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第2節(jié) 鋁及其化合物 [課后達(dá)標(biāo)檢測] 一、選擇題 1．下列關(guān)于鋁及其化合物的說法不正確的是(　　) A．Al既可用于食品包裝，也可用作建筑材料 B．Al2O3既可用來冶煉金屬Al，也可用作耐火材料 C．明礬[KAl(SO4)212H2O]既可用作凈水劑，也可用作消毒劑 D．Al(OH)3既可用作治療胃酸過多的藥物，也可用來制備一些鋁鹽 解析：選C。A項，金屬鋁具有良好的延展性，因此鋁可以制成鋁箔用于食品包裝，金屬鋁也可用作建筑材料，如鋁合金門窗等，正確；B項，電解熔融的Al2O3可冶煉金屬Al，由于Al2O3具有耐高溫的性質(zhì)，也可用作耐火材料，正確；C項，明礬[KAl(SO4)212H2O]溶于水后，Al3＋能發(fā)生水解反應(yīng)，生成的Al(OH)3膠體具有吸附作用，可用作凈水劑，但Al(OH)3并不具有消毒作用，錯誤；D項，Al(OH)3與胃酸中的鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和水，正確。 2．下列物質(zhì)中既能跟稀硫酸反應(yīng)，又能跟氫氧化鈉溶液反應(yīng)的是(　　) ①NaHCO3　②(NH4)2SO3?、跘l2O3　④Al(OH)3?、軦l A．全部　　　　　　　　　 B．只有①③④⑤ C．只有③④⑤ D．只有②③④⑤ 解析：選A。弱酸的酸式鹽、弱酸弱堿鹽、Al、Al2O3、Al(OH)3 等物質(zhì)既可與強酸反應(yīng)又可與強堿反應(yīng)，故選A。 3．下列除去雜質(zhì)的方法不正確的是(　　) A．鎂粉中混有少量鋁粉：加入過量燒堿溶液充分反應(yīng)，過濾、洗滌、干燥 B．用過量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋ C．Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量燒堿溶液，充分反應(yīng)，過濾，向濾液中通入過量CO2后再過濾 D．MgO中混有少量Al2O3：加入足量燒堿溶液，充分反應(yīng)，過濾、洗滌、干燥得到MgO 解析：選B。Al(OH)3不溶于氨水，故向含少量Al3＋的Fe3＋溶液中加入過量氨水時，F(xiàn)e3＋、Al3＋均轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀，達(dá)不到除雜的目的。 4．如圖是鋁在氧氣中燃燒的實驗，鋁條點燃后，為維持繼續(xù)燃燒，正確的操作是(　　) A．鋁條應(yīng)始終置于集氣瓶瓶口位置 B．迅速將鋁條插入集氣瓶接近瓶底位置 C．將鋁條從瓶口位置慢慢伸向瓶底位置 D．鋁條應(yīng)不斷上下移動 答案：C 5．常溫下，下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是(　　) A．無色溶液中：ClO－、MnO、Al3＋、K＋ B．1.0 molL－1的Na[Al(OH)4]溶液中：Cl－、HCO、K＋、Ca2＋ C．在強堿性環(huán)境中：[Al(OH)4]－、SiO、Na＋、K＋ D．能使甲基橙顯紅色的溶液中：NH、Na＋、[Al(OH)4]－ 解析：選C。A項MnO有顏色，ClO－與Al3＋可發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)；B項中HCO＋[Al(OH)4]－===Al(OH)3↓＋CO＋H2O；D項中，酸性條件下[Al(OH)4]－不能大量存在。 6．Fe、Mg、Al分別與稀鹽酸充分反應(yīng)得到相同質(zhì)量的氫氣。①Fe、Mg、Al的質(zhì)量相等，鹽酸足量；②Fe、Mg、Al的質(zhì)量之比是56∶24∶27，鹽酸足量；③Fe、Mg、Al的質(zhì)量之比是28∶12∶9，鹽酸足量；④Fe、Mg、Al均過量，所用鹽酸的質(zhì)量和溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)都相同。你認(rèn)為可能的原因是(　　) A．①② B．①③ C．②③ D．③④ 解析：選D。①Fe、Mg、Al的質(zhì)量相等，鹽酸足量，則充分反應(yīng)后放出氫氣的質(zhì)量Al>Mg>Fe；②鹽酸足量，F(xiàn)e、Mg、Al的質(zhì)量之比為56∶24∶27，則充分反應(yīng)后放出氫氣的質(zhì)量之比為∶∶＝2∶2∶3；③Fe、Mg、Al質(zhì)量之比為28∶12∶9，鹽酸足量，則充分反應(yīng)后放出氫氣的質(zhì)量之比為∶∶＝1∶1∶1，即可得到相同質(zhì)量的氫氣；④Fe、Mg、Al均過量，所用鹽酸的質(zhì)量和溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)都相同時，充分反應(yīng)，可得到相同質(zhì)量的氫氣。 7．下列曲線圖與對應(yīng)的選項相符合的是(　　) A．向1 L濃度均為0.1 molL－1的Na[Al(OH)4]、Ba(OH)2 混合溶液中加入0.1 molL－1的稀H2SO4 B．向1 L濃度分別為0.1 molL－1和0.3 molL－1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1 molL－1的稀NaOH溶液 C．向燒堿溶液中滴加明礬溶液 D．向AlCl3溶液中滴加過量氨水 解析：選A。A項，Ba(OH)2和Na[Al(OH)4]中加入稀H2SO4，發(fā)生的反應(yīng)依次為Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O、[Al(OH)4]＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O、Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，所以加入1 L 稀H2SO4時Ba(OH)2反應(yīng)完，再加0.5 L稀H2SO4時[Al(OH)4]－反應(yīng)完，再加1.5 L稀H2SO4時，Al(OH)3全部溶解，正確；B項，向1 L濃度分別為 0.1 molL－1和0.3 molL－1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1 molL－1的NaOH溶液，發(fā)生的反應(yīng)依次為Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、OH－＋NH===NH3H2O、Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－，所以沉淀Al3＋和溶解Al(OH)3所用NaOH溶液的體積之比為3∶1，而圖像中是1∶1，錯誤；C項，向燒堿溶液中滴加明礬溶液，發(fā)生的反應(yīng)依次為Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－、Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓，所以無現(xiàn)象階段與產(chǎn)生沉淀階段所加入的明礬溶液體積之比為3∶1，錯誤；D項，向AlCl3溶液中滴加過量氨水，沉淀不會溶解，錯誤。 8．工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3xH2O、Fe2O3、SiO2等)提取純Al2O3作冶煉鋁的原料，提取時操作過程如下圖，指出圖中操作錯誤的是(　　) A．④⑤ B．③④ C．②⑤ D．①② 解析：選A。由流程圖可知，操作③得到的濾液為Na[Al(OH)4]溶液，加入過量鹽酸后得到AlCl3而不是Al(OH)3沉淀，應(yīng)通入過量CO2，操作④錯誤；Al(OH)3在常溫干燥條件下并不發(fā)生分解，故操作⑤需要加熱，⑤錯誤。 二、非選擇題 9．A、B、C、D、E五種化合物均含有某種短周期常見元素，它們的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，其中A的溶液為澄清溶液，C為難溶的白色固體，E則易溶于水，取A的溶液灼燒，焰色反應(yīng)為淺紫色(透過藍(lán)色鈷玻璃)。 (1)寫出化學(xué)式：A________，B________，C________， D________，E________。 (2)寫出下列反應(yīng)的離子方程式： A→B：_______________________________________________________________； A→D：_______________________________________________________________。 解析：在短周期元素形成的化合物中，既能與鹽酸反應(yīng)，又能與NaOH溶液反應(yīng)的物質(zhì)必為兩性物質(zhì)，又因為B受熱時轉(zhuǎn)化為C，故可知C為Al2O3，B為Al(OH)3，由此推出D是AlCl3，A與過量CO2反應(yīng)生成Al(OH)3，且A的溶液的焰色反應(yīng)為淺紫色，則A為K[Al(OH)4]，E為Na[Al(OH)4]。 答案：(1)K[Al(OH)4]　Al(OH)3　Al2O3　AlCl3　Na[Al(OH)4] (2)[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO [Al(OH)4]－＋4H＋===Al3＋＋4H2O 10．(2019南京質(zhì)檢)某工廠有廢合金(含有鋁、鐵、銅)粉末，甲同學(xué)探索工業(yè)廢料的利用，用該廢合金粉末制取純凈的氯化鋁溶液、綠礬晶體和膽礬晶體，其實驗方案如下： 試回答下列問題： (1)所加試劑①、②分別是________、________。 (2)寫出廢合金與試劑①反應(yīng)的離子方程式：______________________________。 (3)由濾液A制AlCl3溶液有途徑Ⅰ和途徑Ⅱ兩種，你認(rèn)為合理的是________，理由是________________________；寫出A→D反應(yīng)的離子方程式：________________________。 (4)操作③的名稱是____________________________________。 解析：根據(jù)合金的成分及最終產(chǎn)物可以判斷，第一步是加堿，使鋁溶解，得到四羥基合鋁酸鹽溶液和鐵、銅；再向鐵、銅中加稀硫酸，將鐵轉(zhuǎn)化為亞鐵鹽，使之與銅分離。 答案：(1)NaOH溶液(或燒堿溶液)　稀硫酸 (2)2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑ (3)途徑Ⅱ　途徑Ⅰ制得的AlCl3溶液中含有大量的NaCl，而途徑Ⅱ能制得純凈的AlCl3溶液 [Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO (4)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾 11．鋁是一種應(yīng)用廣泛的金屬，工業(yè)上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融電解制得。 ①鋁土礦的主要成分是Al2O3和SiO2等。從鋁土礦中提煉Al2O3的流程如下： ②以螢石(CaF2)和純堿為原料制備冰晶石的流程如下： 回答下列問題： (1)寫出反應(yīng)1的化學(xué)方程式：_____________________________________________。 (2)濾液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是________，反應(yīng)2的離子方程式為_______________。 (3)E可作為建筑材料，化合物C是________(填化學(xué)式)，寫出由D制備冰晶石的化學(xué)方程式：____________________________________________________________________。 (4)電解制鋁的化學(xué)方程式是__________________________________________，以石墨為電極，陽極產(chǎn)生的混合氣體的成分是________。 解析：結(jié)合Al2O3、SiO2與NaOH溶液反應(yīng)后產(chǎn)物的性質(zhì)來分析流程圖；根據(jù)螢石和純堿為原料制取冰晶石來分析流程圖，充分利用質(zhì)量守恒定律來書寫方程式。 (1)在加入NaOH溶液時，Al2O3和SiO2都能與NaOH反應(yīng)，分別生成Na[Al(OH)4]和Na2SiO3。(2)加入CaO后生成Ca(OH)2，SiO與Ca2＋結(jié)合生成難溶物CaSiO3；濾液Ⅱ中主要含有[Al(OH)4]－，通入CO2后生成沉淀Al(OH)3。(3)螢石能與H2SO4反應(yīng)生成CaSO4和HF氣體；HF、Na2CO3、Al(OH)3三者沒有發(fā)生氧化還原反應(yīng)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可寫出化學(xué)方程式。(4)電解Al2O3制取金屬鋁，加入的冰晶石為助熔劑；陽極產(chǎn)生的O2能與石墨電極反應(yīng)生成CO2(可能含有CO)。 答案：(1)2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O、2NaOH＋Al2O3＋3H2O===2Na[Al(OH)4] (2)CaSiO3　2[Al(OH)4]－＋CO2===2Al(OH)3↓＋CO＋H2O{或[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO} (3)H2SO4　12HF＋3Na2CO3＋2Al(OH)3===2Na3AlF6＋3CO2＋9H2O (4)2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ O2、CO2(CO) 12．一位同學(xué)在復(fù)習(xí)時遇到這樣一道習(xí)題：某無色溶液中可能含有H＋、OH－、Na＋、NO，加入鋁粉后，只產(chǎn)生H2，問該無色溶液中能大量存在哪幾種離子。 (1)加入鋁粉產(chǎn)生H2，說明鋁具有________(填“氧化性”或“還原性”)。 (2)該同學(xué)分析：若H＋大量存在，則NO就不能大量存在。 設(shè)計實驗證實如下： 裝置 現(xiàn)象 ⅰ.實驗初始，未見明顯現(xiàn)象 ⅱ.過一會兒，出現(xiàn)氣泡，液面上方呈淺棕色 ⅲ.試管變熱，溶液沸騰 ①鹽酸溶解Al2O3薄膜的離子方程式是______________________________________。 ②根據(jù)現(xiàn)象ⅱ，推測溶液中產(chǎn)生了NO，為進(jìn)一步確認(rèn)，進(jìn)行如下實驗： 實驗 內(nèi)容 現(xiàn)象 實驗1 將濕潤的淀粉KI試紙置于空氣中 未變藍(lán) 實驗2 用濕潤的淀粉KI試紙檢驗淺棕色氣體 試紙變藍(lán) a.淺棕色氣體是________。 b．實驗1的目的是_________________________________。 c．實驗1、2說明反應(yīng)生成了NO，將生成NO的離子方程式補充完整： Al＋________NO＋________===________Al3＋＋________NO↑＋________ (3)再假設(shè)：若OH－大量存在，NO也可能不能大量存在。 重新設(shè)計實驗證實如下： 裝置 現(xiàn)象 ⅰ.實驗初始，未見明顯現(xiàn)象 ⅱ.過一會兒，出現(xiàn)氣泡，有刺激性氣味 為確認(rèn)“刺激性氣味”氣體，進(jìn)行如下實驗：用濕潤的淀粉KI試紙檢驗，未變藍(lán)；用濕潤紅色石蕊試紙檢驗，試紙變藍(lán)。 ①有刺激性氣味的氣體是__________。 ②產(chǎn)生該氣體的離子方程式是_____________________________________________。 (4)在NaOH溶液中加入鋁粉，結(jié)果只檢驗出有H2生成，其化學(xué)方程式是 ________________________________________________________________________。 解析：(1)加入鋁粉產(chǎn)生H2，Al失去電子，H得到電子，則Al為還原劑，具有還原性。 (2)①鹽酸與氧化鋁反應(yīng)生成氯化鋁和水，該離子反應(yīng)為6H＋＋Al2O3===2Al3＋＋3H2O。②液面上方呈淺棕色，一定不是氫氣，為氮的氧化物，由將濕潤的淀粉KI試紙置于空氣中未變藍(lán)，說明KI在空氣中不能被氧化，而用濕潤的淀粉KI試紙檢驗淺棕色氣體試紙變藍(lán)，則KI被氧化，即二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸，再氧化碘離子生成碘單質(zhì)。a.由上述分析可知，淺棕色氣體是NO2；b.實驗1的目的是做對比實驗；c.Al與H＋、NO發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Al(NO3)3、NO和水，離子方程式為Al＋NO＋4H＋===Al3＋＋NO↑＋2H2O。 (3)①用濕潤的淀粉KI試紙檢驗，未變藍(lán)；用濕潤紅色石蕊試紙檢驗，試紙變藍(lán)，則該氣體為NH3。②由上述分析可知，堿性條件下Al與NO發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氨，離子方程式為8Al＋3NO＋5OH－＋18H2O===3NH3↑＋8[Al(OH)4]－。 (4)NaOH溶液中加入鋁粉，結(jié)果只檢驗出有H2生成，即反應(yīng)生成四羥基合鋁酸鈉和氫氣，化學(xué)方程式為2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑。 答案：(1)還原性 (2)①6H＋＋Al2O3===2Al3＋＋3H2O ②a.NO2　b．做對比實驗，排除氧氣使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍(lán)的可能 c．1　4H＋　1　1　2H2O (3)①NH3 ②8Al＋3NO＋5OH－＋18H2O===8[Al(OH)4]－＋3NH3↑ (4)2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑