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第7講：鋁及其化合物
【內容與解析】
本節要復習的內容是鋁作為金屬的通性以及它的兩個特性，Al2O3、Al（OH）3的兩性與Al（OH）3分解的性質。鋁的通性就是指的是鋁能與非金屬單質、酸、鹽溶液反應。鋁的特性中是鋁能與NaOH反應以及鋁能與比它穩定的金屬氧化物發生鋁熱反應。Al2O3、Al（OH）3的兩性就是指這兩種物質能與酸堿反應生成鹽與水。Al（OH）3的熱穩定差。加熱時能分解。
【目標與解析】
1．目標
（1）.Al2O3、Al(OH)3的兩性及Al3＋、Al(OH)3、AlO－2間的轉化關系。
（2）．結合Al(OH)3的制備實驗、計算及在生產生活中的應用進行綜合考查。
2．目標解析
（1）.Al2O3、Al(OH)3的兩性及Al3＋、Al(OH)3、AlO－2間的轉化關系。就是指Al2O3、Al(OH)3既能與酸也能與堿反應生成鹽與水，再一個就是氫氧化鋁在加熱的時候會分解。
（2）．結合Al(OH)3的制備實驗、計算及在生產生活中的應用進行綜合考查。就是指
Al3＋＋3NH3•H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4 AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3
【問題診斷分析】
本節的復習學習是高中知識的重要組成部分，本節中難在鋁的兩性上，再就是鋁熱反應與鎂鋁合金的計算問題。其重點是化學方程式與離子方程式的書寫。
【復習過程】
一、鋁的性質和用途
　金屬鋁呈銀白色，硬度小，密度小，熔點較高，和鎂類似，鋁的主要用途是制造鋁合金，鋁優良的導電性和密度小，使鋁大量用制作導線。
鋁元素位于元素周期表的第三周期第ⅢA族，化學性質比較活潑，在反應中多被氧化為Al3＋，如：
鋁可以在純氧中燃燒：4Al＋3O2=====點燃2Al2O3；鋁與鹽酸反應：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑；
鋁溶于NaOH溶液的反應：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑；
用鎂條引燃鋁粉和Fe2O3的混合物：2Al＋Fe2O3=====高溫2Fe＋Al2O3，這一反應也被稱作鋁熱反應。
二、鋁的重要化合物
1．氧化鋁
氧化鋁屬于離子化合物，室溫下，它是一種白色固體，熔點很高。氧化鋁是冶煉鋁的原料，也是一種較好的耐火材料。
氧化鋁屬于典型的兩性氧化物，與酸、強堿都能反應，請寫出下列反應的化學方程式：
氧化鋁溶于鹽酸：Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O。
氧化鋁與燒堿溶液反應：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O。
電解熔融的氧化鋁：2Al2O3=====電解4Al＋3O2↑。
2．氫氧化鋁
可溶性鋁鹽和氨水反應可制得Al(OH)3，它是一種難溶于水的白色膠狀物質，具有較強的吸附能力。Al(OH)3受熱易分解，是一種典型的兩性氫氧化物。Al3＋＋3OH－??Al(OH)3??H＋＋AlO－2＋H2O；
Al(OH)3與鹽酸反應：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O；
Al(OH)3與NaOH溶液反應：Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O；
Al(OH)3受熱分解的化學方程式：2Al(OH)3=====△Al2O3＋3H2O。
3．明礬：Al(SO4)2•12H2O
明礬易溶于水，完全電離：Al(SO4)2===＋＋Al3＋＋2SO2－4，其水溶液因Al3＋水解而顯酸性。
三、Al3＋、Al(OH)3、AlO－2間的轉化關系
　據下圖寫出下列轉化的離子方程式：

(1)Al3＋?→Al(OH)3 ①Al3＋＋3NH3•H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4；
②Al3＋＋3AlO－2＋6H2O===4Al(OH)3↓； ③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓。
(2)Al(OH)3?→Al3＋ Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。
(3)Al3＋?→AlO－2 Al3＋＋4OH－===AlO－2＋2H2O。
(4)AlO－2?→Al3＋ AlO－2＋4H＋===Al3＋＋2H2O。
(5)AlO－2?→Al(OH)3
①NaAlO2溶液中通少量CO2：2AlO－2＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO2－3。
NaAlO2溶液中通入足量CO2：AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3
②3AlO－2＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓；③AlO－2＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓。
(6)Al(OH)3?→AlO－2
Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O。
網絡構建
鋁及其重要化合物的轉化關系

熱點1鋁的性質
1.位置和結構
在元素周期表中的第三周期、ⅢA族，原子結構示意圖為：
2．化學性質
(1)跟非金屬反應
常溫下被O2氧化，生成致密氧化物保護膜。在純氧或高溫下劇烈燃燒，發出白光。
4Al＋3O2 2Al2O3 2Al＋3S Al2S3(制備Al2S3的方法)
(2)跟水反應困難
(3)跟酸反應：常溫下在濃H2SO4、濃HNO3中發生鈍化。與非氧化性酸反應產生H2，
如2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑。
(4)跟強堿溶液反應：

可簡寫為：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。
(5)跟某些氧化物反應——鋁熱反應
2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3
此反應放出大量的熱，用于冶煉高熔點的金屬或焊接金屬。
3．鋁與酸或堿反應生成H2的量的關系[:s5u]
鋁分別與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應的原理：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
(1)等量鋁分別與足量鹽酸和氫氧化鈉溶液反應，產生氫氣的體積比：VHClH2VNaOHH2＝1：1。
(2)足量的鋁分別與等物質的量的鹽酸和氫氧化鈉反應，產生氫氣的體積比為：VHClH2VNaOHH2＝1：3。
(3)一定量的鋁分別和一定量的鹽酸和氫氧化鈉反應若產生氫氣的體積比為13<VHClH2VNaOHH2<11，則必定是：
①鋁與鹽酸反應時，鋁過量而鹽酸不足。 ②鋁與氫氧化鈉反應時，鋁不足而氫氧化鈉過量。
【例1】　將5.4 g Al投入200.0 mL 2.0 mol/L的某溶液中有氫氣產生，充分反應后有金屬剩余，該溶液可能為(　　)
A．HNO3溶液　　　B．Ba(OH)2溶液 C．H2SO4溶液 D．HCl溶液
[解析]　n(溶質)＝0.2 L×2.0 mol/L＝0.4 mol。設酸為n元酸，若充分反應，有H2放出后金屬有剩余，則
5.4 g27 g/mol×3>0.4 mol•n 解得n<1.5，即n＝1。由于Al與HNO3作用不放出H2，故若為酸，則為鹽酸；若為堿，則由2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑知，0.4 mol OH－需0.4 mol Al，Al不可能剩余。
綜上分析，正確答案為D。
變式1　甲、乙兩燒杯中各盛有100 mL 3 mol•L－1的鹽酸和氫氧化鈉溶液，向兩燒杯中分別加入等質量的鋁粉，反應結束后測得生成的氣體體積比為1：2，則加入鋁粉的質量為(　　)
A．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.6 g
解析：根據鋁與鹽酸和鋁與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式判斷。若在含等物質的量的HCl和NaOH溶液中加入足量的鋁粉，則產生的氫氣體積比為1：3；若在含足量的HCl和NaOH溶液中分別加入等量的鋁粉，則產生的氫氣體積比為1：1。而題中實際為1：2，說明鋁粉的量相對鹽酸是過量的，而對NaOH是不足的。與前者反應的鋁粉是2.7 g，而與后者反應的鋁粉應為5.4 g，故選A。
熱點2鋁的重要化合物
1.氧化鋁(典型的兩性氧化物)
(1)物理性質：白色難溶固體，可做耐火材料。
(2)化學性質：
Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O
2．氫氧化鋁(典型的兩性氫氧化物)
(1)物理性質：不溶于水的白色膠狀物質，Al(OH)3膠體能凝聚水中懸浮物，吸附色素。
(2)化學性質：
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O 2Al(OH)3 =====△ Al2O3＋3H2O
(3)制備：
因Al2O3不能與水化合，故不能用Al2O3直接制取Al(OH)3
①用鋁鹽(Al3＋)制取Al(OH)3
加入氨水至沉淀完全，一般不用NaOH等強堿。Al3＋＋3NH3•H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4
②用鋁屑、燒堿、稀H2SO4制取Al(OH)3
法一：Al Al3＋ Al(OH)3； 法二： Al AlO－2 Al(OH)3；

每制取1 mol Al(OH)3，方法一耗H＋和OH－各3 mol；方法二耗H＋和OH－各1 mol；方法三耗H＋和OH－各3/4 mol。故方法三最節省原料。
3．硫酸鋁鉀
(1)硫酸鋁鉀由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成，電離時能產生兩種陽離子。
(2)明礬可作凈水劑 。
(3)硫酸鋁鉀具有Al3＋、SO2－4的性質。

4．“鋁三角”及其應用
(1)“鋁三角”是指Al3＋、Al(OH)3、AlO－2相互轉化的三角關系(右圖所示)。
(2)應用
①制取Al(OH)3
Al3＋＋3NH3•H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4 AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3
Al3＋＋3AlO－2＋6H2O===4Al(OH)3↓
②離子共存問題
a．與Al3＋不能大量共存的離子有OH－、S2－、AlO－2、HCO－3、ClO－、CO2－3等。
例如：Al3＋＋3ClO－＋3H2O===Al(OH)3↓＋3HClO Al3＋＋3HCO－3===Al(OH)3↓＋3CO2↑。
b．與AlO－2不能大量共存的離子有H＋、NH＋4、Al3＋、Fe3＋、HCO－3、HSO－3等。
例如：AlO－2＋NH＋4＋H2O===Al(OH)3↓＋NH3↑ 3AlO－2＋Fe3＋＋6H2O===3Al(OH)3↓＋Fe(OH)3↓
AlO－2＋HCO－3＋H2O===Al(OH)3↓＋CO2－3。
【例2】　將氯化鋁溶液和氫氧化鈉溶液等體積混合，得到的沉淀物中含鋁元素的質量與溶液中含鋁元素的質量相等，則原氯化鋁溶液與氫氧化鈉溶液的物質的量濃度之比可能是(　　)
①1:3　②2:3　③1:4　④2:7
A．①② B．①③ C．②③ D．②④
[解析]　沉淀物可以肯定是Al(OH)3，而溶液中的鋁元素可能有兩種存在形式。
(1)若AlCl3過量，而NaOH的量不足，溶液中的鋁元素應是以Al3＋形式存在。
AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl
1 mol 3 mol 1 mol
依據題意知溶液中還有1 mol AlCl3，c(AlCl3):c(NaOH)＝(1＋1):3＝2:3。
(2)若AlCl3量不足，NaOH過量時，溶液中的鋁元素以AlO－2形式存在。
AlCl3～3NaOH～Al(OH)3
1 mol 3 mol 1 mol
依題意溶解了0.5 mol Al(OH)3，設此時又消耗了NaOH的物質的量為n(NaOH)，
Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O
1 1
0．5 mol n(NaOH)
n(NaOH)＝0.5 mol， c(AlCl3):c(NaOH)＝1:(3＋0.5)＝2:7。
[答案]　D
變式2　鋁是一種重要的金屬。
(1)鋁在元素周期表中的位置是________。
(2)生產中曾用鋁熱反應焊接鋼軌，鋁與氧化鐵發生反應的化學方程式為__________________________。(3)鋁與NaOH溶液反應的離子方程式為：__________________________；
同溫同壓下，在濃度和體積均為100 mL 2 mol/L的鹽酸及NaOH溶液中各加入等質量的Al，產生氣體的體積比為5:6，則所加Al的質量為________。
(4)以上述所得AlCl3溶液為原料制取無水AlCl3，先制得AlCl3•6H2O晶體，主要操作包括____________________________，在干燥的HCl氣流中加熱AlCl3•6H2O晶體，能進一步制取無水AlCl3，其原因是(結合離子方程式簡要說明)____________________________________________________________
解析：(3)2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，由上述兩個方程式可以看出，當鹽酸與NaOH的物質的量相同時，產生H2的體積為1:3，現為5:6>1:3，故加入的Al相對鹽酸過量，對NaOH不足。0.2 mol的HCl需Al的質量為13×27 g/mol×0.2 mol＝1.8 g，對應5份H2，當H2為6份時，鋁的質量為65×1.8 g＝2.16 g即為所求。
答案：(1)第3周期ⅢA族(2)2Al＋Fe2O3 Al2O3＋2Fe(3)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑　2.16 g

(4)加熱濃縮，冷卻結晶，過濾　Al3＋＋3H2O??Al(OH)3＋3H＋，在干燥的HCl氣流中，抑制AlCl3的水解，且帶走AlCl3•6H2O晶體受熱產生的水蒸氣，故能得到AlCl3
熱點3有關氫氧化鋁沉淀的計算
1.鋁鹽與強堿的反應(以AlCl3與NaOH的反應為例)
向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液時，發生的反應依次為：
Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O
生成的Al(OH)3與加入的NaOH的物質的量關系可用圖象表示為

(1)根據AlCl3和NaOH的物質的量計算生成的Al(OH)3的物質的量，結合反應的化學方程式及圖象可知：
①當n(OH－):n(Al3＋)≤3時， n[Al(OH)3]＝13n(OH－)。
②當3<n(OH－):n(Al3＋)<4時，
n[Al(OH)3]＝n(Al3＋)－[n(OH－)－3n(Al3＋)]＝4n(Al3＋)－n(OH－)。
③當n(OH－)?n(Al3＋)≥4時，n[Al(OH)3]＝0。
(2)根據Al(OH)3和AlCl3的物質的量，計算需要的NaOH的物質的量。
由圖象可以看出，AlCl3和生成的Al(OH)3為一定值時，加入的NaOH有兩種情況：
①當NaOH不足時，n(NaOH)＝3n[Al(OH)3]。②當NaOH過量時，
n(NaOH)＝3n(Al3＋)＋{n(Al3＋)－n[Al(OH)3]}＝4n(Al3＋)－n[Al(OH)3]。
2．偏鋁酸鹽與強酸的反應(以NaAlO2和鹽酸的反應為例)
向NaAlO2溶液中滴加稀鹽酸時，發生的反應依次為：
AlO－2＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓ Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O[:高考資網S5U]
生成的Al(OH)3與加入的鹽酸的物質的量的關系可用圖象表示為：

(1)根據NaAlO2和HCl的物質的量計算生成Al(OH)3的量
結合反應的化學方程式及圖象可知：
①當n(H＋):n(AlO－2)≤1 時，n[Al(OH)3]＝n(H＋)。
②當1<n(H＋)?n(AlO－2)<4時，n[Al(OH)3]＝n(AlO－2)－13[n(H＋)－n(AlO－2)]＝13[4n(AlO－2)－n(H＋)]。
③當n(H＋):n(AlO－2)≥4時，n[Al(OH)3]＝0。
(2)根據Al(OH)3和NaAlO2的物質的量計算需要的HCl的物質的量
由圖象可以看出，NaAlO2和生成的Al(OH)3為一定值時，加入的鹽酸有兩種情況：
①當鹽酸不足時，n(HCl)＝n[Al(OH)3]。
②當鹽酸過量時，n(HCl)＝n(AlO－2)＋3{n(AlO－2)－n[Al(OH)3]}＝4n(AlO－2)－3n[Al(OH)3]。
【例3】　在50 mL b mol/L的AlCl3溶液中加入50 mL a mol/L NaOH溶液。
(1)當a≤3b時，生成Al(OH)3沉淀的物質的量為________。
(2)當a、b滿足________條時，無沉淀產生。
(3)當a、b滿足________條時，先有沉淀生成，后又有部分沉淀溶解，此時Al(OH)3的質量為________。
[解析]　(1)依題意知，在AlCl3溶液中加入NaOH溶液有如下兩反應發生：AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl①AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O②根據以上兩反應可以看出：當a≤3b時只發生第一個反應，此時NaOH不足量，產生沉淀的量取決于NaOH，n[Al(OH)3]＝13n(NaOH)＝0.05 a3 mol。(2)如果無沉淀生成，Al元素全部以AlO－2形式存在，n(AlCl3):n(NaOH)≤1:4，即a:b≥4:1，整理得a≥4b。(3)此種情況應當是兩個反應均發生，鋁元素以Al(OH)3和AlO－2兩種形式存在。符合關系：14<nAlCl3nNaOH<13，即：14<ba<13，
整理得：3b<a<4b或a4<b<a3。求沉淀的量方法很多。
法一：聯立方程法。設反應①中，AlCl3物質的量為x，則Al(OH)3為x，NaOH為3x，
反應②中AlCl3物質的量為y，NaOH為4y，
x＋y＝0.05b mol，3x＋4y＝0.05a mol.
解得x＝(0.2b－0.05a) mol＝0.05(4b－a) mol。m[Al(OH)3]＝78 g/mol×0.05(4b－a) mol＝3.9(4b－a) g。
法二：守恒法。此種條下，溶液中的離子有：Na＋、Cl－、AlO－2。n(AlO－2)＝n(Na＋)－n(Cl－)＝0.05a mol－0.05×3b mol n[Al(OH)3]＝n(Al3＋)總－n(AlO－2)＝0.05b mol－(0.05a mol－0.15b mol)＝(0.2b－0.05a) mol＝0.05(4b－a) mol。m[Al(OH)3]＝78 g/mol×0.05(4b－a) mol＝3.9(4b－a) g。
[答案]　(1)0.05a3 mol　(2)a≥4b　(3)a4<b<a3或3b<a<4b　3.9(4b－a) g
變式3　現有甲、乙兩瓶無色溶液，已知它們可能是AlCl3溶液和NaOH溶液。現做如下實驗：
①取440mL甲溶液與120mL乙溶液反應，產生1.56g沉淀；
②取120mL甲溶液與440mL乙溶液反應，也產生1.56g沉淀；
③取120mL甲溶液與400mL乙溶液反應，則產生3.12g沉淀；
通過必要的計算和推理判定：
(1)甲溶液為________溶液，其物質的量濃度是________mol•L－1；
乙溶液為________溶液，其物質的量濃度是________mol•L－1。
(2)寫出實驗③的有關離子方程式：__________________________________________________________
解析：由②③兩步實驗操作可知，甲溶液應為AlCl3溶液，乙溶液為NaOH溶液，由①步操作所給量值可求出NaOH溶液物質的量濃度：
1.56g78g•mol－1×3÷0.12L＝0.5mol•L－1，再由②中所給數據，(依據鋁原子守恒)求AlCl3。
設AlCl3溶液物質的量濃度為x，0．12x＝1.56g78g•mol－1＋(0.44L×0.5mol•L－1－3×0.12x)則x＝0.5mol•L－1。
答案：(1)AlCl3　0.5　NaOH　0.5 (2)Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O
有關氫氧化鋁沉淀的圖象
1．在可溶性鋁鹽中逐滴加入NaOH溶液至過量。

現象：立即產生白色沉淀→漸多→最多→漸少→消失
Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ Al(OH3)＋OH－===AlO－2＋2H2O 總反應：Al3＋＋4OH－===AlO－2＋2H2O
2．在偏鋁酸鹽溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量。

現象：立即產生白色沉淀→漸多→最多→漸少→消失
AlO－2＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓ Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O 總反應：AlO－2＋4H＋===Al3＋＋2H2O
3．在強堿溶液中逐滴加入鋁鹽溶液至過量。

現象：無明顯現象(局部產生白色沉淀，振蕩消失)→產生白色沉淀→漸多→最多(不消失)
Al3＋＋4OH－===AlO－2＋2H2O Al3＋＋3AlO－2＋6H2O===4Al(OH)3↓
4．在強酸溶液中逐滴加入偏鋁酸鹽溶液至過量。

現象：無明顯現象(局部產生白色沉淀，振蕩消失)→產生白色沉淀→漸多→最多(不消失)
AlO－2＋4H＋===Al3＋＋2H2O Al3＋＋3AlO－2＋6H2O===4Al(OH)3↓
5．向g2＋與Al3＋的酸性溶液中逐滴加入強堿溶液

現象：無明顯現象→出現沉淀→漸多→最多→減少→不變
H＋＋OH－===H2O Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
g2＋＋2OH－===g(OH)2↓ Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O
結論：(1)實驗不宜用Al3＋和強堿溶液、AlO－2和強酸溶液反應制備Al(OH) 3，宜用Al3＋和NH3•H2O或將CO2氣體通入AlO－2溶液中制備Al(OH)3。(2)Al3＋只存在于酸性溶液中，AlO－2只存在于堿性溶液中，所以Al3＋和AlO－2不能共存于同一溶液中。(3)Al(OH)3只能溶于強酸或強堿溶液，不能溶于弱酸或弱堿溶液。[:Z+xx+k]
特別提醒：(1)解圖象試題應注意分析“四點”：“起點”、“折點”、“極點”、“終點”，利用原理引路，圖結合，對號入座。(2)當Al3＋與g2＋或Cu2＋或Fe3＋混合在一起，加入過量的NaOH溶液時，生成的沉淀先增大，后減小，但不能減小為0。
【考例】　有一鎂鋁合金，用適量稀硫酸完全溶解，再加入氫氧化鈉溶液，析出沉淀的質量與加入氫氧化鈉的體積關系如圖所示，原合金中鎂鋁的質量比為(　　)

A．4:3　　　　　　　　B．4:9 C．8:9 D．20:27
[解析]　假定V(NaOH)單位為L，濃度為1 mol/L，則使g2＋、Al3＋沉淀需要NaOH 4 mol，將Al(OH)3溶解需要NaOH 1 mol，由方程式：NaOH＋Al(OH)3===NaAlO2＋2H2O，可知有1 mol Al(OH)3，即1 mol Al3＋，Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，使Al3＋沉淀用去NaOH 3 mol，使g2＋沉淀用去NaOH 1 mol，由g2＋＋2OH－===g(OH)2↓知，含有g2＋ 0.5 mol，即g、Al的物質的量分別為0.5 mol、1 mol，鎂、鋁的質量比為(24 g/mol×0.5 mol)?(27 g/mol×1 mol)＝4:9，答案為B。[:s5u]
[答案]　B
變式　將一定質量的g和Al的混合物投入500mL稀硫酸中，固體全部溶解并產生氣體。待反應完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物質的量與加入NaOH溶液的體積關系如圖所示。則下列說法正確的是 (　　)

A．g和Al的總質量為8 g B．硫酸的物質的量濃度為5 mol/L
C．生成的H2在標準狀況下的體積為11.2 L D．NaOH溶液的物質的量濃度為5 mol/L
解析：由圖象可知，沉淀g(OH)2為0.15 mol，Al(OH)3為(0.35－0.15)＝0.20 mol，則鎂和鋁的總質量＝0.15 mol×24 g/mol＋0.20 mol×27 g/mol＝9 g，故A項不正確；由反應關系得：
Al(OH)3～NaOH～NaAlO2
1 mol 1 mol
0.20 mol c(NaOH)×(0.24L－0.20 L)求得c(NaOH)＝5 mol/L，即D選項符合題意。
答案：D
備選習題
1.下列有關金屬鋁及其化合物的敘述正確的是(　　)
A．鋁在常溫下不能與氧氣反應 B．鋁不能與氯氣反應
C．鋁既能溶于酸，又能溶于堿 D．氧化鋁只能與酸反應，不能與堿反應
解析：鋁為活潑金屬，常溫下能與O2反應生成致密的氧化層；加熱條下與Cl2劇烈反應；Al、Al2O3既能與酸又能與堿反應。
2.

用一張已除去表面氧化膜的鋁箔緊緊包裹在試管外壁(如圖)，將試管浸入硝酸汞溶液中，片刻取出，然后置于空氣中，不久鋁箔表面生出“白毛”，紅墨水柱右端上升。根據實驗現象判斷下列說法錯誤的是(　　)
A．實驗中發生的反應都是氧化還原反應 B．鋁是一種較活潑的金屬
C．鋁與氧氣反應放出大量的熱量 D．鋁片上生成的白毛是氧化鋁和氧化汞的混合物
解析：本題中涉及的反應有：2Al＋3Hg(NO3)2===2Al(NO3)3＋3Hg,4Al＋3O2===2Al2O3，兩個反應均為氧化還原反應；由題中所述現象“紅墨水柱右端上升”，可推知試管中氣體體積受熱膨脹，意味著鋁與氧氣反應是放熱反應。鋁片上生成的“白毛”是氧化鋁。
3．現有Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(aq)六種物質，它們之間有如圖所示轉化關系，圖中每條線兩端的物質之間都可以發生反應，下列推斷不合理的是(　　)

A．N一定是HCl(aq) B．X可能為Al或Cl2
C．Y一定為NaOH(aq) D．Q、Z中的一種必定為Al2O3
解析：在Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(aq)中，只有NaOH(aq)能與Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3五種物質反應，對照轉化關系，可知Y為NaOH(aq)。只有HCl(aq)能與Al、Al2O3、Al(OH)3、NaOH(aq)四種物質反應，對照圖示轉化關系可知N為HCl(aq)，故選項A、C正確。選項B，若X為Al，Al能與Cl2、HCl(aq)、NaOH(aq)三種物質反應，而圖示給出的是與兩種物質反應，所以X不可能有是Al，但可能是Cl2。選項D，Al2O3既能與HCl(aq)反應，也能與NaOH(aq)反應，故Q、Z中的一種必定為Al2O3。
4．將物質X逐漸加入到Y溶液中，生成沉淀的物質的量n2與所加X的物質的量n1的關系如圖所示，符合圖所示情況的是(　　)

ABCD
XNaOHks5uAlCl3HClNaAlO2
YAlCl3NaOHNaAlO2HCl
解析：從圖中看出所加物質X能使沉淀[Al(OH)3]完全溶解，排除選項B、D，其中得到沉淀和溶解沉淀消耗X的物質的量之比為1:3。根據：AlO－2＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。
5．將g、Cu組成的2.64 g混合物投入適量稀硝酸中，固體完全溶解時收集到的還原產物NO氣體0.896 L(標準狀況)，向反應后溶液中加入2 mol/L NaOH溶液60 mL時金屬離子恰好沉淀完全。則形成沉淀質量及硝酸物質的量分別為(　　)
A．4.32 g　0.02 mol　　　　B．4.68 g　0.16 mol C．5.36 g　0.18 mol D．6.38 g　0.2 mol
解析：g－2e－＋2OH－===g(OH)2 Cu－2e－＋2OH－===Cu(OH)2所以生成沉淀質量為：
2．64 g＋0.896 L22.4 L/mol×3×17 g/mol＝4.68 g。金屬離子全部沉淀后，溶液為NaNO3，稀HNO3中，硝酸的物質的量為：n(HNO3)＝n(NaNO3)＋n(NO)＝2×0.06 mol＋0.896 L22.4 L/mol＝0.16 mol。
6．把NaOH、gCl2、AlCl3三種固體組成的混合物溶于足量水后有1.16 g白色沉淀，在所得的濁液中逐滴加入1 mol•L－1 HCl溶液，加入HCl溶液的體積與生成沉淀的質量關系如圖所示，試回答：

(1)A點的沉淀物的化學式為__________；B點的沉淀物的化學式為__________。
(2)原混合物中gCl2的質量是________ g，AlCl3的質量是__________ g，NaOH的質量是________ g。
(3)Q點HCl溶液加入量是__________ mL。

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