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全方位教学辅导教案与弱酸（H2CO3）发生反应：即通入CO2气适量CO2：过量CO2：③铝盐与偏铝酸盐溶液反应：从铝土矿中提取铝的工艺流程为：铝元素的化合物之间的转化关系”及其应用例题分析【例1】1989年世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一，加以控制使用，铝在下列应用时应加以控制的是()①制铝合金②制电线③制炊具④明矾净水⑤明矾和苏打制食品膨松剂⑥用氢氧化铝凝胶制胃舒平药品⑦银色漆颜料⑧制易拉罐⑨包装糖果和小食品A．全部B．③⑤⑧⑨C．⑥⑧⑨D．③④⑤⑥⑧⑨解析：“D”中所涉及的铝与进入食品、饭、水等中，并被人体吸收，所以要加以控制。
答案：D【变式】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D．氢氧化钠【例3】将等物质的量的镁和铝相混合,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.3mol/LHClB.4mol/LHNO3C.8mol/LNaOHD.18mol/LH2SO4解析：在镁、铝混合物中加入HNO3和浓H2SO4（两物质均具有强氧化性）都不能产生H2，加入NaOH溶液只有Al与NaOH溶液反应生成H2而与Mg不反应。
而加入HCl，Mg和Al都与盐酸反应生成H2，所以H2量最多。
答案：A④②①③铝土矿溶解NaOH溶液过滤残渣酸化二氧化碳过滤滤液灼烧H2O电解铝【例4】用铝箔包裹着2.3克金属钠投入到足量水中,理论上可以收集到氢气物质的量为A.0.05molB. 0.2molC. 大于0.05mol小于0.2molD. 无法判断解析：此题为半定量分析类试题，应先从理论上找出可能发生的反应，然后再进行计算和分析。
钠与水可发生反应：2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑往往认为结果为0.05mol，而忽略了生成的产物NaOH溶液还可以与Al（当左足量）反应产生氢气0.15mol，2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑，经计算，理论上可产生氢气0.15mol，所以氢气总的物质的量为0.2mol，能做到这里，已经很不错了，但还是忽略了一个小细节，铝箔表面是一薄层保护膜Al2 O3，它也会与NaOH发生如下反应：Al2 O3＋2 NaOH＝2NaAlO2＋H2O，因为消耗掉一部分NaOH，则实际与Al反应的NaOH小于0.1mol，所以与Al产生的H2小于0.15mol，最终，理论上产生的H2大于0.05mol小于0.2mol答案：C【变式】氢化钠是一种离子晶体，它与水反应时生成氢氧化钠和氢气，现有氢化钠和铝粉m g，与足量的水反应后铝无剩余，若收集到氢气n g，则混合物中铝粉的质量为：（）A.36n－3mB.m－24n/5C.12n－mD.24m－5n【例5】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.NH4+NO3-CO32-Na+B.Na+Ba2+Mg2+HCO3-C.NO3-Ca2+K+Cl-D.NO3-K+AlO2-OH-解析：铝粉加入酸溶液或强碱溶液中均可放出H2，A中NH4+与OH-不能大量共存，CO32-不能与H+大量共存；B中HCO3-既能与H+反应又能与OH-反应；C、D在强碱条件下可以共存。
铝的性质及应用一、铝的性质1.铝的物理性质铝是地壳中含量最多的金属元素，为银白色金属，质地柔软，密度较小（2.70g/cm3），熔沸点较低，具有良好的导电性、延展性.铝的用途常用于制造轻质合金，用于飞机、汽车、轮船部件;做导线、炊具、建筑装饰材料等.2.铝的化学性质铝的化学性质较活泼，能与许多物质发生反应.（1）与非金属反应223432Al O Al O ∆+= 23232Al Cl AlCl ∆+=2323Al S Al S ∆+=铝在常温下能很快被氧化，形成致密的氧化膜，因而具有一定的抗腐蚀性.（2）与氧化物的反应：铝热反应：2Al ＋ Fe 2O 3 =高温 Al 2O 3 ＋ 2Fe 2Al ＋ Cr 2O 3 =高温 Al 2O 3 ＋ 2Cr 特点：放出大量热，使生成的金属呈液态.本质：铝从金属氧化物中夺取氧，表现出很强的还原性.应用：焊接钢轨和冶炼某些难熔金属（如V 、Cr 、Mn 等）.(3)与酸的反应非氧化性酸：2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2↑强氧化性酸：常温下铝遇浓硫酸或浓硝酸，会在铝表面生成致密的氧化膜而发生钝化.（4）与强碱溶液反应铝能和强碱溶液反应.该反应可理解为铝先和强碱溶液中的水反应生成氢氧化铝，氢氧化铝再和强碱反应生成偏铝酸盐：2Al + 6H 2O = 2Al(OH)3 + 3H 2↑ Al(OH)3 + NaOH = NaAlO 2 + 2H 2O简写为：2Al + 2H 2O + 2NaOH = 2NaAlO 2 + 3H 2↑（5）与盐溶液反应 424323()3Al CuSO Al SO Cu +=+高温铝可以在盐溶液中置换出金属活泼活泼性顺序表中排在铝后面的金属.例1.称取两份铝粉，第一份加入足量的NaOH 溶液，第二份加入足量的盐酸，若放出的氢气的体积相等（同温同压）.则两份铝粉的质量比为（ ）A ．1∶2B ．1∶3C ．3∶2D ．1∶1解析：铝无论和强酸反应还是和强碱反应，产生的H 2的比例都是2Al ～3 H 2答案：D例2.某无色溶液能与铝粉作用生成氢气，则溶液中可能大量共存的离子组是（ ）A ．H +、2Mg +、Cl -、2Cu +B ．3NO -、K +、Na +、H +C ．Cl -、2Ba +、3NO - 、OH -D ．OH -、Cl -、3HCO -、2Mg +解析：能与铝粉反应生成氢气的可以是酸液也可以是碱液，但与强氧化性的酸反应则无氢气放出，如浓硫酸、硝酸，答案：AC例3.两种金属粉末的混合物15g ，投入足量的稀盐酸中，得到5.6L 氢气（标准状况），这种混合物可能是（ ）A ．镁和铁B ．镁和铝C ．铁和锌D ．镁和铜解析：利用平均值法则，要产生5.6L 的H2需要镁6g 、铝6.75g 、铁7g 、锌16.25g ，所以混合物中必含有锌 .答案：CD例4.Na 、Mg 、Al 、Fe4种金属中的两种组成的混合物12g ，与足量的盐酸反应产生0.5g 的H2，则此混合物中必含____________.解析：此题用“摩尔电子质量法”即转移1mo1电子所需要金属的质量.转移电子的物质的量＝0.5/2×2＝0.5mol ，平均摩尔电子质量：12/0.5＝24g·mol －1因Na 、Mg 、Al 摩尔电子质量均小于24g·mol －1，所以混合物中必含有Fe.此判断方法又叫“平均值法” .。
铝盐与偏铝酸盐的性质及应用适用于高二、三河南省罗山高中(464200) 徐业政铝盐与偏铝酸盐的性质是有关习题、试题中涉及频率比较高的一类知识，下面分别分别对其性质、相关计算、图像进行总结与分析。
1.铝盐的性质铝盐是指铝离子与酸根形成的盐，其最重要的性质是与碱的反应，该类反应比较复杂：反应现象、产物与碱的强弱及盐与碱的混合方式或相对用量有关，因为碱与铝盐的反应产物一 A l(O H)3具有溶于强碱的性质。
铝盐与其它的盐也能反应，其中铝离子与部分酸根离子的反应比较复杂，因为此种反应属于“双水解”反应例1：除去Mg中的Al的首先使用的试剂应是A 氨水B Na2CO3C NaOHD MgSO4解析：氨水与Mg2＋、Al3＋均可反应分别生成难溶性的M g(O H)2、A l(O H)3，且二者均不溶于氨水中，故A不能用；Na2CO3可与Mg2＋形成MgCO3沉淀、与Al3＋发生双水解反应生成A l(O H)3沉淀，B淘汰；用过量的NaOH溶液可使Mg2＋转化为M g(O H)2沉淀，Al3＋转化为可溶性的N a A l O2，过滤后将沉淀溶于适量的酸中即可达到目的。
MgSO4不能与Al3＋反应。
故正确的答案为C。
例2：下列各组溶液，只用试管各胶头滴管，不用其它任何试剂就可以鉴别开的是A KOH和Al2(SO4)3B 稀硫酸和NaHCO3C CaCl2和Na2CO3D B a(O H)2和NaHSO4解析：由于将KOH滴加到Al2(SO4)3溶液中先产生白色沉淀后沉淀溶解，而将Al2(SO4)3而滴加到KOH溶液中开始时没有沉淀生成后有沉淀生成，故A可以。
后面的三组不论滴加方式如何，产生的现象相同(C、D均为白色沉淀，B均只产生气泡)而无法鉴别开。
1.3.与酸根离子的反应Al3＋能与HCO3―、CO32―、S2―、SO32―、AlO2―等弱酸的酸根离子在溶液中会发生所谓的双水解反应，生成A l(O H)3沉淀和气体(AlO2―无气体生成)，如3HCO3―+Al3＋=+CO2↑+4A l(O H)3↓。
例3：下列各组离子中能大量共存于同一溶液中的是A Al3＋、HCO3―、Na＋B Al3＋、Mg2＋、SO42―C AlO2―、HCO3―、K＋D Al3＋、AlO2―、Cl―解析：A中的Al3＋与HCO3―，C中的AlO2―与HCO3―、D中的Al3＋与AlO2―均因发生双水解反应而不能共存，B中离子间不反应且不会发生双水解反应，能共存，答案为B。
H 2SO 4 NaOH H 2SO 4 H 2SO 4 NaOH NaOH N a A l O 2 2.偏铝酸盐与较强酸的反应偏铝酸盐与强酸酸的反应现象、产物类似于铝盐与强碱的反应，具体情况如下。
例4：下列反应中不能得到A l (O H )3沉淀的是A 向AlCl 3溶液中加入过量的NaOHB 向AlCl 3溶液中加入过量的氨水C 向N a A l O 2溶液中加入过量盐酸D 向N a A l O 2溶液中通入过量的CO 2 解析：Al(OH)3溶于过量的强酸、强碱中，故A 、C 淘汰。
氨水、CO 2的水溶液分别为弱碱、弱酸，均不能溶解Al(OH)3，故答案为B 、D 。
例5：用铝、稀硫酸、NaOH 溶液制取A l (O H )3 ，甲、乙、丙三位同学分别用不同的方法制备 甲：Al Al 2(SO 4)3 A l (O H )3 乙：Al N a A l O 2 A l (O H )3丙：Al Al 2(SO 4)3 Al Na A l O 2 要制取等量的A l (O H )3，哪种方案较好？解析：上述有关方案中涉及的反应分别为甲：2Al+3H 2SO 4=Al 2(SO 4)3 +3H 2↑，Al 2(SO 4)3+ 6NaOH=2A l (O H )3↓+6NaCl ；乙：2Al+2NaOH+2H 2O=2N a A l O 2+3H 2↑，2N a A l O 2+2H 2O+ H 2SO 4=Na 2SO 4+2A l (O H )3↓；丙：最后一步反应为Al 2(SO 4)3 +6N a A l O 2+12H 2O=3Na 2SO 4 + 8A l (O H )3↓。
由方程式知：生成1mol Al(OH)3时，甲需要3molNaOH 、1.5mol 硫酸；乙需要1molNaOH 、0.5molH 2SO 4;丙需要0.75molNaOH 、0.375mol 的H 2SO 4。
从原料消耗上看丙最少，甲最多，从操作过程上看，甲、乙均存在生成的A l (O H )3会溶解在可能过量的碱或酸中的问题，故丙方案较好。
3.铝盐与强碱反应计算新法 一 守恒法铝盐与强碱反应的计算，通常利用：Al 3++3OH －＝Al(OH)3↓，Al(OH)3+OH －＝AlO 2－+2H 2O进行分步计算，步骤较多。
但利用如下两守恒原理进行解答则比较简单。
(1)电荷守恒：是指在溶液中，阴阳离子所带电荷总数相等(离子所带电荷数 = 1mol 离子所带电荷×该离子物质的量)。
(2)质量守恒：即同种元素的原子数目在反应前后的各种存在形态中保持相等。
反应后铝元素可能有多种存在形式 ，溶液中也存在着其它阴阳离子，计算中应分别弄清铝元素的具体存在形态及其它离子的来源，然后依守恒原理建立代数方程进行计算。
铝盐与强碱反应的计算中易产生的失误是：碱过量与不足时均可形成量值相等的A l (O H )3沉淀。
因此当题中给出了沉淀的量值而对铝盐与强碱的相对用量没有限定时应分为碱量不足与碱过量两种情况进行计算。
例6：将氯化铝溶液与NaOH 溶液等体积混合，得到的沉淀中铝元素的质量与与溶液中铝元素的质量相等，则混合前氯化铝溶液与NaOH 溶液物质的量浓度比为A 1∶3B 2∶3C 1∶4D 2∶7解析：铝元素在溶液中有两种存在形式：Al 3＋、AlO 2―，前者对应于碱不足，后者对应于碱过量。
现分两种情况讨论(因溶液的体积相等，故其物质的量浓度比等于物质的量比)。
解法1：第一种情况，若AlCl 3过量(碱不足)，则依Al 3＋+3OH ―=A l (O H )3↓有：0.5c(AlCl 3)∶c(NaOH)=1∶3，c(AlCl 3)∶c(NaOH)=2∶3。
若碱量较多，设AlCl 3为2mol ，AlCl3 + 3NaOH = A l(O H)3↓+3N a C l A l(O H)3+N a O H=N a A l O2+2H2O2m o l6m o l2m o l1m o l1m o l1m o lc(AlCl3)∶c(NaOH)=2∶(6+1)=2 ∶7。
答案为B、D。
解法2：若AlCl3过量，则溶液的离子有Al3＋、Na＋、Cl―，3n(Al3＋)+n(Na＋)=n(Cl―)，3 0.5n(AlCl3)+n(NaOH)=3n(AlCl3)，n(AlCl3)∶n(NaOH)=2∶3。
若碱过量，则有n(AlO2―)+ n(Cl―)=n(Na＋)，0.5n(AlCl3)+3n(AlCl3)=n(NaOH)，n(AlCl3)∶n(NaOH)=2∶7。
答案为B、D。
4.铝盐与强碱反应的图像分析在分析铝盐与强碱反应的图像时应注意三点：一是当盐溶液中含有酸时，开始加碱没有沉淀出现，因碱要先与酸反应(图像起点不再原点上)。
二是当沉淀量增大到一定程度时，继续加碱沉淀的量值反而会减少，因A l(O H)3能溶于强碱中(出现极点、转折点)。
三是当继续加碱时沉淀量保持不变则意味着有不溶于碱的物质存在(出现转折点、终点)。
例7：将0.1mol镁、铝混合物溶于100mL2mol/L的硫酸中，然后再滴加1mol/L的NaOH溶液，若滴加过程中产生沉淀的质量m与加入NaOH的溶液体积V的关系如右图。
请回答(1)当V1=160mL时，则金属粉未中n(Mg)=_____mol，v2=____mL。
(2)若在滴加NaOH溶液的过程中，欲使沉淀量最大，则滴入的NaOH溶液的体积V为____mL。
(3)若混合物仍为0.1mol，其中镁粉的物质的量分数为a，用100mL2mol/L的硫酸溶解此混合物后，再加入450mL1mol/L的NaOH溶液，所得沉淀中无A l(O H)3。
满足此条件的a 的取值范围是________。
分析：当加入的NaOH溶液为160mL时才产生沉淀，说明金属消耗完时，酸有剩余，只有当酸被中和完后，才会产生碱性沉淀物，当加入的NaOH溶液为V2mL时，继续加入NaOH 沉淀量不变，意味着此时A l(O H)3己全部溶于NaOH溶液中，沉淀为M g(O H)2。
解：(1).设Mg为xmol，则Al为0.1―x mol。
当加入的NaOH为160mL时，溶液中存在xmolMg2+、0.1―xmolAl3+、0.2molSO42―、0.16molNa+，依电荷守恒原理有：3(0.1一x)+2x+ 0.16=2×0.2，x=0.16mol。
n(Al)=0.04mol。
当所加入的NaOH为V2mL时，溶液中0.04mol AlO2―、0.2molSO42―、0.1V2molNa+，此时有：0.1V2=0.04+2×0.2，V2=0.44L=440mL。
(2).此时溶液中只有1×VmolNa+、0.2molSO42―，故有1×V=2×0.2，V=0.4L=400mL。
(3)当Al3＋恰好转化为AlO2―且碱刚好反应完时，溶液中有0.2molSO42―、0.45molNa＋、0.1(1－a)molAlO2―，而实际上溶液中还可能含有过量的OH―，故依电荷守恒有：0.45+0.1(1－a)≦2×0.2，a≧0.5，故取值范围是1>a≧0.5。
例8：将物质X逐渐加入到Y溶液中，生成沉淀的物质的量n1与加入的物质的量n2的关系如图所示，符合图示情况的是A B C DX NaOH AlCl3HCl N a A l O2Y AlCl3NaOH N a A l O2HCl解析：由图像知：开始加入X时就立即产生沉淀，且沉淀量随加入的X增多而增大，但增大到一定程度时，沉淀量又随着碱用量的增多而减小，故可排除B、D。
又因生成与溶解等量的A l(O H)3时消耗的X的量值比为1∶3，A中由Al3＋+3OH―=A l(O H)3↓，A l(O H)3+OH―=AlO2―+2H2O知，生成与溶解等量的A l(O H)3消耗的X量值比为3 ∶1，故答案为C。
在图像问题分析中，要抓住四类点：起点、极点、转折点与终点，明确两点间相关量值的变化趋势(从数学角度就是纵坐标值随横坐标值的变化情况)，结合化学知识进行分析。
