2014屆高三化學一輪 練出高分 3.2鋁及其重要化合物 新人教版

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1、 2014屆高三化學一輪 練出高分 3.2鋁及其重要化合物 新人教版 1.近年來,科學家正在探索利用鋁粉作為新能源的可能性,以期鋁能成為一種石油的取代物。假如鋁作為一種普遍使用的新型能源被開發(fā)利用,關于其有利因素的下列說法,你認為哪項是錯誤的 (  ) A.鋁質輕,便于運輸、貯存,且安全 B.鋁燃燒時放出的熱量大,且燃燒后產物對環(huán)境的污染容易得到有效的控制 C.在地球上,鋁礦資源比較豐富 D.現(xiàn)代電冶鋁的工業(yè)技術已為鋁作為新能源奠定了重要基礎 答案 D 解析 電冶鋁時要消耗大量的電能,因而D項錯誤。 2.下列敘述正確的是 (  )

2、 A.鋁制容器可盛裝熱的濃硫酸 B.鎂的金屬性比鋁的金屬性強 C.氫氧化鋁能溶于過量氨水 D.鎂在空氣中燃燒生成的固體只有MgO 答案 B 解析 鋁與熱的濃硫酸發(fā)生反應;氫氧化鋁不能溶于氨水;鎂在空氣中燃燒生成的固體有MgO、Mg3N2和C。 3.在火星上工作的美國“勇氣號”、“機遇號”探測車的一個重要任務就是收集有關Fe2O3及硫酸鹽的信息,以證明火星上存在或曾經存在過水,以下敘述正確的是 (  ) A.鋁熱劑就是單指Fe2O3和鋁粉的混合物 B.檢驗從火星上帶回來的紅色物質是否是Fe2O3的操作步驟為:樣品―→粉碎―→加水溶解―→過濾―→向濾液中滴加KSCN溶液 C.分

3、別還原a mol Fe2O3所需H2、Al、CO的物質的量之比為 3∶2∶3 D.明礬屬硫酸鹽,含結晶水,是混合物 答案 C 解析 鋁熱劑是指能發(fā)生鋁熱反應的物質,不單是指Al和Fe2O3,鋁與其他難熔金屬氧化物也可稱為鋁熱劑;B項,F(xiàn)e2O3難溶于水,故用該實驗方法不能檢驗該紅色物質是否是Fe2O3;明礬是結晶水合物,是純凈物,不是混合物;由電子守恒可知,還原1 mol Fe2O3需要3 mol H2、2 mol Al、3 mol CO。 4.相同質量的下列物質分別與等濃度的NaOH溶液反應,至體系中均無固體物質,消耗堿量最多的是 (  ) A.Al

4、 B.Al(OH)3 C.AlCl3 D.Al2O3 答案 A 解析 假設上述四種物質均為1 g,則物質的量分別為 mol, mol, mol, mol,完全溶解轉化為NaAlO2時,所需NaOH的物質的量分別為 mol、 mol,×4 mol= mol,×2 mol= mol,所以選A。 5.某溶液既能溶解Al(OH)3,又能溶解Al,但不能溶解Fe,在該溶液中可以大量共存的離子組是 (  ) A.K+、Na+、HCO、NO B.Na+、SO、Cl-、S2- C.NH、Mg2+、SO、NO D.H+、K+、Cl-、Na+ 答案 B

5、解析 能溶解Al(OH)3、Al,而不能溶解Fe的溶液只能是強堿溶液,A項中的HCO,C項中的NH、Mg2+,D項中的H+都不能在強堿溶液中大量共存。 6.將一定質量的Mg和Al混合物投入500 mL 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 溶液的體積關系如下圖所示。則下列說法正確的是 (  ) A.Mg和Al的總質量為8 g B.硫酸的物質的量濃度為5 mol·L-1 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-1 答案 D 解析 

6、由圖可知,固體中含有0.15 mol的Mg和0.2 mol的Al,所以總質量為9 g;與硫酸反應生成的氫氣的體積應為(0.15 mol+0.3 mol)×22.4 L·mol-1=10.08 L;在加入240 mL NaOH溶液時,Al(OH)3恰好全部轉化為NaAlO2,所以氫氧化鈉溶液的濃度為=5 mol·L-1。 7.雙羥基鋁碳酸鈉是醫(yī)療上常用的一種抑酸劑,其化學式是NaAl(OH)2CO3。關于該物質的說法正確的是 (  ) A.該物質屬于兩性氫氧化物 B.該物質是Al(OH)3和Na2CO3的混合物 C.1 mol NaAl(OH)2CO3最多可消耗3

7、mol H+ D.該藥劑不適合于胃潰瘍患者服用 答案 D 解析 雙羥基鋁碳酸鈉屬于鹽類,A錯誤;它是一種化合物,屬于純凈物,不是混合物,B錯誤;1 mol NaAl(OH)2CO3最多可消耗4 mol H+,C錯誤;由于能與胃酸反應放出CO2氣體,故不適合于胃潰瘍患者服用。 8.取少量由MgO、Al2O3、Fe2O3、SiO2四種氧化物組成的混合粉末,加入過量鹽酸,充分反應后過濾,得到沉淀X和濾液Y。下列敘述正確的是 (  ) A.上述四種氧化物對應的水化物中,Al(OH)3的酸性最強 B.向沉淀X中加入氫氟酸,沉淀X不溶解 C.濾液Y中的陽離子主要有Mg2+、Al3+、F

8、e3+、H+ D.濾液Y中加入過量氨水,所得沉淀為Fe(OH)3和Mg(OH)2 答案 C 解析 四種氧化物對應的水化物中,硅酸酸性最強;SiO2不與鹽酸反應,反應得到的沉淀是SiO2,SiO2能溶于氫氟酸;濾液Y中加入過量氨水,所得沉淀為Fe(OH)3、Mg(OH)2和Al(OH)3。 9.有一無色溶液,可能含有K+、Al3+、Mg2+、NH、Cl-、SO、HCO、MnO中的幾種。為確定其成分,做如下實驗: ①取部分溶液,加入適量Na2O2固體,產生無色無味的氣體和白色沉淀,再加入足量的NaOH溶液后白色沉淀部分溶解; ②另取部分溶液,加入HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液,有白

9、色沉淀產生。 下列推斷正確的是 (  ) A.肯定有Al3+、Mg2+、NH、Cl- B.肯定有Al3+、Mg2+、HCO C.肯定有K+、HCO、MnO D.肯定有Al3+、Mg2+、SO 答案 D 解析 因溶液無色,所以其中不含MnO,加入Na2O2后產生無色無味的氣體,說明原溶液中不含NH,繼續(xù)加入NaOH,沉淀只有部分溶解,所以其中既含有 Mg2+又含有Al3+,由實驗②可知原溶液中一定含有SO。 10.工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3,含F(xiàn)e2O3雜質)為原料冶煉鋁的工藝流程如下: 下列敘述正確的是 (  )

10、 A.試劑X可以是氫氧化鈉溶液,也可以是鹽酸 B.反應①過濾后所得沉淀為氫氧化鐵 C.圖中所示轉化反應都不是氧化還原反應 D.反應②的化學方程式為NaAlO2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+NaHCO3 答案 D 解析 試劑X只能是氫氧化鈉溶液,不能是鹽酸;反應①過濾后所得沉淀為Fe2O3;電解氧化鋁制鋁的反應是氧化還原反應。 11.A、B、C、D、E五種化合物均含有某種短周期常見元素,它們的轉化關系如圖所示,其中A的溶液為澄清溶液, C為難溶的白色固體,E則易溶于水,取A的溶液灼燒,焰色反應為淺紫色(透過藍色鈷玻璃)。 (1)寫出化學式:A________,B__

11、______,C________,D________,E________。 (2)寫出下列反應的離子方程式: A→B:__________________________________________________________; A→D:__________________________________________________________。 答案 (1)KAlO2 Al(OH)3 Al2O3 AlCl3 NaAlO2 (2)AlO+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO AlO+4H+===Al3++2H2O 解析 在短周期元素形成的化合物中,既能與

12、鹽酸反應,又能與NaOH溶液反應的物質必為兩性物質,又因為B受熱時轉化為C,故可知C為Al2O3,B為Al(OH)3,由此推出D是AlCl3,A與過量CO2反應生成Al(OH)3,且A的溶液的焰色反應為淺紫色,則A為KAlO2,E為NaAlO2。 12.如圖所示為一定量AlCl3溶液中加入NaOH溶液后,產生Al(OH)3白色沉淀的質量與NaOH的物質的量之間的關系曲線。 請回答下列問題: (1)A點時已參加反應的AlCl3和NaOH的物質的量之比為__________。 (2)AB段曲線所表示的反應的離子方程式為______________________________ __

13、__________________________________________________________________。 (3)向B處生成的溶液中通入二氧化碳,可觀察到的現(xiàn)象是__________________。 (4)向含有0.1 mol NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入5 mol·L-1 NaOH溶液,開始發(fā)現(xiàn)溶液中出現(xiàn)白色沉淀并逐漸增多;一段時間后有刺激性氣味的氣體逸出;最后白色沉淀逐漸減少并最終消失。請在下圖中畫出生成沉淀的物質的量與加入NaOH溶液體積的關系示意圖。 答案 (1)1∶3 (2)Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O (3)生成白

14、色沉淀 (4) 13.鋁是一種重要的金屬,在生產、生活中具有許多重要的用途,下圖是從鋁土礦中制備鋁的工藝流程: 已知:①鋁土礦的主要成分是Al2O3,此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質; ②溶液中的硅酸鈉與偏鋁酸鈉反應,能生成硅鋁酸鹽沉淀,化學反應方程式為2Na2SiO3+2NaAlO2+2H2O===Na2Al2Si2O8↓+4NaOH 回答下列問題: (1)寫出向鋁土礦中加入足量氫氧化鈉溶液操作中發(fā)生反應的離子方程式:____ ____________________________________________________________________

15、; _____________________________________________________________________。 (2)濾渣A的主要成分為__________;濾渣A的用途是_________________________ (只寫一種);實驗室過濾時使用玻璃棒,其作用是___________________________。 (3)在工藝流程第三步中,選用二氧化碳作酸化劑的原因是 ____________________________________________________________________。 (4)若將鋁溶解,下列試劑中最

16、好選用__________(填編號)。理由是______________。 A.濃硫酸 B.稀硫酸 C.稀硝酸 答案 (1)Al2O3+2OH-===2AlO+H2O SiO2+2OH-===SiO+H2O (2)Fe2O3、Na2Al2Si2O8 作煉鐵的原料(或作生產硅酸鹽產品的原料) 引流 (3)經過足量氫氧化鈉溶液的溶解,大部分鋁元素均以NaAlO2的形式存在于濾液中,通入過量二氧化碳可以將NaAlO2完全轉化為Al(OH)3 (4)B 鋁與濃硫酸在常溫下發(fā)生鈍化,加熱溶解會產生有毒氣體SO2,原料利用率低;稀硝酸能溶解鋁但會產生NO氣體,污染空氣,硝酸利用率低

17、;而鋁與稀硫酸反應速率較快,產生的H2對空氣無污染 14.某研究小組探究將MgCl2和AlCl3混合溶液加入到氫氧化鈉溶液中生成沉淀及沉淀溶解的情況,實驗過程中可能用到的儀器與藥品如下:過濾裝置,燒杯,滴管,0.5 mol·L-1 MgCl2、AlCl3各100 mL,1 mol·L-1 NaOH溶液,1 mol·L-1鹽酸。 探究一:實驗開始時產生沉淀的成分 [假設一]實驗開始時產生的沉淀是Mg(OH)2 [假設二]____________________________________________________________ [假設三]實驗開始時產生的沉淀是Al(OH)3

18、和Mg(OH)2 基于假設二成立,請利用下表完成實驗過程: 實驗步驟 預期實驗現(xiàn)象 預期實驗結論 探究二:何時產生氫氧化鎂沉淀 實驗步驟 實驗現(xiàn)象 實驗結論 ①另取0.5 mol·L-1 MgCl2、AlCl3溶液各30 mL于不同燒杯中 ②向0.5 mol·L-1 AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至剛好反應完全 產生沉淀,沉淀溶解,沉淀消失 產生氫氧化鋁沉淀,加過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反應后的溶液中 產生大量白色沉淀 請用離子方程式表示上述實驗步驟③的結論:_

19、____________________________。 答案 [假設二] 實驗開始時產生的沉淀是Al(OH)3 實驗步驟 預期實驗現(xiàn)象 預期實驗結論 ①分別取30 mL 0.5 mol·L-1 MgCl2、AlCl3溶液于燒杯中,充分混合 ②向混合溶液中滴入2滴酚酞試液,逐滴加入1 mol·L-1 NaOH溶液 當溶液中生成大量的白色絮狀沉淀后溶液的顏色不變 產生的沉淀可能是氫氧化鋁、氫氧化鎂或二者的混合物 ③將上述混合溶液過濾,洗滌,再向濾渣中加入過量的1 mol·L-1 NaOH溶液 濾渣全部溶解 產生的沉淀只有氫氧化鋁 探究二:2AlO+Mg2++4H

20、2O===Mg(OH)2↓+2Al(OH)3↓ 解析 向MgCl2、AlCl3混合溶液中加入NaOH溶液開始產生的沉淀有三種可能:一是只有Mg(OH)2、二是只有Al(OH)3、三是Mg(OH)2和Al(OH)3都存在,據此可推斷出假設二為實驗開始時產生的沉淀是Al(OH)3。設計實驗探究實驗開始時產生的沉淀是Al(OH)3,首先應取一定體積的0.5 mol·L-1 MgCl2、AlCl3溶液進行充分混合,然后向混合溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 NaOH溶液,根據Mg2+、Al3+的性質,可觀察到溶液中生成白色絮狀沉淀,據此推測出沉淀可能是Mg(OH)2或Al(OH)3或Mg(OH)

21、2和Al(OH)3的混合物,最后將沉淀過濾、洗滌,再向沉淀中加入過量的0.1 mol·L-1 NaOH溶液,若沉淀全部溶解,則可推測出沉淀只有Al(OH)3。需要注意的是最后一步一定要將沉淀過濾出來并將沉淀洗滌干凈,防止其他離子干擾。 探究二中,通過比較步驟①②③的現(xiàn)象差異來探究何時產生氫氧化鎂沉淀,步驟②生成的沉淀只有Al(OH)3,向Al(OH)3溶液中加入過量NaOH時,Al(OH)3沉淀又溶解,最后得到的是NaAlO2溶液,因為NaAlO2溶液中AlO的水解導致溶液呈堿性,MgCl2溶液中Mg2+的水解導致溶液呈酸性,將二者混合時相互促進水解最終生成Mg(OH)2和Al(OH)3沉淀。 8

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