第7讲 铝及其化合物1.docx
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第7讲 铝及其化合物1.docx
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第7讲铝及其化合物1
递进题组 提升素养
最有价值 备考训练
题组一 铝的化学性质及应用
1.[2014·湖南四市九校联考]为了除去铁粉中的少量铝粉,可以选取下列哪种溶液( )
A.浓盐酸 B.浓硝酸
C.浓硫酸D.浓氢氧化钠溶液
解析:
浓盐酸与铁、铝都能反应,A项错误;浓硫酸和浓硝酸均能使铝钝化,不能将二者分离开,B、C项错误;氢氧化钠溶液只能与铝粉反应,可使二者分离,D项正确。
答案:
D
2.化学与科学、技术、社会、环境密切相关。
下列说法不正确的是( )
A.常温下浓硝酸与铝发生钝化,可用铝制容器存放浓硝酸
B.MgCl2、AlCl3溶液中分别加入过量的氨水来比较镁、铝的金属性强弱
C.铝合金的大量使用归功于人们能使用电解法从氧化铝中获得铝
D.明矾在水中能形成Al(OH)3胶体,可用作净水剂
解析:
MgCl2和AlCl3分别加入过量氨水,均会产生白色沉淀,故无法用氨水比较Mg、Al金属性的强弱。
答案:
B
题组二 从定性和定量的角度理解铝与酸、碱反应的实质
3.将5.4gAl投入200.0mL2.0mol/L的某溶液中有氢气产生,充分反应后有金属剩余。
该溶液可能为( )
A.HNO3溶液B.Ba(OH)2溶液
C.H2SO4溶液D.HCl溶液
解析:
5.4gAl的物质的量为:
=0.2mol。
溶液中溶质的物质的量为0.2L×2mol/L=0.4mol。
HNO3与Al反应不会有氢气产生。
A选项不符合题意。
Al与Ba(OH)2反应的离子方程式为:
2Al+2OH-+2H2O===2AlO
+3H2↑,通过比较,碱过量,金属无剩余,B选项不符合题意。
H2SO4的物质的量为0.4mol。
即H+为0.8mol,Al与酸反应的离子方程式:
2Al+6H+===2Al3++3H2↑,酸过量,C选项也不符合题意。
由上述离子方程式比较Al与H+的用量,D选项符合条件。
答案:
D
4.镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应,产生气体的体积(V)与时间(t)关系如图。
反应中镁和铝的( )
A.物质的量之比为3∶2
B.质量之比为3∶2
C.摩尔质量之比为2∶3
D.反应速率之比为2∶3
解析:
由关系式:
Mg~H2,2Al~3H2,可知产生等量H2时,消耗Mg、Al的物质的量之比为3∶2,二者质量之比为4∶3,摩尔质量之比为8∶9,反应速率之比为3∶2。
答案:
A
题组三 Al2O3、Al(OH)3溶于酸或碱相关考查
5.铝、氧化铝、氢氧化铝和可溶性铝盐与过量强碱溶液的反应,其生成物有一定的规律,下列说法中正确的是( )
A.都有H2O生成B.都有H2生成
C.都有AlO
生成D.都有Al3+生成
解析:
铝、氧化铝、氢氧化铝和可溶性铝盐与过量强碱溶液的反应分别为2Al+2OH-+2H2O===2AlO
+3H2↑、Al2O3+2OH-===2AlO
+H2O、Al(OH)3+OH-===AlO
+2H2O、Al3++4OH-===AlO
+2H2O。
故生成物中都有AlO
.
答案:
C
6.现有AlCl3、Ba(OH)2、NaHCO3和稀HNO3四种溶液,分别为如图所示M、X、Y、Z中的某一种,图中每条线段两端的物质可以发生化学反应。
下列推断合理的是( )
A.M一定是NaHCO3B.Y可能是AlCl3
C.X一定是AlCl3D.Z可能是HNO3
解析:
从图中可以看出M、Y两物质是Ba(OH)2、NaHCO3,至于是哪一种无法区别,X、Z两物质分别是AlCl3、HNO3中的一种,也是无法确定一定是哪一种。
答案:
D
题组四 关于Al(OH)3的制备的最佳途径
7.Al(OH)3是治疗胃酸过多的药物胃舒平的主要成分。
某课外兴趣小组用铝、稀硫酸、烧碱为原料,制备一定量的Al(OH)3。
他们分别设计了两种实验方案:
方案一:
Al
Al2(SO4)3
Al(OH)3
方案二:
Al
NaAlO2
Al(OH)3
(1)从节约药品的角度思考,你认为哪一种方案较好?
________,方案一和方案二共同存在的问题是_______________________________。
(2)请用相同的原料设计一个更为节约药品的方案,并写出有关反应的化学方程式:
________________________________________。
答案:
(1)方案二较好 第二步操作很难控制试剂用量
(2)2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑;
2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑;
Al3++3AlO
+6H2O===4Al(OH)3↓
题组五 Al3+、AlO
溶液加碱或酸反应现象的应用
8.下列各项操作中,不发生“先产生沉淀,然后沉淀又溶解”现象的是( )
①向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2 ②向NaAlO2溶液中逐滴加入过量的稀盐酸 ③向AlCl3溶液中逐滴加入过量稀氢氧化钠溶液 ④向硅酸钠溶液中逐滴加入过量的盐酸
A.①②B.①③
C.①④D.②③
解析:
①中Na2CO3与CO2、H2O反应生成NaHCO3,由于Na2CO3的溶解度比NaHCO3的大,因而只会产生沉淀;②NaAlO2中加入稀盐酸,开始产生白色沉淀Al(OH)3,当盐酸过量时,Al(OH)3又溶于盐酸;③向AlCl3溶液中加入NaOH溶液开始产生白色沉淀Al(OH)3,当NaOH过量时,Al(OH)3又溶于NaOH;④只会生成H2SiO3沉淀。
答案:
C
题组六 铝土矿冶炼金属铝的流程
铝是地壳中含量最多的金属元素,在自然界主要以化合态形式存在于氧化铝中。
铝土矿的主要成分是Al2O3,此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质,冶炼金属铝很重要的一个过程是Al2O3的提纯。
Al2O3是两性氧化物,而杂质SiO2是酸性氧化物,Fe2O3是碱性氧化物,因而可设计出两种提纯氧化铝的方案。
9.方案一:
碱溶法
讨论回答下列问题:
(1)写出①、③两步骤中可能发生反应的离子方程式。
________________
________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)步骤③中不用盐酸(或H2SO4)酸化的理由是_____________________
_______________________________________________________________。
(3)步骤④中得到较纯的Al2O3,可能含有________杂质,在电解时它不会影响铝的纯度的原因:
_________________________________________
_______________________________________________________________。
答案:
(1)①Al2O3+2OH-===2AlO
+H2O,SiO2+2OH-===SiO
+H2O
③AlO
+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO
,SiO
+2CO2+2H2O===H2SiO3↓+2HCO
(2)因为①AlO
与酸反应生成的Al(OH)3具有两性,可溶于强酸,不易控制酸的量;②CO2廉价而且生成的副产物NaHCO3用途广泛,经济效益好
(3)SiO2 由于SiO2的熔点很高,在加热到1000℃左右时不会熔化,因而不影响电解产物的纯度
10.方案二:
酸溶法
讨论回答下列问题:
(1)写出①、②中可能发生反应的离子方程式。
___________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)步骤②中不用氨水沉淀Fe3+的原因:
___________________________
_______________________________________________________________。
答案:
(1)①Al2O3+6H+===2Al3++3H2O,Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
②Al3++4OH-===AlO
+2H2O,Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
(2)Al(OH)3只能溶于强碱,不能溶于氨水,不能将Fe(OH)3和Al(OH)3分离
题组七 Al3+、Al(OH)3、AlO
三者之间关系的定量分析
11.向物质的量浓度均为1mol·L-1的AlCl3和盐酸的混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液,如图中[n表示Al(OH)3的物质的量、V表示NaOH溶液的体积]能正确表示这个反应过程的是( )
A
B
C
D
解析:
在物质的量浓度均为1mol·L-1的AlCl3和盐酸的混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液,开始NaOH与HCl反应无沉淀生成,当HCl全部反应后,AlCl3与NaOH反应生成沉淀,最后沉淀消失且生成沉淀和沉淀溶解所需NaOH溶液的体积比为3∶1。
答案:
D
1.[2013·山东理综卷]足量下列物质与相同质量的铝反应,放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是( )
A.氢氧化钠溶液 B.稀硫酸
C.盐酸D.稀硝酸
解析:
铝与稀硝酸反应但不产生H2,与NaOH溶液反应方程式为2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,可知2molAl可消耗2molNaOH,生成3molH2;与稀硫酸反应方程式为2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑,可知2molAl消耗3molH2SO4,生成3molH2;与盐酸反应方程式为2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑,可知2molAl消耗6molHCl,生成3molH2;故等量Al与足量其他物质反应,放出氢气消耗溶质物质的量最少的是A。
答案:
A
2.[2012·安徽理综卷]已知室温下,Al(OH)3的Ksp或溶解度远大于Fe(OH)3。
向浓度均为0.1mol·L-1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液。
下列示意图表示生成Al(OH)3的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系,合理的是( )
A
B
C
D
解析:
因Al(OH)3的溶解度大于Fe(OH)3,所以当向浓度均为0.1mol·L-1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中逐滴加入NaOH溶液时,应先生成Fe(OH)3沉淀,再生成Al(OH)3沉淀,生成Al(OH)3沉淀时发生的反应为Al3++3OH-===Al(OH)3↓,继续滴加NaOH溶液,发生反应Al(OH)3+OH-===AlO
+2H2O,最终Al(OH)3沉淀消失,由方程式知,生成Al(OH)3沉淀的过程与Al(OH)3沉淀消失的过程中,消耗NaOH溶液的体积比为3∶1,故C项正确。
答案:
C
3.[2013·上海化学卷]镓(Ga)与铝同主族。
写出镓的氯化物与氨水反应的化学方程式。
___________________________________________________________。
解析:
由AlCl3与NH3·H2O的反应可知。
答案:
GaCl3+3NH3·H2O===Ga(OH)3↓+3NH4Cl
4.[2013·上海化学卷]用铝和金属氧化物反应制备金属单质是工业上较常用的方法。
如:
2Al+4BaO
3Ba↑+BaO·Al2O3
常温下Al的金属性比Ba的金属性________(选填“强”、“弱”)。
利用上述方法可制取Ba的主要原因是________。
a.高温时Al的活泼性大于Ba
b.高温有利于BaO分解
c.高温时BaO·Al2O3比Al2O3稳定
d.Ba的沸点比Al的低
解析:
依据元素周期律可知Al的金属性小于Mg,Mg的金属性小于Ba;应从化学平衡移动的观点分析此反应发生的原因。
答案:
弱 d
5.[2012·上海高考]氢氧化钠溶液处理铝土矿并过滤,得到含偏铝酸钠的溶液。
向该溶液中通入二氧化碳,有下列反应:
2NaAlO2+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+Na2CO3
已知通入二氧化碳336L(标准状况下),生成24molAl(OH)3和15molNa2CO3,若通入溶液的二氧化碳为112L(标准状况下),计算生成的Al(OH)3和Na2CO3的物质的量之比。
解析:
由题目中通入336L二氧化碳的数据可知,若溶液为偏铝酸钠,则得到的氢氧化铝为30mol,现在得到的是24mol,因此原溶液中含有氢氧化钠6mol,当向此溶液中通入5mol二氧化碳时,二氧化碳先与氢氧化钠反应,生成3mol碳酸钠,剩余的2mol二氧化碳与偏铝酸钠反应生成4mol的氢氧化铝同时又生成2mol的碳酸钠。
答案:
4∶5
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- 第7讲 铝及其化合物1 及其 化合物