化学名师讲练大一轮复习方略人教通用版核心素养测评八铝及其化合物

温馨提示：此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。核心素养测评八铝及其化合物一、选择题(本题包括4小题,每题6分,共24分)1.化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法中错误的是 ()、Al2O3的熔点很高,可制作耐高温材料,工业上也用电解MgO、Al2O3冶炼对应的金属B.明矾水解形成的胶体能吸附水中悬浮物,可用于水的净化C.氢氧化铝、碳酸氢钠都是常见的胃酸中和剂D.铝比铁活泼,但铝制品比铁制品在空气中耐腐蚀【解析】选A。MgO的熔点很高,通常电解熔点较低的MgCl2制备Mg,A错误;Al3+水解生成的Al(OH)3胶体具有吸附性,能吸附水中的悬浮物,因而可用于水的净化,B正确;氢氧化铝、碳酸氢钠都能与胃酸中的盐酸反应,能够作胃酸中和剂,C正确;Al的表面形成致密的氧化膜,可以保护Al不被进一步腐蚀,D正确。2.(2020·保定模拟)某同学通过系统实验探究铝及其化合物的性质,操作正确且能达到目的的是()A.将一块带有氧化膜的铝片与过量的浓NaOH溶液完全反应后,取澄清溶液将其蒸干,得纯净的NaAlO2固体B.等质量的铝粉分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应制得等质量的氢气C.常温下铝与浓硝酸反应制得大量的NO2D.用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热,熔化后的液态铝滴落下来【解析】选B。铝片与过量的浓NaOH溶液完全反应后,蒸干得到的不是纯NaAlO2,A错误;等质量的铝粉与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应放出氢气的量相同,B正确;常温下铝与浓硝酸发生“钝化”,C错误;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,D错误。3.(2020·保定模拟)工业上用某种氧化铝矿石(含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图: 对上述流程的判断正确的是 ()A.试剂X可以为氨水,沉淀中含有铁的化合物2可以用H2SO4溶液或稀盐酸代替C.反应Ⅱ中的离子方程式为CO2+AlO2-+2H2OAl(OH)3↓+HCD.工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al,成本更低【解析】选C。试剂X应为强碱溶液,使Al2O3溶解,A错误;若用强酸代替CO2,强酸过量时,Al(OH)3会溶解,B错误;反应Ⅱ是向偏铝酸盐的溶液中通入CO2,C正确;因Al比Fe活泼,不能用Fe置换Al,D错误。【加固训练】某烧杯中盛有含molNH4Al(SO4)2的溶液,向其中缓缓加入4mol·L1的NaOH溶液200mL,使其充分反应,此时烧杯中铝元素的主要存在形式为 ()3+和Al(OH)3 OO2-和Al(OH)3 【解析】选D。n(Al3+mol,n(NH4+mol,n(OHmol,完全反应后,恰好生成molAl(OH)3和molNH3·H24.某校化学兴趣小组用如图所示过程除去AlCl3溶液中含有的Mg2+、K+杂质离子并尽可能减少AlCl3的损失。 下列说法正确的是 ()溶液可以用氨水来代替B.溶液a中含有Al3+、K+、Cl、Na+、OHC.溶液b中只含有NaClD.向溶液a中滴加盐酸需控制溶液的pH【解析】选D。NaOH溶液用氨水来代替,不能溶解氢氧化铝,A错误;溶液a中不含有Al3+,B错误;溶液b中也含有KCl,C错误;向溶液a中滴加盐酸需控制溶液的pH,防止生成的Al(OH)3溶解,D正确。二、非选择题(本题包括2小题,共26分)5.(12分)(2020·佛山模拟)某化学兴趣小组要在“校园科艺节活动”中使用氢气球表演节目。经过测量,每个氢气球的体积约为L(已折成标准状况)已知兴趣小组采用Al和氢氧化钠溶液反应制取氢气。(1)若实验需要1Lmol·L1的NaOH溶液,则需要称取NaOH固体________g。配制溶液过程中所需仪器除天平、药匙、烧杯、玻璃棒外,还需要________、________(填仪器名称)(2)若要制取60个氢气球,至少需要Al的质量为________g,转移的电子数为________。

(3)该化学兴趣小组为了营造气氛,做了惊艳全场的铝热反应(如图),写出该反应的化学方程式

_____________________。兴趣小组同学取反应后

的“铁块”溶于盐酸,向其中滴加KSCN溶液,发现溶液变红色。出现这种现象的原因可能是_____________________。

(4)若要除去上述所得“铁块”中含有的氧化铝,可选择________(填试剂名称),所发生反应的化学方程式为_______

。

【解析】(1)若实验需要1L2.5mol·L1的NaOH溶液,则需要称取NaOH固体的质量是1L×2.5mol·L1×40g·mol1=100g。配制溶液过程包括计算、称量、溶解、冷却、转移、洗涤、定容、摇匀等,则过程中所需仪器除天平、药匙、烧杯、玻璃棒外,还需要1000mL容量瓶、胶头滴管。(2)每个氢气球的体积约为1.12L(已折成标准状况),氢气的物质的量是1.12L÷22.4L·mol1=0.05mol,若要制取60个氢气球,则需要氢气的物质的量是0.05mol×60=3.0mol,根据方程式2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑可知至少需要Al的物质的量是2mol,需要Al的质量为2mol×27g·mol1=54g,铝元素化合价从0价升高到+3价,转移3个电子,则转移的电子数为6NA。(3)在高温下铝和四氧化三铁反应生成氧化铝和铁,该反应的化学方程式为8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe。兴趣小组同学取反应后的“铁块”溶于盐酸,向其中滴加KSCN溶液,发现溶液变红色,说明含有铁离子,因此出现这种现象的原因可能是混有没反应完的磁性氧化铁或熔融的铁被空气中的氧气氧化。(4)由于氧化铝是两性氧化物,能溶于氢氧化钠溶液,所以若要除去上述所得“铁块”中含有的氧化铝,可选择氢氧化钠溶液,发生反应的化学方程式为Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O。答案:(1)1001000mL容量瓶胶头滴管(2)546NA(3)8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe混有没反应完的磁性氧化铁或熔融的铁被空气中的氧气氧化(4)氢氧化钠溶液Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O6.(14分)某铝土矿中主要含有Al2O3、Al(OH)3、AlO(OH),还含有Fe2O3等杂质。利用拜耳法生产氧化铝的流程如图所示:请回答下列问题:(1)粉碎后的铝土矿碱浸时应在高温下进行,其目的是______________。

(2)AlO(OH)与NaOH溶液反应的化学方程式为______________。

(3)在稀释、结晶过程中,稀释的目的是

______________;

加Al(OH)3晶核的目的是促进Al(OH)3的析出。上述“稀释、结晶”工艺,也可用通入足量的________气体的方法来代替。

(4)浓缩所得的NaOH溶液由于吸收了空气中的CO2而含有杂质,该杂质可通过苛化反应除去,写出苛化反应的化学方程式:

______________。

(5)该生产流程能实现________(填化学式)的循环利用。

【解析】(1)粉碎后的铝土矿碱浸时应在高温下进行,是因为温度越高,反应速率越快。(2)AlO(OH)与NaOH溶液反应得偏铝酸钠,钠和铝的物质的量之比为1∶1,所以AlO(OH)与NaOH以物质的量之比1∶1反应,即反应的化学方程式为AlO(OH)+NaOHNaAlO2+H2O。(3)AlO2-在溶液中会发生水解:AlO2-+2H2OAl(OH)3+OH,依据越稀越水解,可知加水稀释是为了促进AlO2-的水解。“稀释、结晶”工艺中,也可以用偏铝酸盐与CO2反应代替,即2H2O+AlO2-+CO2(4)浓缩所得的NaOH溶液由于吸收了空气中的CO2而含有杂质,杂质是碳酸钠,碳酸钠与氢氧化钙反应生成苛性钠,从而除去碳酸根离子,化学方程式为Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+2NaOH。(5)后续反应中又生成氢氧化钠,而开始时是用氢氧化钠溶液溶解铝土矿,故该生产流程能实现循环利用的是NaOH。答案:(1)加快反应速率(2)AlO(OH)+NaOHNaAlO2+H2O(3)促进AlO2-(4)Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+2NaOH(5)NaOH一、选择题(本题包括3小题,每题6分,共18分)1.处理锂离子二次电池正极废料铝钴膜(含有LiCoO2、Al等)的一种工艺如下:下列有关说法不正确的是 ()A.碱浸的目的是溶解铝B.酸溶时H2O2被还原2SO4/H2O2可改用浓盐酸D.铝、钴产物可再利用【解析】选B。根据铝钴膜的成分以及流程,Al能与NaOH反应,生成可溶的NaAlO2,A正确;LiCoO2中Co显+3价,产品CoC2O4中Co显+2价,化合价降低,LiCoO2为氧化剂,H2O2为还原剂,H2O2被氧化,B错误;H2SO4提供H+,H2O2作还原剂,盐酸也能提供H+,+3价Co也能氧化Cl转化成+2价Co,C正确;根据上述分析,铝、钴产物可以再利用,D正确。2.某同学在实验室利用氢氧化钠、盐酸分离铁粉和铝粉混合物,物质转化关系如图所示: 下列说法不正确的是 ()为NaOH溶液,Y为盐酸→b发生的反应为AlO2-+H++H2OAl(OH)3→c→Al的反应条件分别为加热、电解、b、c既能与酸反应又能与碱反应【解析】选D。铁粉和铝粉混合物,加入试剂X,过滤得到铁,试剂X为NaOH溶液,Y为盐酸,A正确;a为NaAlO2溶液,NaAlO2和适量盐酸反应生成b[Al(OH)3],B正确;Al(OH)3经加热生成c(Al2O3),Al2O3经电解生成Al,C正确;NaAlO2与碱不反应,D错误。3.(2020·太原模拟)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 ()点对应的溶液中:Na+、Fe3+、SO42-点对应的溶液中:Ag+、Ca2+、NO3-点对应的溶液中:Na+、S2、SO42点对应的溶液中:K+、NH4+、I、【解析】选C。b点之前发生反应:Al3++4OHAlO2-+2H2O,b～c发生反应3AlO2-+6H2O+Al3+4Al(OH)3↓,a点时溶液中存在大量OH,Fe3+、HCO3-不能大量存在,A错误;b点时溶液中的溶质为NaCl和NaAlO2,Ag+与Cl生成AgCl沉淀,B错误;c点时溶质为NaCl,所有离子可以大量共存,C正确;d点时溶质为NaCl和AlCl3,Al3+和CO32二、非选择题(本题包括2小题,共32分)4.(16分)(2020·沈阳模拟)某小组同学利用下列实验探究金属铝与不同铜盐溶液的反应:实验1:向5mL1mol·L1CuSO4溶液中加入用砂纸打磨过的铝片,铝片表面无明显现象,20min后铝片表面有极少气泡产生,且有很少量红色物质生成。实验2:向5mL1mol·L1CuCl2溶液中加入用砂纸打磨过的铝片,铝片表面有气泡产生,同时有红色物质析出,1min后反应进一步加快,放出大量的热,有少量黑色固体生成。一段时间后烧杯底部出现白色沉淀。(1)打磨铝片的目的是____________。

(2)实验中出现的红色物质是________。

(3)实验2中“1min后反应进一步加快”的原因是____________。

(4)经检验实验1、2中产生的无色气体是H2,黑色固体为CuO,试用离子方程式解释产生H2的原因:__________________,

用文字简述产生黑色固体的原因____________。

(5)依据上述实验1、2的现象推测并判断,用砂纸打磨后的铝片分别与H+浓度均为mol·L1的盐酸和硫酸反应,反应速率:前者比后者________(填“快”或“慢”)。

(6)经证明实验2中白色沉淀的化学成分为CuCl。某同学猜测可能是Cu与CuCl2溶液反应生成了CuCl,因为Cu具有________性。依据猜测他进行了如下实验:取Cu粉与适量1mol·L1CuCl2溶液混合,一段时间后观察,无白色沉淀产生。该同学再次分析Al与CuCl2溶液反应的实验现象,改进实验方案,证明了Cu与CuCl2溶液反应生成了CuCl,他的改进方法为____________。

【解析】(1)打磨铝片可以除去表面的氧化铝薄膜。(2)铝的活泼性比铜强,能够置换出可溶性铜盐溶液中的铜,因此实验中出现的红色物质是铜。(3)置换出来的Cu和Al在酸性条件下形成原电池,反应速率加快。(4)CuSO4是强酸弱碱盐,水解后溶液显酸性,金属铝能够与酸反应放出氢气,反应过程中放出的热量使水解生成的氢氧化铜分解为黑色的氧化铜。(5)实验1中CuSO4溶液水解生成硫酸,反应速率较慢,实验2中CuCl2溶液水解生成盐酸,反应速率较快,因此用砂纸打磨后的铝片分别与H+浓度均为0.2mol·L1的盐酸和硫酸反应,盐酸中的反应速率较快。(6)Cu与CuCl2反应生成CuCl,Cu中铜元素的化合价升高,体现还原性。通过与实验2对比可知,应加热后再进行观察。答案:(1)除去表面的氧化物薄膜(2)Cu(或铜)(3)Cu和Al在酸性条件下形成原电池,加快了反应速率(4)Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+,2Al+6H+3H2↑+2Al3+Cu2+水解生成的Cu(OH)2受热分解生成黑色的CuO(5)快(6)还原加热后观察5.(16分)无水AlCl3可用作有机合成的催化剂、食品膨松剂等。工业上可由铝土矿(主要成分是Al2O3和Fe2O3)和焦炭制备,流程如下: 已知:AlCl3、FeCl3分别在183℃、(1)铝离子的结构示意图为________,实验室配制氯化铝溶液时加入盐酸的目的是________。

(2)氯化炉中Al2O3、Cl2和焦炭在高温下发生反应的化学方程式为______;

炉气中残余的少量Cl2可用NaOH溶液吸收,其离子方程式为______。

(3)700℃时,升华器中物质经充分反应后需降温实现FeCl3和AlCl3的分离。请选择合适的温度范围________a.低于183℃b.介于183℃和315(4)样品(含少量FeCl3)中AlCl3含量可通过下列操作测得(部分物质略去)。m克样品NaAlO2溶液Al(OH)3n克Al2O3计算该样品中AlCl3的质量分数

____________(结果用m、n表示,不必化简)。(5)氯化铝可制备无机高分子Al2(OH)nCl(6n),为确定Al2(OH)nCl(6n)中n的值,取g样品,全部溶解在0mol的HNO3(足量)中,并加水稀释成100mL,将溶液分成两等份,进行如下实验①一份与足量氨水充分反应后过滤、洗涤、灼烧,最后得Al2O3的质量为g,判断加入氨水已足量的操作是________。②过滤、洗涤后至少要灼烧________次(填写数字)。

③测定样品中铝元素含量时不选择测定干燥Al(OH)3的质量,而是测定Al2O3的质量的原因可能是________(选填字母)。

a.干燥Al(OH)3固体时易失水2O3的质量比Al(OH)3大,误差小c.沉淀Al(OH)3时不完全d.灼烧氧化铝时不分解④从另一份溶液中取出mL,用0mol·L1的标准Na