项相符合的是 ---+--
A. 向1 L 浓度均为0.1 mol·L
H 2SO 4 -1 -的Ba(OH)2、NaAlO 2混合溶液中加入0.1 mol·L 1的稀
和0.3 mol·L -1B. 向1 L浓度分别为0.1 mol·L
mol·L -1-1的AlCl 3、NH 4Cl 的混合溶液中加入0.1 的稀NaOH 溶液
+-C. 向烧碱溶液中滴加明矾溶液D. 向AlCl 3溶液中滴加过量氨水 A 【解析】A 项,Ba(OH)2和NaAlO 2中加入稀H 2SO 4,发生的反应依次为Ba 2+2OH
+--+++
-3+2H +SO 24===BaSO4↓+2H 2O 、AlO 2+H +H 2O===Al(OH)3↓、Al(OH)3+3H ===Al+3H 2O ,所以加1 L 稀H 2SO 4时,Ba(OH)2反应完,再加0.5 L 稀H 2SO 4时AlO 2参加反应,
再加1.5 L 稀H 2SO 4时,Al(OH)3全部溶解,A 正确;B 项,向1 L 浓度分别为0.1 mol·L 和0.3 mol·L
+-1-1的AlCl 3、NH 4Cl 的混合溶液中加入0.1 mol·L --+-1的NaOH 溶液,发生的反应--依次是Al 3+3OH ===Al(OH)3↓、OH +NH 4===NH3·H 2O 、Al(OH)3+OH ===AlO2+2H 2O ,所以沉淀Al 3和溶解Al(OH)3所用NaOH 的量之比为3∶1,而图像上看到的是1∶1,B 错+
误;C 项,向烧碱溶液中滴加明矾溶液,发生的反应依次是Al 3+4OH ===AlO2+2H 2O 、+--Al 3+3AlO 2+6H 2O===4Al(OH)3↓,C 错误;D 项,AlCl 3溶液中滴加过量氨水,沉淀不会+-
溶解,D 错误。
4. 向30 mL 1 mol·L -1的AlCl 3溶液中逐渐加入浓度为4 mol·L -1的NaOH 溶液,若产生0.78 g白色沉淀,则加入的NaOH 溶液的体积可能为( )
A.3 mL B.7.5 mLC.15 mL D.17.5 mL
B 【解析】解法一:把该题的信息转化为图像,用图像法求解,如图所示:
当生成沉淀0.01 mol时需NaOH 0.03 mol或0.11 mol,B 符合题意。
解法二:已知n (AlCl3) =0.03 mol,n [Al(OH)3]=0.01 mol,由沉淀的物质的量小于氯化铝的物质的量可推知此题可能有两个答案:一是氢氧化钠不足,二是氢氧化钠过量。
0.01×3当碱的量不足时,则V (NaOH)=L =0.007 5 L=7.5 mL;当碱过量时,则V (NaOH)4
0.03×4-0.01==0.027 5 L=27.5 mL。 4
【课堂热身练】
【题型一】Al(OH)3的两性探究
1.(河北衡水中学2016届上期一调) 向100mL0.1mol•L
NaOH 溶液VmL 后,再滴加1mol•L﹣1﹣1的AlCl 3溶液中,加入1mol•L﹣1的盐酸。滴加盐酸的体积(横坐标)与生成沉淀的质量(纵坐标)如下图所示的关系,则加入的NaOH 溶液的体积为( )
A .10mL B .30mL C .40mL D .50mL
2.下列有关铝及重要化合物的叙述正确的是( )
A. 制备Al(OH)3悬浊液:向1 mol·L 1 AlCl3溶液中加过量的6 mol·L 1 NaOH溶液 --
B. 向Al 2(SO4) 3溶液中加入过量的NH 3·H 2O :Al 3+4NH 3·H 2O===[Al(OH)4]+4NH 4 +-+
C. 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,熔化后的液态铝滴落下来,金属铝的熔点较低
D. 将AlCl 3加入Ba(HCO3) 2溶液中同时有气体和沉淀产生
3.(辽宁朝阳三校协作体2015届下期联考)向Na 2CO 3、NaAlO 2的混合溶液中逐滴加入
1mol·L -1的盐酸,测得溶液中的HCO 3、CO 32、AlO 2、Al 3+离子的物质的量与加入盐---
酸溶液的体积变化关系如图所示,则下列说法正确的是()
A .原混合溶液中的
B .V 1:V2=l:5 CO 32-与 AlO 2的物质的量之比为1:2 -
C .M 点时生成的CO 2为0.05mol
D .e 曲线表示的离子方程式为:Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
4.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
方案①:2.7g Al
方案②:2.7g AlX 溶液Y 溶液Al (OH )3沉淀 Al (OH )3沉淀
NaOH 溶液和稀盐酸的浓度均是3mol/L,如图是向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AlCl 3,Y 溶液溶质为NaAlO 2
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
5.如图是向MgCl 2、AlCl 3混合液中依次加入M 和N 时生成沉淀的物质的量与加入的M 和
N 的体积关系图(M、N 分别表示盐酸或氢氧化钠溶液中的一种) ,以下结论不正确的是
(
)
A .混合溶液中c (AlCl3) ∶c (MgCl2) =1∶1
B .混合溶液中c (AlCl3) ∶c (MgCl2) =3∶1
C .点V 之前加NaOH 溶液,点V 之后加盐酸
D .所加盐酸与NaOH 溶液中溶质的物质的量浓度相同
6.(江西师大附中等3校2015届联考)某混合溶液中,含溶质X 、Y 各0.1 mol,向其中滴
加0.1 mol·L -1的Z 溶液,所得沉淀的物质的量如图所示,则符合条件的X 、Y 、Z 分别是()
A .氯化铝、氯化铁、氢氧化钠
B .氯化铝、氯化镁、氢氧化钠
C .偏铝酸钠、氯化钡、硫酸
D .偏铝酸钠、氢氧化钡、硫酸
7.(2014·北京理综,7) 下列金属中,表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的
是( )
A .K B .Na C .Fe D .Al
8.(湖北天门中学2016届8月考)将0.1molMg 、Al 混合物溶于100mL4mol/L的盐酸中,
然后再滴加1mol/L的NaOH 溶液,在滴加NaOH 溶液的过程中,沉淀质量m 与NaOH 溶液的体积V 的变化如图所示。
(1)当V 1=140mL时,混合物中n (Mg )=mol ,V 2=mL 。
(2)滴入的NaOH 溶液 mL 时,溶液中的Mg 2+和Al 3+刚好沉淀完全。
(3)若混合物中Mg 的物质的量分数为a ,当滴入的NaOH 溶液为450mL 时,所得沉淀中
无Al(OH)3,则a 的取值范围是
。
9.(云南2016届上期第一次月考)某混合物甲中含有明矾[KAl(SO4) 2·12H 2O]、Al 2O 3和Fe 2O 3。
在一定条件下由甲可实现下图所示的物质之间的转化:请回答下列问题:
(1)写出A 、B 、D 的化学式:A________、B_______、D________。
(2)试剂a 最好选用________(选填A 、B 、C 、D) ..
A .NaOH 溶液 B .稀盐酸 C .二氧化碳 D .氨水
(3)写出反应①的离子方程式: _______________
(4)固体E 可以作为复合性的化学肥料,E 中所含物质的化学式为_____________
10. 铝是一种应用广泛的金属,工业上用Al 2O 3和冰晶石(Na3AlF 6) 混合熔融电解制得。
①铝土矿的主要成分是Al 2O 3和SiO 2等。从铝土矿中提炼Al 2O 3的流程如下:
②以萤石(CaF2) 和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下:
回答下列问题:
(1)写出反应1的化学方程式___________________________________。
(2)滤液Ⅰ中加入CaO 生成的沉淀是________,反应2的离子方程式为_______________。
(3)E可作为建筑材料,化合物C 是________,写出由D 制备冰晶石的化学方程式__________________________________________________________。
(4)电解法制铝的化学方程式是______________________________________________,以石墨为电极,阳极产生的混合气体的成分是________________________________。
11. 铝镁合金已成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料。某研究性学习小组的三位同学,
为测定某含镁3%~5%的铝镁合金(不含其他元素) 中镁的质量分数,设计下列三种不同实验方案进行探究。填写下列空白:
NaOH 溶液探究一:实验方案:铝镁合金――――→测定剩余固体质量。
实验中发生反应的化学方程式是_______________________________。
实验步骤:
(1)称取5.4 g铝镁合金粉末样品,投入V mL 2.0 mol·L 1 NaOH溶液中,充分反应。NaOH -
溶液的体积V ≥________。
(2)过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体,测得镁的质量分数将__________(填“偏高”或“偏低”)。
盐酸探究二:实验方案:铝镁合金――→测定生成气体的体积。
实验装置:
问题讨论:
(1)某同学提出该实验装置不够完善,应在A 、B 之间添加一个干燥、除酸雾的装置。你的意见是________(填“需要”或“不需要”) 。
(2)为使测定结果尽可能精确,实验中应注意的问题是(写出两点) :①_______________________________________________
②___________________________________________________。
探究三:实验方案:称量x g铝镁合金粉末,放在如图所示装置的惰性电热板上,通电
使其充分灼烧。
问题讨论:
(1)欲计算Mg 的质量分数,该实验中还需测定的数据是________。
(2)若用空气代替O 2进行实验,对测定结果是否有影响?________(
填“是”或
“否”) ,原因是_____________________________________________。
参考答案
1.D 【解析】开始阶段是盐酸和氢氧化钠之间的中和反应,根据消耗盐酸的量,知道剩余
的氢氧化钠的物质的量是0.01L×1mol•L1=0.01mol,然后沉淀量逐渐增多,发生的是四﹣
羟基合铝酸钠与盐酸之间的反应,即Na+HCl=NaCl+Al(OH )3↓+H2O ,Al (OH )3+3HCl=AlCl3+3H2O
﹣,根据各段消耗盐酸的量知道生成的Na 的物质的量是0.01L×1mol .L 1=0.01mol,根据铝元素守恒,所以铝离子的物质的量是0.01mol ,生成
四羟基合铝酸钠时消耗氢氧化钠就40mL ,剩余氢氧化钠的量是10mL ,所以加入氢氧化钠的量是50mL 。
2.D 【解析】Al(OH)3是两性氢氧化物,可以和过量氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,故不能制
备氢氧化铝悬浊液,A 错误; Al(OH)3只能溶于强碱,不能溶于氨水,B 错误;铝在空气中加热生成氧化铝的熔点较高,所以内部熔化的铝不会滴落,C 错误; Al 3与HCO 3+-发生双水解反应,生成Al(OH)3沉淀和CO 2气体,D 正确。
3.D 【解析】向Na 2CO 3、NaAlO 2的混合溶液中逐滴加入1mol·L -1的盐酸,首先发生反应:
AlO 2-+H++H2O =Al(OH)3↓,a 表示AlO 2-,根据盐酸消耗的体积可知:n(H+)=n(AlO2-)=1mol/L×0.05L=0.05mol;当AlO 2-反应完全,CO 32-反应:b 表示CO 32-,反应的离子方程式是:CO 32-+H+=HCO3-,n(H+)=n(CO32-) =0.05L×1mol/L=0.05mol;c 表示HCO 3-, CO 32-反应完全,产生的HCO 3-会发生反应:HCO 3-+H+=CO2↑+H2O ,n(HCO3-)=n(H+)=0.05L×1mol/L=0.05mol;当HCO 3-反应完全,Al(OH)3发生反应:Al(OH)3+3H+= Al3++3H2O ,d 表示Al(OH)3,当Al(OH)3反应完全,消耗HCl 的物质的量是Al(OH)3的3倍,n(H+)= 3n(Al(OH)3)=3×0.05mol=0.15mol,则该阶段加入盐酸的体积是0.15mol÷ 1mol/L=0.15L =150ml。原混合溶液中的CO 32与AlO 2的物质的量之比--
为0.05mol:0.05mol=1:1,A 错误;在原混合物中n(CO32)=0.05mol,在V 1时溶液中的-
CO 32和HCO 3-的物质的量相等,都等于0.025mol ,根据方程式:CO 32-+H+=HCO3-可知-
消耗盐酸的物质的量是0.025mol ,盐酸的体积为0.025mol÷1mol/L= 0.025L=25ml;故V 1=50ml+25ml=75ml,根据前边的分析可知:V 2=150ml+150ml=300ml,所以V 1:V2=75ml:300ml=1:4;B 错误;根据前边的方向可知M 点时溶液中CO 32-完全转化为HCO 3-,没有产生CO 2,C 错误;根据前边的分析可知,e 曲线表示Al(OH)3的溶解,方程式为:Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O ,D 正确。
4.C 【解析】n (HCl )=3mol/L×0.1L=0.3mol,n (NaOH )=3mol/L×0.1L=0.3mol,n (Al )
=0.1mol,2Al ++6H+=2Al3++3H2↑、2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2↑,根据方程式知,Al ﹣﹣
和HCl 完全反应需要n (HCl )=3n(Al )=0.3mol,所以Al 和HCl 恰好完全反应生成氯化铝;根据方程式知,Al 和NaOH 完全反应需要n (NaOH )=n(Al )=0.1mol<0.3mol ,所以NaOH 有剩余。根据以上分析知,X 溶液中溶质是AlCl 3,Y 溶液溶质为NaAlO 2、NaOH ,A 错误;加入溶液后先没有生成沉淀,则溶液中还发生其它反应,则该溶液应该是Y 溶液,先发生酸碱中和反应,所以b 曲线表示的是向Y 溶液中加入HCl 溶液,B 错误;在O 点时沉淀的物质的量相等,溶液中的溶质都是NaCl ,根据最初的钠原子和Cl 原子守恒知,两方案中所得溶液浓度相等,C 正确;a 、b 曲线中没有电子转移,不属于氧化还原反应,D 错误。
5.B 【解析】设AlCl 3物质的量为1 mol ,则生成Al(OH)3为1 mol ,A ~B 段Al(OH)3溶解
过程消耗NaOH 也是1 mol ,O ~A 段生成Al(OH)3,消耗NaOH3 mol ,则余下2 mol 应为生成Mg(OH)2所消耗NaOH 的物质的量,Mg(OH)2为1 mol,MgCl 2应是1 mol,A 正确,B 错误;可分析图像A ~B ,C ~D 两段,前者消耗沉淀后者生成沉淀,从而有关系式:Al(OH)3~OH ~AlO 2~H ,可推知n (OH) =n (H) ,又因为两段消耗溶液体积相等,D 正确。
6.D 【解析】若X 为AlCl 3、Z 为NaOH ,沉淀量达到最大后继续滴加NaOH ,发生反应:
Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O ,n(Al(OH)3):n(OH-)=1:1,而图像表明,溶解0.1mol 沉淀,消耗0.15mol ,与计量关系不符,A 、B 错误;若X 、Y 、Z 分别为NaAlO 2、BaCl 2、H 2SO 4,滴入H 2SO 4时Ba 2++SO42-=BaSO4↓,H ++AlO2-+H2O=Al(OH)3↓,Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O ,生成最大量沉淀Al(OH)3 0.1mol ,需要H 2SO 4 0.05mol ;生成BaSO 4 0.05mol ,需要硫酸0.05mol ,图中第一段直线不符合,C 错误;若X 、Y 、Z 分别为NaAlO 2、Ba(OH)2、H 2SO 4,开始滴入H 2SO 4时发生反应: 2OH -+2H++Ba2++SO42-=BaSO4↓+2H2O ,图中第一段直线:0.1molBa(OH)2和H 2SO 4反应,消耗0.1molH 2SO 4生成沉淀0.1mol ,Ba(OH)2消耗完后,继续滴入H 2SO 4,H +开始和AlO 2-反应H ++AlO2-+H2O=Al(OH)3↓,硫酸的消耗量和沉淀的生成量是1:2,即0.1molNaAlO 2消耗0.05molH 2SO 4生成沉淀0.1mol ;硫酸进一步过量,开始消耗沉淀,Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O ,硫酸和沉淀消耗量应为1.5:1直到把Al(OH)3完全溶解,只剩下不溶于酸的BaSO 4,以上三段符合图象的数值变化,D 正确。
7.D 【解析】金属铝在空气中表面会形成一层致密的氧化膜保护层,防止内层的金属进一
步被氧化,D 正确。K 、Na 、Fe 表面形成的氧化膜比较疏松,不能保护内层金属,A 、
B 、C 错误。
8.(1)0.04;460;(2)400(3)0.5≤a<1
【解析】(1)由图可知,从开始至加入NaOH 溶液V 1mL ,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:H ++OH=H2O ;继续滴加﹣--+-+
NaOH 溶液,到氢氧化钠溶液为A 时,沉淀量最大,此时为Mg (OH )2和Al (OH )3,此时发生的反应为:Mg 2++2OH=Mg(OH )2,Al 3++3OH=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+OH=AlO2+2H2O ;若V 1=140mL,说明盐酸有剩余,剩余盐酸的物质的量=1mol/L×0.14L=0.14mol,则和金属反应的盐酸的物质的量=4mol/L×0.1L ﹣0.14mol=0.26mol,设镁的物质的量是x ,铝的物质的量是y ,x+y=0.1、2x=3y=0.26,解得:x=0.04mol,y=0.06mol,V 2时溶液中的溶质是偏铝酸钠和氯化钠,根据原子守恒知,n (NaOH )=n(Al )+n(HCl )=0.06mol+0.4mol=0.46mol,所以氢氧化钠的体积=
=460mL。
(2)溶液中的Mg 2+和Al 3+刚好沉淀完全时,溶液中溶质为NaCl ,则n (NaOH )=n(HCl )=4mol/L×0.1L=0.4mol,需要氢氧化钠溶液的体积为:=0.4L=400mL。
﹣﹣﹣(3)若混合物仍为0.1mol ,其中镁的物质的量分数为a ,用400mL1mol•L1盐酸溶解
后,再加入450mL 1mol•L﹣1氢氧化钠溶液,所得溶液无Al (OH )3沉淀,证明生成的
﹣1氢氧化铝全部和氢氧化钠反应,由上述分析知:v 1=400mL,再加入50mL 1mol•L氢
氧化钠溶液,所得Al (OH )3沉淀完全溶于氢氧化钠生成偏铝酸钠,Al (OH )
Al (OH )3+NaOH=NaAlO2+2H2O ,3最大取值
+n(Al )=0.1mol,则0.5≤n(Mg )<1。
9.(1)Al ;Al 2O 3;O 2 (2)D
(3)AlO 2+CO 2+2H 2O=Al(OH)3↓+HCO 3
(4)K 2SO 4、(NH4) 2SO 4或NH 4KSO 4
【解析】根据已知信息中甲的成分,可以推断B 为氧化铝,因此反应②是通过电解而得到D(氧气) 和A(单质铝) 。甲加入水得到的溶液为明矾溶液,溶液中含有Al 3+、K +和SO 42-,甲加入水得到的沉淀为氧化铝、氧化铁的混合物,再加入氢氧化钠,则氧化铝溶解,再通入二氧化碳可以得到氢氧化铝沉淀。试剂a 应该为氨水,如果加入的试剂a 是氢氧化钠溶液,则加入的量不好把握,由此可推知E 为硫酸钾、硫酸铵的混合物。
10. (1)2NaOH+SiO 2===Na2SiO 3+H 2O 、2NaOH +Al 2O 3===2NaAlO2+H 2O
(2)CaSiO3 2AlO ---0.05mol ,即0<n (Al )≤0.05mol,n (Mg )
2+CO 2+3H 2O===2Al(OH)3↓+CO
-2-3[或AlO -2+CO 2+2H 2O===Al(OH)3↓+HCO 3]
(3)浓H 2SO 4 12HF +3Na 2CO 3+2Al(OH)3===2Na3AlF 6+3CO 2+9H 2O
高温(4)2Al2O 3通电,=====Na AlF 4Al +3O 2↑ O 2、CO 2(CO) 36
【解析】 (1)在加入NaOH 溶液时,Al 2O 3和SiO 2都能与NaOH 反应,分别生成NaAlO 2
2和Na 2SiO 3。(2)加入CaO 后,SiO 2滤液Ⅱ中主要含有3与Ca 结合生成难溶物CaSiO 3;-+
AlO 2,通入CO 2后生成沉淀Al(OH)3,煅烧后生成Al 2O 3。(3)萤石能与浓硫酸反应生成CaSO 4和HF 气体;HF 、Na 2CO 3、Al(OH)3三者均没有发生氧化还原反应,根据质量守恒定律可写出化学方程式。(4)电解Al 2O 3制取金属铝,加入的冰晶石为助熔剂;阳极产生的O 2能与石墨电极反应生成CO 2(可能含有CO) 。
11. 探究一 2Al +2NaOH +2H 2O===2NaAlO2+3H 2↑
(1)97 mL (2)偏高
探究二 (1)不需要 (2)检查装置的气密性 合金完全溶解(或加入足量盐酸,或调整量气管C 的高度,使C 中的液面与B 中液面相平,合理答案均可)
探究三 (1)灼烧后固体的质量 (2)是 Mg 与空气中的N 2反应生成Mg 3N 2
5.4 g
(1-3%)27 g·mol 解析 探究一 (1)V ≥0.097 L=97 mL。 2.0 mol·L -