高优指导2021版高三化学一轮复习第4单元材料家族中的元素第2节铝及其重要化合物考点规范练鲁科版.doc

铝及其重要化合物(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分,每小题只有一个选项符合题目要求)1.(2015山东理综)某化合物由两种单质直接反应生成,将其加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生。下列化合物中符合上述条件的是()A.AlCl3B.Na2OC.FeCl2D.SiO2导学号95380226答案:A解析:AlCl3可由Cl2和Al直接反应生成,在Ba(HCO3)2溶液中加入AlCl3,Al3+和HC发生相互促进的水解反应:Al3+3HCAl(OH)3+3CO2,同时生成沉淀和气体,A项符合题意;Na2O可由Na和O2直接反应生成,在Ba(HCO3)2溶液中加入Na2O有沉淀生成,但没有气体生成,B项不符合题意;在Ba(HCO3)2溶液中加入FeCl2也有沉淀和气体生成,但FeCl2不能由Fe和Cl2直接化合得到,C项不符合题意;SiO2可由Si和O2直接反应得到,但在Ba(HCO3)2溶液中加入SiO2没有沉淀和气体生成,D项不符合题意。2.(2015山东德州模拟)下列各组中的两种物质相互反应时,无论哪种过量,都可用同一个离子方程式或化学方程式表示的是()氯气与铁粉反应碳酸钠溶液与盐酸硫酸铝溶液与氨水四羟基合铝酸钠溶液与盐酸碘化亚铁溶液与氯水碳酸氢钙溶液与澄清石灰水A.B.C.D.答案:B解析:不管铁粉是否足量,二者反应只生成FeCl3;将盐酸滴入Na2CO3溶液,当盐酸不足时发生反应:C+H+HC,盐酸足量时发生反应:C+2H+CO2+H2O;只发生:Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3N;将盐酸逐滴加入NaAl(OH)4溶液中至过量,发生的反应为Al(OH)4-+H+Al(OH)3+H2O,将NaAl(OH)4溶液逐滴加入盐酸中依次发生的反应为:Al(OH)4-+4H+Al3+4H2O,Al3+3Al(OH)4-4Al(OH)3,反应与量有关;当氯水少量时发生反应:2I-+Cl2I2+2Cl-,氯水足量时:2Fe2+4I-+3Cl22Fe3+2I2+6Cl-;反应与二者的用量无关。3.铝及其化合物在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是()A.工业上用电解熔融Al2O3的方法冶炼铝B.日用铝制品表面覆盖着一层氧化膜,对内部金属起保护作用C.使AlCl3溶液中Al3+全部沉淀出来的最佳试剂是氨水,而不是NaOH溶液D.铝的导电性比铜、银更强,所以常用于制造电线、电缆答案:D解析:Al具有良好的导电性,但弱于铜和银。4.下表中,对陈述、及两者间是否具有因果关系的判断均正确的是()选项陈述陈述判断A铝制炊具最好不要盛放酸性或碱性较强的液体食物因为Al和Al2O3既可以与酸反应,又可以与碱反应、正确,有B铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落铝箔对熔化的铝有较强的吸附作用、正确,有C海啸使水源发生污染可用明矾进行消毒和净化因为明矾水解生成Al(OH)3胶体,具有吸附性正确,错误,无D铁或铝制成的槽车可以密封贮运浓硫酸或浓硝酸因为铁和铝不能与浓硫酸或浓硝酸反应错误,正确,无导学号95380227答案:A解析:B项,熔化的铝表面存在熔点更高的Al2O3,故不易滴落;C项,明矾不能对水进行杀菌、消毒;D项,Al、Fe常温下在浓硫酸和浓硝酸中发生钝化,常温下可以用铝制或铁制容器贮运。5.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abcAAl2O3NaAl(OH)4Al(OH)3BAlCl3Al(OH)3NaAl(OH)4CAlAl(OH)3Al2O3DMgCl2Mg(OH)2MgO答案:C解析:A项,分别与NaOH溶液、CO2反应及受热分解即可完成所示转化,正确;B项,分别与氨水、NaOH溶液、盐酸反应即可完成所示转化,正确;C项,铝无法通过一步反应生成Al(OH)3,错误;D项,分别与NaOH溶液反应、加热分解、与盐酸反应即可完成所示转化,正确。6.(2015山东胶州高三月考)下列各组离子在溶液中能够大量共存,且加入金属铝后只有氢气放出的是()A.H+、Al3+、Cl-、SB.Na+、K+、OH-、Al(OH)4-C.H+、K+、S、ND.Na+、N、Cl-、OH-答案:B解析:A项H+、S会发生复分解反应产生气体而不能大量共存,错误;B项Na+、K+、OH-、Al(OH)4-不能发生反应,可以大量共存,若加入Al后会发生反应:2Al+2NaOH+6H2O2NaAl(OH)4+3H2,产生大量氢气,正确;C项H+、K+、S、N可以大量共存,但是加入Al后在硝酸溶液中不会产生氢气,错误;D项N、OH-会发生复分解反应产生弱电解质NH3H2O而不能大量共存,错误。7.某溶液中可能含有H+、N、Mg2+、Al3+、Fe3+、C、S、N中的几种。若加入锌粒,产生无色无味的气体。若加入NaOH溶液,产生白色沉淀,且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示。则下列说法正确的是()A.溶液中的阳离子只有H+、Mg2+、Al3+B.溶液中n(N)=0.2 molC.溶液中一定不含C,可能含有S和ND.n(H+)n(Al3+)n(Mg2+)=111导学号95380228答案:B解析:由知溶液中一定含有H+,一定没有C、N;由知溶液中一定含有Mg2+、Al3+;由图像可知溶液中一定含有N,且n(N)=0.7 mol-0.5 mol=0.2 mol,n(H+)=0.1 mol,n(Al3+)=0.8 mol-0.7 mol=0.1 mol,沉淀Al3+、Mg2+共消耗0.4 mol OH-,其中沉淀Al3+消耗0.3 mol OH-,沉淀Mg2+消耗0.1 mol OH-,根据Mg2+2OH-,可得n(Mg2+)=0.05 mol。8.(2015山东菏泽期中)如图所示是向MgCl2和AlCl3的混合溶液中加入一定量NaOH溶液,紧接着再加入一定量稀盐酸,生成沉淀的物质的量y与加入溶液的体积x的关系图,根据图示判断,下列结论中不正确的是()A.N点时溶液中的溶质只有NaClB.M点之前加入的是NaOH溶液,M点之后加入的是盐酸C.c(NaOH)=c(HCl)D.原混合溶液中c(MgCl2)c(AlCl3)=11答案:B解析:在MgCl2和AlCl3的混合溶液中加入NaOH溶液,首先发生反应:Mg2+2OH-Mg(OH)2、Al3+3OH-Al(OH)3,至N点时Mg2+、Al3+恰好完全沉淀,溶液中的溶质只有NaCl,故A正确;接着Al(OH)3开始溶解:Al(OH)3+OH-Al(OH)4-,至x=6时(M点)Al(OH)3恰好完全溶解,x在68之间时沉淀量不变,说明M点时仍在加入NaOH溶液,故B错误;x=8时(P点),又产生沉淀:Al(OH)4-+H+Al(OH)3+H2O,说明加入的盐酸与NaOH反应后有剩余,至x=9时(F点),Al(OH)4-恰好完全转化为Al(OH)3沉淀,用去盐酸1 mL,又知在NM段,溶解Al(OH)3需要1 mL NaOH溶液,故c(NaOH)=c(HCl),故C正确;因为沉淀Al3+需要消耗3 mL NaOH溶液,则沉淀Mg2+所消耗的NaOH溶液为2 mL,因此c(MgCl2)c(AlCl3)=11,故D正确。9.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:铝土矿abcdAl下列说法中错误的是()A.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.中需要通入过量的氨气D.进行的操作是加热,而且d一定是氧化铝答案:C解析:反应后的体系中含有固体二氧化硅,需要过滤除去,反应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NaAl(OH)4形式存在,其中铝的化合价都是+3价,B正确;由NaAl(OH)4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。10.向含Al2(SO4)3和AlCl3的混合溶液中逐滴加入1 molL-1 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C点铝元素存在形式是Al(OH)4-B.向D点溶液中通入CO2气体,立即产生白色沉淀C.原混合溶液中cAl2(SO4)3c(AlCl3)=12D.OA段反应的离子方程式为2Al3+3S+3Ba2+8OH-2Al(OH)4-+3BaSO4答案:D解析:C点为BaSO4沉淀,其物质的量为3 mol,此时铝元素以Al(OH)4-的形式存在;B点为Al(OH)3和BaSO4沉淀,此时Al(OH)3的物质的量为7-3=4(mol),故原混合液中有1 mol Al2(SO4)3,AlCl3为4 mol-1 mol2=2 mol,即cAl2(SO4)3c(AlCl3)=12,OA段反应的离子方程式为2Al3+3S+3Ba2+6OH-3BaSO4+2Al(OH)3。二、非选择题(本题共4个小题,共50分)11.(8分)A是单质,D是A单质所含元素的最高价氧化物对应水化物,甲、乙、丙、丁四种化合物间除甲与丁、丙与乙外,两两均能发生中和反应。已知有如下转化关系(部分产物和反应条件已略去):ABCD请回答下列问题:(1)写出B在工业生产中的一种用途:。(2)写出B转化为C的可能的离子方程式:。(3)若C的溶液显酸性,用离子方程式表示其净水的原理是。(4)若C为钠盐,用含m mol C的溶液与1 L n molL-1的盐酸充分反应,已知=,则生成D的物质的量为 mol。答案:(1)工业上制备Al(或作耐火材料)(2)Al2O3+6H+2Al3+3H2O、Al2O3+2OH-+3H2O2Al(OH)4-(3)Al3+3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+(4)(或、)解析:因A为单质,则B为氧化物,D为A的最高价氧化物对应水化物,甲与乙、丙与丁均能发生中和反应,故B既能与酸反应,又能与碱反应,为两性氧化物Al2O3,则A为Al,C为Al3+(或Al(OH)4-),D为Al(OH)3。(4)当=时,NaAl(OH)4先与盐酸反应全部转化为Al(OH)3,剩余的盐酸再将Al(OH)3部分溶解,欲求剩余Al(OH)3的物质的量关键是求出与NaAl(OH)4反应生成Al(OH)3沉淀后剩余盐酸中HCl的物质的量。剩余的nAl(OH)3=m mol-= mol= mol= mol。12.(12分)某混合物A,含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3,在一定条件下可实现下列物质之间的变化:据此回答下列问题:(1)、四步中分离溶液和沉淀采用的相同的操作是。(2)写出下列B、C、D、E所含物质的化学式:固体B;沉淀C;沉淀D;溶液E。(3)写出四个反应的化学方程式或离子方程式。;。导学号95380229答案:(1)过滤(2)Al2O3Al2O3和Fe2O3Fe2O3K2SO4和(NH4)2SO4(3)Al2O3+2OH-+3H2O2Al(OH)4-Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3NAl(OH)4-+H+Al(OH)3+H2O2Al(OH)3Al2O3+3H2O解析:由混合物A的成分可知制取固体B的流程为:其中、四步中共同的操作为过滤。13.(2015河南洛阳模拟)(14分)无水AlCl3易升华,可用作有机合成的催化剂等。工业上以铝土矿(Al2O3、Fe2O3)为原料制备无水AlCl3的工艺流程如下:(1)氯化炉中Al2O3、Cl2和C反应的化学方程式为。(2)用Na2SO3溶液可除去冷却器排出的尾气中的Cl2,此反应的离子方程式为。(3)升华器中主要含有AlCl3和FeCl3,需加入少量Al,其作用是。(4)为测定制得的无水AlCl3产品(含杂质FeCl3)的纯度,称取16.25 g无水AlCl3样品,溶于过量的NaOH溶液中,过滤出沉淀物,沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重,得其质量为0.32 g。写出上述除杂过程中涉及的离子方程式:。AlCl3产品的纯度为。(5)工业上另一种以铝灰为原料制备无水AlCl3的工艺中,最后一步是由AlCl36H2O脱水制备无水AlCl3,实现这一步的方法是。答案:(1)Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3CO(2)S+Cl2+H2OS+2Cl-+2H+(3)除去FeCl3(4)Fe3+3OH-Fe(OH)3、Al3+4OH-Al(OH)4-96%(5)在HCl气流中加热脱去结晶水解析:(1)由经冷却器出来的气体有CO和Cl2可知,CO是氯化炉中的生成物,且Cl2是过量的,故氯化炉中发生反应的化学方程式为Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3CO。(2)亚硫酸钠是还原剂,氯气是氧化剂,则离子方程式为S+Cl2+H2OS+2Cl-+2H+。(4)除杂过程中涉及的离子方程式为Fe3+3OH-Fe(OH)3,Al3+4OH-Al(OH)4-。沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重得到的0.32 g固体物质是氧化铁,即0.002 mol,则氯化铁为0.004 mol,即0.65 g,得出AlCl3的质量为16.25 g-0.65 g=15.6 g,AlCl3的纯度为100%=96%。(5)由于氯化铝易水解,水解后生成的氯化氢气体挥发后,使水解平衡正向移动,生成大量的氢氧化铝,故为了抑制其水解,必须在氯化氢的气流中加热脱去结晶水。14.(2015江苏宿迁重点中学联考)(16分)铝热反应是铝的一个重要性质,该性质用途十分广泛,不仅被用于焊接钢轨,而且还常被用于冶炼高熔点的金属如钒、铬、锰等。(1)某校化学兴趣小组同学取磁性氧化铁按教材中的实验装置(如图甲)进行铝热反应,现象很壮观。取反应后的“铁块”溶于盐酸,向其中滴加KSCN溶液,发现溶液变血红色。出现这种现象的原因,除了可能混有没反应完的磁性氧化铁外,还有一个原因是。(2)若证明上述所得“铁块”中含有金属铝,可选择(填试剂名称),所发生反应的离子方程式为。(3)为克服图甲的缺陷改用图乙装置进行铝热反应。取反应后的“铁块”溶于盐酸,向其中滴加KSCN溶液,溶液没有出现血红色。为测定该实验所得“铁块”的成分,实验流程如图所示。几种氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:Fe2+Fe3+Al3+Mg2+开始沉淀时的pH7.52.84.29.6沉淀完全时的pH9.04.0511试剂A应选择,试剂B应选择。(填序号)A.稀盐酸B.氧化铁C.H2O2溶液D.氨水E.MgCO3固体已知常温下Fe(OH)3的Ksp=1.110-36,则反应后溶液中c(Fe3+)= molL-1。灼烧完全的标志是。若最终红色粉末M的质量为12.0 g,则该“铁块”的纯度是。如果对所得过滤固体直接洗涤、烘干、称量,计算“铁块”的纯度,则计算结果会(填“偏大”“偏小”或“无影响”),原因是。答案:(1)熔融的铁被空气中氧气氧化(2)氢氧化钠溶液2Al+2OH-+6H2O2Al(OH)4-+3H2(3)CD1.110-6前后两次灼烧质量相差不大于0.1 g84%偏小Fe(OH)3在烘干过程中会有部分发生分解反应,质量变小解析:(1)铝热反应生成熔融的铁易被空气中氧气氧化,从而生成三氧化二铁。(2)由于铝是“两性”金属,“铁块”中含有金属铝,可用氢氧化钠溶液除去,发生反应的离子方程式为2Al+2OH-+6H2O2Al(OH)4-+3H2。(3)从流程图可知,试剂A是氧化剂,将Fe2+氧化为Fe3+,最好选择绿色氧化剂H2O2溶液;为了调节溶液pH=4,可以选择氨水作试剂。Ksp=c(Fe3+)c3(OH-)=1.110-36,pH=4,c(OH-)=1.010-10,则反应后溶液中c(Fe3+)=1.110-6 molL-1。灼烧完全的标志是前后两次灼烧质量相差不大于0.1 g。2FeFe2O3,理论产量为 g,实际质量为12.0 g,则该“铁块”的纯度是100%=84%。对所得过滤固体直接洗涤、烘干、称量,产物是氢氧化铁,则计算结果会偏小,原因是Fe(OH)3在烘干过程中会有部分发生分解反应,质量变小。6