2022届高考化学一轮复习课时练14铝及其重要化合物含解析鲁科版

　铝及其重要化合物

　基础巩固 1 1.(2020 江西上饶月考)下列说法中正确的是(

　) A.Al 2 O 3 、MgO 可用作耐高温材料,二氧化硅是生产光纤制品的基本原料 B.铝、铁、铜相比较,在自然界中铜元素的含量最低、铁元素含量最高 C.工业上采用电解熔融态 Al 2 O 3 、MgO 的方法冶炼 Al、Mg D.用纯碱制玻璃、用铁矿石炼铁、用氨制碳酸铵的反应都会产生温室气体 2 2.(2020 四川广安月考)在加热固体 NH 4 Al(SO 4 ) 2 ·12H 2 O 时,固体质量随温度的变化曲线如图所示。已知 A 点物质为 NH 4 Al(SO 4 ) 2 ,B 点物质为 Al 2 (SO 4 ) 3 ,下列判断正确的是(

　)

　A.0~ T ℃的过程变化是物理变化 B.C 点物质是工业上冶炼铝的原料 C.A~B 反应中生成物只有 Al 2 (SO 4 ) 3 和 NH 3 两种 D.Al 2 (SO 4 ) 3 能够净水,可用离子方程式表示为 Al3+ +3OH -Al(OH) 3

　3 3.下列叙述正确的是(

　) A.向氯化铝溶液中加入过量氨水反应的实质是 Al3+ +3NH3 ·3H 2 O Al(OH) 3 ↓+3NH 4+

　B.存在于污水中的重金属离子,常用加入明矾等电解质的方法进行处理 C.镁铝合金既可完全溶于过量盐酸又可完全溶于过量 NaOH 溶液 D.依据铝热反应原理,能发生反应 2Al+3MgO 3Mg+Al 2 O 3

　4 4.将等物质的量的镁和铝混合,取等质量该混合物四份,分别加到足量的下列溶液中,充分反应后,放出氢气最多的是(

　) A.3 mol·L-1 HCl 溶液 B.4 mol·L-1 HNO3 溶液 C.8 mol·L-1 NaOH 溶液 D.18 mol·L-1 H2 SO 4 溶液

　5 5.在Al 2 (SO 4 ) 3 和MgSO 4 的混合溶液中,滴加NaOH溶液,生成沉淀的量与滴入NaOH溶液的体积关系如图所示,则原混合液中 Al 2 (SO 4 ) 3 与 MgSO 4 的物质的量浓度之比为(

　)

　 A.6∶1 B.1∶1 C.2∶1 D.1∶2 6 6.下列由实验现象得出正确结论的是(

　) 选项 实验现象 结论 A 把相同大小的铝片和镁片分别投入相同浓度的 NaOH 溶液中,铝溶解有气泡产生,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 向稀硝酸中投入一铝片,液面上可看到红棕色气体 铝与稀硝酸反应产生 NO 2

　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

　7 7.铝元素在自然界中主要存在于铝土矿(主要成分为 Al 2 O 3 ,还含有 Fe 2 O 3 、FeO、SiO 2 )中。工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如下。

　(1)在滤液 A 中加入漂白液,所得滤液 B 显酸性。

　①滤液 A 中加入漂白液的目的是

　 (用离子方程式表示)。

　②将滤液 B 中的铝元素以沉淀形式析出,可选用的最好试剂为(填代号)

　。

　A.氢氧化钠溶液 B.硫酸溶液 C.氨水 D.二氧化碳

　离子方程式为 。

　(2)由滤液B制备少量无水AlCl 3 (AlCl 3 极易水解)涉及的操作为

　 、冷却结晶、

　(填操作名称)、洗涤。

　(3)若将铝土矿溶于足量的氢氧化钠溶液,则对应的离子方程式为 。

　能力提升 8 8.(2020 浙江温州调研)把一块镁铝合金投入 20 mL 1 mol·L-1 的盐酸中,待合金完全溶解后,向溶液中加入 1 mol·L-1 的 NaOH 溶液,生成沉淀的物质的量随加入 NaOH 溶液体积(mL)变化的关系如图所示。下列说法中正确的是(

　)

　A.镁铝合金具有很强的抗腐蚀能力,它不能溶解在任何酸、碱或盐中 B. c 值越大,合金中 Al 的含量越高 C. b 值越大,合金中 Mg 的含量越高 D.假设 c =25,整个实验过程中,只发生了 4 个离子反应 9 9.(2020 河北沧州调研)某校化学兴趣小组用如图所示过程除去 AlCl 3 溶液中含有的 Mg2+ 、K + 杂质并尽可能减少 AlCl 3 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 NaCl D.向溶液 a 中滴加盐酸需控制溶液的 pH 10.氧化亚铁粉末和铝粉配成铝热剂,分成两等份。一份在高温下恰好完全反应后,再与盐酸反应;另一份直接放入足量的烧碱溶液中充分反应,前后两种情况下生成的气体的质量比是(

　) A.1∶1 B.2∶3 C.3∶2 D.28∶9

　11. a

　g 镁铝合金投入 x

　mL 2 mol·L-1 的盐酸中,金属完全溶解,再加入y

　mL 1 mol·L-1

　NaOH溶液,沉淀达到最大值,质量为( a +1.7) g,则下列说法不正确的是(

　) A.镁铝合金与盐酸反应转移电子数为 0.1 N A

　B.沉淀为 Mg(OH) 2 和 Al(OH) 3 的混合物 C. x= 2 y

　D. a 的取值范围为 0.9< a <1.2 12.(2020 重庆四校联考)某冶金厂的矿渣含有较多的 Al 2 O 3 、Fe 2 O 3 、MgO、SiO 2 ,现欲进行综合利用以提取氧化铝、氧化镁、氧化铁作为工业原料,其设计的工艺流程如下:

　已知:氧化镁与水反应生成氢氧化镁;硅酸的酸性比氢氧化铝强。饱和氯化铵溶液的 pH 约为 5,氢氧化镁开始沉淀至沉淀完全的pH范围是 9.0~12.0,氢氧化铁开始沉淀至沉淀完全的 pH 范围是 2.7~3.7。

　(1)写出过程Ⅱ中氧化铝发生反应的化学方程式:

　 。

　(2)过程Ⅲ的名称是

　 ,产品乙的俗名是

　 。

　(3)过程Ⅴ中所用适量的 B 是一种气体,B 是

　 (填化学式),过程Ⅴ中所发生反应的离子方程式为

　。

　(4)残渣甲用饱和氯化铵溶液能部分溶解的原因是

　 (结合平衡表达式,用化学平衡理论解释)。

　(5)取适量溶液丙,加入过量盐酸并过滤除去沉淀,再用惰性电极电解滤液,一段时间后,在阴极区有沉淀生成,最后沉淀消失。电解时生成沉淀的化学方程式为

　 。

　13.氯离子插层镁铝水滑石[Mg 2 Al(OH) 6 Cl· x H 2 O]是一种新型离子交换材料,其在高温下完全分解为 MgO、Al 2 O 3 、HCl 和水蒸气。现用如图所示装置进行实验确定其化学式(固定装置略去)。

　(1)Mg 2 Al(OH) 6 Cl· x H 2 O 受热分解的化学方程式为

　 。

　(2)若只通过测定装置 C、D 的增重来确定 x ,则装置的连接顺序为

　 (按气流方向,用接口字母表示),其中 C 的作用是

　。装置连接后,首先要进行的操作的名称是

　。

　(3)加热前先通 N 2 排尽装置中的空气,称取 C、D 的初始质量后,待 A 中反应完全后再持续通入N 2 的作用是

　、

　 等。

　(4)完全分解后测得 C 增重 3.65 g,D 增重 9.90 g,则 x =

　 。若取消冷却玻璃管 B 后进行实验,测定的 x 值将

　(填“偏高”或“偏低”)。

　(5)上述水滑石在空气中放置时易发生反应生成[Mg 2 Al(OH) 6 Cl 1-2 y (CO 3 ) y · z H 2 O],该生成物能发生类似的热分解反应。现以此物质为样品,用(2)中连接的装置和试剂进行实验测定 z ,除测定D 的增重外,至少还需测定

　 。

　拓展深化 14.金属在现代社会中发挥着巨大的作用,铝的化合物在工农业生产及人们的日常生活中也具有广泛的作用。

　(1)若将铝溶解,下列试剂中最好选用

　(填选项字母)。

　A.浓硫酸

　B.稀硫酸

　C.稀硝酸 (2)以铝土矿(主要成分是 Al 2 O 3 ,杂质有 SiO 2 、Fe 2 O 3 等)为原料,采用拜耳法生产 Al 2 O 3 的流程如下图所示:

　①Al 2 O 3 可用于电解制 Al,电解时需加入冰晶石(Na 3 AlF 6 )作为助熔剂,用 NaF 和 Al 2 (SO 4 ) 3 反应制备冰晶石的化学方程式为

　;电解时用石墨作阳极,温度维持在 950~970 ℃,阳极材料需定期更换,其原因为

　。

　②赤泥中铝硅酸钠的化学式可表示为 3Na 2 O·3Al 2 O 3 ·5SiO 2 ·5H 2 O,则滤液Ⅰ的主要成分是

　 ;铝土矿的品位常用铝硅比(A/S,即矿石中 Al 2 O 3 与 SiO 2 的质量比)来衡量。某种铝土矿的 A/S=10.2,则加入足量 NaOH 溶液后铝的理论溶出率为

　 。

　③该生产过程中,需向沉淀池中加入过量的 X,该反应的离子方程式为

　 。

　(3)铍(Be)与铝元素相似,其氧化物及氢氧化物具有两性,请写出 BeO 与盐酸反应的离子方程式

　,Be(OH) 2 溶于 NaOH 溶液的化学方程式为Be(OH) 2 +2NaOH Na 2 [Be(OH) 4 ],往 10.0 mL 1.00 mol·L-1 的 Be(NO3 ) 2 溶液中逐滴加入等浓度的 NaOH 溶液,请在以下坐标图中画出沉淀量随 NaOH 溶液加入量的变化图:

　 课时规范练 14 铝及其重要化合物 1 1.A 氧化铝和氧化镁的熔点都很高,所以可以作耐高温材料,光纤制品的基本原料是二氧化硅,故 A 正确;自然界中元素的含量高低依次是 O、Si、Al、Fe 等,所以铝、铁、铜相比较,自然界中含量最低的是 Cu,最高的是 Al 而不是 Fe,故 B 错误;MgO 的熔点很高,电解熔融态 MgO 冶炼 Mg 会增大生产成本,工业上是电解熔融的氯化镁来冶炼镁,故 C 错误;用纯碱制玻璃、用铁矿石炼铁都会产生二氧化碳,用氨制碳酸铵,制备原理为 2NH 3 +CO 2 +H 2 O (NH 4 ) 2 CO 3 ,不产生二氧化碳,故 D 错误。

　2 2.B 因为 A 点物质为 NH 4 Al(SO 4 ) 2 ,则 0~ T ℃的过程变化是失去结晶水生成 NH 4 Al(SO 4 ) 2 ,是化学变化,A 错误;B 点物质为硫酸铝,升温时又会分解,则在 C 点生成氧化铝,所以 C 点物质是工业上冶炼铝的原料,B 正确;A~B 发生的反应为硫酸铝铵分解生成硫酸铝、氨气和硫酸,所以除生成的硫酸铝和氨气两种物质外,还有硫酸,故 C 错误;硫酸铝能够净水,其原理是铝离子水解生成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体具有吸附性,可以吸附水中悬浮的杂质,故 D 错误。

　3 3.A B 项中明矾只能使污水中的悬浮物沉降,不能除去重金属离子;C 项中 Mg 不能溶于 NaOH溶液;D 项中 Mg 的金属性比 Al 强,故 Al 与 MgO 不能发生铝热反应。

　4 4.A 在镁、铝混合物中加入 HNO 3 和浓硫酸都不产生 H 2 ;加入 NaOH 溶液,只有 Al 与 NaOH 溶液反应生成 H 2 ,而镁不反应;加入盐酸,镁、铝都与盐酸反应生成 H 2 ,所以加入盐酸时放出 H 2 的量最多。

　5 5.D 氢氧化铝是两性氢氧化物,能溶于氢氧化钠溶液中,而氢氧化镁不能溶于氢氧化钠溶液。发生反应的有关离子方程式为 Mg2+ +2OH -Mg(OH) 2 ↓、Al3+ +3OH -Al(OH) 3 ↓、Al(OH) 3 +OH-[Al(OH) 4 ]- 。根据图像可知溶解氢氧化铝消耗的氢氧化钠溶液是 10mL,所以生成

　氢氧化铝消耗的氢氧化钠溶液就应该是 30mL,则生成氢氧化镁消耗的氢氧化钠溶液是 20mL。根据反应的离子方程式可知,铝离子和镁离子的物质的量之比是 1∶1。则原混合液中 Al 2 (SO 4 ) 3与 MgSO 4 的物质的量浓度之比为 1∶2,D 项正确。

　6 6.D 金属性的强弱可根据金属与酸反应时金属失电子的能力强弱判断,而不是与碱反应,故 A项错误;没有脱落表明氧化铝的熔点高,故 B 项错误;稀硝酸与铝反应时生成 NO,NO 与空气中的O 2 反应生成NO 2 ,故C项错误;氯化铝和氢氧化钠溶液反应先生成氢氧化铝白色沉淀,氢氧化铝再和氢氧化钠溶液反应生成可溶性的四羟基合铝酸钠,故 D 项正确。

　7 7.答案(1)①2Fe2+ +ClO - +5H2 O 2Fe(OH) 3 ↓+Cl- +4H +

　②C Al 3+ +3NH3 ·H 2 O Al(OH) 3 ↓+3NH 4+

　(2)边滴加浓盐酸边蒸发浓缩 过滤 (3)SiO 2 +2OH-SiO 32- +H2 O,Al 2 O 3 +2OH- +3H2 O 2[Al(OH) 4 ]-

　解析(1)①滤液中含有氯化铁、氯化亚铁、氯化铝,在滤液 A 中加入漂白液,次氯酸根离子具有氧化性氧化亚铁离子生成铁离子在溶液中形成氢氧化铁沉淀除去,次氯酸根离子被还原为氯离子,反应的离子方程式为 2Fe2+ +ClO - +5H2 O 2Fe(OH) 3 ↓+Cl- +4H + 。②氢氧化钠溶液可以沉淀铝离子但过量又会溶解氢氧化铝,故 A 项不是最好;硫酸溶液不能沉淀铝离子,故 B 项不符合;氨水是弱碱溶液不能溶解氢氧化铝,过量的氨水和铝离子形成氢氧化铝沉淀过滤得到氢氧化铝固体,反应的离子方程式为 Al3+ +3NH3 · H 2 O Al(OH) 3 ↓+3NH 4+ ,故 C 项符合;二氧化碳和氯化铝不反应不能生成氢氧化铝沉淀,故 D 项不符合。

　(2)由滤液 B 制备少量无水 AlCl 3 ,由于 AlCl 3 极易水解,需要边滴加浓盐酸边蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤。

　(3)氧化铝、二氧化硅与 NaOH 溶液反应均生成盐和水,离子反应分别为Al 2 O 3 +2OH- +3H2 O 2[Al(OH) 4 ]- 、SiO2 +2OH-SiO 32- +H2 O。

　8 8.B 镁铝合金表面因形成致密的氧化膜而具有很强的抗腐蚀能力,但 MgO、Al 2 O 3 、Mg、Al 都可与盐酸、硫酸等反应,Al、Al 2 O 3 也能溶解在 NaOH 溶液中,A 项错误; b 点对应的沉淀为 Al(OH) 3和 Mg(OH) 2 的混合物,溶液中溶质只有氯化钠,故 b 为固定值 20,因而无法根据 b 值判断合金中Mg 的含量,C项错误;根据图示, c 值越大,溶解Al(OH) 3 消耗的NaOH 越多,说明合金中 Al 的含量越高,B 项正确;根据图示,当 c =25 时,整个反应过程中包含 Mg、Al 分别与盐酸的反应,H+ 与 OH -的反应,Mg2+ 、Al 3+ 分别与 OH - 的反应,Al(OH)3 与 OH- 的反应,有 6 个离子反应,D 项错误。

　9 9.D A项,氨水不能使Al3+ 转化为[Al(OH)4 ]- ,不能使含铝化合物与Mg(OH)2 分离,则不能用氨水代替 NaOH 溶液;B 项,溶液 a 中不含 Al3+ ;C 项,溶液 b 也含有 KCl。

　10.A 把 FeO 和铝粉配成铝热剂,分成两等份,一份在高温下恰好完全反应生成铁与氧化铝,由电子转移守恒可知,2 n (Fe)=3 n (Al),然后将生成物与足量的稀盐酸反应,铁与盐酸反应生成氯化亚铁与氢气,由电子转移守恒可知 n (H 2 )= n (Fe),所以 ...