“步步高”高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 專題3 實(shí)驗(yàn)探究：Al及其化合物的性質(zhì)與實(shí)驗(yàn)探究 （蘇教 浙江專用）

實(shí)驗(yàn)探究Al及其化合物的性質(zhì)與實(shí)驗(yàn)探究鋁的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，可以與酸、堿、鹽都發(fā)生反應(yīng)，有的反應(yīng)比較復(fù)雜可能涉及多個(gè)反應(yīng)。某課外小組對(duì)一些金屬單質(zhì)和化合物的性質(zhì)進(jìn)行研究。（1）下表為“鋁與氯化銅溶液反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)報(bào)告的一部分：實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象將打磨過(guò)的鋁片（過(guò)量）放入一定濃度的CuCl2溶液中產(chǎn)生氣泡，析出疏松的紅色固體，溶液逐漸變?yōu)闊o(wú)色反應(yīng)結(jié)束后分離出溶液備用紅色固體用蒸餾水洗滌后，置于潮濕空氣中一段時(shí)間后固體由紅色變?yōu)榫G色［視其主要成分為Cu2(OH)2CO3］【實(shí)驗(yàn)探究1】按反應(yīng)類型寫出實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式各一個(gè)（是離子反應(yīng)的只寫離子方程式）置換反應(yīng)

；化合反應(yīng)

。（2）用石墨作電極，電解上述實(shí)驗(yàn)分離出的溶液，兩極產(chǎn)生氣泡。持續(xù)電解，在陰極附近的溶液中還可觀察到的現(xiàn)象是

。解釋此現(xiàn)象的離子方程式是

。(3)工業(yè)上可用鋁與軟錳礦(主要成分為MnO2)反應(yīng)來(lái)冶煉金屬錳。①用鋁與軟錳礦冶煉錳的原理是（用化學(xué)方程式表示）

。②MnO2在H2O2分解反應(yīng)中作催化劑。若將適量MnO2加入酸化后的H2O2溶液中，MnO2溶解產(chǎn)生Mn2＋，該反應(yīng)的離子方程式是

。解析（1）由CuCl2溶液中Cu2+的水解使溶液呈酸性，所以會(huì)有2Al+6H+2Al3++3H2↑,也有2Al+3Cu2+2Al3++3Cu;單質(zhì)銅在潮濕空氣中由紅色變?yōu)榫G色，化學(xué)方程式可寫成：2Cu+O2+H2O+CO2Cu2(OH)2CO3。（2）用石墨作電極,電解AlCl3溶液,電解的方程式為：2AlCl3+6H2O2Al(OH)3↓+3H2↑+3Cl2↑持續(xù)電解,電解水,陰極：2H2O+2e-H2↑+2OH-電解從而使陰極區(qū)OH-濃度增大，所以會(huì)看到有白色沉淀生成，后沉淀逐漸溶解至消失。（3）①類似于鋁熱反應(yīng)②根據(jù)題意可寫出離子方程式：MnO2+H2O2+2H+Mn2++O2↑+2H2O答案（1）2Al+6H+2Al3++3H2↑或2Al+3Cu2+2Al3++3Cu2Cu+O2+H2O+CO2Cu2(OH)2CO3（2）生成白色沉淀,后沉淀逐漸溶解至消失Al3++3OH-Al(OH)3↓，Al(OH)3+OH-+2H2O（3）①3MnO2+4Al3Mn+2Al2O3②MnO2+H2O2+2H+Mn2++O2↑+2H2O【實(shí)驗(yàn)探究2】（2010.金華一中模擬）某研究小組探究MgCl2和AlCl3混合溶液中加入氫氧化鈉溶液生成沉淀及沉淀溶解的情況，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能用到的儀器與藥品如下：過(guò)濾裝置，燒杯，滴管，0.5mol/LMgCl2、AlCl3各100mL,1mol/LNaOH溶液，1mol/L鹽酸探究一：實(shí)驗(yàn)開始時(shí)產(chǎn)生沉淀的成分【假設(shè)一】實(shí)驗(yàn)開始時(shí)產(chǎn)生的沉淀是Mg(OH)2【假設(shè)二】【假設(shè)三】實(shí)驗(yàn)開始時(shí)產(chǎn)生的沉淀是Al(OH)3和Mg(OH)2基于假設(shè)二成立，請(qǐng)利用下表完成實(shí)驗(yàn)過(guò)程：實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)論探究二：何時(shí)產(chǎn)生氫氧化鎂沉淀實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論①另取0.5mol/LMgCl2、AlCl3溶液各30mL于不同燒杯中②向0.5mol/LAlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至剛好反應(yīng)完全產(chǎn)生沉淀，沉淀增多，沉淀溶解，沉淀消失產(chǎn)生氫氧化鋁沉淀，加過(guò)量的氫氧化鈉溶液后氫氧化鋁又溶解③將MgCl2溶液全部倒入②反應(yīng)后的溶液中產(chǎn)生大量白色沉淀請(qǐng)用離子方程式表示上述實(shí)驗(yàn)步驟③的結(jié)論：

。由探究一、二分析可知，當(dāng)向相同濃度的MgCl2、AlCl3混合溶液中滴加氫氧化鈉溶液時(shí)產(chǎn)生沉淀及沉淀溶解情況是

。解析

探究一：因該實(shí)驗(yàn)條件下能夠生成Al(OH)3和Mg(OH)2沉淀，但可能二者溶解能力不同，形成沉淀有先后，故可有三種假設(shè)：先生成Mg(OH)2沉淀、先生成Al(OH)3沉淀、兩種沉淀同時(shí)生成。若假設(shè)二成立：實(shí)驗(yàn)開始時(shí)產(chǎn)生的沉淀為Al(OH)3，故可設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，具體見參考答案。探究二：②反應(yīng)后的溶液中含有大量，加入Mg2+可看到有沉淀生成，說(shuō)明Mg2+與發(fā)生水解反應(yīng)，產(chǎn)生Mg(OH)2和Al(OH)3沉淀；因探究一中假設(shè)二正確，由此可得出以下結(jié)論：先生成氫氧化鋁沉淀，再生成氫氧化鎂沉淀，最后是氫氧化鋁沉淀溶解。答案

探究一：實(shí)驗(yàn)開始時(shí)產(chǎn)生的沉淀是Al(OH)3實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)論①分別取30mL0.5mol/LMgCl2、AlCl3溶液于燒杯中，充分混合②向混合溶液中滴入2滴酚酞溶液，逐滴加入0.1mol/LNaOH溶液當(dāng)溶液中生成大量的白色絮狀沉淀后溶液的顏色不變產(chǎn)生的沉淀可能是氫氧化鋁或氫氧化鎂或二者混合物③將上述混合液過(guò)濾