1、1考点规范练 14 铝及其重要化合物一、选择题(本题共 10 小题,每小题 6 分,共 60 分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.易拉罐的主要成分为铝合金,其中以铝铁合金和镁铝合金最为常见。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、镁三种元素B 加入 NaOH 溶液 有无色气体产生,含有镁、铝两种元素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,含有镁元素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2.下列叙述正确的是( )A.向氯化铝溶液中加入
2、过量氨水反应的实质是 Al3+3NH33H2O Al(OH)3+3N +4B.存在于污水中的重金属离子,常用加入明矾等电解质的方法进行处理C.镁铝合金既可完全溶于过量盐酸又可完全溶于过量 NaOH 溶液D.依据铝热反应原理,能发生反应 2Al+3MgO 3Mg+Al2O33.(2019 河南新乡调研测试)将等物质的量的镁和铝混合,取等质量该混合物四份,分别加到足量的下列溶液中,充分反应后,放出氢气最多的是( )A.3 molL-1 HCl B.4 molL-1 HNO3C.8 molL-1 NaOH D.18 molL-1 H2SO44.(2019 河北衡水中学周测)某校化学兴趣小组用如图所示
3、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 NaClD.向溶液 a 中滴加盐酸需控制溶液的 pH5.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2B 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
4、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.(2019 湖北华师一附中月考)镓(Ga)与铝同主族,曾被称为“类铝”,其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业制备镓的流程如图所示。下列判断不合理的是( )A.Al、Ga 均处于第A 族B.Ga2O3可与盐酸反应生成 GaCl3C.Ga(OH)3可与 NaOH 溶液反应生成 NaGaO2D.由流程图可知酸性:Al(OH) 3Ga(OH)37.(2019 湖南衡阳质检)铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅,工业上经过下列工艺流程可以冶炼金属铝:铝土矿 a b c d Al下列
5、说法中错误的是( )A.中除加试剂外,还需要进行过滤操作B.a、b 中铝元素的化合价相同C.中需要通入过量的氨气D.进行的操作是加热,而且 d 一定是氧化铝8.下列实验操作对应的图像不正确的是( )选项 A B C D向MgCl2、AlCl 3溶液中(各 1 mol),逐滴加入NaOH 溶液向含HCl、MgCl 2、AlCl 3、NH 4Cl(各 1 mol)的溶液中逐滴加入 NaOH 溶液向含 NaOH、NaAl(OH) 4(各 1 mol)的溶液中,逐滴加入 HCl 溶液向含NaOH、Na 2CO3(各 1 mol)的混合溶液中滴加稀盐酸39.氧化亚铁粉末和铝粉配成铝热剂,分成两等份。一份
6、在高温下恰好完全反应后,再与盐酸反应;另一份直接放入足量的烧碱溶液中充分反应,前后两种情况下生成的气体的质量比是( )A.11 B.23 C.32 D.28910.(2019 广东汕头质检) a g 镁铝合金投入 x mL 2 molL-1的盐酸中,金属完全溶解,再加入 y mL 1 molL-1 NaOH 溶液,沉淀达到最大值,质量为( a+1.7) g,则下列说法不正确的是( )A.镁铝合金与盐酸反应转移电子数为 0.1NAB.沉淀为 Mg(OH)2和 Al(OH)3的混合物C.x=2yD.a 的取值范围为 0.9a1.2二、非选择题(本题共 3 小题,共 40 分)11.(2019 吉林
7、长春月考)(12 分)铝(熔点 660 )是一种应用广泛的金属,工业上用 Al2O3(熔点 2 054 )和冰晶石(Na 3AlF6,六氟合铝酸钠)混合熔融后电解制得铝。回答下列问题:(1)冶金工业上常用金属铝作还原剂冶炼钒、铬、锰,铝与 V2O5在高温下反应的化学方程式为 。 (2)将打磨过的铝片在酒精灯火焰上加热,可观察到铝熔化而不滴落,原因是 ;铝是活泼金属,但打磨过的铝片投入沸水中不易观察到有气泡产生。若将铝片用饱和 Hg(NO3)2溶液浸泡数分钟,取出后迅速洗净,可制得俗称“铝汞齐”的铝汞合金。铝汞齐露置在空气中,表面会快速生长出蓬松的白毛(Al 2O3)。若将新制的铝汞齐放入水中,
8、可迅速反应产生气泡,该反应的化学方程式为 ;铝汞齐的化学性质变得“活泼”的原因可能是 。 (3)饮用水中的 N 对人体健康会产生危害。为了降低饮用水中 N 的浓度,有研究人员建议在-3 -3碱性条件下用铝粉将 N 还原为 N2,该反应的离子方程式为 。 -3(4)将 0.1 molL-1 AlCl3溶液和 10%NH4F 溶液等体积混合,充分反应后滴加氨水,无沉淀析出。则AlCl3与 NH4F 反应的化学方程式为 。 12.(14 分)铝元素在自然界中主要存在于铝土矿(主要成分为 Al2O3,还含有 Fe2O3、FeO、SiO 2)中。工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如下。(1)在滤
9、液 A 中加入漂白液,所得滤液 B 显酸性。滤液 A 中加入漂白液的目的是 (用离子方程式表示)。 将滤液 B 中的铝元素以沉淀形式析出,可选用的最好试剂为(填代号) 。 A.氢氧化钠溶液 B.硫酸溶液C.氨水 D.二氧化碳离子方程式为 。 4(2)由滤液 B 制备少量无水 AlCl3(AlCl3极易水解)涉及的操作为 、冷却结晶、 (填操作名称)、洗涤。 (3)SiO2和 NaOH 焙烧制备硅酸钠,可采用的装置为(填代号) 。 (4)若将铝土矿溶于足量的氢氧化钠溶液,则对应的离子方程式为 。 13.(14 分)金属在现代社会中发挥着巨大的作用,铝的化合物在工农业生产及人们的日常生活中也具有广
10、泛的作用。(1)若将铝溶解,下列试剂中最好选用 (填选项字母)。 A.浓硫酸 B.稀硫酸 C.稀硝酸(2)以铝土矿(主要成分是 Al2O3,杂质有 SiO2、Fe 2O3等)为原料,采用拜耳法生产 Al2O3的流程如下图所示:Al 2O3可用于电解制 Al,电解时需加入冰晶石(Na 3AlF6)作为助熔剂,用 NaF 和 Al2(SO4)3反应制备冰晶石的化学方程式为 ;电解时用石墨作阳极,温度维持在 950970 ,阳极需定期更换,其原因为 。 赤泥中铝硅酸钠的化学式可表示为 3Na2O3Al2O35SiO25H2O,则滤液的主要成分是 ;铝土矿的品位常用铝硅比(A/S,即矿石中 Al2O3
11、与 SiO2的质量比)来衡量。某种铝土矿的 A/S=10.2,则加入足量 NaOH 溶液后铝的理论溶出率为 。 该生产过程中,需向沉淀池中加入过量的 X,该反应的离子方程式为 。 (3)铍(Be)与铝元素相似,其氧化物及氢氧化物具有两性,请写出 BeO 与盐酸反应的离子方程式 ,Be(OH)2溶于 NaOH 溶液的化学方程式为 Be(OH)2+2NaOH Na2BeO2+2H2O,往 10.0 mL 1.00 molL-1的 Be(NO3)2溶液中逐滴加入等浓度的 NaOH 溶液,请在以下坐标图中画出沉淀量随 NaOH 溶液加入量的变化图: 5课时规范练 14 铝及其重要化合物1.D 铝、铁、
12、镁都可与盐酸反应产生无色气体,不能得出含铝、铁、镁三种元素的结论,A 项错误;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 项错误;氢氧化镁与氢氧化铝均为白色沉淀,C 项错误;用盐酸溶解后亚铁离子在空气中易被氧化成 Fe3+,加入 KSCN 溶液呈红色,D 项正确。2.A B 项中明矾只能使污水中的悬浮物沉降,不能除去重金属离子;C 项中 Mg 不能溶于 NaOH 溶液;D 项中 Mg 的金属性比 Al 强,故 Al 与 MgO 不能发生铝热反应。3.A 在镁、铝混合物中加入 HNO3和浓硫酸都不产生 H2;加入 NaOH 溶液,只有 Al 与之反应生成 H2,而镁不反应
13、;加入盐酸,镁、铝都与盐酸反应生成 H2,所以放出 H2的量最多。4.D A 项,氨水不能使 Al3+转化为Al(OH) 4-,也就不能与 Mg(OH)2分离,因此不能用氨水代替 NaOH溶液;B 项,溶液 a 中不含 Al3+;C 项,溶液 b 还含有 KCl。5.D 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,而不是根据与碱反应的强弱判断,故 A 项错误;没有脱落表明氧化铝的熔点高,故 B 项错误;氯化铵溶液显酸性,与铝反应时放出氢气,故 C 项错误;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 项正确。6.D 镓(
14、Ga)与铝同主族,均位于第A 族,A 正确;Ga 2O3与 Al2O3的性质具有相似性,可与盐酸反应生成 GaCl3,B 正确;Ga(OH) 3与 Al(OH)3的性质相似,属于两性氢氧化物,能与 NaOH 溶液反应生成NaGaO2,C 正确;化学反应遵循强酸制弱酸原理,在 NaAl(OH)4和 NaGaO2的混合溶液中通入 CO2,有Al(OH)3生成,而无 Ga(OH)3生成,可能是 Ga(OH)3酸性强于碳酸,则酸性:Al(OH) 3Ga(OH)3,D 错误。7.C 反应之后的体系中含有固体 SiO2,反应之后的体系中含有 Fe(OH)3沉淀,均需过滤除去,A正确;a、b 中 Al 元素
15、分别以 AlCl3和 NaAl(OH)4形式存在,其中铝的化合价都是+3 价,B 正确;由NaAl(OH)4制备 Al(OH)3需要通入过量 CO2,C 错误;由 Al(OH)3制备 Al2O3,加热使 Al(OH)3分解即可,D正确。8.D 向含 MgCl2、AlCl 3(各 1 mol)溶液中逐滴加入 NaOH 溶液,先生成氢氧化铝、氢氧化镁沉淀各 1 mol,消耗氢氧化钠 5 mol,后氢氧化铝与氢氧化钠反应生成 NaAl(OH)4,沉淀减少 1 mol,消耗 1 mol 氢氧化钠,故 A 项正确;向 HCl、MgCl 2、AlCl 3、NH 4Cl(各 1 mol)溶液中逐滴加入 Na
16、OH 溶液,先是 HCl 与氢氧化钠反应,消耗 1 mol 氢氧化钠,然后是 MgCl2、AlCl 3与氢氧化钠反应生成氢氧化铝、氢氧化镁沉淀各 1 mol,消耗氢氧化钠 5 mol,然后 NH4Cl 与氢氧化钠反应消耗 1 mol 氢氧化钠,沉淀量不变,后氢氧化铝与氢氧化钠反应生成 NaAl(OH)4,沉淀减少 1 mol,消耗 1 mol 氢氧化钠,故 B项正确;向含 NaOH、NaAl(OH) 4(各 1 mol)的溶液中,逐滴加入 HCl 溶液,开始时氢氧化钠与盐酸反应,消耗 1 mol HCl,然后 NaAl(OH)4与盐酸反应生成氢氧化铝沉淀,消耗 1 mol HCl,最后氢氧化铝
17、与盐酸反应生成氯化铝,消耗 3 mol HCl,故 C 项正确;向含 NaOH、Na 2CO3(各 1 mol)的混合溶液中6滴加稀盐酸,依次发生反应 OH-+H+ H2O、C +H+ HC 、HC +H+ H2O+CO2,故 D 项错误。2-3 -3 -39.A 把 FeO 和铝粉配成铝热剂,分成两等份,一份在高温下恰好完全反应生成铁与氧化铝,由电子转移守恒可知,2 n(Fe)=3n(Al),然后将生成物与足量的稀盐酸反应,铁与盐酸反应生成氯化亚铁与氢气,由电子转移守恒可知 n(H2)=n(Fe),所以 n(H2)= n(Al);另一份直接加入足量的 NaOH 溶液使之充分反应,铝与氢氧化钠
18、反应生成四羟基合铝酸钠与氢气,由电子转移守恒可知 2n(H2)=3n(Al),所以 n(H2)= n(Al)。故两种情况下生成气体的物质的量之比为 11,质量比等于物质的量之比也是11。10.C Mg、Al 失去电子变为离子,离子再结合 OH-生成沉淀,则镁铝合金与盐酸反应转移电子的物质的量等于其生成沉淀时结合的 OH-的物质的量,沉淀量最大时得到 Mg(OH)2和 Al(OH)3的混合物,则m(OH-)=(a+1.7) g-a g=1.7 g,n(OH-)=0.1 mol,电子转移总数是 0.1NA,A、B 正确;沉淀量最大时,溶液中 n(Na+)=n(Cl-),此时 HCl 和氢氧化钠的物
19、质的量相等,即 2x=y,C 错误;电子转移总数是0.1NA,若金属全部是镁,则镁的质量是 1.2 g,若金属全部是铝,则铝的质量是 0.9 g,因此 D 正确。11.答案 (1)10Al+3V 2O5 5Al2O3+6V(2)铝表面很快形成致密的氧化膜,其熔点高于铝 2Al+6H 2O 2Al(OH)3+3H2 其表面不易形成致密的氧化膜(合理即可)(3)10Al+6N +4OH-+18H2O 3N2+10Al(OH) 4-3(4)AlCl3+6NH4F (NH4)3AlF6+3NH4Cl解析 (1)金属铝作还原剂化合价升高生成 Al2O3,V2O5作氧化剂化合价降低生成 V。(2)Al 2
20、O3的熔点高于金属铝,所以铝熔化而不滴落;金属铝与水发生置换反应:2Al+6H 2O 2Al(OH)3+3H2;单质铝的化学性质活泼,会与 O2迅速反应生成 Al2O3致密氧化膜,阻碍 Al 与 H2O 发生反应,当制成铝汞齐后,Al 与 O2反应生成蓬松的 Al2O3,此时将其放入水中,Al 与 H2O 接触发生反应生成 H2。(3)金属铝作还原剂在碱性条件下生成Al(OH) 4-,硝酸根离子作氧化剂被还原为 N2,再根据氧化还原方程式配平原则配平离子方程式。(4)加入氨水后,无沉淀生成,说明溶液中不存在 Al3+,依据元素守恒和冰晶石的化学式,可写出反应的化学方程式。12.答案 (1)2F
21、e 2+ClO-+5H2O 2Fe(OH)3+Cl -+4H+C Al 3+3NH3H2O Al(OH)3+3N +4(2)边滴加浓盐酸边蒸发浓缩 过滤 (3)B(4)SiO2+2OH- Si +H2O,Al2O3+2OH-+3H2O 2Al(OH)4-2-3解析 (1)滤液中含有氯化铁、氯化亚铁、氯化铝,在滤液 A 中加入漂白液,次氯酸根离子具有氧化性氧化亚铁离子生成铁离子在溶液中形成氢氧化铁沉淀除去,次氯酸根离子被还原为氯离子,反应的离子方程式为 2Fe2+ClO-+5H2O 2Fe(OH)3+Cl -+4H+。氢氧化钠溶液可以沉淀铝离子但过量又会溶解氢氧化铝,故 A 项不是最好;硫酸溶液
22、不能沉淀铝离子,故 B 项不符合;氨水是弱碱溶液7不能溶解氢氧化铝,过量的氨水和铝离子形成氢氧化铝沉淀过滤得到氢氧化铝固体,反应的离子方程式为 Al3+3NH3H2O Al(OH)3+3N ,故 C 项符合; 二氧化碳和氯化铝不反应不能生成氢氧化+4铝沉淀,故 D 项不符合。(2)由滤液 B 制备少量无水 AlCl3,由于 AlCl3极易水解,需要边滴加浓盐酸边蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤。(3)蒸发皿中含有的二氧化硅能与氢氧化钠反应,故 A 不符合;铁坩埚可以熔融二氧化硅和氢氧化钠,故 B 符合;玻璃中含二氧化硅能与氢氧化钠反应,故 C 不符合;烧杯不能用于固体高温加热,故 D 不符合。(
23、4)氧化铝、二氧化硅与 NaOH 溶液反应均生成盐和水,离子反应分别为 Al2O3+2OH-+3H2O 2Al(OH)4-、SiO 2+2OH- Si +H2O。2-313.答案 (1)B(2)12NaF+Al 2(SO4)3 2Na3AlF6+3Na2SO4 阳极产生的 O2与石墨反应NaAl(OH) 4(多写 NaOH 也可) 90%Al(OH) 4-+CO2 Al(OH)3+HC -3(3)BeO+2H+ Be2+H2O解析 (1)浓硫酸、硝酸与 Al 反应会生成有毒气体,因此从环保和安全角度考虑应选用稀硫酸。(2)NaF 和 Al2(SO4)3反应生成 Na3AlF6和 Na2SO4。
24、电解时用石墨作阳极,温度维持在 950970 ,阳极产生的 O2能与石墨反应,因此阳极需要定期更换。氧化铝可与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠,则溶出液的溶质主要是四羟基合铝酸钠。由铝土矿的 =10.2,可计算出 n(Al2O3) n(SiO2)= =61=305,由矿渣的化学式 3Na2O3Al2O35SiO25H2O 知,其中的 n(Al2O3) n(SiO2)10.2102160=35,则相当于有 30-3=27 份的 Al2O3被溶解,即铝的理论溶出率为 90%。要形成沉淀,可以向沉淀池中通入过量的二氧化碳,反应的离子方程式为Al(OH) 4-+CO2 Al(OH)3+HC 。-3(3)BeO 与盐酸反应生成氯化铍和水,反应的离子方程式为 BeO+2H+ Be2+H2O;向 Be(NO3)2溶液中逐滴加入等浓度的 NaOH 溶液先后发生反应:Be(NO 3)2+2NaOH Be(OH)2+2NaNO 3,Be(OH)2+2NaOH Na2BeO2+2H2O,现象是先产生沉淀 ,然后沉淀消失,两次消耗的氢氧化钠的物质的量都为0.02 mol(即 20 mL NaOH 溶液),产生的 Be(OH)2沉淀为 0.01 mol,则沉淀量随 NaOH 溶液加入量的变化图为8。
