高考化学一轮复习 第七单元 金属及其化合物 第2节 铝及其化合物课时练-人教版高三全册化学试题

第2节 铝及其化合物
一、选择题
1．(2018届山西大学附中诊断)新型陶瓷AlN 可通过反应：Al 2O 3＋N 2＋3C=====高温2AlN ＋3CO
合成。

下列叙述正确的是( )。

A ．上述反应中，N 2是还原剂，Al 2O 3是氧化剂
B ．AlN 中氮元素的化合价为＋3
C ．上述反应中，每生成1 mol AlN 需转移3 mol 电子
D ．AlN 的摩尔质量为41 g
2．在KOH 和KAlO 2混合溶液中滴加稀盐酸直到过量，生成沉淀与所加盐酸体积关系的图象正确的是( )。

A B C D
3．(2018届江西新余一中段考)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――→盐酸①a ――→过量NaOH ②
b ,③
c ,④
d ――→电解Al 下列说法中错误．．
的是( )。

A ．①②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 ．③中需要通入过量的氨气
D ．④进行的操作是加热，而且d 一定是氧化铝
4．(2018届陕西黄陵中学测试)下列图象正确的是( )。

A B C D 5．(2018届宁夏石嘴山三中月考)有MgCl 2、Al 2(SO 4)3的混合溶液，向其中不断加入NaOH
溶液，得到沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系如下图所示，则溶液中MgCl2与Al2(SO4)3的物质的量浓度之比为( )。

A．1∶1 B．2∶3 C．3∶2 D．2∶1
6．(2018届福建莆田二十五中月考)将氯化铝溶液和氢氧化钠溶液等体积混合，得到的沉淀物中铝元素的质量与溶液中所含铝元素的质量相等，则原氯化铝溶液和氢氧化钠溶液的物质的量浓度之比可能是( )。

A．1∶3 B．2∶3 C．1∶4 D．2∶1
7．(2018届湖南郴州质检)某固体混合物可能由Al、(NH4)2SO4、MgCl2、FeCl2、AlCl3中的两种或多种组成，现对该混合物做如下实验，所得现象和有关数据如下图所示(气体体积数据已换算成标准状况下的体积)。

关于该固体混合物，下列说法正确的是( )。

A．一定含有Al，其质量为4.5 g
B．一定不含FeCl2，可能含有MgCl2和AlCl3
C．一定含有MgCl2和FeCl2
D．一定含有(NH4)2SO4和MgCl2，且物质的量相等
二、非选择题
8．(2018届江西联考)下面是工业利用铝土矿(含杂质SiO2、Fe2O3)制取铝的工艺流程，回答有关问题：
(1)铝土矿磨碎化浆，利用胶体粒子的性质，通入直流电除去________，制得50%铝土矿。

(2)操作Ⅰ的名称是__________，实验室进行此操作所需玻璃仪器有________________。

(3)加入NaOH所发生反应的离子方程式为____________________________________
____，滤渣一为________(填化学式)。

(4)电解槽用石墨作阳极，生成二氧化碳的原因是
________________________________________________________________________。

9．把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后有1.16 g白色沉淀，在所得的浊液中逐滴加入1 mol·L－1 HCl溶液，加入HCl溶液的体积与生成沉淀的质量关系如下图所示，试回答：
(1)写出混合物溶于水时发生反应的离子方程式：_______________________________ ____________。

(2)写出AB段反应的离子方程式：__________________________________，B点的沉淀物的化学式为________________。

(3)求原混合物中AlCl3的物质的量和NaOH的质量。

(4)求Q点加入的HCl溶液体积。

10．(2018届河南鹤壁高中月考)氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料。

某AlN样品仅含有Al2O3杂质，为测定AlN的含量，设计如下三种实验方案(已知：AlN＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋NH3↑)。

【方案1】取一定量的样品，用以下装置测定样品中AlN的纯度(夹持装置已略去)。

(1)上图C装置中球形干燥管的作用是_________。

(2)完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先检查气密性，再加入实验药品，接下来的实验操作是______________________，打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液，至不再产
生气体。

打开K1，通入氮气一段时间，测定C装置反应前后的质量变化。

通入氮气的目的是___________________________。

(3)由于装置存在缺陷，导致测定结果偏高，请提出改进意见：_____________
___________________________________________________________。

【方案2】用下图装置测定m g样品中AlN的纯度(部分夹持装置已略去)。

(4)为测定生成气体的体积，量气装置中的X液体可以是__________。

A．CCl4 B．H2O
C．NH4Cl溶液 D．苯
(5)若m g样品完全反应，测得生成气体的体积为V mL(已转换为标准状况)，则AlN的质量分数是______________。

【方案3】按以下步骤测定样品中AlN的纯度：
(6)步骤②生成沉淀的离子方程式为__________________________________________。

(7)若在步骤③中未洗涤，测定结果将__________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。

11．(2018届陕西黄陵中学测试)某混合物A，含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现下图所示的物质之间的变化：
据此回答下列问题：
(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是__________，所用玻璃仪器有____________________。

(2)根据上述框图反应关系，写出下列B、C、D、E所含物质的化学式：固体B________________；沉淀D________________；溶液E________________。

(3)写出①②③④四个反应的化学方程式，离子反应写离子方程式。

①________________________________________________________________________。

②________________________________________________________________________。

③________________________________________________________________________。

④________________________________________________________________________。

第2节铝及其化合物
1．C 解析：氮元素的化合价从0价降低到－3价，N2是氧化剂，Al2O3既不是氧化剂，也不是还原剂，A错误；AlN中氮元素的化合价为－3，B错误；AlN的摩尔质量为41 g·mol－1，D错误。

2．D 解析：首先发生中和反应，没有沉淀产生，然后发生反应：AlO－2＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓，产生Al(OH)3沉淀，最后发生反应：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，沉淀溶解，注意沉淀产生、沉淀溶解消耗的H＋的物质的量之比是1∶3。

3．C 解析：铝土矿中的二氧化硅不溶于盐酸，需要过滤除去，a中的氯化铁能与氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀，需要过滤除去，故A正确；a中氧化铝中铝元素的化合价为＋3价，b中偏铝酸根离子中铝元素的化合价为＋3价，故B正确；③中是将偏铝酸根离子转化为氢氧化铝沉淀，需要通入二氧化碳，故C错误；④进行的操作是加热，使氢氧化铝分解生成氧化铝，故D正确。

4．B 解析：A项，Al3＋和H＋不反应，无Al(OH)3产生，故A错误；B项，Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O，图象符合，故B正确；C项，当沉淀量达到最大，生成n[Al(OH)3]＝n(Al3＋)＝1 mol，故C错误；D项，AlO－2＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，沉淀最大时，AlO－2完全消耗，故D错误。

5．A 解析：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O，根据生成AlO－2消耗的NaOH体积(0.25V)，可以推出生成Al(OH)3消耗的NaOH体积(0.75V)，再求出生成Mg(OH)2消耗的NaOH体积(0.25V)，设溶液中n(Mg2＋)为x mol，n(Al3＋)为y mol，则二者消耗NaOH的体积之比为2x∶3y＝0.25∶0.75，推出x∶y＝1∶2，故选A。

6．B 解析：设AlCl3和NaOH的浓度分别为c1和c2，相同体积为V。

若NaOH过量，生成NaAlO2，此时参加反应的AlCl3的物质的量是c1V，消耗NaOH 3c1V生成c1V的Al(OH)3，又因为得到的沉淀物中铝元素的质量和溶液中铝元素的质量相等，则说明第一步反应完后，
生成的Al(OH)3有一半(0.5c 1V )发生反应：Al(OH)3＋OH －===AlO －
2＋2H 2O ，所以可求得NaOH 的物质的量＝3c 1V ＋0.5c 1V ＝3.5c 1V ＝c 2V ，所以c 1∶c 2＝2∶7；若氯化铝过量，氢氧化钠不足，生成氢氧化铝沉淀，发生反应：Al 3＋＋3OH －===Al(OH)3↓，设反应掉的铝离子的物质的量为x ，得到的沉淀物中铝元素的质量和溶液中铝元素的质量相等，则c 1V －x ＝x ，所以x ＝0.5c 1V ，消耗氢氧化钠3x ，即1.5c 1V ，所以1.5c 1V ＝c 2V ，所以此时c 1∶c 2＝2∶3，故B 正确。

7．D 解析：14.05 g 固体加入过量的氢氧化钠溶液产生气体，可以是铵盐和碱反应生成的氨气，也可以是铝与氢氧化钠溶液反应生成的氢气，5.60 L 气体通过碱石灰无变化，说明气体中无水蒸气的存在，通过浓硫酸，气体剩余3.36 L ，体积减小5.60 L －3.36 L ＝
2.24 L ，说明原混合物一定含有硫酸铵且硫酸铵与氢氧化钠反应生成的氨气为 2.24 L ，剩余的气体只能是氢气，体积为
3.36 L ，说明原混合物中一定含有铝；1
4.05 g 固体加入过量的氢氧化钠溶液中产生白色沉淀2.90 g ，久置无变化，由于氢氧化铝溶于强碱，能生成白色沉淀的一定是氯化镁，氢氧化镁沉淀的质量为 2.90 g ，所以固体混合物中一定不存在FeCl 2；14.05 g 固体加入过量的氢氧化钠溶液得到无色溶液，加入适量盐酸会生成沉淀，说明金属铝或氯化铝与过量碱反应生成的偏铝酸钠与盐酸反应生成氢氧化铝沉淀，加入过量盐酸沉淀溶解进一步证明沉淀是氢氧化铝。

A 项，固体混合物中一定含有Al ，可以根据标准状况下3.36 L 氢气可计算出铝的质量为2.7 g ，故A 错误；根据以上分析可知，固体混合物中一定含有MgCl 2，一定不含FeCl 2，故B 、C 均错误；D 项，根据以上分析可知，原固体混合物中一定含有(NH 4)2SO 4、MgCl 2，且二者的物质的量均为0.05 mol ，故D 正确。

8．(1)SiO 2 (2)过滤 烧杯、玻璃棒和漏斗
(3)Al 2O 3＋2OH －===2AlO －
2＋H 2O Fe 2O 3
(4)高温下电解池阳极产生氧气，氧气与石墨反应生成二氧化碳
解析：(1)铝土矿磨碎化浆，金属氧化物与非金属氧化物所带电荷不同，利用胶体粒子的性质，通入直流电除去SiO 2，制得50%铝土矿。

(3)50%的铝土矿的成分是氧化铁和氧化铝，氧化铁与氢氧化钠不反应，加入NaOH 所发生的离子反应方程式为Al 2O 3＋2OH －===2AlO －2＋
H 2O ，滤渣一为Fe 2O 3。

(4)电解槽用石墨作阳极，电解方程式为2Al 2O 3 (熔融)=====电解冰晶石4Al ＋
3O 2↑，高温下电解池阳极产生氧气，氧气与石墨反应生成二氧化碳。

9．(1)Mg 2＋＋2OH －===Mg(OH)2↓，Al 3＋＋4OH －===AlO －2＋2H 2O
(2)H 2O ＋AlO －2＋H ＋===Al(OH)3↓ Mg(OH)2、Al(OH)3
(3)AlCl 3的物质的量为0.02 mol ，NaOH 的质量为5.20 g
(4)130 mL
解析：(1)向所得浊液中加入盐酸时，开始没有沉淀生成，说明浊液中NaOH过量，则Al3＋完全转化为AlO－2，浊液中存在的沉淀为Mg(OH)2，反应的离子方程式为Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，Al3＋＋4OH－===AlO－2＋2H2O。

(2)AB段，盐酸和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀，离子方程式为H2O＋AlO－2＋H＋===Al(OH)3↓，B点溶液中存在的溶质是氯化钠，沉淀为
Mg(OH)2、Al(OH)3。

(3)A点的沉淀是氢氧化镁，则n[Mg(OH)2]＝1.16 g
58 g·mol－1
＝0.02 mol，根据Mg原子守恒得n(MgCl2)＝n[Mg(OH)2]＝0.02 mol；AB段，盐酸和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀，离子方程式为H2O＋AlO－2＋H＋===Al(OH)3↓，根据HCl的体积知，n(AlO－2)＝n(HCl)＝1 mol·L－1×(0.03－0.01) L＝0.02 mol，根据铝原子守恒得n(AlCl3)＝n(AlO－2)＝0.02 mol，由Na＋和Cl－守恒得，原混合物中n(NaOH)＝n(NaCl)＝n(Cl－)＝2n(MgCl2)＋3n(AlCl3)＋n(HCl)＝0.02 mol×2＋0.02 mol×3＋0.03 L×1 mol·L－1＝0.13 mol，m(NaOH)＝0.13 mol×40 g·mol－1＝5.20 g。

(4)BQ段中，氢氧化镁和氢氧化铝都与盐酸反应生成氯化铝和氯化镁，所以Q点溶液中的溶质是氯化铝、氯化镁和氯化钠，实际上相当于氢氧化钠和盐酸
的反应，所以二者恰好反应时：n(NaOH)＝n(HCl)，则V(HCl)＝0.13 mol
1 mol·L－1
＝0.13 L＝130 mL。

10．(1)防倒吸
(2)关闭K1，打开K2把装置中残留的氨气全部赶入C装置中被吸收
(3)C装置出口处连接一个干燥装置(4)AD
(5)41V
22 400m
×100%
(6)CO2＋AlO－2＋2H2O===HCO－3＋Al(OH)3↓
(7)偏高
解析：(2)通入氮气的目的是把装置中残留的氨气全部赶入C装置，准确测定装置C增重的质量。

(3)该装置存在的缺陷是空气中的水蒸气也可以进入装置C，使测定结果偏高，需要在C装置出口处连接一个盛碱石灰的干燥装置。

(4)依据氨气极易溶于水的性质分析，CCl4不能溶解氨气，可以用排四氯化碳的方法测定氨气体积，A项正确；氨气极易溶于水，不能用排水法测定氨气体积，B项错误；氨气极易溶于水，不能用排NH4Cl溶液的方法测定氨气体积，C项错误；氨气不溶于苯，可以利用排苯的方法测定氨气体积，D项正确。

答案选AD。

(5)若m g样品完全反应，测得生成气体的体积为V mL(已转换为标准状况)。

AlN＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋NH3↑
41 g 22.4 L
m V×10－3 L
m (AlN)＝41V 22 400 g ，则AlN 的质量分数＝41V 22 400m
×100%。

(6)步骤②生成的沉淀是氢氧化铝，由偏铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳气体反应生成，反应的离子方程式为CO 2＋AlO －2＋
2H 2O===HCO －
3＋Al(OH)3↓。

(7)沉淀不洗涤得到的滤渣质量会增大，测定结果会偏高。

11．(1)过滤 漏斗、玻璃棒、烧杯
(2)Al 2O 3 Fe 2O 3 K 2SO 4、(NH 4)2SO 4
(3)①Al 2O 3＋2OH －===2AlO －2＋H 2O
②Al 3＋＋3NH 3·H 2O===Al(OH)3↓＋3NH ＋4
③AlO －2＋H ＋＋H 2O===Al(OH)3↓
④2Al(OH)3=====△Al 2O 3＋3H 2O
解析：KAl(SO 4)2可溶于水，Fe 2O 3和Al 2O 3不溶于水，因此加水溶解，沉淀C 为Al 2O 3、Fe 2O 3，溶液中是KAl(SO 4)2，氧化铝表现两性，氧化铁不溶于氢氧化钠，则沉淀D 为Fe 2O 3，Al 2O 3＋2OH －===2AlO －2＋H 2O ，溶液中溶质为NaAlO 2，加入盐酸，发生反应：AlO －2＋H ＋＋H 2O===Al(OH)3↓，
氢氧化铝不稳定，受热易分解，2Al(OH)3=====△Al 2O 3＋3H 2O ，②发生反应：Al 3＋＋
3NH 3·H 2O===Al(OH)3↓＋3NH ＋4。