冲刺985之专题微突破金属及其化合物专题06铝及其化合物(提升版)(原卷版+解析)

专题06铝及其化合物【解题必备】铝与酸、碱反应生成H2的量的关系铝与盐酸、氢氧化钠反应的化学方程式分别为2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑。从化学方程式可以看出Al与酸、碱反应时生成H2的实质都是Aleq\o(→,\s\up7(失3e－))Al3＋/AlOeq\o\al(－,2)，所以无论与酸还是与碱反应，Al与H2的关系都是2Al～3H2。（1）等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比eq\f(VHClH2,VNaOHH2)＝1∶1。（2）足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比eq\f(VHClH2,VNaOHH2)＝1∶3。（3）一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比eq\f(1,3)＜eq\f(VHClH2,VNaOHH2)＜eq\f(1,1)，则必定是①铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；②铝与氢氧化钠反应时，铝不足而氢氧化钠过量。解题时应充分利用上述过量关系。铝的这种既能与酸(非氧化性酸)又能与强碱反应产生H2的性质常作为推断题的“题眼”。【专题必练】1．某化学小组为测定下列各混合物中铝的质量分数，设计了如下实验方案：①已知质量的铜铝混合物充分反应测定生成气体的体积②已知质量的铜铝混合物充分反应测定剩余固体的质量③已知质量的铜铝混合物充分反应测定所得固体的质量④已知质量的铁铝混合物充分反应测定生成气体的体积以上方案可行的是（）A．①②③④B．①②③C．②③④D．①③④2．甲、乙、丙、丁四种物质中，甲、乙、丙均含有相同的某种元素，它们之间具有如下转化关系，下列有关物质的推断不正确的是()A．若甲为AlCl3，则丁可能是NaOHB．若甲为N2，则丁可能是O2C．若甲为Fe，则丁可能是硝酸D．若甲为NaOH溶液，则丁可能是CO23．甲、乙、丙、丁、戊是中学常见的物质，其中甲、乙为单质，它们的转化关系如下图所示(某些条件和部分产物已略去)。下列说法不正确的是()A．若甲、丙、戊含有同一种元素，则三种物质中，该元素的化合价由低到高的顺序一定为甲＜丙＜戊B．若甲为短周期中原子半径最大的主族元素的单质，且戊为碱，则丙可能为Na2O2C．若丙、丁混合产生白烟，且丙分子为18电子分子，丁分子为10电子分子，则乙的水溶液可能具有漂白性D．若甲既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应，则戊可能属于两性氢氧化物4．将mg镁铝合金投入到500mL2mol/L的盐酸中，固体完全溶解，收集到气体5.6L（标准状况下）。向反应所得溶液中加入4mol/L的氢氧化钠溶液，沉淀达到最大值为13.60g，则m的值为A．5.10B．8.50C．9.35D．11.485．铝是重要的金属材料，铝土矿（主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3杂质）是工业上制取铝的原料。实验室模拟工业上以铝土矿为原料制铵明矾晶体的工艺流程如图所示：请回答下列问题：（1）固体a的化学式为____，固体b化学式为____，Ⅲ中通入足量CO2气体发生反应的离子方程式为________________．（2）由Ⅴ制取铵明矾溶液的化学方程式为______________．（3）由I→II→III→IV都要用到的分离方法是______，由铵明矾溶液中制铵明矾晶体的操作是______________．（4）如果先向铝土矿加入过量氢氧化钠，再加入过量盐酸，此时首先出现的固体a是__．（5）向10gFe2O3、SiO2和Al2O3的混合物中，加入100ml稀硫酸，过滤后，向滤液中加入10mol/LNaOH溶液，产生沉淀的质量和加入NaOH溶液体积的关系曲线如图所示．则混合物中三氧化二铝的质量分数为______．【解题必备】铝与酸、碱反应生成H2的量的关系铝与盐酸、氢氧化钠反应的化学方程式分别为2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑。从化学方程式可以看出Al与酸、碱反应时生成H2的实质都是Aleq\o(→,\s\up7(失3e－))Al3＋/AlOeq\o\al(－,2)，所以无论与酸还是与碱反应，Al与H2的关系都是2Al～3H2。（1）等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比eq\f(VHClH2,VNaOHH2)＝1∶1。（2）足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比eq\f(VHClH2,VNaOHH2)＝1∶3。（3）一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比eq\f(1,3)＜eq\f(VHClH2,VNaOHH2)＜eq\f(1,1)，则必定是①铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；②铝与氢氧化钠反应时，铝不足而氢氧化钠过量。解题时应充分利用上述过量关系。学￥科网铝的这种既能与酸(非氧化性酸)又能与强碱反应产生H2的性质常作为推断题的“题眼”。【专题必练】1．某化学小组为测定下列各混合物中铝的质量分数，设计了如下实验方案：①已知质量的铜铝混合物充分反应测定生成气体的体积②已知质量的铜铝混合物充分反应测定剩余固体的质量③已知质量的铜铝混合物充分反应测定所得固体的质量④已知质量的铁铝混合物充分反应测定生成气体的体积以上方案可行的是（）A．①②③④B．①②③C．②③④D．①③④【答案】A【解析】①只有铝与稀盐酸反应生成氢气，故①可行；②只有铝与氢氧化钠溶液反应生成氢气，故②可行；③铜铝与氧气反应生成氧化物，而且铝铜与氧化物之间的质量关系不同，故③可行；④铁铝与盐酸反应生成氢气，而且铁铝的质量与氢气体积之间的关系不同，故④可行。故选A。2．甲、乙、丙、丁四种物质中，甲、乙、丙均含有相同的某种元素，它们之间具有如下转化关系，下列有关物质的推断不正确的是()A．若甲为AlCl3，则丁可能是NaOHB．若甲为N2，则丁可能是O2C．若甲为Fe，则丁可能是硝酸D．若甲为NaOH溶液，则丁可能是CO2【答案】B3．甲、乙、丙、丁、戊是中学常见的物质，其中甲、乙为单质，它们的转化关系如下图所示(某些条件和部分产物已略去)。下列说法不正确的是()A．若甲、丙、戊含有同一种元素，则三种物质中，该元素的化合价由低到高的顺序一定为甲＜丙＜戊B．若甲为短周期中原子半径最大的主族元素的单质，且戊为碱，则丙可能为Na2O2C．若丙、丁混合产生白烟，且丙分子为18电子分子，丁分子为10电子分子，则乙的水溶液可能具有漂白性D．若甲既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应，则戊可能属于两性氢氧化物【答案】A【解析】A．若甲、丙、戊含有同一种元素，当甲为S，乙为氧气，丙为二氧化硫，丁为HClO等具有强氧化性的物质，戊为硫酸，则含S元素的化合价由低到高的顺序为甲＜丙＜戊，若甲为氯气，乙为氢气，丙为HCl，戊可以为氯化物，化合价不符合题意，故A错误；B．甲为短周期中原子半径最大的主族元素的单质，则甲为Na，乙为氧气，二者反应生成的丙可能为Na2O2或Na2O，故B正确；C．丙、丁混合产生白烟，且丙为18电子分子，丁为10电子分子，则丙为HCl，丁为NH3，若乙为氯气，其水溶液中含有HClO，具有漂白作用，故C正确；D．甲为单质，既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应，则甲为Al，乙为硫，二者反应生成丙为硫化铝，戊为氢氧化铝，戊属于两性氢氧化物，故D正确；故选A。4．将mg镁铝合金投入到500mL2mol/L的盐酸中，固体完全溶解，收集到气体5.6L（标准状况下）。向反应所得溶液中加入4mol/L的氢氧化钠溶液，沉淀达到最大值为13.60g，则m的值为A．5.10B．8.50C．9.35D．11.48【答案】A点睛：明确电子转移的数目与OH-的物质的量之间的关系是解题关键，Mg、Al在反应中失去电子，最终生成Mg(OH)2、Al(OH)3，则可知失去电子的物质的量等于生成沉淀需要氢氧根离子的物质的量，根据生成H2的气体的物质的量，可知反应中转移电子的物质的量，结合氧化还原反应得失电子数目相等，可知最终生成沉淀的质量与原固体质量之间的关系。5．铝是重要的金属材料，铝土矿（主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3杂质）是工业上制取铝的原料。实验室模拟工业上以铝土矿为原料制铵明矾晶体的工艺流程如图所示：请回答下列问题：（1）固体a的化学式为____，固体b化学式为____，Ⅲ中通入足量CO2气体发生反应的离子方程式为________________．（2）由Ⅴ制取铵明矾溶液的化学方程式为______________．（3）由I→II→III→IV都要用到的分离方法是______，由铵明矾溶液中制铵明矾晶体的操作是______________．（4）如果先向铝土矿加入过量氢氧化钠，再加入过量盐酸，此时首先出现的固体a是__．（5）向10gFe2O3、SiO2和Al2O3的混合物中，加入100ml稀硫酸，过滤后，向滤液中加入10mol/LNaOH溶液，产生沉淀的质量和加入NaOH溶液体积的关系曲线如图所示．则混合物中三氧化二铝的质量分数为______．【答案】SiO2Fe（OH）3AlO2﹣+CO2+2H2O═HCO3﹣+Al（OH）3↓Al2O3+4H2SO4+2NH3═2NH4Al（SO4）2+3H2O过滤蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤Fe2O351%=0.05mol×102g