2020年高中化学 专题三 从矿物质到基础材料 第1单元 从铝土矿到铝合金 第2课时 铝的氧化物与氢氧化物 从铝土矿中提取铝课时跟踪检测 苏教版必修1

第2课时铝的氧化物与氢氧化物从铝土矿中提取铝课时跟踪检测知识点一：铝的化合物性质1mgo和al2o3都是白色物质，为了除去mgo中少量的al2o3，应选用的试剂是()a盐酸 b氨水c烧碱溶液 d纯碱溶液解析：除去mgo中的al2o3，应选择能与al2o3反应而不与mgo反应的试剂，mgo为碱性氧化物，能与酸反应，al2o3两性氧化物，既能与酸反应又能与碱反应，故应选择碱，而氨水是弱碱不能与al2o3反应，只有c项符合。答案：c2下列变化不能通过一步反应直接完成的是()aal2o3al(oh)3 bal(oh)3al2o3calalo dal3al(oh)3解析：a项，al2o3难溶于水，不能通过一步反应得al(oh)3，应将al2o3与酸(或碱)反应得al3(或alo)再与碱(或酸)反应，才能得到al(oh)3。b、c和d项一步转化的反应分别为：2al(oh)3al2o33h2o；2al2oh2h2o=2alo3h2；al33nh3h2o=al(oh)33nh。答案：a3某溶液能溶解al(oh)3，则此溶液中一定能大量共存的离子组是()amg2、cl、na、nobk、na、no、hcocna、k、cl、nodna、cl、alo、so解析：某溶液能溶解al(oh)3，则该溶液显酸性或碱性，在碱性条件下，mg2与oh反应而不共存，a错；在酸或碱性条件下，hco均不能共存，b错；na、k、cl、no之间均不反应，且在酸或碱性条件下也不反应，可以大量共存，c正确；酸性条件下，alo与h反应不共存，d错。答案：c4向明矾溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液，当硫酸根离子恰好沉淀完全时，铝元素主要存在的形式是()aal3和al(oh)3 bal(oh)3cal(oh)3和alo dalo解析：使明矾中的so恰好沉淀完全时，明矾与ba(oh)2按12反应，反应方程式为kal(so4)22ba(oh)2=2baso4kalo22h2o，即铝元素主要以alo的形式存在。答案：d5相同质量的下列物质分别与等浓度的naoh溶液反应，至体系中均无固体物质，消耗碱量最多的是()aal bal(oh)3calcl3 dal2o3解析：假设质量为1 g，a.发生反应2al2naoh2h2o=2naalo23h2，消耗碱的物质的量为1/27 g；b.发生反应al(oh)3naoh=naalo22h2o，消耗碱的物质的量为1/78 mol；c.发生反应alcl34naoh=naalo22nacl，消耗碱的物质的量为4/133.5 mol；d.发生反应al2o32naoh=2naalo2h2o，消耗碱的物质的量为2/102 mol。数值比较消耗碱最多的是al，故选项a正确。答案：a知识点二：铝的化合物的有关图象6如图所示图象中，纵坐标为沉淀物的物质的量，横坐标为某溶液中加入反应物的物质的量，按试题将相应图的字母填入下列空格中，并写出所发生反应的离子方程式。(1)表示向饱和alcl3溶液中滴加氨水至过量的是_，离子方程式：_。(2)表示向饱和alcl3溶液中滴加naoh溶液至过量的是_，离子方程式：_，_。(3)表示向饱和石灰水中通入co2至过量的是_，离子方程式：_，_。解析：(1)向饱和alcl3溶液中滴加氨水至过量，发生反应的离子方程式为：al33nh3h2o=al(oh)33nh，一水合氨属于弱碱，氢氧化铝不溶于弱碱，所以沉淀的质量不变，图象c符合该过程。(2)饱和alcl3溶液中滴加naoh溶液，首先发生反应：al33oh=al(oh)3，生成氢氧化铝沉淀，后发生al(oh)3oh=alo2h2o，沉淀溶解，根据方程式可知：1 mol alcl3反应，生成沉淀和沉淀溶解，消耗的naoh的物质的量分别为3 mol和1 mol，图象b符合该过程。(3)饱和石灰水中通过量co2气体，首先发生反应生成碳酸钙：ca22ohco2=caco3h2o，然后碳酸钙与二氧化碳反应，沉淀溶解：caco3co2h2o=ca22hco，生成沉淀和沉淀溶解所用co2相等，图象a符合该过程。答案：(1)cal33nh3h2o=al(oh)33nh(2)bal33oh=al(oh)3al(oh)3oh=alo2h2o(3)aca22ohco2=caco3h2ocaco3co2h2o=ca22hco7将一定量的铝粉、氧化铝、氧化镁的混合物加入到300 ml 4 mol/l的稀硫酸中，生成标准状况下6.72 l气体。向反应后的溶液中滴加一定物质的量浓度的koh溶液时，所得沉淀的物质的量(mol)与滴加koh溶液的体积(ml)之间的关系如图所示：(1)oa对应反应的离子方程式为_，bc对应反应的离子方程式为_。(2)c(koh)_mol/l，混合物中氧化铝的物质的量为_mol。(3)a点对应的数值为_。(4)在中学阶段，实验室里检验b点对应的溶液中的阳离子时，所观察到的现象是_。(5)向c点对应的溶液中通入足量的co2所发生反应的离子方程式为_。解析：将一定量的铝粉、氧化铝、氧化镁的混合物加入到300 ml 4 mol/l的稀硫酸中，生成标准状况下6.72 l气体，氢气的物质的量为0.3 mol，根据2al3h2，混合中al粉的物质的量为0.3 mol0.2 mol；向反应后的溶液中滴加一定物质的量浓度的koh溶液时，根据沉淀的物质的量(mol)与滴加koh溶液的体积(ml)之间的关系图，可知：(1)oa段酸过量，发生酸碱中和反应，离子反应方程式为hoh=h2o；继续滴加koh溶液将溶液里的al3和mg2转化为al(oh)3和mg(oh)2沉淀，bc段滴加koh溶液，溶解生成的al(oh)3沉淀，发生反应的离子方程式为al(oh)3oh=alo2h2o。(2)b点为完全沉淀点，此时溶液中溶质k2so4，根据原子守恒可知n(k)2n(so)20.3 l4 mol/l2.4 mol，此时消耗koh溶液体积为0.6 l，则c(koh)4 mol/l；bc段共消耗koh溶液体积为0.1 l，根据al(oh)3oh=alo2h2o可知al(oh)3的物质的量为4 mol/l0.1 l0.4 mol；设氧化铝的物质的量为n mol，根据原子守恒2n mol0.2 mol0.4 mol，n0.1。(3)c点对应的沉淀mg(oh)2物质的量为0.2 mol，则生成沉淀mg(oh)2和al(oh)3消耗koh的物质的量为0.2 mol20.4 mol31.6 mol，消耗koh溶液的体积为400 ml，则a点对应的数值为600 ml400 ml200 ml。(4)k的检验可用焰色反应，具体操作是透过蓝色钴玻璃观察，火焰呈紫色。(5)c点溶液为kalo2溶液，与足量co2反应的离子方程式为co2alo2h2o=al(oh)3hco。答案：(1)hoh=h2oal(oh)3oh=alo2h2o(2)40.1(3)200(4)透过蓝色钴玻璃观察，火焰呈紫色(5)co2alo2h2o=al(oh)3hco知识点三：从铝土矿中提取铝8从铝土矿(主要成分为al2o3，还有少量杂质)中提取铝的工艺流程及步骤如下：试回答下列问题：(1)试剂x为_。(2)操作、操作均为_(填操作名称)，在实验室进行该操作时需要的玻璃仪器有_。(3)金属铝与氧化铁混合在高温下，会发生剧烈的反应，该反应的化学方程式为_，请举一例该反应的用途_。(4)反应的离子方程式为_。(5)电解熔融氧化铝制取金属铝，若有0.6 mol电子发生转移，理论上能得到金属铝的质量是_g。解析：氧化铝属于两性氧化物，能溶于强酸和强碱，所以氧化铝和氢氧化钠反应，离子方程式为al2o32oh=2aloh2o，生成可溶性的偏铝酸钠和水，为溶液甲，同时得到沉淀1，二氧化碳和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠，离子方程式为aloco22h2o=al(oh)3hco，沉淀2为al(oh)3，溶液乙为nahco3溶液。(1)al2o3常用naoh溶解，试剂x为naoh溶液。(2)操作、操作均为过滤，需要的玻璃仪器有：烧杯、漏斗、玻璃棒。(3)金属铝与氧化铁混合在高温下，2alfe2o32feal2o3，铝热反应的应用有焊接铁轨，冶炼难熔金属等。(4)反应的离子方程式为aloco22h2o=al(oh)3hco。(5)电解氧化铝的方程式为2al2o34al3o2，设得到铝的质量为x，2al2o34al3o2转移电子 108 g12 mol x 0.6 mol108 g12 molx0.6 molx108 g0.6 mol/12 mol5.4 g。答案：(1)naoh溶液(2)过滤烧杯、漏斗、玻璃棒(3)2alfe2o32feal2o3焊接铁轨(其它合理答案均可)(4)aloco22h2o=al(oh)3hco(5)5.41将a g fe2o3和al2o3的混合物溶解在过量的200 ml浓度为0.1 mol/l的盐酸溶液中，然后向其中加入naoh溶液，使fe3、al3刚好完全沉淀，用去naoh溶液100 ml，则naoh溶液的浓度为()a0.1 mol/lb0.2 mol/lc0.4 mol/l d0.8 mol/l解析：fe2o3、al2o3与盐酸反应生成氯化铝、氯化铁，盐酸有剩余，向反应后的混合溶液中加入100 ml naoh溶液，恰好使fe3、al3完全沉淀，此时溶液中溶质为nacl，根据氯离子守恒有n(nacl)n(hcl)0.2 l0.1 mol/l0.02 mol，根据钠离子守恒可得n(naoh)n(nacl)0.02 mol，则c(naoh)0.2 mol/l，故选b。答案：b2现有100 ml 3 mol/l的naoh溶液和100 ml 1 mol/l的alcl3溶液。将naoh溶液分多次加到alcl3溶液中；将alcl3溶液分多次加到naoh溶液中，比较两种操作结果是()a现象相同，沉淀质量不相等b现象相同，沉淀质量相等c现象不同，沉淀质量相等d现象不同，沉淀质量不相等解析：操作的反应方程式为：al33oh=al(oh)3，恰好完全反应，生成al(oh)3 0.1 mol；操作的反应方程式为：al34oh=alo2h2o,3aloal36h2o=4al(oh)3，先不出现沉淀，最后沉淀量也是0.1 mol，故c项正确。答案：c3向100 ml 1 mol/l的alcl3溶液中逐渐加入浓度为2 mol/l的naoh溶液，若产生3.9 g白色沉淀，则加入的naoh溶液的体积可能为()a30 ml b55 mlc65 ml d175 ml解析：100 ml 1 mol/l的alcl3溶液中氯化铝的物质的量0.1 l1 mol/l0.1 mol，若al元素都转化为氢氧化铝沉淀，则氢氧化铝沉淀的质量0.1 mol78 g/mol7.8 g3.9 g，说明有两种情况：一为沉淀不完全，只生成al(oh)3沉淀；另一种情况为沉淀部分溶解，既生成al(oh)3沉淀，又生成naalo2。nal(oh)30.05 mol，若碱不足，由al33oh=al(oh)3可知，naoh的物质的量为0.05 mol30.15 mol，加入naoh溶液的体积为0.075 l，即为75 ml；沉淀部分溶解，既生成al(oh)3沉淀，又生成naalo2，则：al33oh=al(oh)30.1 mol0.3 mol0.1 molal(oh)3oh=alo2h2o(0.10.05) mol0.05 mol则消耗的碱的物质的量为0.3 mol0.05 mol0.35 mol，加入naoh溶液的体积为0.175 l，即为175 ml，故选d。答案：d4把naoh、mgcl2、alcl3三种固体组成的混合物溶于足量的水后，产生1.16 g白色沉淀。再向所得悬浊液中逐滴加入1.00 mol/l hcl溶液，加入hcl溶液的体积与生成沉淀的关系如图所示。试回答：(1)写出a点到b点发生反应的离子方程式_。(2)原混合物中mgcl2的物质的量是_，naoh的质量是_。(3)c点加入盐酸溶液的体积为_。解析：向固体组成的混合物溶液中加入盐酸时，开始时段沉淀的质量不变，说明溶液中naoh过量，则铝离子完全转化为偏铝酸根离子，溶液中存在的1.16 g白色沉淀为mg(oh)2；ab段，盐酸和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀，离子反应方程式为h2oaloh=al(oh)3，b点溶液中存在的溶质是氯化钠，沉淀为mg(oh)2、al(oh)3；bc段，氢氧化镁和氢氧化铝都与盐酸反应生成氯化铝和氯化镁，所以c点溶液中的溶质是氯化铝、氯化镁和氯化钠。(1)ab段偏铝酸根离子与氢离子反应生成氢氧化铝沉淀，反应的离子方程式为h2oaloh=al(oh)3。(2)1030 ml盐酸为0.02 mol，ab段发生反应naalo2hclh2o= al(oh)3nacl，可知n(al3)n(alo)n(hcl)0.02 mol；由mg原子守恒得原混合物中：n(mgcl2)nmg(oh)21.16 g58 g/mol0.02 mol；由na和cl守恒得，原混合