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第2课时 必备知识——铝及其重要化合物
[基本概念]①两性氧化物；②两性氢氧化物
[重要物质]①铝；②氧化铝；③氢氧化铝；④明矾
知识清单
[基本规律]①铝与强酸、强碱溶液反应的规律；②可溶性铝盐与强碱溶
液的反应规律；③“铝三角”之间的转化规律
知识点1 铝及其重要化合物
1．铝的性质及用途
(1)存在
铝是地壳中含量最多的金属元素。自然界中的铝全部以化合态存在。
(2)物理性质
颜色、
熔点 沸点 密度 延展性 导电、导热性
状态
银白色
660.4 ℃ 2 467 ℃ 2.70 g·cm－3 好 良好
固体
(3)从原子结构角度认识铝的化学性质
铝在元素周期表中处于第三周期第 Ⅲ A 族，其原子结构示意图为 ，原子最外层有
3个电子，在反应中易失去电子，表现出还原性。
写出图中有关反应的化学(或离子)方程式：
②2Al＋3Cl=====2AlCl
2 3
④ 2Al ＋ 2NaOH ＋ 2H O == =2NaAlO ＋ 3H ↑或 2Al ＋ 2OH － ＋ 2H O == =2AlO ＋ 3H ↑。
2 2 2 2 2
⑤ 2Al ＋ Fe O ===== 2Fe ＋ Al O(铝热反应)。
2 3 2 3铝是活泼金属，但抗腐蚀性能强，原因是常温下Al与O 反应生成一层致密的氧
2
化物薄膜而防止内部金属进一步被氧化。
(4)铝的用途
纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。
2．氧化铝
(1)物理性质：白色固体，难溶于水，熔点很高。
(2)化学性质
氧化铝只能溶于强碱(如NaOH溶液等)，不能溶于弱碱溶液(如氨水等)。
(3)重要用途
①作耐火材料：Al O 的熔点很好，可制造耐火坩埚等。
2 3
②冶炼金属铝：作为原料，电解熔融氧化铝得到金属铝：2Al O ( 熔融 ) ===== 4Al ＋
2 3
3O↑。
2
3．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①、②离子方程式及③的化学方程式：
① Al (OH) ＋ 3H ＋ == =A l 3 ＋ ＋ 3H O。
3 2
② Al (OH) ＋ OH － == =AlO ＋ 2H O。
3 2
③ 2Al (OH) ===== Al O ＋ 3H O。
3 2 3 2
从电离角度认识Al(OH) 的化学性质，
3
Al(OH) 是两性氢氧化物，有两种电离方式：
3
(3)制备方法(写离子方程式)
①向可溶性铝盐中加入足量氨水：Al3＋＋3NH ·H O ===Al(OH) ↓＋3NH。
3 2 3
②NaAlO 溶液中通入足量CO： AlO ＋ CO ＋ 2H O == =Al (OH) ↓ ＋ HCO 。
2 2 2 2 34．一种重要的复盐——明矾
化学式 KAl(SO ) · 12H O(水溶液pH<7)
4 2 2
硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的
组成
化合物
Al3＋＋3H
2
O⇌Al(OH)
3
(胶体)＋3H＋，Al(OH)
3
胶体吸附水中
净水原理
杂质形成沉淀而净水
Al3＋恰好完全沉淀的离子方程式：
与Ba(OH) 2Al 3 ＋ ＋ 3SO ＋ 3Ba 2 ＋ ＋ 6OH － == =2Al (OH) ↓ ＋ 3BaSO ↓
2 3 4
溶液的反应 SO恰好完全沉淀的离子方程式：
Al 3 ＋ ＋ 2SO ＋ 2Ba 2 ＋ ＋ 4OH － == =AlO ＋ 2H O ＋ 2BaSO ↓
2 4
[通关1] (易错排查)判断正误
(1)(2020·江苏卷)室温下，Al与4.0 mol·L－1NaOH溶液反应生成NaAlO (√)
2
(2)(2018·全国卷Ⅱ)氢氧化铝可用于中和过多胃酸(√)
(3)(2018·江苏卷)在给定条件下，可发生转化：Al(s)――→NaAlO (aq)――→Al(OH) (s)
2 3
(×)
(4)(江苏卷)向Al (SO ) 溶液中加入过量氨水：Al3＋＋3NH ·H O===Al(OH) ↓＋3NH(√)
2 4 3 3 2 3
(5)(全国卷Ⅰ)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(×)
[通关2] (新教材链接)(人教必修第一册·P80，6题改编)两份相同质量且均过量的铝，分
别放入等体积、等浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，放出的氢气在同温同压下的体积之比为(
)
A．1∶3 B．1∶1
C．2∶3 D．3∶2
A [等体积、等浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，n(HCl)＝n(NaOH)，两份铝的质量相等，
且均过量，HCl、NaOH均反应完全。假设n(HCl)＝n(NaOH)＝1 mol，发生反应：2Al＋
6HCl===2AlCl ＋3H↑、2Al＋2NaOH＋2HO===2NaAlO＋3H↑，则Al与盐酸、NaOH溶
3 2 2 2 2
液反应生成氢气的物质的量分别为 mol、 mol，在同温同压下的体积之比为 mol∶ mol＝
1∶3。]
[通关3] (2020·江苏卷)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A．铝的金属活泼性强，可用于制作铝金属制品
B．氧化铝熔点高，可用作电解冶炼铝的原料
C．氢氧化铝受热分解，可用于中和过多的胃酸
D．明矾溶于水并水解形成胶体，可用于净水
D [用铝制作金属制品是利用了其延展性、导热性好，与其活泼性无关，A项错误；熔融
态氧化铝能导电，可用作电解冶炼铝的原料，与氧化铝的熔点高无关，B项错误；氢氧化铝能与胃酸(主要成分是盐酸)反应，可用于中和过多的胃酸，与其受热分解无关，C项错误；Al3＋
水解生成Al(OH) 胶体，可以用于净水，D项正确。]
3
[通关4] (2020.1·浙江选考)下列关于铝及其化合物说法，不正确的是( )
A．明矾可用作净水剂和消毒剂
B．利用铝热反应可冶炼高熔点金属
C．铝可用作包装材料和建筑材料
D．氢氧化铝可用作治疗胃酸过多的药物
A [明矾溶于水电离产生Al3＋，Al3＋发生水解得到Al(OH) 胶体，具有较强吸附性，能吸
3
附水中悬浮杂质，起到净水作用，不能作消毒剂，A项错误。]
[通关5] (深度思考)(1)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H
2
的体积之比是________。
(2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，产生H
2
的体积之比是___________。
(3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产
生的H 相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是________。
2
解析 (1)根据化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl ＋3H↑、2Al＋2NaOH＋
3 2
2HO===2NaAlO＋3H↑，得Al与H 的关系式均为2Al～3H，故只要参加反应的Al的量相
2 2 2 2 2
等，所得H 的量必相等。
2
(2)因为在反应中Al过量，产生的H 由HCl和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系
2
式：6HCl～3H、2NaOH～3H，故当HCl、NaOH物质的量相等时，二者产生H 的体积比为
2 2 2
1∶3。
(3)因为铝足量且产生H 的量相等，根据关系式n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，又因为两溶液
2
体积相等，故物质的量浓度c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。
答案 (1)1∶1 (2)1∶3 (3)3∶1知识点2 “铝三角”的转化关系 从铝土矿冶炼金属铝
1．“铝三角”——Al3＋、AlO和Al(OH) 之间的转化
3
写出实现上述各步转化的离子方程式。
(1)①Al3＋＋3NH ·H O===Al(OH) ↓＋3NH。
3 2 3
② Al 3 ＋ ＋ 3AlO ＋ 6H O == =4Al (OH) ↓。
2 3
③ Al 3 ＋ ＋ 3OH － == =Al (OH) ↓。
3
(2)Al(OH) ＋ 3H ＋ == =A l 3 ＋ ＋ 3H O。
3 2
(3) Al 3 ＋ ＋ 4OH － == =AlO ＋ 2H O。
2
(4)AlO＋4H＋===Al3＋＋2HO。
2
(5)①AlO＋CO＋2HO===Al(OH) ↓＋HCO。
2 2 3
② AlO ＋ H ＋ ＋ H O == =Al (OH) ↓。
2 3
(6)Al(OH) ＋ OH － == =AlO ＋ 2H O。
3 2
①Al3＋与OH－及AlO、CO、S2－等弱酸根阴离子不能共存。AlO与H＋、HCO以及
弱碱阳离子Al3＋、Fe3＋等不能大量共存。②既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应的物
质有：Al、Al O、Al(OH) ；多元弱酸的酸式盐(如NaHCO 、NaH PO 、NaHSO 等)；弱酸的铵盐
2 3 3 3 2 4 3
[如NH HCO 、CHCOONH、(NH )S等]；氨基酸和蛋白质。
4 3 3 4 4 2
2．利用铝土矿冶炼金属铝的工艺流程
由铝土矿(主要成分是Al O，含SiO、Fe O、MgO等杂质)提取Al O，并冶炼金属铝的
2 3 2 2 3 2 3
两大工艺流程：工业上采用电解熔融Al O 的方法冶炼金属铝，不能采用电解熔融AlCl 的方法，
2 3 3
其原因是在熔融态时AlCl 以分子形式存在，不导电。
3
[通关1] (易错排查)判断正误
(1)(2020· 江 苏 卷 )0.1 mol·L － 1NaAlO 溶 液 中 通 入 过 量 CO∶ AlO ＋ CO ＋
2 2 2
2HO===Al(OH) ↓＋HCO(√)
2 3
(2)(2020·北京卷)铝粉和氧化铁组成的铝热剂用于焊接钢轨：2Al＋Fe O=====Al O ＋
2 3 2 3
2Fe(√)
(3)(2019·江苏卷)用铝粉和NaOH溶液反应制取少量H∶Al＋2OH－===AlO＋H↑(×)
2 2
(4)(2018·江苏卷)KAl(SO) ·12H O溶于水可形成 Al(OH) 胶体(√)
4 2 2 3
(5)(2017·北京卷)制备无水AlCl ：蒸发Al与稀盐酸反应后的溶液(×)
3
[通关2] (新教材链接)(人教必修第一册·P80，3题改编)向集满CO 的铝制易拉罐中加入
2
过量NaOH浓溶液，立即封闭罐口，易拉罐渐渐凹瘪；再过一段时间，罐壁又重新凸起。上述
实验过程中没有发生的离子反应是( )
A．CO＋2OH－===CO＋HO
2 2
B．Al O＋2OH－===2AlO＋HO
2 3 2
C．2Al＋2OH－＋2HO===2AlO＋3H↑
2 2
D．Al3＋＋4OH－===AlO＋2HO
2
D [向集满CO 的铝制易拉罐中加入过量NaOH浓溶液，首先CO 与NaOH发生反应
2 2
生成NaCO，罐内气体压强减小，易拉罐渐渐凹瘪，离子反应为CO＋2OH－===CO＋HO，A
2 3 2 2
项正确；铝制易拉罐表面有氧化膜Al O，与NaOH溶液发生反应生成NaAlO ，离子反应为
2 3 2
Al O＋2OH－===2AlO＋HO，B项正确；Al与NaOH溶液反应生成NaAlO 和H，罐内气体
2 3 2 2 2
压强增大，罐壁又重新凸起，反应为2Al＋2OH－＋2HO===2AlO＋3H↑，C项正确；整个过
2 2
程中，不涉及Al3＋与NaOH溶液的反应，D项错误。]
[通关3] (2021·湖南名校联合体联考)工业上用铝土矿(主要成分为Al O ，含Fe O 杂质)
2 3 2 3
为原料冶炼铝的工艺流程如下，下列叙述正确的是( )
A．反应①中试剂X是NaOH溶液B．反应①过滤后所得沉淀为氢氧化铁
C．图中所示转化反应中包含一个氧化还原反应
D．将试剂X和Y进行对换，最终可以达到相同的效果
A [ AlO、Fe O 都和HSO 反应，要将Al O 和Fe O 分离出来，可利用Al O 的两性，
2 3 2 3 2 4 2 3 2 3 2 3
用NaOH溶液将其溶解为NaAlO ，则固体难溶物是Fe O，然后向NaAlO 溶液中通CO 制得
2 2 3 2 2
Al(OH) 沉淀，发生CO＋AlO＋2HO===Al(OH) ↓＋HCO，Al(OH) 加热分解产生Al O，电
3 2 2 3 3 2 3
解熔融Al O 可得Al。由上述分析可知试剂X为NaOH溶液，A项正确；Fe O 与NaOH不反
2 3 2 3
应，所以反应①后过滤得到沉淀为Fe O，B项错误；反应①、②是复分解反应，Al(OH) 变为
2 3 3
Al O 的反应为分解反应，不包含氧化还原反应，C项错误；由上述分析可知，X为NaOH，Y
2 3
是CO，将试剂X和Y进行对换，①不能分离Fe O、Al O，不能达到相同效果，D项错误。]
2 2 3 2 3
[通关4] (2021·湖南汨罗一中检测)下列实验过程中产生沉淀的物质的量(Y)与加入试剂
的物质的量(X)之间的关系正确的是( )
A．甲向AlCl 溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量且边滴边振荡
3
B．乙向NaAlO 溶液中滴加稀盐酸至过量且边滴边振荡
2
C．丙向NH Al(SO ) 溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量
4 4 2
D．丁向NaOH、Ba(OH) 、NaAlO 的混合溶液中逐渐通入CO 至过量
2 2 2
C [向AlCl 溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量且边滴边振荡，先产生Al(OH) 沉淀：
3 3
AlCl ＋3NaOH===Al(OH) ↓＋3NaCl，继续滴加NaOH溶液，Al(OH) 和NaOH溶液反应，生
3 3 3
成NaAlO ，沉淀溶解：NaOH＋Al(OH) ===NaAlO＋2HO，所以沉淀量达到最大消耗NaOH
2 3 2 2
和沉淀溶解消耗NaOH的比为3∶1，A项错误。向NaAlO 溶液中滴加稀盐酸，立刻产生
2
Al(OH) 沉淀，发生反应：AlO＋H＋＋HO===Al(OH) ↓，随着盐酸的逐滴加入，开始形成的
3 2 3
沉淀又逐渐溶解，发生反应：Al(OH) ＋3H＋===Al3＋＋3HO，所以沉淀量达到最大消耗的盐
3 2
酸和沉淀完全溶解消耗的盐酸的物质的量之比是1∶3，B项错误。向NH Al(SO ) 溶液中逐
4 4 2
滴加入NaOH溶液，开始滴加NaOH发生反应为Al3＋＋3OH－===Al(OH) ↓，先产生Al(OH)
3 3
沉淀，当Al3＋沉淀完全后，然后发生反应NH＋OH－===NH·H O；此时沉淀Al(OH) 的量不
3 2 3
变，最后继续滴加NaOH，发生反应Al(OH) ＋OH－===AlO＋2HO，Al(OH) 沉淀溶解，沉淀
3 2 3
量达到最大消耗NaOH、沉淀量不变和沉淀溶解消耗NaOH的比为3∶1∶1，C项正确。向
NaOH、Ba(OH) 、NaA1O 的混合溶液中逐渐通入CO 至过量，首先发生反应：Ba(OH) ＋
2 2 2 2
CO===BaCO ↓＋HO，产生沉淀，然后发生：CO＋2NaOH===Na CO＋HO，此时沉淀的量
2 3 2 2 2 3 2
不变，再发生反应2NaAlO ＋CO＋3HO===2Al(OH) ↓＋NaCO，产生沉淀，又发生反应：
2 2 2 3 2 3
CO＋HO＋CO===2HCO，BaCO ＋HO＋CO===Ba(HCO ) 沉淀量不变，最后发生反应：
2 2 3 2 2 3 2,
BaCO ＋2HO＋2CO===Ba(HCO )，沉淀部分溶解，D项错误。]
3 2 2 3 2
训练(十三) 铝及其重要化合物1．(2021·河北承德检测)下列有关铝及其化合物的性质说法正确的是( )
A．Al O 熔点高，可用作耐高温材料
2 3
B．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，发现熔化后的液态
铝滴落下来，所以金属铝的熔点较低
C．把用砂纸打磨过的铝条放入浓硝酸中，产生红棕色气体
D．把氯化铝溶液滴入浓氢氧化钠溶液中，产生大量白色沉淀
A [AlO 的熔点高，可用作耐高温材料，A项正确；用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打
2 3
磨过的铝箔在酒精灯上加热，发现熔化后的液态铝不会滴落下来，因为铝表面生成氧化铝，
氧化铝的熔点高，B项错误；常温下，铝单质与浓硝酸发生钝化，生成致密氧化膜阻止反应进
一步进行，不会产生红棕色气体，C项错误；把氯化铝溶液滴入浓氢氧化钠溶液中，开始氢氧
化钠过量，不会产生白色沉淀，随着反应进行，后来有白色沉淀，D项错误。]
2．(2021·陕西榆林高三调研)明矾[KAl(SO)·12H O]在造纸等方面应用广泛。实验室中
4 2 2
采用废易拉罐(含有Al和少量Fe、Mg杂质)制备明矾的流程如图所示：
下列叙述错误的是( )
A．回收处理废易拉罐有利于保护环境和资源再利用
B．“沉淀”为Al (CO)
2 3 3
C．“操作a”中包含蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等
D．上述流程中可用过量CO 代替NH HCO
2 4 3
B [回收处理废易拉罐，有利于资源的再利用，同时减少了环境污染，A项正确；NaAlO
2
溶液中加入NH HCO 溶液，发生反应：AlO＋HCO＋HO===Al(OH) ↓＋CO，则所得“沉
4 3 2 3
淀”为Al(OH) ，B项错误；明矾易溶于水，从溶液中获取明矾的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、
3
过滤、洗涤等，C 项正确；NaAlO 溶液中通入过量 CO ，发生反应：CO ＋AlO＋
2 2 2
2HO===Al(OH) ↓＋HCO，故可用过量CO 代替NH HCO ，D项正确。]
2 3 2 4 3
3．(2021·天津静海检测)下列各组物质，不能按a―→b―→c(“―→”表示反应一步完
成)关系转化的是( )
选项 a b c
A Al O NaAlO Al(OH)
2 3 2 3
B AlCl Al(OH) NaAlO
3 3 2
C Al Al(OH) Al O
3 2 3
D MgCl Mg(OH) MgO
2 2
C [AlO 溶于NaOH溶液生成NaAlO ，NaAlO 溶液中通入CO 生成Al(OH) ，A项正
2 3 2 2 2 3确；AlCl 与氨水反应生成Al(OH) ，Al(OH) 溶于NaOH溶液生成NaAlO ，B项正确；铝不能
3 3 3 2
直接生成Al(OH) ，C项错误；MgCl 与NaOH溶液反应生成Mg(OH) ，Mg(OH) 加热分解生
3 2 2 2
成MgO，D项正确。]
4．(2021·原创题)下列有关铝及其化合物的说法中正确的是( )
A．室温下，将铝片放入浓硝酸中，无明显实验现象，说明铝与浓硝酸不发生反应
B．氧化铝和氢氧化铝都是两性化合物，均可用于治疗胃酸过多
C．明矾是常用的净水剂，净水时发生的反应为：Al3＋＋3H
2
O⇌Al (OH)
3
(胶体)＋3H＋
D．AlCl 溶液中加入足量氨水，产生的白色沉淀立即溶解：Al3＋＋4NH ·H O===AlO＋
3 3 2
4NH＋2HO
2
C [室温下，Al在浓硝酸中发生钝化，无明显现象，A项错误；Al(OH) 用于治疗胃酸过
3
多，而Al O 则不能，B项错误；明矾溶于水电离产生Al3＋，发生水解生成Al(OH) 胶体，用于
2 3 3
吸附水中悬浮杂质，起到净水作用，C项正确；Al(OH) 不能溶于过量氨水，应为Al3＋＋
3
3NH ·HO=== Al(OH) ↓＋3NH，D项错误。]
3 2 3
5．(2021·湖北武汉联考)铵明矾[NH Al(SO )·12H O]是分析化学常用基准试剂，其制备
4 4 2 2
过程如下。下列分析不正确的是( )
A.过程Ⅰ反应：2NH HCO ＋NaSO ===2NaHCO↓＋(NH )SO
4 3 2 4 3 4 2 4
B．检验溶液B中阴离子的试剂仅需BaCl 溶液
2
C．若省略过程Ⅱ则铵明矾产率明显减小
D．向铵明矾溶液中逐滴加入NaOH溶液先后观察到：刺激性气体逸出→白色沉淀生成
→白色沉淀消失
D [过程Ⅰ是利用了相同温度下，NaHCO 的溶解度远小于 NH HCO 、NaSO 和
3 4 3 2 4
(NH )SO 的溶解度的性质，NH HCO 与 NaSO 发生复分解反应：2NH HCO ＋
4 2 4 4 3 2 4 4 3
NaSO ===2NaHCO↓＋(NH )SO ，析出溶解度较小的NaHCO 晶体，A项正确； 滤液A中
2 4 3 4 2 4 3
含有SO及未反应的HCO等阴离子，用稀HSO 调节pH＝2，HCO与H＋发生反应生成CO、
2 4 2
HO，此时溶液B呈酸性，直接加入BaCl 溶液检验SO即可，溶液中产生白色沉淀，B项正确；
2 2
省略过程Ⅱ，会使溶液B中混入HCO离子，而HCO与Al3＋会发生相互促进的双水解反应，
生成Al(OH) 沉淀，导致铵明矾的产率的明显减小，C项正确；铵明矾溶液中含有的NH、Al3＋
3
都能与OH－发生反应，由于Al3＋与NH ·HO能发生反应生成Al(OH) 沉淀，故铵明矾溶液
3 2 3
中加入NaOH溶液后，Al3＋先与OH－反应生成白色Al(OH) 沉淀，随后NH与OH－反应生成
3
NH ·HO，而NH ·HO不稳定，部分发生分解放出刺激性气体NH ，当NaOH溶液过量时，
3 2 3 2 3
Al(OH) 与OH－反应生成NaAlO ，Al(OH) 沉淀逐渐溶解，最后完全消失，D项错误。]
3 2 36．(2021·湖南衡阳检测)某同学利用下图实验探究金属铝与铜盐溶液反应，下列说法正
确的是( )
A．由实验1可以得出结论：金属铝的活泼性弱于金属铜
B．导致实验1、2出现不同现象的原因可能是CuCl 的溶解度比CuSO 大
2 4
C．实验2中生成红色物质的离子方程式：Al＋Cu2＋===Al3＋＋Cu
D．由上述实验可推知：用砂纸打磨后的铝片分别与c(H＋)均为0.2 mol·L－1的盐酸和硫
酸反应，前者更剧烈
D [实验1和2溶液中阴离子不同，可能SO的存在影响了Al与Cu2＋的反应，实际上Al
的活泼性强于Cu，A项错误；CuSO 、CuCl 都易溶于水，实验1和2现象不同的原因可能是
4 2
溶液中存在阴离子的作用，B项错误；Al与Cu2＋发生置换反应，离子方程式为2Al＋3Cu2＋
===2Al3＋＋3Cu，C项错误；对比实验1和2现象推知SO的存在影响了Al与Cu2＋的反应，故
c(H＋)相同的盐酸和硫酸分别与铝反应时，盐酸反应更剧烈，D项正确。]
7．(2021·宁夏育才中学检测)铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，
如图是从铝土矿中制备铝的工艺流程：
已知：①铝土矿的主要成分是Al O，此外还含有少量SiO、Fe O 等杂质；
2 3 2 2 3
②溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀， 化学反应方程式为
2NaSiO＋2NaAlO ＋2HO===Na Al Si O↓＋4NaOH。
2 3 2 2 2 2 2 8
请回答下列问题：
(1)铝土矿中Al O 与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为________________。
2 3
(2)在工艺流程中“酸化”时，加入的最佳物质B是___________________，
理由是________________________，
写出酸化过程发生反应的化学方程式：________________________________。
(3)工业上用Al O 与C、Cl 在高温条件下反应制取AlCl ，理论上每消耗6.0 g碳单质，转
2 3 2 3移1 mol电子，则反应的化学方程式为__________________________________________。
(4)某同学推测铝与氧化铁发生铝热反应得到的熔融物中还含有Fe O，设计了如下方案
2 3
来验证：取一块该熔融物投入少量稀硫酸中，反应一段时间后，向反应后的混合液中滴加物
质甲的溶液，观察溶液颜色的变化，即可证明熔融物中是否含有Fe O。
2 3
物质甲是__________(填化学式)，请判断该同学设计的实验方案的合理性________(填
“合理”或“不合理”)。原因是______________________________________
(若合理，则不用填写)。
解析 (1)铝土矿中Al O 与NaOH溶液反应生成NaAlO 和HO，离子方程式为Al O＋
2 3 2 2 2 3
2OH－===2AlO＋HO。
2
(2)由于Al(OH) 不溶于HCO 等弱酸，易溶于强酸，故在工艺流程中“酸化”时，常通
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入过量CO 气体，其优点是Al(OH) 不会溶解，便于控制反应，且原料的价格低廉，反应的化
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学方程式为CO＋NaAlO ＋2HO===Al(OH) ↓＋NaHCO 。
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(3)理论上每消耗6.0 g碳单质(即0.5 mol)，转移1 mol电子，则C元素由0价变为＋2价，
据此推测反应产生 CO，结合得失电子守恒和原子守恒写出化学方程式：Al O ＋3C＋
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3Cl=====2AlCl ＋3CO。
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(4)检验溶液中是否含有Fe3＋，常加入KSCN溶液，若溶液变成血红色，则含有Fe3＋，否
则不含Fe3＋。由于铝热反应所得固体中含有Fe、Al、Al O，而Fe3＋具有较强氧化性，可与Fe、
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Al反应生成Fe2＋，故不能检验出是否含有Fe3＋。
答案 (1)AlO＋2OH－===2AlO＋HO
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(2)CO CO 过量时氢氧化铝不会溶解，反应易控制，且原料廉价 CO ＋NaAlO ＋
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2HO===Al(OH) ↓＋NaHCO
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(3)AlO＋3C＋3Cl=====2AlCl ＋3CO
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(4)KSCN 不合理 Fe3＋能与Fe、Al反应生成Fe2＋，不能检出Fe3＋
