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2015《金版新学案》高中化学总复习讲义:专题二 第二单元 从铝土矿到铝合金
考点一 铝的性质和提取
1.物理性质
铝是银白色、具有金属光泽的固体,硬度较小,具有良好的导电性、导热性和延展性。
2.化学性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式:
①Al
②2Al+3Cl22AlCl3
③Al
④2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑
⑤2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe
3.从铝土矿中提取铝
铝土矿 二氧化碳 铝
↓ ↓ ↑
溶解―→过滤→酸化→过滤→灼烧→电解
↑ ↓ ↓ ↓
NaOH溶液 残渣 滤液 H2O
写出所有化学方程式:
Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O,
NaAlO2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+NaHCO3,
2Al(OH)3Al2O3+3H2O,
2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑。
4.用途
纯铝用作导线,铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。
(1)金属铝是活泼的金属,能与酸反应,为什么能用铝槽储运浓H2SO4或浓HNO3?
(2)铝与氢氧化钠溶液反应时,反应机理如何?请用单线桥标出电子转移的方向与数目。
(3)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应,所得H2的体积之比是多少?为什么?
提示: (1)常温下浓H2SO4、浓HNO3能使铝钝化(在表面形成一层致密的氧化膜),阻止反应的继续进行。
(2)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。
2Al+2NaOH+6H6e-2O===2NaAlO2+3H2↑+4H2O
(3)1∶1(或相等);根据化学方程式:2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑得Al与H2的关系式均为2Al~3H2,故只要参加反应的Al相等,所得H2必相等。
1.下列关于铝的叙述中正确的是 ( )
A.由于铝在空气中不会锈蚀,所以铝制品的使用寿命都很长
B.由于铝具有强还原性,所以常用铝来冶炼某些高熔点金属
C.常温下,铝被浓硫酸钝化,所以可用浓硫酸除去铝表面的铜镀层
D.由于铝的导电性能比铜强,所以常用铝制造电线、电缆
答案: B
2.若在加入铝粉能放出氢气的溶液中,分别加入下列各组离子,可能共存的是( )
A.NH NO CO Na+
B.Na+ Ba2+ Mg2+ HCO
C.NO Ca2+ K+ Cl-
D.NO K+ AlO H+
解析: A项,在酸性条件下因有NO,不能生成H2,在碱性条件下,OH-与NH不共存,故A项不符合;B项,HCO与H+或OH-均不能大量共存;C项,在碱性条件下符合题意;D项表示的为酸性条件,含有HNO3,不可能与Al反应放出氢气,且AlO和H+不能大量共存。
答案: C
3.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 H2SO4
解析: B、D项中均不产生H2,Mg、Al与盐酸均反应生成H2,Mg与NaOH溶液不反应。
答案: A
铝热剂
铝与金属氧化物的混合物,其中金属氧化物中金属元素的还原性要比铝弱。如CuO与Al能发生铝热反应,而Al与MgO的混合物不能发生铝热反应。
4.镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应,产生气体的体积(V)与时间(t)关系如图。反应中镁和铝的( )
A.物质的量之比为3∶2
B.质量之比为3∶2
C.摩尔质量之比为2∶3
D.反应速率之比为2∶3
解析: 由关系式:Mg~H2,2Al~3H2,可知产生等量H2时,消耗Mg、Al的物质的量之比为3∶2,故A项正确。二者质量之比为4∶3,摩尔质量之比为24∶27=8∶9,反应速率之比为3∶2。
答案: A
5.甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol/L盐酸和氢氧化钠溶液,向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,反应结束后测得甲、乙两烧杯中产生的气体体积之比为1∶
2,则加入铝粉的质量为( )
A.5.4 g B.3.6 g
C.2.7 g D.1.6 g
解析: 根据铝粉与盐酸、氢氧化钠溶液反应的化学方程式:2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑,2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,可知若在含等物质的量的HCl和NaOH溶液中分别加入足量的铝粉,产生的H2的体积之比为1∶3。而题中产生的H2的体积之比为1∶2,说明铝粉的量相对盐酸是过量的,而相对NaOH是不足的,则与盐酸反应的铝粉是2.7 g,与NaOH溶液反应的铝粉应为5.4 g。
答案: A
铝与酸、碱反应的定量关系
铝分别与盐酸、NaOH溶液反应的原理:
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑,
2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑。
(1)等量的铝与足量盐酸和足量氢氧化钠溶液反应,产生H2的体积比为=。
(2)足量铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生H2的体积比为=。
(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸和NaOH溶液反应,若产生H2的体积比为<<,则必定是:铝与盐酸反应时,铝过量而盐酸不足;铝与NaOH溶液反应时,铝不足而NaOH溶液过量。
考点二 铝的重要化合物
1.氧化铝
(1)物理性质:白色固体,难溶于水,有很高的熔点。
(2)化学性质
两性氧化物—
2.氢氧化铝
(1)物理性质
白色胶状不溶于水的固体,有较强的吸附性。
(2)化学性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式:
①Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O;
②Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O;
③2Al(OH)3Al2O3+3H2O。
(3)制备
①向铝盐溶液中加入NH3·H2O,离子方程式为:
Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH
②向偏铝酸盐溶液中通入足量CO2,离子方程式为:
AlO+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO。
3.明矾净水原理
明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O,其净水的原理涉及到的离子方程式表示为:Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+。
(1)下列变化可通过一步化学反应直接完成的是________。
①Al(OH)3―→Al2O3 ②Al2O3―→Al(OH)3 ③Al―→Al(OH)3
(2)既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应的物质有哪些?
(3)如何分离Al2O3和Fe2O3的混合物?(用示意图回答)
提示: (1)①
(2)Al、Al2O3、Al(OH)3、弱酸的铵盐[如(NH4)2CO3]、多元弱酸的酸式盐(如NaHCO3和氨基酸等物质)。
(3)
1.下列各种物质既能与强酸溶液反应又能与强碱溶液反应的是( )
①Al ②AlCl3 ③NaAlO2 ④Al(OH)3 ⑤Al2O3
⑥NaHCO3
A.①②③④⑤⑥ B.①③④⑤
C.②④⑤ D.①④⑤⑥
答案: D
2.铝土矿的主要成分是Al2O3,此处还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质,从铝土矿中提纯Al2O3的工艺流程如下:
讨论回答下列问题:
(1)写出①、②中可能发生反应的离子方程式:
①________________________________________________________________________,
②________________________________________________________________________。
(2)步骤②中不用氨水沉淀Fe3+的原因:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案: (1)①Al2O3+6H+===2Al3++3H2O、Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
②Al3++4OH-===AlO+2H2O Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
(2)Al(OH)3能溶于强碱溶液但不溶于氨水,用氨水不能将Fe(OH)3和Al(OH)3分离
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。
3.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 g Al(OH)3
乙:铝→加H2SO4溶液→加NaOH溶液→W2 g Al(OH)3
丙:→W3 g Al(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__________。
(3)制得Al(OH)3的最大质量是________。
解析: 甲:2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑
AlO+H++H2O===Al(OH)3↓
乙:2Al+6H+===2Al3++3H2↑
Al3++3OH-===Al(OH)3↓
丙:AlAl3+,3Al3AlO
所以Al3++3AlO+6H2O===4Al(OH)3↓
分析:(从化学方程式计量数看)
甲:制取2 mol Al(OH)3消耗H+ 2 mol、OH- 2 mol。
乙:制取2 mol Al(OH)3消耗H+ 6 mol、OH- 6 mol。
丙:制取4 mol Al(OH)3消耗H+ 3 mol、OH- 3 mol。
既制取2 mol Al(OH)3消耗H+ 1.5 mol、OH- 1.5 mol,
结论是丙以较少的原料制出较多的Al(OH)3,最合理;乙以较多的原料制出较少的产品,最不合理。相同的原料制取的Al(OH)3质量应是W3>W1>W2。
n(H+)=×2=5 mol
n(OH-)==6 mol
由电荷守恒:OH-过量,按H+计算
按丙的方法:3H+~3OH-~4Al(OH)3
3 mol 312 g
5 mol x
x==520 g。
答案: (1)丙 (2)W3>W1>W2 (3)520 g
制取Al(OH)3的三途径
考点三 用数形结合思想理解Al3+、Al(OH)3、AlO之间转化量的关系
1.用转化图探究
Al3+、AlO、Al(OH)3的转化关系
写出转化(2)、(5)、(6)离子方程式:
(2)Al3++4OH-===AlO+2H2O
(5)AlO+H++H2O===Al(OH)3↓
(6)AlO+4H+===Al3++2H2O
2.用数轴探究
可溶性铝盐与强碱(如NaOH溶液)反应,铝元素的存在形式
(NaAlO2溶液与盐酸反应的分析与上述内容类似,自己整理出来)
用图像探究Al3+、Al(OH)3、AlO转化的定量关系
(1)将AlCl3溶液逐滴滴入到含4 mol NaOH的溶液中至过量,按顺序写出发生反应的离子方程式,并以n(AlCl3)为横坐标,以生成n[Al(OH)3]为纵坐标,在坐标系中画出二者的关系。
(2)向混有HCl的AlCl3溶液中,逐滴滴入NaOH溶液至过量,以n(NaOH)为横坐标,以生成n[Al(OH)3]为纵坐标,在坐标系中画出二者的关系。
提示: (1)Al3++4OH-===AlO+2H2O
3AlO+Al3++6H2O===4Al(OH)3↓
(2)
1.下列各组物质,前者逐滴滴加到后者中直至过量,先出现白色沉淀,后来沉淀又消失的是( )
A.H2SO4滴入NaAlO2溶液中
B.Ba(OH)2溶液滴入Al2(SO4)3溶液中
C.Al2(SO4)3溶液滴入NaOH溶液中
D.氨水滴入Al2(SO4)3溶液中
解析: A项:NaAlO2Al(OH)3↓Al3+;
B项:Al2(SO4)3;
C项:NaOHAlOAl(OH)3↓;
D项:Al2(SO4)3Al(OH)3↓。
答案: A
2.
A、B、C、D、E五种化合物均含有某种短周期常见元素,它们的转化关系如图所示,其中A为澄清溶液,C为难溶的白色固体,E则易溶于水,若取A溶液灼烧,焰色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃)。
(1)写出化学式:A______,B__________,C__________,
D______,E________。
(2)写出下列反应的离子方程式:
A→B:
________________________________________________________________________。
A→D:________________________________。
解析: B为两性物质,由A―→B知B为Al(OH)3,C为Al2O3,A溶液的焰色反应为浅紫色,则A为KAlO2。
答案: (1)KAlO2 Al(OH)3 Al2O3 AlCl3 NaAlO2
(2)AlO+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO
AlO+4H+===Al3++2H2O
“互滴法”鉴别物质的适用条件
以鉴别AlCl3溶液和NaOH溶液为例:
(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。
具有“滴加顺序不同,产生的现象不同”的两种溶液均可适用“互滴法”鉴别。除AlCl3和NaOH溶液外,还有如NaAlO2溶液与盐酸,Na2CO3溶液与盐酸等。
3.将物质X逐渐加入(或通入)Y溶液中,生成沉淀的量与加入X的物质的量关系如图所示,符合图示情况的是( )
A
B
C
D
X
CO2
HCl
NaOH
AlCl3
Y
Ca(OH)2
NaAlO2
AlCl3
NaOH
解析: A项生成沉淀和溶解沉淀消耗的CO2的物质的量相等;B项沉淀生成与溶解消耗盐酸量的比例为1∶3,D项开始无沉淀,后来才产生沉淀。
答案: C
4.
向一定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液,生成沉淀Al(OH)3的量随AlCl3加入量的变化关系如图所示。则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是( )
A.a点对应的溶液中:Na+、Fe3+、SO、HCO
B.b点对应的溶液中:Na+、S2-、SO、Cl-
C.c点对应的溶液中:Ag+、Ca2+、NO、F-
D.d点对应的溶液中:K+、NH、I-、CO
解析: 向NaOH溶液中逐渐加入AlCl3溶液时发生Al3++4OH-===AlO+2H2O,3AlO+Al3++6H2O===4Al(OH)3↓。a点时溶液中有大量OH-,与Fe3+、HCO不能大量共存。b点时溶质为NaCl和NaAlO2,所有离子可以大量共存。c点时溶质为NaCl,与Ag+不能大量共存。d点时溶质为NaCl和AlCl3,Al3+与CO互相促进水解不能大量共存。
答案: B
5.右图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加混合,由图中判断错误的是( )
A.①线表示Al3+物质的量的变化
B.x表示AlCl3的物质的量
C.③线表示Al(OH)3物质的量的变化
D.④线表示AlO物质的量的变化
解析: 往AlCl3溶液中逐滴加入NaOH发生如下反应:
Al3++3OH-===Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O,
此时图像中x表示NaOH的量,
①表示Al3+物质的量的变化,④表示AlO物质的量的变化,②、③表示Al(OH)3物质的量的变化。
往NaOH溶液中逐滴加入AlCl3时发生如下反应:
Al3++4OH-===AlO+2H2O,
3AlO+Al3++6H2O===4Al(OH)3↓,
此过程与图像表示的不相等。
答案: B
常考Al3+、Al(OH)3、AlO转化的图像归纳
类别
图像
实验现象
向含1 mol AlCl3溶液中滴加氨水
开始产生沉淀,到NH3·H2O的量为3 mol时,沉淀不再增加
向含1 mol AlCl3溶液中滴加NaOH溶液
开始产生沉淀,到NaOH的量为3 mol时沉淀量最大,到NaOH的量为4 mol时,沉淀完全溶解
向酸化的AlCl3溶液(即Al3+、H+各1 mol)中滴加NaOH溶液
NaOH的量为1 mol时开始沉淀,NaOH的量为4 mol时沉淀开始溶解,NaOH的量为5 mol时,沉淀完全溶解
向各1 mol MgCl2、AlCl3混合溶液中滴加NaOH溶液
开始产生沉淀,NaOH的量为5 mol时沉淀开始溶解,NaOH的量为6 mol时,沉淀不再溶解。剩余量和溶解的量相等
向含12 mol NaOH溶液中滴加AlCl3溶液
开始无沉淀生成,到AlCl3的量为3 mol时开始沉淀,AlCl3的量为4 mol时沉淀量不再变化
向含1 mol NaAlO2溶液中滴加盐酸
开始生成沉淀,到HCl的量为1 mol时,沉淀量最大,后逐渐溶解,到HCl的量为4 mol时,完全溶解
向含有NaOH和NaAlO2各1 mol的溶液(即OH-、AlO各1 mol)中滴加盐酸
到HCl的量为1 mol时开始沉淀,HCl为2 mol时沉淀量最大,后溶解,HCl的量为5 mol时溶解完全
向含4 mol盐酸中滴加NaAlO2溶液
到NaAlO2的量为1 mol时开始沉淀,到NaAlO2的量为4 mol时,沉淀不再变化
6.(2014·潍坊期中)将15.6 g Na2O2和5.4 g Al同时放入一定量的水中,充分反应后得到200 mL溶液,再向该溶液中缓慢通入标准状况下的HCl气体6.72 L,若反应过程中溶液的体积保持不变,则下列说法正确的是( )
A.标准状况下,反应过程中得到6.72 L气体
B.最终得到的溶液中c(Na+)=c(Cl-)+c(OH-)
C.最终得到7.8 g沉淀
D.最终得到的溶液中c(Na+)=1.5 mol·L-1
解析: n(Na2O2)=0.2 mol,n(Al)=0.2 mol,由2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑和2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑可知,生成n(O2)=0.1 mol,n(H2)=0.3 mol,nNaAlO2=0.2 mol,反应剩余n(NaOH)=0.4 mol-0.2 mol=0.2 mol,通入的HCl气体为0.3 mol,0.2 mol HCl与NaOH反应,0.1 mol HCl与NaAlO2反应生成0.1 mol Al(OH)3沉淀,由Na+守恒可知反应后溶液中含0.1 mol NaAlO2;A项,反应过程中得到8.96 L气体;B项,最终得到的溶液中还有0.1 mol NaAlO2;D项,由Na+守恒可知最终得到的溶液中c(Na+)=2 mol·L-1。
答案: C
7.将一定质量的镁铝混合物投入200 mL硫酸中,固体全部溶解后,向所得溶液中加入5 mol/L的NaOH溶液,生成沉淀的物质的量n与加入NaOH溶液的体积V的变化如图所示:
则下列说法不正确的是( )
A.镁和铝的总质量为9 g
B.最初20 mL NaOH溶液用于中和过量的硫酸
C.硫酸的物质的量浓度为2.5 mol/L
D.生成的氢气在标准状况下的体积为11.2 L
解析: 由图像知,n[Mg(OH)2]=0.15 mol,n[Al(OH)3]=0.35 mol-0.15 mol=0.2 mol,则m(Mg)=0.15 mol×24 g/mol=3.6 g,m(Al)=0.2 mol×27 g/mol=5.4 g,所以,镁和铝的总质量为9 g;由图像知,最初20 mL NaOH溶液用于中和过量的硫酸;当沉淀达到最大值时,溶液中的溶质只有Na2SO4,则有n(Na+)=2n(SO),即n(NaOH)=2n(H2SO4),所以,硫酸的物质的量浓度为:=2.5 mol/L;0.15 mol的Mg生成的氢气在标准状况下的体积为3.36 L,0.2 mol的Al生成的氢气在标准状况下的体积为6.72 L,所以镁和铝混合物生成的氢气在标准状况下的体积为10.08 L,故选D项。
答案: D
以AlCl3与NaOH反应归纳Al3+、Al(OH)3、AlO转化的计算方法
Al3++3OH-===Al(OH)3↓①
Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O②
由①②得:Al3++4OH-===AlO+2H2O③
≤3时,发生反应①,则:
n[Al(OH)3]=n(OH-)
≥4时,发生反应③,无Al(OH)3生成。
3<<4时,发生反应 ①②,则:n[Al(OH)3]=4n(Al3+)-n(OH-)
(NaAlO2溶液与盐酸反应的计算与之类似,请自行归纳)
1.(2013·山东理综·9)足量下列物质与相同质量的铝反应,放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是( )
A.氢氧化钠溶液 B.稀硫酸
C.盐酸 D.稀硝酸
解析: 根据关系式:2Al~2NaOH,2Al~3H2SO4,2Al~6HCl,A项正确,B、C项错误;Al与稀硝酸反应不产生氢气,D项错误。
答案: A
2.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al(2012·广东理综,10B)( )
(2)明矾能水解生成Al(OH)3胶体,可用做净水剂(2012·江苏化学,5A)( )
(3)明矾水解时产生具有吸附性的胶体粒子,可做漂白剂(2012·天津化学,1C)( )
(4)复方氢氧化铝药片的有效成分是Al(OH)3可用作抗酸药(2012·北京理综,6C)( )
(5)如图所示,①AlCl3溶液、②浓氨水,①中有白色沉淀生成(2012·北京理综,10C改编)( )
(6)新制的氧化铝可溶于氢氧化钠溶液:Al2O3+2OH-===2AlO+H2O(2012·海南,12D)( )
(7)Al2O3NaAlO2(aq)Al(OH)3(2012·江苏,7①)( )
(8)Al箔插入稀HNO3中,无现象,说明Al箔表面被HNO3氧化,形成致密的氧化膜(2011·安徽理综,10C)( )
(9)加入铝粉能产生H2的溶液中,可能存在大量的Na+、Ba2+、AlO、NO(2011·天津理综,5C)( )
答案: (1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)√ (6)√ (7)√ (8)× (9)√
3.(2012·安徽理综·13)已知室温下,Al(OH)3的Ksp或溶解度远大于Fe(OH)3。向浓度均为0.1 mol·L-1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液。下列示意图表示生成Al(OH)3的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系,合理的是( )
解析: 因Al(OH)3的溶解度大于Fe(OH)3,所以当向浓度均为0.1 mol·L-1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中逐滴加入NaOH溶液时,应先生成Fe(OH)3沉淀,再生成Al(OH)3沉淀,生成Al(OH)3沉淀时发生的反应为Al3++3OH-===Al(OH)3↓,继续滴加NaOH溶液,发生反应Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O,最终Al(OH)3沉淀消失,由方程式知,生成Al(OH)3沉淀的过程与Al(OH)3沉淀消失的过程中,消耗NaOH溶液的体积比为3∶1,故C项正确。
答案: C
4.(2013·全国理综·29)铝是一种应用广泛的金属,工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。
①铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3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:
[已知:CaF2+H2SO4(浓)===CaSO4+2HF↑]
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________________________________________________________________________。
解析: (1)因为铝土矿的主要成分为二氧化硅、氧化铝,前者与NaOH反应生成硅酸钠,后者与NaOH反应生成偏铝酸钠(NaAlO2)。(2)CaO加入水溶液中先生成氢氧化钙,氢氧化钙电离出的Ca2+与SiO反应生成CaSiO3;反应2为偏铝酸钠与CO2反应生成氢氧化铝。(3)浓硫酸与萤石反应生成HF气体和硫酸钙,故C为浓硫酸,D为HF,E为硫酸钙;结合制备冰晶石的反应物HF、碳酸钠和氢氧化铝及生成物Na3AlF6,由元素守恒可知该反应的生成物中还有二氧化碳和水。(4)工业上利用熔融的氧化铝,通过电解可制得单质铝,并有氧气生成;阳极生成物氧气可与石墨反应,生成碳的氧化物。
答案: (1)2NaOH+SiO2===Na2SiO3+H2O、2NaOH+Al2O3===2NaAlO2+H2O
(2)CaSiO3 2AlO+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+CO
(3)浓H2SO4 12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3===2Na3AlF6+3CO2+9H2O
(4)2Al2O34Al+3O2↑ O2、CO2(CO)
思维建模__反映Al3+、Al(OH)3、AlO之间转化的计算方法——数轴分析法
1.根据AlCl3与NaOH的量计算生成Al(OH)3的量
2.根据NaAlO2与HCl计算生成Al(OH)3的量
向50 mL 1 mol/L Al2(SO4)3溶液中加入100 mL KOH溶液,充分反应得到3.9 g沉淀,则KOH溶液的物质的量浓度可能是(双选)( )
A.1 mol/L B.3 mol/L
C.1.5 mol/L D.3.5 mol/L
解析: n(Al3+)=0.05 L×1 mol·L-1×2=0.1 mol
n[Al(OH)3]==0.05 mol
由于n[Al(OH)3]