文档文本内容
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第03 讲 铝及其重要化合物
目录
01
考情解码·命题预警
02 体系构建·思维可视...........................................................................................................................
03 核心突破·靶向攻坚...........................................................................................................................
考点一 铝及其化合物.......................................................................................................................
知识点1 铝....................................................................................................................................................
知识点2 氧化铝............................................................................................................................................
知识点3 氢氧化铝.........................................................................................................................................
知识点4 常见的铝盐....................................................................................................................................
考向1 考查铝的性质和用途........................................................................................................................
考向2 考查重要铝的化合物性质................................................................................................................
考点二 “铝三角”与铝图象...........................................................................................................
知识点1 铝及其化合物相互转化................................................................................................................
知识点2 重要的铝图象................................................................................................................................
考向1 铝的“价-类”二维图........................................................................................................................
考向2 铝图象................................................................................................................................................
【思维建模】有关氢氧化铝生成的图像分析
考点三 工业制备铝的工艺流程.......................................................................................................
知识点1 工业制铝的工艺流程—碱溶法....................................................................................................
知识点2 工业制铝的工艺流程—酸溶法....................................................................................................
考向 工业制备铝的工艺流程分析...............................................................................................................
04 真题溯源·考向感知............................................................................................................................
1
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考点要求
考察形式
2025 年
2024 年
2023 年
2022 年
2021 年
铝及其化合物的
性质
选择题
非选择题
7 题3 分
9 题3 分
12 题4 分
冶炼铝的工艺流
程
选择题
非选择题
16 题2 分
17 题2 分
7 题3 分
17 题2 分
17 题2 分
考情分析：
1．从命
型和内容上看，
题题
及其化合物的性
与
用是高考
铝
质
应
重要的命
点
题
之一。一方面考
及其化合
查铝
物的性
在日常生活、生
中的
用，另一方面以“
三角”
化关系
体，考
像分析和
算能力等。
质
产
应
铝
转
为载
查图
计
2．从命
思路上看，
题
可能会在
或化工流程
中考
金
、
、氧化
、
氧化
的性
与
用，如
选择题
图题
查
镁铝
铝氢
铝
质
应
化学方程式或离子方程式的正
判断，或在化工流程
中考
及其重要化合物的的
化或去除，
目
度
误
图
查铝
转
题
难
中等偏大。
复习目标：
1．能列举、描述、辨识铝及其化合物重要的物理和化学性质及实验现象。
2．能根据铝及其化合物的性质分析实验室、生产、生活及环境中的某些常见问题，说明妥善保存、合理使用化
学品的常见方法。
3．能说明铝及其化合物的应用对社会发展的价值、对环境的影响。
4．了解铝土矿制备铝的工艺流程原理。
2
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3
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考点一 铝及其化合物
知识点1 铝
1．铝的结构和存在
铝的原子结构示意图为
，铝元素在地壳中含量丰富，是地壳中含量 的金属元素，仅次于氧、
硅。自然界中的铝全部以化合态(铝土矿中)存在
2．物理性质
有金属光泽的固体，有良好的 、导电性和传热性等，密度较小，质地柔软
3．化学性质
(1)与非金属反应
①Al 与O2的反应
常温时：4Al＋3O2===2Al2O3
(常温下，在空气中能跟氧气反应，表面覆盖一层致密而坚硬的氧化物薄膜，具有抗腐蚀性能)
加热时：4Al＋3O2
2Al2O3
②与Cl2反应：2Al＋3Cl2=====2AlCl3
③与S 反应：2Al＋3S
Al2S3
(2)与酸反应
①与非氧化性酸(如：稀盐酸、稀硫酸)的反应——铝与盐酸反应
与稀盐酸反应：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ Al＋6H+===2Al3+＋3H2↑
②与氧化性酸(如：硝酸、浓硫酸)的反应
a．常温下，铝遇 、 产生 现象，即：浓硫酸、浓硝酸将铝的表面氧化成一层致
密的氧化物薄膜，这层莫阻止了酸与内层金属的进一步反应。但在加热的条件下铝可以和浓硫酸、浓硝酸
反应
b．铝与浓硝酸共热：
得分速记
常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生“钝化”，而不是铝与浓硫酸、浓硝
4
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酸不反应
(3)与碱溶液的反应
与NaOH 溶液反应： 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
得分速记
①铝与氢氧化钠溶液反反应的机理：铝先与强碱溶液中的水反应生成H2和Al(OH)3，Al(OH)3可溶于NaOH
生成NaAlO2和H2O，反应中Al 为还原剂，水为氧化剂
反应过程：2Al＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H 2↑ (属于氧化还原反应)
2Al(OH)3＋2NaOH===2NaAlO2＋4H2O (非氧化还原反应)
双线桥法
单线桥法
②能与铝反应产生氢气的溶液可能呈强酸性也可能呈强碱性
(4)Al 与盐溶液反应： 2Al＋3Cu2+
2Al3+＋3Cu
(5)Al 与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应
4．铝热反应实验中的有关问题
(1)概念：某些金属氧化物粉末，与铝粉混合后在较高温度下剧烈反应生成Al2O3和其它金属并放出大量的
热的反应，叫铝热反应
(2)原理：铝作 ，另一种氧化物作 ，用铝将氧化物中的金属置换出来
(3)铝热剂：铝粉和某些金属氧化物(Fe2O3、V2O5、Cr2O3、MnO2等)组成的混合
(4)反应特点：在高温下进行，反应迅速并放出大量的热，新生成的金属单质呈液态易Al2O3分离
(5)实验过程
实验步骤
** 错误的表达式 **取一张圆形滤纸，倒入5 克炒干的氧化铁(Fe2O3)粉末，再倒入2 克铝
粉、将两者混合均匀
** 错误的表达式 **用两张圆形滤纸，分别折叠成漏斗状，将其中一个取出，在底部撕
一个孔，用水润湿下面一点，再跟 另一个漏斗套在一起，使四周都有4 层
** 错误的表达式 **将折好的滤纸架在铁圈上，下面放置盛沙的蒸发皿，把混合均匀的
氧化铁粉末和铝粉倒入纸漏斗中
** 错误的表达式 **再在上面加少量氯酸钾，并在混合物中间插一根镁条
** 错误的表达式 **点燃镁条，观察发生的现象
实验装置
实验现象
①镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生
5
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剧烈的反应
②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中
实验结论
高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热Fe2O3＋2Al=====2Fe＋Al2O3
原理应用
①制取熔点较高、活动性 Al 的金属，如铁、铬、锰、钨等
3MnO2＋4Al=====3Mn＋2Al2O3
②金属焊接，如：野外焊接钢轨等
操作要点
①内层纸漏斗底部剪个小孔：使熔融物易于落下
②蒸发皿盛沙：防止
** 错误的表达式 **镁条：制造高温条件，引起氯酸钾分解，引发铝热反应
** 错误的表达式 **氯酸钾：制造氧气利于反应
得分速
记
①Al 与MgO 不能发生铝热反应
②铝热反应不是一个反应，而是一类反应
** 错误的表达式 **铝热反应为放热反应
5．铝的制备及用途
(1)制备(电解熔融Al2O3)：2Al2O3=====4Al＋3O2↑ (冰晶石的作用是作为熔剂，降低氧化铝的熔点)
(2)用途：①纯铝用作导线 ②铝合金制备汽车、飞机、生活用品等
知识点2 氧化铝
1. 物理性质
固体， 溶于水，熔点很 ，是优良耐火材料
2. 化学性质
Al2O3是典性的 ，既能与酸，又能与碱反应
①能与酸反应： Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
②能与碱反应：
Al2O3＋2OH—===2AlO2
—＋H2O
两性氧化物：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物，称为两性氧化物
3.Al2O3的制备
①实验室制法：
②工业制法：铝土矿
Al2O3
4.主要用途
制造耐火、耐高温器材、工业冶炼铝、可以制作各种宝石
知识点3 氢氧化铝
1. 物理性质
胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性
2. 化学性质
Al(OH)3是典型的 ，既能与酸，又能与碱反应
①能与酸反应： Al(OH)3＋3H+ ===Al3+＋3H2O
②能与碱反应： Al(OH)3＋OH—===AlO2
—＋2H2O
两性氢氧化物：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物，称为两性氢氧化物
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Al(OH)3的电离方式
H+ ＋
＋
AlO2
—
H2O
＋
Al(OH)3
Al3+
3OH—
酸
碱
与酸和碱反应过程
Al(OH)3电离强度相当微弱，只有加入强酸(或强碱)时，大量H+(或OH－)才能
破坏Al(OH)3 的电离平衡，使平衡向右(或左)移动，生成铝盐(或偏铝酸
盐)，所以Al(OH)3既具有碱性，又具有酸性，当加入弱酸或弱碱时，因H+或
OH－浓度太小，不能使上述平衡移动，因此Al(OH)3只溶于强酸或强碱，而不
溶于弱酸(H2CO3等)、弱碱(NH3·H2O)
微点拨
强酸或强碱也是相对而言的，Al(OH)3 不溶于H2CO3、NH3·H2O，但溶于
CH3COOH
③热稳定性差：
3.用途
①Al(OH)3有较强的 ，能凝聚水中悬浮物，又能吸附色素，可以用作
②Al(OH)3碱性 ，不至于对胃壁产生强烈的刺激作用或腐蚀作用，却可以与酸反应，起到中和胃
酸的作用，可以用作胃酸中和剂
4.有关Al(OH)3的少量、过量问题
①NaOH 和AlCl3
化学方程式
离子方程式
NaOH 少量
Al3+＋3OH－===Al(OH)3↓
过渡反应
Al(OH)3＋OH—===AlO2
—＋2H2O
NaOH 过量
Al3+＋4OH—===AlO2
－＋2H2O
②NaAlO2和HCl
化学方程式
离子方程式
HCl 少量
AlO2
—＋H+ ＋H2O===Al(OH)3↓
过渡反应
Al(OH)3＋3H+ ===Al3+＋3H2O
HCl 过量
AlO2
—＋4H+ ===Al3+＋2H2O
③NaAlO2和CO2
化学方程式
CO2少量
过渡反应
CO2过量
得分速记
①既能与强酸反应又能与强碱反应的物质
a．某些单质：Al、Be、Zn、S、Si
b．某些氧化物：Al2O3、BeO、ZnO、SO2、SiO2
c．两性氢氧化物：Al(OH)3、Be(OH)2、Zn(OH)2
d．弱酸的铵盐：CH3COONH4
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e．多弱酸的酸式盐：NaHCO3、KHS、KHSO3、NaH2PO4
f．某些酸：H2S、浓H2SO4
g．蛋白质、氨基酸
②Al(OH)3两性在化学实验中的应用
检验与鉴别
用过量NaOH 溶液检验Al3＋的存在
用过量NaOH 溶液鉴别AlCl3溶液和MgCl2溶液
用互滴法鉴别AlCl3溶液与NaOH 溶液或NaAlO2溶液与盐酸
分离与除杂
Mg(Al)：加足量NaOH 溶液
Fe2O3 (Al2O3)：加足量NaOH 溶液
Mg(OH)2[Al(OH)3]：加足量NaOH 溶液
Mg2＋(Al3＋)：加过量NaOH 溶液，过滤，再加酸充分溶解
知识点4 常见的铝盐
1.明矾——十二水合硫酸铝钾
(1)化学式：KAl(SO4)2·12H2O (十二水合硫酸铝钾)
(2)电离方程式：KAl(SO4)2==K++Al3++2SO4
2-
(3)属类：复盐(由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的化合物)
(4)物理性质： ，可溶于水
(5)用途：作 ，原因是其在水中生成 ，可以和悬浮在水中的泥沙形成絮状不溶物
沉降下来
(6)化学性质：兼有Al3+和SO4
2-性质
①向明矾中滴入Ba(OH)2溶液，当Al3+恰好完全沉淀时(沉淀的物质的量最大)，化学方程式为
②向明矾中滴入Ba(OH)2溶液，当SO4
2-完全沉淀时(沉淀的质量最大)，化学方程式为
2.AlCl3的结构与性质
1）AlCl3熔点、沸点都很 ，且会 ，易溶于乙醚等有机溶剂，因为它是一种 化合物。
熔化的AlCl3不易导电，AlCl3晶体属于 ，故制备铝时不用AlCl3电解。
2） AlCl3的蒸汽或处于熔融状态时，都以AlCl3二聚分子形式存在。AlCl3二聚分子的形成原因是铝原子
的缺电子结构。AlCl3二聚分子结构示意图如图，其中每个铝原子均为sp3杂化，各有1 条空的轨道，氯原
子处于以铝原子为中心的四面体的4 个顶点位置。分子中有桥式氯原子存在，桥式氯原子在与其中一个铝
原子成σ 键的同时，与另一个铝原子的空轨道发生配位，形成σ 配位键。
3）AlCl3能与Cl－生成AlCl4
-：AlCl3（aq）＋ Cl－（aq）=AlCl4
-（aq）
4）与Al2Cl6类似，AlCl4
-、Na3AlF6、Al(OH)4
-中均存在配位键。
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考向1 考查铝的性质和用途
例1（2024·湖南·模拟预测）下列反应的离子反应方程式正确的是
A．碘化钾淀粉溶液中加入FeCl3变蓝：2I-＋Fe3＋= Fe2＋＋I2
B．过量的碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合：
C．向盛有氯化银的试管中滴加氨水：AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]+ + Cl-
D．向氢氧化钠稀溶液中加入适量的铝片：
【变式训练1】（2024·湖南长沙·一模）明矾
是一种常用的净水剂，以废易拉罐(主要
成分为铝和少量不溶于碱性溶液的物质)为原料制取明矾的实验流程如图。
已知：“沉铝”步骤在煮沸条件下进行，生成
、
和
。
下列说法错误的是
A．“碱溶”步骤中发生反应的离子方程式为2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑
B．可通过焰色试验检验“沉铝"所得滤液中的主要阳离子
C．用浓硫酸配制9mol/L H2SO4溶液，需要将水缓慢加入到浓硫酸中
D．“一系列操作”中还需要加入的试剂是K2SO4
【变式训练2】（2024·湖南长沙·一模）化学与生产、生活、社会密切相关，下列有关说法正确的是
A．高纯铝被大量用于制造火箭、导弹和飞机的部件
B．煤的干馏、海带提碘、石油裂解等都涉及化学变化
C．绿色化学研究的是如何用化学技术与原理治理已经被污染的环境
D．将煤气化，有利于提供更多的能量，且可以有效减少温室气体的产生
考向2 考查重要铝的化合物性质
例2（2024·湖南常德·一模）下列化学反应表示错误的是
A．
与
溶液反应：
B．碱性锌锰电池的正极反应：
C．向蓝色
溶液中加入浓
溶液，发生反应：
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D．苯甲酰胺在盐酸中水解：
【变式训练1】（2024·湖南郴州·三模）下列离子方程式书写正确的是
A．通入
除去废水中的
等重金属离子：
B．向
溶液中滴入足量
溶液：
C．饱和碳酸钠溶液中通入足量的二氧化碳：
D．工业上用石灰乳制取漂白粉：
【变式训练2】（2024·湖南常德·一模）化学与生产和生活密切相关。下列过程中没有发生化学变化的是
A．二氧化硫作纸浆的漂白剂
B．“84”消毒液用于杀灭新冠病毒
C．明矾作水的絮凝剂
D．碘化银用作人工降雨
考点二 “铝三角”与铝图象
知识点1 铝及其化合物相互转化
1．Al3＋、Al(OH)3、AlO 之间的转化关系
Al3+→Al(OH)3
①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
②Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓
③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
Al(OH)3→Al3+
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
Al3+ →AlO
Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O
AlO→Al3+
AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O
AlO→Al(OH)3
①AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO(CO2过量)
②AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓
Al(OH)3→AlO
Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
2．“铝三角”转化的应用
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(1)选择制备Al(OH)3的最佳途径
①向铝盐中加入足量氨水，离子方程式为：
②向偏铝酸盐中通入足量CO2，离子方程式为：
③NaAlO2与AlCl3的溶液混合，离子方程式为：
(2)分析离子反应顺序
①向含有OH－、CO、AlO 的溶液中，逐滴加入 ，反应的离子方程式依次为：
a
OH－＋H＋===H2O
b
AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓
c
CO＋H＋===HCO
d
HCO＋H＋===CO2↑＋H2O
e
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
②向含有H＋、Al3＋、NH 的溶液中，逐滴加入 ，反应的离子方程式依次为：
a
H＋＋OH－===H2O
b
Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
c
NH＋OH－===NH3·H2O
d
Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
3．互滴实验 (试剂的滴加顺序不同而产生的现象不同)
(1)NaOH 和AlCl3
①向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH 溶液 (开始时NaOH 不足)
先：AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl 产生白色沉淀
后：Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O 沉淀溶解
现象：
②向NaOH 溶液中逐滴加入AlCl3溶液 (开始时NaOH 过量)
先：AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O 无白色沉淀产生
后：3NaAlO2＋AlCl3＋6H2O===4Al(OH)3↓＋3NaCl 产生白色沉淀
现象：
(2)NaAlO2和盐酸
①向NaAlO2溶液中逐滴加入盐酸
先：NaAlO2＋HCl＋H2O===Al(OH)3↓＋NaCl 产生白色沉淀
后：Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O 沉淀溶解
现象：
②向盐酸中逐滴加入NaAlO2溶液
先：NaAlO2＋4HCl===NaCl＋AlCl3＋2H2O 无白色沉淀产生
后：3NaAlO2＋AlCl3＋6H2O===4Al(OH)3↓＋3NaCl 产生白色沉淀
现象：
(3)Na2CO3溶液与盐酸
①向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸 (开始时酸不足)
先：Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl 无气体产生
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后：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑ 有气体产生
现象：
②向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液 (开始时酸过量)
2HCl＋Na2CO3===2NaCl＋CO2↑＋H2O
现象：
知识点2 重要的铝图象
1．可溶性铝盐溶液与NaOH 溶液反应的图像
操作
可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH 溶液至过量
NaOH 溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量
现象
立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失
无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉
淀不消失
图像
离子方程
式
A→B：
B→D：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
A→B：
B→C：Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓
2．偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像
操作
偏铝酸盐溶液中逐滴加稀盐酸至过量
稀盐酸中逐滴加偏铝酸盐溶液至过量
现象
图像
离子方程
式
A→B：AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓
B→D：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
A→B：4H＋＋AlO===Al3＋＋2H2O
B→C：Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓
3．可溶性铝盐溶液与弱碱(氨水)溶液反应的图像、偏铝酸盐溶液与弱酸(CO2)反应的图像
操作
向AlCl3溶液中逐滴滴入氨水或NaAlO2溶液至
过量
向NaAlO2溶液中通入CO2至过量
现象
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图像
离子方程
式
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓
AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO
4．可溶性铝盐、镁盐混合液与NaOH 溶液反应的图像
操作
往等物质的量的AlCl3、MgCl2 混合溶液中
加入NaOH 溶液至过量
向MgCl2、AlCl3和盐酸的混合溶液(即将Mg、Al
溶于过量盐酸所得的溶液)中逐滴滴入NaOH 溶
液至过量
现象
图像
离子方程
式
O→A：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
A→B：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
O→A：H＋＋OH－===H2O
A→B：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
A→B：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
5．含不同阳离子的混合盐(或复盐)与碱的反应
(1)向含MgCl2、AlCl3、盐酸、NH4Cl 的混合溶液中，逐滴加入NaOH 溶液至过量
图像
离子方程式
O →A：H＋＋OH－===H2O
A→B：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
B→C：NH＋OH－===NH3·H2O
C→D：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
(2)把Ba(OH)2溶液逐滴加入到明矾溶液中至过量
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图像
离子方程式
O →A：2KAl(SO4)2＋3Ba(OH)2===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓＋K2SO4
A→B：2Al(OH)3＋K2SO4＋Ba(OH)2===BaSO4↓＋2KAlO2＋4H2O
考向1 铝的“价-类”二维图
例1 （2024·湖南邵阳·三模）如图是铁或铝及其相应化合物的“价—类二维图”，下列说法正确的是
A．基态铁、铝原子的未成对电子数目之比为4：3
B．均可通过Y→X 制备铁、铝的单质
C．均可以通过一步反应实现Y 与Z 的相互转化
D．含有铁或铝元素的W 的溶液均易水解且使溶液呈酸性
【变式训练1】（2024·湖南衡阳·模拟预测）“价类”二维图体现了元素的分类观、转化观，下图是
及
其部分化合物的“价类”二维图。下列说法错误的是
A．反应③④⑤⑥⑦均属于复分解反应
B．反应①⑥所加试剂可能相同
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C．物质的类别处“
”代表偏铝酸盐
D．反应④⑤均可以通过加入盐酸实现转化
【变式训练2】（2024·湖南长沙·一模）部分含Al 或含Si 物质的价类二维图如下，下列推断正确的是（其
中
为阿伏加德罗常数的数值）
A．将木材浸入到g 的水溶液可以防火
B．1mol 晶体e 中含有共价键的数目为
C．肯定存在a→b→c 和a→e→f 的直接转化
D．d→c 和g→f 的转化均可通过向溶液中加入足量盐酸来实现
考向2 铝图象
例2（2024·湖南衡阳·一模）在某无色溶液中加入过量Na2O2，有无色无味气体产生，同时有白色沉淀生
成，其沉淀量与加入Na2O2的量的关系如图所示，由此确定，原溶液中含有的阳离子是（ ）
A．Mg2+、Al3+、Fe2+ B．H+、Mg2+、Al3+ C．H+、Ba2+、Al3+
D．NH4＋、Mg2+、Al3+
思维建模 有关氢氧化铝生成的图像分析
基本坐标图像
实验现象及反应原理
衍生坐标图像
化学反应原理
向铝盐溶液中加强碱
现象：先沉淀后溶解
注：如果向强碱中加
铝盐，开始无明显现
象，后生成沉淀
Al3＋和Mg2＋(或Fe3＋)混合溶
液加碱的反应：Mg2＋＋2OH
－=== Mg(OH)2↓Al3＋＋4OH－
===AlO2
-＋2H2O
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向偏铝酸盐溶液中加
强酸
现象：先沉淀后溶解
注：如果向强酸中加
偏铝酸盐，开始无明
显现象，后生成沉淀
AlO2
-和OH－混合溶液加酸的
反应：
H＋＋OH－===H2O
4H＋＋AlO2
-===Al3＋＋2H2O
AlO2
-和SiO3
2-混合溶液加酸的
反应：SiO3
2-＋2H＋
===H2SiO3↓4H＋＋AlO2
-
===Al3＋＋2H2O
向铝盐溶液中加弱碱
现象：生成沉淀量不
断增加，后不变
Al3＋和H＋混合溶液加氨水的
反应
H＋＋NH3·H2O ===NH4
+＋
H2O
Al3＋＋3NH3·H2O
===Al(OH)3↓＋3NH4
+
向偏铝酸盐溶液中加
弱酸
现象：生成沉淀量不
断增加，后不变
AlO2
-和OH－混合溶液通入
CO2的反应：2OH－＋CO2===
CO3
2-＋H2O
AlO2
-＋CO2＋2H2O ===
Al(OH)3↓＋HCO3
-
【变式训练1】（2024·湖南娄底·调研）某透明溶液中可能大量含有Na+、H+、Fe2+、Mg2+、Ba2+、
、
Al3+、
、
、
、
中的几种，且各阳离子的物质的量浓度均为a
，各阴离子的物质的
量浓度均为2a
。现取100mL 该溶液，向其中滴加NaOH 溶液，得到沉淀的质量变化趋势与加入的
NaOH 溶液体积的关系如图所示。下列说法正确的是
A．该溶液中含有四种阳离子
B．MN 段的沉淀中含有三种物质
C．P 点时，沉淀的质量为10.6ag
D．Q 点溶液中含有五种阴离子
【变式训练2】（2024·湖南益阳·联考）把NaOH、
、
三种固体组成的混合物溶于足量水后，
产生1.16g 白色沉淀，再向所得悬浊液中逐滴加入1.00 mol/L HCl 溶液，加入HCl 溶液的体积与生成沉淀
的关系如图。下列说法错误的是
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A．A 点的沉淀物的化学式为
B．原固体混合物中NaOH 的质量为5.2 g
C．C 点加入的HCl 溶液的体积为100.0 mL
D．A-B 段的离子反应方程式是
考点三 工业制备铝的工艺流程
知识点1 工业制铝的工艺流程—碱溶法
碱溶法
(1)①、③两步骤中可能发生反应的离子方程式
①Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O，SiO2＋2OH－===SiO＋H2O
③AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO，SiO＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO
(2)步骤③中不用盐酸(或H2SO4)酸化，因为AlO 与酸反应生成的Al(OH)3 具有两性，可溶于强
酸，不易控制酸的量；CO2廉价而且生成的副产物NaHCO3用途广泛，经济效益好
(3)步骤④中得到的Al2O3中可能含有SiO2杂质，在电解时它不会影响铝的纯度是因为SiO2的熔点
很高，在加热到1 000 ℃ 左右时不会熔化
知识点2 工业制铝的工艺流程—酸溶法
酸溶法
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(1)①、②中可能发生反应的离子方程式
①Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
②Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
(2)步骤②中不用氨水沉淀Fe3＋是因为：Al(OH)3只能溶于强碱，不能溶于氨水，若用氨水则不能
将Fe(OH)3和Al(OH)3分离
考向 工业制备铝的工艺流程分析
例1 （2023·湖南长沙·模拟预测）金属镍广泛应用于制造记忆合金、储氢合金以及用作加氢反应的催化
剂，是重要的战略物资，但资源匮乏。从某废镍渣(含NiFe2O4、NiO、FeO、Al2O3)中回收镍并转化为
NiSO4的流程如图所示：
回答下列问题：
(1)“碱浸”时发生反应的离子方程式为 。
(2)“焙烧”后金属元素以硫酸盐的形式存在，写出NiO 与(NH4)2SO4反应的化学方程式 。
(3)使用95℃热水“溶解”后过滤，所得滤渣的主要成分的化学式是 。
(4)
“
①萃取”时发生反应
(Mn+为金属离子，RH 为萃取剂)，萃取率与
的
关系如下表所示，当
时，水层中主要的阳离子为 。
萃取率/%
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
Ni2+
55%
68%
80%
99%
99.5%
99.8%
99.9%
Fe2+
2%
2%
4%
5%
8%
30%
58%
②物质X 的化学式为 。
(5)碳酸镍受热可分解为NiO，NiO 的晶体结构如图甲所示，其中离子坐标参数A 为(0，0，0)，B 为(1，
1，0)，则C 离子坐标参数为 。
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(6)一定温度下，NiO 晶体可以自发地分散并形成“单分子层”，可以认为
作密置单层排列，Ni2+填充
其中(如图乙)，已知
的半径为apm，设阿伏加德罗常数的值为NA，每平方米面积上分散的该晶体的质
量为 g(用含a、NA的代数式表示)。
【变式训练1】（2024·湖南张家界·三模）铬合金具有高硬度、耐腐蚀特性，广泛应用于精密仪器制造，由
高碳铬铁合金废料制取铬的简单流程如下:
已知:Cr+H2SO4=CrSO4+H2↑
请回答下列问题:
请回答下列问题:
（1）稀硫酸酸浸过程中，提高“浸出率”的措施有 (写一条即可)
(已知:
)
（2）用纯碱调节溶液酸度，若纯碱过量，则可能导致的后果是 ，副产物中两种主要物质的化学式
为
（3）加入草酸发生反应的离子方程式为 ；利用铝热反应冶炼铬。请写出该反应的化学方程式
（4）向滤液中通入空气，加入氨水后发生反应的化学方程式为
（5）利用如图装置，探究铬和铁的活泼性强弱。
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能证明铁比铬活泼的实验现象是 ，工业上，在钢器具表面镀铬，用硫酸铬(CrSO4)溶液作电解液，阴
极的电极反应式为 。
（6）已知高碳铬铁度料中铁铬元素质量比为14:13.上述流程中铁元素转化草酸亚铁的利用率为80%。废料
中提取金属铬的总转化率为95%，如果得到草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)质量为18.00 吨，则可以冶炼铬的
质量为 吨(结果保留1 位小数)。
【变式训练2】（2024·湖南·一模）钼酸钠（Na2MoO4)可作新型水处理剂，Al(OH)3是胃舒平药品的有效成
分。从某废钼催化剂(主要成分为MoO3、A12O3、Fe2O3等）中回收Na2MoO4和A1(OH)3，其工艺流程如
下：
回答下列问题:
（1）Na2MoO4 中钼的化合价为 。
（2）MoO3、Al2O3和SiO2性质相似，都能与碳酸钠在高温下反应。写出三氧化钼与碳酸钠在高温下反应
的化学方程式: ；步骤II 滤渣的主要成分是 (填化学式)。
（3）步骤III 中加入“稀硫酸”使铝元素转化的离子方程式为 ，控制溶液的
pH 约为5，其目的是使AlO2
-完全转化为Al(OH)3沉淀，并防止其溶解，在滴加稀硫酸的过程中还可能观察
到的现象是 。有同学认为步骤III 中可用CO2替代硫酸，你是否同意? 简
述理由: 。
（4）取废钼催化剂mg，若加入agNa2CO3恰好完全反应，经上述实验操作后，最终得到bg Al(OH)3和
cgNa2SO4 固体，则废钼催化剂中钼元素的质量分数为 。( 用代数式表示)
1．（2024·广西·高考真题）化学与生活息息相关。下列离子方程式书写正确的是
A．用
溶液处理水垢中的
B．明矾用于净水：
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C．抗酸药中的
可治疗胃酸过多：
D．用酸化的KI 淀粉溶液检验加碘盐中的
2．（2023·浙江·高考真题）下列反应的离子方程式不正确的是
A．
通入氢氧化钠溶液：
B．氧化铝溶于氢氧化钠溶液：
C．过量
通入饱和碳酸钠溶液：
D．
溶液中滴入氯化钙溶液：
3．（2024·北京·高考真题）下列说法不正确的是
A．用碳酸钠溶液处理锅炉水垢：CaSO4(s)+CO
⇌CaCO3(s)+SO
B．湿润的淀粉碘化钾试纸遇氯气变蓝：3Cl2+I-+3H2O=6Cl-+IO +6H+
C．铝粉和氧化铁组成的铝热剂用于焊接钢轨：2Al+Fe2O3
Al2O3+2Fe
D．淡黄色的过氧化钠敞口放置变成白色：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2；2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
4．（2024·安徽·高考真题）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0.1mol·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
A．
B．
C．
D．
5．（2024·重庆·高考真题）电镀在工业生产中具有重要作用，某电镀厂生产的废水经预处理后含有
和少量的Cu2+、Ni2+，能够采用如图流程进行逐一分离， 实现资源再利用。
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已知： Ksp(CuS)=6.3 ×10-36和Ksp(NiS)=3.0×10-19
回答下列问题：
(1)
中Cr 元素的化合价为 。
(2)还原池中有Cr3+生成，反应的离子方程式为 。
(3)沉淀1 为Cr(OH)3，其性质与Al(OH)3相似，则Cr(OH)3与NaOH 溶液反应的化学方程式 。
(4)Na2S 溶液呈碱性的原因是 (用离子方程式表示)，沉淀2 为 。
(5)若废水中还含有Cd2+，pH=4 时Cd2+的浓度为 mol·L-1，用该结果说明Cd2+影响上述流程进行分离
的原因是 (设H2S 平衡浓度为1.0× 10-6mol·L-1。已知：H2S 的K1=1.0×10-7，K2=7.0×10-15，
Ksp(CdS)=7.0×10-27)
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