从铝土矿到铝合金学考不要求

1、专题3从矿物到基础材料第一单元从铝土矿到铝合金(学考不要求)基础过关1.关于氧化镁和氧化铝的比较中错误的是(B)A.都能和盐酸反应B.都能溶于氢氧化钠溶液C.熔点都很高,常用作耐高温材料D.常温下Al2O3、MgO不与水反应解析:氧化镁是碱性氧化物,氧化铝是两性氧化物,都能与盐酸反应,反应分别是MgO+2HClMgCl2+H2O,Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2O,A正确;氧化镁是碱性氧化物,不能与氢氧化钠反应,氧化铝属于两性氧化物,与氢氧化钠反应,Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O,B错误;两者熔点高,可以作耐高温材料,C正确;两种物质都不与水反应,D正确。2.向明矾KAl

2、(SO4)2·12H2O溶液里滴入Ba(OH)2溶液,当S完全沉淀时铝元素的存在形式是(C)A.Al(OH)3沉淀B.一部分以Al(OH)3形式存在,一部分以Al3+形式存在C.AlD.一部分以Al(OH)3形式存在,一部分以Al形式存在解析:设明矾KAl(SO4)2·12H2O为1 mol,则溶液中含有 1 mol K+、1 mol Al3+、2 mol S,根据反应:S+Ba2+BaSO4,当溶液中的S完全沉淀时,需要2 mol Ba2+,即2 mol Ba(OH)2,2 mol Ba(OH)2中含有4 mol OH-,1 mol Al3+和4 mol OH-发生反应:

3、Al3+4OH-Al+2H2O,铝元素的存在形式为Al,故C正确。3.将表面已完全钝化的铝条,插入下列溶液中,不会发生反应的是(B)A.氢氧化钠B.氯化铜C.稀盐酸 D.稀硫酸解析:铝条完全钝化以后,表面覆盖了一层氧化铝薄膜。氧化铝是两性氧化物,既能与稀硫酸、稀盐酸反应,也能与氢氧化钠溶液反应,但不能跟氯化铜溶液反应。4.将表面有氧化膜的铝片伸入足量的NaOH溶液中,有关离子方程式正确的是(C)A.Al2O3+OH-Al+H2OB.2Al3+6OH-2Al(OH)3C.2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2D.2Al+6H2O2Al3+6OH-+3H2解析:将表面有氧化膜的铝片伸入足量的Na

4、OH溶液中,表面的氧化铝首先被溶解,然后是铝溶解,反应的离子方程式为Al2O3+2OH-2Al+H2O、2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2,故选C。5.向含Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入 150 mL 1 mol·L-1 的HCl溶液,测得溶液中的某几种离子物质的量的变化如图所示,则下列说法不正确的是(B)A.b和c线表示的是同一个离子反应B.N点时生成的CO2为0.05 molC.M点时Al(OH)3的质量等于3.9 gD.原混合溶液中的C与Al的物质的量之比为11解析:向Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入 150 mL 1 mol·L-

5、1 的HCl溶液,首先发生反应Al+H+H2OAl(OH)3,a线表示Al的减少,第三阶段,发生反应HC+H+CO2+H2O,此阶段 Al(OH)3不参与反应。b线表示碳酸钠和盐酸反应,c线表示碳酸氢钠的生成,d线表示HC减少。b线表示碳酸钠和盐酸反应,c线也表示碳酸钠和盐酸的反应,所以b和c线表示的离子反应相同:C+H+HC,A正确;N点恰好是碳酸氢钠溶液,没有CO2产生,B不正确;盐酸50 mL时NaAlO2中铝元素全部转化为氢氧化铝沉淀,加50 mL盐酸之后C反应,氢氧化铝沉淀不溶解,则M点沉淀的质量和盐酸50 mL时沉淀的质量相同,由NaAlO2+HCl+H2ONaCl+Al(OH)3

6、 知,nAl(OH)3=n(NaAlO2)=n(HCl)=0.05 mol,mAl(OH)3=0.05 mol×78 g/mol=3.9 g,C正确;由图象知,Na2CO3、NaAlO2的物质的量相等都是0.05 mol,由此判断溶液中C与Al的物质的量之比为11,D正确。6.将一定量的镁铝合金投入100 mL一定浓度的盐酸中,合金溶解。向所得溶液中滴加5 mol/L NaOH溶液,生成的沉淀质量与加入的NaOH溶液的体积如图所示,由图中数据分析计算,正确的是(C)A.原合金中镁的质量为9.6 gB.铝的质量为5.4 gC.盐酸的物质的量浓度为8 mol/LD.图象中A点沉淀为Al(

7、OH)3解析:由图可知:加入20 mL氢氧化钠溶液才开始产生沉淀,说明酸过量,先发生了酸碱中和反应,氢氧化钠溶液为 160 mL时,沉淀量最大,为Mg(OH)2和Al(OH)3,此过程消耗氢氧化钠的物质的量是(0.16-0.02)L×5 mol/L=0.7 mol,之后沉淀溶解,溶解的沉淀是Al(OH)3,消耗氢氧化钠20 mL,发生反应Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O,所以nAl(OH)3=(0.18-0.16) L×5 mol/L=0.1 mol,则可知铝离子生成沉淀消耗氢氧化钠0.3 mol,所以镁离子生成沉淀消耗氢氧化钠是0.4 mol,说明镁离子为

8、0.2 mol,合金中镁的质量为0.2 mol×24 g/mol=4.8 g,铝的质量=0.1 mol×27 g/mol=2.7 g。当氢氧化钠溶液为160 mL时,沉淀量最大,此时溶液完全为氯化钠溶液,根据钠元素守恒,n(NaCl)=n(NaOH)=0.16L×5 mol/L=0.8 mol,再根据氯元素守恒,n(HCl)=n(NaCl)=0.8 mol,所以盐酸的物质的量浓度为0.8 mol÷0.1 L=8 mol/L。根据以上分析可知A、B、D错误,C正确。能力提升7.铝土矿的主要成分是Al2O3、SiO2和Fe2O3等。从铝土矿中提炼Al2O3的

9、流程如下:下列说法中错误的是(C)A.滤液的主要成分是Na2SiO3、NaAlO2和NaOHB.滤液中含大量的HCC.反应Y的离子方程式是2Al+CO2+3H2O2Al(OH)3+CD.滤液中通入过量的X的目的是使Al充分沉淀而不引进杂质解析:根据铝土矿的成分,Fe2O3属于碱性氧化物,不与NaOH反应,Al2O3属于两性氧化物,与NaOH反应生成NaAlO2,SiO2属于酸性氧化物,与NaOH反应生成Na2SiO3,因此滤液中的成分是Na2SiO3、NaAlO2以及过量NaOH,A正确;加入CaO后,CaO与水反应生成 Ca(OH)2,Ca(OH)2+Na2SiO3CaSiO3+2NaOH,

10、滤液中含有NaAlO2,通入足量的CO2,发生Al+CO2+2H2OAl(OH)3+HC,故B正确、C错误;碳酸的酸性强于氢氧化铝,通入足量的CO2,产生氢氧化铝沉淀,不引入新杂质,故D正确。8.分别将23 g Na、24 g Mg、27 g Al投入到1 L 1.25 mol/L硫酸溶液中,充分反应后产生的气体体积比为(C)A.123B.122C.245D.236解析:23 g Na、24 g Mg、27 g Al的物质的量均是1 mol,钠可与水反应生成氢气,而Mg、Al只能与硫酸反应,故Na与酸反应时,Na会完全反应,由2NaH2可知1 mol Na完全反应,生成氢气的物质的量为0.5

11、mol;1 L 1.25 mol/L硫酸溶液中硫酸的物质的量=1 L×1.25 mol/L=1.25 mol,则Mg+H2SO4(稀)MgSO4+H21 mol 1 mol金属镁不足,由方程式可知生成氢气为1 mol2Al+3H2SO4(稀)Al2(SO4)3+3H21 mol 1.5 mol故硫酸不足,由方程式可知生成氢气为1.25 mol因此相同条件下产生的气体体积比为0.5 mol1 mol1.25 mol=245。9.有关下列流程的判断正确的是(D)A.流程中涉及的反应均为非氧化还原反应B.反应产生的阴离子主要为CC.反应在实验室中应在蒸发皿中进行D.反应的条件是对熔融状态下

12、的反应物进行电解解析:电解熔融氧化铝制备单质铝属于氧化还原反应,A错误;过量二氧化碳和偏铝酸钠溶液反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,反应产生的阴离子主要为HC,B错误;灼烧氢氧化铝固体应该用坩埚,C错误;电解熔融氧化铝制备单质铝,反应的条件是对熔融状态下的反应物进行电解,D正确。10.某白色粉末由两种物质组成,为鉴别其成分进行如下实验:取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解;再加入足量稀盐酸,有气泡产生,固体全部溶解;取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生,振荡后仍有固体存在。该白色粉末可能为(C)A.NaHCO3、Al(OH)3B.AgCl、NaHCO3C.Na2SO3、BaCO3 D.Na2CO

13、3、CuSO4解析:NaHCO3、Al(OH)3中加入足量稀硫酸有气泡产生,生成硫酸钠、硫酸铝、二氧化碳和水,最终无固体存在,A错误;AgCl不溶于水和酸,加入水后,碳酸氢钠溶解,而AgCl不溶,再加入足量稀盐酸,AgCl仍然不溶,固体不能全部溶解,B错误;亚硫酸钠和碳酸钡中加入水,碳酸钡不溶于水使部分固体不溶解,加入稀盐酸,碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡、二氧化碳和水,固体全部溶解,再将样品加入足量稀硫酸,稀硫酸和碳酸钡反应生成硫酸钡沉淀、二氧化碳和水,符合题意,C正确;Na2CO3、CuSO4中加入足量稀硫酸,振荡后无固体存在,D错误。11.向含有0.1 mol·L-1 AlCl3和

14、0.3 mol·L-1 NH4Cl的混合液1 L中加入0.1 mol·L-1 NaOH溶液,下列各图(纵坐标为沉淀的物质的量,横坐标为加入试剂的体积)正确的是(A)解析:Al3+的物质的量为0.1 mol,先与OH-反应,生成 0.1 mol Al(OH)3沉淀,Al3+3OH-Al(OH)3,消耗NaOH 0.3 mol,体积为3 L;然后发生N+OH-NH3·H2O,N为0.3 mol,消耗NaOH 0.3 mol,体积为3 L,最后,Al(OH)3溶于NaOH中,Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O,0.1 mol Al(OH)3消耗0.1 mol

15、 NaOH,体积为1 L,故A正确。12.铝镁合金是制造飞机的重要材料。为测定已除去表面氧化膜的某铝镁合金(假设不含共他元素)中镁的质量分数,学习小组同学设计了如下两种实验方案。方案1准确称取a g铝镁合金样品与足量NaOH溶液反应,经过滤、洗涤、干燥后,称量剩余固体的质量。该样品与NaOH溶液反应的化学方程式是  若剩余固体质量为b g,则铝镁合金中镁的质量分数是(列出计算式即可)。若未洗涤过滤后的滤渣,则最终测量结果会(填“偏低”“偏高”或“不影响”)。 方案2将铝镁合金与足量稀硫酸反应,测定生成气体的体积。(1)同学们选用甲装置进行实验:实验开始时,先打开分液漏斗上口

16、的玻璃塞,再轻轻打开其活塞,一会儿后稀硫酸就不能顺利滴入锥形瓶。请你帮助分析原因是  (2)同学们经讨论认为甲装置有两个方面会引起较大误差,分别是 和 (3)于是他们设计了实验装置乙。乙中导管a的作用是  若实验前后滴定管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL。则产生氢气的体积为mL。 解析:方案1铝和氢氧化钠溶液反应,镁不与氢氧化钠溶液反应,因此反应方程式为2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2;剩余固体是镁,则镁的质量分数为×100%;未洗涤滤渣,滤渣表面沾有杂质,造成镁的质量增大,最终测量结果会偏高。方案2(1)铝、镁与稀硫酸

17、反应生成氢气,造成装置内气体压强大于分液漏斗中的压强。(2)反应过程中滴入的稀硫酸会排出装置中的空气,造成所测的氢气的体积偏大;连接广口瓶和量筒的导管中有少量的水存在,使所测氢气体积偏小。(3)导管a的作用相当于连通器的作用,使内外压强相同,液体顺利滴下,同时滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积,消除了由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差;排出水的体积为氢气的体积,两次的体积差为测定氢气的体积,滴定管刻度从上到下增大,收集氢气后滴定管内液面读数减小,因此氢气的体积为(V1-V2)mL。答案:方案12Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2×100%偏高方案2(1)Mg

18、、Al与稀硫酸反应生成气体,使锥形瓶中气体压强变大(2)稀硫酸滴入锥形瓶中,会将瓶内空气排出使所测氢气体积偏大实验结束时,连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在,使所测氢气体积偏小(3)使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等,打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下,且滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积,消除了由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差V1-V213.铝土矿的主要成分是Al2O3,含有杂质SiO2、Fe2O3、MgO。工业上从铝土矿中提取铝可采用如图所示工艺流程:请回答下列问题:(1)图中涉及分离溶液与沉淀的实验方法是(填操作名称),此操作需要用到的玻璃仪器、。 (2)沉淀B的成分是(填化学式,下同),沉淀C的成分是 。 (3)写出生成溶液D的离子方程式  (4)物质M转化为铝的化学方程式