高考化学二轮复习之疯狂专练八铝及其化合物（教师版）

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考试说明考试说明本部分内容主要考查的是铝及其化合物的性质和用途、铝及其化合物的图像和相关计算，另外Al3+、AlO2-及Al(OH)3之间铝三角的相互转化在推断题、离子共存题目中常有考查。考点透视考点透视1．【2017·天津卷】下列有关水处理方法不正确的是A．用石灰、碳酸钠等碱性物质处理废水中的酸B．用可溶性的铝盐和铁盐处理水中的悬浮物C．用氯气处理水中的Cu2+、Hg2+等重金属离子D．用烧碱处理含高浓度NH4+的废水并回收利用氨【答案】C【解析】A.石灰与酸反应生成钙盐，碳酸钠与酸反应生成钠盐和二氧化碳，故可用于处理废水中的酸，故A正确；B.铝盐、铁盐都能水解生成对应的氢氧化物胶体，疏松多孔，具有吸附性，可吸附水中的悬浮物，故B正确；C.氯气可用于水的消毒杀菌，不能与Cu2+、、Hg2+反应生成沉淀，对重金属离子没有作用，故C错误；D.烧碱可与铵根离子反应产生氨气，则可用烧碱处理高浓度的NH4+的废水并回收利用氨，故D正确。2．【2017·江苏卷】铝是应用广泛的金属。以铝土矿（主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质）为原料制备铝的一种工艺流程如下：注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。（1）“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为。（2）向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH(填“增大”“不变”或“减小”)。（3）“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是。（4）“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示：阳极的电极反应式为，阴极产生的物质A的化学式为。（5）铝粉在1000℃时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是。【答案】（1）Al2O3+2OH﹣═2AlO2﹣+H2O（2）减小（3）石墨电极被阳极上产生的O2氧化（4）4CO32﹣+2H2O﹣4e﹣═4HCO3﹣+O2↑H2（5）NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜。3．下列说法不正确的是A．(2015·新课标全国Ⅰ卷)用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝滴落下来，金属铝的熔点较低B．(2014·新课标全国Ⅱ卷)铝与Fe2O3发生铝热反应后固体的质量不变C．(2014·北京卷)Al片溶于NaOH溶液中，产生气体：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑D．(2014·江苏卷)Al、HCl、NaOH中任意两种物质在一定条件下均能发生反应【答案】A【解析】打磨后的铝箔在酒精灯上灼烧，表面生成Al2O3，高熔点的Al2O3兜住了熔融的液态铝，不会滴落，A项错误；铝与Fe2O3发生铝热反应生成铁和氧化铝，反应前后均是固体物质，固体质量不变，B项正确；金属铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，C项正确；Al既能与HCl反应又能与NaOH溶液反应，HCl和NaOH能发生中和反应，D项正确。4．下列说法正确的是A．(2015·新课标全国Ⅱ卷)将氯化铝溶液滴入浓氢氧化钠溶液中，将产生大量白色沉淀B．(2015·重庆卷)Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应C．(2014·四川卷)AlCl3溶液中加入过量稀氨水：Al3＋＋4NH3·H2O=AlOeq\o\al(－,2)＋4NHeq\o\al(＋,4)＋2H2OD．(2014·福建卷)常温下，Al(OH)3既能与NaOH溶液反应又能与稀硫酸反应【答案】D【解析】AlCl3溶液滴入NaOH溶液中，开始时NaOH溶液过量，不会出现白色沉淀，随着不断反应，后来出现白色沉淀，A项错误；MgO是碱性氧化物，不能与NaOH反应，B项错误；氢氧化铝不能与过量氨水反应，AlCl3中加入过量氨水，反应的离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)，C项错误；Al(OH)3是两性氢氧化物，常温下既能与NaOH溶液反应又能与稀硫酸反应，D项正确。5．【2014·安徽卷】室温下，在0.2mol·L－1Al2(SO4)3溶液中，逐滴加入1.0mol·L－1NaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如图所示，下列有关说法正确的是A．a点时，溶液呈酸性的原因是Al3＋水解，离子方程式为：Al3＋＋3OH－Al(OH)3B．a～b段，溶液pH增大，Al3＋浓度不变C．b～c段，加入的OH－主要用于生成Al(OH)3沉淀D．d点时，Al(OH)3沉淀开始溶解【答案】C【解析】Al3＋水解的离子方程式为Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，A项错误；a～b段，Al3＋与OH－作用生成Al(OH)3沉淀，Al3＋浓度不断减小，B项错误；c点溶液pH<7，说明溶液中还没有NaAlO2生成，因此b～c段，加入的OH－主要用于生成Al(OH)3沉淀，C项正确；c～d段pH逐渐增大，说明沉淀逐渐溶解，到达d点，Al(OH)3沉淀已完全溶解，D项错误。6．【2013·山东卷】足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是A．氢氧化钠溶液B．稀硫酸C．盐酸D．稀硝酸【答案】A【解析】相同质量的铝与足量的NaOH溶液、稀硫酸、盐酸反应，放出氢气的物质的量相等，但消耗相应溶液中溶质的物质的量之比为2∶3∶6；稀硝酸与Al反应不能产生氢气，故正确答案为A。考点突破考点突破1．【2017·河北景县中学摸底】化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是A．明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化B．苏打和氢氧化铝胶囊，可以作内服药治疗胃酸过多C．Al2O3和MgO的熔点均很高，可用于制作耐高温材料D．NaHCO3可用作发酵粉、泡沫灭火剂材料、治疗胃酸过多的药物【答案】B【解析】明矾中铝离子水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物，明矾可用于水的净化，A项正确；小苏打可以作内服药治疗胃酸过多，B项错误；Al2O3和MgO的熔点均很高，可用于制作耐高温材料，C项正确；NaHCO3可与酸反应生成二氧化碳，可用作发酵粉、泡沫灭火剂材料、治疗胃酸过多的药物，D项正确。2．【2017·巴蜀中学高三第二次诊断考试】化学与生产、生活联系紧密，下列有关说法正确的是A.热的纯碱溶液可用于洗涤煤油、柴油等矿物油污B.水垢中的CaSO4，可先转化为CaCO3，再用酸除去C.胃舒平[主要成分Al(OH)3]和食醋同时服用可增强药效D.淀粉和纤维素在体内最终水解为蔔萄糖，为人体提供能量【答案】B【解析】A.热的纯碱溶液可用于洗涤油脂，但不能洗涤煤油、柴油等矿物油污，只能用有机溶剂去洗涤矿物油污，故A错误；B.利用沉淀的转化原理，用饱和的碳酸钠溶液浸泡水垢中的CaSO4，可先转化为CaCO3，再用酸除去，故B正确；C.胃舒平可中和胃酸，但不能与醋酸混用，因为醋酸能溶解A1(OH)3降低药效，故C错误；D.淀粉在体内最终水解为蔔萄糖，为人体提供能量，而纤维素在人体内不能水解，可通过胃肠蠕动助消化，故D错误；答案为B。3．【2017·衡水模拟】下列叙述正确的是①含有大量AlOeq\o\al(－,2)的溶液中，NHeq\o\al(＋,4)、NOeq\o\al(－,3)、H＋、Cl－可以大量共存②0.1mol·L－1的AlCl3溶液中，Na＋、K＋、SOeq\o\al(2－,4)、HCOeq\o\al(－,3)可以大量共存③向AlCl3溶液中加入过量的稀氨水，发生反应：Al3＋＋4NH3·H2O=AlOeq\o\al(－,2)＋4NHeq\o\al(＋,4)＋2H2O④加入铝粉能放出H2的溶液中，Ca2＋、Fe2＋、Cl－、NOeq\o\al(－,3)一定能够大量共存⑤用NaOH溶液除去铝条表面的氧化膜：Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O⑥依据铝热反应原理，能发生反应2Al＋3MgO3Mg＋Al2O3⑦向明矾溶液中加入过量Ba(OH)2溶液，发生反应：2SOeq\o\al(2－,4)＋2Ba2＋＋Al3＋＋4OH－=2BaSO4↓＋AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O⑧常温下，铝可溶于过量浓硝酸，也可溶于过量NaOH溶液A．⑤⑦B．③⑤C．④⑥D．⑦⑧【答案】A【解析】①含大量AlOeq\o\al(－,2)的溶液呈碱性，H＋不能大量存在，错误；②Al3＋与HCOeq\o\al(－,3)发生双水解反应：Al3＋＋3HCOeq\o\al(－,3)=Al(OH)3↓＋3CO2↑，不能大量共存，错误；③Al(OH)3不溶于NH3·H2O，错误；④加入铝粉放出H2的溶液，可能呈酸性，也可能呈碱性，若呈酸性，不能存在NOeq\o\al(－,3)，若呈碱性，Ca2＋、Fe2＋不能大量共存，错误；⑥金属性：Mg>Al，铝不能置换出Mg，错误；⑧常温下，铝在浓硝酸中钝化，错误。故A项符合题意。4．【2017·保定市高阳中学月考】我省庐江县有丰富的钒矿资源——明矾，其主要成分为KAl(SO4)2·12H2O。下列有关说法正确的是A．明矾既可以除去水中的悬浮物，也可以杀菌消毒B．可以通过电解明矾溶液来制取AlC．用酒精灯加热铝箔至熔化，铝并不滴落，说明氧化铝的熔点比铝高D．可以用在某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液的方法来确定该溶液中是否含有SOeq\o\al(2－,4)【答案】C【解析】明矾没有氧化性不可以杀菌消毒，A项错误；电解明矾溶液生成氢气和氧气，不能生成铝，B项错误；用酒精灯加热铝箔至熔化，铝并不滴落，说明氧化铝的熔点比铝高，C项正确；可以用在某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液，若生成白色沉淀，可能是氯化银或硫酸钡，D项错误。5.【2017·天津市南开中学高三第五次月考】向HCl、AlCl3混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，生成沉淀的量随NaOH溶液加入量的变化关系如图所示，则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是A．M点对应的溶液中：K+、Fe2+、SO42-、NO3-B．N点对应的溶液中：K+、NH4+、Cl-、CO32-C．S点对应的溶液中：Na+、SO42-、HCO3-、NO3-D．R点对应的溶液中：Na+、SO42-、Cl-、NO3-【答案】D【解析】A．M点盐酸有剩余，溶液显酸性，H+、Fe2+、NO3-发生氧化还原反应，不能大量共存，故A错误；B．N点HCl与NaOH恰好反应，溶液中含AlCl3，Al3+、CO32-相互促进水解，不能大量共存，故B错误；C．S点AlCl3没有完全反应，Al3+、HCO3-相互促进水解，不能大量共存，故C错误；D．R点生成偏铝酸钠，溶液显碱性，该组离子之间不反应，可大量共存，故D正确；故选D。6．【2017·衡水中学一模】某烧杯中盛有含0.2molNH4Al(SO4)2的溶液，向其中缓缓加入4mol·L－1的NaOH溶液200mL，使其充分反应，此时烧杯中铝元素的主要存在形式为A．Al3＋和Al(OH)3B．AlOeq\o\al(－,2)C．AlOeq\o\al(－,2)和Al(OH)3D．Al(OH)3【答案】D【解析】n(Al3＋)＝0.2mol，n(NHeq\o\al(＋,4))＝0.2mol，n(OH－)＝0.8mol，完全反应后，恰好生成0.2molAl(OH)3和0.2molNH3·H2O。7．【2017·河北省景县中学摸底】用含有少量Mg的Al片制取纯净的Al(OH)3，下列操作中最恰当的组合是①加入盐酸溶解②加NaOH溶液③过滤④通入过量CO2生成Al(OH)3⑤加盐酸生成Al(OH)3⑥加过量氨水生成Al(OH)3A．①⑥③ B．①③⑥③C．②③④③ D．②③⑤③【答案】C【解析】Al与NaOH溶液反应，而Mg不与NaOH溶液反应，可设计方案eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(Al,Mg))eq\o(→,\s\up7(NaOH溶液))NaAlO2溶液eq\o(→,\s\up11(过滤),\s\do4(除镁))NaAlO2溶液eq\o(→,\s\up7(通入CO2))Al(OH)3，故选C项。8．【2017·河北省唐山市二模】向含有amolAlCl3的溶液中加入含bmolNaOH的溶液，生成沉淀的物质的量可能是①amol②bmol③eq\f(a,3)mol④eq\f(b,3)mol⑤0mol⑥(4a－b)molA．①③④⑤⑥ B．①②④⑥C．①②③⑤⑥ D．①③⑤【答案】A【解析】amolAlCl3完全转化为Al(OH)3时需要NaOH的物质的量为3amol，且沉淀最大值为amol，故①、③、⑤有可能；当b<3a时，NaOH不足，此时n[Al(OH)3]＝eq\f(1,3)n(NaOH)＝eq\f(b,3)mol，④有可能，②不可能；当3a<b<4a时，Al3＋＋OH－=Al(OH)3↓amol3amolamolAl(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O(b－3a)mol(b－3a)mol剩余的Al(OH)3沉淀为amol－(b－3a)mol＝(4a－b)mol，⑥有可能，故选A项。9．【2017·江西省五市八校高三下学期第二次联考】已知反应：AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O＋NHeq\o\al(＋,4)=NH3·H2O＋Al(OH)3↓，向浓度均为0.1mol·L－1的HCl、NH4Cl和AlCl3混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液。下列示意图表示生成Al(OH)3的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系，合理的是【答案】D【解析】溶液中与OH－反应的阳离子有三种：H＋、Al3＋NHeq\o\al(＋,4)，在反应过程中生成的Al(OH)3也可以与OH－反应，反应的先后顺序大致为①H＋、②Al3＋、③NHeq\o\al(＋,4)、④Al(OH)3，其中②和③的反应顺序难以确定。由题中所给方程式可知：Al(OH)3和氨水不反应，可以采用假设法确定②和③的反应顺序，假设③先与OH－反应，离子方程式为NHeq\o\al(＋,4)＋OH－=NH3·H2O，则Al3＋会与NH3·H2O反应，Al3＋＋3NH3·H2O=3NHeq\o\al(＋,4)＋Al(OH)3↓，相当于NHeq\o\al(＋,4)没发生反应，故该假设不成立，应OH－先与②反应，再与③反应，故选D项。10．【2017·太原质检】铝土矿的主要成分中含有氧化铝、氧化铁和二氧化硅等，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝。下列说法错误的是A．①中还需要进行过滤操作，滤渣为二氧化硅B．a、b中铝元素的存在形式不同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【答案】C【解析】铝土矿加盐酸生成Al3＋和Fe3＋，二氧化硅不溶于盐酸，所以要过滤，分离出二氧化硅；滤液中加过量NaOH，Al3＋转化为AlOeq\o\al(－,2)、Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，过滤除去Fe(OH)3沉淀，向滤液中通入过量的二氧化碳，生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3分解生成Al2O3，最后电解熔融的Al2O3生成Al。由以上分析可知①、②中除加试剂外，还需要进行过滤操作，故A正确；a中为Al3＋，b中为AlOeq\o\al(－,2)，故B正确；③中需要把AlOeq\o\al(－,2)转化为Al(OH)3沉淀，要通入过量的二氧化碳，AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)，故C错误；根据上面分析可知④是Al(OH)3受热分解生成Al2O3，故D正确。11．【2017·长春质检】下列说法不正确的是A．Al箔插入稀HNO3中，无现象，说明Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜B．如图所示，①中为AlCl3溶液，②中为浓氨水，①中有白色沉淀生成C．AlCl3eq\o(→,\s\up11(NaOHaq),\s\do4(△))NaAlO2(aq)eq\o(→,\s\up7(CO2))Al(OH)3D．AlCl3溶液中滴加NaOH溶液后铝的存在形式：【答案】A【解析】铝能溶于稀HNO3，在浓HNO3中钝化，A错；浓氨水会挥发出NH3，NH3与AlCl3溶液反应生成Al(OH)3沉淀，B正确；Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O，AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)，C正确；根据Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓，Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O；①eq\f(nNaOH,nAlCl3)<3时，铝元素存在形式为Al(OH)3、Al3＋；②3<eq\f(nNaOH,nAlCl3)<4时，铝元素存在形式为Al(OH)3、AlOeq\o\al(－,2)；③eq\f(nNaOH,nAlCl3)>4时，铝元素存在形式为AlOeq\o\al(－,2)，D正确。12．【2017·临川一中模拟】向一定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，生成沉淀Al(OH)3的量随AlCl3加入量的变化关系如图所示。则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是A．a点对应的溶液中：Na＋、Fe3＋、SOeq\o\al(2－,4)、HCOeq\o\al(－,3)B．b点对应的溶液中：Na＋、S2－、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－C．c点对应的溶液中：Ag＋、Ca2＋、NOeq\o\al(－,3)、F－D．d点对应的溶液中：K＋、NHeq\o\al(＋,4)、I－、COeq\o\al(2－,3)【答案】B【解析】该变化过程发生两个反应Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O、3AlOeq\o\al(－,2)＋6H2O＋Al3＋=4Al(OH)3↓。a点含有大量OH－，Fe3＋、HCOeq\o\al(－,3)不能大量共存；c点溶液中溶质为NaCl，故Ag＋不能存在；d点溶液溶质为NaCl和AlCl3，Al3＋与COeq\o\al(2－,3)不能共存，故只有B项正确。13．【2017·青岛模拟】某校化学兴趣小组用如图所示过程除去AlCl3中含有的Mg2＋、K＋杂质并尽可能减少AlCl3的损失。请回答下列问题：（1）写出向混合物中加入足量氢氧化钠溶液时，溶液中发生反应的离子方程式：___________________________。（2）氢氧化钠溶液能否用氨水代替，为什么？_______________________________________________________。（3）溶液a中存在的离子有________；在溶液a中加入盐酸时需控制盐酸的量，原因是________________________________________。为此，改进方法是________________________。【答案】（1）Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓、Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓、Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O（2）不能，因为Al3＋与氨水反应生成Al(OH)3后，Al(OH)3不能与氨水继续反应，从而不能将Al(OH)3与Mg(OH)2分开（3）Cl－、K＋、AlOeq\o\al(－,2)、OH－、Na＋Al(OH)3能与盐酸反应，所以在加入盐酸时，需要控制盐酸的量，以防止部分Al(OH)3转化成Al3＋向溶液a中通入过量二氧化碳气体代替加入盐酸【解析】(1)加入足量氢氧化钠溶液，Mg2＋可与OH－反应生成Mg(OH)2沉淀，Al3＋先与OH－反应生成Al(OH)3，生成的Al(OH)3继续与OH－反应生成AlOeq\o\al(－,2)和H2O。(2)氢氧化钠溶液不能用氨水代替，因为Al3＋与氨水反应生成Al(OH)3后，Al(OH)3不能与氨水继续反应，从而不能将Al(OH)3与Mg(OH)2分开。(3)加入氢氧化钠溶液后除去了Mg2＋，但又引入了Na＋，同时Al3＋转化成了AlOeq\o\al(－,2)；因为氢氧化铝能与盐酸反应，所以在加入盐酸沉淀AlOeq\o\al(－,2)时，需要控制其用量，以防止部分Al(OH)3转化成Al3＋；氢氧化铝不与H2CO3反应，因此可在溶液a中通入过量二氧化碳气体代替加入盐酸。14．【2017·长沙模拟】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为难溶的白色固体，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：①A→B：________________________________________________________________；②A→D：________________________________________________________________；③E与D：_______________________________________________________________。【答案】（1）KAlO2Al(OH)3Al2O3AlCl3NaAlO2（2）①AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)②AlOeq\o\al(－,2)＋4H＋=Al3＋＋2H2O③3AlOeq\o\al(－,2)＋Al3＋＋6H2O=4Al(OH)3↓【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溶液反应的物质为两性物质，且B受热时转化为C，可推导出B为Al(OH)3，C为Al2O3，D为AlCl3，E为NaAlO2。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。15．【2017·太原模拟】无水AlCl3易升华，可用作有机合成的催化剂等。工业上以铝土矿(A