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题组一 铝的性质
1.(2009年高考广东理基卷)下列有关金属及其合金的说法不正确的是( )
A.目前我国流通的硬币是由合金材料制造的
B.生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加
C.镁在空气中燃烧发出耀眼的白光,可用于制作照明弹
D.日用铝制品表面覆盖着氧化膜,对内部金属起保护作用
解析:选B。普通钢的含碳量比生铁要低,而合金钢是在普通钢中掺入其他金属,故其含碳量比普通钢更低。
2.(2009年高考上海卷)实验室将9 g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后,所得固体中含金属单质为18 g,则该氧化物粉末可能是(双选)( )
A.Fe2O3和MnO2 B.MnO2和V2O5
C.Cr2O3和V2O5 D.Fe3O4和FeO
解析:选AD。9 g Al若全部参加反应总共失去电子的物质的量是:×3=1 mol,由得失电子守恒知,生成18 g金属单质最多得到1 mol电子,(Al全部反应),也可能小于1 mol 电子(Al不能全部反应),再结合平均值的思想分析如下:
A项,Fe2O3:×3=0.96 mol;MnO2=×4=1.31 mol;B项,MnO2:1.31 mol,V2O5:×5=1.76 mol。C项,Cr2O3:×3=1.04 mol;V2O5:1.76 mol;D项,Fe3O4:×=0.865 mol,FeO:×2=0.64 mol。综上分析可知:A、D选项正确。
3.(2011年吉林长春高三一调)下列有关金属的说法中,不正确的是( )
A.青铜、不锈钢、硬铝都是合金
B.铜表面易形成致密的氧化膜
C.工业上用电解熔融MgCl2的方法制取金属镁
D.铝是活泼金属,但在空气中耐腐蚀
解析:选B。铜表面生成CuO,通常情况下Cu表面生成铜绿(碱式碳酸铜),该物质非常疏松;Al易氧化生成致密的Al2O3薄膜,防止内部Al继续被氧化。
题组二 铝的重要化合物的性质
4.将AlCl3溶液和NaOH溶液等体积混合,得到的沉淀物中含铝元素的质量与溶液中所含铝元素的质量相等,则原AlCl3溶液与NaOH溶液的物质的量浓度之比可能是( )
A.1∶3 B.2∶3
C.1∶4 D.7∶2
解析:选B。本题应分两种情况进行讨论:
①若AlCl3过量,NaOH量不足,溶液中铝元素应为Al3+。
AlCl3+3NaOH===Al(OH)3↓+3NaCl
1 mol 3 mol 1 mol
依题意,溶液中剩余1 mol Al3+,
c(AlCl3)∶c(NaOH)
=n(AlCl3)∶n(NaOH)=(1+1) mol∶3 mol=2∶3。
②若NaOH量稍多,AlCl3完全反应,生成的Al(OH)3部分溶解,溶液中铝元素的存在形式为AlO,不妨假设有2 mol Al3+反应,依题意有关系式:
AlCl3~3NaOH~Al(OH)3
1 mol 3 mol 1 mol
AlCl3~4NaOH~NaAlO2
1 mol 4 mol 1 mol
则c(AlCl3)∶c(NaOH)=n(AlCl3)∶n(NaOH)
=(1+1) mol∶(3+4) mol=2∶7。
5.在硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中,逐滴加入稀氢氧化钠溶液,直至过量。下列表示氢氧化钠溶液加入量(x)与溶液中沉淀的物质的量(y)的关系示意图正确的是( )
解析:选C。向硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中,加入过量的NaOH溶液,发生的离子反应方程式有:
Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
Al3++3OH-===Al(OH)3↓
Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O,即加入NaOH溶液后,Mg2+、Al3+分别生成沉淀Mg(OH)2、Al(OH)3,待沉淀完全后,再加入NaOH溶液时,Mg(OH)2不变,而Al(OH)3 不断溶解,最后完全变为可溶性的NaAlO2。综上所述,沉淀物的变化趋势是先增加,然后减少,到某一时刻开始,保持不变。所以正确选项为C。
6.某校化学兴趣小组用如图所示过程除去AlCl3中含有的Mg2+、K+杂质离子并尽可能减少AlCl3的损失。请回答下列问题:
(1)写出混合物中加入足量氢氧化钠溶液时,溶液中发生反应的离子方程式:__________________________、______________________________、__________________________。氢氧化钠溶液能否用氨水代替,为什么?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)溶液a中存在的离子有____________________;在溶液a中加入盐酸时需控制溶液的pH,为什么?____________________________________________________________;为此,改进方法是
________________________________________________________________________。
(3)为了研究AlCl3晶体的性质,在得到AlCl3溶液后,如何得到AlCl3晶体?________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)加入足量氢氧化钠溶液,Mg2+可与OH-反应生成Mg(OH)2沉淀,Al3+先与OH-反应生成Al(OH)3,生成的Al(OH)3 继续与OH-反应生成NaAlO2和H2O;氢氧化钠溶液不能用氨水代替,因为在Al3+与氨水反应生成Al(OH)3后,Al(OH)3 不能与氨水继续反应,从而不能将Al(OH)3与Mg(OH)2分开。
(2)加入氢氧化钠溶液后除去了Mg2+,但又引入了Na+,同时Al3+转化成了AlO;因为氢氧化铝能与强酸反应,所以在加入盐酸沉淀AlO时,需要控制溶液的pH,以防止部分铝转化成Al3+;氢氧化铝只能与强碱或强酸反应,因此可在溶液a中通入过量的二氧化碳气体。
(3)直接加热蒸发AlCl3溶液,会因为AlCl3的水解而得不到AlCl3晶体,为此可在酸性气氛下进行蒸发结晶。
答案:(1)Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
Al3++3OH-===Al(OH)3↓
Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O
不能,因为在Al3+与氨水反应生成Al(OH)3后,Al(OH)3不能与氨水继续反应,从而不能将Al(OH)3与Mg(OH)2分开
(2)Cl-、K+、AlO、H+、OH-、Na+ 因为氢氧化铝能与强酸反应,所以在加入盐酸沉淀AlO时,需要控制溶液的pH,以防止部分铝转化成Al3+ 在溶液a中通入过量二氧化碳气体
(3)在HCl气氛中加热AlCl3溶液,使水分蒸发以得到AlCl3晶体
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