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第09 讲 铝及其重要化合物（解析板）
知识主线：Al
Al2O3
Al(OH)3
NaAlO2
一、铝的性质及用途
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
壳中含量最多的金属元素，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：银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、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，铝遇冷的浓硫酸、浓硝酸产生钝化现象，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：Al＋6HNO3(浓)=====Al(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O
【注意】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、浓硝酸不反应
1
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(3)与碱溶液的反应
与NaOH 溶液反应：2Al＋2H2O＋2NaOH===2NaAlO2＋3H2↑ 2Al＋2OH－＋
2H2O===2AlO＋3H2↑
【微点拨】
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＋3CuSO4===Al2(SO4)3＋3Cu 2Al＋3Cu2+
2Al3+＋3Cu
(5)Al 与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应
2Al＋Fe2O3=====Al2O3＋2Fe 4Al+3MnO2=====3Mn+2Al2O3
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：铝作还原剂，另一种氧化物作氧化剂，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
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、活动性弱于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
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②蒸发皿盛沙：防止高温熔融物溅落炸裂蒸发皿
** 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
【注意】
Al
①
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
6．工业炼铝的流程
铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，冶炼金属铝很重
要的一个过程是Al2O3的提纯。由于Al2O3是两性氧化物，而杂质SiO2是酸性氧化物，
Fe2O3是碱性氧化物，因而可设计出两种提纯氧化铝的方案
碱
溶
法
(1)①、③两步骤中可能发生反应的离子方程式
Al
①
2O3＋2OH－===2AlO＋H2O，SiO2＋2OH－===SiO＋H2O
AlO
③
＋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
酸
溶
法
(1)①、②中可能发生反应的离子方程式
Al
①
2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
Al
②
3＋＋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
二、铝的重要化合物及应用
1．氧化铝 (Al2O3)
(1)物理性质：白色固体，难溶于水，熔点很高，是优良耐火材料
(2)化学性质：Al2O3是典性的两性氧化物，既能与酸，又能与碱反应
①能与酸反应：Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
②能与碱反应：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O 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
3
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为两性氧化物
(3)Al2O3的制备
①实验室制法：2Al(OH)3
Al2O3＋3H2O
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
2．氢氧化铝 [Al(OH)3]
(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：Al(OH)3是典型的两性氢氧化物，既能与酸，又能与碱反应
①能与酸反应：Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O Al(OH)3＋3H+ ===Al3+＋
3H2O
②能与碱反应：Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O 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
Al(OH)3的电离
方式
H+ ＋
＋
AlO2
—
H2O
＋
Al(OH)3
Al3+
3OH—
酸式电离
碱式电离
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：2Al(OH)3
Al2O3＋3H2O
(3)用途
①Al(OH)3有较强的吸附性，能凝聚水中悬浮物，又能吸附色素，可以用作净水剂
②Al(OH)3碱性不强，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
AlCl3＋3NaOH(少量)===Al(OH)3↓＋
3NaCl
Al3+＋3OH－===Al(OH)3↓
过渡反应
Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O
Al(OH)3 ＋OH—===AlO2
— ＋
2H2O
NaOH 过量
AlCl3＋4NaOH(过量)===NaAlO2＋3NaCl
＋2H2O
Al3+ ＋4OH—===AlO2
－＋
2H2O
②NaAlO2和HCl
化学方程式
离子方程式
HCl 少量
NaAlO2＋HCl(少量)＋H2O===Al(OH)3↓＋
NaCl
AlO2
—
＋
H+
＋
H2O===Al(OH)3↓
过渡反应
Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O
Al(OH)3 ＋3H+
===Al3+ ＋
3H2O
HCl 过量
NaAlO2＋4HCl(过量)===NaCl＋AlCl3＋
2H2O
AlO2
—＋4H+ ===Al3+＋2H2O
4
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③NaAlO2和CO2
化学方程式
CO2少量
2NaAlO2＋3H2O＋CO2(少量)===2Al(OH)3 ↓＋Na2CO3
过渡反应
Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3
CO2过量
NaAlO2＋2H2O＋CO2(过量)===Al(OH)3 ↓＋NaHCO3
【注意】
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
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
3．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：无色晶体，可溶于水
(5)用途：作净水剂，原因是其在水中生成氢氧化铝胶体，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
2KAl(SO4)2＋3Ba(OH)2===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓＋K2SO4
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
KAl(SO4)2＋2Ba(OH)2===2BaSO4↓＋KAlO2＋2H2O
三、“铝三角”的转化关系及其应用
1．Al3＋、Al(OH)3、AlO 之间的转化关系
5
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Al3+→Al(OH)3
Al
①
3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
Al
②
3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓
Al
③
3＋＋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
AlO
①
＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO(CO2过量)
AlO
②
＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓
Al(OH)3→AlO
Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
2．“铝三角”转化的应用
(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：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
②向偏铝酸盐中通入足量CO2，离子方程式为：AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋
HCO
NaAlO
③
2与AlCl3的溶液混合，离子方程式为：3AlO＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓
(2)分析离子反应顺序
①向含有OH－、CO、AlO 的溶液中，逐滴加入稀盐酸至过量，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NaOH 溶液至过量，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：先产生白色沉淀后沉淀消失
6
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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：开始无现象后出现白色沉淀
(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：先产生白色沉淀后沉淀消失
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：开始无现象后出现白色沉淀
(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
后：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑ 有气体产生
现象：刚开始无气泡产生，盐酸滴加到一定量后，有气泡产生
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：立即产生大量的气泡
例1．下列离子方程式书写正确的是
A．向AlCl3溶液中滴加氨水：
B．向Fe(SCN)3溶液中滴加入铁粉：
C．向苯酚钠溶液通入少量二氧化碳：
+HCO
D．向Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4至Ba2+沉淀完全：
【答案】C
【详解】A．氨水不能溶解Al(OH)3，则向AlCl3溶液中滴加氨水，
，A 错误；
B．向Fe(SCN)3溶液中滴加入铁粉，
，B
7
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错误；
C．碳酸酸性强于苯酚，则向苯酚钠溶液中通入CO2，则生成苯酚和碳酸氢根，C 正确；
D．Ba2+沉淀完全，则Ba(OH)2与NaHSO4溶液以1：1 混合，
，D 错误；
故答案：C。
例2．下列离子方程式书写正确的是
A．碳酸氢铵稀溶液中加入足量烧碱溶液：HCO +NH +2OH-=CO
+NH3•H2O+H2O
B．向FeI2溶液中通入等物质的量的Cl2：2Fe2++2I-+2Cl2=2Fe3++I2+2Cl-
C．Fe(NO3)3溶液中加入过量的HI 溶液：2Fe3++2I-=2Fe2++I2
D．明矾溶液中滴入Ba(OH)2溶液使SO
恰好完全沉淀：2Ba2++3OH-+Al3++2SO
=2BaSO4↓+Al(OH)3↓
【答案】A
【详解】A．碳酸氢铵稀溶液中加入足量烧碱溶液，无氨气逸出：
，A 正确；
B．
的还原性大于
的还原性，氯气先与
反应，将
氧化完后，再氧化
，
根据得失电子守恒可知，等物质的量的
刚好氧化
，
不被氧化，正确的离子方
程式为
，B 错误；
C．
溶液中加入过量的HI 溶液，正确离子方程式为
，C 错误；
D．明矾溶液中滴入
溶液使
恰好完全沉淀时，
的物质的量之比
是1:4，二者反应生成[Al(OH)4]-，离子方程式为
，D 错误；
故答案选A。
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例3．下列反应的离子方程式正确的是
A．硫代硫酸钠溶液与稀硫酸溶液反应：
B．过量铁片放入稀硝酸中：
C．氢氧化铜浊液中滴加氨水：
D．向明矾溶液中加
溶液至沉淀质量量大：
【答案】A
【详解】A．硫代硫酸钠溶液与稀硫酸溶液反应生成硫酸钠、硫、二氧化硫和水，离
子方程式：
，A 正确；
B．过量铁片放入稀硝酸中生成硝酸亚铁、一氧化氮和水，B 错误；
C．氢氧化铜浊液中滴加氨水生成氢氧化四氨合铜和水，离子方程式中氢氧化四氨合铜
可以拆成四氨合铜离子和氢氧根离子，C 错误；
D．向明矾溶液中加
溶液至沉淀质量量大时硫酸根离子全部转化为沉淀，此时
只有硫酸钡沉淀没有氢氧化铝沉淀，D 错误；
故选A。
例4．翡翠手镯(如图)的主要成分是硬玉，硬玉化学式为
，下列推测不合
理的是
A．硬玉与氢氧化钠溶液反应生成
、
和
B．翡翠硬度大，熔点高，受到猛烈撞击不容易断裂或粉碎
C．碳酸钠与氧化铝、二氧化硅在高温熔融的条件下能制取硬玉
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D．翡翠中含
，高温分解翡翠，产物溶于氢碘酸加
萃取，有机层
呈紫红色
【答案】B
【详解】A．硬玉化学式为
，可以表示为
，与氢氧化钠溶
液反应生成
、
和
，故A 正确；
B．翡翠硬度大，熔点高，但质脆，受到猛烈撞击容易断裂或粉碎，故B 错误；
C．碳酸钠与氧化铝、二氧化硅在高温熔融的条件下能制取硬玉
，方程式
为：Na2CO3+Al2O3+4SiO2
2
+CO2，故C 正确；
D．翡翠中含
，高温分解翡翠的产物中含有Fe2O3，Fe2O3溶于氢碘酸生成
Fe3+，Fe3+和I-反应生成I2，加
萃取，有机层呈紫红色，故D 正确；
故选B。
例5．下列有关氨水的应用及化学用语表达正确的是
A．
溶液中加入过量氨水制
：
B．饱和氨盐水中通入
制纯碱：
C．利用浓氨水检验
管道是否泄漏：
D．
氨水溶液治疗犊牛钱癣：
【答案】C
【详解】A．一水合氨是弱电解质，不能拆，A 错误；
B．饱和氨盐水中通入CO2产生碳酸氢钠沉淀，B 错误；
C．浓氨水检验
管道是否泄漏，浓氨水挥发产生氨气和氯气反应，
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，C 正确；
D．Cu2+和过量的一水合氨生成
，D 错误；
故选C。
例6．下列离子方程式正确的是
A．Al 溶于NaOH 溶液：
B．NaOH 溶液与少量
反应：
C．“84”消毒液与“洁厕灵”混合生成氯气：
D．用覆铜板制作印刷电路板：
【答案】A
【详解】A．Al 溶于NaOH 溶液，生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式：
，故A 正确；
B．NaOH 溶液与少量
反应，生成草酸钠和水，离子方程程式：
，故B 错误；
C．“84”消毒液与“洁厕灵”混合生成氯气，离子方程式：
，故C 错误；
D．用覆铜板制作印刷电路板，铁离子将铜氧化为铜离子，自身被还原为亚铁离子，
离子方程式：
，故D 错误；
答案选A。
例7．下列关于元素及其化合物的性质说法不正确的是
A．将Cl2通入冷的石灰乳可制得漂白粉
B．用FeCl3溶液可检验工业废水中是否含有酚类物质
C．Al 与氨水反应可生成H2
D．工业上可用Na2CO3溶液吸收氮氧化物，防止其污染环境
【答案】C
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【详解】A．氯气和石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙和水，反应方程式为
，漂白粉的有效成分是
，故A 正
确；
B．FeCl3与酚类物质会发生显色反应，使溶液变紫色，所以可用来检验工业废水中是
否含有酚类物质，故B 正确；
C．铝与氨水不反应，铝只能与强碱反应，生成偏铝酸根，故C 错误；
D． Na2CO3溶液可与氮氧化物反应生成硝酸盐和二氧化碳等物质，氮氧化物得以被转
化为无害化合物，防止其污染环境，故D 正确；
故选C。
例8．常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A．加入Al 粉产生
的溶液中：
、
、
、
B．澄清透明溶液中：
、
、
、
C．
的溶液中：
、
、
、
D．由水电离的
的溶液中：
、
、
、
【答案】B
【详解】A．加入Al 粉产生
的溶液为酸性或者碱性溶液，若为碱性溶液，
能
够与氢氧根离子发生反应；若为酸性溶液，
与氢离子反应，在溶液中一定不能
大量共存，故A 不选；
B．澄清透明溶液中，
、
、
、
四种离子之间不发生反应，一定能大
量共存，故B 选；
C．
的溶液中c(H+)<c(OH-)，溶液呈碱性，
在碱性溶液中不能大量
共存，故C 不选；
D．由水电离的
的溶液中水的电离被抑制，该溶液可能呈酸
性也可能呈碱性，
、
在酸性溶液中会发生氧化还原反应，不能大量共存，
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故D 不选；
故选B。
例9．由铝土矿(含Al2O3和少量Fe2O3、BaO、SiO2)冶炼铝的简单流程如图所示(假定每
步转化均完全)。下列说法正确的是
A．“溶渣”和“烧渣”的主要成分均属于电解质
B．“酸溶”时用盐酸和用硫酸得到的“溶渣”的主要成分一样
C．铝土矿中铝元素的质量分数为
%
D．“电解”时，阳极为石墨，一段时间后需补充阳极材料
【答案】D
【分析】铝土矿(含Al2O3和少量Fe2O3、BaO、SiO2)酸溶后二氧化硅以滤渣形式分离，
获得含铁离子、铝离子的溶液，逐步调pH 后获得氢氧化铝，氢氧化铝不稳定煅烧的氧
化铝后电解获得铝单质。
【详解】A．“酸溶”所得溶渣的主要成分为
，属于非电解质，A 错误；
B．用硫酸“酸溶”时，“溶渣”中还会有硫酸钡，B 错误；
C．铝土矿中铝元素的质量分数为
，C 错误；
D．“电解”时，氧离子在阳极上失电子生成氧气，氧气与石墨反应生成
，过一
段时间需要补充阳极材料，D 正确；
故选D。
例10．某白色固体混合物由BaCl2、K2SO4、AlCl3、KAl(SO4)2∙12H2O 中的两种物质组
成，进行如下实验：①混合物溶于水变浑浊，过滤得白色沉淀；②取滤液做焰色试验，
透过蓝色钴玻璃可观察到紫色；③向滤液中加入NaOH 溶液至过量，先出现白色沉淀，
后溶解，该混合物的组成为
A．BaCl2、K2SO4
B．BaCl2、KAl(SO4)2∙12H2O
C．K2SO4、AlCl3
D．AlCl3、KAl(SO4)2∙12H2O
【答案】B
【详解】取滤液做焰色试验，透过蓝色钴玻璃可观察到紫色说明滤液中含有钾离子，
混合物中可能含有硫酸钾或十二水硫酸铝钾；向滤液中加入氢氧化钠溶液至过量，先
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出现白色沉淀，后溶解说明滤液中含有铝离子，混合物可能为氯化铝或十二水硫酸铝
钾；两种物质组成的混合物溶于水变浑浊，过滤得白色沉淀说明混合物中含有氯化钡
和十二水硫酸铝钾，故选B。
1．I．化学关系着我们的衣、食、住、行。
(1)现在的多数衣服的材料为(或含有)合成纤维，合成纤维主要是由来自石油的化工气
体乙烯
与丙烯(
)为基础原料合成的。
①同温同压下，乙烯气体与丙烯气体的密度之比为 。
②相等物质的量的乙烯与丙烯完全燃烧，生成
的质量比为 。
③相等质量的乙烯与丙烯完全燃烧，生成的
在相同条件下的体积比为 。
(2)碘酸钾是目前我国最常用的食盐补碘剂。已知反应：
，则下
列说法正确的是___________(填字母序号)。
A．该反应属于置换反应
B．该反应中
被还原为
C．该反应中还原剂为
D．该反应中氧化剂为
(3)
及硅酸盐在房屋建筑等基础设施上得到了广泛的应用。下列物品或设施所用材
料为
或成分含有
的是___________(填字母序号)。
A．门窗玻璃
B．太阳能电池
C．光导纤维
D．计算机芯片
(4)飞机、汽车、自行车上使用了大量的合金材料。
镁铝合金被广泛用于山地自行车，小明欲测定某镁铝合金(假设只有镁铝两种金属熔合
而成)中的铝含量。小明首先称取
合金，用过量的盐酸将合金完全溶解，然后向所
得溶液中加入过量的
溶液，过滤，将滤渣洗涤、干燥、灼烧后得到的固体的质
量仍是
。则该镁铝合金中的铝的质量百分含量为 。
Ⅱ．按要求书写离子方程式：
(5)
是一种常用的硅酸盐，其水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶与木材防火剂的
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原料。水玻璃贮存时需注意密封，否则易吸收空气中的某种气体而变质，写出水玻璃
因在空气中敞口放置而变质的离子方程式 。
(6)向NaClO 溶液中通入少量的CO2离子方程式为 ；
(7)已知将浓盐酸滴入高锰酸钾溶液中，产生黄绿色气体，而溶液的紫红色褪去。在一
氧化还原反应的体系中，共有KCl、
、浓
、
、
、
、
七种物质。在反应后的溶液中加入
(不溶于冷水)，溶液又变为紫红色，
反应后变为无色的
。写出该实验中涉及反应的离子方程式： 。
【答案】(1) 2：3 2：3 1：1
(2)AB
(3)AC
(4)40%
(5)
(6)ClO－+CO2+H2O=HClO+
(7)
【详解】（1）①同温同压下，根据密度之比等于摩尔质量之比，则乙烯气体与丙烯气
体的密度之比为28：42=2：3；故答案为：2：3。
②根据
，
，相等物质的量的乙烯与丙烯完全燃烧，生成
的质量比等于生成水的物质的量之比，即为2：3；故答案为：2：3。
③相等质量的乙烯与丙烯完全燃烧，生成的
在相同条件下的体积比等于物质的量
之比即为
；故答案为：1：1。
（2）A．该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，该反
应属于置换反应，故A 正确；B．该反应中
中Cl 化合价降低，被还原为
，
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故B 正确；C．该反应中
中Cl 化合价降低，氧化剂为
，故C 错误；D．
中碘元素化合价升高，因此该反应中
是还原剂，故D 错误；综上所述，答案为：
AB。
（3）A．门窗玻璃是硅酸盐产品，含有
，故A 符合题意；B．太阳能电池主要成
分是硅单质，故B 不符合题意；C．光导纤维主要成分是
，故C 符合题意；D．
计算机芯片主要成分是硅单质，故D 不符合题意；综上所述，答案为：AC。
（4）小明首先称取
合金，用过量的盐酸将合金完全溶解，然后向所得溶液中加入
过量的
溶液，过滤，将滤渣洗涤、干燥、灼烧后得到的固体的质量仍是
。则
说明是氧化镁为mg，氧的质量相当于铝的质量，则该镁铝合金中的铝的质量百分含量
为
；故答案为：40%。
（5）水玻璃因在空气中敞口放置而变质是硅酸钠和二氧化碳、水反应生成碳酸钠和硅
酸，其反应的离子方程式
；故答案为：
。
（6）向NaClO 溶液中通入少量的CO2，反应生成碳酸氢钠和次氯酸，其反应的离子方
程式为ClO－+CO2+H2O=HClO+
；故答案为：ClO－+CO2+H2O=HClO+
。
（7）根据题中信息说明
和锰离子反应生成无色的
和
，由于
(不
溶于冷水)，则该实验中涉及反应的离子方程式：
；故答案为：
。
2．Na、Mg、Al、Fe、Cu、Zn 是中学常见的金属率质，其合金在生活中有广泛应用。
回答下列问题：
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(1)实验室保存在煤油中的金属是 。在潮湿空气中久置会生成绿色锈的金属
是 。
(2)铝合金广泛用于门窗，其耐腐蚀的主要原因是 。
(3)一包钠铝合金与水恰好完全反应，收集到8960mLH₂(标准状况)。则这包合金中钠的
物质的量为 ，铝的质量为 。写出上述过程中涉及的两个反应
的离子方程式： 、 。
(4)现有10g 两种金属组成的合金与足量的稀硫酸反应产生11.2LH₂(标准状况)。则合金
组成可能是___________(填字母)。
A．Mg 和Cu
B．Al 和Fe
C．Mg 和Zn
D．Al 和Cu
(5)等质量的镁、铝、锌与足量相同浓度的盐酸反应，产生H₂ 体积与时间关系如图所示。
根据图像推知a、b、c 曲线代表的金属依次是 (填元素符号)。
【答案】(1) Na Cu
(2)铝合金表面覆盖着一层致密氧化膜
(3) 0.2
5.4g 2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑ 2Al+2OH-+2H2O=2AlO
+3H2↑
(4)BD
(5)Zn、Mg、Al
【详解】（1）Na 很活泼，能与空气中氧气、水蒸气反应，故保存于煤油或石蜡油中；
铜生锈生成碱式碳酸铜，呈绿色；
（2）铝合金材料表面覆盖着一层致密的氧化铝薄膜，具有抗腐蚀性；
（3）钠铝合金投入水中恰好生成NaAlO2和H2，离子方程式为Na+2H2O=2Na++2OH-
+H2↑和2Al+2OH-+2H2O=2AlO +3H2↑，总方程式为Na+Al+2H2O=Na++AlO +2H2↑，收
集到H2的物质的量为
，由总方程式，可知：
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，
，Al 的质量
；
（4）10g 两种金属组成的合金与足量的稀硫酸反应产生11.2LH₂(标准状况)，则
，转移电子
，即转移1mol 电子消耗合金质量为10g，
A．Mg 失去1mol 电子消耗的质量为12g，铜不与稀硫酸反应，转移1mol 电子消耗合
金质量大于10g，A 错误；
B．Al 失去1mol 电子消耗的质量为9g，Fe 失去1mol 电子消耗的质量为28g，转移
1mol 电子消耗合金质量为9g
28g 之间，B 正确；
C．Mg 失去1mol 电子消耗的质量为12g，Zn 失去1mol 电子消耗的质量为32.5g，转移
1mol 电子消耗合金质量大于10g，C 错误；
D．Al 失去1mol 电子消耗的质量为9g，铜不与稀硫酸反应，转移1mol 电子消耗合金
质量可能等于10g，D 正确；
故答案为：BD；
（5）比较铝、锌、镁三种金属，镁最活泼反应最快，反应完时消耗时间最短，相同质
量的铝产生氢气最多，故a、b、c 曲线代表的金属依次是Zn、Mg、Al。
3．中国“神舟”飞船举世瞩目，请完成下列填空：
(1)已知1g 火箭推进剂肼(N2H4)(g)燃烧生成N2(g)和H2O(g)时，放出16.7kJ 的热量，请
写出该反应的热化学方程式 。
(2)飞船材料采用的某铝锂合金成分(质量百分比)如下(Bal 指剩余的百分含量)：
成分
Si
Fe
Cu
Mn
Mg
Zn
Ti
Li
Al
含量
0.08
0.1
2.9-3.5
0.5
0.25-0.8
0.25
0.1
0.8-1.1
Bal
采用碱腐蚀工艺，用稀NaOH 溶液在40-55℃下进行表面处理0.5-2 min，以便形成致
密氧化膜提高耐腐蚀性能。请写出碱腐蚀过程中一个主要反应的化学方程式 。
工业上制铝，可采用电解 (请选填序号)：
A．AlCl3 B．Al2O3 C．NaAlO2
同时需添加 以降低熔点减少能量损耗。
(3)太空舱中宇航员可利用呼出的二氧化碳与过氧化钠作用来获得氧气，反应方程式为
2Na2O2+2CO2→2Na2CO3+O2，其中还原产物为 ，当转移1mol 电子时，生成标
准状况下O2 L。
(4)飞船返回时，反推发动机的燃料中含铝粉，若回收地点附近水中Al3+浓度超标，可
喷洒碳酸氢钠减少污染，请结合平衡移动规律解释该措施 。
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【答案】(1)N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)
(2) 2NaOH +Al2O3=2NaAlO2 + H2O B 冰晶石
(3) Na2CO3 11.2
(4)Al3+水解呈酸性，碳酸氢钠水解呈碱性，相互反应，相互促进水解平衡正向移动，
从而降低Al3+浓度
【解析】(1)
1g N2H4(g)燃烧生成N2(g)和H2O(g)，放出热量16.7kJ，1mol N2H4(g)燃烧生成N2(g)和
H2O(g)，放出热量32×16.7kJ=534.4kJ，该反应的热化学方程式为：N2H4(g)+O2(g)=N2(g)
+2H2O(g)
；
(2)
铝表面会形成致密的氧化膜Al2O3，故碱腐蚀过程中一个主要反应的化学方程式为：
2NaOH +Al2O3=2NaAlO2 + H2O；工业上制铝，采用电解熔融氧化铝的方法，故选B；
根据工业制铝反应：
，需添加冰晶石以降低氧化铝的熔
融温度减少能量损耗；
(3)
根据反应物化合价变化，Na2O2既作氧化剂又作还原剂，氧化产物为O2，还原产物为
Na2CO3；2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 ~2e-，转移电子与氧气之比为2：1，故转移1mol
电子时，生成标准状况下O2的体积为
；
(4)
Al3+水解使溶液呈酸性，碳酸氢钠水解使溶液呈碱性，两者发生双水解反应，相互促进
水解平衡正向移动，从而降低Al3+浓度。
4．化学是一门实用性很强的科学。根据题意，请按照要求填空：
(1)钠有多种化合物，其中俗称“小苏打”的是 (填化学式)。
(2)铝制餐具不宜长时间存放酸性、碱性食物，但常温下铝制容器可以盛装 (填
“浓硫酸”或“浓盐酸”)。
(3)铁有多种氧化物，其中可用做颜料、油漆的是 (填“化学式)。钢铁表面容易
发生电化学腐蚀，为保护地下钢管不受腐蚀，可使它与直流电源的电极相连，该保护
方法叫 。
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(4)我国5G 通信技术处于世界领先地位，高速通信离不开光导纤维。用于制造光导纤
维的基本原料是 (填化学式)
(5)在汽车排气管上安装催化转化装置，可使尾气中的NO 和CO 反应转化为无污染的
物质。请完成一定条件该反应的化学方程式 。
(6)配制CuCl2溶液时，需要加入适量盐酸，其原因是 (结合化学用语说明)，向
CuCl2溶液中通入一定量的SO2，微热，一段时间后可得得CuCl 白色沉淀。离子方程
式为 。
【答案】 NaHCO3 浓硫酸 Fe2O3 外加电流的阴极保护法 SiO2
2NO+2CO=N2+2CO2 Cu2++2H2O⇌Cu(OH)2+2H+、加入盐酸抑制Cu2+的水解
2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O=2CuCl↓+4H++SO
【详解】(1)钠有多种化合物，其中俗称“小苏打”的是碳酸氢钠，化学式是
NaHCO3。故答案为：NaHCO3；
(2)铝制餐具不宜长时间存放酸性、碱性食物，但常温下铝制容器可以盛装浓硫酸(填
“浓硫酸”或“浓盐酸”)，铝在冷浓硫酸中产生钝化。故答案为：浓硫酸；
(3)铁有多种氧化物，其中可用做颜料、油漆的是Fe2O3(填“化学式)，是红棕色固体。
钢铁表面容易发生电化学腐蚀，为保护地下钢管不受腐蚀，可使它与直流电源的负极
相连，该保护方法叫外加电流的阴极保护法。故答案为：Fe2O3；外加电流的阴极保护
法；
(4)用于制造光导纤维的基本原料是SiO2(填化学式)，故答案为：SiO2；
(5)在汽车排气管上安装催化转化装置，可使尾气中的NO 和CO 反应转化为无污染的
物质，生成氮气和二氧化碳。一定条件该反应的化学方程式2NO+2CO=N2+2CO2。故
答案为：2NO+2CO=N2+2CO2；
(6)配制CuCl2溶液时，需要加入适量盐酸，防止铜离子水解，其原因是Cu2+
+2H2O⇌Cu(OH)2+2H+(结合化学用语说明)，加入盐酸抑制Cu2+的水解；向CuCl2溶液
中通入一定量的SO2，微热，一段时间后可得得CuCl 白色沉淀，同时生成盐酸和硫酸。
离子方程式为2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O=2CuCl↓+4H++SO
。故答案为：Cu2+
+2H2O⇌Cu(OH)2+2H+，加入盐酸抑制Cu2+的水解；2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O=2CuCl↓+4H+
+SO
。
5．某化合物 A 由两种元素组成，可以发生如下的转化。
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已知∶标准状况下，气体B 的密度是氢气的8 倍；固体E 既溶于NaOH 溶液又可溶于
稀硫酸。
请回答∶
(1)B 的化学式是
(2)组成A 的元素有
(3)请写出 A 与 NaOH 溶液反应的化学方程式
【答案】 CH4 Al、C
【分析】标准状况下，气体B 的密度是氢气的8 倍，则相对分子质量为16，应为
CH4，则A 含有C 元素，该物质为金属碳化物，与水反应生成烃，故A 中含有金属元
素，C 元素化合价应为−4 价，溶液C 通入过量二氧化碳生成固体D，应为Al(OH)3，
固体E 为Al2O3，20.4g Al2O3的物质的量为0.2mol，由铝元素守恒可知，A 含有Al 元素
0.4mol，质量为10.8g，则含碳元素质量为14.4g-10.8g=3.6g，物质的量为0.3mol，
n(Al):n(C)=0.4mol:0.3mol=4:3，则A 应为Al4C3。
【详解】(1)标准状况下，气体B 的密度是氢气的8 倍，则相对分子质量为16，B 的化
学式应为CH4；
(2)A 含有C 元素，该物质为金属碳化物，与水反应生成烃，故A 中含有金属元素，溶
液C 通入过量二氧化碳生成固体D，应为Al(OH)3，固体E 为Al2O3，可能含有
Al(OH)3，说明A 含有Al 元素，则A 应为Al4C3，组成A 的元素有Al、C；
(3) Al4C3与 NaOH 溶液反应的化学方程式：
。
6．由于具有特殊的组成和结构，金属具有优良的物理、化学性能。没有金属，生活是
难以想象的。
完成下列填空：
(1)元素Al 的原子核外电子共占据 个轨道，其中有 个未成对电子。
(2)常温下，将铝片放入浓硫酸片刻后插入到硫酸铜溶液中，发现铝片表面无明显变化，
其原因是 。要除去铁粉中含有的少量铝粉，通常可选用 溶液。
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(3)某工业废水中Al3+超标，加入NaHCO3溶液可以除去Al3+，现象为产生白色沉淀和无
色无味的气体。请从平衡移动角度解释这一现象
。
【答案】 7 1 浓硫酸具有强氧化性，在铝表面形成了致密的氧化膜
NaOH Al3+水解结合水中的OH—使溶液显酸性，
水解结合水中的H+使溶液
显碱性，水解平衡互相促进，直至产生白色沉淀氢氧化铝和二氧化碳气体
【详解】(1)Al 的基态电子排布式为1s22s22p63s23p1，其中占有1s 能级1 个轨道、2s 能
级1 个轨道、2p 能级3 个轨道、3s 能级1 个轨道、3p 能级1 个轨道，共占有
1+1+3+1+1=7 个轨道；3p 能级上有1 个电子，该电子为未成对电子，故未成对电子1
个；
(2)浓硫酸具有强氧化性，可以使Al 钝化，在Al 表面形成一层致密的氧化膜；要出去
铁粉中的铝粉，可以向混合粉末中加入NaOH 溶液，此时，Fe 不与NaOH 反应而Al 可
以，从而达到除去铝的目的；
(3)Al3+为弱碱阳离子，HCO 为弱酸阴离子，Al3+水解结合水中的OH—使溶液显酸性，
水解结合水中的H+使溶液显碱性，水解平衡互相促进，直至产生白色沉淀氢氧
化铝和二氧化碳气体。
7．铝和铁的含量在地球金属元素中处于前两位，它们的单质及化合物应用非常广泛。
（1）铁酸钠（Na2FeO4）是一种新型净水剂，制取原理如下：
Fe(NO3)3+NaOH+Cl2→Na2FeO4+NaNO3+NaCl+H2O
配平上述化学方程式 。
（2）工业上利用Fe2O3和CO 反应制取铁，在一定温度下，反应如下：Fe2O3(s)
+3CO(g)⇌2Fe(s)+3CO2(g)
①该反应的平衡常数表达式为K= 。
②该温度下，在2L 盛有Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO 气体，10min 后，生成了单质
铁11.2g，则10min 内CO 的平均反应速率为 。
③请用上述反应中某种气体的有关物理量来说明该反应已达到平衡状态： 。
a.
b.
c.
d.
（3）某些金属氧化物粉末和Al 粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应。下列反应速率
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（v）和温度（T）的关系示意图中与铝热反应最接近的是 。
（4）实验室通常用硫酸铝溶液和氨水反应制备Al(OH)3，写出该反应的离子方程式
。如果用硫酸铝溶液和氢氧化钠溶液反应，能否制得Al(OH)3，简要说明原因 。
【答案】 2Fe(NO3)3+16NaOH+3Cl2=2Na2FeO4+6NaNO3+6NaCl+8H2O
0.015mol/(L·min) CO（或CO2）的生成速率与消耗速率相等；CO（或CO2）的质
量不再改变 b Al3++3NH3·H2O→Al（OH）3↓+3NH4
+ 不能，Al(OH)3会溶
于氢氧化钠溶液，不好控制(能，只要控制好加入的氢氧化钠溶液的量)
【分析】（1）利用得失电子守恒，配平氧化还原反应方程式；
（2）化学平衡常数为生成物浓度的幂次方之积与反应物浓度的幂次方之积的比值，固
体与纯液体不写；可逆反应达到平衡状态时，各物质的不再变化，正反应速率和逆反
应速率相等；
（3）金属氧化物粉末和Al 粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应，铝热反应为放热反
应，温度越高，反应速率越快；
（4）离子方程式书写的时候，难溶于水的物质、弱电解质、难溶物写成化学式，易溶
于水的强电解质写出离子的形式；氢氧化铝既能溶于强酸又能溶于强碱。
【详解】（1）利用得失电子守恒，配平氧化还原反应方程式，
2Fe(NO3)3+16NaOH+3Cl2=2Na2FeO4+
6NaNO3+6NaCl+8H2O；
（2）①Fe2O3、Fe 为固体，浓度视为不变，不能出现在表达式中，故K=
；
10min
②
后，生成了单质铁11.2g，则消耗0.3molCO，故10min 内CO 的平均反应速率
为：
=0.015mol/(L·min) ；
③可逆反应达到平衡状态时，①各组分的浓度保持不变；②正逆反应速率相等。故CO
（或CO2）的质量不再改变说明该反应已达到平衡状态， CO（或CO2）的生成速率与
消耗速率相等说明该反应已达到平衡状态；
（3）Al 与金属氧化物发生铝热反应是放热反应，温度越高反应速率越大，但反应开
始时温度不是0，对照图示，b 选项符合题意；
（4）NH3·H2O 是弱电解质，Al(OH)3是难溶于水的物质，在离子方程式书写时，写成
化学式，故实验室通常用硫酸铝溶液和氨水反应制备Al(OH)3的离子方程式：Al3+
+3NH3·H2O→Al(OH)3↓+3NH4
+；氢氧化铝具有两性，既能溶于强酸又能溶于强碱，故
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用硫酸铝溶液和氢氧化钠溶液反应，不能制取Al(OH)3，因为Al(OH)3会溶于氢氧化钠
溶液，不好控制；或用硫酸铝溶液和氢氧化钠溶液反应，能制取Al(OH)3，只要控制好
加入的氢氧化钠溶液的量。
8．氯化铝可制备无机高分子混凝剂，在有机合成中有广泛的用途。完成下列填空：
（1） 实验室配制氯化铝溶液时加入盐酸的目的是 。
（2）往AlCl3溶液中加入过量下列溶液，最终得到无色澄清溶液的是 （填编
号）。
a Na2CO3 b NaOH c NaAlO2 d H2SO4
取AlCl3溶液，用小火持续加热至水刚好蒸干，生成白色固体的组成可表示为：Al2
（OH）nCl（6-n），为确定n 的值，取3.490g 白色固体，全部溶解在0.1120 mol 的HNO3
（足量）中，并加水稀释成100 mL，将溶液分成两等价，进行如下实验：
（3）一份与足量氨水充分反应后过滤、洗涤、灼烧，最后得Al2O3的质量为1.020g。
判断加入氨水已足量的操作是 。过滤、洗涤后至少要灼烧 次（填写数
字）；测定样品中铝元素含量时不选择测定干燥Al（OH）3的质量，而是测定A12O3
的质量的原因可能是 （选填编号）。
a 干燥Al（OH）3固体时易失水 b Al2O3的质量比Al（OH）3大，误差小
c 沉淀Al（OH）3时不完全 d 灼烧氧化铝时不分解
（4）从另一份溶液中取出20.00 mL，用0.1290 mol/L 的标准NaOH 溶液滴定过量的硝
酸，滴定前滴定管读数为0.00 mL，终点时滴定管液面（局部）如图所示（背景为白底
蓝线的滴定管）。则滴定管的读数 mL，Al2（OH）nCl（6-n）中n 的值为
。
【答案】 抑制Al3+水解 b、d 静置，取上层清液，继续加氨水，若无沉
淀生成，则氨水已过量 2 ad 18.60 5
【分析】（1）氯化铝水解显酸性；
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（2）a、AlCl3和Na2CO3发生双水解；
b、AlCl3和过量的氢氧化钠反应生成NaAlO2溶液；
c、AlCl3和NaAlO2发生双水解；
d、AlCl3和硫酸不反应；
（3）判断试剂已过量的方法是继续滴加；当氨水加入过量时，去上层清液继续滴加氨
水，则无沉淀生成；将所得的Al（OH）3沉淀至少灼烧2-3 次，至两次质量差不超过
0.1g 即说明Al（OH）3分解完全得Al2O3，不选择测定干燥Al（OH）3的质量，而是测
定Al2O3的质量的原因是Al（OH）3热稳定性不如Al2O3好；
（4）滴定管的0 刻度在上；根据0.1120mol HNO3的消耗有两个原因：被3.490gAl2
（OH）nCl（6-n）中OH-消耗的和被0.1290mol/L 的标准NaOH 溶液消耗的，据此计算。
【详解】（1）氯化铝水解显酸性，加入盐酸能抑制其水解，故答案为：抑制Al3+水解；
（2）a、AlCl3和Na2CO3发生双水 2AlCl3+3Na2CO3+3H2O=2Al（OH）3↓+3CO2↑，得不
到澄清溶液，故a 错误；
b、AlCl3和过量的氢氧化钠反应生成NaAlO2溶液：
AlCl3+4NaOH=3NaCl+NaAlO2+2H2O，得澄清溶液，故b 正确；
c、AlCl3和NaAlO2发生双水 AlCl3+3NaAlO2+6H2O=4Al（OH）3↓+3NaCl，得不到澄清
溶液，故c 错误；
d、AlCl3和硫酸不反应，故溶液仍为澄清，故d 正确；
bd 正确，故答案为：bd；
（3）判断试剂已过量的方法是继续滴加，即当氨水加入过量时，去上层清液继续滴加
氨水，则无沉淀生成；将所得的Al（OH）3沉淀至少灼烧2-3 次，至两次质量差不超
过0.1g 即说明Al（OH）3分解完全得Al2O3，不选择测定干燥Al（OH）3的质量，而
是测定Al2O3的质量的原因是干燥Al（OH）3时易分解失水而灼烧Al2O3不失水；故答
案为：静置，取上层清液，滴加氨水，无沉淀生成；2；ad；
（5）滴定管的0 刻度在上，故滴定管的读数为18.60mL，则消耗的氢氧化钠的体积为
18.60mL；根据0.1120molHNO3的消耗有两个原因，被3.490gAl2（OH）nCl（6-n）中OH-
消耗的和被0.1290mol/L 的标准NaOH 溶液消耗的，由此可得关系式：0.112mol=
×n+0.129mol/L×0.0186L×5，解得n=5，故答案为：18.60；5。
9．聚合氯化铝晶体([Al2(OH)nCl(6-n)•XH2O]m)是一种高效无机水处理剂。它的制备原理
是调节AlCl3溶液的pH，通过促进其水解而结晶析出。
回答下列问题：
(1)铝原子核外能量最高的电子有 个。分析AlCl3熔点较低的原因(熔点：AlCl3—
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194℃，Al2O3—2054℃，NaCl—801℃)。
(2)比较聚合氯化铝晶体中同周期两种元素的原子半径，并用原子结构知识说明理由。
(3)铝灰(主要成分为Al、Al2O3，另有少量CuO、SiO2、FeO 和Fe2O3杂质)可制备
AlCl3，如果先除去铝灰中的金属氧化物杂质可选用 (选填：“强碱”或“强
酸”)。写出其中Al 发生反应的离子方程式 。
(4)制备聚合氯化铝晶体，需严格控制溶液的pH 在4.0～4.5 才能使产率达到最大。结合
AlCl3水解的离子方程式，用化学平衡移动原理解释控制pH 在4.0～4.5 之间的原因
【答案】 1 AlCl3是分子晶体，分子间以较弱的分子间作用力结合
Al>Cl；Al 和Cl 原子核外电子层数相同，Al 比Cl 的核电荷数小，核对外层电子的吸引
力也小，所以半径较大 强碱 2OH-+2Al+2H2O→2AlO2
-+3H2↑ Al3++3H2O
Al(OH)3+3H+；pH 太小，氯化铝的水解平衡向左移动，产率减小；pH 太大则水解
平衡向右移动，生成氢氧化铝沉淀，产率也会下降
【分析】（1）根据Al 原子的核外电子排布1s22s22p63s23p1可得；AlCl3是分子晶体，熔
沸点低；
（2）聚合氯化铝晶体中同周期两种元素的原子为Al 和Cl，电子层数均为3，核外电
子数不同，原子核对核外电子的吸引力不同；
（3）铝灰（主要成分为Al、Al2O3，另有少量CuO、SiO2、FeO 和Fe2O3杂质）可制备
AlCl3，只有Al、Al2O3溶于强碱生成偏铝酸盐，与金属氧化物杂质分离，再将偏铝酸
盐用盐酸酸化得AlCl3；
（4）AlCl3水解的离子方程式为Al3＋+3H2O
Al（OH）3+3H＋，根据酸碱性对平衡
的影响分析。
【详解】（1）Al 核电荷数为13，具有3 个电子层，最外层电子数为3，核外电子排布
式为：1s22s22p63s23p1，3p 为能量最高的轨道，只有一个电子；AlCl3是分子晶体，分子
间作用力较弱，故AlCl3熔点较低；
（2）聚合氯化铝晶体中同周期两种元素的原子为Al 和Cl，Al 和Cl 原子核外电子层数
相同，Al 比Cl 的核电荷数小，核对外层电子的吸引力也小，所以半径较大，故Al＞
Cl；
（3）铝灰中只有Al、Al2O3溶于强碱生成偏铝酸盐，与金属氧化物杂质分离，其中铝
发生的反应为：2OH－+2Al+2H2O→2AlO2－+3H2↑；
（4）AlCl3水解的离子方程式为：Al3＋+3H2O
Al（OH）3+3H＋，pH 太小，氯化铝
的水解平衡向左移动，产率减小，pH 太大则水解平衡向右移动，生成氢氧化铝沉淀，
产率也会下降，故需需严格控制溶液的pH。
10．有一无色透明溶液，欲确定是否含有下列离子：K＋、Mg2＋、Al3＋、Fe2＋、Ba2＋、
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NO3－、SO4
2－、Cl－、I－、HCO3－，实验如下：
实验步骤
实验现象
①用玻璃棒蘸取少量该溶液，点在pH 试纸中
部
试纸变为红色
②取少量该溶液放入洁净的试管中，加入Cu
片和浓硫酸，加热
有无色气体产生，气体遇空气可以变
成红棕色
③取少量该溶液放入洁净的试管中，加入
BaCl2溶液
有白色沉淀生成
④取③中反应后的上层清液，加入AgNO3溶液
有稳定的白色沉淀生成，且不溶于稀
硝酸
⑤取少量该溶液，加入NaOH 溶液
有白色沉淀生成，当NaOH 过量时，
沉淀部分溶解
由此判断：
（1）溶液中一定存在的离子是 ；溶液中肯定不存在的离子是
。
（2）写出实验步骤②中所发生反应的离子方程式： 。
（3）为了进一步确定其他离子，应该补充的实验及对应欲检验离子的名称 。
【答案】 NO3－、SO4
2－、Mg2＋、Al3＋ Fe2＋、HCO3－、I－、Ba2＋ 3Cu
＋8H＋＋2NO3－=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O K＋的检验：用铂丝或光洁无锈的铁丝蘸取
少量该溶液，在酒精灯上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察，若火焰为紫色，则可证明K＋的
存在；Cl－的检验：取少量该溶液放入洁净的试管中，向溶液中加足量的Ba(NO3)2溶液，
过滤后向滤液中加AgNO3溶液，再加稀硝酸，白色沉淀不溶解，可证明有Cl－存在
【分析】(1)有一无色透明溶液，则溶液中肯定不含Fe2＋；由①pH 试纸变红，说明溶
液显酸性，,所以HCO3－不存在;由(2)加Cu 片和浓硫酸,加热有无色气体产生,气体
（NO）遇空气可以变成红棕色(二氧化氮),说明溶液中含有NO3－,则一定不含有I－;由(3)
取少量该溶液,加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,则含有SO4
2－;由(4)取(3)中的上层清夜,加
AgNO3,有稳定的白色沉淀生成,且不溶于稀硝酸,则含有Cl－。由于所加的氯化钡溶液中
含有Cl－,所以原离子中的Cl－是否存在不确定;
由(5)取少量该溶液,加入NaOH 溶液有白色沉淀生成,当NaOH 过量时,沉淀部分溶解,则
含有Mg2＋、Al3＋.
【详解】(1)综上可以知道,溶液中一定存在的离子是NO3－、SO4
2－、Mg2＋、Al3＋,溶液
中肯定不存在的离子是Fe2＋、HCO3－、I－、Ba2＋；
(2)取少量该溶液放入洁净的试管中，加入Cu 片和浓硫酸，加热,离子方程式为：3Cu＋
8H＋＋2NO3－=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；
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(3)溶液中不确定的元素还有K＋、Cl－。K＋的检验：用铂丝或光洁无锈的铁丝蘸取少量
该溶液，在酒精灯上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察，若火焰为紫色，则可证明K＋的存在；
Cl－的检验：取少量该溶液放入洁净的试管中，向溶液中加足量的Ba(NO3)2溶液，过滤
后向滤液中加AgNO3溶液，再加稀硝酸，白色沉淀不溶解，可证明有Cl－存在。
【点睛】无色溶液中,有色离子不存在,氢氧化铝是两性氧化物,能溶于强碱中,白色且不
溶于硝酸的白色沉淀是氯化银或者是硫酸钡,在酸性环境下,能和氢离子反应的离子不共
存,根据离子反应的现象以及离子共存的知识加以分析.
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