课时作业7铝及其重要化合物.doc

课时作业7　铝及其重要化合物

时间：45分钟　　分值：100分

一、选择题(共48分，每小题4分)
1．化学在生产和日常生活中有重要的应用。下列说法中错误的是(　　)
A．MgO、Al2O3的熔点很高，可制作耐高温材料，工业上也用其电解冶炼对应的金属
B．明矾水解形成的胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化
C．燃放的焰火是某些金属元素焰色反应所呈现出来的色彩
D．铝比铁活泼，但铝制品比铁制品在空气中耐腐蚀
[答案]A
[解析]MgO的熔点很高，通常电解熔点低的MgCl2制备Mg，A项错误；Al3＋水解生成的Al(OH)3具有吸附性，B项正确；某些金属元素高温下使火焰显示特定的颜色，C项正确；Al表面存在致密的氧化膜，可以保护Al不被进一步腐蚀，D项正确。
2．将铝条插入NaOH溶液中，开始没有H2生成的原因是(　　)
A．铝与NaOH溶液不反应　 B．铝条表面钝化生成Al2O3
C．铝条不纯含有杂质Mg D．NaOH溶液中含有NaAlO2
[答案]B
[解析]铝易被氧化成Al2O3，附着在铝条的表面，将铝条插入到NaOH溶液中，Al2O3首先与NaOH反应，故开始无H2生成。
3．下列化学实验操作，能得到相应的纯净物的是(　　)
A．将一块带有氧化膜的铝片浸入到浓烧碱溶液中，当恰好全部反应完毕时，再将生成溶液加热蒸干，便得到了纯净的NaAlO2
B．向NaAlO2溶液中加入适量的AlCl3溶液，将所得沉淀过滤、洗涤、加热灼烧，便得到纯净的化合物Al(OH)3
C．将铝块放入过量盐酸中，待反应结束加热溶液至无液体，其剩余固体为AlCl3
D．向AlCl3溶液中加入足量氨水进行反应，将所得沉淀过滤、洗涤、灼烧去掉水分，不能得到纯净的Al2O3
[答案]A
[解析]B项在灼烧条件下，Al(OH)3分解为Al2O3和H2O，得到的是Al2O3。D项可以得到纯净的Al2O3。也就是对AlCl3溶液加热、蒸干，会有Al2O3产生。
4．若在加入铝粉能放出氢气的溶液中，分别加入下列各组离子，一定能共存的是(　　)
A．NH　NO　CO　Na＋
B．Na＋　Ba2＋　Mg2＋　HCO
C．NO　Ba2＋　K＋　Cl－
D．NO　K＋　AlO　SO
[答案]C
[解析]加入铝粉能放出氢气，溶液可能显碱性，也可能显酸性，A中NH、CO，B中Mg2＋、HCO，D中AlO不一定能存在。
5．只用试管和胶头滴管就可以对下列各组中的两种溶液进行鉴别的是(　　)
①AlCl3溶液和NaOH溶液　②Ca(HCO3)2溶液和NaOH溶液　③NaAlO2溶液和盐酸　④Al2(SO4)3溶液和氨水　⑤Na2CO3溶液和稀盐酸
A．①③⑤ B．①②③
C．②③④ D．③④⑤
[答案]A
[解析]如果物质相互滴加的顺序不同会产生不同的现象，就能对物质进行相互鉴别。①中少量NaOH溶液滴入AlCl3溶液中，会立即产生白色沉淀，而少量AlCl3溶液滴入NaOH溶液中不会有白色沉淀，故可以相互鉴别。②、④中的两种物质滴加顺序不同，产生的现象相同，故不能相互鉴别。③中少量盐酸滴入NaAlO2溶液中。会立即产生白色沉淀，而少量NaAlO2溶液滴入盐酸中不会产生白色沉淀，故可以相互鉴别。⑤中少量Na2CO3溶液滴入稀盐酸中，发生反应：Na2CO3＋HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑，有气泡产生，若将少量稀盐酸滴入到Na2CO3溶液中，发生反应：Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3，不会有气泡产生，故可以相互鉴别。答案应为A。
6．下列除去杂质的方法不正确的是(　　)
A．镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥
B．用过量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋
C．Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量CO2后过滤
D．MgO中混有少量Al2O3：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥得到MgO
[答案]B
[解析]氨水与Fe3＋、Al3＋均会生成沉淀，且Al(OH)3不溶于弱碱，故用氨水不能除去Fe3＋溶液中的Al3＋。
7．美、德两国成功合成具有化学特性的氢铝化合物(AlH3)n，关于氢铝化合物的推测不正确的是(　　)
A．氢铝化合物与水反应生成氢氧化铝和氢气
B．与H2O反应生成2.24 L H2(标况下)，转移的电子为0.2 mol
C．氢铝化合物中氢显－1价
D．氢铝化合物具有强还原性
[答案]B
[解析]氢铝化合物(AlH3)n与水发生的反应为(AlH3)n＋3nH2O===nAl(OH)3↓＋3nH2↑～3ne－，故生成0.1 mol H2时，转移电子为0.1 mol，B项错误。
8．现有铝和过氧化钠的固体混合物样品，加入稀盐酸使混合物完全溶解，所得溶液中c(Al3＋)∶c(H＋)∶c(Cl－)＝1∶2∶8，则原固体混合物中铝元素与氧元素的质量比为(　　)
A．3∶4 B．9∶32
C．9∶16 D．9∶8
[答案]C
[解析]根据反应后溶液中含有H＋，显然加入的盐酸过量，溶液中的溶质为NaCl、AlCl3、HCl，根据电荷守恒得：c(H＋)＋c(Na＋)＋3c(Al3＋)＝c(Cl－)，设c(Al3＋)、c(H＋)、c(Cl－)分别为a、2a、8a，则c(Na＋)＝3a，根据元素守恒，则Al、Na2O2的物质的量之比为1∶1.5，故Al、O的质量比为1×27/(1.5×2×16)＝9/16。
9．铝材经脱脂后进行碱洗以除去氧化膜，将碱洗后的溶液中的铝以沉淀形式回收，最好加入下列试剂(　　)
A．氨水 B．CO2
C．NaOH D．HNO3
[答案]B
[解析]碱洗后的溶液中存在AlO，若要将其中的铝以Al(OH)3形式回收，需加入酸，考虑到Al(OH)3易溶于强酸，从而筛选出答案为B。
10．下列离子方程式不正确的是(　　)
A．铝片碱洗时常有气泡：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
B．Al2O3溶于氨水溶液：Al2O3＋2OH－===AlO＋H2O
C．AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液：Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O
D．实验室用铝盐制Al(OH)3：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
[答案]B
[解析]Al2O3不溶于氨水。
11．某同学将某种金属分别与等体积的甲、乙两种溶液反应，所加金属的质量与相同条件下产生气体的体积关系如图所示，下列推论可能正确的是(　　)

A．金属是镁，甲溶液为0.2 mol/L盐酸，乙溶液为0.1 mol/L盐酸
B. 金属是铁，甲溶液为pH＝1的醋酸溶液，乙溶液为pH＝1的盐酸
C．金属是铝，甲溶液为0.1 mol/L盐酸，乙溶液为0.1 mol/L氢氧化钠溶液
D．金属是铝，甲溶液为0.1mol/L氢氧化钠溶液，乙溶液为0.1 mol/L盐酸
[答案]C
[解析]根据图像可知甲、乙与过量金属反应时，乙与金属反应产生的气体多，由此可知A、B选项不正确；足量铝与等物质的量NaOH、HCl反应，与NaOH反应放出的氢气多，故C项正确，D项错误。
12．向一定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，生成沉淀Al(OH)3的量随AlCl3加入量的变化关系如图所示。则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是(　　)

A．a点对应的溶液中：Na＋、Fe3＋、SO、HCO
B．b点对应的溶液中：Na＋、S2－、SO、Cl－
C．c点对应的溶液中：K＋、Ag＋、Ca2＋、NO
D．d点对应的溶液中：K＋、NH、CO、SO
[答案]B
[解析]发生反应为a→b段4NaOH＋AlCl3===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O，b→c段3NaAlO2＋AlCl3＋6H2O===4Al(OH)3↓＋3NaCl，分析各点对应溶液的成分，即可得出答案，a点中含有大量OH－，Fe3＋、HCO不能共存；c点溶液变为NaCl，Ag＋不能大量共存；d点中溶液中含大量AlCl3，CO不能大量共存。
二、非选择题(共52分)
13．(10分)某学校研究性学习小组设计实验探究铝等金属的性质：将一置于空气中的铝片投入浓氯化铜溶液中，铝片表面出现一层海绵状暗红色物质，接下来铝片上产生大量气泡，产生的气体，具有可燃性，溶液温度迅速上升。若用同样的铝片投入相同浓度的硫酸铜溶液中，在短时间内铝片无明显变化。
(1)铝与氯化铜溶液能迅速反应，而与相同浓度的硫酸铜溶液在短时间内不反应的原因可能是________(填序号)。
A．铝与Cl－反应，铝与SO不反应
B．氯化铜溶液酸性比同浓度的硫酸铜溶液酸性强
C．硫酸铜水解生成硫酸使铝钝化
D．氯离子能破坏氧化铝表面薄膜，而硫酸根离子不能
E．生成氯化铝溶于水，而生成硫酸铝不溶于水
(2)铝片表面出现的暗红色物质是________。
(3)放出的气体是________，请从有关物质的浓度、能量、是否有电化学作用等分析开始阶段产生气体的速率不断加快的原因是__________________________________．
(4)某同学通过其他的实验操作，也能使铝片与硫酸铜溶液反应加快，他采取的措施可能是________。
A．用砂纸擦去铝片表面的氧化膜后投入硫酸铜溶液中
B．把铝片投入热氢氧化钠溶液中一段时间后，取出洗涤，再投入硫酸铜溶液中
C．向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液，再投入铝片
D．向硫酸铜溶液中加入氯化钠固体，再投入铝片
[答案](1)D　(2)Cu　(3)H2　①随着反应的进行生成铝离子浓度增大，水解程度增大，产生H＋的浓度增大；②该反应放热，升高温度反应加快；③铜与铝构成原电池，加快铝溶解　(4)A、B、D
[解析]CuCl2与CuSO4溶液中均含有Cu2＋，但CuSO4溶液不与铝片反应。故铝片与CuCl2溶液的反应一定是Cl－起到了破坏铝表面氧化物薄膜的作用。CuCl2中的Cl－破坏掉氧化膜以后，Al能置换出CuCl2溶液中的Cu而使铝片表面呈暗红色，反应方程式为：2Al＋3Cu2＋===2Al3＋＋3Cu。因此设法除去铝表面的氧化物薄膜，或者往CuSO4溶液中加入Cl－均可使铝片与CuSO4溶液发生反应。
14．(12分)向明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至过量。

(1)写出可能发生的有关反应的化学方程式。
(2)在图中，纵坐标表示生成沉淀的物质的量，横坐标表示加入Ba(OH)2的物质的量。试在图中画出当溶液中明矾为1 mol时，生成的每一种沉淀的物质的量随Ba(OH)2物质的量变化的曲线(在曲线上标明沉淀的化学式)。
(3)向a L物质的量浓度为M mol/L的明矾溶液中滴加物质的量浓度为n mol/L的Ba(OH)2溶液b L，用含a、M、N的表达式表示：
①当b满足________条件时，沉淀的总物质的量为最大值；
②当b满足________条件时，沉淀的质量为最大值。
[答案](1)2KAl(SO4)2＋3Ba(OH)2===K2SO4＋3BaSO4↓＋2Al(OH)3↓
K2SO4＋2Al(OH)3＋Ba(OH)2===2KAlO2＋BaSO4↓＋4H2O
(2)图见解析
(3)①1.5aM＝nb　②2aM＝nb
[解析](1)设溶液中明矾的物质的量为1 mol。则当滴加的Ba(OH)2的物质的量分别在0～1.5 mol和1.5 mol～2.0 mol时，所发生的反应的化学方程式分别为：
2KAl(SO4)2＋3Ba(OH)2===K2SO4＋3BaSO4↓＋2Al(OH)3↓　①
K2SO4＋2Al(OH)3＋Ba(OH)2===2KAlO2＋BaSO4↓＋4H2O　②

(2)从化学方程式可以看出，生成BaSO4的物质的量随Ba(OH)2的量的增加而增加，生成Al(OH)3的物质的量随Ba(OH)2的量的增加而发生先增加后减少直至完全溶解的变化过程。
(3)由方程式①知，当加入了1.5 mol Ba(OH)2时，生成沉淀的物质的量为＝2.5 mol质量为1.5 mol×233 g/mol＋1 mol×78 g/mol＝427.5 g；由方程式②知，当继续滴加0.5 mol Ba(OH)2时，沉淀的物质的量将减少0.5 mol×2＝1 mol，沉淀的质量却增加0.5 mol×233 g/mol－78 g＝38.5 g。所以，把明矾溶液中Al3＋恰好沉淀完全时，生成沉淀的总的物质的量最大，把SO沉淀完全时，生成沉淀的质量最大。
15．(14分)(2011·福建，25)化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究：
查得资料：该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体产生。
Ⅰ.摩擦剂中氢氧化铝的定性检验
取适量牙膏样品，加水充分搅拌、过滤。
(1)往滤渣中加入过量NaOH溶液，过滤。氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式是________。
(2)往(1)所得滤液中先通入过量二氧化碳，再加入过量稀盐酸。观察到的现象是____________。
Ⅱ.牙膏样品中碳酸钙的定量测定
利用下图所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验，充分反应后，测定C中生成的BaCO3沉淀质量，以确定碳酸钙的质量分数。

依据实验过程回答下列问题：
(3)实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还有：________。
(4)C中反应生成BaCO3的化学方程式是___________________。
(5)下列各项措施中，不能提高测定准确度的是________(填标号)。
a．在加入盐酸之前，应排净装置内的CO2气体
b．滴加盐酸不宜过快
c．在A～B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置
d．在B～C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置
(6)实验中准确称取8.00 g样品三份，进行三次测定，测得BaCO3平均质量为3.94 g。则样品中碳酸钙的质量分数为________。
(7)有人认为不必测定C中生成的BaCO3质量，只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差，一样可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高，原因是________。
[答案](1)Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)]或Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
(2)通入CO2气体有白色沉淀生成；加入盐酸有气体产生、沉淀溶解
(3)把生成的CO2全部排入C中，使之完全被Ba(OH)2溶液吸收
(4)Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O
(5)cd
(6)25%
(7)B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中(或其它合理答案)
[解析]本题考查了化学实验的分析、方案的评价、数据的计算等知识点，突出对学生分析实验、理解实验、数据处理等能力的考察。Ⅰ(1)Al(OH)3具有两性，能溶于NaOH溶液：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O；(2)通入过量CO2时发生反应：AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO，产生白色沉淀，再加过量盐酸时发生反应：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，HCO＋H＋===H2O＋CO2↑，白色沉淀溶解，同时生成气体。Ⅱ(3)从装置图分析可知为保证实验的准确性，应将装置内的空气排尽，防止空气中CO2的干扰；同时要将反应产生的CO2尽可能的全部被Ba(OH)2溶液吸收，因此需要持续通空气。(4)Ba(OH)2溶液过量，因此反应方程式为CO2＋Ba(OH)2===BaCO3↓＋H2O。(5)由前面分析知a可提高测定准确度；B装置中有酸碱指示剂，说明反应中盐酸的加入量是有限制的，为保证准确，滴加过程要慢，b不选；B中装有溶液，因此气体通入前没必要干燥，c选；在B—C间连接盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶会造成Ba(OH)2溶液还可能吸收由挥发出的氯化氢与NaHCO3反应生成的CO2气体，干扰实验，d选。(6)根据碳元素守恒得BaCO3—CO2—CaCO3，m(CaCO3)＝＝2.00g，CaCO3的质量分数×100%＝25%。(7)B中的水蒸气、氯化氢等气体进入装置C中，质量差要大于实际产生CO2气体的质量。
16．(16分)某学习小组用如图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。

(1)A中试剂为________。
(2)实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有：①记录C的液面位置；②将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；③待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；④由A向B中滴加足量试剂。上述操作的顺序是_________(填序号)；记录C的液面位置时，除视线平视外，还应_____________________________________________。
(4)B中发生反应的化学方程式为_________________________。
(5)若实验用铝镁合金的质量为a g，测得氢气体积为b mL(已换算为标准状况)，B中剩余固体的质量为c g，则铝的相对原子质量为________。
(6)实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将________(填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。
[答案](1)NaOH溶液
(2)除去铝镁合金表面的氧化膜
(3)①④③②　使D和C的液面相平
(4)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
(5)　(6)偏小
[解析](1)选出只与合金中的一种金属反应产生氢气的溶液，选NaOH溶液。
(2)铝镁合金表面存在致密的氧化膜，需要把氧化膜除去。
(3)注意量气管液面前后读数及液柱差产生的压强对氢气体积的影响。
(5)2Al　　～　　3H2
2M　　　　3×22.4
a－c　　　 b×
解之得M＝.
(6)固体未洗涤会残留可溶性(NaAlO2、NaOH)杂质，烘干后测得镁的质量偏大，铝的质量偏小。

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