第4章第2讲铝及金属材料.doc

/sundae_meng第4章 第2讲 铝及金属材料一、选择题(本题包括10小题，每小题4分，共40分)1下列关于金属铝的叙述中，说法不正确的是()AAl是地壳中含量最多的金属元素，但铝是使用较晚的金属BAl是比较活泼的金属，在化学反应中容易失去电子，表现还原性CAl箔在空气中受热可以熔化，且发生剧烈燃烧DAl箔在空气中受热可以熔化，由于氧化膜的存在，熔化的Al并不滴落2元素的性质包含金属性和非金属性，其强弱可以通过该元素对应的某些化学性质体现出来。某同学认为铝元素是金属元素，但是有一定的非金属性。下列化学反应中，你认为能支持该同学观点的是()A铝片与盐酸反应生成氢气B氢氧化铝溶于强碱溶液C氢氧化铝溶于强酸溶液 D铝热反应3下列叙述中，正确的是()A常温下铝跟浓硫酸、浓硝酸、浓盐酸都不反应B两份相同质量的铝粉，分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生的氢气的质量前者多C工业上常利用铝热反应来冶炼难熔金属，如Cr、V、W等D铝的活泼性比钠弱，故可用金属钠将铝从它的盐溶液中置换出来4将表面已经完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是()A稀HNO3 B稀HClCCu(NO3)2 DNaOH5下列除去杂质的方法不正确的是()A镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥B用过量氨水除去Fe3溶液中的少量Al3C用新制的生石灰，通过加热蒸馏，以除去乙醇中的少量水DAl(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量CO2后过滤6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：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Ba、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7实验室将9 g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质为18 g，则该氧化物粉末可能是(双选)()AFe2O3和MnO2 BMnO2和V2O5CCr2O3和V2O5 DFe3O4和FeO8将4 mol金属Al全部转化为Al(OH)3，共计消耗HCl a mol，NaOH b mol，则ab的最小值为()A4 B6C8 D169在硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中，逐滴加入稀氢氧化钠溶液至过量，表示氢氧化钠加入量(x)与溶液中沉淀物的量(y)的关系示意图正确的是()10.向一定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，生成沉淀Al(OH)3的量随AlCl3加入量的变化关系如图所示。则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是()Aa点对应的溶液中：Na、Fe3、SO42、HCO3Bb点对应的溶液中：Na、S2、SO42、ClCc点对应的溶液中：Ag、Ca2、NO3、FDd点对应的溶液中：K、NH4、I、CO32二、非选择题(本题包括4小题，共60分)11(12分)下列图象中，纵坐标为沉淀量，横坐标为某溶液中加入的反应物的物质的量，选择合适图象对应的字母填空。(1)AlCl3溶液中加入氨水至过量_。(2)AlCl3溶液中加入NaOH溶液至过量_。(3)AlCl3、MgCl2混合溶液中加入NaOH溶液至过量_。(4)澄清石灰水中通入过量CO2_。(5)含有少量盐酸的AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液_。(6)含有少量HCl的AlCl3溶液中加入过量氨水_。12(18分)铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，下图是从铝土矿中制备铝的工艺流程：已知：(1)铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质；(2)溶液中的硅酸钠与四羟基合铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学反应方程式为：2Na2SiO32NaAl(OH)4=Na2Al2Si2O84NaOH2H2O回答下列问题：(1)写出向铝土矿中加入足量氢氧化钠溶液操作中发生反应的离子方程式：_；_。(2)滤渣A的主要成分为_；滤渣A的用途是_。(只写一种)；实验室过滤时使用玻璃棒，其作用是_。(3)在工艺流程第三步中，选用二氧化碳作酸化剂的原因是：_。(4)若将铝溶解，下列试剂中最好选用_(填编号)。理由是_。A浓硫酸B稀硫酸C稀硝酸，13(16分)废易拉罐的成分比较复杂，据查，铝易拉罐各部分成分及含量(质量百分含量)见表：SiFeCuMnMgCrZnTiAl罐身/%50.251.01.5其余罐盖/%0.20.34.05.00.10.25其余拉环/%0.20.33.04.0其余为了验证罐身的组成成分，进行了如下实验：【实验仪器与药品】仪器：酒精灯、烧杯、试管、试管夹、漏斗、滤纸、铁圈、玻璃棒、砂纸、剪刀药品：易拉罐、去污粉、NaOH溶液、KSCN溶液、盐酸、镁试剂、高碘酸(H5IO6，弱酸)【实验方案】实验预处理。将剪好的易拉罐片用砂纸打磨，除去表面的涂料层，直到光亮后用去污粉清洗干净备用。【实验过程】分别向试管a、b中加入少量上述易拉罐片，进行如下操作：请填写下列空白：(1)图中操作所用到的玻璃仪器有_。(2)沉淀A的成分为_。(3)操作观察到的现象为_；反应的离子方程式为_。(4)若试管a、b中取样相同，则分别加入NaOH溶液、稀盐酸后，相同条件下理论上产生的气体体积V(a)_V(b)(填“”或“”)。14(14分)向20 mL某物质的量浓度的AlCl3溶液中滴入2 molL1 NaOH溶液时，得到Al(OH)3的质量与所滴加NaOH溶液的体积(mL)关系如下图所示，试回答下列问题：(1)图中A点表示的意义是_，(2)图中B点表示的意义是_，(3)上述两步反应用总的离子方程式可表示为_，(4)若溶液中有Al(OH)3沉淀0.39 g，则此时用去NaOH溶液的体积为_。参考答案1.答案：C2.解析：A、C两项是金属的通性，D项仅表现金属性。答案：B3.解析：浓硫酸、浓硝酸常温下使铝钝化，其钝化过程发生的是氧化还原反应，而铝与浓盐酸可反应产生氢气；由Al与盐酸、氢氧化钠溶液反应的方程式易知相同质量的Al与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生的H2的质量相等；钠投入到铝的盐溶液中，其实质是先与水反应生成碱。答案：C4.解析：Al(OH)4Al2O3Al3。答案：C5.解析：B项中Fe3(Al3)Fe(OH)3和Al(OH)3达不到除杂目的，可用Fe3(Al3)Fe(OH)3和NaAl(OH)4Fe(OH)3Fe3。答案：B6.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Al元素分别以AlCl3和NaAl(OH)4形式存在，其中铝的化合价都是3，B正确；由NaAl(OH)4制备Al(OH)3需要通入过量CO2，C错误；由Al(OH)3制备Al2O3，加热即可，D正确。答案：C7.解析：9 g Al若全部参加反应总共失去电子的物质的量是：31 mol，由得失电子守恒知，生成18 g金属单质最多得到1 mol电子，(Al全部反应)，也可能小于1 mol电子(Al不能全部反应)，再结合平均值的思路分析如下：A项，Fe2O3：30.96 mol；MnO2：41.31 mol；B项，MnO2：1.31 mol，V2O5：51.76 mol。C项：Cr2O3：31.03 mol；V2O5：1.76 mol；D项，Fe3O4：0.85 mol，FeO：20.64 mol。综上分析可知：A、D选项正确。答案：AD8.解析：4 mol Al分别与HCl、NaOH反应全部转化为Al(OH)3，按如下方案分配才行，逆向分析Al33Al(OH)4= 4Al(OH)3 1 mol 3 mol 4 mol2Al36HCl；NaOHAl(OH)4 1 mol 3 mol 3 mol 3 molab最小值为336。答案：B9.解析：此过程中发生的反应：Al(NO3)33NaOH=Al(OH)33NaNO3，Mg(NO3)22NaOH=Mg(OH)22NaNO3，Al(OH)3NaOH=NaAl(OH)4。开始时沉淀逐渐增多，达最大值后，Al(OH)3溶解，沉淀又逐渐减少，因Mg(OH)2不溶于NaOH溶液，所以最后沉淀量保持不变。答案：C10.解析：向NaOH溶液中逐渐加入AlCl3溶液时发生Al34OH=Al(OH)4，3Al(OH)4Al3=4Al(OH)3。a点时溶液中有大量OH，与Fe3、HCO3不能大量共存。b点时溶质为NaCl和NaAl(OH)4，所有离子可以大量共存。c点时溶质为NaCl，与Ag不能大量共存。d点时溶质为NaCl和AlCl3，Al3与CO32互相促进水解不能大量共存。答案：B11.答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)12.解析：(1)Al2O3属于两性氧化物，SiO2属于酸性氧化物，都能与强碱反应。(2)利用题目给出的信息“硅铝酸盐沉淀”，可以知道滤渣A的主要成分是Fe2O3、Na2Al2Si2O8。对于滤渣A的用途一般很容易想到其可以作为炼铁的原料。(3)因为Al(OH)3是两性氢氧化物，若用强酸酸化滤液时，无法保证将全部铝元素转化为Al(OH)3过滤出来。(4)分析问题时，一般要同时考虑生产效益(原料利用率)和环保问题。答案：(1)Al2O32OH3H2O=2Al(OH)4SiO22OH=SiO32H2O(2)Fe2O3、Na2Al2Si2O8炼铁的原料(或生产硅酸盐产品的原料)引流(3)经过足量氢氧化钠溶液的溶解，大部分铝元素均以NaAl(OH)4的形式存在于滤液中通入过量二氧化碳可以将NaAl(OH)4完全转化为Al(OH)3(4)B铝与浓硫酸在常温下发生钝化，加热溶解会产生有毒气体SO2，原料利用率低；稀硝酸能溶解铝但会产生NO气体，污染空气，硝酸利用率低；而铝与稀硫酸反应速率较快，产生的H2对空气无污染13.解析：(1)操作为过滤，所用到的玻璃仪器为漏斗、烧杯、玻璃棒。(2)Al、Si都溶于NaOH溶液，过滤后滤渣为Fe、Cu、Mn、Mg等金属。(3)溶液A中含有NaAl(OH)4、Na2SiO3、NaAl(OH)4与盐酸反应，开始生成Al(OH)3沉淀，继而又溶解于过量的盐酸中，Na2SiO3与盐酸反应生成H2SiO3沉淀。(4)因为NaOH溶液仅与Al、Si反应，而稀盐酸能与Al、Fe、Mg等金属反应，依据易拉罐各元素的质量分数，不难看出后者反应后放出的气体多。答案：(1)漏斗、烧杯、玻璃棒(2)Fe、Cu、Mn、Mg等(3)开始生成白色沉淀，并逐渐增多，后沉淀部分溶解HAl(OH)4=Al(OH)3H2O、Al(OH)33H=Al33H2O、2HSiO32=H2SiO3(4)14.解析：由图可知：随着NaOH溶液的加入，AlCl3溶液中发生Al3Al(OH)3Al(OH)4的转化。故A点表示得到Al(OH)3沉淀的最大值，B点表示Al(OH)3完全溶解，涉及的离子反应为：Al33OH=Al(OH)3；Al(OH)3OH=Al(OH)4总的离子反应方程式为：Al34OH=Al(OH)4要