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课时提能演练(十四)
(45分钟 100分)
一、选择题(本题包括10小题，每小题6分，共60分)
1.元素的性质包含金属性和非金属性，其强弱可以通过该元素对应的某些化学反应体现出来。某同学认为铝元素是金属元素，但是有确定的非金属性。下列化学反应中，你认为能支持该同学观点的是( )
A.铝片与盐酸反应生成氢气
B.氢氧化铝溶于强碱溶液
C.氢氧化铝溶于强酸溶液
D.铝热反应
2.下列有关金属及其化合物的说法正确的是( )
A.由于铝在常温下不能与氧气反应，所以铝制品具有确定的抗腐蚀性能，是一种应用广泛的金属材料
B.往FeCl3溶液中滴入KI-淀粉溶液，溶液变蓝色
C.向紫色石蕊试液中加入过量的Na2O2粉末，振荡，溶液变为蓝色并有气泡产生
D.装修门窗使用的铝合金材料的硬度比铝小，熔点比铝低
3.铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为( )
A.1∶1 B.2∶1 C.3∶1 D.1∶3
4.(2021·济南模拟)现有Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(aq)6种物质,它们之间有如图所示转化关系,图中每条线两端的物质之间都可以发生反应,下列推断不合理的是( )
A.N确定是HCl(aq)
B.X可能为Al或Cl2
C.Y确定为NaOH(aq)
D.Q、Z中的一种必定为Al2O3
5.用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁(如图所示)，将试管浸入硝酸汞溶液中，片刻取出，然后置于空气中，不久铝箔表面生出“白毛”，红墨水柱右端上升。依据试验现象推断下列说法错误的是( )
A.试验中发生的反应都是氧化还原反应
B.铝是一种较活泼的金属
C.铝与氧气反应放出大量的热量
D.铝片上生成的白毛是氧化铝和氧化汞的混合物
6.(2022·漳州模拟)铝土矿的主要成分中含有氧化铝、氧化铁和二氧化硅等，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝。下列说法错误的是( )
A．①、②中除加试剂外，还需要进行过滤操作
B．a、b中铝元素的化合价相同
C．③中需要通入过量的氨气
D．④进行的操作是加热，而且d确定是氧化铝
7.下列说法不正确的是( )
A.(2022·江苏高考)由氧化铝制备氢氧化铝的转化关系为:
Al2O3Na[Al(OH)4]Al(OH)3
B.(2022·江苏高考)由氯化镁溶液制备氧化镁的转化关系为:
MgCl2(aq)Mg(OH)2MgO
C.(2022·天津高考)明矾水解时产生具有吸附性的胶体粒子,可作漂白剂
D.(2022·福建高考)硫酸铝溶液与过量氨水反应的离子方程式为:
Al3++3NH3·H2O====Al(OH)3↓+3N
8.下列图像正确的是( )
9.(易错题)将11.9 g由Mg、Al、Fe组成的合金溶于足量的NaOH溶液中，合金质量削减了2.7 g。另取等质量的合金溶于过量稀硝酸中，生成了6.72 L NO(标准状况下)，向反应后的溶液中加入适量NaOH溶液恰好使Mg2＋、Al3＋、Fe3＋完全转化为沉淀，则沉淀的质量为( )
A.22.1 g B.27.2 g C.30 g D.无法计算
10.(2022·莆田模拟)等物质的量的Na和Al两种金属混合后加入足量的水中，生成26.88 L(标准状况下)的气体，则下列描述错误的是( )
A.金属Al无剩余
B.溶液中的离子浓度：c(Na＋)＝c{[Al(OH)4]－}
C.所得溶液呈碱性
D.Na的物质的量是0.6 mol
二、非选择题(本题包括3小题，共40分)
11.(12分)(猜想题)金属铝在酸性或碱性溶液中均可与NO发生氧化还原反应，转化关系如图所示。
请回答下列问题：
(1)气体D和F反应可生成盐，该盐的化学式为_______。
(2)将A转化为B，可选择的试剂是 (填字母)。
a.CO2 b.NaOH c.CH3COOH d.NH3 e.HCl
(3)C、E排入大气中会造成大气污染，在催化剂存在的状况下，D可以将C、E转化为无毒的气态单质，该单质是 (填化学式)。
(4)写出D→C反应的化学方程式：_____________________________。
(5)Al与NO在酸性条件下反应，Al与被还原的NO的物质的量之比是 。
(6)Al与NO在碱性条件下反应的离子方程式为_________________。
12.(14分)(2021·南平模拟)某无色稀溶液X中,可能含有下表所列离子中的某几种。
阴离子
C、Si、[Al(OH)4]-、Cl-
阳离子
Al3+、Fe3+、Mg2+、N、Na+
现取该溶液适量,向其中加入某试剂Y,产生沉淀的物质的量(n)与加入试剂体积(V)的关系如图所示。
(1)若Y是盐酸,则Oa段转化为沉淀的离子(指来源于X溶液的,下同)是______,
ab段发生反应的离子是________,bc段发生反应的离子方程式为 ___________
___________________________。
(2)若Y是NaOH溶液,则X中确定含有的离子是__________,ab段反应的离子方程式为 ________________________________________________________。
13.(14分)铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3，还含有SiO2、Al2O3等杂质，以铬铁矿为原料制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的过程如图所示。
已知：①NaFeO2遇水猛烈水解。
②2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O
请回答：
(1)K2Cr2O7中Cr元素的化合价是_________。
(2)煅烧铬铁矿生成Na2CrO4和NaFeO2反应的化学方程式是__________________。
(3)滤渣1为红褐色的固体，滤渣1的成分是 (填名称) ________，滤液1的成分除Na2CrO4、NaOH外，还含有(填化学式)______________________________。
(4)利用滤渣2，可制得两种氧化物，其中一种氧化物经电解冶炼可获得金属，该电解反应的化学方程式是______________________________。
(5)写出由滤液2转化为Na2Cr2O7溶液应实行的措施是_____________________。
(6)向Na2Cr2O7溶液中加入KCl固体，获得K2Cr2O7晶体的操作依次是：加热浓缩、
_________、过滤、洗涤、干燥。
答案解析
1.【解析】选B。氢氧化铝溶于强碱溶液，说明氢氧化铝具有两性，能体现非金属性。
2.【解析】选B。A项，铝具有确定抗腐蚀性能的缘由不是铝在常温下不能与氧气反应，而是铝在常温下与氧气反应，在其表面生成一层致密的氧化膜；B项，由于发生反应：2Fe3＋＋2I－====2Fe2＋＋I2，I2使淀粉变蓝；C项，由于Na2O2与H2O反应生成NaOH和O2，且Na2O2具有强氧化性导致具有漂白性，所以溶液先变蓝色后退色，并有气泡产生；D项，铝合金材料的硬度比铝大，熔点比铝低，故选B项。
3.【解析】选C。若仅依据氢气量相等，易错选A。由2Al＋6HCl====2AlCl3＋
3H2↑，2Al＋2NaOH＋6H2O====2Na[Al(OH)4]＋3H2↑知n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。
4.【解题指南】解答本题可按以下思路分析:
(1)Y能与另外5种物质反应,N能与另外4种物质反应,M能与另外3种物质反应。
(2)分析所给6种物质的相互反应关系,对比图示推断。
【解析】选B。在Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(aq)中,只有NaOH(aq)能与Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)35种物质反应,对比转化关系,可知Y为NaOH(aq)。只有HCl(aq)能与Al、Al2O3、Al(OH)3、NaOH(aq)4种物质反应,对比图示转化关系可知N为HCl(aq),故选项A、C正确。选项B,若X为Al,Al能与Cl2、HCl(aq)、NaOH(aq)3种物质反应,而图示给出的是与2种物质反应,所以X不行能是Al,但可能是Cl2,其只与Al、NaOH反应。选项D,Al2O3既能与HCl(aq)反应,也能与NaOH(aq)反应,故Q、Z中的一种必定为Al2O3。
5.【解析】选D。本题中涉及的反应有：2Al＋3Hg(NO3)2====2Al(NO3)3＋3Hg,4Al＋3O2====2Al2O3，两个反应均为氧化还原反应；由题中所述现象“红墨水柱右端上升”，可推知试管中气体体积受热膨胀，意味着铝与氧气反应是放热反应。铝片上生成的“白毛”是氧化铝。
6.【解析】选C。依据流程图可知，铝土矿中Al2O3、Fe2O3与HCl反应生成AlCl3和FeCl3，SiO2不溶，由于加入过量NaOH，所以①中必需进行过滤，将SiO2过滤出来。a中溶液为AlCl3、FeCl3及HCl，加入过量NaOH，AlCl3反应生成NaAlO2，FeCl3反应生成Fe(OH)3，然后过滤将Fe(OH)3与NaAlO2分开，b为NaAlO2与NaCl，A对、B对；③中发生反应NaAlO2+CO2+2H2O====Al(OH)3↓+NaHCO3，C错；④中发生反应2Al(OH)3Al2O3+3H2O，D对。
7.【解析】选C。A项中第一步转化为Al2O3+2NaOH+3H2O====2Na[Al(OH)4],
其次步转化为2Na[Al(OH)4]+CO2====2Al(OH)3↓+Na2CO3+H2O
或Na[Al(OH)4]+CO2====Al(OH)3↓+NaHCO3,A正确;
B项中第一步转化为Ca(OH)2+MgCl2====Mg(OH)2↓+CaCl2,
其次步转化为Mg(OH)2MgO+H2O,所以B正确;
明矾净水的实质是铝离子水解生成氢氧化铝胶体,吸附水中的杂质,而不是具有漂白性,所以C错误;硫酸铝溶液与过量氨水反应的离子方程式为
Al3++3NH3·H2O====Al(OH)3↓+3N,留意氨水为弱碱,在写离子方程式时要保留化学式形式,D正确。
8.【解析】选B。由铝元素守恒，并结合“铝三角”的转化关系得：A项，Al3＋与H＋不发生反应，Al(OH)3与H＋反应时，Al(OH)3的量应削减；B项，Al3＋与OH－发生反应生成Al(OH)3，且两者的物质的量之比为1∶3，Al(OH)3与OH－发生反应生成[Al(OH)4]－，且两者的物质的量之比为1∶1；C项，当Al3＋与OH－完全反应生成Al(OH)3时，生成的Al(OH)3应是1 mol；D项，[Al(OH)4]－与H＋发生反应生成Al(OH)3，两者的物质的量之比为1∶1，故选B项。
9.【解析】选B。由质量守恒知，m(沉淀)＝m(合金)＋m(OH－)，由电荷守恒和得失电子守恒知，n(OH－)＝3n(NO)，则m(沉淀)＝11.9 g＋3××
17 g/mol＝27.2 g，故选B项。
【方法技巧】守恒法在金属的有关计算中的应用
(1)金属失电子的物质的量等于酸得电子的物质的量；
(2)金属失电子的物质的量等于生成金属阳离子所带正电荷的物质的量；
(3)生成金属阳离子所带正电荷的物质的量等于金属阳离子所结合OH－的物质的量。
10.【解析】选B。Na和Al投入水中可发生反应：
2Na＋2H2O====2NaOH＋H2↑，2Al＋2NaOH＋6H2O====2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，则等物质的量的Na和Al投入水中发生反应可表示为：
Na＋Al＋4H2O====Na[Al(OH)4]＋2H2↑
因此n(Na)＝n(Al)＝×＝0.6 mol，A、D项均正确。Na[Al(OH)4]为强碱弱酸盐，水解呈碱性，C项正确。由于水解，则有c(Na＋)>
c{[Al(OH)4]－}，B项错误。
11.【解析】(1)由于气体D可被连续氧化且氧化最终产物能与水反应生成F(酸)，又由于D、C、E、F中均应含有N元素，则气体D为NH3，气体C为NO，E为NO2，F为HNO3，则D与F生成的盐为NH4NO3。
(2)Al与NO在酸性条件下生成的A溶液中含Al3＋，Al与NO在碱性条件下生成的B溶液中含[Al(OH)4]－，则将A转化为B可选择的试剂是NaOH。
(3)NH3与NO或NO2反应生成的无毒的气态单质为N2。
(4)D→C反应的化学方程式为4NH3＋5O24NO＋6H2O。
(5)Al与NO在酸性条件下发生反应时，Al被氧化成Al3＋，NO被还原成NO，在此过程中均转移3个电子，依据得失电子守恒可知Al与NO之比应为1∶1。
(6)Al与NO在碱性条件下反应生成物中有[Al(OH)4]－、NH3，则反应的离子方程式为：8Al＋3NO＋5OH－＋18H2O====8[Al(OH)4]－＋3NH3↑。
答案：(1)NH4NO3 (2)b (3)N2
(4)4NH3＋5O24NO＋6H2O
(5)1∶1
(6)8Al＋3NO＋5OH－＋18H2O====8[Al(OH)4]－＋3NH3↑
12.【解析】(1)因溶液是无色的,所以确定不含Fe3+,加入盐酸后能形成的沉淀有Al(OH)3、H2SiO3,前者能溶于过量盐酸而后者不能,由图像知溶液中确定含有[Al(OH)4]-、Si,Oa段发生反应的离子为[Al(OH)4]-、Si,ab段发生反应的离子为C,bc段则是Al(OH)3溶解。
(2)当向溶液中加入NaOH溶液时,生成的沉淀为Mg(OH)2、Al(OH)3,ab段是N与OH-发生反应,因Mg2+、Al3+不能与C、Si、[Al(OH)4]-共存,故此时溶液中的阴离子只有Cl-。
答案:(1)Si、[Al(OH)4]- C
Al(OH)3+3H+Al3++3H2O
(2)Al3+、Mg2+、N、Cl-
N+OH-NH3·H2O
13.【解析】(1)由钾元素呈+1价，氧元素呈-2价，依据化合物中各元素化合价的代数和等于0，可求出K2Cr2O7中Cr元素的化合价为+6价。
(2)煅烧铬铁矿的主要反应物为FeO·Cr2O3、O2和NaOH，反应的化学方程式为：4FeO·Cr2O3+7O2+20NaOH8Na2CrO4+4NaFeO2+10H2O。
(3)水浸过程中，由于NaFeO2猛烈水解生成Fe(OH)3，滤渣1为Fe(OH)3，滤液1成分除Na2CrO4、NaOH外，还含有由SiO2、Al2O3分别与NaOH反应生成的Na2SiO3和NaAlO2。
(4)滤液1通过调整pH，可使Na2SiO3和NaAlO2分别转化为H2SiO3和Al(OH)3，进一步制得SiO2和Al2O3，Al2O3可用于电解冶炼铝，化学方程式为：2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑。
(5)由题给信息2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O可知，使Na2CrO4转化为Na2Cr2O7溶液应加稀硫酸酸化，平衡正向移动。
(6)向Na2Cr2O7溶液中加入KCl固体，获得K2Cr2O7晶体的操作应为加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
答案：(1)+6
(2)4FeO·Cr2O3+7O2+20NaOH8Na2CrO4+4NaFeO2+10H2O
(3)氢氧化铁 NaAlO2、Na2SiO3
(4)2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑
(5)加稀硫酸酸化 (6)冷却结晶
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