高考化学一轮复习 第4章 材料家族中的元素 跟踪检测（十六）铝及其化合物 鲁科版.doc

跟踪检测（十六） 铝及其化合物1如表中，对陈述、的正确性及两者间因果关系的判断，完全正确的是()选项陈述陈述判断a铝制炊具最好不要盛放酸性或碱性较强的液体食物因为al和al2o3既可以与酸反应又可以与碱反应对，对，有b铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落铝箔对熔化的铝有较强的吸附作用对，对，有c海啸使水源发生污染可用明矾进行消毒和净化因为明矾水解生成al(oh)3胶体，具有吸附性对，错，无d铁或铝制成的槽车可以密封贮运浓硫酸或浓硝酸因为铁和铝不能与浓硫酸或浓硝酸反应错，对，无解析：选a因为al和al2o3既可以与酸反应，又可以与碱反应，故最好不要盛放酸性或碱性较强的液体食物，两者有因果关系，a正确；铝与氧气反应生成氧化铝，其熔点高，铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落，错，b错误；明矾中铝离子水解生成氢氧化铝胶体，胶体吸附水中的悬浮物而净化水，不能杀菌消毒，c错误；铁和铝与浓硫酸或浓硝酸发生钝化反应，d错误。2用含有少量mg的al片制取纯净的al(oh)3，下列操作中最恰当的组合是()加盐酸溶解加naoh溶液过滤通入过量co2生成al(oh)3加盐酸生成al(oh)3加过量氨水生成al(oh)3abc d解析：选c2al2oh6h2o=2al(oh)43h2，mg和naoh溶液不反应，过滤后向naal(oh)4溶液中通入过量co2生成al(oh)3沉淀，再过滤即得到al(oh)3。3.如图所示的装置中，把x溶液逐滴滴下与y物质反应，若x为浓硫酸，y为第3周期金属元素中常温下与水难反应的单质。z为品红溶液。实验中观察到z退色。则y为()ana bmgcal dmg或al解析：选b实验中品红溶液退色，说明反应中有so2产生，因为铝在常温下遇浓硫酸钝化，而钠是活泼的金属，极易与水反应，因此该金属是镁，b项正确。4(2018遵义航天高级中学模拟)镓(ga)与铝同主族，曾被称为“类铝”，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业制备镓的流程如图所示。下列判断不合理的是()aal、ga均处于第a族bga2o3可与盐酸反应生成gacl3cga(oh)3可与naoh溶液反应生成naga(oh)4d由流程图可知酸性：al(oh)3ga(oh)3解析：选d镓(ga)与铝同主族，均位于第a族，a项正确；ga2o3与al2o3的性质具有相似性，可与盐酸反应生成gacl3，b项正确；ga(oh)3与al(oh)3的性质相似，属于两性氢氧化物，能与naoh溶液反应生成naga(oh)4，c项正确；化学反应遵循强酸制弱酸原理，在naal(oh)4和naga(oh)4的混合溶液中通入co2，有al(oh)3生成，而无ga(oh)3生成，可能是ga(oh)3酸性强于碳酸，则酸性：al(oh)3ga(oh)3，d项错误。5(2018石家庄二中月考)下列实验过程中产生沉淀的物质的量(y)与加入试剂的物质的量(x)之间的关系正确的是()a甲向alcl3溶液中逐滴加入naoh溶液至过量且边滴边振荡b乙向naal(oh)4溶液中滴加稀盐酸至过量且边滴边振荡c丙向nh4al(so4)2溶液中逐滴加入naoh溶液直至过量d丁向naoh、ba(oh)2、naal(oh)4的混合溶液中逐渐通入co2至过量解析：选c向alcl3溶液中逐滴加入naoh溶液至过量且边滴边振荡，先产生al(oh)3沉淀：alcl33naoh=al(oh)33nacl，继续滴加naoh溶液，al(oh)3和naoh溶液反应，生成四羟基合铝酸钠，沉淀溶解：naohal(oh)3=naal(oh)4，所以沉淀量达到最大时消耗naoh和沉淀完全溶解时消耗naoh的物质的量之比为31，a项错误；向naal(oh)4溶液中滴加稀盐酸，开始阶段先产生al(oh)3沉淀，发生反应：al(oh)4h=al(oh)3h2o，随着盐酸的逐滴加入，沉淀开始溶解，发生反应：al(oh)33h=al33h2o，所以沉淀量达到最大消耗的hcl和沉淀完全溶解消耗的hcl的物质的量之比是13，b项错误；向nh4al(so4)2溶液中逐滴加入naoh溶液，开始滴加naoh溶液发生反应：al33oh=al(oh)3，先产生al(oh)3沉淀，当al3沉淀完全后，发生反应：nhoh=nh3h2o，此时沉淀al(oh)3的量不变，最后继续滴加naoh溶液，发生反应：al(oh)3oh=al(oh)4，al(oh)3沉淀溶解，沉淀量达到最大、沉淀量不变和沉淀完全溶解消耗naoh的物质的量之比为311，故c项正确；向naoh、ba(oh)2、naal(oh)4的混合溶液中逐渐通入co2至过量，先发生反应：ba(oh)2co2=baco3h2o，产生沉淀，然后发生反应：co22naoh=na2co3h2o，此时沉淀的量不变，再发生反应：2naal(oh)4co2=2al(oh)3na2co3h2o，产生沉淀，然后又发生反应：coh2oco2=2hco，沉淀量不变，最后又发生反应：baco3h2oco2=ba(hco3)2，沉淀部分溶解，d项错误。6(2018长沙一模)将铝粉与某铁的氧化物feo2fe2o3粉末配制成铝热剂，分成两等份。一份直接放入足量的烧碱溶液中，充分反应后放出气体在标准状况下的体积为3.92 l；另一份在高温下恰好反应完全，反应后的混合物与足量的盐酸反应后，放出的气体在标准状况下的体积为()a2.80 lb3.92 lc5.60 l d7.84 l解析：选a混合物放入naoh溶液中，al与naoh发生反应：2al2naoh6h2o=2naal(oh)43h2，n(al)0.117 mol。另一份发生反应：14al3feo2fe2o3=7al2o315fe，得n(fe)0.117 mol0.125 mol,1 mol fe与盐酸反应生成1 mol h2，则v(h2)0.125 mol22.4 lmol12.80 l。7现有alcl3和mgso4混合溶液，向其中不断加入naoh溶液，得到沉淀的量与加入naoh溶液的体积如下图所示。原溶液中cl与so的物质的量之比为()a13 b23c61 d31解析：选coa上升的直线表示al(oh)3和mg(oh)2沉淀的生成，ab下降的直线表示al(oh)3沉淀溶解，b点表示al(oh)3完全溶解。ab段完全溶解al(oh)3消耗naoh 0.1 l，则al3生成al(oh)3消耗naoh 0.3 l，沉淀mg2消耗naoh 0.1 l，因而n(alcl3)n(mgso4)21，所以，n(cl)n(so)61。8化学小组为分析某铝合金组成，用足量稀硝酸将合金溶解，用naoh溶液调ph，在ph为3.4时开始出现沉淀，在ph为5、9时分别过滤沉淀，继续滴加naoh无沉淀析出。下列说法错误的是()a在ph为9时过滤所得沉淀为cu(oh)2b该合金中还含有金属铁c该合金的成分为al和cud等量铝合金分别与足量的硫酸溶液或氢氧化钠溶液反应得到的氢气一样多解析：选b铝合金用足量稀硝酸溶解，加入naoh调ph，在ph为3.4时开始出现沉淀，由图像可知，合金中不含fe，在ph为5时过滤出的是al(oh)3沉淀，在ph为9时过滤出的是cu(oh)2沉淀，继续滴加无沉淀析出，则合金中不含金属mg。a项，在ph为9时过滤出的是cu(oh)2沉淀，正确；b项，合金中不含fe，错误；c项，由以上分析可知，该合金中含有al和cu，正确；d项，合金中只有al与naoh和h2so4反应，等量的al得到的h2一样多，正确。9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()ax为naoh溶液，y为盐酸bab发生的反应为al(oh)4h=al(oh)3h2ocbcal的反应条件分别为：加热、电解da、b、c既能与酸又能与碱反应解析：选da项，在铁粉和铝粉混合物中加入试剂x，过滤得到铁，试剂x能溶解铝不能溶解铁，x为naoh溶液，a为naal(oh)4溶液，naal(oh)4和适量盐酸反应生成al(oh)3沉淀，x为naoh溶液，y为盐酸，正确；b项，a为naal(oh)4溶液，b为al(oh)3，ab发生的反应为al(oh)4h=al(oh)3h2o，正确；c项，b为al(oh)3，al(oh)3受热分解生成al2o3和水，电解al2o3生成铝和氧气，正确；d项，b为al(oh)3，c为al2o3，均既能与酸又能与碱反应，a为naal(oh)4溶液，只能和酸反应，不能和碱反应，错误。10氮化铝(aln)是一种综合性能优良的陶瓷材料，能缓慢水解，不耐酸碱腐蚀。某化学实验小组在实验室制备aln并测定产品纯度，设计实验如下。请回答：.制备aln(1)实验时，以空气为原料制备aln。按气流从左向右的方向，上述装置的正确连接顺序为j_i(填仪器接口字母编号)。(2)上述装置中，需要检漏的仪器名称为_。(3)试剂x的作用为_。(4)装置d中发生反应的化学方程式为_。.测定产品纯度(5)设计实验证明装置d的产品中含有al单质：_。(6)测定产品纯度：取装置d中产品4.37 g，加入足量naoh浓溶液，充分反应后，通入水蒸气，将生成的气体全部赶出，用v1 ml c1 moll1的盐酸吸收；以酚酞作指示剂，用c2 moll1的naoh标准溶液滴定过量的盐酸，达到滴定终点时，消耗v2 ml naoh标准溶液。则：达到滴定终点的现象为_。产品中aln的质量分数为_(列出计算式即可)。解析：.(1)高温下，空气中的co2、o2和h2o(g)会干扰实验，应先用naoh溶液除去co2，再用浓硫酸除去水蒸气，最后用还原铁粉除掉o2，进而使n2与al在高温环境中反应，最后用碱石灰防止空气进入装置d，避免产品变质。(2)该实验装置中的分液漏斗需要检漏。(3)由题中信息知，装置c中naoh溶液的作用是吸收空气中的co2，装置a中还原铁粉的作用为除去o2，故装置b中试剂x为浓硫酸，其作用是干燥n2，避免水蒸气进入装置a中与还原铁粉反应。(4)装置d为制取aln的装置，其反应的化学方程式为2aln22aln。.(5)向装置d中的产品中加入稀硫酸，aln与稀硫酸反应生成al2(so4)3和(nh4)2so4；al与稀硫酸反应生成al2(so4)3和h2，检验h2的生成即可检验产品中是否有al单质。(6)强碱滴定强酸时，以酚酞为指示剂，当溶液由无色变为浅红色时，说明达到滴定终点。aln与naoh溶液反应生成naal(oh)4和nh3，根据元素守恒可得关系式：alnnh3，用过量盐酸吸收nh3气体有关系式：hclnh3，再用naoh滴定剩余盐酸，则有关系式：naohhcl，根据上述关系式可得n(aln)n(hcl)n(naoh)，代入数据计算可得产品中aln的质量分数。答案：(1)fedcabgh(2)分液漏斗(3)吸收空气中的水蒸气，避免其与还原铁粉反应干扰实验(其他合理答案也可)(4)2aln22aln(5)取d中少量产品于试管中，加入足量稀硫酸，有无色、无味的可燃性气体生成，则产品中含有al单质(其他合理答案也可)(6)滴入最后一滴naoh标准溶液时，溶液恰好从无色变为浅红色，且半分钟内不变色100%(其他合理答案也可)11(2018安徽师大附中段考)用铝土矿(含30% sio2、40.8% al2o3和少量fe2o3等)制取铝硅合金材料有湿法、干法等方法，其中干法制备的工艺流程如下：(1)若湿法处理铝土矿，用强酸浸取时，所得溶液中阳离子有_。(2)焙烧除铁的反应为4(nh4)2so4fe2o3,2nh4fe(so4)23h2o6nh3(al2o3部分发生类似反应)。氧化物转化为硫酸盐的转化率与温度的关系如图，最适宜的焙烧温度为_。(3)操作包括加水溶解、_。(4)用焦炭还原sio2、al2o3会产生中间体sic、al4c3。写出高温下al4c3与al2o3反应生成铝单质的化学方程式：_。(5)铝硅合金材料中若含铁，会影响其抗腐蚀性，原因是_。(6)不计损失，投入1 t铝土矿，当加入54 kg纯铝后，铝硅合金中mn_。解析：铝土矿加(nh4)2so4焙烧，fe2o3转化为nh4fe(so4)2，同时生成氨气，加水溶解、过滤，滤渣为sio2和al2o3，用焦炭在高温条件下还原sio2、al2o3得到铝硅熔体，再加纯铝搅拌，得到铝硅合金。(1)铝土矿中的氧化铝和氧化铁能溶于强酸生成al3、fe3，另外还有剩余的h，所以溶液中的阳离子有al3、fe3、h。(2)焙烧除铁时尽可能使氧化铁的转化率升高，并使氧化铝的转化率降低，由图可知在300 时，氧化铁转化为硫酸盐的转化率很高，而氧化铝转化为硫酸盐的转化率最低，所以最适宜的焙烧温度为300 。(3)由流程分析可知，操作包括加水溶解、过滤。(4)在高温条件下，al4c3与al2o3反应生成al和co，其反应的化学方程式为al4c3al2o36al3co。(5)al、fe形成原电池，al的活泼性比fe强，作负极，被腐蚀，所以铝硅合金材料中若含铁，容易发生电化学腐蚀。(6)已知铝土矿中含30% sio2、40.8% al2o3，不考虑损失，投入1 t铝土矿，加入54 kg纯铝，则得到的铝硅合金中al元素的总质量为1 000 kg40.8%54 kg270 kg，si元素的总质量为1 000 kg30%140 kg，则铝硅合金中mn21。答案：(1)al3、fe3、h(2)300 (3)过滤(4)al4c3al2o3高温,6al3co(5)铁与铝形成原电池，加快了铝的腐蚀(6)2112某冶金厂的矿渣含有较多的al2o3、fe2o3、mgo、sio2，现欲进行综合利用以提取氧化铝、氧化镁、氧化铁作为工业原料，其设计的工艺流程如下：已知：氧化镁与水反应生成氢氧化镁；硅酸的酸性比氢氧化铝强。饱和氯化铵溶液的ph约为5，氢氧化镁开始沉淀至沉淀完全的ph范围：9.012.0。氢氧化铁开始沉淀至沉淀完全的ph范围：2.74.0。(1)写出过程中氧化铝发生反应的化学方程式：_。(2)过程的名称是_，产品乙的俗名是_。(3)过程中所用适量的b是一种气体，b是_(填化学式)，过程中所发生的反应的离子方程式为_。(4)残渣甲用饱和氯化铵溶液能部分溶解的原因是_(结合平衡表达式，用化学平衡理论解释)。(5)取适量溶液丙，加入过量盐酸并过滤除去沉淀，再用惰性电极电解滤液，一段时间后，在阴极区有沉淀生成，最后沉淀消失。电解时生成沉淀的化学方程式为_。解析：矿渣粉碎后与纯碱混合熔融，al2o3、sio2分别生成四羟基合铝酸钠、硅酸钠。产品乙是红棕色固体，应是fe2o3。根据已知信息mgo溶于水转化为mg(oh)2，即残渣甲是fe2o3和mg(oh)2的混合物。用饱和氯化铵溶液溶解，mg(oh)2转化为氯化镁，过滤后与氢氧化钠反应生成mg(oh)2沉淀，灼烧得到mgo，产品甲是mgo。溶液丙中含有硅酸钠和四羟基合铝酸钠，通入适量co2，因为硅酸的酸性比al(oh)3强，则优先生成al(oh)3沉淀，灼烧得到氧化铝。(1)根据以上分析可知过程中氧化铝发生的反应类似sio2与na2co3的反应。(2)mg(oh)2和fe2o3不溶于水，则过程的名称是溶解、过滤；fe2o3的俗名是铁红。(4)氢氧化镁中存在溶解平衡：mg(oh)2(s)mg2(aq)2oh(aq)，氯化铵电离出的nh能与oh结合，生成一水合氨，使oh降低，则平衡右移，从而溶解氢氧化镁。(5)取适量溶液丙，加入过量盐酸，硅酸钠转化为硅酸沉淀，过滤除去沉淀，然后用惰性电极电解滤液，阳极氯离子放电，阴极氢离子放电，电解时生成沉淀的化学方程式为2alcl36h2o2al(oh)33h23cl2。答案：(1)al2o3na2co34h2o高温,2naal(oh)4co2(2)溶解、过滤铁红(3)co2co22al(oh)4=2al(oh)3coh2o(4)mg(oh)2(s)mg2(aq)2oh(aq)，氯化铵中nh能与oh反应，oh降低，平衡右移(5)2alcl36h2o通电,2al(oh)33h23cl213硼是第a族元素，单质硼在加热条件下能与多种非金属反应。某同学欲利用氯气和单质硼反应制备三氯化硼。已知bcl3的沸点为12.5 ，熔点为107.3 ，遇水剧烈反应。(1)选用如图所示的装置(可以重复选用)进行实验，装置依次连接的合理顺序为_。(2)图中g管的作用是_，装置e的作用是_。(3)开始实验时，先点燃_(填“a”或“c”)处的酒精灯。(4)请写出bcl3遇水变质的化学方程式：_。(5)硼酸是一元弱酸，其钠盐化学式为nab(oh)4，则硼酸在水中的电离方程式是_。(6)实验完成后，某同学向f(溶液中含有0.05 moll1 naclo、0.05 moll1 nacl、0.1 moll1 naoh)中滴加品红溶液，发现溶液退色。现设计实验探究溶液