苏教版必修1 专题3第一单元 从铝土矿到铝合金 作业.doc

专题3从矿物到基础材料第一单元从铝土矿到铝合金 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(so4)212h2o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)212h2o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: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naoh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 moll-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 moll-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 知,nal(oh)3=n(naalo2)=n(hcl)=0.05 mol,mal(oh)3=0.05 mol78 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(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)l5 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) l5 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 0.2 mol,合金中镁的质量为0.2 mol24 g/mol=4.8 g,铝的质量=0.1 mol27 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)=0.16l5 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 mol0.1 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,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 mol;1 l 1.25 mol/l硫酸溶液中硫酸的物质的量=1 l1.25 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.na2co3、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 moll-1 alcl3和0.3 moll-1 nh4cl的混合液1 l中加入0.1 moll-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-nh3h2o,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 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+3h2100%偏高方案2(1)mg、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为 ;溶液d中通入过量co2生成沉淀f的离子方程式为 。解析:(1)分离不溶于水的固体和液体,可用过滤的方法,需要用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯。(2)铝土矿加过量盐酸溶解,mgo、fe2o3、al2o3和hcl反应溶解,反应方程式分别为:mgo+2hclmgcl2+h2o,fe2o3+6hcl2fecl3+3h2o,al2o3+6hcl2alcl3+3h2o,而sio2不与盐酸反应,所以沉淀b为不溶物sio2;滤液a中含有的阳离子有fe3+、al3+、mg2+、h+,加入过量烧碱,氢离子和氢氧化钠反应生成水,镁离子、铁离子和铝离子都和氢氧化钠反应生成氢氧化物沉淀,氢氧化铝易溶于氢氧化钠溶液中