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《试吧》高中全程训练计划化学课练9铝及其化合物
课练9 铝及其化合物
1.下列有关铝的化合物的说法正确的是( )
A.氧化铝坩埚可用于熔融NaOH实验
B.工业上利用电解熔融氯化铝冶炼铝
C.氢氧化铝能中和胃酸,可用于治疗胃酸过多
D.明矾可用于自来水的消毒
2.下列各组物质的稀溶液相互反应,无论是前者滴入后者还是后者滴入前者,反应现象相同的是( )
A.AlCl3和NaOHB硫酸铝和浓氨水
C.NaAlO2和H2SO4D.浓氨水和AgNO3
3.
如图是铝热反应(2Al+Fe2O3
Al2O3+2Fe)的实验装置,有关该反应的下列说法中正确的是( )
A.a为镁条
B.b为氧化铁与铝粉混合物
C.2mol氧化剂参与反应转移电子6NA个
D.还原剂与氧化产物的物质的量之比为1∶2
4.下列各组物质相互反应后,最终没有白色沉淀生成的是( )
A.过量Ba(OH)2溶液加入明矾溶液
B.过氧化钠投入FeCl2溶液中
C.向NaAlO2溶液中通入过量CO2
D.向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2
5.下列由实验现象得出正确结论的是( )
选项
实验现象
结论
A
把相同大小的铝片和镁片分别投入相同浓度的NaOH溶液中:
铝溶解有气泡产生,而镁没有任何变化
铝的金属性比镁强
B
取一块铝箔,用酒精灯点燃:
铝箔只熔化成液体而没有脱落
铝不易燃烧
C
向氯化铵溶液中投入一铝片:
铝片上产生大量气泡
该气体是氨气
D
向氯化铝溶液中逐滴滴加NaOH溶液至过量:
先产生白色沉淀,后沉淀逐渐溶解,最后沉淀完全消失
氢氧化铝能溶于强碱溶液
6.某溶液既能溶解Al(OH)3,又能溶解Al,但不能溶解Fe,在该溶液中可以大量共存的离子组是( )
A.K+、Na+、HCO
、NO
B.Na+、CO
、Cl-、S2-
C.NH
、Mg2+、SO
、NO
D.H+、K+、Cl-、Na+
7.下列离子方程式书写正确的是( )
A.向氯化铝溶液中通入过量氨气:
4NH3+Al3++2H2O===AlO
+4NH
B.将铝片打磨后置于NaOH溶液中:
2Al+2OH-===2AlO
+H2↑
C.向明矾溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液:
Al3++2SO
+2Ba2++4OH-===2BaSO4↓+AlO
+2H2O
D.向Ba(AlO2)2溶液中通入少量CO2:
2AlO
+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+CO
8.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H2的金属,就铝的这一特殊性质回答下列问题:
(1)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H2的体积之比是________。
(2)足量的两份铝分别投入等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中,产生H2的体积之比是________。
(3)足量的两份铝分别投入等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中,两者产生的H2相等,则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是________。
(4)甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol·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.5.4gB.3.6g
C.2.7gD.1.8g
9.某无色稀溶液X中,可能含有下表所列离子中的某几种。
阴离子
CO
、SiO
、AlO
、Cl-
阳离子
Al3+、Fe3+、Mg2+、NH
、Na+
现取该溶液适量,向其中加入某试剂Y,产生沉淀的物质的量(n)与加入试剂体积(V)的关系如图所示。
(1)若Y是盐酸,则Oa段转化为沉淀的离子(指来源于X溶液的,下同)是________,ab段发生反应的离子是________,bc段发生反应的离子方程式为________________________。
(2)若Y是NaOH溶液,则X中一定含有的阳离子是________中,其物质的量之比为________,ab段反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
10.若甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备Al(OH)3。
规定必用的药品如下:
350g70%H2SO4溶液,NaOH固体240g,足量铝屑、水(不能用其他药品)。
甲、乙、丙用各自设计的方案制得Al(OH)3的质量分别是W1、W2、W3。
三种实验方案如下:
甲:
铝→加NaOH溶液→加H2SO4溶液→W1gAl(OH)3
乙:
铝→加H2SO4溶液→加NaOH溶液→W2gAl(OH)3
丙:
→W3gAl(OH)3
试回答:
(1)从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素分析,实验方案最合理的是________。
(2)三位学生制得的Al(OH)3,W1、W2、W3其质量由大到小的顺序是________。
(3)制得Al(OH)3的最大质量是________。
1.下列说法不正确的是( )
A.(2015·新课标全国卷Ⅰ)用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热,熔化后的液态铝滴落下来,金属铝的熔点较低
B.(2014·新课标全国卷Ⅱ)铝与Fe2O3发生铝热反应后固体的质量不变
C.(2014·北京卷)Al片溶于NaOH溶液中,产生气体:
2Al+2OH-+2H2O===2AlO
+3H2↑
D.(2014·江苏卷)Al、HCl、NaOH中任意两种物质在一定条件下均能发生反应
2.下列说法正确的是( )
A.(2015·新课标全国卷Ⅱ)将氯化铝溶液滴入浓氢氧化钠溶液中,将产生大量白色沉淀
B.(2015·重庆卷)Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应
C.(2014·四川卷)AlCl3溶液中加入过量稀氨水:
Al3++4NH3·H2O===AlO
+4NH
+2H2O
D.(2014·福建卷)常温下,Al(OH)3既能与NaOH溶液反应又能与稀硫酸反应
3.(2014·安徽卷)室温下,在0.2mol·L-1Al2(SO4)3溶液中,逐滴加入1.0mol·L-1NaOH溶液,实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如图所示,下列有关说法正确的是( )
A.a点时,溶液呈酸性的原因是Al3+水解,离子方程式为:
Al3++3OH-
Al(OH)3
B.a~b段,溶液pH增大,Al3+浓度不变
C.b~c段,加入的OH-主要用于生成Al(OH)3沉淀
D.d点时,Al(OH)3沉淀开始溶解
4.(2013·山东卷)足量下列物质与相同质量的铝反应,放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是( )
A.氢氧化钠溶液B.稀硫酸
C.盐酸D.稀硝酸
5.(2017·兰州质检)镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应,产生气体的体积(V)与时间(t)关系如图。
反应中镁和铝的( )
A.物质的量之比为3:
2
B.质量之比为3:
2
C.摩尔质量之比为2:
3
D.反应速率之比为2:
3
6.(2017·衡水中学一模)某烧杯中盛有含0.2molNH4Al(SO4)2的溶液,向其中缓缓加入4mol·L-1的NaOH溶液200mL,使其充分反应,此时烧杯中铝元素的主要存在形式为( )
A.Al3+和Al(OH)3B.AlO
C.AlO
和Al(OH)3D.Al(OH)3
7.(2017·南京一模)易拉罐的主要成分为铝合金,其中以铝铁合金和铝镁合金最为常见。
现取几小块易拉罐碎片进行下列实验,其中实验方案与现象、结论正确的是( )
选项
实验方案
现象、结论
A
加入盐酸
产生无色气体;含铝、铁、镁三种金属
B
加入NaOH溶液
有无色气体产生;含有镁、铝两种金属
C
加入盐酸后,所得溶液中再加入少量NaOH溶液
产生白色沉淀;含有金属镁
D
用盐酸溶解并放置一会儿后,加入KSCN溶液
溶液呈红色;含有铁元素
8.(2017·郑州调研)常温下,将一定量的钠铝合金置于水中,合金全部溶解,得到20mL的甲溶液,然后用1mol·L-1的盐酸滴定,测得生成沉淀的质量与消耗盐酸的体积关系如图所示,下列说法不正确的是( )
A.甲溶液中氢氧化钠的物质的量浓度为1mol·L-1
B.图中V为100
C.图中m为1.56
D.合金总质量为1.56g
9.(2017·潍坊一模)已知X、Y、Z、W均为中学化学中常见物质,它们之间的转化关系如图所示(部分产物已略)。
下列说法不正确的是( )
A.X、Y、Z中至少有一种相同的元素,该元素可以是金属元素也可以是非金属元素
B.物质W可能是化合物,也可能是单质
C.上述转化关系中不可能出现置换反应
D.若X、Y、Z中均含有一种常见金属元素,则W可能是强酸也可能是强碱
10.(2017·太原质检)铝土矿的主要成分中含有氧化铝、氧化铁和二氧化硅等,工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝。
下列说法错误的是( )
A.①中还需要进行过滤操作,滤渣为二氧化硅
B.a、b中铝元素的存在形式不同
C.③中需要通入过量的氨气
D.④进行的操作是加热,而且d一定是氧化铝
11.(2017·广州质检)向含Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入150mL1mol·L-1HCl溶液,测得溶液中的某几种离子物质的量的变化如图所示,下列说法不正确的是( )
A.a曲线表示的离子方程式为AlO
+H++H2O===Al(OH)3↓
B.b和c曲线表示的离子反应是相同的
C.M点时,溶液中沉淀的质量为3.9g
D.原混合溶液中的CO
与AlO
的物质的量之比为1∶2
12.(2017·青岛模拟)某校化学兴趣小组用如图所示过程除去AlCl3中含有的Mg2+、K+杂质并尽可能减少AlCl3的损失。
请回答下列问题:
(1)写出向混合物中加入足量氢氧化钠溶液时,溶液中发生反应的离子方程式:
___________________________________________。
(2)氢氧化钠溶液能否用氨水代替,为什么?
________________________________________________________________________。
(3)溶液a中存在的离子有________;在溶液a中加入盐酸时需控制盐酸的量,原因是________________________________________。
为此,改进方法是________________________。
课练9 铝及其化合物
基础练
1.解析 氧化铝能与NaOH反应,氧化铝坩埚不能用于熔融NaOH实验,A错误;工业上利用电解熔融氧化铝冶炼铝,B错误;明矾用于自来水的净化而不能用于自来水的消毒,D错误。
答案 C
2.解析 AlCl3溶液滴入NaOH溶液中,起始无沉淀,后有沉淀产生,反之起始有沉淀产生后沉淀溶解;硫酸铝溶液滴入氨水与氨水滴入硫酸铝溶液中现象一样,均为产生沉淀;NaAlO2溶液滴入H2SO4中起始无沉淀,后有沉淀产生,反之起始有沉淀产生后沉淀溶解;AgNO3溶液滴入氨水中,起始无沉淀,后有沉淀产生,反之起始有沉淀产生后沉淀溶解。
答案 B
3.解析 a为镁条,起引燃作用,A正确;b为KClO3,B错误;该反应中氧化剂是Fe2O3,2molFe2O3参与反应转移电子12NA个,C错误;该反应中还原剂是铝,氧化产物是氧化铝,还原剂和氧化产物的物质的量之比为2∶1,D错误。
答案 A
4.解析 A中最终只有白色BaSO4沉淀;B中Na2O2投入FeCl2溶液中最终生成红褐色的Fe(OH)3沉淀;C中生成白色Al(OH)3沉淀;D中向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2,发生反应Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3↓,有NaHCO3析出。
答案 B
5.解析 金属性的强弱可根据金属与酸反应时金属失电子的能力强弱判断,而不是与碱反应,故A错误;没有脱落表明氧化铝的熔点高,故B错误;氯化铵溶液显酸性,与铝反应时放出氢气,故C错误;氯化铝和氢氧化钠溶液反应先生成氢氧化铝白色沉淀,氢氧化铝再和氢氧化钠溶液反应生成可溶性的偏铝酸钠,故D正确。
答案 D
6.解析 能溶解Al(OH)3、Al而不能溶解Fe的溶液只能是强碱溶液,A项中的HCO
,C项中的NH
、Mg2+,D项中的H+都不能在强碱溶液中大量存在。
答案 B
7.解析 A项,氨水不能溶解Al(OH)3;B项,氧元素不守恒、电子得失不守恒;D项,通入少量CO2时,应有BaCO3沉淀生成。
答案 C
8.解析 铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应的化学方程式分别为2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑。
(1)HCl、NaOH足量时,参加反应的Al的量相等,所得H2的量必相等。
(2)因为在反应中Al过量,产生的H2由HCl和NaOH的量决定。
则6HCl~3H2、2NaOH~3H2,故当HCl、NaOH物质的量相等时,两者产生H2的体积比为1∶3。
(3)因为Al足量且产生H2相等,根据关系式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)由上述化学方程式知,当n(HCl)=n(NaOH)=3mol·L-1×0.1L=0.3mol时,产生H2的体积比是1∶3,而题设条件体积比为1∶2,则说明Al与盐酸反应时铝粉过量,故Al与盐酸反应生成H20.3mol×
=0.15mol,所以Al与NaOH溶液反应生成H20.3mol,即m(Al)=0.3mol×
×27g·mol-1=5.4g。
答案
(1)1∶1
(2)1∶3 (3)3∶1 (4)A
9.解析 溶液为无色,说明溶液X中不含Fe3+;若Y为盐酸,由图像的特点判断溶液X中一定含有AlO
、SiO
、CO
,其中Oa段发生的反应为:
AlO
+H++H2O===Al(OH)3↓,SiO
+2H+===H2SiO3↓,故转化为沉淀的离子为SiO
、AlO
;ab段发生的反应为:
CO
+H+===HCO
,HCO
+H+===H2O+CO2↑,但仅有CO
来源于X溶液;bc段发生的反应为:
Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O。
若Y为NaOH溶液,由图像特点判断溶液中一定含有Mg2+、Al3+、NH
。
其中Oa段发生反应为:
Al3++3OH-===Al(OH)3↓,Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓;ab段发生的反应为:
NH
+OH-===NH3·H2O;bc段发生的反应为:
Al(OH)3+OH-===AlO
+2H2O,n(Al3+)∶n(Mg2+)∶n(NH
)=1∶(4-1×3)×
∶2=2∶1∶4。
答案
(1)SiO
、AlO
CO
Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
(2)Al3+、Mg2+、NH
2∶1∶4
NH
+OH-===NH3·H2O
10.解析 甲:
2Al+2OH-+2H2O===2AlO
+3H2↑、AlO
+H++H2O===Al(OH)3↓,乙:
2Al+6H+===2Al3++3H2↑,Al3++3OH-===Al(OH)3↓,丙:
Al
Al3+,3Al
3AlO
,所以Al3++3AlO
+6H2O===4Al(OH)3↓。
从化学方程式计量数看,甲:
制取2molAl(OH)3消耗H+2mol,OH-2mol。
乙:
制取2molAl(OH)3消耗H+6mol,OH-6mol。
丙:
制取4molAl(OH)3消耗H+3moL,OH-3moL。
即制取2molAl(OH)3消耗H+1.5mol,OH-1.5mol。
由此可判断丙以较少的原料制出较多的Al(OH)3,最好;乙以较多的原料制出较少的产品,最差。
相同的原料制取的Al(OH)3应是W3>W1>W2。
n(H+)=
×2=5mol,n(OH-)=
=6mol。
由上述分析,OH-过量,结合丙中的关系,则n[Al(OH)3]=n(H+)×
mol,即:
m[Al(OH)3]=5×
mol×78g/mol=520g。
答案
(1)丙
(2)W3>W1>W2 (3)520g
加餐练
1.解析 打磨后的铝箔在酒精灯上灼烧,表面生成Al2O3,高熔点的Al2O3兜住了熔融的液态铝,不会滴落,A项错误;铝与Fe2O3发生铝热反应生成铁和氧化铝,反应前后均是固体物质,固体质量不变,B项正确;金属铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,C项正确;Al既能与HCl反应又能与NaOH溶液反应,HCl和NaOH能发生中和反应,D项正确。
答案 A
2.解析 AlCl3溶液滴入NaOH溶液中,开始时NaOH溶液过量,不会出现白色沉淀,随着不断反应,后来出现白色沉淀,A项错误;MgO是碱性氧化物,不能与NaOH反应,B项错误;氢氧化铝不能与过量氨水反应,AlCl3中加入过量氨水,反应的离子方程式为Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH
,C项错误;Al(OH)3是两性氢氧化物,常温下既能与NaOH溶液反应又能与稀硫酸反应,D项正确。
答案 D
3.解析 Al3+水解的离子方程式为Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,A项错误;a~b段,Al3+与OH-作用生成Al(OH)3沉淀,Al3+浓度不断减小,B项错误;c点溶液pH<7,说明溶液中还没有NaAlO2生成,因此b~c段,加入的OH-主要用于生成Al(OH)3沉淀,C项正确;c~d段pH逐渐增大,说明沉淀逐渐溶解,到达d点,Al(OH)3沉淀已完全溶解,D项错误。
答案 C
4.解析 相同质量的铝与足量的NaOH溶液、稀硫酸、盐酸反应,放出氢气的物质的量相等,但消耗相应溶液中溶质的物质的量之比为2∶3∶6;稀硝酸与Al反应不能产生氢气,故正确答案为A。
答案 A
5.解析 由关系式:
Mg~H2,2Al~3H2,可知产生等量H2时,消耗Mg、Al的物质的量之比为3∶2,A正确;两者质量之比为4∶3,摩尔质量之比为24∶27=8∶9,反应速率之比为3∶2。
答案 A
6.解析 n(Al3+)=0.2mol,n(NH
)=0.2mol,n(OH-)=0.8mol,完全反应后,恰好生成0.2molAl(OH)3和0.2molNH3·H2O。
答案 D
7.解析 铝、铁、镁都可与盐酸反应产生无色气体,不能得出含铝、铁、镁三种金属的结论,A错误;铝、铁、镁三种金属中只有铝能与NaOH溶液反应产生无色气体,B错误;氢氧化镁与氢氧化铝均为白色沉淀,C错误;用盐酸溶解后生成的亚铁离子在空气中易被氧化成Fe3+,加入KSCN溶液呈红色,D正确。
答案 D
8.解析 由图可知P点时氢氧化钠与盐酸完全反应,则氢氧化钠的物质的量浓度为1mol·L-1,A正确;当盐酸的体积为40mL时,混合液的溶质为氯化钠,则说明溶液中钠离子物质的量为0.04mol,则甲溶液中有0.04mol-0.02mol=0.02mol偏铝酸钠,即合金中有钠0.04mol,铝0.02mol,合金总质量为1.46g,D错误;溶解0.02mol氢氧化铝需要0.06mol盐酸,所以V=40mL+60mL=100mL,B正确;反应最多生成0.02mol氢氧化铝沉淀,即1.56g,C正确。
答案 D
9.解析 根据题示可知符合上述转化关系的可以是①Al3+
Al(OH)3
AlO
,Al3+与AlO
可生成Al(OH)3;②C
CO
CO2,C与CO2可生成CO;③AlO
Al(OH)3
Al3+;④H2S
S
SO2,H2S与SO2可生成S。
可知A、B、D正确,C错误。
答案 C
10.解析 铝土矿加盐酸生成Al3+和Fe3+,二氧化硅不溶于盐酸,所以要过滤,分离出二氧化硅;滤液中加过量NaOH,Al3+转化为AlO
、Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,过滤除去Fe(OH)3沉淀,向滤液中通入过量的二氧化碳,生成Al(OH)3沉淀,Al(OH)3分解生成Al2O3,最后电解熔融的Al2O3生成Al。
由以上分析可知①、②中除加试剂外,还需要进行过滤操作,故A正确;a中为Al3+,b中为AlO
,故B正确;③中需要把AlO
转化为Al(OH)3沉淀,要通入过量的二氧化碳,AlO
+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO
,故C错误;根据上面分析可知④是Al(OH)3受热分解生成Al2O3,故D正确。
答案 C
11.解析 Na2CO3和NaAlO2的混合溶液中加入HCl溶液,先发生反应:
AlO
+H++H2O===Al(OH)3↓,故A正确;AlO
反应完毕,发生反应:
CO
+H+===HCO
,b曲线表示CO
减少,c曲线表示HCO
的增加,所以b和c曲线表示的离子反应是相同的,故B正确;加入盐酸50mL时NaAlO2中铝元素全部转化为氢氧化铝沉淀,b曲线表示CO
减少,氢氧化铝沉淀不溶解,d曲线表示HCO
的减少,则M点沉淀的质量和加入盐酸50mL时产生沉淀的质量相同,由NaAlO2+HCl+H2O===NaCl+Al(OH)3↓知,n[Al(OH)3]=n(NaAlO2)=n(HCl)=0.05mol,m[Al(OH)3]=0.05mol×78g·mol-1=3.9g,故C正确;根据反应AlO
+H++H2O===Al(OH)3↓,CO
+H+===HCO
,可知CO
与AlO
的物质的量之比为1∶1,故D错误。
答案 D
12.解析
(1)加入足量氢氧化钠溶液,Mg2+可与OH-反应生成Mg(OH)2沉淀,Al3+先与OH-反应生成Al(OH)3,生成的Al(OH)3继续与OH-反应生成AlO
和H2O。
(2)氢氧化钠溶液不能用氨水代替,因为Al3+与氨水反应生成Al(OH)3后,Al(OH)3不能与氨水继续反应,从而不能将Al(OH)3与Mg(OH)2分开。
(3)加入氢氧化钠溶液后除去了Mg2+,但又引入了Na+,同时Al3+转化成了AlO
;因为氢氧化铝能与盐酸反应,所以在加入盐酸沉淀AlO
时,需要控制其用量,以防止部分Al(OH)3转化成Al3+;氢氧化铝不与H2CO3反应,因此可在溶液a中通入过量二氧化碳气体代替加入盐酸。
答案
(1)Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓、Al3++3OH-===Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH-===AlO
+2H2O
(2)不能,因为Al3+与氨水反应生成Al(OH)3后,Al(OH)3不能与氨水继续反应,从而不能将Al(OH)3与Mg(OH)2分开
(3)Cl-、K+、AlO
、OH-、Na+ Al(OH)3能与盐酸反应,所以在加入盐酸时,需要控制盐酸的量,以防止部分Al(OH)3转化成Al3+ 向溶液a中通入过量二氧化碳气体代替加入盐酸
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