高考化学大一轮复习 专题三 常见金属及其化合物 课时2 从铝土矿到铝合金课时训练-人教版高三化学试题

课时2从铝土矿到铝合金一、选择题1．(基础题)下列说法正确的是()A．铝罐可久盛食醋B．焰火的五彩缤纷是某些金属元素化学性质的展现C．氧化铝熔点很高，可作耐火材料D．明矾作净水剂，可以除去废水中的铜离子解析铝罐的主要成分铝可与醋酸反应，故铝罐不能久盛食醋，A项错误；焰火的五彩缤纷是因为某些金属元素的焰色反应，焰色反应是金属元素的物理性质，B项错误；氧化铝熔点很高，可用于制耐火砖、耐火坩埚、耐火管、耐高温实验仪器，C项正确；明矾净水利用的是Al(OH)3胶体的吸附性，其可吸附水中不溶于水的杂质形成沉淀，从而起到净水的作用，D项错误。答案C2．(2017·厦门模拟)镁铝性质相似，下表中对两者的对比不正确的是()选项反应铝镁A与非金属反应能被Cl2、O2氧化能与N2、O2反应B与水反应能与沸水反应反应很困难C与碱反应能溶于强碱溶液不反应D与某些氧化物反应能与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应能在CO2中燃烧答案B3．多年前，世界卫生组织把铝确定为食品的污染源之一而加以控制使用。铝在下列应用中应加以控制的是()①制铝合金②制电线③制炊具④制银色漆颜料⑤用明矾净水⑥用明矾与苏打作食品膨松剂⑦制易拉罐⑧用氢氧化铝凝胶制胃舒平药品⑨包装糖果和食品A．③⑤⑧⑨ B．②⑥⑧⑨C．③④⑤⑨ D．③⑤⑥⑦⑧⑨解析解答本题时，要抓住题中的“把铝确定为食品的污染源之一”与“控制使用”。D项符合题意。答案D4．易拉罐的主要成分为铝合金，其中以铝铁合金和铝镁合金最为常见。现取几小块易拉罐碎片进行下列实验，其中实验方案与现象、结论正确的是()选项实验方案现象、结论A加入盐酸产生无色气体；含铝、铁、镁三种金属B加入NaOH溶液有无色气体产生；含有镁、铝两种金属C加入盐酸后，所得溶液中再加入少量NaOH溶液产生白色沉淀；含有金属镁D用盐酸溶解并放置一会儿后，加入KSCN溶液溶液呈红色；含有铁元素解析铝、铁、镁都可与盐酸反应产生无色气体，不能得出含铝、铁、镁三种金属的结论，A错误；铝、铁、镁三种金属中只有铝能与NaOH溶液反应产生无色气体，B错误；氢氧化镁与氢氧化铝均为白色沉淀，C错误；用盐酸溶解后生成的亚铁离子在空气中易被氧化成Fe3＋，加入KSCN溶液呈红色，D正确。答案D5．下列叙述正确的是()A．向氯化铝溶液中加入过量氨水反应的实质是Al3＋＋3NH3·3H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)B．存在于污水中的重金属离子，常用加入明矾等电解质的方法进行处理C．镁铝合金既可完全溶于过量盐酸又可完全溶于过量NaOH溶液D．依据铝热反应原理，能发生反应2Al＋3MgO高温,3Mg＋Al2O3解析B项中明矾只能使污水中的悬浮物沉降，不能除去重金属离子；C项中Mg不能溶于NaOH溶液；D项中Mg的金属性比Al强，故Al与MgO不能发生铝热反应。答案A6．下列由实验现象得出正确结论的是()选项实验现象结论A把相同大小的铝片和镁片分别投入相同浓度的NaOH溶液中：铝溶解有气泡产生，而镁没有任何变化铝的金属性比镁强B取一块铝箔，用酒精灯点燃：铝箔只熔化成液体而没有脱落铝不易燃烧C向氯化铵溶液中投入一铝片；铝片上产生大量气泡该气体是氨气D向氯化铝溶液中逐滴滴加NaOH溶液至过量：先产生白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，最后沉淀完全消失氢氧化铝能溶于强碱溶液解析金属性的强弱可根据金属与酸反应时金属失电子的能力强弱判断，而不是与碱反应，故A错误；没有脱落表明氧化铝的熔点高，故B错误；氯化铵溶液显酸性，与铝反应时放出氢气，故C错误；氯化铝和氢氧化钠溶液反应先生成氢氧化铝白色沉淀，氢氧化铝再和氢氧化钠溶液反应生成可溶性的偏铝酸钠，故D正确。答案D7．(2017·北京海淀区期末)铝自然形成的氧化膜易脱落。以硫酸为电解液，分别以石墨和铝材作阴、阳极材料，经过电解处理形成氧化铝膜，抗蚀能力强。其制备的简要流程如图所示。下列用来解释流程中反应的方程式不正确的是()A．碱洗目的是除去铝材表面的自然氧化膜：2OH－＋Al2O3=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2OB．碱洗时铝材表面会出现气泡：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑C．获得耐蚀铝材的电极反应：4Al－12e－＋3O2=2Al2O3D．用稀氨水洗去耐蚀铝材表面的酸：NH3·H2O＋H＋=NHeq\o\al(＋,4)＋H2O解析A．氧化铝能够溶于氢氧化钠，离子方程式为2OH－＋Al2O3=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O，正确；B.铝能够与氢氧化钠反应放出氢气，离子方程式为：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑，正确；C.电极反应方程式也要满足电荷守恒，4Al－12e－＋3O2=2Al2O3，电荷不守恒，错误；D.氨水是弱电解质，用化学式表示，离子方程式为NH3·H2O＋H＋=NHeq\o\al(＋,4)＋H2O，D正确；故选C。答案C8．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()A．NaOH溶液可以用氨水来代替B．溶液a中含有Al3＋、K＋、Cl－、Na＋、OH－C．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A项，氨水也沉淀Al3＋，不能代替NaOH溶液；B项，a中不含Al3＋；C项，b也含有KCl。答案D9．现有Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(aq)六种物质，它们之间有如图所示转化关系，图中每条线两端的物质之间都可以发生反应，下列推断中不合理的是()A．N一定是HCl(aq) B．X可能为Al或Cl2C．Y一定为NaOH(aq) D．Q、Z中的一种必定为Al2O3解析在Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(aq)中，只有NaOH(aq)能与Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3五种物质反应，对照图示转化关系，可知Y为NaOH(aq)。只有HCl(aq)能与Al、Al2O3、Al(OH)3、NaOH(aq)四种物质反应，对照图示转化关系可知N为HCl(aq)，故选项A、C正确；选项B，若X为Al，Al能与Cl2、HCl(aq)、NaOH(aq)三种物质反应，而图示给出的是与两种物质反应，所以X不可能是Al，但可能是Cl2；选项D，Al2O3既能与HCl(aq)反应，也能与NaOH(aq)反应，故Q、Z中的一种必定为Al2O3。答案B10．铝土矿的主要成分中含有氧化铝、氧化铁和二氧化硅等，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝。下列说法错误的是()eq\x(铝土矿)eq\o(→,\s\up7(盐酸),\s\do5(①))eq\x(a)eq\o(→,\s\up7(过量NaOH),\s\do5(②))eq\x(b)eq\o(→,\s\do6(③))eq\x(c)eq\o(→,\s\do6(④))eq\x(d)eq\o(→,\s\up7(电解),\s\do5())eq\x(Al)A．①中还需要进行过滤操作，滤渣为二氧化硅B．a、b中铝元素的存在形式不同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一定是氧化铝解析铝土矿加盐酸生成Al3＋和Fe3＋，二氧化硅不溶于盐酸，所以要过滤、分离出二氧化硅；滤液中加过量NaOH，Al3＋转化为AlOeq\o\al(－,2)、Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，过滤除去Fe(OH)3沉淀，向滤液中通入过量的二氧化碳，生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3分解生成Al2O3，最后电解熔融的Al2O3生成Al。由以上分析可知①、②中除加试剂外，还需要进行过滤操作，故A正确；a中为Al3＋，b中为AlOeq\o\al(－,2)，故B正确；③中需要把AlOeq\o\al(－,2)转化为Al(OH)3沉淀，要通入过量的二氧化碳，AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)，故C错误；根据上面分析可知④是Al(OH)3受热分解生成Al2O3，故D正确。答案C11．向等物质的量浓度的HCl、AlCl3、NH4Cl、MgCl2混合溶液中逐滴加入1mol·L－1的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。下列有关说法正确的是()A．在0～a段加入的NaOH溶液与NH4Cl反应B．在b～c段加入NaOH溶液发生反应的离子方程式为Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓C．在d～e段加入NaOH溶液发生反应的离子方程式为Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2OD．在滴加NaOH溶液全过程中主要粒子参与反应的先后顺序是H＋、Al3＋、Mg2＋、NHeq\o\al(＋,4)、Al(OH)3解析A项错误，加入的NaOH溶液应先与H＋反应；B项错误，由图像中耗用NaOH溶液的体积可知，在b～c段加入NaOH溶液发生反应的离子方程式为Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓；C项错误，在d～e段加入NaOH溶液发生反应的离子方程式为Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O；D项正确。答案D二、填空题12．利用铝灰(主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等)制备铝鞣剂[主要成分为Al(OH)2Cl]的一种工艺如下：(1)气体A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。铝灰在90℃水解生成A的化学方程式为_________________________________________。“水解”采用90℃而不在室温下进行的原因是______________________________________________________________________________。(2)“酸溶”时，Al2O3发生反应的离子方程式为__________________________________________________________________________________。(3)“氧化”时，发生反应的离子方程式为____________________________________________________________________________________。(4)“废渣”成分为________(填化学式)。(5)采用喷雾干燥而不用蒸发的原因是____________________________________________________________________________________。答案(1)AlN＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(90℃))Al(OH)3＋NH3↑加快AlN水解反应速率；降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出(2)Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O(3)2Fe2＋＋2H＋＋ClO－=2Fe3＋＋Cl－＋H2O(4)Fe(OH)3(5)防止Al(OH)2Cl水解生成Al(OH)313．氯化铝融盐电解法是以氯化铝为原料，以碱金属或碱土金属氯化物(含少量MgCl2、KCl、CaCl2)为电解质进行电解制取铝的方法。(1)氯化铝融盐电解法需要先制纯氧化铝。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含有少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料通过以下途径提纯氧化铝：eq\a\vs4\al(铝土矿)eq\o(→,\s\up7(过量X),\s\do5(过滤))eq\a\vs4\al(滤液甲)eq\o(→,\s\up7(过量Y),\s\do5(过滤))eq\a\vs4\al(滤液乙)eq\o(→,\s\up7(过量氨水),\s\do5(过滤))eq\a\vs4\al(AlOH3)eq\o(→,\s\up7(△))Al2O3①依次写出X、Y的成分________，________。②如右图所示在实验室中进行过滤，操作中的两处错误分别是__________________________；____________________________。(2)制备无水氯化铝的反应为：2Al2O3＋6Cl2eq\o(,\s\up7(△))4AlCl3＋3O2③为促进该反应的进行，实际生产中需加入焦炭，其原理是____________________。④加入焦炭后的化学反应可表示为Al2O3＋C＋Cl2eq\o(→,\s\up7(△))AlCl3＋X↑，为确定气体X是否为混合气体，某同学将X依次通过灼热的氧化铜和澄清的石灰水，再根据现象判断。该操作是否正确？(填正确、不正确或无法判断)________，请说明理由_________________________________________________。(3)现在工业上通常用电解熔融氧化铝方式制取铝，理论上生产1吨铝消耗的氧化铝的质量________(填“大于”、“小于”或“等于”)氯化铝质量。解析(1)①滤液乙能和氨水反应生成氢氧化铝沉淀，这说明滤液乙中含有铝离子，所以Y应该是盐酸。则滤液甲中含有AlOeq\o\al(－,2)和SiOeq\o\al(2－,3)，因此X是NaOH。氧化铁和氢氧化钠不反应，过滤得到氧化铁。硅酸钠和盐酸反应生成硅酸沉淀，过滤得氯化铝和盐酸的混合液，加入氨气即生成氢氧化铝沉淀。②根据装置图可知，该装置是过滤装置，因此主要的错误是没有使用玻璃棒引流，其次滤纸边缘高于漏斗边缘。(2)③因为在加热的条件下，碳与O2反应，生成CO或CO2，降低氧气的浓度，有利于反应正向进行。④由于在加热的条件下，CO能和氧化铜反应生成CO2，所以将生成气体先通过灼热的CuO粉末，若有CO就会生成CO2，这样就无法确定原来是否有CO2，所以是不正确的。(3)根据原子守恒可知，1mol氧化铝可以生成2mol氯化铝。1mol氧化铝的质量是102g,2mol氯化铝的质量是2mol×133.5g/mol＝267g，所以氧化铝的质量小于氯化铝的质量。答案(1)①NaOH溶液稀盐酸②没有使用玻璃棒引流滤纸边缘高于漏斗边缘(2)③碳与O2反应，有利于反应正向进行④不正确将生成气体先通过灼热的CuO粉末，若有CO就会生成CO2，这样就无法确定原来是否有CO2(3)小于14．某研究性学习小组为测定某含镁3%～5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数，设计了下列两种不同实验方案进行探究，请根据他们的设计回答有关问题。[探究一]实验方案：铝镁合金eq\o(→,\s\up7(NaOH溶液))测定剩余固体质量。问题讨论：(1)实验中发生反应的化学方程式是___________________。(2)若实验中称取5.4g铝镁合金粉末样品，投入VmL2.0mol/LNaOH溶液中，充分反应。则NaOH溶液的体积V≥___