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2019年高考化學一輪復習 專題3《從礦物到基礎材料》第1單元 從鋁土礦到鋁合金課時訓練 蘇教版 測控導航表 考點 易 中 鋁與酸、堿反應及計算 2 11 “鋁三角”轉化關系與應用 1,4,5,9 有關Al(OH)3的計算與圖象 3,8 綜合 6,7,10 12,13,14 基礎過關 1.(xx湖北武漢調研)下列有關鋁或其化合物的說法中不正確的是(　B　) A.制備AlCl3不能采用將溶液直接蒸干的方法 B.工業(yè)上采用電解AlCl3的方法冶煉金屬鋁 C.實驗室常用氨水和硫酸鋁溶液制備Al(OH)3 D.存在于污水中的膠體物質,常用投加明礬等電解質的方法進行處理 解析:工業(yè)上常用電解熔融Al2O3的方法來冶煉金屬鋁,故選B。 2.(xx上海六校聯(lián)考)加入鋁粉能放出H2的溶液中肯定不能大量共存的離子組是(　C　) ①Fe3+、N、Cl-、N ②Ba2+、Mg2+、HC、Cl- ③S、Cl-、K+、N ④S、K+、Al、Na+ A.①③ B.②④ C.①② D.③④ 解析:加鋁粉能放出H2的溶液呈酸性或強堿性,①若呈強堿性,則Fe3+、N不能存在;因存在N,故溶液不可能呈酸性,因為Al與HNO3反應不可能生成H2;②HC無論在酸性或堿性條件下均不可能存在;③在酸性條件下可存在;④在堿性條件下可共存。 3.已知反應:Al+2H2O+NNH3H2O+Al(OH)3↓,現向濃度均為 0.1 molL-1的HCl、NH4Cl和AlCl3混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液。下列示意圖表示生成Al(OH)3的物質的量與加入NaOH溶液的體積的關系,合理的是(　D　) 解析:溶液中與OH-反應的陽離子有三種:H+、Al3+、N,另外在反應過程中生成的Al(OH)3也可以與OH-反應,反應的先后順序為:OH-其中②和③的反應順序難以確定。由題中所給方程式可知:Al(OH)3和氨水不反應,可以采用假設法確定②和③的反應順序,假設③先進行,即先發(fā)生N+OH-NH3H2O,則Al3+會與生成的NH3H2O反應,即發(fā)生反應Al3++3NH3H2OAl(OH)3↓+3N,這樣相當于N沒反應,所以該假設不成立,所以應先與②反應,再與③反應。綜合分析,對應圖象為D。 4.(xx福建三明質檢)甲、乙、丙有如圖轉化關系: 甲乙丙甲,甲不可能是(　C　) A.Al2O3 B.SiO2 C.NH4Cl D.CO2 解析:Al2O3NaAlO2Al(OH)3Al2O3,甲可能是Al2O3; SiO2Na2SiO3H2SiO3SiO2,甲可能是SiO2; CO2Na2CO3NaHCO3CO2,甲可能是CO2。 5.(xx湖北黃岡模擬)下列各項操作中,不發(fā)生“先產生沉淀,然后沉淀又溶解”現象的是(　C　) ①向飽和碳酸鈉溶液中通入過量的CO2; ②向NaAlO2溶液中逐滴加入過量的稀鹽酸; ③向AlCl3溶液中逐滴加入過量稀氫氧化鈉溶液; ④向硅酸鈉溶液中逐滴加入過量的鹽酸 A.①② B.①③ C.①④ D.②③ 解析:由于NaHCO3比Na2CO3的溶解度小;①中會生成NaHCO3沉淀不溶于過量CO2;④中生成H2SiO3沉淀不溶于過量的鹽酸。 6.(xx福建福州一中模擬)科學家合成了一系列獨特的氫鋁化合物。最簡單的氫鋁化合物化學式為Al2H6,它的熔點為 150 ℃,燃燒熱極高。Al2H6球棍模型如圖。下列有關說法不正確的是(　A　) A.Al2H6中Al為-3價, H為+1價 B.Al2H6在空氣中完全燃燒,產物為氧化鋁和水 C.Al2H6是共價化合物 D.氫鋁化合物可能成為未來的儲氫材料和火箭燃料 解析:由Al2H6的熔點為150 ℃推知Al2H6為共價化合物,其中Al為金屬元素顯+3價,H為非金屬元素顯-1價,故A不正確。 7.(xx浙江嘉興模擬)已知X、Y、Z、W均為中學化學中常見物質,它們之間的轉化關系如圖所示(部分產物已略)。下列說法不正確的是(　C　) A.X、Y、Z中至少有一種相同的元素,該元素可以是金屬元素也可以是非金屬元素 B.物質W可能是化合物,也可能是單質 C.上述轉化關系中不可能出現置換反應 D.若X、Y、Z中均含有一種常見金屬元素,則W可能是強酸也可能是強堿 解析:根據題示可知符合上述轉化關系的可以是①Al3+ Al(OH)3Al,Al3+與Al可生成Al(OH)3;②CCOCO2,C與CO2可生成CO;③AlAl(OH)3Al3+;④H2SSSO2,H2S與SO2可生成S。由①②可知A、B項正確;由①③可知D項正確;由④可知C項錯誤。 8. (xx河南平頂山質檢)如圖表示AlCl3溶液與NaOH溶液相互滴加混合,由圖中判斷錯誤的是(　B　) A.①表示A物質的量的變化 B.x表示AlCl3的物質的量 C.③表示Al(OH)3物質的量的變化 D.④表示Al物質的量的變化 解析:往AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液可發(fā)生如下反應:Al3++3OH- Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-Al+2H2O,此時圖象中x表示NaOH的物質的量,①表示Al3+物質的量的變化,④表示Al物質的量的變化,②、③表示Al(OH)3物質的量的變化。向NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液時發(fā)生如下反應:Al3++4OH-Al+2H2O,3Al+Al3++6H2O 4Al(OH)3↓, 此過程與圖象表示的不符合。 9.(xx河北保定模擬)某混合物甲中含有明礬[KAl(SO4)212H2O]、Al2O3和Fe2O3。在一定條件下由甲可實現下圖所示的物質之間的轉化: 請回答下列問題: (1)寫出A、B、D的化學式:A　　　　　、B　　　　　、 D　　　　。 (2)試劑a最好選用　　　　(填字母)。 A.NaOH溶液 B.稀鹽酸 C.二氧化碳 D.氨水 (3)寫出反應①的離子方程式:　 。 (4)固體E可以作為復合性的化學肥料,E中所含物質的化學式為　 。 解析:根據題中的已知信息中甲的成分,可以推知B應為Al2O3,因此反應②是通過電解而得到D(O2)和A(Al)。甲加入水得到的溶液為明礬溶液,溶液中含有Al3+、K+和S,得到的沉淀為Al2O3、Fe2O3的混合物,再加入NaOH溶液,則Al2O3溶解,再通入CO2可以得到Al(OH)3 沉淀。試劑a應該為氨水,若加入的試劑a是NaOH溶液,則加入的量不好控制,由此可推知E為K2SO4、(NH4)2SO4的混合物。 答案:(1)Al　Al2O3　O2　(2)D (3)Al2O3+2OH-2Al+H2O (4)K2SO4、(NH4)2SO4 10.(xx河北質檢)某學生欲研究鋁與鹽酸的反應,現有的藥品及物品有:天平、鋁片、玻璃棒、燒杯、砂紙、濾紙、剪刀、銅制鑷子、 6 molL-1鹽酸、6 molL-1 NaOH溶液、2 molL-1硫酸銅溶液。 該同學需要達到的設計目標以及具體方法如下。 目標一:定量比較鋁片與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應的速率。 方法:(1)用剪刀裁剪形狀、大小都相同的鋁片,稱其質量均為2.7 g,量取等體積的鹽酸、氫氧化鈉溶液,為保證鋁片完全消耗,它們的體積至少是　　　　mL。 (2)本實驗中還需要測定的必要物理量是　 。 (3)該同學用銅制鑷子夾持鋁片一起浸入反應液中,對本實驗有影響嗎?　　　　。原因是　　 。 目標二:用簡單方法確認鋁表面有氧化膜。 (4)確認鋁表面有氧化膜可采用的方法是　 。 解析:(1)由關系式: Al　～　　3HCl 1 mol　 　3 mol 0.1 mol　 V6 molL-1 計算得出V=50 mL。 (2)由反應速率的計算公式可知,還需要測定從反應開始到結束所需要的時間。(3)用銅制鑷子夾持鋁片一起浸入反應液中,形成了原電池,加快了鋁的反應速率,對本實驗有影響。 答案:(1)50 (2)從反應開始到結束所需的時間 (3)有影響　形成了鋁銅原電池,影響反應速率 (4)用剪刀在鋁片上劃幾道痕,并投入硫酸銅溶液中,反應后可觀察到劃痕處有紅色銅析出,這說明原鋁片表面有氧化膜(或用鑷子夾鋁片,將其一半浸入NaOH溶液中,一會兒后拿出并用蒸餾水沖洗、濾紙吸干,再投入CuSO4溶液中,反應后可觀察到原浸入NaOH溶液的一半鋁片上有紅色銅析出,另一半鋁片上無此現象,其他合理答案也可) 能力提升 11.(xx豫南九校聯(lián)考)a g Mg、Al合金完全溶解在 c1 molL-1、V1L HCl溶液中,產生b g H2。再向反應后的溶液中加入c2 molL-1、V2L NaOH溶液,恰好使沉淀達到最大值,且沉淀質量為d g。下列關系錯誤的是(　C　) A.與金屬反應后剩余鹽酸為(c1V1-b)mol B.c1= C.鋁失去電子的物質的量為b mol D.d=a+17b 解析:反應后的溶液中溶質為NaCl,根據Cl原子守恒可得c1V1=c2V2,即c1=,B項正確;根據題意可知消耗的n(HCl)=2 mol=b mol,故剩余的HCl的物質的量為(c1V1-b) mol,A項正確;題中的沉淀為Al(OH)3、Mg(OH)2,故有n(OH-)=n(H+)=2n(H2),沉淀質量為(a+17b) g,D項正確;C項設n(Mg)=x mol,n(Al)=y mol, 則 求得:y=, 所以鋁失電子的物質的量為(4b-)mol,C錯誤。 12.(xx福建畢業(yè)班質檢)中學化學常見物質甲、乙、丙、丁之間存在轉化關系:甲+乙→丙+丁。下列說法正確的是(　A　) A.若甲為銅,丁為氯化亞鐵,則乙一定是氯化鐵 B.若甲為碳,丁為硅,則丙一定是二氧化碳 C.若甲為鋁,丁為鐵,則乙一定是氧化鐵 D.若甲為鎂,丁為氫氣,則乙一定是酸 解析:A項,若甲為銅,丁為氯化亞鐵,則該反應一定為Cu+2FeCl3CuCl2+2FeCl2;B項,若甲為碳,丁為硅,該反應可以為2C+SiO22CO+Si;C項,若甲為鋁,丁為鐵,則該反應為鋁熱反應,乙是鐵的氧化物,如FeO、Fe2O3、Fe3O4等;D項,若甲為鎂,丁為氫氣,則乙可以為酸或H2O。 13.(xx福建廈門模擬)某研究性學習小組對鋁熱反應實驗展開研究。教材對“鋁熱反應”的現象曾有這樣的描述:“反應放出大量的熱,并發(fā)出耀眼的光芒”、“濾紙漏斗的下部被燒穿,有熔融物落入沙中”。查閱《化學手冊》知,Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔點、沸點數據 如下: 物質 Al Al2O3 Fe Fe2O3 熔點/℃ 660 2 054 1 535 1 462 沸點/℃ 2 467 2 980 2 750 —— (1)某同學推測,鋁熱反應所得到的熔融物應是鐵鋁合金。理由是:該反應放出的熱量使鐵熔化,而鋁的熔點比鐵低,此時液態(tài)的鐵和鋁熔合形成鐵鋁合金。你認為他的解釋是否合理　　　　(填“合理”或“不合理”)。 (2)設計一個簡單的實驗方案,證明上述所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁。該實驗所用試劑是　　　　,反應的離子方程式為　 。 (3)實驗室溶解該熔融物,下列試劑中最好的是　　　　(填序號)。 A.濃硫酸 B.稀硫酸 C.稀硝酸 D.氫氧化鈉溶液 (4)從(3)的溶液中將兩種鹽分離開,可能用到的試劑或操作如下: ①NaOH溶液?、谕ㄈ隒O2氣體?、圻^濾　④硫酸,實驗中正確的順序是　　　　　　　。 解析:(1)由表中的已知信息可知鐵鋁可形成合金,合理。 (2)根據Fe、Al性質的不同點,應選用NaOH溶液溶解Al。 (3)溶解鐵鋁合金以及生成的Al2O3應選用稀H2SO4,因冷濃硫酸使Fe、Al鈍化,稀HNO3會放出NO。 (4)將Fe3+與Al3+分開。 流程如下: 故正確的順序為①③④②③④。 答案:(1)合理　(2)NaOH溶液　2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑　(3)B　(4)①③④②③④ 14.(xx廣東華附、省實、廣雅、深中四校聯(lián)考)鋁廣泛應用于化學工業(yè)和日常生活中。工業(yè)上由鋁土礦(Al2O33H2O的含量約為85%,其余主要為SiO2、Fe2O3等)冶煉金屬鋁的流程如下。 已知拜耳法生產Al2O33H2O的基本原理為: Al2O33H2O+2NaOH(aq)2NaAlO2(aq)+4H2O,[Al2O33H2O也可表示為2Al(OH)3] (1)操作Ⅰ的名稱為　　　　,赤泥中除含有鋁硅酸鹽外,還含有的主要物質有　　　　。 (2)為了提高鋁土礦的溶出速率可采取的有效措施為　 (任寫三點)。 (3)用化學平衡理論解釋稀釋溶液Ⅰ有利于Al2O33H2O 結晶的原因: 　 。 (4)為了析出Al2O33H2O,也可向溶液Ⅰ中通入過量CO2氣體,寫出生成Al2O33H2O的離子方程式:　 。 (5)為了回收赤泥附著液帶走的有用成分,工業(yè)上將用熱水洗滌后的洗液用作溶液Ⅰ的稀釋劑,請指出流程圖中另一處類似的做法 　 。 解析:流程原理分析如下:鋁土礦(Al2O3、SiO2、Fe2O3)經NaOH溶液處理,Al2O3、SiO2轉化為NaAlO2、Na2SiO3,然后過濾,濾出的Fe2O3成為赤泥。對于NaAlO2、Na2SiO3的混合液,經稀釋,NaOH濃度降低,使NaAlO2的水解平衡向結晶方向移動(或向左移動),從而得到Al(OH)3(Al2O33H2O),然后煅燒去水得到Al2O3,電解熔融Al2O3得到金屬Al。在促使Al(OH)3(Al2O33H2O)析出的過程中也可以用通入CO2氣體的方法,通過反應:CO2(過量)+Al+2H2OAl(OH)3↓+HC得到Al(OH)3。溶液Ⅱ主要是析出Al(OH)3后,殘留有NaAlO2、Na2SiO3的NaOH溶液,經蒸發(fā)濃縮可以繼續(xù)溶解鋁土礦。 答案:(1)過濾　Fe2O3 (2)將鋁土礦粉碎、加熱、攪拌、增大NaOH的濃度(任答三點即可) (3)稀釋降低了NaOH的濃度,有利于NaAlO2的水解,使平衡向結晶方向移動(或向左移動) (4)CO2(過量)+Al+2H2OAl(OH)3↓+HC[或2CO2(過量)+2Al+ 4H2OAl2O33H2O↓+2HC] (5)將溶液Ⅲ循環(huán)使用溶解鋁土礦