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课时提升作业(七)
(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.镓是1871年俄国化学家门捷列夫在编制元素周期表时曾预言的“类铝”元素,镓的原子序数为31,属ⅢA元素,镓的熔点为29.78℃,沸点高达2 403℃,镓有过冷现象(即冷至熔点以下不凝固),它可过冷到-120℃。下列有关镓的性质及其用途的叙述不正确的是 ( )
A.镓是制造高温温度计的上佳材料
B.镓能溶于强酸强碱溶液中
C.镓与锌、锡等金属制成合金,可提高其硬度
D.镓可用于制造半导体材料,这是由于镓的导电性介于导体和绝缘体之间
2.区分镁和铝最好的方法是取少量试样,然后( )
A.投入沸水中
B.投入冷水中
C.投入盐酸
D.投入NaOH溶液中
3.相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应,至体系中均无固体物质,消耗碱量最多的是( )
A.Al2O3 B.Al(OH)3 C.AlCl3 D.Al
4.向90 mL 0.1 mol·L-1的AlCl3溶液中,投入ag金属钠,欲使最终无沉淀生成,则a的最小值为( )
A.0.621 B.1.242 C.0.414 D.0.828
5.(2021·广元模拟)铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅,工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝:
下列说法中错误的是( )
A.①②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
6.在四种化合物①NaHCO3、②Al(OH)3、③Al2O3、④NaAlO2中,与盐酸和氢氧化钠溶液都能反应的是( )
A.只有②④ B.只有①②
C.只有①②③ D.①②③④
7.用含少量镁粉的铝粉制取纯洁的氢氧化铝,下述操作步骤中最恰当的组合是
( )
①加盐酸溶解 ②加烧碱溶液溶解 ③过滤 ④通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀 ⑤加入盐酸生成Al(OH)3沉淀 ⑥加入过量烧碱溶液
A.①⑥⑤③ B.②③④③ C.②③⑤③ D.①③⑤③
8.甲、乙两烧杯中分别装有相同pH的氨水和NaOH溶液,各加入10 mL
0.1 mol·L-1AlCl3溶液,两烧杯中都有沉淀生成。下列推断正确的是( )
A.甲中沉淀确定比乙中的多
B.甲中沉淀可能比乙中少
C.甲和乙中反应的离子方程式相同
D.甲和乙中的沉淀不行能一样多
9.(2021·山西师大附中模拟)某同学争辩铝及其化合物的性质时设计了如下两个试验方案。
方案①:2.7 g AlX溶液Al(OH)3沉淀
方案②:2.7 g AlY溶液Al(OH)3沉淀
NaOH溶液和稀盐酸的浓度均是3 mol·L-1,如图是向X溶液和Y溶液中分别加入NaOH溶液和稀盐酸时产生沉淀的物质的量与加入盐酸和氢氧化钠溶液体积之间的关系,下列说法正确的是( )
A.X溶液溶质为AlCl3,Y溶液溶质为NaAlO2
B.b曲线表示的是向X溶液中加入NaOH溶液
C.在O点时两方案中所得溶液浓度相等
D.a、b曲线表示的反应都是氧化还原反应
10.(力气挑战题)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
二、非选择题(本题包括3小题,共40分)
11.(8分)(2021·昆明模拟)铝土矿(主要成分为Al2O3,还有少量杂质)是提取氧化铝的原料。提取氧化铝的工艺流程如下:
(1)请用离子方程式表示以上工艺流程中第①步反应:___________________ 。
(2)写出以上工艺流程中第③步反应的化学方程式:_______________________。
(3)金属铝与氧化铁混合点燃,会发生猛烈的反应。该反应的化学方程式为 __
________________________________________________________________。
请举一例该反应的用途______________________________________________。
(4)电解熔融氧化铝制取金属铝,若有0.6 mol电子发生转移,理论上能得到金属铝的质量是 ____________。
12.(16分)(2021·攀枝花模拟)A、B、C、D、E五种化合物均含有同一种短周期常见金属元素,它们的转化关系如图所示,其中A为澄清溶液,C犯难溶的白色固体,E易溶于水。若取A溶液灼烧,焰色反应为紫色(透过蓝色钴玻璃片)。
(1)写出化学式:A ,B ,C ,
D ,E 。
(2)写出下列反应的离子方程式:
A→B: _________________________________。
A→D: ________________________________。
13.(16分)(力气挑战题)聚合氯化铝晶体是介于AlCl3和Al(OH)3之间的一种水溶性无机高分子聚合物,其制备原料主要是铝加工行业的废渣——铝灰,它主要含Al2O3、Al,还有SiO2等杂质。聚合氯化铝生产的工艺流程如下:
(1)反应中副产品a是 (用化学式表示)。
(2)上升pH至4.0～5.0的目的是______ 。
(3)生产过程中可循环使用的物质是 (用化学式表示)。
(4)为使得到的晶体较纯洁,生产过程中使pH上升的C物质可选用 (填编号)。
a.NaOH b.Al c.氨水 d.Al2O3 e.NaAlO2
(5)聚合氯化铝晶体的化学式可表示为
[Al2(OH)nCl6-n·xH2O]m,试验室测定n的值:
①称取ag晶体,制成粉末,加热至质量不再变化为止,称量为bg。此过程可能用到的下列仪器有______ 。
a.蒸发皿 b.坩埚 c.研钵 d.试管
②另取ag晶体,进行如下操作:
用A试剂溶解→加足量AgNO3溶液→C操作→烘干→称量为cg。A试剂为_______(填试剂名称),C操作为 (填操作名称)。n= (用含b、c的代数式表示)。
答案解析
1.【解析】选D。镓的沸点高达2 403℃,所以可以用来制造高温温度计,A项正确;镓与铝是同主族元素,性质具有确定的相像性,铝能溶于强酸、强碱溶液,所以镓也能溶于强酸强碱溶液,B项正确;铝能制造合金,所以镓也能制造合金,C项正确;铝是电的良导体,镓的金属性比铝强,所以D项错。
2.【解析】选D。A项,铝与沸水不反应,镁与沸水发生缓慢反应;B项,铝和镁与冷水均不发生反应;C项,铝和镁与盐酸均发生反应产生气泡;D项,铝与NaOH溶液发生反应产生气泡,镁与NaOH溶液不反应,故选D项。
3.【解析】选D。A、B、D中各种物质与NaOH溶液反应最终均生成NaAlO2,相同质量的三种物质中Al的物质的量最多,消耗碱量最多。设质量为m,D中消耗NaOHmol,C中消耗×4 mol,B中消耗mol,A中消耗×2 mol。
4.【解析】选D。n(AlCl3)=0.1 mol·L-1×0.09 L=0.009 mol
加入金属钠至最终无沉淀生成的化学反应过程为
2Na+2H2O====2NaOH+H2↑
AlCl3+4NaOH====NaAlO2+3NaCl+2H2O
即消耗Na的物质的量最少为0.009 mol×4=0.036 mol
m(Na)=0.036 mol×23 g·mol-1=0.828 g
5.【解析】选C。反应①后的体系中含有固体二氧化硅,需要过滤除去,反应②后的体系中有氢氧化铁沉淀,需要过滤除去,A正确;a、b中铝元素分别以AlCl3和NaAlO2形式存在,其中铝的化合价都是+3,B正确;由NaAlO2制备氢氧化铝需要通入过量二氧化碳,C错误;由氢氧化铝制备氧化铝,加热即可,D正确。
6.【解析】选C。NaHCO3、Al(OH)3、Al2O3均能与盐酸和NaOH溶液反应,NaAlO2与盐酸反应,但与NaOH溶液不反应。
【方法技巧】中学化学中常见的既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应的物质有:①Al、②Al2O3、③Al(OH)3、④多元弱酸的酸式盐(如NaHCO3)、⑤弱酸的铵盐[如(NH4)2CO3]。
7.【解析】选B。制取Al(OH)3的流程如下:
8.【解析】选B。由于两溶液的体积不能确定,故无法推断两烧杯中产生沉淀的多少,选项A、D错误;甲中的离子方程式为Al3++3NH3·H2O====Al(OH)3↓+3N,与乙中的离子方程式不同,选项C错误。
9.【解析】选C。n(Al)==0.1 mol
n(HCl)=3 mol·L-1×0.1 L=0.3 mol
n(NaOH)=3 mol·L-1×0.1 L=0.3 mol
据反应:2Al+6HCl====2AlCl3+3H2↑
2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑可知
X为含0.1 mol AlCl3的溶液,Y为含0.1 mol NaAlO2和0.2 mol NaOH的混合溶液,A项错误;
曲线a表示向X(AlCl3)溶液中逐滴加入NaOH溶液的曲线,[滴入NaOH即开头产生Al(OH)3沉淀],而曲线b表示向Y(NaAlO2与NaOH)溶液中滴加盐酸的曲线,曲线a、b表示的反应都不是氧化还原反应,B、D两项错误。
曲线a中当生成0.1 mol Al(OH)3沉淀时,得到NaCl溶液的物质的量浓度为c(NaCl)==1.5 mol·L-1。
曲线b中当生成0.1 mol Al(OH)3沉淀时,得到NaCl溶液的物质的量浓度为c(NaCl)= =1.5 mol·L-1。
10.【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-1
=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。
11.【解析】(1)工艺流程中第①步反应实质是NaOH溶液与Al2O3的反应,离子方程式为Al2O3+2OH-====2Al+H2O。
(2)工艺流程中第③步反应的化学方程式为NaAlO2+CO2+2H2O====Al(OH)3↓+NaHCO3或2NaAlO2+CO2+3H2O====2Al(OH)3↓+Na2CO3。
(3)金属铝与氧化铁混合后点燃,会发生猛烈的反应。该反应的化学方程式为2Al+Fe2O32Fe+Al2O3,利用该反应可以焊接钢轨。
(4)电解熔融氧化铝制取金属铝的化学方程式为2Al2O34Al+3O2↑,由方程式可知,若有0.6 mol电子发生转移,理论上能得到金属铝的物质的量为0.2 mol,质量为5.4 g。
答案:(1)Al2O3+2OH-====2Al+H2O
(2)NaAlO2+CO2+2H2O====Al(OH)3↓+NaHCO3或2NaAlO2+CO2+3H2O====2Al(OH)3↓+Na2CO3
(3)2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 焊接钢轨
(4)5.4 g
12.【解析】短周期常见的金属元素有Na、Mg、Al;其中含有该金属元素的物质B既能与盐酸反应生成D,又能与NaOH溶液反应生成E,且B能受热分解生成C,故B为Al(OH)3,D为AlCl3,E为NaAlO2,C为Al2O3,A为KAlO2。
答案:(1)KAlO2 Al(OH)3 Al2O3 AlCl3
NaAlO2
(2)Al+CO2+2H2O====Al(OH)3↓+HC
Al+4H+====Al3++2H2O
13.【解析】(1)铝灰用水清洗后,加入盐酸,Al与盐酸反应产生H2,因此气体a为H2。(2)铝灰加入盐酸得到的B为AlCl3溶液,降温熟化后,上升pH可以促进AlCl3水解,从而使晶体析出。(3)生产过程中HCl可以循环使用。(4)生产过程中为使pH上升,可以加入Al、Al2O3,它们与AlCl3水解生成的H+反应,且不会引入其他杂质。(5)①将晶体制成粉末,需要用到研钵,加热粉末至质量不再变化,需要用到坩埚,得到的bg物质为Al2O3。②将晶体溶解,选择硝酸,操作C为过滤、洗涤,得到的cg物质为AgCl。依据关系式Al2O3～(6-n)AgCl,有102∶(861-143.5n)= b∶c,解得n=。
答案:(1)H2 (2)促进AlCl3的水解,使晶体析出
(3)HCl (4)b、d (5)①b、c ②硝酸 过滤、洗涤
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