配套K122018版高中化学 第三章 金属及其化合物 学业分层测评15 铝的重要化合物 新人教版必修

学业分层测评(十五) 铝的重要化合物
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．化学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．Al2O3用作耐火材料
B．Na2O2常用于潜水艇或呼吸面具的供氧剂
C．明矾溶于水形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化
D．Al(OH)3既溶于NaOH溶液、氨水，又能溶于盐酸
【解析】Al(OH)3不溶于氨水等弱碱溶液。

【答案】 D
2．下列离子方程式不正确的是( )
A．氧化铝与盐酸反应：Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
B．氢氧化铝与NaOH溶液反应：Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O
C．向AlCl3溶液中滴加氨水：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
D．向AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液：Al3＋＋4OH－===AlO－2＋2H2O
【答案】 C
3．氢氧化铝可作为治疗某种胃病的内服药，这是利用了氢氧化铝的( )
A．酸性B．碱性
C．两性D．氧化性
【解析】氢氧化铝中和胃酸，故利用的是氢氧化铝的碱性。

【答案】 B
4．除去MgO中的Al2O3可选用的试剂是( )
A．NaOH溶液B．硝酸
C．浓硫酸D．稀盐酸
【解析】Al2O3为两性氧化物，可溶于NaOH溶液中，而MgO不溶解，过滤即可得到MgO。

【答案】 A
5．下列变化不可能通过一步实验直接完成的是( )
A．Al(OH)3―→Al2O3B．Al2O3―→Al(OH)3
C．Al―→AlO－2 D. Al3＋―→Al(OH)3
【解析】2Al(OH)3Δ,Al2O3＋3H2O；2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑；Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4。

【答案】 B
6．以Al2O3为原料制取氢氧化铝，最好的方法是( )
A．将Al2O3溶于水
B．将Al2O3先溶于盐酸中，之后滴加氢氧化钠溶液
C．将Al2O3先溶于盐酸中，之后滴加氨水
D．将Al2O3先溶于NaOH溶液中，之后滴加盐酸
【解析】Al2O3不溶于水，A不能制得Al(OH)3，B、C、D中方法均能制得Al(OH)3，但B中加NaOH、D中加盐酸的量不好控制，过量后均能使Al(OH)3溶解，而C中氨水不能使Al(OH)3溶解，是制取Al(OH)3的最好方法。

【答案】 C
7．在某无色溶液中缓慢地滴入NaOH溶液直至过量，产生沉淀的质量与加入的NaOH溶液体积的关系如图所示，由此确定，原溶液中含有的阳离子是( )
A．H＋、Mg2＋、Al3＋B．Mg2＋、Al3＋、Fe2＋
C．H＋、Ba2＋、Al3＋D．只有Mg2＋、Al3＋
【解析】由图像可知，第一阶段无沉淀产生，说明含有H＋，由第三阶段沉淀部分溶解，说明含有Al3＋、Mg2＋。

【答案】 A
8．把一定量的Ba(OH)2溶液滴入明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶液中，使SO2－4全部转化成BaSO4沉淀，此时铝元素的主要存在形式是( )
A．Al3＋B．Al(OH)3
C．AlO－2D．Al3＋和Al(OH)3
【解析】当SO2－4全部转化成BaSO4时，Al3＋与OH－的物质的量之比为1∶4，二者反应生成AlO－2。

【答案】 C
9．将物质X逐渐加入Y溶液中，生成沉淀物质的量n2与所加X的物质的量n1的关系如图所示。

符合图示情况的是( )
【解析】再逐渐减少至消失，所以B、D都不正确；写出化学方程式，根据最大沉淀量前后比为1∶3，而A中
在最大沉淀量前后比为3∶1，所以只有C符合题意。

【答案】 C
10．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
______________________________________________________________。

(2)氢氧化钠溶液能否用氨水代替，为什么？
________________________________________________________________
_____________________________________________________________。

(3)溶液a中存在的离子有________________；在溶液a中加入盐酸时需控制盐酸的量，为什么？__________________________________________________
______________________________________________________________。

为此，改进方法是_____________________________________________。

【答案】(1)Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O
(2)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
(3)Na＋、AlO－2、K＋、Cl－、H＋、OH－
因为氢氧化铝能与强酸反应，所以在加入盐酸沉淀AlO－2时，需要控制溶液的pH，以防止部分AlO－2转化成Al3＋通入过量CO2气体
11．已知X是某金属单质，X、A、B、C含同一种元素，可发生如下转化：
(1)写出下列物质的化学式：X________，A________，B________，C________。

(2)写出以下反应的离子方程式：
②___________________________________________________________。

④____________________________________________________________。

【解析】X可和酸、碱反应且其为金属单质，则X为Al。

【答案】(1)Al Al2O3NaAlO2AlCl3
(2)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O
12．铝土矿(主要成分为Al2O3，还有少量杂质)是提取铝的原料。

提取铝的工艺流程如下：
(1)请用离子方程式表示以上工艺流程中第①步反应：__________________________________________________________________。

(2)写出以上工艺流程中第③步反应的化学方程式：
___________________________________________________________________。

(3)若第①步加入的是盐酸，则发生反应的离子方程式：__________________________________________________________________。

【解析】铝土矿的主要成分是Al2O3，第①步发生的离子反应为Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O。

原方案中为保证把偏铝酸钠溶液中的铝元素完全转化为氢氧化铝沉淀，应通入足量二氧化碳气体，所以发生的化学反应为NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3。

若第①步加入的是盐酸，则发生反应的离子方程式为Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O。

【答案】(1)Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O
(2)NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3
(3)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
[能力提升]
13．下列物质的稀溶液相互反应，无论是前者滴入后者中，还是后者滴入前者中，反应现象都相同的是( )
A．Na2CO3和盐酸B．AlCl3和NaOH
C．NaAlO2和硫酸D．Na2CO3和BaCl2
【解析】A项，将Na2CO3溶液滴入盐酸中，相当于盐酸过量，立即就会有大量气体产生；将盐酸滴入Na2CO3溶液，是Na2CO3过量，首先生成NaHCO3，没有气体产生，当Na2CO3与盐酸完全生成NaHCO3后，再滴入盐酸才开始有气体产生。

B项，将AlCl3溶液滴入NaOH溶液中，NaOH过量，开始时没有沉淀析出，当AlCl3过量时才开始出现沉淀；将NaOH溶液滴入AlCl3溶液中，AlCl3过量，开始就有沉淀析出，当NaOH过量时，沉淀溶解至无。

C项，将NaAlO2溶液滴入硫酸中，硫酸过量，开始时没有沉淀出现，当NaAlO2过量时，才有大量沉淀出现；将硫酸滴入NaAlO2溶液中，NaAlO2过量，开始就有沉淀出现，当硫酸过量时，沉淀又会溶解。

所以A、B、C三个选项中前者滴入后者和后者滴入前者的现象都是不同的。

D项，Na2CO3溶液和BaCl2溶液反应，反应的产物与过量与否无关，将Na2CO3溶液滴入BaCl2溶液中，开始就出现沉淀，沉淀一直增多，直至反应到BaCl2被消耗完，沉淀不再产生；将BaCl2溶
液滴入到Na2CO3溶液中，也是开始就出现沉淀，随后沉淀一直增多，直至反应到Na2CO3被消耗完，沉淀不再产生。

【答案】 D
14．将一定质量的Mg和Al混合物投入400 mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。

待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示。

计算：
(1)Mg和Al的总质量为________g；
(2)硫酸的物质的量浓度为________；
(3)生成H2的物质的量为________。

【解析】由图像可知，从开始至加入NaOH溶液40 mL，没有沉淀生成，说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后有剩余，此时发生的反应为H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O，当V(NaOH 溶液)＝400 mL时，沉淀量最大，此时为Mg(OH)2和Al(OH)3，二者物质的量之和为0.7 mol，溶液中溶质为Na2SO4，根据钠元素守恒可知此时n(Na2SO4)等于400 mL氢氧化钠溶液中含有的n(NaOH)的0.5倍。

从400 mL开始，NaOH溶解Al(OH)3，发生反应NaOH＋Al(OH)3===NaAlO2＋2H2O，当沉淀不再减少，此时全部为Mg(OH)2，物质的量为0.3 mol，所以沉淀量最大时，Mg(OH)2为0.3 mol，Al(OH)3为0.7 mol－0.3 mol＝0.4 mol，所以该阶段消耗n(NaOH)＝
n[Al(OH)3]＝0.4 mol，氢氧化钠的浓度为0.4
－
＝5 (mol·L－1)。

(1)由元素守恒可知n(Al)＝n[Al(OH)3]＝0.4 mol，n(Mg)＝n[Mg(OH)2]＝0.3 mol，Mg 和Al的总质量为0.4 mol×27 g·mol－1＋0.3 mol×24 g·mol－1＝18 g；
(2)沉淀量最大时，沉淀为Mg(OH)2和Al(OH)3，溶液中溶质为Na2SO4，根据钠元素守恒可知此时n(NaOH)＝2n(Na2SO4)＝0.4 L×5 mol·L－1＝2 mol，所以n(Na2SO4)＝1 mol，所以
硫酸的浓度为1
0.4
＝2.5 (mol·L－1)；
(3)由(1)可知n(Al)＝0.4 mol，n(Mg)＝0.3 mol，根据电子转移守恒可知2n(H2)＝3n(Al)＋2n(Mg)＝3×0.4 mol＋2×0.3 mol＝1.8 mol，所以n(H2)＝0.9 mol。

【答案】(1)18 (2)2.5 mol·L－1(3)0.9 mol。