（通用版）2020版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第三章 第二節(jié) 鎂、鋁及其化合物學(xué)案（含解析）.doc

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鎂、鋁及其化合物 第二節(jié) 鎂、鋁及其化合物 1.了解鋁、鎂及其重要化合物的制備方法。 2.掌握鋁、鎂及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。 考點(diǎn)(一)　鎂、鋁 【點(diǎn)多面廣精細(xì)研】 1．鋁的性質(zhì)和用途 (1)物理性質(zhì) 色、態(tài) 密度 質(zhì)地 導(dǎo)電、導(dǎo)熱、延展性 存在 銀白色，有金屬 光澤的固體 較小 柔軟 良好 自然界中以 化合態(tài)存在 [注意]　鋁是地殼中含量最高的金屬元素，僅次于硅元素。 (2)化學(xué)性質(zhì) 　寫出圖中標(biāo)號(hào)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式： ④2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。 ⑤2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3(鋁熱反應(yīng))。 (3)制備及用途 制備 電解熔融Al2O3：2Al2O34Al＋3O2↑ 用途 ①純鋁用作導(dǎo)線 ②鋁合金制備汽車、飛機(jī)、生活用品等 2.鎂的性質(zhì)和用途 (1)物理性質(zhì) ①鎂：鎂是銀白色有金屬光澤的固體，密度較小，硬度較低。 ②鎂合金：密度較小，硬度和強(qiáng)度都較大。 (2)對(duì)比記憶鎂的化學(xué)性質(zhì) 鋁 鎂 與非金屬 反應(yīng) 能被Cl2、O2氧化 2Mg＋O22MgO 3Mg＋N2Mg3N2 與水反應(yīng) 反應(yīng)很困難 能與沸水反應(yīng)： Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑ 與堿反應(yīng) 能溶于強(qiáng)堿溶液 不反應(yīng) 與某些 氧化物反應(yīng) 能與Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金屬氧化物發(fā)生鋁熱反應(yīng)　 　 能在CO2中燃燒： 2Mg＋CO22MgO＋C (3)用途 ①鎂合金——用于制造火箭、導(dǎo)彈和飛機(jī)的部件。 ②鎂——制造信號(hào)彈和焰火。 [小題練微點(diǎn)] 判斷下列說(shuō)法的正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“”)。 (1)(2017全國(guó)卷Ⅱ)2.4 g Mg與H2SO4完全反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.1NA(　　) (2)(2016天津高考)用NaOH溶液除去鎂粉中的雜質(zhì)鋁：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑(　　) (3)(2015全國(guó)卷Ⅰ)用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細(xì)打磨過(guò)的鋁箔在酒精燈上加熱，熔化后的液態(tài)鋁滴落下來(lái)，說(shuō)明鋁的熔點(diǎn)較低(　　) (4)(2015全國(guó)卷Ⅱ)濃硝酸滴入用砂紙打磨過(guò)的鋁條中，產(chǎn)生紅棕色氣體(　　) (5)(2014全國(guó)卷Ⅱ)鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng)，反應(yīng)后固體物質(zhì)增重(　　) (6)Mg粉與濃NH4Cl溶液反應(yīng)放出H2和NH3(　　) (7)冶煉鋁時(shí)常用焦炭作還原劑(　　) (8)1 mol Al與足量的硫酸或足量的氫氧化鈉溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同(　　) (9)鋁與少量NaOH溶液反應(yīng)得到鋁鹽，與足量NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鹽(　　) (10)相同質(zhì)量的鎂條分別在足量的CO2和O2中完全燃燒，所得固體的質(zhì)量相同(　　) (11)工業(yè)上制造鎂粉時(shí)，可將鎂蒸氣在N2中冷卻(　　) 答案：(1)　(2)√　(3)　(4)　(5)　(6)√　(7) (8)√　(9)　(10)　(11) 鎂、鋁的性質(zhì) 1.鋁制品具有較強(qiáng)的抗腐蝕性，主要是因?yàn)?　　) A．鋁的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 B．鋁在常溫時(shí)與氧氣不反應(yīng) C．鋁具有金屬性，也具有非金屬性 D．鋁與氧氣反應(yīng)生成一層致密的氧化物薄膜 解析：選D　鋁是活潑金屬，化學(xué)性質(zhì)活潑，故A錯(cuò)誤；鋁被氧氣氧化生成氧化鋁，而不是不反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；鋁具有金屬性，不具有非金屬性，故C錯(cuò)誤；鋁被氧氣氧化生成氧化鋁，氧化鋁是致密的氧化物，能阻止鋁進(jìn)一步被氧化，故D正確。 2.如圖所示的裝置中，把X溶液逐滴滴下與Y物質(zhì)反應(yīng)，若X為濃硫酸，Y為第三周期金屬元素的單質(zhì)，常溫下難與水反應(yīng)。Z為品紅溶液，實(shí)驗(yàn)中觀察到Z褪色。則Y為(　　) A．Na　　　　　　　　　 B．Mg C．Al D．Mg或Al 解析：選B　實(shí)驗(yàn)中品紅溶液褪色，說(shuō)明反應(yīng)中有SO2產(chǎn)生，因此該金屬是Mg，因?yàn)锳l在常溫下遇濃硫酸鈍化，而Na是活潑的金屬，極易與水反應(yīng)生成H2，B項(xiàng)正確。 鋁與酸、堿反應(yīng)的計(jì)算 3.(2019石景山區(qū)模擬)根據(jù)如圖的轉(zhuǎn)化關(guān)系判斷，下列說(shuō)法正確的是(反應(yīng)條件已略去)(　　) A．生成等質(zhì)量H2時(shí)，①和②反應(yīng)消耗n(HCl)＝n(NaOH) B．反應(yīng)③中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶3 C．反應(yīng)③和④消耗等量的Al時(shí)，生成的n(Cu)∶n(Fe)＝3∶2 D．反應(yīng)⑤的離子方程式為Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ 解析：選C　根據(jù)得失電子守恒，生成氫氣的物質(zhì)的量相等則消耗鋁的物質(zhì)的量相等，根據(jù)鋁原子守恒，設(shè)1 mol鋁參加反應(yīng)，則生成偏鋁酸鈉1 mol需氫氧化鈉為1 mol，生成氯化鋁1 mol需HCl為3 mol，所以①和②反應(yīng)消耗n(HCl)＝3n(NaOH)，故A錯(cuò)誤；鋁與硫酸銅反應(yīng)，鋁是還原劑，硫酸銅是氧化劑，根據(jù)得失電子守恒可知：硫酸銅與鋁的物質(zhì)的量之比為3∶2，故B錯(cuò)誤；反應(yīng)③和④消耗等量的Al時(shí)，Al失電子的物質(zhì)的量相等，設(shè) 2 mol 的鋁參加反應(yīng)，由得失電子守恒可知：生成銅的物質(zhì)的量為3 mol，生成鐵的物質(zhì)的量為2 mol，所以生成的 n(Cu)∶n(Fe)＝3∶2，故C正確；一水合氨是弱電解質(zhì)，書寫離子方程式用化學(xué)式，氯化鋁與氨水反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和氯化銨，正確的離子方程式為Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH，故D錯(cuò)誤。 4．新型鎂鋁合金(Mg17Al12)有儲(chǔ)氫性能，它在一定條件下完全吸氫的反應(yīng)為Mg17Al12＋17H2===17MgH2＋12Al，得到的混合物Y(17MgH2＋12Al)能與酸反應(yīng)釋放出大量氫氣。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．該合金應(yīng)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將一定比例的Mg、Al單質(zhì)熔煉而成 B．該合金中含有離子鍵，鋁元素呈正價(jià) C．1 mol Mg17Al12 完全吸氫后得到的Y與鹽酸完全反應(yīng)放出的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為1 164.8 L D．合金的熔點(diǎn)高于金屬鎂、金屬鋁的熔點(diǎn) 解析：選C　鎂和氮?dú)夥磻?yīng)，A錯(cuò)誤；合金是金屬的混合物，不存在離子鍵，B錯(cuò)誤；1 mol Mg17Al12吸氫的反應(yīng)為Mg17Al12＋17H2===17MgH2＋12Al，即吸收了17 mol的氫氣，1 mol Mg17Al12相當(dāng)于17 mol鎂和12 mol鋁，和鹽酸反應(yīng)生成的氫氣為mol＝35 mol，所以總共產(chǎn)生的氫氣為(35＋17)mol＝52 mol，其標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為52 mol22.4 Lmol－1＝1 164.8 L，C正確；合金的熔點(diǎn)低于各成分金屬的熔點(diǎn)，D錯(cuò)誤。 5．鋁是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)階段的唯一一種既能與酸(非氧化性酸)反應(yīng)又能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)放出H2的金屬，根據(jù)鋁的這一特殊性質(zhì)回答下列問(wèn)題： (1)等質(zhì)量的兩份鋁分別與足量的HCl、NaOH溶液反應(yīng)，所得H2的體積之比是________。 (2)足量的兩份鋁分別投入到等體積、等物質(zhì)的量濃度的HCl、NaOH溶液中，產(chǎn)生H2的體積之比是________。 (3)足量的兩份鋁分別投入到等體積、一定物質(zhì)的量濃度的HCl、NaOH溶液中，二者產(chǎn)生的H2相等，則HCl和NaOH的物質(zhì)的量濃度之比是________。 解析：(1)根據(jù)化學(xué)方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，Al與H2的關(guān)系式均為2Al～3H2，故兩份等質(zhì)量的Al都完全反應(yīng)時(shí)，所得H2的量必相等。(2)因?yàn)樵诜磻?yīng)中Al過(guò)量，產(chǎn)生的H2由HCl和NaOH的量決定。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中的關(guān)系式：6HCl～3H2、2NaOH～3H2，故當(dāng)HCl、NaOH物質(zhì)的量相等時(shí)，二者產(chǎn)生H2的體積比為1∶3。(3)因?yàn)殇X足量且產(chǎn)生H2相等，根據(jù)關(guān)系式n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，又因?yàn)閮扇芤后w積相等，故物質(zhì)的量濃度 c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。 答案：(1)1∶1　(2)1∶3　(3)3∶1　 鋁與酸、堿反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系 鋁分別與鹽酸、NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。 從化學(xué)方程式可以看出，Al與酸、堿反應(yīng)時(shí)生成H2的實(shí)質(zhì)是 ，所以不論是Al與酸還是與堿反應(yīng)，Al與產(chǎn)生的H2的關(guān)系均是2Al～3H2。 (1)等量鋁分別與足量鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的體積比為＝。 (2)足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的體積比為＝。 (3)一定量的鋁分別和一定量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，當(dāng)產(chǎn)生氫氣的體積比為＜＜，則必定是①鋁與鹽酸反應(yīng)時(shí)，鋁過(guò)量而鹽酸不足；②鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時(shí)，鋁不足而氫氧化鈉過(guò)量。　　　　 考點(diǎn)(二)　鎂、鋁的重要化合物 【點(diǎn)多面廣精細(xì)研】 1．MgO和Al2O3 氧化物 MgO Al2O3 物理性質(zhì) 白色固體，難溶，熔點(diǎn)高，密度小 白色固體，難溶，熔點(diǎn)高 化 學(xué) 性 質(zhì) 類別 堿性氧化物 兩性氧化物 與H2O 反應(yīng) MgO＋H2OMg(OH)2(反應(yīng)緩慢) 不反應(yīng) 與H＋ 反應(yīng) MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O 與OH－ 反應(yīng) 不反應(yīng) Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O 重要用途 制耐火、耐高溫器材 制耐火、耐高溫器材； 煉鋁和人造寶石的原料 [注意]　不能用氧化鋁坩堝熔融NaOH固體。 2．Mg(OH)2和Al(OH)3 氫氧化物 Mg(OH)2 Al(OH)3 物理性質(zhì) 白色固體，難溶 白色固體，難溶； Al(OH)3膠體吸附能力強(qiáng) 化 學(xué) 性 質(zhì) 類別 中強(qiáng)堿，懸濁液使酚酞變淺紅： Mg(OH)2Mg2＋＋2OH－ 典型兩性氫氧化物：H＋＋AlO＋H2O(酸式電離)Al(OH)3Al3＋＋3OH－(堿式電離)；不能與較弱的酸、堿反應(yīng)，如H2CO3、NH3H2O 與H＋ 反應(yīng) Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O 與OH－ 反應(yīng) 不反應(yīng) Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O 與鹽 反應(yīng) 溶于NH4Cl濃溶液：Mg(OH)2＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3H2O Al(OH)3不溶于NH4Cl濃溶液 熱穩(wěn) 定性 Mg(OH)2MgO＋H2O 2Al(OH)3Al2O3＋3H2O 制 法 實(shí)驗(yàn)室 Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH 工業(yè) Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓等多種方法 AlO＋CO2(足量)＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO 用途 ①阻燃劑 ②鎂鹽的制造 ①治療胃酸過(guò)多 ②Al(OH)3膠體可用于凈水 3.一種重要的復(fù)鹽——明礬 (1)硫酸鋁鉀是由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成的復(fù)鹽。 (2)明礬的化學(xué)式為KAl(SO4)212H2O，它是無(wú)色晶體，可溶于水，水溶液pH＜7(填“＜”“＞”或“＝”)。明礬可以凈水，其凈水的原理是Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋，Al(OH)3膠體吸附水中雜質(zhì)形成沉淀而凈水。 (3)明礬溶液與Ba(OH)2溶液反應(yīng)的離子方程式： ①Al3＋恰好完全沉淀 2Al3＋＋3SO＋3Ba2＋＋6OH－===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓。 ②SO恰好完全沉淀 Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===AlO＋2BaSO4↓＋2H2O。 [小題練微點(diǎn)] 判斷下列說(shuō)法的正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“”)。 (1)MgO、Al2O3的熔點(diǎn)很高，可制作耐高溫材料(　　) (2)AlCl3與過(guò)量NaOH溶液反應(yīng)生成NaAlO2，但與過(guò)量氨水反應(yīng)卻生成Al(OH)3(　　) (3)中國(guó)古代利用明礬溶液的酸性清除銅鏡表面的銅銹(　　) (4)氫氧化鋁、NaHCO3、Na2CO3均可作胃酸的中和劑(　　) (5)明礬水解時(shí)能生成具有吸附性的Al(OH)3膠粒，可用于凈水和消毒(　　) (6)下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化在給定條件下能夠?qū)崿F(xiàn)：Al2O3NaAlO2(aq)Al(OH)3(　　) 答案：(1)√　(2)√　(3)√　(4)　(5)　(6)√ [學(xué)霸微提醒] 從平衡角度認(rèn)識(shí)Al(OH)3 的兩性 (1)Al(OH)3的電離： (2)Al(OH)3的堿性：加入強(qiáng)酸(如鹽酸)時(shí)，Al(OH)3電離出的OH－與H＋反應(yīng)，平衡向右移動(dòng)，生成鋁鹽，體現(xiàn)Al(OH)3的堿性。 (3)Al(OH)3的酸性：加入強(qiáng)堿(如NaOH溶液)時(shí)，Al(OH)3電離出的H＋與OH－反應(yīng)，平衡向左移動(dòng)，生成偏鋁酸鹽，體現(xiàn)Al(OH)3的酸性。 鋁的化合物的性質(zhì)及用途 1.判斷下列說(shuō)法的正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“”)。 (1)(2018全國(guó)卷Ⅱ)氫氧化鋁可用于中和過(guò)多胃酸(　　) (2)(2018江蘇高考)KAl(SO4)212H2O溶于水可形成Al(OH)3膠體(　　) (3)(2018江蘇高考)Al(s)NaAlO2(aq)Al(OH)3(s)(　　) (4)(2016全國(guó)卷Ⅲ)泡沫滅火器滅火是利用了Al2(SO4)3和小蘇打的反應(yīng)(　　) (5)(2016江蘇高考)向Al2(SO4)3溶液中加入過(guò)量氨水的離子方程式：Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH(　　) (6)(2015全國(guó)卷Ⅱ)氯化鋁溶液滴入濃NaOH溶液中，產(chǎn)生大量白色沉淀(　　) 答案：(1)√　(2)√　(3)　(4)√　(5)√　(6) 2.向HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl溶液中(假設(shè)各1 mol)逐滴加入NaOH溶液，沉淀的物質(zhì)的量隨NaOH溶液體積變化的圖像如圖所示。(假設(shè)Mg2＋、Al3＋結(jié)合OH－能力相同) 分析圖像的變化情況，回答下列問(wèn)題： (1)H＋、Al3＋、Al(OH)3、NH四種微粒與OH－反應(yīng)的先后順序依次為____________。 (2)依次寫出各階段的離子方程式： ①OA： _______________________________________________________________。 ②AB： _______________________________________________________________。 ③BC： _______________________________________________________________。 ④CD： _______________________________________________________________。 答案：(1)H＋、Al3＋、NH、Al(OH)3 (2)①H＋＋OH－===H2O ②Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ ③NH＋OH－===NH3H2O ④Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O 3.向NaOH、Na2CO3、NaAlO2溶液中(假設(shè)各1 mol)逐滴加入HCl溶液，產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量隨HCl溶液體積變化的圖像如圖所示。分析圖像的變化情況，回答下列問(wèn)題： (1)OH－、CO、HCO、AlO、Al(OH)3這五種微粒與H＋反應(yīng)的先后順序依次為__________________________________________________________。 (2)依次寫出各階段的離子方程式： ①OA： ______________________________________________________________。 ②AB： _______________________________________________________________。 ③BC： _____________________________________________________________。 ④CD： _____________________________________________________________。 答案：(1)OH－、AlO、CO、HCO、Al(OH)3 (2)①OH－＋H＋===H2O ②AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓ ③CO＋H＋===HCO，HCO＋H＋===CO2↑＋H2O ④Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O 方法規(guī)律 鋁線規(guī)律 Al(OH)3有兩性，既溶于強(qiáng)酸(H＋)生成鋁鹽(Al3＋)，又溶于強(qiáng)堿(OH－)生成偏鋁酸鹽(AlO)，Al(OH)3、H＋、Al3＋、OH－、AlO是鋁的化合物轉(zhuǎn)化關(guān)系中最常見的5種粒子，將這5種粒子按pH由小到大列出線型關(guān)系： H＋…Al3＋…Al(OH)3…AlO…OH－ 我們將這條線型排列稱為“鋁線”。這條“鋁線”上相鄰粒子不反應(yīng)，不相鄰粒子間可以反應(yīng)。相隔的粒子反應(yīng)生成處于兩個(gè)反應(yīng)粒子中間的粒子(產(chǎn)物水被略去)。相隔越遠(yuǎn)的粒子越容易發(fā)生反應(yīng)。我們將上述規(guī)律稱為“鋁線規(guī)律”，“鋁線規(guī)律”有著重要的應(yīng)用。 (1)用于判斷粒子間能否大量共存 應(yīng)用“鋁線規(guī)律”，可直接判斷粒子能否大量共存。例如，H＋和Al3＋、OH－和AlO能大量共存；而Al3＋和OH－、H＋和AlO不能大量共存。 (2)用于判斷粒子間反應(yīng)的生成物 應(yīng)用“鋁線規(guī)律”，可直接判斷相隔的粒子反應(yīng)后的生成物。例如，H＋和Al(OH)3能反應(yīng)生成Al3＋，Al3＋和AlO能反應(yīng)生成Al(OH)3，OH－和Al(OH)3能反應(yīng)生成AlO等。 若處于兩個(gè)粒子中間的粒子不是一個(gè)，而是有兩個(gè)時(shí)，該規(guī)律仍能成立。例如，H＋與AlO能反應(yīng)，生成Al3＋或Al(OH)3或含Al3＋和Al(OH)3的混合物，Al3＋與OH－能反應(yīng)生成Al(OH)3或AlO或含Al(OH)3和AlO的混合物。 (3)用于判斷粒子間反應(yīng)的先后順序 如向含Al(OH)3和AlO的混合物中加入H＋，與H＋先反應(yīng)的是AlO，所以沉淀量先增大，后減少；向含Al3＋和Al(OH)3的混合物中加入OH－，與OH－先反應(yīng)的是Al3＋，沉淀量依然先增大，后減少。 化工流程中的鎂、鋁及其化合物 4.(2018江蘇高考節(jié)選)以高硫鋁土礦(主要成分為Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金屬硫酸鹽)為原料，生產(chǎn)氧化鋁并獲得Fe3O4的部分工藝流程如圖： 向“過(guò)濾”得到的濾液中通入過(guò)量CO2，鋁元素存在的形式由________(填化學(xué)式)轉(zhuǎn)化為________(填化學(xué)式)。 解析：用NaOH溶液堿浸后，Al2O3、SiO2溶解，轉(zhuǎn)化為NaAlO2和Na2SiO3，通入過(guò)量CO2后，NaAlO2與CO2反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Al(OH)3。 答案：NaAlO2　Al(OH)3 5．(2017江蘇高考)鋁是應(yīng)用廣泛的金屬。以鋁土礦(重要成分為Al2O3，含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì))為原料制備鋁的一種工藝流程如圖： 注：SiO2在“堿溶”時(shí)轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀。 (1)“堿溶”時(shí)生成偏鋁酸鈉的離子方程式為_______________。 (2)向“過(guò)濾Ⅰ”所得濾液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH________(填“增大”“不變”或“減小”)。 (3)“電解Ⅰ”是電解熔融Al2O3，電解過(guò)程中作陽(yáng)極的石墨易消耗，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)“電解Ⅱ”是電解Na2CO3溶液，原理如圖所示。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為____________________________，陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學(xué)式為________。 (5)鋁粉在1 000 ℃時(shí)可與N2反應(yīng)制備AlN。在鋁粉中添加少量NH4Cl固體并充分混合，有利于AlN的制備，其主要原因是___________________________________________。 解析：(1)Al2O3為兩性氧化物，在NaOH溶液中會(huì)溶解生成NaAlO2。(2)加入的NaHCO3與過(guò)量的NaOH反應(yīng)，導(dǎo)致溶液的pH減小。(3)電解Al2O3時(shí)陽(yáng)極上生成O2，O2會(huì)氧化石墨。(4)陽(yáng)極上OH－失去電子生成O2，由H2O電離出的H＋可以與CO反應(yīng)生成HCO。陰極上H2O放電生成H2。 答案：(1)Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O (2)減小　(3)石墨電極被陽(yáng)極上產(chǎn)生的O2氧化 (4)4CO＋2H2O－4e－===4HCO＋O2↑　H2 (5)NH4Cl分解產(chǎn)生的HCl能夠破壞Al表面的Al2O3薄膜 6．(2014全國(guó)卷Ⅱ節(jié)選)(1)海水提鎂的一段工藝流程如圖： 濃海水的主要成分如表： 離子 Na＋ Mg2＋ Cl－ SO 濃度/(gL－1) 63.7 28.8 144.6 46.4 該工藝過(guò)程中，脫硫階段主要反應(yīng)的離子方程式為______________________，產(chǎn)品2的化學(xué)式為________________，1 L濃海水最多可得到產(chǎn)品2的質(zhì)量為________g。 (2)采用石墨陽(yáng)極、不銹鋼陰極電解熔融的氯化鎂，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ________________________________________________________________________； 電解時(shí)，若有少量水存在會(huì)造成產(chǎn)品鎂的消耗，寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式： ________________________________________________________________________。 解析：(1)由題給海水的主要成分，脫硫就是除掉SO，發(fā)生反應(yīng)：Ca2＋＋SO===CaSO4↓；由框圖信息知，產(chǎn)品2為Mg(OH)2；1 L濃海水中含有Mg2＋ 28.8 g，物質(zhì)的量為1.2 mol，則最多生成 Mg(OH)2 1.2 mol，質(zhì)量為1.2 mol58 gmol－1＝69.6 g。(2)電解熔融氯化鎂生成氯氣和單質(zhì)鎂，若有水存在，則高溫下鎂與水反應(yīng)。 答案：(1)Ca2＋＋SO===CaSO4↓　Mg(OH)2　69.6 (2)MgCl2Mg＋Cl2↑ Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑ 方法規(guī)律 1．從鋁土礦中提純Al2O3的方法 鋁土礦的主要成分是Al2O3，含有的雜質(zhì)是Fe2O3和SiO2，由于Al2O3具有兩性，而雜質(zhì)SiO2是酸性氧化物，F(xiàn)e2O3是堿性氧化物，因而可設(shè)計(jì)出兩種提純Al2O3的方案。 2．從海水中提取鎂的方法 (1)流程 (2)主要化學(xué)反應(yīng) ①制石灰乳： CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca(OH)2。 ②沉淀Mg2＋：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓。 ③制備MgCl2：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O。 ④電解MgCl2：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。 1．工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3xH2O、Fe2O3、SiO2等)提取純Al2O3作的原料，提取時(shí)操作過(guò)程如圖所示，圖中操作錯(cuò)誤的是(　　) A．④⑤　　　 B．③④　　　　 C．②⑤　　　　 D．①② 　 謹(jǐn)記：冶煉Al的化學(xué)方程式為2Al2O34Al＋3O2↑。不能用AlCl3，因?yàn)锳lCl3是共價(jià)化合物，熔融時(shí)AlCl3不導(dǎo)電；不能電解AlCl3溶液，那樣得不到Al。為了降低Al2O3的熔點(diǎn)，加入冰晶石?！　　? 解析：選A　由流程圖可知，反應(yīng)③得到的濾液為NaAlO2溶液，加入過(guò)量鹽酸后得到AlCl3而不是Al(OH)3沉淀，應(yīng)通入過(guò)量CO2，操作④錯(cuò)誤；Al(OH)3在常溫干燥條件下并不發(fā)生分解，故操作⑤需要加熱，⑤錯(cuò)誤。 2.的工藝流程如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．用此法提取鎂的優(yōu)點(diǎn)之一是原料來(lái)源豐富 B．步驟⑥電解MgCl2時(shí)陰極產(chǎn)生氯氣 C．步驟⑤可將晶體置于HCl氣體氛圍中脫水 D．上述工藝流程中涉及化合、分解和復(fù)分解反應(yīng) 海水提鎂注意 方面 ①用石灰乳，不用澄清石灰水。 ②從MgCl2溶液中提取MgCl26H2O的操作：加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥。 ③用MgCl26H2O制MgCl2時(shí)，需通入HCl氣體抑制MgCl2水解。 ④冶煉Mg不能用MgO，因?yàn)镸gO熔點(diǎn)比較高。也不能電解MgCl2溶液，那樣得不到Mg?！　　　? 解析：選B　海水中含有大量的鎂元素，A項(xiàng)正確；電解MgCl2時(shí)，陽(yáng)極產(chǎn)生Cl2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；加熱脫水過(guò)程中Mg2＋水解生成Mg(OH)2，為防止Mg2＋水解，應(yīng)在HCl氣體氛圍中脫水，C項(xiàng)正確；①、③、⑥分別為化合反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)、分解反應(yīng)，D項(xiàng)正確。 3.某混合溶液中可能含有HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl、Na2CO3、KCl中的一種或幾種物質(zhì)，往該溶液中逐滴加入NaOH溶液，產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量(n)與加入的NaOH溶液體積(V)的關(guān)系如圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題： (1)溶液中一定含有的溶質(zhì)是______________(填化學(xué)式，下同)，一定不含有的溶質(zhì)是__________。 (2)溶液中可能含有的溶質(zhì)是________(填名稱)，判斷該物質(zhì)是否存在的實(shí)驗(yàn)方法是________________________________________________________________________， 現(xiàn)象是________________________________________。 (3)分別寫出AB段、BC段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式： ①AB段為_____________________________________________________________； ②BC段為___________________________________________________________。 解析：OA段是NaOH溶液中和HCl；加入過(guò)量NaOH溶液，沉淀全部溶解，說(shuō)明無(wú)MgCl2，所以沉淀只有Al(OH)3；BC段是NaOH溶液與NH4Cl反應(yīng)，故原溶液中一定含有HCl、AlCl3和NH4Cl，一定無(wú)MgCl2；又因?yàn)镠Cl與Na2CO3不能大量共存，所以一定無(wú)Na2CO3，可能含有KCl，可用焰色反應(yīng)進(jìn)行確定。 答案：(1)HCl、AlCl3、NH4Cl　MgCl2、Na2CO3 (2)氯化鉀　焰色反應(yīng)　透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察火焰顏色是否為紫色 (3)①Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓　②NH＋OH－===NH3H2O 考點(diǎn)(三)　用數(shù)形結(jié)合思想鞏固“鋁三角” 【多角探明無(wú)盲點(diǎn)】 學(xué)習(xí)“鋁及其化合物”的相關(guān)知識(shí)時(shí)，接觸最多的是含鋁化合物的相互轉(zhuǎn)化，以及用圖像來(lái)描述它們的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。為防止出現(xiàn)理解不到位、分析不準(zhǔn)確、知識(shí)運(yùn)用不熟練，引入了“鋁三角”的概念?！颁X三角”是用來(lái)表示Al3＋、Al(OH)3、AlO在不同pH條件下，鋁元素的存在形式及其轉(zhuǎn)化關(guān)系，根據(jù)鋁三角可以進(jìn)行離子共存的判斷、Al(OH)3的制備、物質(zhì)的鑒別等。 Al3＋、Al(OH)3、AlO之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系及應(yīng)用 1．“鋁三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系 寫出上述轉(zhuǎn)化的離子方程式： (1)Al3＋與Al(OH)3之間的轉(zhuǎn)化 ①。 ②Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓。 ③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓。 ④Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。 (2)Al3＋與AlO之間的轉(zhuǎn)化 ⑤Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O。 ⑥AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O。 (3)AlO與Al(OH)3之間的轉(zhuǎn)化 ⑦。 ⑧AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓。 ⑨Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。 2．含鋁化合物轉(zhuǎn)化關(guān)系的應(yīng)用 (1)判斷離子共存問(wèn)題 ①Al3＋與OH－及AlO、CO、S2－等弱酸根陰離子因生成沉淀或發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)而不能共存。 ②AlO與H＋、HCO以及弱堿陽(yáng)離子Al3＋、Fe3＋等因生成沉淀或發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)而不能大量共存。 (2)鑒別(利用滴加試劑順序不同，現(xiàn)象不同) ①向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀溶解。 ②向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，開始無(wú)明顯現(xiàn)象，后產(chǎn)生白色沉淀，沉淀不溶解。 (3)Al(OH)3的制備 用離子方程式表示制取Al(OH)3的3種方法 ①Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH。 ②AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。 ③Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓。 [對(duì)點(diǎn)練] 1．下列各組物質(zhì)的無(wú)色溶液，不用其他試劑即可鑒別的是________。 ①NaOH、AlCl3?、贜aHCO3、H2SO4?、跱aAlO2、NaHSO4 ④Na2CO3、HCl?、軳a2CO3、NaHCO3、Ca(OH)2 解析：使用互滴法進(jìn)行鑒別時(shí)，兩次操作應(yīng)產(chǎn)生不同的現(xiàn)象。①向含Al3＋的溶液中滴加NaOH溶液：先生成白色沉淀，后沉淀又逐漸溶解；向NaOH溶液中滴加含Al3＋的溶液：開始無(wú)沉淀產(chǎn)生，后產(chǎn)生白色沉淀，且沉淀不溶解?，F(xiàn)象不同，可以鑒別。②不論是NaHCO3滴入H2SO4中還是H2SO4滴入NaHCO3中都會(huì)立即產(chǎn)生氣泡，現(xiàn)象相同，無(wú)法鑒別。③NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO，溶液顯強(qiáng)酸性。向NaAlO2溶液中滴加NaHSO4：開始出現(xiàn)白色沉淀后沉淀逐漸溶解；向NaHSO4溶液中滴加NaAlO2溶液：開始無(wú)現(xiàn)象，后出現(xiàn)白色沉淀?，F(xiàn)象不同，可以鑒別。④向Na2CO3溶液中滴加鹽酸：開始無(wú)現(xiàn)象，后產(chǎn)生氣泡；向鹽酸中滴加Na2CO3溶液：立即產(chǎn)生氣泡?，F(xiàn)象不同，可以鑒別。⑤無(wú)論是NaHCO3還是Na2CO3加到Ca(OH)2中都會(huì)產(chǎn)生白色沉淀，無(wú)法鑒別。 答案：①③④ 2．實(shí)驗(yàn)室可用鋁屑、氨水、氫氧化鈉溶液、稀硫酸等來(lái)制備氫氧化鋁，某同學(xué)設(shè)計(jì)了三種實(shí)驗(yàn)方案： 方案① Al→Al3＋→Al(OH)3 方案② Al→AlO→Al(OH)3 方案③ →Al(OH)3 (1)用方案①制備Al(OH)3時(shí)使用的藥品最好是鋁屑、稀硫酸和氨水，不用氫氧化鈉代替氨水的原因是__________________________________________________________________； 寫出該方案中有關(guān)的離子方程式： _________________________________________。 (2)用方案②來(lái)制備Al(OH)3時(shí)，必須注意________的用量，以防止生成的Al(OH)3溶解。 (3)三種方案中，你認(rèn)為最好的是________(填標(biāo)號(hào))，原因是 ________________________________________________________________________。 解析：分析本題應(yīng)從Al(OH)3的兩性著手，過(guò)量的強(qiáng)酸、強(qiáng)堿均會(huì)降低Al(OH)3的產(chǎn)率，而Al3＋與AlO反應(yīng)制取Al(OH)3，則不存在該問(wèn)題，故方案③最佳。 答案：(1)若用NaOH溶液沉淀Al3＋，終點(diǎn)不易控制，因?yàn)锳l(OH)3會(huì)溶于過(guò)量的NaOH溶液，從而影響Al(OH)3 的生成量　2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，Al3＋＋3NH3H2O=== Al(OH)3↓＋3NH (2)稀硫酸　(3)③　藥品用量最少，操作最為簡(jiǎn)單 用數(shù)形結(jié)合思想分析Al(OH)3的圖像 1.可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應(yīng)的圖像 操作 向可溶性鋁鹽溶液中逐滴加入NaOH溶液至過(guò)量 向NaOH溶液中逐滴加入可溶性鋁鹽溶液至過(guò)量 現(xiàn)象 立即產(chǎn)生白色沉淀→漸多→最多→漸少→消失 無(wú)沉淀(有但即溶)→出現(xiàn)沉淀→漸多→最多→沉淀不消失 圖像 離子 方程 式　 Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、 Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O、 3AlO＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓ 2．偏鋁酸鹽溶液與鹽酸反應(yīng)的圖像 操作 向偏鋁酸鹽溶液中逐滴加入稀鹽酸至過(guò)量 向稀鹽酸中逐滴加入偏鋁酸鹽溶液至過(guò)量 現(xiàn)象 立即產(chǎn)生白色沉淀→漸多→最多→漸少→消失 無(wú)沉淀(有但即溶)→出現(xiàn)沉淀→漸多→最多→沉淀不消失 圖像 離子 方程 式　 AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓、 Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O、 Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓ [對(duì)點(diǎn)練] 3.(2019興慶區(qū)模擬)向100 mL 0.1 molL－1的AlCl3溶液中，加入1 molL－1的NaOH溶液V mL后，再滴加1 molL－1鹽酸。滴加鹽酸的體積(橫坐標(biāo))與生成沉淀的質(zhì)量(縱坐標(biāo))如圖所示的關(guān)系，則加入的NaOH溶液的體積為(　　) A．10 mL　　　　　　　　　　 B．30 mL C．40 mL D．50 mL 解析：選D　開始階段是鹽酸和NaOH之間的中和反應(yīng)，根據(jù)消耗鹽酸的量，知道剩余的NaOH的物質(zhì)的量是0.01 L1 molL－1＝0.01 mol，然后沉淀量逐漸增多，發(fā)生的是NaAlO2與鹽酸之間的反應(yīng)，即NaAlO2＋HCl＋H2O===Al(OH)3↓＋NaCl，Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O，根據(jù)各段消耗鹽酸的量知道生成的NaAlO2的物質(zhì)的量是0.01 L1 molL－1＝0.01 mol，根據(jù)鋁原子守恒，所以Al3＋的物質(zhì)的量是0.01 mol，生成NaAlO2時(shí)消耗NaOH溶液40 mL，剩余NaOH溶液的量是10 mL，所以加入NaOH的量是50 mL。 4．(2019東安區(qū)模擬)向可溶性鋁鹽或偏鋁酸鹽溶液中逐滴加入NaOH溶液(或鹽酸)，反應(yīng)過(guò)程中的下列圖像正確的是(　　) 解析：選B　向溶液中滴加鹽酸，H＋與Al3＋不反應(yīng)，圖像與實(shí)際不相符，故A錯(cuò)誤；由圖B、C可知，溶液中含有1 mol Al3＋，向溶液加NaOH，首先發(fā)生反應(yīng)與Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al3＋完全沉淀，消耗3 mol OH－，生成1 mol Al(OH)3，然后發(fā)生反應(yīng)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，沉淀完全溶解消耗1 mol OH－，生成1 mol AlO，前后兩部分消耗的OH－為3∶1，故B正確，C錯(cuò)誤；由圖D可知，溶液中含有1 mol AlO，向溶液滴加鹽酸，首先發(fā)生反應(yīng)：AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓，AlO完全沉淀，消耗1 mol H＋，生成1 mol Al(OH)3，然后發(fā)生反應(yīng)3H＋＋Al(OH)3===Al3＋＋3H2O，沉淀完全溶解消耗3 mol H＋，生成1 mol Al3＋，前后兩部分消耗的H＋為1∶3，圖像中Al(OH)3最大值時(shí)AlO沒(méi)有完全反應(yīng)，圖像與實(shí)際不符合，故D錯(cuò)誤。 5．下列實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量(y)與加入試劑的量(x)之間的關(guān)系正確的是(　　) A．向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至過(guò)量且邊滴邊振蕩 B．向NaAlO2溶液中滴加稀鹽酸至過(guò)量且邊滴邊振蕩 C．向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入氫氧化鈉溶液直至過(guò)量 D．向NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2的混合溶液中逐漸通入二氧化碳至過(guò)量 解析：選C　向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至過(guò)量且邊滴邊振蕩，先產(chǎn)生氫氧化鋁沉淀：AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl，繼續(xù)滴加NaOH溶液，Al(OH)3和NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，沉淀溶解：NaOH＋Al(OH)3===NaAlO2＋2H2O，所以沉淀量達(dá)到最大消耗NaOH和沉淀溶解消耗NaOH的比為3∶1，故A錯(cuò)誤；向NaAlO2溶液中滴加稀鹽酸，開始階段先產(chǎn)生氫氧化鋁沉淀，發(fā)生反應(yīng)：AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓，隨著鹽酸的逐滴加入，則沉淀開始溶解，發(fā)生反應(yīng)：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，所以沉淀量達(dá)到最大消耗的鹽酸和沉淀完全溶解消耗的鹽酸的物質(zhì)的量之比是1∶3，故B錯(cuò)誤；向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入氫氧化鈉溶液，開始滴加發(fā)生反應(yīng)為Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，先產(chǎn)生氫氧化鋁沉淀，當(dāng)Al3＋沉淀完全后，然后發(fā)生反應(yīng)NH＋OH－===NH3H2O，此時(shí)氫氧化鋁沉淀的量不變，最后繼續(xù)滴加NaOH，發(fā)生反應(yīng)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，氫氧化鋁沉淀溶解，沉淀量達(dá)到最大消耗NaOH、沉淀量不變和沉淀溶解消耗NaOH的比為3∶1∶1，故C正確；向NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2的混合溶液中逐漸通入二氧化碳至過(guò)量，先發(fā)生反應(yīng)：Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O，產(chǎn)生沉淀，然后發(fā)生反應(yīng)：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O，此時(shí)沉淀的量不變，再發(fā)生反應(yīng)2NaAlO2＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋Na2CO3，產(chǎn)生沉淀，又發(fā)生反應(yīng)：Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3，沉淀量不變，最后發(fā)生反應(yīng)：BaCO3＋H2O＋CO2===Ba(HCO3)2，沉淀部分溶解，故D錯(cuò)誤。 6．向盛有10 mL 1 molL－1 NH4Al(SO4)2 溶液的燒杯中滴加1 molL－1 NaOH溶液，沉淀物質(zhì)的量隨NaOH溶液體積變化示意圖如下： (1)寫出m點(diǎn)反應(yīng)的離子方程式： __________________________________________。 (2)若在NH4Al(SO4)2溶液中改加20 mL 1.2 molL－1 Ba(OH)2溶液，充分反應(yīng)后，溶液中產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量為________ mol。 解析：(1)向NH4Al(SO4)2溶液中加入NaOH溶液，由圖像分析，先發(fā)生Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，之后是NH＋OH－===NH3H2O，最后是沉淀的溶解Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，故m點(diǎn)的離子方程式為NH＋OH－===NH3H2O。 (2)因NH4Al(SO4)2的物質(zhì)的量為0.01 L1 molL－1＝0.01 mol，Ba(OH)2的物質(zhì)的量為0.02 L1.2 molL－1＝0.024 mol，產(chǎn)生沉淀的反應(yīng)有兩類，一是SO＋Ba2＋===BaSO4↓，n(SO)＝0.01 mol2＝0.02 mol，0.02 mol<0.024 mol，故n(BaSO4)＝0.02 mol；二是OH－參與的反應(yīng)， Al3＋?。?OH－　===　Al(OH)3↓ 0.01 mol 0.03 mol 0.01 mol OH－余0.024 mol2－0.03 mol＝0.018 mol，之后發(fā)生反應(yīng)：NH＋OH－===NH3H2O，n(NH)＝0.01 mol，消耗OH－ 0.01 mol，則剩余OH－為0.018 mol－0.01 mol＝0.008 mol，最后發(fā)生沉淀溶解的反應(yīng)：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，OH－為0.008 mol，溶解Al(OH)3 0.008 mol，剩余Al(OH)3為0.01 mol－0.008 mol＝0.002 mol，溶液中產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量為0.02 mol＋0.002 mol＝0.022 mol。 答案：(1)NH＋OH－===NH3H2O　(2)0.022