专题三第一单元从铝土矿到铝合金文档格式.docx
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C.常温下与足量2mol/LH2SO4溶液反应,放出H2的物质的量在0~0.45mol之间
D.常温下与足量2mol/LNaOH溶液反应,放出H2的物质的量在0~0.6mol之间
镁与浓硫酸反应生成SO2,铝与浓硫酸钝化,A项错误;
镁铝与稀硝酸反应生成NO,B项错误;
当10.8g合金完全是镁,产生氢气0.45mol,当10.8g合金完全是铝,产生氢气0.6mol,C项不正确;
当10.8g合金完全是镁,不产生氢气,当10.8g合金完全是铝,产生氢气0.6mol,D项正确。
D
3.(2010·
驻马店高三一模)将3.9g镁铝合金,投入到500mL2mol/L的盐酸中,金属完全溶解,再加入4mol/L的NaOH溶液,若要生成的沉淀最多,加入的这种NaOH溶液的体积是( )
A.125mLB.200mL
C.250mLD.560mL
沉淀达到最多时,溶液中只有NaCl,故n(NaOH)=n(HCl),V(NaOH)=
=250mL。
4.(2011·
滨州质检)用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝,下述操作步骤中最恰当的组合是( )
①加盐酸溶解;
②加烧碱溶液溶解;
③过滤;
④通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀;
⑤加入盐酸生成Al(OH)3沉淀;
⑥加入过量烧碱溶液
A.①⑥⑤③ B.②③④③
C.②③⑤③D.①③⑤③
由镁粉和铝粉制取纯净Al(OH)3的过程为:
B
5.(原创题)某校化学兴趣小组用如图所示过程除去AlCl3溶液中含有的Mg2+、K+杂质离子并尽可能减少AlCl3的损失。
下列说法正确的是( )
A.NaOH溶液可以用氨水来代替
B.溶液a中含有Al3+、K+、Cl-、Na+、OH-
C.溶液b中只含有NaCl
D.向溶液a中滴加盐酸需控制溶液的pH
A项用氨水将会使Al3+、Mg2+均沉淀下来,达不到分离的目的;
B项a中不再含有Al3+,转化为AlO
;
C项b中含有KCl、NaCl、HCl等物质;
D项若不控制pH,沉淀aAl(OH)3将不能分离出来。
6.向20mL某物质的量浓度的AlCl3溶
液中滴入2mol/LNaOH溶液时,得到
的Al(OH)3沉淀的质量与所滴加NaOH
溶液的体积(mL)关系如图所示,试回答
下列问题:
(1)图中A点表示的意义是______________________________________________。
(2)图中B点表示的意义是______________________________________________。
(3)上述两步用总的离子方程式可表示为:
_________________________________
______________________________。
(4)假定反应混合物中有Al(OH)3沉淀0.39g,则此时用去NaOH溶液的体积为________。
把NaOH溶液滴入AlCl3溶液,先产生Al(OH)3沉淀,其质量最大值为A点,然后全部溶解消失(B点)。
其总反应的离子方程式为:
+2H2O。
有0.39gAl(OH)3沉淀生成,①当AlCl3过量时,加入NaOH使Al3+部分产生沉淀为0.39g,通过Al3++3OH-===Al(OH)3↓可知用NaOH7.5mL。
②当NaOH过量时,Al3+全部参加反应生成Al(OH)3沉淀后又部分溶解,用NaOH17.5mL。
(1)滴入15mLNaOH溶液时AlCl3完全转化为Al(OH)3,沉淀的质量为0.78g
(2)滴入20mLNaOH溶液时,生成的Al(OH)3沉淀完全溶解
(3)Al3++4OH-===AlO
+2H2O
(4)17.5mL或7.5mL
[提能综合检测]
一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分)
1.(2011·
哈尔滨模拟)下列有关铝及其化合物的叙述正确的是( )
A.铝粉与氧化镁共热可制取金属镁
B.足量铝分别与含1molHCl、1molNaOH的溶液反应,产生相同量的氢气
C.工业上用电解熔融Al2O3的方法冶炼铝
D.在浓硝酸中加入等体积的浓硫酸后,立即加入铝片,铝片表面发生钝化
2.相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应,至体系中均无固体物质,消耗碱量最多的是( )
A.AlB.Al(OH)3
C.AlCl3D.Al2O3
3.下列各组物质,前者逐滴滴加到后者中直至过量,先出现白色沉淀,后来沉淀又消失的是( )
A.H2SO4滴入NaAlO2溶液中
B.Ba(OH)2溶液滴入Al2(SO4)3溶液中
C.Al2(SO4)3溶液滴入NaOH溶液中
D.氨水滴入Al2(SO4)3溶液中
合肥模拟)右图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加混合,由图中判断错误的是( )
A.①线表示Al3+物质的量的变化
B.x表示AlCl3的物质的量
C.③线表示Al(OH)3物质的量的变化
D.④线表示AlO
物质的量的变化
5.(2011·
扬州模拟)在加入铝粉能放出氢气的溶液中,下列各组离子可能大量共存的是
( )
A.NH
NO
CO
Na+
B.Na+ Ba2+ Mg2+ HCO
C.NO
K+ AlO
OH-
D.NO
Mg2+ K+ Cl-
6.下列各组物质中,因反应条件、用量、浓度等不同而发生不同化学反应的是( )
①C与O2 ②Na2CO3与盐酸 ③NaAlO2与盐酸
④Na与O2 ⑤CO2与NaOH溶液 ⑥Cu与硝酸
⑦AlCl3溶液与氨水
A.除③外B.除⑦外
C.除③⑦外D.全部都是
7.将5.4gAl投入200.0mL2.0mol/L的某溶液中有氢气产生,充分反应后有金属剩余。
该溶液可能为( )
A.HNO3溶液B.Ba(OH)2溶液
C.H2SO4溶液D.HCl溶液
8.通过观察化学实验现象,分析归纳出正确的结论,是学习化学科学最基本的技能之一。
下列由实验现象得出正确结论的是( )
选项
实验现象
结论
A
把相同大小的一块铝和镁分别投入相同浓度的NaOH溶液中:
铝溶解有气泡放出,而镁没有任何变化
由此得出:
铝的金属性比镁强
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
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
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
9.(2011·
山东高考)Al、Fe、Cu都是重要的金属元素。
A.三者对应的氧化物均为碱性氧化物
B.三者的单质放置在空气中均只生成氧化物
C.制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法
D.电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al
10.(2012·
浙江调研)已知Ba(AlO2)2可溶于水。
下图表示的是向100mL0.02mol·
L-1KAl(SO4)2溶液中逐滴加入0.05mol·
L-1Ba(OH)2溶液时(25℃),生成沉淀的物质的量与加入Ba(OH)2溶液的体积的关系。
下列说法不正确的是( )
A.所加的Ba(OH)2溶液的pH=13
B.b点的值是0.005mol
C.a点的值是80mL
D.当V[Ba(OH)2]=30mL时,生成沉淀的质量是0.699g
二、非选择题(本题包括4小题,共50分)
11.(12分)将0.1mol的镁、铝混合物溶于100mL2mol/LH2SO4溶液中,然后再滴加1mol/LNaOH溶液。
请回答:
(1)若在滴加NaOH溶液的过程中,沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如下图所示。
当V1=160mL时,则金属粉末中n(Mg)=________mol,V2=________mL。
(2)若在滴加NaOH溶液过程中,欲使Mg2+、Al3+刚好沉淀完全,则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH)=________mL。
(3)若混合物仍为0.1mol,其中镁粉的物质的量分数为a,用100mL2mol/L的硫酸溶解此混合物后,再加入450mL1mol/L的NaOH溶液,所得沉淀中无Al(OH)3。
满足此条件的a的取值范围是________。
12.(12分)从铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)流程甲加入盐酸后生成Al3+的离子方程式为_______________________________
________________________________________________________________________。
(2)流程乙加入烧碱后生成SiO
的离子方程式为______________________________。
(3)验证滤液B含Fe3+,可取少量滤液并加入__________________(填试剂名称)。
(4)滤液E、K中溶质的主要成分是________(填化学式),写出该溶质的一种用途________________________________________________________________________。
(5)已知298K时,Mg(OH)2的溶度积常数Ksp=5.6×
10-12。
取适量的滤液B,加入一定量的烧碱至达到沉淀溶解平衡,测得pH=13.00,则此温度下残留在溶液中的c(Mg2+)=__________。
13.(12分)(2011·
泉州模拟)由短周期元素组成的单质A、B、C和甲、乙、丙、丁四种化合物有下图所示的转换关系,已知C为密度最小的气体,甲是电解质。
根据图示转化关系回答:
(1)写出下列物质的化学式:
A____________,B____________,
乙____________,丁____________。
(2)组成单质A的元素在周期表中的位置是__________,
丙的电子式是________________。
(3)写出下列变化的方程式:
①A与NaOH溶液反应的化学方程式___________________________________;
②乙与过量CO2反应的离子方程式_____________________________________。
14.(14分)某固体混合物可能由Al、(NH4)2SO4、MgCl2、FeCl2、AlCl3中的一种或几种组成,现对该混合物作如下实验,所得现象和有关数据如图所示(气体体积数据已换算成标准状况下的体积):
回答下列问题:
(1)写出反应④的离子方程式_____________________________________________。
(2)填写下表中的空白。
(注:
若混合物中不存在该成分,则“质量”栏中填“0”;
画斜线的表格不需填写)
成分
质量
判断依据或计算推理过程
Al
(NH4)2SO4
MgCl2
FeCl2
AlCl3
1解析:
Mg的活泼性强于铝,因而A项不能发生反应;
B项后者产生的H2多;
D项不再发生钝化,因为浓H2SO4稀释后会释放出大量的热,而使热的浓HNO3与铝会发生反应。
2解析:
从量的关系上,A、B、D项均为1mol铝元素消耗1molNaOH,而C项1mol铝元素消耗4molNaOH,相同质量的Al和AlCl3的物质的量之比为:
133.5∶27,故综合考虑,A项消耗最多。
3解析:
将H2SO4滴入NaAlO2溶液中,先生成Al(OH)3沉淀,Al(OH)3又溶于过量的H2SO4中,A正确;
Ba(OH)2滴入Al2(SO4)3溶液中,先生成BaSO4、Al(OH)3沉淀,而Al(OH)3又溶于Ba(OH)2,但BaSO4不溶解,B错误;
Al2(SO4)3滴入NaOH溶液中,开始由于OH-过量发生Al3++4OH-===AlO
+2H2O,故开始无沉淀生成,C错误;
氨水滴入Al2(SO4)3溶液中,立即产生Al(OH)3沉淀,但沉淀不溶于过量氨水,D错误。
4解析:
往AlCl3溶液中逐滴加入NaOH发生如下反应:
Al3++3OH-===Al(OH)3↓,
Al(OH)3+OH-===AlO
+2H2O,
此时图像中x表示NaOH的量,
①表示Al3+物质的量的变化,④表示AlO
物质的量的变化,②、③表示Al(OH)3物质的量的变化。
往NaOH溶液中逐滴加入AlCl3时发生如下反应:
3AlO
+Al3++6H2O===4Al(OH)3↓,
此过程与图像表示的不相符。
5解析:
加入铝粉产生H2的溶液为强酸性或强碱性溶液。
A项中NH
与OH-、CO
与H+不共存。
B项中HCO
与H+、OH-都不共存。
D项Mg2+与OH-不能大量共存,H+、NO
同时存在不产生H2。
C项中AlO
、OH-与H+不能大量共存,但AlO
与OH-可大量共存。
6解析:
①C与O2反应时,O2量少时生成一氧化碳,O2过量时生成二氧化碳;
②Na2CO3与盐酸反应时,盐酸量少时生成碳酸氢钠,盐酸过量时生成二氧化碳;
③NaAlO2与盐酸反应时,盐酸量少时生成氢氧化铝,盐酸过量时生成氯化铝;
④Na与O2反应时,常温下生成氧化钠,加热或点燃时生成过氧化钠;
⑤CO2与NaOH溶液反应时,NaOH溶液量少时生成碳酸氢钠,NaOH溶液过量时生成碳酸钠;
⑥Cu与硝酸反应时,稀硝酸生成一氧化氮,浓硝酸生成二氧化氮;
⑦AlCl3溶液与氨水反应时,不管氨水的量多还是量少,都只生成氢氧化铝,因为氢氧化铝只能溶于强酸、强碱,而不能溶于弱酸、弱碱。
7解析:
A项不产生H2,B项铝全部反应,C项H+足够使Al完全反应,只有D项0.4mol的HCl不足以溶解0.2molAl。
8解析:
A项Mg不具有两性,但不能说明铝比镁金属性强;
B项说明铝被氧化后生成的氧化铝熔点高;
C项NH4Cl水解呈酸性,故铝片与之反应产生H2。
9解析:
本题考查元素化合物和电解原理,意在考查考生对常见金属及其化合物性质和制备的掌握情况。
Al对应的氧化物为两性氧化物,A项错误;
Cu放置在空气中可生成Cu2(OH)2CO3,B项错误;
电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液,由于放电能力:
Cu2+>Fe3+>H+>Fe2+>Al3+,在阴极上依次析出Cu、H2,D项错误。
10解析:
0.05mol·
L-1Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.1mol·
L-1,
pH为13,A正确;
b点时,Al3+完全沉淀,发生反应的方程式为2KAl(SO4)2+3Ba(OH)2===2Al(OH)3↓+3BaSO4↓+K2SO4根据方程式可知生成Al(OH)3为0.002mol,BaSO4为0.003mol,共0.005mol,B正确;
a点时,Al3+全部转化为AlO
,化学方程式为:
KAl(SO4)2+2Ba(OH)2===KAlO2+2BaSO4↓+2H2O消耗Ba(OH)2溶液的体积为:
=80mL,C正确;
当V[Ba(OH)2]=30mL,Ba(OH)2物质的量为1.5×
10-3mol,生成Al(OH)3为1×
10-3mol,即0.058g,BaSO4为1.5×
10-3mol,即0.3495g,共计0.4075g,D不正确。
11解析:
(1)由图像可知:
V1mL的NaOH溶液是与过量H2SO4反应的,则与Mg、Al反应的为H2SO4:
0.2mol-0.16mol×
=0.12mol。
假设n(Mg)=xmol,n(Al)=ymol,
则有方程组:
,解得:
x=0.06mol,y=0.04mol。
当加入V2mLNaOH溶液时,
得到Mg(OH)2沉淀和NaAlO2关系式为:
Mg2+~2OH-,Al3+~4OH-,
所以,V2=160mL+
×
103mL/L=440mL。
(2)当Mg2+、Al3+刚好沉淀完全时,溶液中只有Na2SO4,关系式为2NaOH~H2SO4,
所以,V(NaOH)=
=400mL。
(3)当所得沉淀中无Al(OH)3时,NaOH溶液过量,反应后生成的溶质为:
Na2SO4、NaAlO2。
则根据Na元素守恒:
n(NaOH)=0.45L×
1mol/L≥0.1L×
2mol/L×
2+0.1×
(1-a)mol。
解得a≥
,则满足此条件的a的取值范围是
≤a<
1。
(1)0.06 440
(2)400 (3)
1
12解析:
流程甲为:
流程乙为:
则滤液E、K中溶质主要成分是NaHCO3,该物质可用于作发酵粉、制纯碱等。
(5)由Mg(OH)2的溶度积常数Ksp=5.6×
10-12=c2(OH-)·
c(Mg2+)可推知:
c(Mg2+)=
mol/L=5.6×
10-10mol/L。
(1)Al2O3+6H+===2Al3++3H2O
(2)SiO2+2OH-===SiO
+H2O
(3)硫氰化钾(或硫氰酸钾、等合理答案)
(4)NaHCO3 制纯碱(或作发酵粉等)
(5)5.6×
10-10mol/L
13解析:
单质C是密度最小的气体,应为H2;
单质A与NaOH溶液反应可生成H2,A+B→甲,甲亦能与NaOH溶液反应,容易考虑A为Al或Si,B为O2,则甲为Al2O3或SiO2,由于甲是电解质,故甲不能为SiO2,则A为Al,甲为Al2O3,乙为NaAlO2,丁为Al(OH)3。
(1)Al O2 NaAlO2 Al(OH)3
(2)第3周期ⅢA族 H
H
(3)①2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑
②AlO
+2H2O+CO2===Al(OH)3↓+HCO
由信息知,固体混合物与过量浓NaOH溶液作用,得5.60LNH3与H2的混合气体,其中2.24LNH3,3.36LH2,进而可计算(NH4)2SO4的质量为6.6g,Al的质量为2.7g;
2.90g白色沉淀为Mg(OH)2进而可计算MgCl2的质量为4.75g。
由于Fe(OH)2在空气中会转化为红褐色Fe(OH)3,但步骤③中白色沉淀久置无明显变化,说明无FeCl2。
由于(NH4)2SO4、Al、MgCl2的质量和恰好为14.05g,故无AlCl3;
无色溶液中含AlO
,与盐酸反应生成Al(OH)3沉淀,Al(OH)3又被过量盐酸溶解。
(1)AlO
+H++H2O===Al(OH)3↓
(2)
2.7g
2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑
54g 67.2L
m(Al) 3.36Lm(Al)=54g×
3.36L÷
67.2L=2.7g
6.6g
4.75g
Fe(OH)2在空气中会转化为红褐色Fe(OH)3,但步骤③中白色沉淀久置无明显变化
原固体中肯定含有Al、(NH4)2SO4和MgCl2,而三种物质的质量之和刚好等于14.05g,所以一定没有AlCl3
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