《2025年金版新学案高三总复习化学》

5. 明矾
(1) 明矾的化学式为$KAl(SO_4)_2 · 12H_2O$，属于复盐。
(2) 明矾净水的原理：明矾溶于水时发生电离，电离方程式为${KAl(SO_{4})_{2}\xlongequal{}K^{+} + Al^{3+} + 2SO^{2-}_{4}}$，其中${Al^{3+}}$发生水解反应，产生$Al(OH)_3$胶体，其吸附能力很强，可以吸附水中的悬浮杂质并形成沉淀，使水变澄清。

答案： 5.
(1)$KAl(SO_4)_2 · 12H_2O$
(2)$Al(OH)_3$ 胶体

1. ${MgO}$与${Al}$粉的混合物也可称为铝热剂(×)
2. 实验室可用氧化铝坩埚熔化${NaOH}$、${Na_{2}CO_{3}}$固体等(×)
3. 铝和酸反应时，氧化剂是酸，铝和碱反应时，氧化剂是碱(×)
4. 明矾可作净水剂，起到杀菌消毒的作用(×)

答案： 1.× 2.× 3.× 4.×

1. 铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出${H_{2}}$的金属，就铝的这一特殊性质回答下列问题：
(1) 相同条件下，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1∶1。
(2) 相同条件下，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1∶3。
(3) 相同条件下，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${H_{2}}$相等，则${HCl}$和${NaOH}$的物质的量浓度之比是3∶1。
(4) 相同条件下，甲、乙两烧杯中各盛有$100\ mL\ 3\ mol·L^{-1}$的盐酸和${NaOH}$溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为$V(甲):V(乙)=1:2$，则加入铝粉的质量为A(填字母)。
A. $5.4\ g$
B. $3.6\ g$
C. $2.7\ g$
D. $1.8\ g$

答案： 1.
(1)1∶1
(2)1∶3
(3)3∶1
(4)A 解析：
(1)根据化学方程式：$2Al + 6HCl = 2AlCl_3 + 3H_2 \uparrow$、$2Al + 2NaOH + 6H_2O = 2Na[Al(OH)_4] + 3H_2 \uparrow$，得$Al$与$H_2$的关系式均为$2Al \sim 3H_2$，故只要参加反应的$Al$的量相等，所得$H_2$的量必相等。
(2)因为在反应中$Al$过量，产生的$H_2$由$HCl$和$NaOH$的量决定。根据化学反应中的关系式：$6HCl \sim 3H_2$、$2NaOH \sim 3H_2$，故当$HCl$、$NaOH$物质的量相等时，二者产生$H_2$的体积比为$1:3$。
(3)因为铝足量且产生$H_2$的量相等，根据关系式得$n(HCl):n(NaOH) = 3:1$，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度$c(HCl):c(NaOH) = n(HCl):n(NaOH) = 3:1$。
(4)当参加反应的$HCl$和$NaOH$的物质的量一样多时，产生$H_2$的体积比是$1:3$，而题设条件体积比为$1:2$，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是多量的，而对于$NaOH$来说是不足的。 $2Al + 6HCl = 2AlCl_3 + 3H_2 \uparrow$ $6 mol$ $3 mol$ $3 × 0.1 mol$ $0.15 mol$ 则$Al$与$NaOH$反应生成的$H_2$为$0.15 mol × 2 = 0.3 mol$。 $2Al + 2NaOH + 6H_2O = 2Na[Al(OH)_4] + 3H_2 \uparrow$ $2 × 27 g$ $3 mol$ $5.4 g$ $0.3 mol$ 即加入的铝粉的质量为$5.4 g$。

2. (2024·广东高三下阶段考试) 生活中处处有化学。下列生活中${Al}$及其化合物相关反应的离子方程式书写不正确的是(B)

A.胃舒平[主要成分为${Al(OH)_{3}}$]治疗胃酸过多：${Al(OH)_{3} + 3H^{+}\xlongequal{}Al^{3+} + 3H_{2}O}$
B.泡沫灭火器灭火原理：${2Al^{3+} + 3CO^{2-}_{3} + 3H_{2}O\xlongequal{}3CO_{2}\uparrow + 2Al(OH)_{3}\downarrow}$
C.某主要成分为苛性钠、铝粉的管道疏通剂：${2Al + 2OH^{-} + 6H_{2}O\xlongequal{}2[Al(OH)_{4}]^{-} + 3H_{2}\uparrow}$
D.明矾净水原理：${Al^{3+} + 3H_{2}O⇌ Al(OH)_{3}}$(胶体)${+ 3H^{+}}$

答案： 2.B 胃酸的主要成分为盐酸，胃舒平治疗胃酸过多的离子方程式为$Al(OH)_3 + 3H^+ = Al^{3+} + 3H_2O$，故A正确；泡沫灭火器是碳酸氢钠与硫酸铝溶液反应，离子方程式为$Al^{3+} + 3HCO_3^- = 3CO_2 \uparrow + Al(OH)_3 \downarrow$，故B错误；苛性钠与铝粉反应的离子方程式为$2Al + 2OH^- + 6H_2O = 2[Al(OH)_4]^- + 3H_2 \uparrow$，故C正确；明矾能净水是因为$Al^{3+}$水解：$Al^{3+} + 3H_2O \rightleftharpoons Al(OH)_3(胶体) + 3H^+$，产生的氢氧化铝胶体能吸附水中悬浮的杂质，故D正确。

3. (2024·广东广州模拟预测) “价—类”二维图体现了元素的分类观、转化观，下图是${Al}$及其部分化合物的“价—类”二维图。下列说法错误的是(B)


A.反应③④⑤⑥⑦均属于复分解反应
B.反应①⑥所加试剂可能相同
C.物质的类别处“$□$”代表四羟基合铝酸盐
D.反应④⑤均可以通过加入盐酸实现转化

答案： 3.B 根据“价—类”二维图可知a为$Al$，b为$Al_2O_3$，c为铝盐，e为$Al(OH)_3$，c与d，d与e可以相互转化，则d为四羟基合铝酸盐。反应③是铝盐转化为四羟基合铝酸盐，其离子方程式为$Al^{3+} + 4OH^- = [Al(OH)_4]^-$，反应④是四羟基合铝酸盐转化为铝盐，离子方程式为$[Al(OH)_4]^- + 4H^+ = Al^{3+} + 4H_2O$，反应⑥是铝盐转化为碱，离子方程式为$Al^{3+} + 3OH^- = Al(OH)_3 \downarrow$，反应⑦是碱转化为四羟基合铝酸盐，离子方程式为$Al(OH)_3 + OH^- = [Al(OH)_4]^-$，上述反应均为复分解反应，故A正确；反应①是铝转化为铝盐，加酸可以实现转化，反应⑥是铝盐转化为氢氧化铝，加入碱实现转化，两反应所加试剂不可能相同，故B错误；根据“价—类”二维图可知，d为四羟基合铝酸盐，故C正确；反应④是四羟基合铝酸盐转化为铝盐，离子方程式为$[Al(OH)_4]^- + 4H^+ = Al^{3+} + 4H_2O$，反应⑤是四羟基合铝酸盐转化为碱，离子方程式为$[Al(OH)_4]^- + H^+ = Al(OH)_3 \downarrow + H_2O$均可以通过加酸实现转化，故D正确。