2021优化方案高考化学(鲁科版)总复习习题:必修部分第四章第2讲铝及其化合物 Word版含答案
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一、选择题
1.(高考组合题)下列说法正确的是()
A.(2021·高考全国卷Ⅰ,10-C)用坩埚钳夹住一小块用砂纸认真打磨过的铝箔在酒精灯上加热,熔化后的液态铝滴落下来,说明金属铝的熔点较低
B.(2021·高考全国卷Ⅱ,13-C)用如图装置进行试验,将装置①中的氯化铝溶液滴入装置②浓氢氧化钠
溶液中可观看到有大量白色沉淀产生
C.(2021·高考重庆卷)Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应
D.(2021·高考江苏卷)在CO2中,Mg燃烧生成MgO和C,在该反应条件下,Mg的还原性强于C的还原性
解析:选D。
A项,铝在空气中加热生成氧化铝的熔点较高,所以内部熔化的铝不会滴落,错误;B项,将AlCl3溶液滴入浓氢氧化钠溶液中,由于刚开头氢氧化钠过量,并没有白色沉淀产生,错误;C项,Al2O3属于两性氧化物,能与氢氧化钠溶液反应,MgO属于碱性氧化物,不与氢氧化钠溶液反应,错误;D项,依据反应物的还原性强于生成物的还原性,正确。
2.(高考组合题)下列关于铝及其化合物的叙述正确的是()
A.(2022·高考福建卷)铝罐可久盛食醋
B.(2022·高考四川卷)氢氧化铝可作胃酸的中和剂
C.(2022·高考重庆卷)明矾用作净水剂不涉及化学变化
D.(2022·高考全国卷Ⅱ,9-C)铝与Fe2O3发生铝热反应,反应后固体物质增重
解析:选B。
铝罐简洁受食醋中的醋酸腐蚀而损坏,无法久盛食醋,A错;明矾用作净水剂是利用Al3+水解生成的氢氧化铝胶体的吸附性,涉及化学变化,C错;铝与氧化铁反应,反应前后都是固体,质量不变,D错。
3.(2022·高考北京卷)下列金属中,表面自然形成的氧化层能爱护内层金属不被空气氧化的是() A.K B.Na
C.Fe D.Al
解析:选D。
金属铝在空气中表面会形成一层致密的氧化膜爱护层,防止内层的金属进一步被氧化,D 正确。
K、Na、Fe表面形成的氧化膜比较疏松,不能爱护内层金属,A、B、C错误。
4.下列关于铝及其化合物的离子方程式不正确的是()
A.AlCl3溶液中加入过量稀氨水:Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+4NH+4
B.向Na[Al(OH)4]溶液中通入过量CO2制Al(OH)3:CO2+[Al(OH)4]-===Al(OH)3↓+HCO-3
C.Al片溶于NaOH溶液中,产生气体:2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑
D.明矾溶液中滴入Ba(OH)2溶液使SO2-4恰好完全沉淀:2Ba2++3OH-+Al3++2SO2-4===2BaSO4↓+
Al(OH)3↓
解析:选D。
氢氧化铝不能溶于氨水,A对;四羟基合铝酸钠溶液中通入过量CO2气体生成氢氧化铝和碳酸氢钠,B正确;SO2-4恰好完全沉淀时,Al3+与OH-的物质的量之比为1∶4,应生成[Al(OH)4]-,D错。
5.(2022·高考安徽卷) 室温下,在0.2 mol/L Al2(SO4)3溶液中,逐滴加入1.0 mol/L NaOH溶液,试验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如图,下列有关说法正确的是()
A.a点时,溶液呈酸性的缘由是Al3+水解,离子方程式为Al3++3OH -Al(OH)3
B.a~b段,溶液pH增大,Al3+浓度不变
C.b~c段,加入的OH-主要用于生成Al(OH)3沉淀
D.d点时,Al(OH)3沉淀开头溶解
解析:选C。
A.Al2(SO4)3为强酸弱碱盐,Al3+水解使溶液显酸性,水解离子方程式为Al3++
3H2O Al(OH)3+3H+,A错误。
B.a~b段,加入NaOH消耗H+,使Al3++3H2O Al(OH)3+3H+反应正向进行,Al3+的浓度减小,B错误。
C.b~c段,pH变化不明显,说明OH-主要用于生成Al(OH)3沉淀,C正确。
D.c~d过程中,pH变化较大,说明发生了反应:Al(OH)3+NaOH===Na[Al(OH)4],所以c 点以后Al(OH)3开头溶解,D错误。
6.下列物质中既能跟稀硫酸反应,又能跟氢氧化钠溶液反应的是()
①NaHCO3②(NH4)2SO3③Al2O3④Al(OH)3⑤Al
A.全部B.只有①③④⑤
C.只有③④⑤D.只有②③④⑤
解析:选A。
弱酸的酸式盐、弱酸弱碱盐、Al、Al2O3、Al(OH)3等物质既可与强酸反应又可与强碱反应,故选A。
7.(2022·最新调研)将肯定质量的镁铝混合物投入200 mL硫酸中,固体全部溶解后,向所得溶液中加入5 mol/L 的NaOH溶液,生成沉淀的物质的量n与加入NaOH溶液的体积V的变化如图所示:
则下列说法不正确的是()
A.镁和铝的总质量为9 g
B.最初20 mL NaOH溶液用于中和过量的硫酸
C.硫酸的物质的量浓度为2.5 mol/L
D.生成的氢气在标准状况下的体积为11.2 L
解析:选D。
由图像知,n[Mg(OH)2]=0.15 mol,n[Al(OH)3]=0.35 mol-0.15 mol=0.2 mol,则m(Mg)=0.15 mol×24 g/mol=3.6 g,m(Al)=0.2 mol×27 g/mol=5.4 g,所以镁和铝的总质量为9 g;由图像知,最初20 mL NaOH溶液用于中和过量的硫酸;当沉淀达到最大值时,溶液中的溶质只有Na2SO4,则有n(Na+)
=2n(SO2-4),即n(NaOH)=2n(H2SO4),所以,硫酸的物质的量浓度为5 mol/L×0.2 L
2×0.2 L
=2.5 mol/L;0.15 mol的Mg生成的氢气在标准状况下的体积为3.36 L,0.2 mol的Al生成的氢气在标准状况下的体积为6.72 L,所以镁和铝混合物生成的氢气在标准状况下的体积为10.08 L,故选D项。
8.用含少量镁粉的铝粉制取纯洁的氢氧化铝,下列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.①⑥⑤③B.②③④③
C.②③⑤③D.①③⑤③
解析:选B。
若先用盐酸溶解,Mg、Al均溶解,制取Al(OH)3的步骤较多;从Na[Al(OH)4]制备Al(OH)3,若加盐酸不简洁把握量的多少。
故B项操作步骤为最佳挨次。
9.某溶液中可能含有H+、NH+4、Mg2+、Al3+、Fe3+、CO2-3、SO2-4、NO-3中的几种。
①若加入锌粒,产
生无色无味的气体;②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(NH+4)=0.2 mol
C.溶液中肯定不含CO2-3,可能含有SO2-4和NO-3
D.n(H+)∶n(Al3+)∶n(Mg2+)=1∶1∶1
解析:选B。
由①知溶液中肯定含有H+,肯定没有CO2-3、NO-3,由②及图像知溶液中肯定没有Fe3+,肯定含有Mg2+、Al3+和NH+4,由溶液呈电中性可知溶液中肯定含有SO2-4。
由图像知,n(NH+4)=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-,依据Mg2+~2OH-,可得n(Mg2+)=0.05 mol,故只有选项B正确。
二、非选择题
10.(2022·江苏南京质检)某工厂有废合金(含有铝、铁、铜)粉末,甲同学探究工业废料的利用,用该废合金粉末制取纯洁的氯化铝溶液、绿矾晶体和胆矾晶体,其试验方案如下:
试回答下列问题:
(1)所加试剂①、②分别是________、________。
(2)写出废合金与试剂①反应的离子方程式:_________________。
(3)由滤液A制AlCl3溶液有途径Ⅰ和途径Ⅱ两种,你认为合理的是________,理由是
_________________________________________________;写出A→D反应的离子方程式:
_________________________。
(4)操作③的名称是_________________________。
解析:依据合金的成分及最终产物可以推断,第一步是加碱,使铝溶解,得到四羟基合铝酸盐溶液和铁、铜;再向铁、铜中加稀硫酸,将铁转化为亚铁盐,使之与铜分别。
答案:(1)NaOH溶液或烧碱溶液稀硫酸
(2)2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑
(3)途径Ⅱ途径Ⅰ制得的AlCl3溶液中含有大量的NaCl,而途径Ⅱ能制得纯洁的AlCl3溶液[Al(OH)4]-+CO2===Al(OH)3↓+HCO-3
(4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
11.(2022·山东滨州一模)A、J是日常生活中常见的两种金属,这两种金属和NaOH溶液组成原电池,A 作负极;F常温下是气体,各物质有以下的转化关系(部分产物及条件已略去):
回答以下问题:
(1)A的原子结构示意图为______,M的化学式为_________________。
(2)A与NaOH溶液反应的离子方程式为________________________。
(3)反应②又称为____________。
(4)含A元素的某盐X常作净水剂,X做焰色反应时,透过蓝色钴玻璃观看火焰呈紫色。
X的水溶液与NaHCO3溶液混合,反应的离子方程式为__________________________________。
解析:A、J是日常生活中常见的两种金属,这两种金属和NaOH溶液组成原电池,A作负极,则A为铝;结合流程图知,C为四羟基合铝酸钠,E为氢氧化铝,H为氧化铝,J为铁,M为硫化亚铁,D为氢气,
F为氮气,G为氨气,I为一氧化氮,K为二氧化氮,L为硝酸。
(1)铝的原子结构示意图为,硫化亚铁的化学式为FeS;(2)铝与NaOH溶液反应的离子方程式为2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+
3H2↑;(3)反应②为铝热反应;(4)含铝元素的某盐X常作净水剂,X做焰色反应时,透过蓝色钴玻璃观看火焰呈紫色,说明X为明矾,其水溶液与NaHCO3溶液混合,反应的离子方程式为Al3++3HCO-3===Al(OH)3↓+3CO2↑。
答案:(1)FeS
(2)2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑
(3)铝热反应
(4)Al3++3HCO-3===Al(OH)3↓+3CO2↑
12.试验室接受MgCl2、AlCl3的混合溶液与过量氨水反应制备MgAl2O4,主要流程如下:
(1)为使Mg2+、Al3+同时生成沉淀,应先向沉淀反应器中加入________(填“A”或“B”),再滴加另一反应物。
(2)如下图所示,过滤操作中的一处错误是________________________________________。
(3)推断流程中沉淀是否洗净所用的试剂是________。
高温焙烧时,用于盛放固体的仪器名称是________。
(4)无水AlCl3(183 ℃升华)遇潮湿空气即产生大量白雾,试验室可用下列装置制备。
装置B中盛放饱和NaCl溶液,该装置的主要作用是
_________________________。
F中试剂的作用是________________________________________________________________________,用一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用,所装填的试剂为________。
解析:本题考查化学试验、装置图识别、基本操作等学问。
(1)Mg2+、Al3+同时生成沉淀,则先加入氨水。
(2)过滤时漏斗下端尖嘴没有紧靠烧杯内壁。
(3)检验沉淀是否洗净可向洗涤液中加入AgNO 3溶液,观看是否有沉淀产生。
高温焙烧在坩埚中进行。
(4)装置B 中饱和NaCl 溶液用于除去氯气中HCl ,F 盛装浓硫酸,防止水蒸气进入E 。
用干燥管盛装碱石灰可以起到F 和G 的作用。
答案:(1)B (2)漏斗下端尖嘴没有紧靠烧杯内壁 (3)AgNO 3溶液(或硝酸酸化的AgNO 3溶液) 坩埚
(4)除去氯气中HCl 防止水蒸气进入E 碱石灰(或NaOH 与CaO 混合物)
13. 铝是一种应用广泛的金属,工业上用Al 2O 3和冰晶石(Na 3AlF 6)混合熔融电解制得。
①铝土矿的主要成分是Al 2O 3和SiO 2等。
从铝土矿中提炼Al 2O 3的流程如下:
②以萤石(CaF 2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下:
回答下列问题:
(1)写出反应1的化学方程式:
________________________________________________________________________。
(2)滤液Ⅰ中加入CaO 生成的沉淀是________,反应2的离子方程式为_________________________。
(3)E 可作为建筑材料,化合物C 是________,写出由D 制备冰晶石的化学方程式:_________________________。
(4)电解制铝的化学方程式是
________________________________________________________________________,
以石墨为电极,阳极产生的混合气体的成分是________。
解析:结合Al 2O 3、SiO 2与NaOH 溶液反应后产物的性质来分析流程图,依据萤石和纯碱为原料制取冰晶石来分析流程图,充分利用质量守恒等来书写方程式。
(1)在加入NaOH 溶液时,Al 2O 3和SiO 2都能与NaOH 反应,分别生成Na[Al(OH)4]和Na 2SiO 3。
(2)加入
CaO 后,SiO 2-3与Ca 2+结合生成难溶物CaSiO 3;滤液Ⅱ中主要含有[Al(OH)4]-,通入CO 2后生成沉淀Al(OH)3
,煅烧后生成Al 2O 3。
(3)萤石能与浓硫酸反应生成CaSO 4和HF 气体;HF 、Na 2CO 3、Al(OH)3三者没有发生氧化还原反应,依据质量守恒定律可写出化学方程式。
(4)电解Al 2O 3制取金属铝,加入的冰晶石为助熔剂;阳极产生的O 2能与石墨电极反应生成CO 2(可能含有CO)。
答案:(1)2NaOH +SiO 2===Na 2SiO 3+H 2O 、2NaOH +Al 2O 3+3H 2O===2Na[Al(OH)4]
(2)CaSiO 3 2[Al(OH)4]-+CO 2===2Al(OH)3↓+CO 2-
3+H 2O
(3)浓H 2SO 4 12HF +3Na 2CO 3+2Al(OH)3===2Na 3AlF 6+3CO 2+9H 2O
(4)2Al 2O 3=====高温
通电,Na 3
AlF
6
4Al +3O 2↑ O 2、CO 2(CO)。