• 852.00 KB
  • 2021-07-09 发布

高考化学一轮复习专题十四镁、铝及其化合物考点二镁、铝化合物的性质及应用教学案

  • 13页
  • 当前文档由用户上传发布,收益归属用户
  1. 1、本文档由用户上传,淘文库整理发布,可阅读全部内容。
  2. 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,请立即联系网站客服。
  3. 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细阅读内容确认后进行付费下载。
  4. 网站客服QQ:403074932
考点二 镁、铝化合物的性质及应用 1 镁的重要化合物 氧化镁 碱性氧化物 MgO+2H+===Mg2++H2O 氢氧 化镁 中强碱 Mg(OH)2+2H+===Mg2++2H2O 难溶于水 Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓ 溶解度小于碳酸镁 MgCO3+H2O===Mg(OH)2+CO2↑ 热稳定性 Mg(OH)2===== △ MgO+H2O 氯化镁 用于冶炼金属镁 MgCl2===== 通电 熔融 Mg+Cl2↑ 2 铝的主要化合物 (1)氧化铝和氢氧化铝 (2)复盐——硫酸铝钾 ①复盐定义:由两种不同的金属离子(或 NH+ 4 )与一种酸根离子组成的盐叫复盐。 ②明矾 明矾的化学式为 KAl(SO4)2·12H2O,可溶于水,电离方程式为 KAl(SO4)2===K++Al3++ 2SO2- 4 。水溶液的 pH<7(填“>”“<”或“=”),原因是 Al3++3H2O Al(OH)3+3H+。 明矾可用于净水,其原因是 Al3+水解产生 Al(OH)3 胶体,Al(OH)3 胶体可以和悬浮于水中 的泥沙形成絮状不溶物而沉降下来,使水澄清。 学霸巧学卡 对镁、铝化合物的深层解析 (1)由于 Mg(OH)2 的溶解度比 MgCO3 的小,故水垢的主要成分中是 Mg(OH)2,而非 MgCO3。 (2)Al2O3、Al(OH)3 只与强酸、强碱溶液反应,与氨水和碳酸溶液不反应。 (3)Al3+只能存在于酸性溶液中,AlO - 2 只能存在于碱性溶液中。若将分别含 Al3+和 AlO - 2 的盐溶液混合,发生反应:Al3++3AlO- 2 +6H2O===4Al(OH)3↓。 (4)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。 (5)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。 1.思维辨析 (1)在加热情况下利用氢气还原氧化铝的方法得到金属铝。( ) (2)将 Al(OH)3 沉淀转入蒸发皿中,加足量稀硫酸,加热蒸干得无水 Al2(SO4)3 固体。( ) (3)将 NaOH 溶液缓慢滴入 Al2(SO4)3 溶液中至过量,最终观察到有沉淀生成。( ) (4)日用铝制品表面覆盖着氧化膜对内部金属起保护作用。( ) (5)Al2O3 的熔点很高,可用作耐高温材料。( ) (6)明矾水解形成的 Al(OH)3 胶体能吸附水中的悬浮物,可用于对水的杀菌、消毒。( ) 答案 (1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)√ (6)× 2.将等体积的 AlCl3 溶液和 NaOH 溶液混合后,沉淀物中含铝元素的物质的量与溶液中 含铝元素的物质的量相等,则原 AlCl3 溶液与 NaOH 溶液的物质的量浓度之比是 ( ) A.1∶3 B.2∶5 C.1∶4 D.2∶7 答案 D 解析 设 AlCl3 和 NaOH 的物质的量分别为 a、b。当 NaOH 少量时,铝元素以 Al3+和 Al(OH)3 形式存在,a 2 ×3=b,a∶b=2∶3;当 NaOH 过量时,铝元素以 Al(OH)3 和 AlO - 2 形式存在,a 2 ×3 +a 2 ×4=b,a∶b=2∶7。 [考法综述] 铝的化合物是高考命题的热点,主要是“铝三角”的转化关系及应 用,涉及内容较多,如书写离子方程式,离子共存的判断,实验操作中的鉴别、分离、提纯, 结合图象的分析或计算等,综合性较强,属较难题。 命题法 1 常见的两性物质 典例 1 下列物质既能跟盐酸反应,又能跟 NaOH 溶液反应的是( ) ①SiO2 ②Al ③Al2O3 ④Al(OH)3 ⑤Na2CO3 溶液 ⑥Ca(HCO3)2 溶液 ⑦NH4HCO3 溶液 ⑧KHSO4 溶液 A.④⑥⑦⑧ B.②③④⑥⑦ C.①②③④⑦ D.②③④⑤⑧ [解析] SiO2 只能与 NaOH 溶液反应,与盐酸不反应;Al、Al2O3、Al(OH)3、Ca(HCO3)2、 NH4HCO3 既能跟盐酸反应,又能跟 NaOH 溶液反应;Na2CO3 只能与盐酸反应,与 NaOH 溶液不反 应;KHSO4 只能与 NaOH 溶液反应,与盐酸不反应。 [答案] B 【解题法】 常见的两性物质归纳总结 (1)中学学习阶段接触到的既能与酸反应又能与碱反应的物质有:①金属单质:Al 等; ②两性氧化物:Al2O3 等;③两性氢氧化物:Al(OH)3 等;④弱酸的铵盐:(NH4)2CO3、CH3COONH4、 (NH4)2S 等;⑤弱酸的酸式盐:NaHCO3、KHS、NaHSO3 等;⑥氨基酸等。 (2)两性物质:是指既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的化合物,上述物质中只有 Al2O3、Al(OH)3、氨基酸是两性物质。 命题法 2 “铝三角”转化关系 典例 2 下列各组物质,不能按 (“―→”表示反应一步完成) 关系转化的是( ) 选项 a b c A Al2O3 NaAlO2 Al(OH)3 B AlCl3 Al(OH)3 NaAlO2 C Al Al(OH)3 Al2O3 D MgCl2 Mg(OH)2 MgO [ 解 析 ] 各 选 项 中 物 质 间 的 转 化 为 : A 项 , Al2O3 ――→ NaOH NaAlO2 ――→ CO2 Al(OH)3 ――→ △ Al2O3 ; B 项 , AlCl3 ――→ NH3·H2O Al(OH)3 ――→ NaOH NaAlO2 ――→ HCl AlCl3 ; D 项 , MgCl2――→ NaOH Mg(OH)2――→ △ MgO――→ HCl MgCl2;C 项中,Al 不能一步转化成 Al(OH)3。 [答案] C 【解题法】 “铝三角”间的转化关系 相互转化的离子方程式如下: (1)Al3++3OH-===Al(OH)3↓ 或 Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH+ 4 (2)Al(OH)3+OH-===AlO- 2 +2H2O (3)Al3++4OH-===AlO- 2 +2H2O (4)AlO- 2 +H++H2O===Al(OH)3↓ 或 AlO- 2 +CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO- 3 (5)Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O (6)AlO- 2 +4H+===Al3++2H2O 相互关系:①+②=③,④+⑤=⑥,注意,Al(OH)3 只溶于强酸强碱。 命题法 3 含 Al3+的混合溶液中滴加 NaOH 的图象题 典例 3 某溶液中可能含有 H+、Na+、NH+ 4 、Mg2+、Fe3+、Al3+、SO2- 4 、CO 2- 3 等。当向该 溶液中加入一定物质的量浓度的 NaOH 溶液时,发现生成沉淀的物质的量随 NaOH 溶液的体积 变化的图象如图所示。下列说法正确的是( ) A.原溶液中含有的阳离子是 H+、NH+ 4 、Mg2+、Al3+ B.原溶液中一定含有 SO 2- 4 和 Na+ C.原溶液中含有的 Fe3+和 Al3+的物质的量之比为 1∶1 D.反应最后形成的溶液中含有的溶质为 Na2SO4 [解析] 从题中图象可知,滴入氢氧化钠溶液的过程中发生了四种反应:开始一个单位 是中和反应,接下来六个单位是沉淀反应,再接下来的两个单位是铵根离子与氢氧根离子的 反应,最后一个单位为氢氧化铝的溶解,由此确定生成氢氧化铝需要的氢氧化钠为三个单位, 另外三个单位的氢氧化钠生成的是氢氧化铁沉淀;有铝离子则没有碳酸根离子。因此可以确 定有 H+、NH+ 4 、Fe3+、Al3+、SO2- 4 ,不能确定是否有 Na+,可以确定没有 Mg2+、CO2- 3 。 [答案] C 【解题法】 含 Al3+的混合溶液与 OH-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 、Mg2+、Al3+ 的混合溶液中逐滴加入 NaOH 溶液,NaOH 先与 H+反应,再与 Mg2+、Al3+反应生成沉淀,再与 NH + 4 反应,最后才溶解 Al(OH)3 沉 淀。即“先结合,后溶解”。若不清楚结合的先后顺序,则可以采用“假设法”,如假 设 NH + 4 先与 OH-结合,则会发生 NH+ 4 +OH-===NH3·H2O,但溶液中的 Al3+、Mg2+会与 NH3·H2O 反应又生成 NH+ 4 ,所以 NH + 4 不能优先于 Al3+和 Mg2+与 OH-结合。若要正确排出结合的先后顺 序,需熟练掌握离子间的反应原理。 命题法 4 “铝三角”的主要应用 典例 4 Al(OH)3 的制备 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% H2SO4 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 W1、W2、W3。三种实验方案如 下: 甲:铝→加 NaOH 溶液→加 H2SO4 溶液→W1 gAl(OH)3 乙:铝→加 H2SO4 溶液→加 NaOH 溶液→W2 gAl(OH)3 丙: 铝→加 H2SO4 溶液 铝→加 NaOH 溶液 →W3 gAl(OH)3 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 , W1 、 W2 、 W3 其 质 量 由 大 到 小 的 顺 序 是 ____________________________________。 [解析] n(NaOH)= 240 g 40 g·mol-1=6 mol,n(H2SO4)=350 g×70% 98 g·mol-1=2.5 mol, 甲方案:2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑ 6 mol ⇒ 6 mol AlO- 2 + H+ +H2O===Al(OH)3↓ 过量 2.5×2 mol ⇒ 5 mol 因此,甲方案最多制得 5 mol Al(OH)3。 乙方案:2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑ 2.5 mol ⇒1 3 ×2.5 mol Al2(SO4)3+ 6NaOH===2Al(OH)3↓+Na2SO4 1 3 ×2.5 mol 过量 ⇒2 3 ×2.5 mol 因此,乙方案最多制得5 3 mol Al(OH)3。 丙方案:2Al+6H+===2Al3++3H2↑ 5 mol⇒5 3 mol 2Al+2OH-+2H2O===2AlO- 2 +3H2↑ 6 mol ⇒ 6 mol Al3++3AlO- 2 +6H2O===4Al(OH)3↓ 5 3 mol 过量 ⇒ 20 3 mol 因此,丙方案最多制得 20 3 mol Al(OH)3。 故 W3>W1>W2。 [答案] (1)丙 (2)W3>W1>W2 典例 5 与铝元素有关的物质的分离、提纯 下列除去杂质的方法不正确的是( ) A.镁粉中混有少量铝粉:加入过量烧碱溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥 B.用过量氨水除去 Fe3+溶液中的少量 Al3+ C.Al(OH)3 中混有少量 Mg(OH)2:加入足量烧碱溶液,充分反应,过滤,向滤液中通入 过量 CO2 后过滤 D.MgO 中混有少量 Al2O3:加入足量烧碱溶液,充分反应,过滤、洗涤、干燥得到 MgO [解析] Al(OH)3 不溶于氨水,故向含少量 Al3+的 Fe3+溶液中加入过量氨水时,Fe3+、 Al3+均转化为氢氧化物沉淀,达不到除杂的目的。 [答案] B 典例 6 利用“铝三角”转化关系进行物质鉴别 下列各组物质的无色溶液,不用其他试剂即可鉴别的是( ) ①KOH Na2SO4 AlCl3 ②NaHCO3 Ba(OH)2 H2SO4 ③HCl NaAlO2 NaHSO4 ④Ca(OH)2 Na2CO3 BaCl2 A.①② B.②③ C.①③④ D.①②④ [解析] 不用其他试剂鉴别,即用物质间相互滴加现象不同来鉴别。①中,将 KOH 逐滴 滴入 AlCl3 溶液中时,先后发生反应 Al3++3OH-===Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-===AlO- 2 +2H2O, 现象是:白色沉淀生成→溶解至消失;而将 AlCl3 逐滴滴入 KOH 溶液中时,先后发生 Al3++ 4OH-===AlO- 2 +2H2O;Al3++3AlO- 2 +6H2O===4Al(OH)3↓,现象是:开始无明显现象→白色沉 淀逐渐增多。两种滴加方式不同,现象也不同,从而可以鉴别。②中 NaHCO3 和 H2SO4 分别滴 加到 Ba(OH)2 中都有白色沉淀生成,但 BaCO3 沉淀溶于 H2SO4 中,且有气泡产生的是 NaHCO3 和 H2SO4 溶液混合,可鉴别出各种物质。③中 HCl 和 NaHSO4 都显酸性,无法鉴别。④中 CaCO3 和 BaCO3 都是白色沉淀,无法鉴别出 Ca(OH)2 和 BaCl2,所以答案为 A。 [答案] A 典例 7 利用 Al3+或 AlO - 2 的存在环境进行离子共存的判断 常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( ) A.无色溶液中:ClO-、MnO- 4 、Al3+、K+ B.1.0 mol·L-1 的 NaAlO2 溶液中:Cl-、HCO- 3 、K+、Ca2+ C.在强碱性环境中:AlO- 2 、SiO2- 3 、Na+、K+ D.能使甲基橙显红色的溶液中:NH+ 4 、AlO- 2 、Na+ [解析] A 项 MnO - 4 有颜色,ClO-与 Al3+可发生双水解反应;B 项中 HCO- 3 +AlO- 2 + H2O===Al(OH)3↓+CO2- 3 ;D 项中,酸性条件下 AlO - 2 不能大量存在。 [答案] C 【解题法】 “铝三角”关系的应用小结 (1)Al(OH)3 的制备 方法一:可溶性铝盐溶液与过量氨水反应 反应原理:Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH+ 4 方法二:向可溶性偏铝酸盐溶液中通入过量 CO2 反应原理:AlO- 2 +2H2O+CO2===Al(OH)3↓+HCO- 3 方法三:相互促进水解法 Al3++3AlO- 2 +6H2O===4Al(OH)3↓ (2)含铝元素的混合物的分离提纯 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: ①Mg(Al):加足量 NaOH 溶液; ②Fe2O3(Al2O3):加足量 NaOH 溶液; ③Mg(OH)2[Al(OH)3]:加足量 NaOH 溶液; ④Mg2+(Al3+):加过量 NaOH 溶液,过滤,再加酸充分溶解。 (3)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向 NaAlO2 溶液中滴加 HCl 溶液,开始产生白色沉淀,后沉淀逐渐溶解。 ④向 HCl 溶液中滴加 NaAlO2 溶液,开始无明显现象,后产生白色沉淀,沉淀不溶解。 (4)判断离子共存问题 Al3+与 OH-、AlO- 2 、CO2- 3 、S2-等弱酸根阴离子或 AlO - 2 与 H+、HCO - 3 以及弱碱阳离子 Al3+、 Fe3+等因生成沉淀或发生水解相互促进的反应而不能大量共存。 1.某化合物由两种单质直接反应生成,将其加入 Ba(HCO3)2 溶液中同时有气体和沉淀产 生。下列化合物中符合上述条件的是( ) A.AlCl3 B.Na2O C.FeCl2 D.SiO2 答案 A 解析 FeCl2 不能由 Fe 和 Cl2 直接反应生成,C 项错误;SiO2 不溶于水,也不能与 Ba(HCO3)2 溶液反应,D 项错误;Na2O 可由 Na 和 O2 直接反应生成,Na2O+H2O===2NaOH,2NaOH+ Ba(HCO3)2===BaCO3↓+Na2CO3+2H2O,反应中无气体生成,B 项错误;AlCl3 可由 Al 与 Cl2 直 接反应生成,将 AlCl3 加入 Ba(HCO3)2 溶液中,Al3++3HCO- 3 ===Al(OH)3↓+3CO2↑,发生强烈 双水解反应,生成 Al(OH)3 沉淀和 CO2 气体,A 项正确。 2.用如图所示装置进行下列实验:将①中溶液滴入②中,预测的现象与实际相符的是 ( ) 选项 ①中物质 ②中物质 预测②中的现象 A 稀盐酸 碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液 立即产生气泡 B 浓硝酸 用砂纸打磨过的铝条 产生红棕色气体 C 氯化铝溶液 浓氢氧化钠溶液 产生大量白色沉淀 D 草酸溶液 高锰酸钾酸性溶液 溶液逐渐褪色 答案 D 解析 稀盐酸滴入 Na2CO3 和 NaOH 的混合溶液中,先发生酸碱中和反应,开始没有气泡 产生,A 项错误;浓硝酸与 Al 发生钝化,无红棕色的 NO2 生成,B 项错误;将 AlCl3 溶液滴 入 NaOH 溶液中,开始无大量白色沉淀,C 项错误;草酸与酸性 KMnO4 溶液发生氧化还原反应, KMnO4 溶液的紫红色褪去,D 项正确。 3.化学与生活密切相关。下列说法不正确的是( ) A.乙烯可作水果的催熟剂 B.硅胶可作袋装食品的干燥剂 C.福尔马林可作食品的保鲜剂 D.氢氧化铝可作胃酸的中和剂 答案 C 解析 乙烯是一种植物生长调节剂,可以催熟果实,A 正确;硅胶无毒,可用作食品的 干燥剂,B 正确;福尔马林是 35%~40%的甲醛水溶液,有毒,C 错误;氢氧化铝可以中和盐 酸,可作胃酸的中和剂,D 正确。 4.常温下,下列各组物质中,Y 既能与 X 反应又能与 Z 反应的是( ) X Y Z ① NaOH 溶液 Al(OH)3 稀硫酸 ② KOH 溶液 SiO2 浓盐酸 ③ O2 N2 H2 ④ FeCl3 溶液 Cu 浓硝酸 A.①③ B.①④ C.②④ D.②③ 答案 B 解析 本题考查常见物质的性质,意在考查考生利用所学知识分析问题的能力。Al(OH)3 显两性,既能与酸反应生成盐和水,又能与碱反应生成盐和水,①正确;SiO2 与盐酸不反应, ②错误;N2 与 O2 在放电条件下反应生成 NO,N2 在高温、高压及催化剂存在条件下与 H2 反应 生成 NH3,但在常温时 N2 与 O2、H2 均不反应,③错误;根据方程式:Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2、 Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 可知,④正确。 5.室温下,在 0.2 mol·L-1 Al2(SO4)3 溶液中,逐滴加入 1.0 mol·L-1 NaOH 溶液,实 验测得溶液 pH 随 NaOH 溶液体积变化曲线如下图,下列有关说法正确的是( ) A.a 点时,溶液呈酸性的原因是 Al3+水解,离子方程式为 Al3++3OH- Al(OH)3 B.a~b 段,溶液 pH 增大,Al3+浓度不变 C.b~c 段,加入的 OH-主要用于生成 Al(OH)3 沉淀 D.d 点时,Al(OH)3 沉淀开始溶解 答案 C 解析 本题考查铝的化合物的转化、水解平衡的移动以及图象分析。Al3+水解方程式为 Al3++3H2O Al(OH)3+3H+,A 项错误;a~b 段,加入 NaOH 主要是与水解生成的 H+反应, pH 增大,促进水解,Al3+浓度减小,B 项错误;b~c 段 pH 增大缓慢,主要是生成氢氧化铝 沉淀,C 项正确;c 点后 pH 增大加快,主要是发生反应 Al(OH)3 +OH-===AlO- 2 +2H2O,d 点 表示氢氧化铝完全溶解,D 项错误。 6.a g Mg、Al 合金完全溶解在 c1 mol·L-1、V1 L HCl 溶液中,产生 b g H2。再向反应 后的溶液中加入 c2 mol·L-1、V2 L NaOH 溶液,恰好使沉淀达到最大值,且沉淀质量为 d g。 下列关系错误的是( ) A.与金属反应后剩余盐酸为(c1V1-b) mol B.c1=c2V2 V1 C.铝失去电子的物质的量为 b mol D.d=a+17b 答案 C 解析 反应后的溶液中溶质为 NaCl,根据 Cl 原子守恒可得 c1V1=c2V2,即 c1=c2V2 V1 ,B 项正确;根据题意可知消耗的 n(HCl)=b 2 ×2 mol=b mol,故剩余的 HCl 的物质的量为(c1V1 -b) mol,A 项正确;题中的沉淀为 Al(OH)3、Mg(OH)2,故有 n(OH-)=n(H+)=2n(H2),沉淀 质量为(a+17b) g,D 项正确;C 项设 n(Mg)=x mol,n(Al)=y mol, 则 24x+27y=a 2x+3y=b 2 ×2, 求得:y=12b-a 9 , 所以铝失电子的物质的量为 4b-a 3 mol,C 项错误。 7.无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。 (1)氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体,其反应的离子方程式为 ____________________。 (2)工业上用铝土矿(主要成分为 Al2O3,含有 Fe2O3、SiO2 等杂质)制取无水氯化铝的一种 工艺流程示意如下: 已知: 物质 SiCl4 AlCl3 FeCl3 FeCl2 沸点/℃ 57.6 180(升华) 300(升华) 1023 ① 步 骤 Ⅰ 中 焙 烧 使 固 体 水 分 挥 发 、 气 孔 数 目 增 多 , 其 作 用 是 _______________________________________(只要求写出一种)。 ②步骤Ⅱ中若不通入氯气和氧气,则反应生成相对原子质量比硅大的单质是________。 ③已知: Al2O3(s)+3C(s)===2Al(s)+3CO(g)ΔH1=+1344.1 kJ·mol-1 2AlCl3(g)===2Al(s)+3Cl2(g)ΔH2=+1169.2 kJ·mol-1 由 Al2O3、C 和 Cl2 反应生成 AlCl3 的热化学方程式为______________________。 ④步骤Ⅲ的尾气经冷却至室温后,气体用足量的 NaOH 冷溶液吸收,生成的盐主要有 3 种,其化学式分别为____________。 ⑤ 结 合 流 程 及 相 关 数 据 分 析 , 步 骤 Ⅴ 中 加 入 铝 粉 的 目 的 是 _________________________________________________________。 答案 (1)Al3++3H2O Al(OH)3+3H+ (2)①防止后续步骤生成的 AlCl3 水解(或增大反应物的接触面积,加快反应速率) ②铁(或 Fe) ③Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)===2AlCl3(g)+3CO(g) ΔH=+174.9 kJ·mol-1 ④NaCl、NaClO、Na2CO3 ⑤除 FeCl3 杂质,提高 AlCl3 纯度 解析 (1)AlCl3 溶于水,Al3+水解生成 Al(OH)3 胶体。 (2)①步骤Ⅰ中焙烧时,固体水分挥发,可以防止后续步骤生成的 AlCl3 水解;气孔数 目增多,可以增大反应物的接触面积,加快反应速率。②铝土矿粉和焦炭焙烧时,焦炭能还 原 Fe2O3 得到单质铁。③根据盖斯定律,由题中第一个热化学方程式减去第二个热化学方程 式可得 Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)===2AlCl3(g)+3CO(g) ΔH=+1344.1 kJ·mol - 1 - 1169.2 kJ·mol-1=+174.9 kJ·mol-1。④步骤Ⅲ的尾气中含有 Cl2、CO2、O2 等,用足量 NaOH 冷溶液吸收,生成的盐主要有 NaCl、NaClO、Na2CO3。⑤根据图示流程知 AlCl3 粗品中含有杂 质 FeCl3、SiCl4,根据提供数据知 SiCl4 沸点较低,步骤Ⅴ中加入铝粉,将 FeCl3 转化为 AlCl3, 以提高 AlCl3 的纯度。 工业上用铝土矿(主要成分为 Al2O3,含 Fe2O3 等杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下: 下列判断正确的是( ) A.试剂 X 为稀硫酸 B.反应Ⅱ的离子方程式为 CO2+AlO- 2 +2H2O===Al(OH)3↓+HCO- 3 C.反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的反应类型完全相同 D.反应Ⅰ所得的沉淀无任何价值 [错解] A 或 C [错因分析] 不清楚 Al2O3、Fe2O3 的性质差异,错误判断试剂 X 为稀硫酸。不仔细阅读 流程信息,思维单一,不能根据反应Ⅱ的产物写出其离子方程式,对基础知识不熟悉,认为 B 项应生成 CO2- 3 。不熟悉原理和常规实验操作而错选 C。 [解析] 选项 A,试剂 X 应是 NaOH 溶液;选项 B,溶液乙中含有 AlO- 2 ,AlO - 2 与过量 CO2、 H2O 反应生成 Al(OH)3 沉淀,正确;选项 C,反应Ⅰ、Ⅱ是复分解反应,反应Ⅲ是分解反应, 反应Ⅳ是电解 Al2O3 生成 Al 的反应,属于分解反应,且该反应有电子转移,是氧化还原反应; 选项 D,反应Ⅰ所得沉淀的主要成分为 Fe2O3,经提纯后可用于作颜料或冶铁等。 [答案] B [心得体会]