资源描述
考点15 铝及其化合物
(好题冲关)
【基础过关】
1．铝是地壳中含量最高的金属元素，下列关于铝及其化合物的说法错误的是( )
A．可用NaOH溶液除去Fe2O3粉末中少量的Al2O3
B．纯铝的硬度和强度较小，不适合用于制造机器零件
C．铝制品廉价易得，适用于厨房蒸煮和长期存放碱性食物
D．铝在冷的浓硝酸中发生钝化，因此可用铝槽车运输浓硝酸
2．某同学通过系列实验探究Al及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是( )
A．将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，将铝条置于其中探究Al的活泼性
B．将NaOH溶液缓慢滴入Al2(SO4)3溶液中至过量，最终观察到有沉淀生成
C．将Al(OH)3浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀
D．将Al(OH)3沉淀转入蒸发皿中，加足量稀硫酸，加热蒸干得无水Al2(SO4)3固体
3．下列关于铝及其化合物的说法不正确的是( )
A．不能用铝制容器腌咸菜，因为铝单质会和较浓的Cl－发生络合反应
B．铝热反应过程会放出大量的热，这说明构成氧化铝的微粒间存在着强烈的作用力
C．氢氧化铝不溶于过量氨水，但氢氧化铜、氢氧化银沉淀都溶于过量氨水
D．刚玉是一种高硬度、高熔点的化合物，刚玉坩埚不能用来熔融纯碱
4．(2023·广东省广州市三模)下图为铝的生产原理示意图，下列相关说法不正确的是( )
A．冰晶石做助熔剂
B．氧化铝属于过渡晶体
C．金属铁、铜的冶炼方法与铝类似
D．铝在工业上是一种很好的还原剂
5．(2023·湖南省长沙市高三联考)学习小组用废弃的铝制易拉罐按如下流程制备明矾，并测定明矾中结晶水的含量。
上述实验中不需要用到的操作是( )
A． B． C． D．
6．下列各组物质，不能按 (“→”表示反应一步完成)关系转化的是( )
选项
a
b
c
A
Al2O3
NaAlO2
Al(OH)3
B
AlCl3
Al(OH)3
NaAlO2
C
Al
Al(OH)3
Al2O3
D
MgCl2
Mg(OH)2
MgO
7．下列反应中的离子方程式书写正确的是( )
A．向氯化铝溶液中滴加过量氨水：4NH3·H2O＋Al3＋===AlO＋4NH＋2H2O
B．NH4Al(SO4)2溶液中滴加少量NaOH溶液：NH＋OH－===NH3·H2O
C．向明矾溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液：Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===2BaSO4↓＋AlO＋2H2O
D．向NaAlO2溶液中通入足量CO2：2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO
8．空气中久置的铝片5.0g投入盛有50mL0.5mol/L硫酸溶液的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率v与反应时间t可用如图所示的曲线来表示。下列推论错误的是( )
A．0→a段不产生氢气是因为表面的氧化物隔离了铝和硫酸溶液
B．b→c段产生氢气的速率增加较快的主要原因之一是温度升高
C．t=c时，反应处于平衡状态，此时产生H2的体积最多
D．t>c时，产生氢气的速率降低主要是因为溶液中c(H+)降低
9．工业上用某种氧化铝矿石(含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图所示：
对上述流程中的判断正确的是( )
A．试剂X可以为氨水，沉淀中含有铁的化合物
B．CO2可以用H2SO4溶液或稀盐酸代替
C．反应Ⅱ为CO2＋AlO＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO
D．工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al，成本更低
10．向含Al2(SO4)3 和 AlCl3的混合溶液中逐滴加入1 mol/L Ba(OH)2溶液至过量，加入Ba(OH)2溶液的体积和所得沉淀的物质的量的关系如图，下列说法不正确的是( )
A．图中A点生成的沉淀是BaSO4和Al(OH)3
B．原混合液中c[Al2(SO4)3]：c(AlCl3)=1：1
C．AB段反应的离子方程式为：Al3++3OH-=Al(OH)3↓
D．向D点溶液中通入CO2气体，立即产生白色沉淀
11．以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3，还含有少量FeS2)为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下，下列叙述不正确的是( )
A．隔绝空气焙烧时理论上反应消耗的
B．加入CaO可以减少SO2的排放同时生成建筑材料CaSO4
C．向滤液中通入过量CO2、过滤、洗涤、灼烧沉淀可制得Al2O3
D．烧渣分离可以选择用磁铁将烧渣中的Fe3O4分离出来
12．以冶铝的废弃物铝灰为原料制取超细α-氧化铝，既降低环境污染又可提高铝资源的利用率。已知铝灰主要成分为Al2O3(含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3)，其制备实验流程如下：
(1)铝灰中氧化铝与硫酸反应的化学方程式为_____________________；
(2)加30%的H2O2溶液的目的是_____________________；
(3)煅烧硫酸铝铵晶体，发生的主要反应为：4[NH4Al(SO4)2•12H2O]2Al2O3+2NH3↑+N2↑+5SO3↑+3SO2↑+53H2O，将产生的气体通过如下图所示的装置。
①集气瓶中收集到的气体是________(填化学式)；
②KMnO4溶液褪色(MnO4-还原为Mn2+)，此褪色过程中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
13．用教材中的实验装置进行铝热反应实验时，存在纸漏斗易燃烧、火星四射等问题，某校化学兴趣小组同学为了解决这些问题将实验装置做了如图改进(如图A所示)。取磁性氧化铁在图A装置中进行铝热反应，冷却后得到“铁块”混合物。
(1)实验中可以用蔗糖和浓硫酸代替镁条作引火剂，原因是_______。
(2)该铝热反应的化学方程式为_______。
(3)取反应后的“铁块”研碎取样称量，加入如图B所示装置，滴入足量溶液充分反应，测量生成气体的体积以求得样品中残留铝的质量分数。
试回答下列问题：
①量气管在读数时必须进行的步骤是_______。
②取样品进行上述实验，共收集到(标准状况下)气体，则“铁块”中铝的质量分数为_______。
③图B装置中分液漏斗上端和试管用橡胶管连通，除了可以平衡压强让液体顺利滴入试管之外，还可以起到降低实验误差的作用。如果装置没有橡胶管，则测得的“铁块”中铝的质量分数将会_______(填“偏大”或“偏小”)。
【能力提升】
14．(2023·北京市东城区二模)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]可用作净水剂。某同学设计利用废铝箔(主要成分为，含少量等)制备明矾的流程如下图所示。
下列说法不正确的是( )
A．①中反应的离子方程式是2Al+2OH--+2H2O=2AlO2-+3H2↑
B．③中反应的离子方程式是Al(OH)3 +3H+=Al3++3H2O
C．操作a是蒸发结晶，用到的仪器有蒸发皿、酒精灯、玻璃棒等
D．明矾净水的原理：Al3+水解生成的Al(OH)3胶体能吸附水中的悬浮颗粒物
15．(2023·北京市海淀区三模)为探究温度、浓度对铝和碳酸钠溶液反应的影响，某兴趣小组查询了相关资料，并进行了实验探究。以下三组实验均采用了相同形状且等质量的打磨后的铝片。
【文献资料】
(I)铝和碱液的反应实质是铝先和水反应生成Al(OH)3和H2，生成的Al(OH)3和OH-反应生成[Al(OH)4]-而溶解。
(II)碳酸氢钠溶液常温下就能缓慢分解，温度越高分解速率越大。
实验
温度/
c(Na2CO3)/mol·L-1
V(Na2CO3)溶液
实验现象
①
25
0.5
5
有细小的气泡
②
25
a
5
有较多气泡，气体不能使澄清石灰水变浑浊；用试管收集的气体靠近火焰有爆鸣声
③
80
2.0
5
有大量白色絮状沉淀和气泡，气体可使澄清石灰水变浑浊；气体通过溶液除杂后用试管收集，靠近火焰有爆鸣声
下列说法不正确的是( )
A．a=2.0
B．实验③的反应速率比实验②更大的原因之一是实验③中OH-浓度更大
C．实验③中的气体为CO2、H2混合气体，白色沉淀的产生可能是由于CO2往溶液上方移动时与[Al(OH)4]-反应生成
D．将实验②中的Na2CO3溶液换成相同浓度的NaHCO3溶液，无白色沉淀生成
16．利用传感器探究在密闭环境中铝片和少量稀盐酸反应过程中温度和压强的变化，结果如图。下列说法错误的是( )
A．50~100s，压强变大是反应放出热量导致的
B．100s时，容器内温度最高
C．100s之后，溶液中溶质为AlCl3
D．100s之后，压强减小是因为温度降低导致的
17．类推是化学学习和研究常用的重要思维方法，但所得结论要经过实践的检验才能确定其正确与否。根据你所掌握的知识，判断下列类推结论中正确的是( )
A．Mg燃烧不能用CO2灭火，故燃烧也不能用CO2灭火
B．Al在O2中燃烧生成Al2O3，故Fe在O2中燃烧生成Fe2O3
C．CO2与Na2O2反应生成Na2CO3和O2，故SO2与Na2O2反应生成Na2SO3和O2
D．与溶液反应生成H2，故与溶液反应也生成H2
18．中国科学院金属研究所发现采用Na2SnO3和NaOH混合促进剂，可明显提高铝与水反应制氢系统的性能，制氢机理如图。Na2SnO3溶液显碱性，NA代表阿伏伽德罗常数的值，下列说法不正确的是( )
A．1L0.1mol·L-1 Na2SnO3溶液中阴离子数目大于0.1NA
B．该过程中存在6Al+3Na2SnO3+15H2O=3Sn+6NaAl(OH)4+3H2↑
C．标准状况下，反应过程中生成33.6LH2，转移电子数目为9NA
D．Al-Sn原电池的形成，能提高产氢速率，析氢反应主要发生在Sn上
19．向分别盛有10mL3mol·L-1的盐酸和NaOH溶液的甲、乙两烧杯中，加入等质量的铝粉，反应结束后，相同温度和压强测得生成的气体体积分别为V(甲)、V(乙)，下列说法正确的是( )
A．消耗的HCl和NaOH的物质的量比为V(甲)：V(乙)
B．若V(甲)：V(乙)=1：2，投入的铝粉质量为0.54g
C．若V(甲)：V(乙)=1：3，铝粉在两烧杯中都恰好完全反应
D．若盐酸和NaOH溶液都完全反应，两反应的电子转移数之比为1：1
20．铵明矾[NH4Al(SO4)2·12H2O]是分析化学中常用的基准试剂，其制备过程如图：
下列说法不正确的是( )
A．过程Ⅰ过滤可得到NaHCO3晶体
B．过程Ⅱ加入稀硫酸的目的是为了除去滤液A中混有的NaHCO3杂质
C．向铵明矾溶液中加入足量溶液，反应的离子方程式为NH4++Al3++5OH-= NH3·H2O+ AlO2-+2H2O
D．铵明矾能析出是因为其溶解度比(NH4)2SO4、Al2(SO4)3的大
21．以含钴废渣(主要成分为CoO和Co2O3，含少量Al2O3和ZnO)为原料制备CoCO3的工艺流程如图：
下列说法正确的是( )
A．酸浸时可采用高温提高酸浸速率
B．除铝时加入Na2CO3溶液过滤后所得滤渣是Al2(CO3)3
C．萃取时萃取剂总量一定，分多次加入萃取比一次加入萃取效果更好
D．沉钴时将含Co2+的溶液缓慢滴加到Na2CO3溶液中，可提高CoCO3的产率
22．探究铝片与Na2CO3溶液的反应。
均无明显现象
铝片表面产生细小气泡
加热后出现白色浑浊，产生大量气泡(经检验为H2和CO2)
下列说法错误的是( )
A．Na2CO3溶液中存在水解平衡：CO32-+H2OHCO3-+OH-
B．对比I、III说明Na2CO3溶液能破坏铝表面的保护膜
C．H2逸出有利于CO32-水解平䡓向正反应方向移动
D．推测出现白色浑浊的原因：Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑
23．硫酸铝铵晶体高温下发生的主要反应为： 。将产生的气体通过下图所示的装置(假设试剂均过量)。下列说法正确的是( )
A．反应中硫元素既得电子又失电子
B．装置Ⅰ中可以观察到出现白色沉淀，其主要成分是BaSO4和BaSO3
C．装置Ⅱ中可以观察到高锰酸钾紫色褪去
D．将装置Ⅰ、Ⅱ顺序交换，仍能观察到相同的现象
24．实验室为测定镁铝合金中镁、铝含量，设计如下流程：
下列说法错误的是( )
A．所加盐酸体积不少于100mL
B．沉淀1的质量为(m+4.25)g
C．沉淀1加足量NaOH溶液反应的离子方程式为Al(OH)3+OH—=[Al(OH)4]—
D．镁铝合金中镁、铝质量之比为
25．氧化铝是工业上电解制铝的原料，工业上用铝土矿(主要成分Al2O3，还含有Fe2O3，SiO2等)为原料制取氧化铝的流程如图所示，下列说法错误的是( )
A．滤渣可用于炼铁
B．滤液1中所含阴离子为OH-、SiO32-、[Al(OH)4]-
C．步骤①、②、③中均不涉及氧化还原反应
D．步骤③中发生反应的离子方程式为：2[Al(OH)4]-+CO2=2Al(OH)3↓+CO32-+H2O
26．煤灰提取铝既能缓解我国缺乏铝矿的现状，又能减少煤燃烧产生的污染。煤灰含Al2O3、SiO2、CaO、Fe2O3等。煤灰中提取铝的工艺流程如图所示，下列说法正确的是( )
A．煤灰加酸进行酸浸时，用硫酸酸浸溶解效果好
B．操作1、2、3、4名称相同，操作时都除去了一种杂质
C．X为CO2，发生的反应为CO2+2H2O+AlO2-=Al(OH)3↓+HCO3-
D．制金属铝需要电解氧化铝，阳极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑
27．铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，还含有SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下，SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸盐沉淀，下列说法错误的是( )
A．“电解II”是电解Na2CO3溶液，则b为阴极液，a为阳极液
B．“电解I”是电解熔融Al2O3，电解过程中阳极需要定期补充石墨
C．“反应”的离子方程式为：AlO2-+HCO3-+H2O =Al(OH)3↓+CO32-
D．“电解II”总反应方程式为：2H2O2H2↑+O2↑
28．某铝热剂由铝粉和铁的某种氧化物组成，二者恰好完全反应生成铁单质和氧化铝。将该铝热剂均分成两份，同温同压下，一份直接与足量的NaOH溶液反应，放出H2体积为V1L；另一份在完全发生铝热反应后与足量的盐酸反应，放出H2体积为V2L。下列说法错误的是( )
A．两份生成氢气的质量比一定为
B．两份消耗NaOH和的物质的量之比一定小于
C．铝热剂中铝和铁元素的物质的量之比一定为
D．铝热剂中氧和铁元素的物质的量之比一定为
29．科学探究可以培养学生良好的科学思维。某兴趣小组进行了金属燃烧实验：
实验
1
2
3
步骤
将一片铝箔在空气中用酒精灯加热
将另一片相同铝箔伸入到充满氧气的集气瓶中，引燃
将一段镁条在空气中用酒精灯加热
现象
铝箔不燃烧，熔化后也不滴下，外面立即形成一层薄膜
铝箔剧烈燃烧，发出耀眼白光
镁条剧烈燃烧，发出耀眼白光
试回答下列问题：
(1)进行1、2实验的目的是为研究铝和氧气反应的剧烈程度是否与氧气的____有关。
(2)某同学分析2、3实验后就得出如下结论：不同金属的活动性是不同的。其他同学认为这个结论不可靠，你认为他们的理由是____。
(3)小组同学认为镁和铝的活动性可以通过与氧气反应的剧烈程度来比较，你认为还可以通过____的实验来比较。
(4)在实验1中，有同学用细针去刺破液态铝外面的薄膜，观察到里面的液态铝依然没有流出来。实验后，同学们查阅资料获知该薄膜是氧化铝，其熔点明显高于酒精灯火焰的温度，由此推断，刺破薄膜后液态铝会迅速和____反应又会形成致密氧化膜，所以液态铝不会流出来。
30．某铝土矿中主要含有Al2O3、Al(OH)3、AlO(OH)，还含有等杂质。利用拜耳法生产氧化铝的流程如图所示：
回答下列问题：
(1)将铝土矿粉碎后再进行碱浸，原因是_______。
(2)与NaOH溶液反应的化学方程式为_______。
(3)滤渣1的主要成分是_______，写出它的一种用途_______。
(4)加Al(OH)3晶核的目的是促进Al(OH)3的析出。上述稀释、结晶工艺，也可用通入足量的_____气体的方法来代替。
(5)实验室中进行焙烧时最适合用来盛放Al(OH)3固体的仪器的名称是_______。
(6)浓缩所得的NaOH溶液由于吸收了空气中的CO2而含有杂质，该杂质可通过苛化反应除去，写出苛化反应的化学方程式：_______。
(7)该生产流程能实现_______(填化学式)的循环利用。
31．铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如图所示：
注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。
(1)铝土矿“碱溶”时，氧化铝转化为_______进入溶液，提高铝土矿浸取速率的措施有_______(任答两点)。
(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH_______(填“增大”“减小”或“不变”)，发生反应的离子方程式为_______。
(3)“电解Ⅰ”是电解熔融的Al2O3，标准状况下每产生11.2LO2转移的电子数为_______。
(4)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，其原理如图所示，阳极的电极反应式为_______。
32．(2022·江苏省南京师大附中高三模拟)高纯超细氧化铝是一种新型无机功能材料，以硫酸铵和硫酸铝为原料制备复盐硫酸铝铵[NH4Al(SO4)2·12H2O]，经硫酸铝铵热分解可制得高纯超细氧化铝，其流程如下：
(1)操作①需加入稀H2SO4，其目的是_______，“纯化”的方法为_______。
(2)取4.53g[NH4Al(SO4)2·12H2O加热分解，最终剩余0.51g Al2O3固体。加热过程中固体质量随温度的变化如图所示。写出硫酸铝铵晶体在633℃分解产生的固体的化学式：_______。
(3)实验室以NH4Al(SO4)2和NH4HCO3为原料，在一定条件下反应生成制备纳米Al2O3的前驱体NH4AlO(OH)HCO3和(NH4)2SO4等物质，NH4AlO(OH)HCO3高温分解即得超细氧化铝。写出生成NH4AlO(OH)HCO3沉淀的化学方程式：_______。
(4)为了测定高纯超细氧化铝粉中Al2O3的质量分数，可用EDTA标准溶液滴定。取0.2040g氧化铝粉溶于盐酸，加入过量的30.00mLEDTA标准溶液并加热煮沸，充分反应后，再用的标准溶液滴定过量的EDTA至终点，消耗标准溶液体积为5.00mL。已知Al3+、与EDTA反应的化学计量比均为1：1。
①加入过量的EDTA标准溶液并加热煮沸的原因是_______。
②计算Al2O3的质量分数_________(写出计算过程)。
33．(2023·湖南省长沙市高三联考)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]可做中药，性味酸涩、寒、有毒。利用废铝制备明矾，并测定其组成，实验过程如下。
Ⅰ.制备明矾
实验步骤如图：
(1)溶解步骤中主要发生的离子反应方程式为_______。
(2)用蒸馏水洗涤晶体的操作过程是_______。
(3)生活中明矾可用作净水剂，结合离子方程式说明净水原理：_______。
Ⅱ.样品中硫酸根的测定
(一)绘制标准硫酸钡悬浊液吸光光谱图
①分别量取0、1.0、2.0、3.0、4.0mL浓度为500μg/mL的标准硫酸钾溶液移入10mL的比色管中，然后分别加入5mL浓度为1g/mL的BaCl2溶液，用蒸馏水定容。
②用分光光度计测量标准系列(波长采用420nm)，数据如下(忽略混合过程中的体积变化)。
K2SO4(mL)
1.0
2.0
3.0
4.0
蒸馏水体积(mL)
5
a
b
c
1
SO42-浓度(μg/mL)
0
50
100
150
200
吸光值A
0
0.371
0.553
0.778
1.013
③绘制硫酸钡悬浊液的吸光光谱图，绘制如下。
(4)上述实验数据中b=_______，m=_______(保留1位有效数字)。
(二)测定样品中硫酸根浓度
①称取1.018g样品晶体配制成250mL的样品溶液。
②量取1.0mL样品溶液移入10mL的比色管中，然后加入5mL浓度为1g/mL的BaCl2溶液，用蒸馏水定容，测得样品的吸光值为0.858。
(5)测得样品中硫酸根的质量分数为_______%(保留2位有效数字)。
(6)实验测得硫酸根的含量小于理论值，可能的原因有_______(填标号)。
A．实验Ⅰ制得样品中有K2SO4杂质
B．实验中所用标准硫酸钾溶液浓度偏大
C．样品溶液配制过程中，定容仰视读数
D．样品溶液配制过程中，容量瓶未润洗
展开阅读全文
浙ICP备2021020529号-1 | 浙B2-20240490 
