【创新设计】2021高考化学(人教版)一轮配套练习：第3章-课时2-铝及其化合物

课时2铝及其化合物(时间：45分钟分值：100分)一、选择题(本题共7个小题，每题6分，共42分，每个小题只有一个选项符合题意。)1．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，马上加入铝片，铝片表面发生钝化解析镁比铝活泼，不能用铝粉制取镁，A错误；依据关系式2Al～6HCl～3H2，2Al～2NaOH～3H2，当铝足量时，等物质的量的HCl和NaOH产生H2的体积比为1∶3，B错误；浓H2SO4溶解于浓HNO3中放出大量热，同时也促进HNO3挥发，使两种酸的浓度减小，铝片不钝化，D错误。答案C2．(2021·淄博模拟)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想不正确的是 ()。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．铝与水蒸气在高温下反应可生成氢铝化合物D．氢铝化合物具有强还原性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．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)3 C．AlCl3 D．Al2O3解析假设上述四种物质均为1g，则物质的量分别为eq\f(1,27)mol，eq\f(1,78)mol，eq\f(1,133.5)mol，eq\f(1,102)mol，完全溶解转化为NaAlO2时，所需NaOH的物质的量分别为eq\f(1,27)mol、eq\f(1,78)mol，eq\f(1,133.5)×4mol＝eq\f(1,33.4)mol，eq\f(1,102)×2mol＝eq\f(1,51)mol，所以选A。答案A4．某溶液既能溶解Al(OH)3，又能溶解Al，但不能溶解Fe，在该溶液中可以大量共存的离子组是 ()。A．K＋、Na＋、HCO3－、NO3－B．Na＋、SO42－、Cl－、S2－C．NH4＋、Mg2＋、SO42－、NO3－D．H＋、K＋、Cl－、Na＋解析能溶解Al(OH)3、Al，而不能溶解Fe的溶液只能是强碱溶液，A项中的HCO3－，C项中的NH4＋、Mg2＋，D项中的H＋都不能在强碱溶液中大量共存。答案B5．工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：下列叙述正确的是 ()。A．试剂X可以是氢氧化钠溶液，也可以是盐酸B．反应①过滤后所得沉淀为氢氧化铁C．图中所示转化反应都不是氧化还原反应D．反应②的化学方程式为NaAlO2＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋NaHCO3解析试剂X只能是氢氧化钠溶液，不能是盐酸；反应①过滤后所得沉淀为Fe2O3；电解氧化铝制铝的反应是氧化还原反应。答案D6．(2021·长春调研)3g镁铝合金与100mL稀硫酸恰好完全反应，将反应后的溶液加热蒸干，得到无水硫酸盐17.4g，则原硫酸的物质的量浓度为()。A．1mol·L－1 B．1.5mol·L－1C．2mol·L－1 D．2.5mol·L－1解析由镁铝合金到无水硫酸盐，固体增加的质量为SO42－的质量，则n(H2SO4)＝eq\f(17.4－3,96)mol＝0.15mol，故c(H2SO4)＝eq\f(0.15mol,0.1L)＝1.5mol·L－1，B对。答案B7．(2021·秦皇岛模拟)将铝粉与Fe3O4粉末配制成铝热剂，分成三等份。①一份直接放入足量的烧碱溶液中，充分反应后放出气体在标准状况下的体积为V1；②一份在高温下恰好反应完全，反应后的混合物与足量的盐酸反应后，放出的气体在标准状况下的体积为V2；③一份直接放入足量的盐酸中，充分反应后放出气体在标准状况下的体积为V3。下列说法正确的是 ()。A．V1＝V3＞V2 B．V2＞V1＝V3C．V1＝V2＞V3 D．V1＞V3＞V2解析发生反应的化学方程式为：8Al＋3Fe3O4eq\o(=,\s\up7(高温))4Al2O3＋9Fe则第一份和第三份都是8molAl失去24mol电子供应应氢离子生成氢气，故得到的氢气是相等的；其次份，由化学方程式可知8molAl失去24mol电子，生成9molFe，而9molFe只能失去18mole－供应应氢离子生成氢气，故生成的氢气比第一份和第三份少，答案A正确。答案A二、非选择题(本题共4个小题，共58分)8．(15分)某铝合金(硬铝)中含有镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，有人设计如下试验：(1)取样品ag，称取时使用的仪器名称为________。(2)将样品溶于足量稀盐酸中，过滤，滤液中主要含有________；滤渣中含有________；在溶解过滤时使用的主要玻璃仪器有________________________________________________________________________。(3)往滤液中加入过量NaOH溶液，过滤，写出该步操作中有关的化学方程式___________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)在第(3)步的滤液中通入足量CO2，过滤，将沉淀用蒸馏水洗涤数次后，烘干并灼烧至重量不再削减为止，冷却后称量，质量为bg。有关反应的化学方程式为_____________________________________________________________________________________________________________________________。(5)该样品中铝的质量分数的表达式为___________________________________________________________________________________________________。解析用酸溶解硬铝时，铜、硅成为滤渣，滤液成分为MgCl2、AlCl3；滤液中加入足量NaOH后，过滤，滤渣为Mg(OH)2，滤液中溶质主要是NaAlO2，滤液中通入足量CO2后析出Al(OH)3，Al(OH)3烘干灼烧成为Al2O3，由关系式：2Al～Al2O3eq\f(54g,m（Al）)＝eq\f(102g,bg)，m(Al)＝eq\f(9b,17)gAl的质量分数为：eq\f(9b,17a)×100%答案(1)托盘天平(2)MgCl2、AlCl3Cu、Si漏斗、烧杯、玻璃棒(3)MgCl2＋2NaOH=Mg(OH)2↓＋2NaCl，AlCl3＋3NaOH=Al(OH)3↓＋3NaCl，Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O(4)NaAlO2＋CO2＋2H2O=NaHCO3＋Al(OH)3↓2Al(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O(5)eq\f(9b,17a)×100%9．(14分)(2021·银川模拟)某无色稀溶液X中，可能含有下表所列离子中的某几种。阴离子CO32－、SiO32－、AlO2－、Cl－阳离子Al3＋、Fe3＋、Mg2＋、NH4＋、Na＋现取该溶液适量，向其中加入某试剂Y，产生沉淀的物质的量(n)与加入试剂体积(V)的关系如图所示。(1)若Y是盐酸，则Oa段转化为沉淀的离子(指来源于X溶液的，下同)是___________________________________________，ab段发生反应的离子是________，bc段发生反应的离子方程式为_________________________________________________________________。(2)若Y是NaOH溶液，则X中肯定含有的离子是________，ab段反应的离子方程式为_________________________________________________________________________________________________________________________。解析(1)因溶液是无色的，所以确定不含Fe3＋，加入盐酸后能形成的沉淀有Al(OH)3、H2SiO3，前者能溶于过量盐酸而后者不能，由图像知溶液中确定含有AlO2－、SiO32－，Oa段发生反应的离子为AlO2－、SiO32－，ab段发生反应的离子为CO32－，bc段则是Al(OH)3溶解。(2)当向溶液中加入NaOH溶液时，生成的沉淀为Mg(OH)2、Al(OH)3，ab段是NH4＋与OH－发生反应，因Mg2＋、Al3＋不能与CO32－、SiO32－、AlO2－共存，故此时溶液中的阴离子只有Cl－。答案(1)SiO32－、AlO2－CO32－Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O(2)Al3＋、Mg2＋、NH4＋、Cl－NH4＋＋OH－=NH3·H2O10．(14分)A、B、C、D、E五种化合物均含有某种短周期常见元素，它们的转化关系如图所示，其中A的溶液为澄清溶液，C犯难溶的白色固体，E则易溶于水，取A的溶液灼烧，焰色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃)。(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溶液反应的物质必为两性物质，又由于B受热时转化为C，故可知C为Al2O3，B为Al(OH)3，由此推出D是AlCl3，A与过量CO2反应生成Al(OH)3，且A的溶液的焰色反应为浅紫色，则A为KAlO2，E为NaAlO2。答案(1)KAlO2Al(OH)3Al2O3AlCl3NaAlO2(2)AlO2－＋2H2O＋CO2=Al(OH)3↓＋HCO3－ AlO2－＋4H＋=Al3＋＋2H2O11．(15分)某课外小组对一些金属单质和化合物的性质进行探究。(1)下表为“铝与氯化铜溶液反应”试验报告的一部分：试验步骤试验现象将打磨过的铝片(过量)放入肯定浓度的CuCl2溶液中产生气泡，析出疏松的红色固体，溶液渐渐变为无色反应结束后分别出溶液备用 红色固体用蒸馏水洗涤后，置于潮湿空气中一段时间后固体由红色变为绿色[设其主要成分为Cu2(OH)2CO3]按反应类型写出试验中发生反应的化学方程式各一个(是离子反应的只写离子方程式)置换反应_________________________________________________________；化合反应_________________________________________________________。(2)用石墨作电极，电解上述试验分别出的溶液，两极产生气泡。持续电解，在阴极四周的溶液中还可以观看到的现象是________________________。解释此现象的离子方程式是__________________________________________________________________________________________________________。(3)工业上可用铝与软锰矿(主要成分为MnO2)反应来冶炼金属锰。①用铝与软锰矿炼锰的原理是(用化学方程式来表示)___________________。②MnO2在H2O2分解反应中作催化剂。若将适量MnO2加入酸化的H2O2溶液中，MnO2溶解产生Mn2＋，该反应的离子方程式是________________________________________________________________________。解析(1)由CuCl2溶液中Cu2＋的水解使溶液呈酸性，所以会有2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑，也有2Al＋3Cu2＋=2Al3＋＋3Cu；单质铜在潮湿空气中由红色变为绿色，化学方程式可写出2Cu＋O2＋H2O＋CO2=Cu2(OH)2CO3。(2)用石墨作电极，电解AlCl3溶液，电解的化学方程式为：2AlCl3＋6H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2Al(OH)3↓＋3H2↑＋3Cl2↑持续电解，阴极：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－从而