高中化學(xué) 課時作業(yè)16 鋁的重要化合物 新人教版必修1
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1、 課時作業(yè)16 鋁的重要化合物 時間:45分鐘 滿分:100分,) 一、選擇題(每小題4分,共48分) 1.鎂鋁合金溶于適量的鹽酸中,再加入過量氫氧化鈉溶液,反應(yīng)后溶液中可能大量存在的離子組是( ) A.Na+、Mg2+、Al3+、Cl- B.Na+、AlO、Cl-、OH- C.Na+、Mg2+、AlO、Cl- D.Na+、Al3+、AlO、Cl- 解析:鎂鋁合金溶于適量的鹽酸中,溶液中大量存在的離子有:Mg2+、Al3+、Cl-,加入過量氫氧化鈉溶液,則Mg2+反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀,Al3+轉(zhuǎn)化為AlO。 答案:B 2.下列各組離子中,在強堿性溶液中能共存,且在加
2、入鹽酸過程中會產(chǎn)生氣體和沉淀的是( ) A.Na+、NO、AlO、SO B.Na+、Al3+、NO、SO C.K+、Cl-、AlO、CO D.Na+、Mg2+、Cl-、HCO 解析:在強堿性溶液中不能共存的離子有B中的Al3+,D中的Mg2+和HCO,故先排除B、D;A中在加入HCl過程中不會產(chǎn)生氣體,故A錯誤;C中加入HCl過程中將會有CO2氣體和Al(OH)3沉淀生成。 答案:C 3.甲、乙、丙、丁分別是Al2(SO4)3、FeSO4、NaOH、BaCl2四種物質(zhì)中的一種,若將丁溶液滴入乙溶液中,發(fā)現(xiàn)有白色沉淀生成,繼續(xù)滴加則淀淀消失;若將丁溶液滴入甲溶液中,無明顯現(xiàn)象
3、發(fā)生,據(jù)此可推斷丙物質(zhì)是( ) A.Al2(SO4)3 B.NaOH C.BaCl2 D.FeSO4 解析:由“將丁溶液滴入乙溶液中,發(fā)現(xiàn)有白色沉淀生成,繼續(xù)滴加則沉淀消失”這一現(xiàn)象可知,丁為NaOH,乙為Al2(SO4)3,BaCl2和FeSO4兩溶液中與NaOH溶液不反應(yīng)的是BaCl2溶液,所以甲為BaCl2,則丙為FeSO4。 答案:D 4.將100 mL 3 molL-1的NaOH溶液與100 mL 1 molL-1的AlCl3溶液,按下列兩種方法相混合:①將NaOH逐滴加入AlCl3中,邊加邊振蕩?、趯lCl3逐滴加入NaOH中,邊加邊振蕩。對上述實驗所得出的結(jié)
4、論正確的是( ) A.現(xiàn)象相同,沉淀量相同 B.現(xiàn)象相同,沉淀量不相同 C.現(xiàn)象不相同,沉淀量相同 D.現(xiàn)象不相同,沉淀不相同 解析:①所發(fā)生的反應(yīng)是:3NaOH+AlCl3===Al(OH)3↓+3NaCl,NaOH為0.3 mol,AlCl3為0.1 mol,正好完全反應(yīng),產(chǎn)生0.1mol Al(OH)3沉淀。②所發(fā)生的反應(yīng)是:AlCl3+4NaOH===NaAlO2+2H2O+3NaCl。由于堿過量,加入沉淀振蕩又消失,0.3 mol NaOH消耗AlCl3 mol,生成 mol NaAlO2,余 mol AlCl3,繼續(xù)加入AlCl3反應(yīng)方程式為:AlCl3+3NaA
5、lO2+6H2O===4Al(OH)3↓+3NaCl,這樣 mol NaAlO2和 mol AlCl3正好反應(yīng),產(chǎn)生0.1 mol Al(OH)3沉淀,所以結(jié)論是現(xiàn)象不相同,沉淀量相同。 答案:C 5.下圖表示AlCl3溶液與NaOH溶液的相互滴加,則下列說法中錯誤的是( ) A.①線表示Al3+物質(zhì)的量的變化 B.x表示AlCl3的物質(zhì)的量 C.②③線表示Al(OH)3物質(zhì)的量的變化 D.④線表示AlO物質(zhì)的量的變化 解析:AlCl3溶液與NaOH溶液混合有兩種方式:一種方式為向AlCl3溶液中逐滴滴加NaOH溶液,開始就有沉淀生成后沉淀溶解,且前后消耗NaOH的物質(zhì)
6、的量之比為31,顯然符合本題意,則x表示NaOH的物質(zhì)的量,B項錯誤;據(jù)此可判斷A、C、D正確。另一種方式為向NaOH溶液中逐滴滴加AlCl3溶液,開始沒有沉淀,后有沉淀,不符合本題。 答案:B 6.在某無色溶液中緩慢地滴入NaOH溶液直至過量,產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量與加入的NaOH溶液體積的關(guān)系如下圖所示,由此確定,原溶液中含有的陽離子是( ) A.Mg2+、Al3+、Fe2+ B.H+、Mg2+、Al3+ C.H+、Ba2+、Al3+ D.只有Mg2+、Al3+ 解析:觀察圖象時,要注意圖象的起始點,終點,及曲線的走勢。從圖象上看,開始時加入NaOH沒有沉淀產(chǎn)生,說明溶液
7、中有H+,沉淀量逐漸增加,達到最大值,然后又減少說明溶液中存在Al3+,沉淀量減少到一定量后,不再發(fā)生變化,說明溶液中還存在Mg2+。 答案:B 7.下列各組物質(zhì)相混合后,可生成a mol沉淀的是( ) A.含a mol NaAlO2的溶液與含a mol AlCl3的溶液 B.含有a mol NaAlO2的溶液通入a mol CO2 C.含a mol AlCl3的溶液與含2a mol Ba(OH)2的溶液 D.含a mol AlCl3的溶液與含a mol NaOH的溶液 解析:A組中反應(yīng): 3NaAlO2+AlCl3+6H2O===4Al(OH)3↓+3NaCl a
8、 mol a mol a mol B組中反應(yīng): NaAlO2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+NaHCO3 a mol a mol a mol C組中反應(yīng): 2AlCl3+4Ba(OH)2===Ba(AlO2)2+3BaCl2+4H2O a mol 2a mol D組中反應(yīng): AlCl3+3NaOH===Al(OH)3↓+3NaCl amol a mol mol 答案:B 8.下列各組物質(zhì),不能按 (“→”表示反應(yīng)一步完成)所示關(guān)系轉(zhuǎn)化的是( ) 選項 a b c A Al2O3
9、 NaAlO2 Al(OH)3 B AlCl3 Al(OH)3 NaAlO2 C Al Al(OH)3 Al2O3 D MgCl2 Mg(OH)2 MgO 解析:Al2O3和NaOH反應(yīng)生成NaAlO2,NaAlO2和適量的稀鹽酸反應(yīng)生成Al(OH)3,Al(OH)3受熱分解得Al2O3,A符合;AlCl3和氨水反應(yīng)生成Al(OH)3,Al(OH)3和NaOH反應(yīng)生成NaAlO2,NaAlO2和過量鹽酸反應(yīng)生成AlCl3,B符合;Al不能一步生成Al(OH)3,C不符合;MgCl2和NaOH反應(yīng)生成Mg(OH)2,Mg(OH)2受熱分解得MgO,MgO和鹽酸反應(yīng)生成
10、MgCl2,D符合。 答案:C 9.等體積的AlCl3和NaOH兩種溶液混合后,沉淀物中含鋁元素的質(zhì)量與溶液中含鋁元素的質(zhì)量相等,則AlCl3和NaOH兩種溶液物質(zhì)的量濃度之比是( ) ①13?、?3 ③14?、?7 A.①② B.①③ C.②④ D.③④ 解析:溶液中Al元素的存在可以是Al3+或AlO。故當溶液中Al3+與Al(OH)3物質(zhì)的量之比為11時,n(Al3+)n(OH-)=23,當溶液中AlO與Al(OH)3的物質(zhì)的量之比為11時,n(Al3+)n(OH-)=27。 答案:C 10.使一鎂鋁合金粉末在過量稀H2SO4中
11、溶解,在所得溶液中加入NaOH溶液,生成沉淀的質(zhì)量W和加入NaOH溶液的體積V的關(guān)系如下圖所示,則該合金中鎂和鋁的質(zhì)量之比為( ) A.23 B.11 C.43 D.89 解析:先由一部分沉淀溶解入手,溶解氫氧化鋁需要1體積NaOH溶液,則產(chǎn)生氫氧化鋁需要3體積NaOH溶液,產(chǎn)生氫氧化鎂需要2體積溶液,所以鎂與鋁的物質(zhì)的量之比為11,質(zhì)量比為89。 答案:D 11.在V L Al2(SO4)3溶液中加入過量氨水,過濾得沉淀,然后在高溫中灼燒沉淀最后得到白色固體m g,溶液中SO的物質(zhì)的量濃度是( ) A. molL-1 B. molL-1 C. m
12、olL-1 D. molL-1 解析:Al2(SO4)3與NH3H2O反應(yīng)生成白色Al(OH)3沉淀,灼燒沉淀后得Al2O3,則有Al2(SO4)3~2Al(OH)3~Al2O3,m(Al2O3 )=m g,則n(Al2O3)=mol,n[Al2(SO4)3]= mol,即可得出:n(SO)=3n[Al2(SO4)3]= mol,c(SO)== molL-1。 答案:D 12.有鎂鋁混合粉末10.2 g,將它溶于500 mL 4 molL-1的鹽酸中,若要使沉淀的質(zhì)量最大,則需加入2 molL-1的氫氧化鈉溶液的體積是( ) A.1 000 mL B.500 mL C.10
13、0 mL D.1 500 mL 解析:可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為:Mg+2HCl===MgCl2+H2↑;2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑;NaOH+HCl===NaCl+H2O;MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl;AlCl3+3NaOH===Al(OH)3↓+3NaCl。當鎂、鋁全部以Mg(OH)2、Al(OH)3沉淀的形式存在時,沉淀的質(zhì)量最大,此時,鈉元素全部以氯化鈉的形式存在,則由鈉元素守恒和氯元素守恒得:n[NaOH]=n(NaCl)=n(HCl)=0.5 L4 molL-1=2 mol,所以,V[NaOH(aq)]=1 L=1 000 mL。 答
14、案:A 二、非選擇題(共52分) 13.(10分)A、B、C、D、E五種物質(zhì)均含有某種常見金屬元素,它們的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示,某中B為白色難溶固體,E則易溶于水。 (1)寫出化學(xué)式:A________、B__________、C__________、D________。 (2)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式: B―→C___________________________________________。 B―→D___________________________________________。 (3)寫出下列反應(yīng)的離子方程式: A―→D___________________
15、_________________________。 C―→D____________________________________________。 答案:(1)Al(OH)3 Al2O3 Al AlCl3 (2)2Al2O3熔融電解,4Al+3O2↑ Al2O3+6HCl===2AlCl3+3H2O (3)Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O 2Al+6H+===2Al3++3H2↑ 14.(10分)某校化學(xué)興趣小組用如圖所示過程除去AlCl3中含有的Mg2+、K+雜質(zhì)離子并盡可能減少AlCl3的損失。 請回答下列問題: (1)寫出混合物中加入足量氫氧化鈉
16、溶液時,溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:_____________________________________________。 (2)氫氧化鈉溶液能否用氨水代替,為什么?_______________ ________________________________________________________。 (3)溶液a中存在的離子有________;在溶液a中加入鹽酸時需控制鹽酸的量,為什么?______________________________________ _____________________________________________________
17、____。 為此,改進方法是______________________________________ _________________________________________________________。 解析:(1)加入足量氫氧化鈉溶液,Mg2+可與OH-反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀,Al3+先與OH-反應(yīng)生成Al(OH)3,生成的Al(OH)3繼續(xù)與OH-反應(yīng)生成NaAlO2和H2O。(2)氫氧化鈉溶液不能用氨水代替,因為在Al3+與氨水反應(yīng)生成Al(OH)3后,Al(OH)3不能與氨水繼續(xù)反應(yīng),從而不能將Al(OH)3與Mg(OH)2分開。 (3)加入氫氧化鈉溶液
18、后除去了Mg2+,但又引入了Na+,同時Al3+轉(zhuǎn)化成了AlO;因為氫氧化鋁能與強酸反應(yīng),所以在加入鹽酸沉淀AlO時,需要控制溶液的pH,以防止部分AlO轉(zhuǎn)化成Al3+;氫氧化鋁只能與強堿或強酸反應(yīng),因此,可在溶液a中通入過量二氧化碳氣體。 答案:(1)Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓、Al3++3OH-===Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O(或者寫Al3++4OH-===AlO+2H2O) (2)不能,因為在Al3+與氨水反應(yīng)生成Al(OH)3后,Al(OH)3不能與氨水繼續(xù)反應(yīng),從而不能將Al(OH)3與Mg(OH)2分開 (3)Cl-、K+、A
19、lO、OH-、Na+ 因為氫氧化鋁能與強酸反應(yīng),所以在加入鹽酸沉淀AlO時,需要控制鹽酸的量,以防止部分AlO轉(zhuǎn)化成Al3+ 通入過量二氧化碳氣體 15.(10分)現(xiàn)用0.1 mol/L的AlCl3溶液和0.1 mol/L的氫氧化鈉溶液,進行下面的實驗。 在試管中盛有上述AlCl3溶液10 mL,向其中逐滴滴入上述的NaOH溶液。 (1)加入10 mL NaOH溶液時的現(xiàn)象是________,加入30 mL NaOH溶液時的現(xiàn)象是________,加入35 mL NaOH溶液時的現(xiàn)象是____________________。 (2)生成沉淀質(zhì)量最多時,需NaOH溶液________m
20、L。 解析:將NaOH溶液滴入10 mL 0.1 mol/L的AlCl3溶液中時,整個過程可用圖象表示如下: 因為n(Al3+)=0.1 mol/L1010-3L=0.001 mol,所以(1)當加入10 mL NaOH溶液時現(xiàn)象是產(chǎn)生白色沉淀;加入30 mL NaOH溶液時,沉淀量最多;加入35 mL NaOH溶液時,沉淀部分溶解。 (2)生成沉淀質(zhì)量最多時,需NaOH溶液30 mL。 答案:(1)產(chǎn)生白色沉淀 沉淀量最多 沉淀部分溶解 (2)30 16.(11分)把NaOH、MgCl2、AlCl3三種固體組成的混合物溶于足量水后有1.16 g白色沉淀,在所得的濁液中逐滴加入1
21、 molL-1 HCl溶液,加入HCl溶液的體積與生成沉淀的質(zhì)量關(guān)系如下圖所示,試回答: (1)A點的沉淀物的化學(xué)式為________;B點的沉淀物的化學(xué)式為________________________。 (2)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。 (3)Q點HCl溶液加入量是________mL。 解析:(1)因為在濁液中加入HCl溶液至10 mL,沉淀質(zhì)量一直為1.16 g,說明濁液顯堿性,Al元素以AlO形式存在,繼續(xù)加入HCl溶液,AlO轉(zhuǎn)變?yōu)锳l(OH)3沉淀,加至30 mL時,Al
22、O全部轉(zhuǎn)變?yōu)锳l(OH)3,所以在A點的沉淀物為Mg(OH)2,在A點至B點間,沉淀物為Mg(OH)2和Al(OH)3的混合物。當加入HCl溶液超過30 mL,Mg(OH)2和Al(OH)3同時溶解。 (2)原混合物中: m(MgCl2)=95 gmol-1=1.90 g, 又AlCl3~AlO~HCl。 n(AlCl3)=1 molL-1(30-10)10-3 L=0.02 mol。 m(AlCl3)=0.02 mol133.5 gmol-1=2.67 g。 NaOH: ①濁液中存在的: NaOH+HCl===NaCl+H2O 10.01 mol ②MgCl
23、2―→Mg(OH)2消耗的: MgCl2~2NaOH 2=0.04 mol。 ③AlCl3―→NaAlO2消耗的: Al3+~4NaOH~AlO 0.02 mol4=0.08 mol。 NaOH總質(zhì)量=(0.01 mol+0.04 mol+0.08 mol)40 gmol-1=5.20 g。 (3)從B點開始,Al(OH)3―→AlCl3消耗的HCl: 0.02 mol3=0.06 mol Mg(OH)2―→MgCl2消耗的HCl: 0.02 mol2=0.04 mol,所消耗HCl溶液的體積為: 1 000 mLL-1=100 mL。 Q點HCl溶液總體積為30 mL
24、+100 mL=130 mL。 答案:(1)Mg(OH)2 Mg(OH)2和Al(OH)3 (2)1.90 2.67 5.20 (3)130 17.(11分)Al(OH)3是治療胃酸過多的藥物胃舒平的主要成分。某課外興趣小組用鋁、稀硫酸、燒堿為原料,制備一定量的Al(OH)3。他們分別設(shè)計了兩種實驗方案: 方案一:AlAl2(SO4)3Al(OH)3 方案二:AlNaAlO2Al(OH)3 (1)從節(jié)約藥品的角度思考,你認為哪一種方案好?____,方案一和方案二共同存在的問題是__________________________________ __________________
25、_______________________________________。 (2)請用相同的原料設(shè)計一個更為節(jié)約藥品的方案,并寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。 答案:(1)方案二較好 方案一在加入NaOH溶液和方案二在加入H2SO4溶液時,均難以控制加入的量以確保Al元素全部沉淀 (2)將Al按13分成兩份,第一份與硫酸溶液反應(yīng),第二份與NaOH溶液反應(yīng),然后將所得溶液混合即可。有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為: 2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑ 2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑ Al2(SO4)3+6NaAlO2+12H2O===8Al(OH)3↓+3Na2SO4 我國經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài),需要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式,改變粗放式增長模式,不斷優(yōu)化經(jīng)濟結(jié)構(gòu),實現(xiàn)經(jīng)濟健康可持續(xù)發(fā)展進區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展,推進新型城鎮(zhèn)化,推動城鄉(xiāng)發(fā)展一體化因:我國經(jīng)濟發(fā)展還面臨區(qū)域發(fā)展不平衡、城鎮(zhèn)化水平不高、城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡不協(xié)調(diào)等現(xiàn)實挑戰(zhàn)。
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