第三章第2讲铝及其化合物.doc

第三章 第二讲 铝及其化合物一、选择题1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()A稀硝酸B稀盐酸C硝酸铜 D氢氧化钠2美、德两国成功合成具有化学特性的氢铝化合物(AlH3)n，关于氢铝化合物的推测不正确的是()A氢铝化合物与水反应生成氢氧化铝和氢气B氢铝化合物中铝显3价，氢显1价C铝与水蒸气高温下反应生成氢铝化合物D氢铝化合物具有强还原性3若在加入铝粉能放出氢气的溶液中，下列各组离子可能共存的是()ANH、NO、CO、NaBNa、Ba2、Mg2、HCOCNO、K、AlO、OH DNO、Ca2、K、Cl4一种新型净水剂PAFC聚合氯化铁铝，化学式为AlFe(OH)nCl6nm，n5，m10，广泛用于生活用水的净化和废水的净化，有关PAFC的说法正确的是()APAFC用于净化饮用水时，可以除去水中所有的有害物质BPAFC中铁显2价CPAFC可看做一定比例的氯化铝和氯化铁的水解产物DPAFC在强酸性或强碱性溶液中都能稳定存在5将氯化铝溶液和氢氧化钠溶液等体积混合，得到的沉淀物中铝元素的质量与溶液中所含铝元素的质量相等，则原氯化铝溶液和氢氧化钠溶液的物质的量浓度之比可能是()A13 B32C14 D276双选题下列各组溶液中，只用试管和胶头滴管，不用其他任何试剂就可以鉴别的是()AKOH和Al2(SO4)3B稀盐酸和Na2CO3CCaCl2和Na2CO3DBa(OH)2和NaHSO47向0.1 L浓度均为0.1 mol/L的NaOH和NaAlO2混合溶液中逐滴加入同浓度的盐酸。下列图像正确的是()8有200 mL氯化镁和氯化铝混合液，其中c(Mg2)为0.2 mol/L，c(Cl)为1.3 mol/L。 要使Mg2全部转化为沉淀分离出来，至少需加4 mol/L NaOH溶液的体积为()A40 mLB72 mLC80 mL D128 mL9双选题甲、乙两烧杯中分别装有相同体积、相同pH的氨水和NaOH溶液，各加入10 mL 0.1 molL1 AlCl3溶液，两烧杯中都有沉淀生成。下列判断正确的是()A甲中沉淀一定比乙中的多B甲中沉淀可能比乙中的多C甲中沉淀一定比乙中的少D甲中和乙中的沉淀可能一样多10某化学小组在常温下测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：方案：铜铝混合物测定生成气体的体积方案：铜铝混合物测定剩余固体的质量下列有关判断中不正确的是()A溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液B溶液A和B均可以选用稀硝酸C若溶液B选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏小D实验室方案更便于实施二、非选择题11将0.1 mol的镁、铝混合物溶于100 mL 2 mol/L H2SO4溶液中，然后再滴加1 mol/L NaOH溶液。请回答：(1)若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如下图所示。当V1160 mL时，则金属粉末中n(Mg)_mol，V2_ mL。(2)若在滴加NaOH溶液过程中，欲使Mg2、Al3刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH)_ mL。12用于金属焊接的某种焊条，其药皮由大理石、水泥、硅铁等配制而成。(1)Al的原子结构示意图为_；Al与NaOH溶液反应的离子方程式为_。(2)焊接过程中，药皮在高温下产生了熔渣和使金属不被氧化的气体，该气体是_。(3)经处理后的熔渣36.0 g(仅含Fe2O3、Al2O3、SiO2)，加入足量稀盐酸，分离得到11.0 g固体；滤液中加入过量NaOH溶液，分离得到21.4 g固体；则此熔渣中Al2O3的质量分数为_。13铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，下图是从铝土矿中制备铝的工艺流程：已知：(1)铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质；(2)溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学反应方程式为：2Na2SiO32NaAlO22H2O=Na2Al2Si2O84NaOH回答下列问题：(1)写出向铝土矿中加入足量氢氧化钠溶液后，该步操作中发生反应的离子方程式：_。(2)滤渣A的主要成分为_；滤渣A的用途是_(只写一种)；实验室过滤时使用玻璃棒，其作用是_。(3)在工艺流程第三步中，选用二氧化碳作酸化剂的原因是_。(4)若将铝溶解，下列试剂中最好选用_(填编号)。A浓硫酸B稀硫酸C稀硝酸理由是_。14铝镁合金已经成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的三位同学为测定某含镁3%5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数，设计下列三种不同实验方案进行探究，请回答下列问题：探究一实验方案：铝镁合金测定剩余固体质量实验中发生反应的化学方程式：_。实验步骤：(1)称取5.4 g铝镁合金粉末样品投入V mL 2.0 mol/L NaOH溶液中，充分反应，NaOH溶液的体积V_。(2)过滤、洗涤、干燥、称量固体，该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将_(填“偏高”或“偏低”)。探究二实验方案：铝镁合金测定生成气体的体积实验装置：问题讨论：(1)某同学提出该实验装置不够完善，应在A、B之间添加一个干燥、除酸雾的装置。你的意见是_(填“需要”或“不需要”)。(2)为使测定结果尽可能精确，实验中应注意的问题是(写出两点)：_；_。探究三实验方案：称量x g铝镁合金粉末，放在如下图所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧。问题讨论：(1)欲计算Mg的质量分数，该实验中还需要测定的数据是_。(2)若用空气代替O2进行实验，对测定结果是否有影响？_(填“是”或“否”)。详解答案一、选择题1解析：铝条钝化时表面生成了一层致密的Al2O3，该物质为两性氧化物，既能和强酸反应，又能和强碱反应，所以钝化的铝条能和稀硝酸、稀盐酸、氢氧化钠溶液发生反应，但不能和硝酸铜反应，正确答案为C。答案：C2解析：由化合物中元素正负化合价代数和为零，并结合H、Al原子结构特点可知氢铝化合物中Al为3价、H为1价；该化合物中H元素处于最低价态，具有强还原性，可与水发生氧化还原反应生成氢气，同时生成氢氧化铝。答案：C3解析：加入铝粉产生H2的溶液为强酸性或强碱性溶液。A项中NH与OH、CO与H不共存。B项中HCO与H、OH都不共存。D项Ca2与OH不能大量共存，H、NO同时存在不产生H2。C项中AlO、OH与H不能大量共存，但AlO与OH可大量共存。答案：C4解析：氯化铝和氯化铁的水解产物用于除去水中的悬浮物质以净化饮用水，故A错；根据化合价代数和为零可知铁显3价，故B错；C正确；此净水剂在强酸中不能稳定存在，D错。答案：C5解析：本题应对两种情况进行讨论：若AlCl3过量，NaOH的量不足，溶液中铝元素的形式为Al3。AlCl33NaOH=Al(OH)33NaCl1 mol 3 mol 1 mol依题意，若溶液中剩余1 mol Al3，则c(AlCl3)c(NaOH)(11) mol3 mol23。NaOH量稍多，AlCl3完全反应，溶液中铝元素的存在形式为AlO，设有2 mol Al3反应，依据题意有关系式：AlCl33NaOHAl(OH)31 mol 3 mol 1 molAlCl34NaOHNaAlO21 mol 4 mol 1 mol则c(AlCl3)c(NaOH)(11) mol(34) mol27。答案：D6解析：A、B选项中两种试剂添加顺序不同产生的现象也不同，可以用此来鉴别两溶液；而C、D选项中两种试剂无论加入的顺序如何不同，现象是一样的，故不借助其他试剂是无法鉴别的。答案：AB7解析：往混合液中滴加盐酸，NaOH首先反应，然后NaAlO2与HCl反应产生Al(OH)3，最后Al(OH)3溶解变为AlCl3，有关方程式为：NaOHHCl=NaClH2O，NaAlO2HClH2O=Al(OH)3NaCl，Al(OH)33HCl=AlCl33H2O，结合数值关系，可知B正确。答案：B8解析：由题意可知c(Al3)为0.3 mol/L，要想Mg2全部转化为沉淀分离出来，Mg2需要NaOH为0.08 mol，Al3需要NaOH为0.24 mol，共需要NaOH为0.32 mol，所以至少需加4 mol/L NaOH溶液的体积为80 mL。答案：C9双选题 解析：本题考查强弱电解质的比较、铝及其化合物的性质，意在考查考生运用元素化合物知识对化学反应进行定量分析的能力。由于NH3H2O为弱电解质，相同体积、相同pH的氨水和NaOH溶液中，n(NH3H2O)n(NaOH)，各加入10 mL 0.1 molL1 AlCl3溶液，均有沉淀生成，说明n(NaOH)4n(AlCl3)，因为当n(NaOH)4n(AlCl3)时，乙中无沉淀生成。若n(NaOH)3n(AlCl3)，则甲、乙中加入AlCl3溶液，Al3全部沉淀，此时甲中沉淀量等于乙中沉淀量，D项正确；若3n(AlCl3)n(NaOH)4n(AlCl3)，则甲中Al3全部沉淀，乙中生成的Al(OH)3部分转化为Al(OH)4，此时甲中沉淀量大于乙中沉淀量，B项正确。答案：BD10解析：因铝既能与酸反应，又能与碱反应，而铜不能与碱、无氧化性酸反应，所以A和B是盐酸或氢氧化钠时，都与铝反应，故A项正确；又因测固体质量比测气体体积易进行，故D正确；若A和B都是稀硝酸时则方案、均无法实施，故B错；若B是浓硝酸时则铝钝化，导致剩余固体质量增加，所以测得铜的质量分数偏小，故C正确。答案：B二、非选择题11解析：(1)由图像可知：V1 mL的NaOH溶液是与过量H2SO4反应的，则与Mg、Al反应的为H2SO4：02 mol0.16 mol0.12 mol。假设n(Mg)x mol，n(Al)y mol，则有方程组：，解得：x0.06 mol，y0.04 mol。当加入V2 mL NaOH溶液时，得到Mg(OH)2沉淀和NaAlO2关系式为：Mg22OH，Al34OH，则V2160 mL103mL440 mL。(2)当Mg2、Al3刚好沉淀完全时，溶液中只有Na2SO4，关系式为2NaOHH2SO4，则V(NaOH)400 mL。答案：(1)0.06440(2)40012解析：(1)Al的原子结构示意图为，Al与NaOH溶液反应的离子方程式为2Al2OH2H2O=2AlO3H2。(2)分析药皮成分中只有大理石受热分解生成CO2。(3)11.0 g为SiO2,21.4 g为Fe(OH)3，所以熔渣中含有Fe2O3为160 gmol116.0 g，熔渣中含有Al2O3为(36.011.016.0)g9.0 g，Al2O3 质量分数100%25%。答案：(1) 2Al2OH2H2O=2AlO3H2(2)CO2(3)25%13解析：(1)Al2O3属于两性氧化物，SiO2属于酸性氧化物，都能与强碱反应。(2)利用题目给出的信息“硅铝酸盐沉淀”，可以知道滤渣A的主要成分是Fe2O3、Na2Al2Si2O8，对于滤渣A的用途一般很容易想到其可以作为炼铁的原料。(3)因为Al(OH)3是两性氢氧化物，若用强酸酸化滤液时，无法保证将全部铝元素转化为Al(OH)3沉淀。(4)分析问题时，一般要同时考虑生产效益(原料利用率)和环保问题。答案：(1)Al2O32OH=2AlOH2O，SiO22OH=SiOH2O(2)Fe2O3、Na2Al2Si2O8炼铁的原料(或生产硅酸盐产品的原料)引流(3)滤液中铝元素均以NaAlO2的形式存在，通入过量二氧化碳可以将NaAlO2完全转化为Al(OH)3(4)B铝与浓硫酸在常温下发生钝化，加热溶解会产生有毒气体SO2，原料利用率低；稀硝酸能溶解铝但会产生NO气体，污染空气，硝酸利用率低；而铝与稀硫酸反应速率较快，产生的H2对空气无污染14解析：探究一(1)利用NaOH与Al反应，余下的为Mg。合金质量5.4 g，Al的最大质量为5.4 g97%，Al与NaOH按11反应，V(NaOH)0.097 L，即97 mL。所以V(NaOH)97 mL。(2)若不洗涤沉淀，杂质附着在Mg上，使结果偏高。探究二(1)酸雾可溶于水，不需要加除酸雾装置。(2)注意量气装置的