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1、
課時(shí)作業(yè)(七) 鋁及其重要化合物
一、選擇題(本題包括10個(gè)小題,每小題5分,共50分)
1. 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(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)
B.鋁是一種較活潑的金屬
C.鋁與氧氣反應(yīng)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
2.某溶液能與Al粉反應(yīng)放出H2,該溶液中可能大量共存的離子組是( )
A.NH、Ba2+、HCO、Cl-
B.K+、Al3+、S2-、ClO
2、-
C.Na+、Fe3+、Cl-、SO
D.H+、Mg2+、SO、NO
解析:與Al反應(yīng)放出H2的溶液,可能是酸也可能是堿。A項(xiàng)HCO無(wú)論在酸還是在堿中均不能存在;B項(xiàng)Al3+與S2-要發(fā)生雙水解,且S2-與ClO-之間要發(fā)生氧化還原反應(yīng);C項(xiàng)若為酸性條件,則能存在;D項(xiàng),在堿性中Mg2+要沉淀,在酸性條件下,相當(dāng)于HNO3與Al不能產(chǎn)生H2,而是生成NO氣體。
答案:C
3.將表面已完全鈍化的鋁條插入下列溶液中,不會(huì)發(fā)生反應(yīng)的是( )
A.稀硝酸 B.稀鹽酸
C.硝酸銅 D.氫氧化鈉
解析:鋁鈍化的實(shí)質(zhì)是濃H2SO4或濃HNO3將Al表面氧化,形成了一層致密的氧化物保護(hù)
3、膜。由于Al的氧化物Al2O3是一種兩性氧化物,可與強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng),故A、B、D項(xiàng)不符合題意。只有Cu(NO3)2不與Al2O3反應(yīng),故不可能與鈍化的鋁條反應(yīng)。
答案:C
4.鋁分別與足量的稀鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng),當(dāng)兩個(gè)反應(yīng)放出的氣體在相同狀況下體積相等時(shí),反應(yīng)中消耗的HCl和NaOH的物質(zhì)的量之比為( )
A.1∶1 B.2∶1
C.3∶1 D.1∶3
解析:題中涉及反應(yīng):2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑,據(jù)此可知,若產(chǎn)生等量的H2,消耗HCl和NaOH的物質(zhì)的量之比為n(HCl)∶n(NaOH
4、)=6 mol∶2 mol=3∶1。
答案:C
5.在杠桿的兩端分別掛著質(zhì)量和體積都相同的鋁球和鐵球,此時(shí)杠桿平衡。然后將兩球分別浸沒(méi)在氫氧化鈉溶液和硫酸銅溶液中片刻,如圖,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.兩燒杯中均無(wú)氣泡產(chǎn)生
B.左邊燒杯中的溶液質(zhì)量減少了
C.去掉兩燒杯,杠桿仍平衡
D.右邊鐵球上出現(xiàn)紅色
6.將AlCl3溶液和NaOH溶液等體積混合,得到的沉淀物中含鋁元素的質(zhì)量與溶液中所含鋁元素的質(zhì)量相等,則原AlCl3溶液與NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度之比可能是( )
A.1∶3 B.2∶3
C.1∶4 D.7∶2
解析:本題應(yīng)分兩種情況進(jìn)行討論:
①
5、若AlCl3過(guò)量,NaOH量不足,溶液中鋁元素應(yīng)為Al3+。
AlCl3+3NaOH===Al(OH)3↓+3NaCl
1 mol 3 mol 1 mol
依題意,溶液中剩余1 mol Al3+,
c(AlCl3)∶c(NaOH)
=n(AlCl3)∶n(NaOH)=(1+1) mol∶3 mol=2∶3。
②若NaOH量稍多,AlCl3完全反應(yīng),生成的Al(OH)3部分溶解,溶液中鋁元素的存在形式為AlO,不妨假設(shè)有2 mol Al3+反應(yīng),依題意有關(guān)系式:
AlCl3~3NaOH~Al(OH)3
1 mol 3 mol 1 mol
AlCl3~4NaOH~NaAlO
6、2
1 mol 4mol 1 mol
則c(AlCl3)∶c(NaOH)=n(AlCl3)∶n(NaOH)
=(1+1) mol∶(3+4) mol=2∶7。
答案:B
7.某無(wú)色透明溶液能與鋁反應(yīng)放出H2,則該溶液中可大量共存的離子是( )
A.H+、Cl-、Ba2+、Cu2+ B.OH-、Ba2+、K+、Na+
C.H+、Na+、NO、Cl- D.OH-、Mg2+、NH、Cl-
8.現(xiàn)有100 mL MgCl2和AlCl3的混合溶液,其中c(Mg2+)=0.2 mol L-1,c(Cl-)=1.3 mol L-1,要使Mg2+完全轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2且與Al3
7、+恰好分開(kāi),至少需要2 mol L-1的NaOH溶液的體積為( )
A.80 mL B.100 mL
C.120 mL D.140 mL
解析:據(jù)電荷守恒,原溶液中c(Al3+)3+c(Mg2+)2=c(Cl-)1,可得c(Al3+)=0.3 mol L-1,若將Mg2+、Al3+分開(kāi),則Mg(OH)2、AlO應(yīng)作為反應(yīng)產(chǎn)物,該反應(yīng)后溶液中有NaAlO2、NaCl,依據(jù)原子守恒和電荷守恒:n(Na+)=n(AlO)+n(Cl-)=n(Al3+)+n(Cl-)=0.3 mol L-10.1 L+1.3 mol L-10.1 L,可得 n(Na+)=n(NaOH)=0.16
8、 mol, V(NaOH)===0.08 L=80 mL。
答案:A
9.有氯化鋁和氯化鎂的混合溶液,向其中滴加a mL c1molL-1 NaOH溶液之后,改成滴加c2 molL-1 HCl溶液,所得沉淀Y(mol)與試劑總體積V(mL)間的關(guān)系如圖所示。則所加NaOH溶液的體積為( )
A.9 mL B.7.5 mL
C.7 mL D.6 mL
解析:OA段的反應(yīng)是沉淀的生成:Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓,Al3++3OH-===Al(OH)3↓;AB段的反應(yīng)是Al(OH)3溶解:Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O;CD段的反應(yīng)是Al(OH)3的生
9、成:AlO+H++H2O===Al(OH)3↓。AB段溶解和CD段生成的Al(OH)3一樣多,CD段消耗鹽酸的體積是AB段消耗NaOH溶液體積的兩倍,說(shuō)明NaOH溶液的濃度是鹽酸濃度的兩倍,即c1/c2=2。BC段沒(méi)有沉淀的生成和溶解,發(fā)生的是鹽酸和NaOH溶液的中和反應(yīng),在3 mL溶液中,鹽酸為2 mL,NaOH溶液為1 mL,所以V[NaOH(aq)]=6 mL+1 mL=7 mL。
答案:C
10.將一定量的鈉鋁合金置于水中,合金全部溶解,得到20 mL pH=14的溶液,然后用1 mol/L的鹽酸滴定,沉淀質(zhì)量與消耗鹽酸的體積關(guān)系如圖所示,則下列選項(xiàng)正確的是( )
A.原合
10、金質(zhì)量為0.92 g
B.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下產(chǎn)生氫氣896 mL
C.圖中m值為1.56 g
D.圖中V2為60 mL
二、非選擇題(本題包括4個(gè)小題,共50分)
11.(12分)某無(wú)色透明溶液,其中的溶質(zhì)可能由H+、Ba2+、Mg2+、OH-、SO、Cl-、CO、NO離子中的若干種組成,它能與鋁作用,且生成的氣體只有H2,請(qǐng)?zhí)顚?xiě)以下空白:
(1)若原溶液呈明顯的酸性,則除H+外,溶液中還可能大量存在的離子有________________________________________________________________________。
(2)若原溶液呈明顯的堿性,則除O
11、H-外,溶液中還可能大量存在的離子有________________________________________________________________________。
解析:Al和強(qiáng)酸(H+)溶液及強(qiáng)堿(OH-)溶液都可反應(yīng)產(chǎn)生H2。
(1)若原溶液呈“明顯的酸性”,則首先OH-不可能大量存在;其次是弱酸根離子SO、CO不能大量存在;最為隱蔽的是NO,若NO大量存在,則原溶液和Al反應(yīng)產(chǎn)生的氣體中至少還有氮的氧化物(NOx),這與題設(shè)“只放出氫氣”相矛盾。因此,NO也不可能大量存在。
(2)若原溶液呈“明顯的堿性”,則首先H+不可能大量存在;由于Mg(OH)2為難溶氫氧化
12、物,所以Mg2+也不可能大量存在;因?yàn)槿芤阂欢ǔ孰娭行?,所以溶液中一定存在Ba2+。因BaSO3和BaCO3都是難溶于水的物質(zhì),故SO和CO也不可能大量存在。
答案:(1)Ba2+、Mg2+、Cl- (2)Ba2+、Cl-、NO
12.(12分)物質(zhì)X是中學(xué)化學(xué)中的常見(jiàn)物質(zhì),X既能與稀硫酸反應(yīng),又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)。
(1)若X為氧化物,X的化學(xué)式___________________________。
(2)若X為單質(zhì),X與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____________________________。
(3)若X與稀硫酸反應(yīng)生成無(wú)色無(wú)味的氣體A,與氫氧化鈉溶液加熱反
13、應(yīng)生成氣體B。等物質(zhì)的量的A和B在水溶液中反應(yīng)又生成X。
X與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式是____________________________________________;
X與足量氫氧化鈉溶液加熱反應(yīng)的離子方程式是__________________________________。
解析:(1)若X為氧化物,則應(yīng)為兩性氧化物,所以X為Al2O3。
(2)若X為單質(zhì),則X既有金屬性,又有非金屬性,則X為Al,與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為:2Al+2H2O+2OH-===2AlO+3H2↑。
(3)據(jù)條件可知A為CO2,B為NH3,二者等物質(zhì)的量在水中反應(yīng)生成NH4HCO3,
14、NH4HCO3與H2SO4反應(yīng)離子方程式為HCO+H+===CO2↑+H2O,NH4HCO3與足量NaOH加熱反應(yīng)的離子方程式為NH+HCO+2OH-NH3↑+CO+2H2O。
答案:(1)Al2O3
(2)2Al+2H2O+2OH-===2AlO+3H2↑
(3)HCO+H+===CO2↑+H2O
NH+HCO+2OH-NH3↑+2H2O+CO
13.(12分)由短周期元素組成的單質(zhì)A、B、C和甲、乙、丙、丁、戊五種化合物有如圖所示的轉(zhuǎn)換關(guān)系,甲是工業(yè)上制取A的主要原料。請(qǐng)回答:
(1)寫(xiě)出下列物質(zhì)的化學(xué)式:
A________,乙________。
(2)寫(xiě)出甲物質(zhì)在工
15、業(yè)上的任意兩種主要用途___________________________________。
(3)寫(xiě)出下列變化的化學(xué)方程式:
①A與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式:____________________________;
②乙與過(guò)量CO2反應(yīng)的離子方程式:____________________________________;
③戊溶液與乙溶液混合的離子方程式:________________________________________。
解析:本題的“突破口”是單質(zhì)A與NaOH溶液反應(yīng),生成單質(zhì)C,則C為H2,A可能是鋁或硅,而A和B的產(chǎn)物甲能與鹽酸反應(yīng),推知A為Al,B
16、為O2。
答案:(1)Al NaAlO2 (2)作耐高溫材料;制取鋁單質(zhì)
(3)①2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑
②AlO+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO
③Al3++3AlO+6H2O===4Al(OH)3↓
14.(14分)把NaOH、MgCl2、AlCl3三種固體組成的混合物溶于足量的水后,產(chǎn)生1.16 g白色沉淀,再向所得濁液中加入1 molL-1HCl溶液,加入HCl溶液的體積與生成沉淀的質(zhì)量關(guān)系如圖所示:
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)A點(diǎn)之前沉淀物的化學(xué)式為_(kāi)_______,理由是__________________________
17、____。
(2)寫(xiě)出A點(diǎn)到B點(diǎn)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:______________________________。
(3)原混合物中MgCl2的質(zhì)量是________g,AlCl3的質(zhì)量是________g,NaOH的質(zhì)量是________g。
(4)C點(diǎn)HCl溶液的體積為_(kāi)_______mL。
解析:(1)加入10 mL HCl溶液后沉淀才增加,說(shuō)明加入10 mL HCl溶液正好把過(guò)量的NaOH中和,故A點(diǎn)的沉淀物只有Mg(OH)2。
(2)A→B,AlO生成Al(OH)3,反應(yīng)為AlO+H++H2O===Al(OH)3↓。
(3)n(MgCl2)=n[Mg(OH)2]==0.
18、02 mol
m(MgCl2)=0.02 mol95 gmol-1=1.9 g
n(AlCl3)=n(AlO)=1 molL-1(30 mL-10 mL)10-3 LmL-1=0.02 mol
m(AlCl3)=0.02 mol133.5 gmol-1=2.67 g
n(NaOH)=2n(MgCl2)+4n(AlCl3)+1 molL-10.01 L=0.13 mol
m(NaOH)=0.13 mol40 gmol-1=5.2 g
(4)從B→C,加入的HCl把Mg(OH)2、Al(OH)3溶解。
n(HCl)=30 mL10-3 LmL-11.00 molL-1+2n[Mg(OH)2]+3n[Al(OH)3]=0.13 mol
V(HCl)==0.13 L=130 mL
7