高考化学总复习 考点核心突破 3.2 铝及其化合物

【导学教程】（教师用书）届高考化学总复习考点核心突破3.2铝及其化合物[热点集训]1．氧化还原反应在生产、生活中具有广泛的用途。下列做法中涉及到铝元素的还原性的是A．明矾净化水B．用氢氧化铝治疗胃酸过多C．用铝制容器存放浓硫酸D．电解熔融氧化铝制单质铝解析A项是：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，Al(OH)3胶体吸附悬浮杂质而起到净化水的作用；B项是：Al(OH)3＋3HCl=AlCl3＋3H2O；D项是：电解时铝从化合物中被还原得到铝单质，表现出氧化性；而C项铝被浓硫酸氧化，表现出还原性，故选C项。答案C2．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A．Al B．Al(OH)3C．AlCl3 D．Al2O3解析从量的关系上，A、B、D项均为1mol铝元素消耗1molNaOH，而C项1mol铝元素消耗4molNaOH，相同质量的Al和AlCl3的物质的量之比为：133.5∶27，故综合考虑，A项消耗最多。答案A3．下列反应的离子方程式书写正确的是A．CO2通入NaAlO2溶液中：AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋H2O=Al(OH)3↓＋COeq\o\al(2－,3)B．Al2O3与过量氨水：Al2O3＋6NH3·H2O=2Al3＋＋6NHeq\o\al(＋,4)C．向AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液：Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓D．向AlCl3溶液中滴入过量的氨水：Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)解析A项电荷不守恒，质量不守恒；B项Al2O3不溶于氨水；C项中AlCl3与过量NaOH溶液反应生成的是NaAlO2而不是Al(OH)3沉淀。答案D4．(·成都川师大实外校高三月考)向物质的量相等的硫酸铝和硫酸铵溶于水形成的混合溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液直至过量。下列表示氢氧化钠溶液加入的体积(X)与溶液中沉淀的量(Y)的关系示意图中正确的是解析首先生成Al(OH)3沉淀(比例为3∶1)，当Al3＋反应完后，OH－与NHeq\o\al(＋,4)反应，这时候沉淀量没有变化，当NHeq\o\al(＋,4)反应完后，OH－和Al(OH)3反应生成AlOeq\o\al(－,2)(比例为1∶1)，这时沉淀减少，故A项正确。答案A5．(·双流高三评估)将Na2O2逐渐加入到含有Al3＋、Mg2＋、NHeq\o\al(＋,4)的混合液中并微热，产生沉淀和气体的物质的量与加入Na2O2的物质的量的关系如下图所示，则原混合液中Al3＋、Mg2＋、NHeq\o\al(＋,4)的物质的量分别是A．2mol、3mol、4mol B．2mol、3mol、8molC．3mol、2mol、8mol D．3mol、2mol、4mol解析n[Al(OH)3]＝5－3＝2mol，n[Mg(OH)2]＝3mol，当加入8molNa2O2时，产生O24mol，所以n(NHeq\o\al(＋,4))＝8mol－4mol＝4mol，A项正确。答案A6．A、B、C、D、E五种化合物均含有同一种短周期常见元素，它们的转化关系如图所示，其中A为澄清溶液，C为难溶的白色固体，E易溶于水。若取A溶液灼烧，焰色反应为紫色(透过蓝色钴玻璃片)。(1)写出化学式：A________，B________，C________，D________，E________。(2)写出下列反应的离子方程式：A→B：____________________________________________________________________。A→D：____________________________________________________________________。解析本题的突破口应在B、C两种物质上。在短周期元素形成的化合物中，既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的必为两性物质，又因为Beq\o(→,\s\up7(△))C，故可知C为Al2O3，B为Al(OH)3，依次推出D是AlCl3，A与过量CO2反应生成Al(OH)3，且A溶液的焰色反应为紫色(透过蓝色钴玻璃片)，则A为KAlO2，E为NaAlO2。答案(1)KAlO2Al(OH)3Al2O3AlCl3NaAlO2(2)AlOeq\o\al(－,2)＋CO2(过量)＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)AlOeq\o\al(－,2)＋4H＋=Al3＋＋2H2O[能力提升][限时45分钟满分100分]一、选择题(每小题5分，共60分)1．下列关于铝的叙述中正确的是A．铝还原性强且亲氧性强，所以可通过铝热反应冶炼高熔点金属B．铝在空气中极易锈蚀，所以铝制品的使用时间很短C．铝能耐稀硫酸腐蚀，所以运送稀硫酸可用铝制槽车D．铝的导电性比铜、银更强，所以常用以制造电线、电缆解析铝在空气中形成致密的氧化膜，保护内层不被氧化，B错；铝不能耐稀硫酸腐蚀，C错；铝的导电性不如铜、银，D错。答案A2．(·聊城模拟)以色列科学家谢赫特曼因发现铝合金中的原子是以准晶体排列且硬度很高，而荣获诺贝尔奖。下列关于铝及其化合物的说法正确的是A．铝元素比硅元素在地壳中的含量高B．所有的铝合金遇浓硫酸、浓硝酸均能钝化C．等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠反应放出的氢气质量相等D．等物质的量的明矾与Ba(OH)2反应的离子方程式为：Al3＋＋2SOeq\o\al(2－,4)＋2Ba2＋＋4OH－=2BaSO4↓＋AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O解析硅元素的含量比铝元素在地壳中的含量高；铝单质遇浓硫酸、浓硝酸钝化，铝合金不钝化；铝与盐酸、氢氧化钠反应生成的物质化合价均为＋3价态，根据电子转移是守恒的，因此放出的氢气质量也是相等的；等物质的量的明矾与Ba(OH)2反应的离子方程式为：2Al3＋＋3SOeq\o\al(2－,4)＋3Ba2＋＋6OH－=3BaSO4↓＋2Al(OH)3↓。答案C3．在含1molKAl(SO4)2的溶液中逐滴加入2molBa(OH)2溶液，下列有关说法中正确的是A．先生成沉淀，后沉淀全部溶解B．当溶液中Ba2＋全部沉淀出来时，沉淀的总物质的量最大C．最后得到的沉淀是BaSO4D．最后的沉淀为2molBaSO4、1molAl(OH)3解析向含1molKAl(SO4)2的溶液中逐滴加入2molBa(OH)2溶液，相当于加入2molBa2＋、4molOH－，反应如下Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓，Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。当加入1.5molBa(OH)2溶液时Al3＋全部沉淀出来，沉淀的总物质的量最大为1.5molBaSO4、1molAl(OH)3，继续加入时虽然有沉淀生成，但溶解的Al(OH)3量更多，最终Al(OH)3完全溶解，最后得到的沉淀是BaSO4。答案C4．(·长春模拟)下列有关铝及其化合物的叙述正确的是A．铝粉与氧化镁共热可制取金属镁B．足量铝分别与含1molHCl、1molNaOH的溶液反应，产生相同量的氢气C．工业上用电解熔融Al2O3的方法冶炼铝D．在浓硝酸中加入等体积的浓硫酸后，立即加入铝片，铝片表面发生钝化解析Mg的活泼性强于铝，因而A项不能发生反应；B项后者产生的H2多；D项不再发生钝化，因为浓H2SO4稀释后会释放出大量的热，而使热的浓HNO3与铝会发生反应。答案C5．将某份铁铝合金样品均分为两份，一份加入足量盐酸，另一份加入足量NaOH溶液，同温同压下产生的气体体积比为3∶2，则样品中铁、铝物质的量之比为A．3∶2 B．2∶1C．3∶4 D．4∶3解析由关系式Fe～H2↑、Al～1.5H2↑，设二者物质的量分别为x、y，则(x＋1.5y)∶1.5y＝3∶2，解得x∶y＝3∶4。答案C6．通过观察化学实验现象，分析归纳出正确的结论，是学习化学科学最基本的技能之一。下列由实验现象得出正确结论的是选项实验现象结论A把相同大小的一块铝和镁分别投入相同浓度的NaOH溶液中：铝溶解有气泡放出，而镁没有任何变化铝的金属性比镁强B取一块铝箔，用酒精灯点燃：铝箔只熔化成液体而没有脱落铝不易燃烧C向氯化铵溶液中投入一铝片：铝片上产生大量气泡该气体是氨气D向氯化铝溶液中逐滴滴加NaOH溶液至过量：先产生白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，最后沉淀完全消失氢氧化铝能溶于强碱溶液解析A项Mg不具有两性，但不能说明铝比镁金属性强；B项说明铝被氧化后生成的氧化铝熔点高；C项NH4Cl水解呈酸性，故铝片与之反应产生H2。答案D7．(·南京模拟)下列各项操作中，“不发生先产生沉淀，然后沉淀又溶解”现象的是①向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2；②向NaAlO2溶液中逐滴加入过量的稀盐酸；③向AlCl3溶液中逐滴加入过量稀氢氧化钠溶液；④向硅酸钠溶液中逐滴加入过量的盐酸A．①② B．①③C．①④ D．②③解析①发生反应：Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3↓，由于水量减少，且NaHCO3的溶解度比Na2CO3的溶解度小，所以有NaHCO3晶体析出；②发生反应：NaAlO2＋HCl＋H2O=Al(OH)3↓＋NaCl，Al(OH)3＋3HCl=AlCl3＋3H2O；③发生反应：AlCl3＋3NaOH=Al(OH)3↓＋3NaCl，Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O；④发生反应：Na2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3↓，而H2SiO3既不溶于水，也不与盐酸反应，故选C项。答案C8．(·保定模拟)某同学通过系统实验探究铝及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是A．向氯化铝溶液中滴加过量氨水，最终得到澄清溶液B．用互相滴加的方法可鉴别氯化铝溶液、氢氧化钠溶液C．常温下铝与浓硝酸反应制得大量的NO2D．AlCl3溶液加热蒸干得到无水氯化铝晶体解析Al(OH)3不溶于氨水，A错误；常温下铝与浓HNO3发生钝化，C错误；蒸发AlCl3溶液促进AlCl3的水解得到Al(OH)3，D错误。答案B9．铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝：eq\x(铝土矿)eq\o(→,\s\up7(盐酸),\s\do5(①))eq\x(a)eq\o(→,\s\up7(过量NaOH),\s\do5(②))eq\x(b),③Ｆeq\x(c),④Ｆeq\x(d)eq\o(→,\s\up7(电解))eq\x(Al)下列说法中错误的是A．①②中除加试剂外，还需要进行过滤操作B．a、b中铝元素的化合价相同C．③中需要通入过量的氨气D．④进行的操作是加热，而且d一定是氧化铝解析反应①后的体系中含有固体二氧化硅，需要过滤除去，反应②后的体系中有氢氧化铁沉淀，需要过滤除去，A正确；a、b中铝元素分别以AlCl3和NaAlO2形式存在，其中铝的化合价都是＋3，B正确；由NaAlO2制备氢氧化铝需要通入过量二氧化碳，C错误；由氢氧化铝制备氧化铝，加热即可，D正确。答案C10．(·成都外国语学校高三月考)把一块镁铝合金投入到1mol·L－1HCl溶液里，待合金完全溶解后，往溶液里加入1mol·L－1NaOH溶液，生成沉淀的物质的量随加入NaOH溶液体积变化的关系如下图A所示。下列说法中不正确的是A．若将关系图改为B图时，则a的取值范围为80＜a＜90B.eq\f(n（Mg）,n（Al）)的最大值为2.5C．若将关系图改为C图时，则a的取值范围为75＜a＜90D．a的取值范围为0≤a＜50解析由图A可知：n[Al(OH)3]＝0.01L×1mol·L－1＝0.01mol，当a＝0时，n(Mg)＝eq\f(0.08×1－0.01×3,2)＝0.025mol，eq\f(n（Mg）,n（Al）)的最大值为：eq\f(0.025,0.01)＝2.5，B项正确。A项，由于Al(OH)3为0.01mol，消耗NaOH仍为10mL，所以a仍为90mL，错误。D项，若无Mg2＋，a取最大值，即a＝eq\f(0.08－0.01×3,1)＝0.05L，即50mL。C项，若全为Al，设其物质的量为x，则0.03＋4x＝0.09，x＝0.015mol。a＝0.03＋0.015×3＝0.075L，即75mL。若全为Mg，a＝90mL，所以75＜a＜90。答案A11．某校化学兴趣小组用如图所示过程除去AlCl3溶液中含有的Mg2＋、K＋杂质离子并尽可能减少AlCl3的损失。下列说法正确的是A．NaOH溶液可以用氨水来代替B．溶液a中含有Al3＋、K＋、Cl－、Na＋、OH－C．溶液b中只含有NaClD．向溶液a中滴加盐酸需控制溶液的pH解析A项用氨水将会使Al3＋、Mg2＋均沉淀下来，达不到分离的目的；B项溶液a中，Al3＋已转化为AlOeq\o\al(－,2)不再含有Al3＋；C项b中含有KCl、NaCl、HCl等物质；D项若不控制pH，沉淀a[Al(OH)3]将不能分离出来。答案D12．某溶液中可能含有H＋、NHeq\o\al(＋,4)、Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、NOeq\o\al(－,3)中的几种。①若加入锌粒，产生无色无味的气体；②若加入NaOH溶液，产生白色沉淀，且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示。则下列说法正确的是A．溶液中的阳离子只有H＋、Mg2＋、Al3＋B．溶液中n(NHeq\o\al(＋,4))＝0.2molC．溶液中一定不含COeq\o\al(2－,3)，可能含有SOeq\o\al(2－,4)和NOeq\o\al(－,3)D．n(H＋)∶n(Al3＋)∶n(Mg2＋)＝1∶1∶1解析由①知溶液中一定含有H＋，一定没有COeq\o\al(2－,3)、NOeq\o\al(－,3)，由②知溶液中一定含有Mg2＋、Al3＋，由图像可知溶液中还一定含有NHeq\o\al(＋,4)，且n(NHeq\o\al(＋,4))＝0.7mol－0.5mol＝0.2mol，n(H＋)＝0.1mol，n(Al3＋)＝0.8mol－0.7mol＝0.1mol，沉淀Al3＋、Mg2＋共消耗0.4molOH－，其中沉淀Al3＋消耗0.3molOH－，沉淀Mg2＋消耗0.1molOH－，根据Mg2＋～2OH－，可得n(Mg2＋)＝0.05mol，故只有选项B正确。答案B二、非选择题(共40分)13．(12分)某混合物A，含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现下列物质之间的变化：据此回答下列问题：(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中分离溶液和沉淀采用的相同的操作是________。(2)写出下列B、C、D、E所含物质的化学式：固体B____________；沉淀C________；沉淀D________；溶液E________。(3)写出①、②、③、④四个反应的化学方程式或离子方程式。①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________；④________________________________________________________________________。解析由混合物A的成分可知制取固体B的流程为：其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中共同的操作为过滤。答案(1)过滤(2)Al2O3Al2O3和Fe2O3Fe2O3K2SO4和(NH4)2SO4(3)①Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O②Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)③AlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓④2Al(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O14．(14分)将0.1mol的镁、铝混合物溶于100mL2mol·L－1H2SO4溶液中，然后再滴加1mol·L－1NaOH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V1＝160mL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。(3)若混合物仍为0.1mol，其中镁粉的物质的量分数为a，用100mL2mol·L－1的硫酸溶解此混合物后，再加入450mL1mol·L－1的NaOH溶液，所得沉淀中无Al(OH)3。满足此条件的a的取值范围是________。解析(1)由图像可知：V1mL的NaOH溶液是与过量H2SO4反应的，则与Mg、Al反应的为H2SO4：0．2mol－0.16mol×eq\f(1,2)＝0.12mol。假设n(Mg)＝xmol，n(Al)＝ymol，则有方程组：eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x＋y＝0.1mol,x＋\f(3,2)y＝0.12mol))，解得：x＝0.06mol，y＝0.04mol。当加入V2mLNaOH溶液时，得到Mg(OH)2沉淀和NaAlO2关系式为：Mg2＋～2OH－，Al3＋～4OH－，所以，V2＝160mL＋eq\f(0.06×2mol＋0.04×4mol,1mol·L－1)×103mL·L－1＝440mL。(2)当Mg2＋、Al3＋刚好沉淀完全时，溶液中只有Na2SO4，关系式为2NaOH～H2SO4，所以，V(NaOH)＝eq\f(100mL×2mol·L－1×2,1mol·L－1)＝400mL。(3)当所得沉淀中无Al(OH)3时，NaOH溶液过量，反应后生成的溶质为