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2019-2020年高考化學(xué)考點(diǎn)突破訓(xùn)練 3.1從鋁土礦到鋁合金 1．(xx山東)足量下列物質(zhì)與相同質(zhì)量的鋁反應(yīng)，放出氫氣且消耗溶質(zhì)物質(zhì)的量最少的是(　　) A．氫氧化鈉溶液 B．稀硫酸 C．鹽酸 D．稀硝酸 解析　鋁與稀硝酸反應(yīng)但不產(chǎn)生H2，與NaOH溶液反應(yīng)方程式為2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，可知2 mol Al可消耗2 mol NaOH，生成3 mol H2；與稀硫酸反應(yīng)方程式為2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑，可知2 mol Al消耗3 mol H2SO4，生成3 mol H2；與鹽酸反應(yīng)方程式為2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，可知2 mol Al消耗6 mol HCl，生成3 mol H2；故等量Al與足量其他物質(zhì)反應(yīng)，放出氫氣消耗溶質(zhì)物質(zhì)的量最少的是A項(xiàng)。 答案　A 2．(1)等質(zhì)量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)，所得H2的體積之比是________。 (2)足量的兩份鋁分別投入到等體積、等物質(zhì)的量濃度的鹽酸、氫氧化鈉溶液中，產(chǎn)生H2的體積之比是________。 (3)足量的兩份鋁分別投入到等體積、一定物質(zhì)的量濃度的HCl、NaOH溶液中，二者產(chǎn)生的H2相等，則HCl和NaOH的物質(zhì)的量濃度之比是________。 (4)甲、乙兩燒杯中各盛有100 mL 3 molL－1的鹽酸和NaOH溶液，向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉，反應(yīng)結(jié)束后，測(cè)得生成的氣體體積比為V(甲)V(乙)＝12，則加入鋁粉的質(zhì)量為(　　) A．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.8 g 解析　(1)根據(jù)化學(xué)方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑得Al與H2的關(guān)系式均為2Al～3H2，故只要參加反應(yīng)的Al相等，所得H2必相等。 (2)因?yàn)樵诜磻?yīng)中Al過(guò)量，產(chǎn)生的H2由HCl和NaOH的量決定。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中的關(guān)系式：6HCl～3H2；2NaOH～3H2，故當(dāng)HCl、NaOH物質(zhì)的量相等時(shí)，二者產(chǎn)生H2的體積比為1:3。 (3)因?yàn)殇X足量且產(chǎn)生H2相等，根據(jù)關(guān)系式n(HCl):n(NaOH)＝3:1，又因?yàn)閮扇芤后w積相等，故物質(zhì)的量濃度c(HCl):c(NaOH)＝n(HCl):n(NaOH)＝3:1。 (4)其反應(yīng)原理分別為2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。可見當(dāng)參加反應(yīng)的HCl和NaOH的物質(zhì)的量一樣多時(shí)，產(chǎn)生H2的體積比是13，而題設(shè)條件體積比為12，說(shuō)明此題投入的鋁粉對(duì)鹽酸來(lái)說(shuō)是過(guò)量的，而對(duì)于NaOH來(lái)說(shuō)是不足的。 2Al＋6HCl　　===　　2AlCl3＋3H2↑ 6 mol 3 mol 3 molL－10.1 L 0.15 mol 則Al與NaOH反應(yīng)生成的H2為0.15 mol2＝0.3 mol。 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 227 g 3 mol 5．4 g 0.3 mol 即投入的鋁粉為5.4 g。 答案　(1)1:1 (2)1:3 (3)3:1 (4)A 考點(diǎn)2 “鋁三角”的應(yīng)用及有關(guān)Al(OH)3沉淀的圖象與計(jì)算 1.“鋁三角”的應(yīng)用 (1)制取Al(OH)3。 Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO (2)離子共存問(wèn)題。 Al3＋與OH－以及AlO、CO、S2－等弱酸根陰離子因生成沉淀或水解相互促進(jìn)的反應(yīng)而不能大量共存；AlO與H＋、HCO以及弱堿陽(yáng)離子Al3＋、Fe3＋等不能大量共存。 (3)鑒別(利用滴加順序不同，現(xiàn)象不同)。 ①AlCl3溶液中滴加NaOH溶液現(xiàn)象為：先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀溶解。 ②NaOH溶液中滴加AlCl3溶液現(xiàn)象為：開始無(wú)明顯現(xiàn)象，后產(chǎn)生白色沉淀，沉淀不溶解。 (4)分離提純。 ①利用Al能溶于強(qiáng)堿溶液，分離Al與其他金屬的混合物。 ②利用Al2O3能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，分離Al2O3與其他金屬氧化物。 ③利用Al(OH)3能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，分離Al3＋與其他金屬陽(yáng)離子。 特別提醒　當(dāng)溶液中有多種離子時(shí)，要考慮離子之間的反應(yīng)順序，如含有H＋、NH、Mg2＋、Al3＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，NaOH先與H＋反應(yīng)，再與Mg2＋、Al3＋反應(yīng)生成沉淀，再與NH反應(yīng)，最后才溶解Al(OH)3沉淀。一般是按生成水、沉淀、氣體的順序反應(yīng)。 2．有關(guān)Al(OH)3沉淀的圖象與計(jì)算 (1)可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應(yīng)的圖象。 操作 向可溶性鋁鹽溶液中逐滴加入NaOH溶液至過(guò)量 NaOH溶液中逐滴加入可溶性鋁鹽溶液至過(guò)量 現(xiàn)象 立即產(chǎn)生白色沉淀→漸多→最多→漸少→消失 無(wú)沉淀(有但即溶)→出現(xiàn)沉淀→漸多→最多→沉淀不變 圖像 離子 方程 式 Al3＋＋3OH－=== Al(OH)3↓ Al(OH)3＋OH－ ===AlO＋2H2O Al3＋＋4OH－=== AlO＋2H2O 3AlO＋Al3＋＋6H2O ===4Al(OH)3↓ 沉淀 的量 0～3：n[Al(OH)3] ＝n(NaOH) 3～4：n[Al(OH)3] ＝4n(Al3＋)－ n(OH－) 　(2)偏鋁酸鹽溶液與鹽酸反應(yīng)的圖象。 操作 偏鋁酸鹽溶液中逐滴加入稀鹽酸至過(guò)量 向鹽酸中逐滴加入偏鋁酸鹽溶液至過(guò)量 現(xiàn)象 立即產(chǎn)生白色沉淀→漸多→最多→漸少→消失 無(wú)沉淀(有但即溶)→出現(xiàn)沉淀→漸多→最多→沉淀不變 圖像 離子 方程 式 AlO＋H＋＋H2O ===Al(OH)3↓ Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O Al3＋＋3AlO＋ 6H2O===4Al(OH)3↓ 沉淀 的量 0～1：n[Al(OH)3] ＝n(H＋) 1～4：n[Al(OH)3] ＝[4n(AlO)－ n(H＋)] 　(3)向Mg2＋與Al3＋的酸性溶液中逐漸加入強(qiáng)堿溶液 現(xiàn)象 無(wú)明顯現(xiàn)象→出現(xiàn)沉淀→沉淀最多→部分溶解→不變 圖像 離子 方程 式 H＋＋OH－===H2O Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O 題組訓(xùn)練 3.(xx天津模擬)用稀硫酸、NaOH溶液、Al為原料制取Al(OH)3，甲、乙、丙3位同學(xué)分別用如下3種不同的途徑： 甲：AlAl2(SO4)3Al(OH)3 乙：AlNaAlO2Al(OH)3 丙：Al(OH)3 制得等量的Al(OH)3，下列結(jié)論正確的是(　　) A．甲用原料最少　　　　　　 B．乙用原料最少 C．丙用原料最少 D．三人所用原料的量相同 解析　本題考查氫氧化鋁的制備，意在考查考生對(duì)鋁及其化合物的性質(zhì)的綜合應(yīng)用能力。假設(shè)均制取1 mol Al(OH)3，甲用1.5 mol H2SO4和3 mol NaOH；乙用1 mol NaOH和0.5 mol H2SO4；丙用3/8 mol H2SO4和0.75 mol NaOH。 答案　C 4．(xx昆明模擬)工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，含F(xiàn)e2O3雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如圖所示，下列敘述正確的是(　　) A．試劑X可以是氫氧化鈉溶液，也可以是鹽酸 B．反應(yīng)①、過(guò)濾后所得沉淀為氫氧化鐵 C．圖中所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)都不是氧化還原反應(yīng) D．反應(yīng)②的化學(xué)方程式為NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3 解析　由反應(yīng)②產(chǎn)物過(guò)濾后得到NaHCO3可知Y為CO2，故試劑X為NaOH，A項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；Fe2O3不能與NaOH反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電解熔融Al2O3制金屬Al為氧化還原反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　D 5．向30 mL 1 molL－1的AlCl3溶液中逐漸加入濃度為4 molL－1的NaOH溶液，若產(chǎn)生0.78 g白色沉淀，則加入的NaOH溶液的體積可能為(　　) A．3 mL B．7.5 mL C．15 mL D．17.5 mL 解析　解法一：把該題的信息轉(zhuǎn)化為圖象，用圖象法求解，如圖所示： 當(dāng)生成沉淀0.01 mol時(shí)需NaOH 0.03 mol或需NaOH 0.11 mol，顯然B項(xiàng)符合題意。 解法二：已知n(AlCl3)＝0.03 mol，n[Al(OH)3]＝ 0．01 mol，由沉淀的物質(zhì)的量小于氯化鋁的物質(zhì)的量可推知此題可能有兩個(gè)答案：一是氫氧化鈉不足，二是氫氧化鈉過(guò)量。 由兩者反應(yīng)的離子方程式知Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，當(dāng)堿的量不足時(shí)，則V(NaOH)＝ L＝0.007 5 L＝7.5 mL；當(dāng)堿過(guò)量時(shí)，則V(NaOH)＝ L＝0.027 5 L＝27.5 mL。 答案　B 6．某溶液中可能含有H＋、NH、Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、CO、SO、NO中的幾種。①若加入鋅粒，產(chǎn)生無(wú)色無(wú)味的氣體；②若加入NaOH溶液，產(chǎn)生白色沉淀，且產(chǎn)生的沉淀量與加入NaOH的物質(zhì)的量之間的關(guān)系如圖所示。則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．溶液中的陽(yáng)離子只有H＋、Mg2＋、Al3＋ B．溶液中n(NH)＝0.2 mol C．溶液中一定不含CO，可能含有SO和NO D．n(H＋):n(Al3＋)：n(Mg2＋)＝1:1:1 解析　由①知溶液中一定含有H＋，一定沒有CO、NO，由②知溶液中一定含有Mg2＋、Al3＋，由圖象可知溶液中還一定含有NH，且n(NH)＝0.7 mol－0.5 mol＝0.2 mol，n(H＋)＝0.1 mol，n(Al3＋)＝0.8 mol－0.7 mol＝0.1 mol，沉淀Al3＋、Mg2＋共消耗0.4 mol OH－，其中沉淀Al3＋消耗0.3 mol OH－，沉淀Mg2＋消耗0.1 mol OH－，根據(jù)Mg2＋～2OH－，可得n(Mg2＋)＝0.05 mol，故只有選項(xiàng)B正確。 答案　B 7．下列各組物質(zhì)的無(wú)色溶液，不用其他試劑即可鑒別的是________。 ①NaOH、AlCl3?、贜aHCO3、H2SO4?、跱aAlO2、NaHSO4　④Na2CO3、HCl?、軳a2CO3、NaHCO3、Ca(OH)2 解析　都使用互滴法，兩次操作應(yīng)產(chǎn)生不同的現(xiàn)象。 ①向含Al3＋的溶液中滴加NaOH溶液，先生成白色沉淀，后沉淀又逐漸溶解；向NaOH溶液中滴加含Al3＋的溶液，開始無(wú)沉淀產(chǎn)生，后產(chǎn)生白色沉淀，且沉淀不溶解。兩次現(xiàn)象不同，可以鑒別。 ②不論是NaHCO3滴入H2SO4中還是H2SO4滴入NaHCO3中都會(huì)立即產(chǎn)生氣泡，現(xiàn)象相同，無(wú)法鑒別。 ③NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO，溶液顯強(qiáng)酸性。 向NaAlO2溶液中滴加NaHSO4：開始出現(xiàn)白色沉淀后消失；向NaHSO4溶液中滴加NaAlO2溶液：開始無(wú)現(xiàn)象，后出現(xiàn)白色沉淀?，F(xiàn)象不同，可以鑒別。 ④向Na2CO3溶液中滴加鹽酸：開始無(wú)現(xiàn)象，后產(chǎn)生氣泡；向鹽酸中滴加Na2CO3溶液，立即產(chǎn)生氣泡。 ⑤無(wú)論是NaHCO3還是Na2CO3加到Ca(OH)2中都會(huì)產(chǎn)生白色沉淀，無(wú)法區(qū)別。 答案　①③④