2019_2020学年高中化学第4章第2节第1课时铝与铝合金练习（含解析）鲁科版必修.docx

第1课时铝与铝合金A组基础巩固1.实验室用Al2(SO4)3制取Al(OH)3,最合适的试剂是()A.NaClB.H2SO4C.NH3H2OD.KNO3解析Al2(SO4)3与氨水反应可生成Al(OH)3沉淀,故C项正确。答案C2.铝能用于冶炼难熔的金属如Fe、Mn等,这是因为铝()A.具有两性B.导电性好C.熔点低D.具有还原性,且冶炼反应中放出大量的热解析铝能用于冶炼难熔金属,首先是因为铝的性质比这些难熔的金属活泼,还原性强;其次是铝能与难熔金属的氧化物组成铝热剂,在冶炼反应中放出大量的热,使被置换出的金属呈现熔融状态而分离出来。答案D3.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()A.MgO、Al2O3的熔点很高,可制作耐高温材料,工业上也可电解氧化物冶炼对应的金属B.明矾溶于水形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物,可用于水的净化C.铜能与氯化铁溶液反应,该反应可以用于印刷电路板的制作D.铝比铁活泼,但铝制品比铁制品在空气中耐腐蚀解析MgO、Al2O3的熔点很高,可制作耐高温材料,工业上制备金属镁是电解熔融氯化镁,制备金属铝是电解熔融的氧化铝,A项错误;明矾KAl(SO4)212H2O中的Al3+在水溶液中可生成Al(OH)3胶体,具有吸附悬浮杂质的作用,可用于水的净化,B项正确;铜能与氯化铁溶液发生反应:Cu+2Fe3+2Fe2+Cu2+,可以用于制作印刷电路板,C项正确;铝表面存在致密的氧化膜,可以保护铝不被进一步腐蚀,D项正确。答案A4.用铝箔包装0.1 mol金属钠,用针在铝箔上扎一些小孔,放入水中,完全反应后,用排水法收集产生的气体,则收集到的气体为()A.O2和H2的混合气体B.0.05 mol H2C.小于0.05 mol的H2D.大于0.05 mol 的H2解析根据化学反应2Na+2H2O2NaOH+H2知,0.1 mol Na和水反应生成氢气的物质的量为0.05 mol,根据2Al+2NaOH+6H2O2NaAl(OH)4+3H2知,NaOH还能与Al反应生成氢气,所以最终得到氢气的物质的量大于0.05 mol,故D项正确。答案D5.甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 molL-1的盐酸和氢氧化钠溶液,向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,反应结束后所生成的气体体积比为12,则加入的铝粉的质量为()A.5.4 gB.3.6 gC.2.7 gD.1.8 g解析据反应方程式:2Al+6H+2Al3+3H2,2Al+2OH-+6H2O2Al(OH)4-+3H2。首先分析铝与酸、碱反应时谁过量:若酸、碱均足量(或过量),则它们分别与等质量的铝反应时产生等体积的氢气,而实际产生H2的体积比为12,这表明与酸反应时铝过量,与碱反应时铝不足。据此可根据反应中酸的量求出与Al反应产生的H2为0.15 mol;根据反应不足量的Al与足量的NaOH反应产生的H2为0.30 mol,从而求出加入的Al为0.20 mol,即5.4 g。答案A6.向甲溶液中加入(或通入)乙溶液(或气体),生成沉淀的质量与加入(或通入)乙的关系符合右图的是()A.向硫酸铝溶液中通入氨气B.向NaAl(OH)4溶液中滴加盐酸C.向澄清石灰水中通CO2D.向硫酸铝溶液中滴加氢氧化钠溶液解析向NaAl(OH)4溶液中滴加盐酸先生成Al(OH)3沉淀,再滴加盐酸,沉淀溶解生成Al3+,生成沉淀、溶解沉淀所需盐酸的物质的量之比为13,故B正确。答案B7.所谓合金,就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔化状态下形成的一种熔合物,根据下列四种金属的熔沸点:NaCuAlFe熔点/97.51 0836601 535沸点/8832 5952 2003 000你判断其中不能形成合金的是()A.Cu和AlB.Fe和CuC.Fe和NaD.Al和Na解析合金是不同种金属在熔化状态下形成的一种熔合物,即两种金属都成为液态时进行混合。A.铜的熔点低于铝的沸点,两种金属能够形成合金;B.铁的熔点低于铜的沸点,两种金属能够形成合金;C.由于金属钠的沸点较低,铁的熔点高于钠的沸点,在铁熔化时温度达1 535 ,而此时金属钠已变成气态,无法完成液态时混合,故钠和铁不能形成合金,故C选项符合题意;D.铝的熔点低于钠的沸点,两种金属能够形成合金。答案C8.导学号50534139铝分别与足量的稀硫酸和氢氧化钠溶液反应,当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时,反应中消耗的H2SO4和NaOH物质的量之比为()A.14B.23C.32D.41解析令生成的氢气的物质的量为3 mol,则:2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H23 mol3 mol2Al+2NaOH+6H2O2NaAl(OH)4+3H22 mol3 mol答案C9.下列说法正确的是()A.Al2O3难溶于水,不跟水反应,所以它不是Al(OH)3对应的氧化物B.因为Al2O3是金属氧化物,所以它是碱性氧化物C.Al2O3能与所有的酸碱溶液反应D.Al2O3常用于制造耐火坩埚,但氧化铝坩埚不可以用于熔融NaOH解析氢氧化铝对应的氧化物是铝元素对应的氧化物,为Al2O3,故A项错误;氧化铝与强酸、强碱都能反应,是两性氧化物,故B项错误;氧化铝与强酸、强碱都能反应,但不能与弱碱反应,故C项错误;由于氧化铝能与强碱反应,因此氧化铝坩埚不可以用于熔融NaOH,故D项正确。答案D10.工业上从铝土矿(主要成分是Al2O3xH2O、SiO2、Fe2O3等)提取纯Al2O3做冶炼铝的原料,提取时操作过程如图,图中操作错误的是()A.B.C.D.解析铝土矿灼烧除去结晶水,灼烧后的不挥发物质中加入过量的盐酸,Al2O3、Fe2O3溶解成铝盐、铁盐,过滤除去不溶的杂质二氧化硅等,溶液中含有过量的盐酸,向的滤液中加入过量氢氧化钠使铝盐变成NaAl(OH)4,而铁离子转化为氢氧化铁沉淀,过滤除去,滤液中含有过量的氢氧化钠,向的滤液中加入过量盐酸,溶液中NaAl(OH)4、氢氧化钠转化为氯化铝、氯化钠,不能生成氢氧化铝沉淀,应通入二氧化碳,可得氢氧化铝沉淀,故错误;氢氧化铝沉淀灼烧分解生成氧化铝,干燥不能使氢氧化铝分解,故错误。答案A11.查阅有关资料知:金属铝与氢氧化钠溶液反应实际是分以下两步进行:第一步:2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2第二步:Al(OH)3+NaOHNaAl(OH)4试回答下列问题:(1)书写金属铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式:。(2)判断两步反应的反应类型:第一步属,第二步属(用四种基本反应类型答题)。(3)请分析,金属铝与氢氧化钠溶液的反应中氧化剂是,还原剂是。解析根据题中信息,Al和NaOH溶液的反应中H2O是氧化剂,Al是还原剂。答案(1)2Al+6H2O+2OH-2Al(OH)4-+3H2(2)置换反应化合反应(3)H2OAl12.铝热反应的化学方程式为2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe。某同学对铝热反应的现象有这样的描述:反应放出大量的热并发出耀眼的光芒,纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中。查阅化学手册知,Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔沸点数据如下:物质AlAl2O3FeFe2O3熔点/6602 0541 5351 462沸点/2 4672 9802 750(1)该同学推测,铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。这种推测有一定的道理,理由是。(2)设计一个简单的实验方案,证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是,当观察到现象时,说明熔融物中含有金属铝,反应的离子方程式为。(3)实验室溶解该熔融物,最好选用下列试剂中的(填入正确选项前的字母)。A.浓硫酸B.稀硫酸C.稀硝酸D.氢氧化钠溶液解析(1)根据表中的数据可以看出,金属铝的沸点比铁的低,当金属铁是液态时,金属铝也是液态,所以铝热反应得到的是金属铁和金属铝的混合物。(2)金属铝能与氢氧化钠溶液反应放出氢气而金属铁与氢氧化钠溶液不反应,反应实质是:2Al+2OH-+6H2O2Al(OH)4-+3H2,可以用氢氧化钠溶液证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。(3)既能与金属铁反应又能与金属铝反应的物质是稀硫酸,并且获得的产物无污染;浓硫酸在常温下可以与金属铝发生钝化反应;稀硝酸可以与金属反应产生有毒的一氧化氮气体;氢氧化钠只与金属铝反应而与金属铁不反应,故选B。答案(1)金属铝的沸点比铁低(2)氢氧化钠溶液有气泡产生2Al+2OH-+6H2O2Al(OH)4-+3H2(3)B13.导学号50534140有一透明溶液,已知其中可能含有Fe3+、Mg2+、Cu2+、Al3+、NH4+,加入一种淡黄色粉末状固体,加热有刺激性气味的气体放出,同时生成白色沉淀。当加入0.4 mol淡黄色粉末时,产生气体0.3 mol,继续加入淡黄色粉末时,产生无刺激性气味的气体,且加入淡黄色粉末时产生白色沉淀的量如下图所示。根据题意回答下列问题:(1)淡黄色粉末为(填名称)。(2)溶液中肯定有离子,肯定没有离子。(3)溶液中离子的物质的量之比为。(4)写出下列方程式:淡黄色粉末与水反应的化学方程式:。有刺激性气味的气体产生的离子方程式:。沉淀部分减少时的离子方程式:。解析淡黄色粉末一定是Na2O2,产生有刺激性气味的气体和白色沉淀,则一定含有NH4+,不含Cu2+、Fe3+。由反应图像知肯定含有Mg2+和Al3+。由产生沉淀的物质的量可知含有Mg2+ 0.2 mol,含Al3+ 0.1 mol;因有关系式2Na2O2O2,所以0.4 mol Na2O2共产生O2 0.2 mol,则产生NH3 0.1 mol。所以溶液中NH4+、Mg2+、Al3+的物质的量之比为0.1 mol0.2 mol0.1 mol=121。答案(1)过氧化钠(2)NH4+、Mg2+、Al3+Cu2+、Fe3+(3)c(NH4+)c(Mg2+)c(Al3+)=121(4)2Na2O2+2H2O4NaOH+O2NH4+OH-NH3+H2OAl(OH)3+OH-Al(OH)4-B组能力提升1.双羟基铝碳酸钠是医疗上常用的一种抑酸剂,其化学式是NaAl(OH)2CO3。关于该物质的说法正确的是()A.该物质属于两性氢氧化物B.该物质是Al(OH)3和Na2CO3的混合物C.1 mol NaAl(OH)2CO3最多可消耗3 mol H+D.该药剂不适合于胃溃疡患者服用解析双羟基铝碳酸钠属于盐类,所以A项错误;它是一种化合物,属于纯净物,不是混合物,所以B项错误;1 mol NaAl(OH)2CO3最多可消耗4 mol H+,所以C项错误;由于双羟基铝碳酸钠能与胃酸反应放出CO2气体,故不适合于胃溃疡患者服用,所以D项正确。答案D2.下列各组物质,前者逐滴滴加到后者中直至过量,先出现白色沉淀,后来沉淀又消失的是()A.H2SO4溶液滴入NaAl(OH)4溶液中B.Ba(OH)2溶液滴入Al2(SO4)3溶液中C.Al2(SO4)3溶液滴入NaOH溶液中D.氨水滴入Al2(SO4)3溶液中解析A项:向NaAl(OH)4溶液中滴加H2SO4溶液先生成Al(OH)3沉淀,继续滴加H2SO4溶液,则沉淀溶解。B项:加入过量Ba(OH)2溶液,沉淀不能全部溶解。C项:向NaOH溶液中滴加Al2(SO4)3溶液开始不生成沉淀,继续滴加Al2(SO4)3溶液生成Al(OH)3沉淀。D项:加入过量氨水生成的Al(OH)3不溶解。答案A3.在V L Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水,过滤得沉淀,然后在高温中灼烧沉淀最后得白色固体m g,则溶液中SO42-的物质的量浓度是()A.m27V molL-1B.2m27V molL-1C.3m54V molL-1D.m34V molL-1解析依题意,最后所得固体为Al2O3,其物质的量为m102 mol,原V L Al2(SO4)3溶液中含SO42-的物质的量是m231022mol,c(SO42-)=m34V molL-1。答案D4.把铝粉和氧化铁粉配成铝热剂,分为两等份,一份在高温下恰好完全反应后,再与足量盐酸反应,另一份直接放入足量的烧碱溶液中充分反应,前后两种情况下生成的气体质量之比是()A.32B.23C.11D.289解析根据化学方程式2Al+Fe2O32Fe+Al2O3,Fe+2HClFeCl2+H2;2Al+2NaOH+6H2O2NaAl(OH)4+3H2,可知选项B正确。答案B5.将物质的量相等的硫酸铝和硫酸铵溶于水形成V mL混合溶液,向混合溶液中逐滴加入某氢氧化钠溶液(其物质的量浓度为混合溶液中两溶质的物质的量浓度之和),直至过量。下列表示氢氧化钠溶液加入的体积(x)与溶液中沉淀物的量(y)的关系示意图中正确的是()解析假定溶液中含有Al2(SO4)3、(NH4)2SO4的物质的量分别为1 mol。关键弄清楚反应顺序,开始滴加NaOH发生反应为Al3+3OH-Al(OH)3,沉淀增大,当Al3+沉淀完全时需加入6 mol OH-,即加入6 mol NaOH,生成Al(OH)3 2 mol,达最大值。然后发生反应NH4+OH-NH3H2O;NH4+完全反应时需加入2 mol OH-,即加入2 mol NaOH,沉淀氢氧化铝的量不变。最后继续滴加NaOH,2 mol Al(OH)3溶解,发生反应Al(OH)3+OH-Al(OH)4-,由方程式可知要使2 mol Al(OH)3完全溶解,需再加入2 mol NaOH。三阶段消耗NaOH的物质的量之比为6 mol2 mol2 mol=311,三阶段消耗NaOH溶液的体积比为311。A.由分析可知,开始滴加NaOH,立刻生成沉淀,沉淀达最大后,即铝离子完全反应,继续滴加NaOH,氢氧根与铵根离子反应,沉淀不变,当铵根离子反应完毕,加入的氢氧根与氢氧化铝反应,沉淀溶解,至最后消失,三阶段消耗NaOH溶液的体积比为311,图像A符合,故A正确。答案A6.铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与强酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出H2的金属,就铝的这一特殊性质回答下列问题:(1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应,所得H2的体积之比是;(2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中,产生H2的体积之比是;(3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中,二者产生的H2相等,则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是;(4)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 molL-1的盐酸和NaOH溶液,向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,反应结束后,测得生成的气体体积比为V(甲)V(乙)=12,则加入铝粉的质量为。A.5.4 gB.3.6 gC.2.7 gD.1.8 g解析铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应的化学方程式分别为2Al+6HCl2AlCl3+3H2,2Al+2NaOH+6H2O2NaAl(OH)4+3H2。(1)通过化学方程式可以看出,等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应,金属铝完全反应,所以生成氢气的物质的量相等,即所得H2的体积之比是11。(2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中,氢氧化钠和盐酸是不足的,通过化学方程式可以看出,1 mol的HCl会生成0.5 mol的氢气,1 mol的氢氧化钠会生成1.5 mol的氢气,所以产生H2的体积之比是13。(3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中,二者产生的H2相等,通过化学方程式可以看出,生成1 mol的氢气需要HCl 2 mol,需要氢氧化钠23 mol,所以HCl和NaOH的物质的量浓度之比是31。(4)盐酸和NaOH溶液中的溶质的物质的量均为0.1 L3 molL-1=0.3 mol,通过化学方程式可以看出,测得生成的气体体积比为V(甲)V(乙)=12,所以生成的氢气的物质的量之比是12,由于生成H2的物质的量不相等,说明铝和盐酸反应时铝是过量的,铝和氢氧化钠溶液反应时铝是不足量的。设铝与盐酸完全反应时,生成的氢气的物质的量为x2Al+6HCl2AlCl3+3H22630.3 molx60.3mol=3x,x=0.15 mol所以氢氧化钠和铝反应生成的氢气的物质的量为0.15 mol2=0.3 mol,设与NaOH溶液反应的铝的物质的量为y,则2Al+2NaOH2NaAlO2+3H223y0.3 mol2y=30.3mol,y=0.2 mol所以铝的质量为0.2 mol27 gmol-1=5.4 g。答案(1)11(2)13(3)31(4)A7.准确称取6 g铝土矿样品(含Al2O3、Fe2O3、SiO2)放入盛有100 mL 某浓度H2SO4溶液的烧杯中,充分反应后过滤,向滤液中加入10 molL-1的NaOH溶液,产生的沉淀质量m与加入的NaOH溶液的体积V的关系如图所示。(1)H2SO4溶液的物质的量浓度为;(2)若A=2.3,用于沉淀Fe3+消耗NaOH的体积是 mL,铝土矿中各组成成分的质量分数:Al2O3为,Fe2O3为,SiO2为;(3)A值的范围应是,在这个范围内,A值越大,的质量分数越小。解析(1)由题中图示可知,NaOH溶液加至35 mL时,Al3+、Fe3+全部沉淀,此时溶液中只存在N