2022屆高考化學總復(fù)習 專題3 從礦物到基礎(chǔ)材料 第一單元 從鋁土礦到鋁合金課后達標檢測 蘇教版一、選擇題1化學在生產(chǎn)和日常生活中有著重要的應(yīng)用。下列說法中錯誤的是()AMgO、Al2O3的熔點很高，可制作耐高溫材料，工業(yè)上也用其電解冶煉對應(yīng)的金屬B明礬水解形成的膠體能吸附水中懸浮物，可用于水的凈化C燃放煙花是利用了某些金屬元素的焰色反應(yīng)D鋁比鐵活潑，但鋁制品比鐵制品在空氣中耐腐蝕解析：選A。MgO的熔點很高，通常電解熔點較低的MgCl2制備Mg，A錯誤；Al3水解生成的Al(OH)3膠體具有吸附性，能吸附水中的懸浮物，因而可用于水的凈化，B正確；Al的表面形成致密的氧化膜，可以保護Al不被進一步腐蝕，D正確。2氧化還原反應(yīng)在生產(chǎn)、生活中具有廣泛的用途。下列做法中涉及到鋁元素的還原性的是()A明礬凈化水B用氫氧化鋁治療胃酸過多C用鋁制容器存放濃硫酸D電解熔融氧化鋁制單質(zhì)鋁解析：選C。A項是Al33H2OAl(OH)3(膠體)3H，Al(OH)3膠體吸附懸浮雜質(zhì)而起到凈化水的作用；B項是Al(OH)33HCl=AlCl33H2O；D項是電解時鋁從化合物中被還原得到鋁單質(zhì)，表現(xiàn)出氧化性；而C項鋁被濃硫酸氧化，表現(xiàn)出還原性，故選C項。3下列除去雜質(zhì)的方法不正確的是()A鎂粉中混有少量鋁粉：加入過量燒堿溶液充分反應(yīng)，過濾、洗滌、干燥B用過量氨水除去Fe3溶液中的少量Al3CAl(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量燒堿溶液，充分反應(yīng)，過濾，向濾液中通入過量CO2后過濾DMgO中混有少量Al2O3：加入足量燒堿溶液，充分反應(yīng)，過濾、洗滌、干燥得到MgO解析：選B。Al(OH)3不溶于氨水，故向含少量Al3的Fe3溶液中加入過量氨水時，F(xiàn)e3、Al3均轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀，達不到除雜的目的。4下列說法錯誤的是()A(2017·高考海南卷)鋁箔在氯氣中燃燒可制備無水三氯化鋁B(2017·高考天津卷)用可溶性的鋁鹽和鐵鹽處理水中的懸浮物C(2017·高考海南卷)向硫酸鋁溶液中滴加碳酸鈉溶液：2Al33CO=Al2(CO3)3D(2017·高考北京卷改編)氨氣使AlCl3溶液產(chǎn)生白色沉淀，氨氣既未被還原也未被氧化解析：選C。向硫酸鋁溶液中滴加碳酸鈉溶液，Al3和CO相互促進水解，離子方程式應(yīng)為 2Al33CO3H2O=2Al(OH)33CO2，C不正確。5鋁土礦的主要成分為氧化鋁、氧化鐵和二氧化硅，工業(yè)上經(jīng)過下列工藝可以冶煉金屬鋁：下列說法中錯誤的是()A中除加試劑外，還需要進行過濾操作Ba、b中鋁元素的化合價相同C中需要通入過量的氨氣D進行的操作是加熱，而且d一定是氧化鋁解析：選C。反應(yīng)后的體系中含有固體二氧化硅，需要過濾除去，反應(yīng)后的體系中有氫氧化鐵沉淀，需要過濾除去，A正確；a、b中Al元素分別以AlCl3和NaAlO2形式存在，其中鋁元素的化合價都是3價，B正確；由NaAlO2制備氫氧化鋁需要通入過量二氧化碳，C錯誤；由氫氧化鋁制備氧化鋁，加熱即可，D正確。6(2018·蘭州一中月考)如圖所示的反應(yīng)均是在高溫引燃后進行的，選項中的物質(zhì)表示A和B，不合理的是()AMgOAlBCO2MgCFe3O4Al DCuOH2解析：選A。Mg的活潑性強于Al，若A為MgO，B為Al，二者不能發(fā)生鋁熱反應(yīng)，A項不合理；CO2與Mg反應(yīng)生成C(C)和MgO(D)，Mg與O2反應(yīng)生成MgO，C與足量O2反應(yīng)生成CO2，B項合理；Fe3O4與Al能發(fā)生鋁熱反應(yīng)，生成Fe(C)和Al2O3(D)，F(xiàn)e與O2反應(yīng)生成Fe3O4，Al與O2反應(yīng)生成Al2O3，C項合理；H2還原CuO生成Cu(C)和H2O(D)，Cu與O2反應(yīng)生成CuO，H2與O2反應(yīng)生成H2O，D項合理。7(2018·邢臺高三檢測)相同質(zhì)量的下列物質(zhì)分別與等濃度的NaOH溶液反應(yīng)，至體系中均無固體物質(zhì)，消耗堿的量最多的是()AAlBAl(OH)3CAlCl3 DAl2O3解析：選A。體系中均無固體物質(zhì)時，發(fā)生的反應(yīng)分別為2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2、Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O、AlCl34NaOH=NaAlO22H2O3NaCl、Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O，四種物質(zhì)都得到NaAlO2溶液。從化學方程式可以看出，當它們的質(zhì)量相同時，鋁單質(zhì)消耗堿的量最多。8將鎂、鋁、鋅、鐵四種金屬分別與足量的稀硫酸反應(yīng)，如圖中各直線表示的是消耗金屬的質(zhì)量m(X)與產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量m(H2)之間的關(guān)系，其中能代表Al與H2質(zhì)量關(guān)系的是()Aa BbCc Dd解析：選A。產(chǎn)生1 g H2所需金屬的質(zhì)量分別為m(鎂)12 g，m(鋁)9 g，m(鋅)32.5 g，m(鐵)28 g，所以產(chǎn)生相同質(zhì)量的H2，Al的用量最少，對應(yīng)直線斜率最大。9某溶液中可能含有H、NH、Mg2、Al3、Fe3、CO、SO、NO中的幾種。若加入鋅粒，產(chǎn)生無色無味的氣體；若加入NaOH溶液，產(chǎn)生白色沉淀，且產(chǎn)生的沉淀量與加入NaOH的物質(zhì)的量之間的關(guān)系如圖所示。則下列說法正確的是()A溶液中的陽離子只有H、Mg2、Al3B溶液中n(NH)0.2 molC溶液中一定不含CO，可能含有SO和NODn(H)n(Al3)n(Mg2)111解析：選B。由知溶液中一定含有H，一定沒有CO、NO，由知溶液中一定含有Mg2、Al3，由圖像可知溶液中還一定含有NH，且n(NH)0.7 mol0.5 mol0.2 mol，n(H)0.1 mol，n(Al3)0.8 mol0.7 mol0.1 mol，沉淀Al3、Mg2共消耗0.4 mol OH，其中沉淀Al3消耗 0.3 mol OH，沉淀Mg2消耗 0.1 mol OH，根據(jù)Mg22OH，可得n(Mg2)0.05 mol，故只有選項B正確。10將一定質(zhì)量的Mg和Al混合物投入500 mL 稀硫酸中，固體全部溶解并產(chǎn)生氣體。待反應(yīng)完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液的體積關(guān)系如圖所示。則下列說法正確的是()AMg和Al的總質(zhì)量為8 gB硫酸的物質(zhì)的量濃度為5 mol·L1C生成的H2在標準狀況下的體積為11.2 LDNaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為5 mol·L1解析：選D。由圖可知，固體中含有0.15 mol Mg和0.2 mol Al，所以總質(zhì)量為9 g；與硫酸反應(yīng)生成的氫氣在標準狀況下的體積應(yīng)為(0.15 mol0.2 mol×)×22.4 L·mol110.08 L；在加入240 mL NaOH溶液時，Al(OH)3恰好全部轉(zhuǎn)化為NaAlO2，所以氫氧化鈉溶液的濃度為5 mol·L1；在加入200 mL NaOH溶液時，SO恰好全部轉(zhuǎn)化成Na2SO4，則c(H2SO4)1 mol·L1。二、非選擇題11A、B、C、D、E五種化合物均含有某種短周期常見元素，它們的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，其中A的溶液為澄清溶液，C為難溶的白色固體，E則易溶于水，取A的溶液灼燒，焰色反應(yīng)為淺紫色(透過藍色鈷玻璃)。(1)寫出化學式：A_，B_，C_，D_，E_。(2)寫出下列反應(yīng)的離子方程式：AB_；AD_。解析：在短周期元素形成的化合物中，既能與鹽酸反應(yīng)，又能與NaOH溶液反應(yīng)的物質(zhì)必為兩性物質(zhì)，又因為B受熱時轉(zhuǎn)化為C，故可知C為Al2O3，B為Al(OH)3，由此推出D是AlCl3，A與過量CO2反應(yīng)生成Al(OH)3，且A的溶液的焰色反應(yīng)為淺紫色，則A為KAlO2，E為NaAlO2。答案：(1)KAlO2Al(OH)3Al2O3AlCl3NaAlO2(2)AlOCO22H2O=Al(OH)3HCOAlO4H=Al32H2O12(2016·高考海南卷)KAl(SO4)2·12H2O(明礬)是一種復(fù)鹽，在造紙等方面應(yīng)用廣泛。實驗室中，采用廢易拉罐(主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質(zhì))制備明礬的過程如下圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)為盡量少引入雜質(zhì)，試劑應(yīng)選用_(填標號)。aHCl溶液bH2SO4溶液c氨水 dNaOH溶液(2)易拉罐溶解過程中主要反應(yīng)的化學方程式為_。(3)沉淀B的化學式為_；將少量明礬溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是_。解析：(1)易拉罐的主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質(zhì)，試劑的作用是將Al溶解并除去Fe、Mg雜質(zhì)，HCl溶液和H2SO4溶液可溶解Al及Fe、Mg雜質(zhì)，會引入Fe2、Mg2，氨水不溶解Al；NaOH溶液可溶解Al，但不溶解Fe、Mg雜質(zhì)，故d項符合。(2)選用NaOH溶液溶解易拉罐，主要發(fā)生反應(yīng)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。(3)濾液A中鋁元素以AlO形式存在，與溶液中HCO發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)：AlOHCOH2O=Al(OH)3CO，故沉淀B為Al(OH)3；明礬溶于水時，KAl(SO4)2=KAl32SO，Al33H2OAl(OH)33H，使溶液呈弱酸性。答案：(1)d(2)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(3)Al(OH)3Al3水解，使溶液中H濃度增大13無水AlCl3易升華，可用作有機合成的催化劑等。工業(yè)上以鋁土礦(Al2O3、Fe2O3)為原料制備無水AlCl3的工藝流程如下：(1)氯化爐中Al2O3、Cl2和C反應(yīng)的化學方程式為_。(2)用Na2SO3溶液可除去冷卻器排出的尾氣中的Cl2，此反應(yīng)的離子方程式為_。(3)升華器中主要含有AlCl3和FeCl3，需加入少量Al，其作用是_。(4)為測定制得的無水AlCl3產(chǎn)品(含雜質(zhì)FeCl3)的純度，稱取16.25 g無水AlCl3樣品，溶于過量的NaOH溶液中，過濾出沉淀物，沉淀物經(jīng)洗滌、灼燒、冷卻、稱重，得其質(zhì)量為0.32 g。寫出上述除雜過程中涉及的離子方程式：_、_。AlCl3產(chǎn)品的純度為_。(5)工業(yè)上另一種以鋁灰為原料制備無水AlCl3的工藝中，最后一步是由AlCl3·6H2O脫水制備無水AlCl3，實現(xiàn)這一步的方法是_。解析：(1)由經(jīng)冷卻器出來的氣體有CO和Cl2可知，CO是氯化爐中的生成物，且Cl2是過量的，故氯化爐中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為Al2O33Cl23C2AlCl33CO。(2)亞硫酸鈉是還原劑，氯氣是氧化劑，則離子方程式為SOCl2H2O=SO2Cl2H。(4)除雜過程中涉及的離子方程式為Fe33OH=Fe(OH)3，Al34OH=AlO2H2O。沉淀物經(jīng)洗滌、灼燒、冷卻、稱重，得到的0.32 g固體物質(zhì)是氧化鐵，即其物質(zhì)的量為0.002 mol，則氯化鐵的物質(zhì)的量為0.004 mol，即其質(zhì)量為0.65 g，得出AlCl3的質(zhì)量為16.25 g0.65 g15.6 g，則AlCl3的純度為×100%96%。(5)由于氯化鋁易水解，水解后生成的氯化氫氣體揮發(fā)后，使水解平衡正向移動，生成大量的氫氧化鋁，故為了抑制其水解，必須在氯化氫的氣流中加熱脫去結(jié)晶水。答案：(1)Al2O33Cl23C2AlCl33CO(2)SOCl2H2O=SO2Cl2H(3)除去FeCl3(4)Fe33OH=Fe(OH)3Al34OH=AlO2H2O96%(5)在HCl氣流中加熱脫去結(jié)晶水14鋁是現(xiàn)今人類生產(chǎn)生活中使用廣泛性僅次于鐵的重要金屬。工業(yè)上常以“鋁釩土礦”為原料來冶煉金屬鋁。已知：“鋁釩土礦”的主要成分是Al2O3(其中含有Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))。為了檢測某“鋁釩土礦”樣中Al2O3的含量，進行了如下實驗過程：取礦樣10.0 g加入過量稀鹽酸溶解(假定其他未知成分的雜質(zhì)都不溶于鹽酸，也不與鹽酸反應(yīng))，過濾棄去不溶殘渣。將濾液稀釋并在250 mL容量瓶中定容后，取25.0 mL逐滴滴加2.0 mol·L1的NaOH溶液，得到如圖所示的變化關(guān)系。請根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)回答下列問題：(1)寫出滴加NaOH溶液2430 mL時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_。(2)最后所得不溶于NaOH溶液的沉淀的化學式為_，其物質(zhì)的量為_。(3)該“鋁釩土礦”樣中Al2O3的質(zhì)量分數(shù)為_。(4)工業(yè)上制取金屬鋁的化學反應(yīng)原理可表示為2Al2O34Al3O2。用10.0 t “鋁釩土礦”樣提純所得的Al2O3(提純過程的損耗忽略不計)進行電解，理論上最多可制得金屬鋁_t。解析：(1)滴加NaOH溶液2430 mL時Al(OH)3逐漸溶解，離子方程式為Al(OH)3OH=AlO2H2O。(2)實驗中加入過量鹽酸過濾后得到的濾液中含有AlCl3、FeCl3和HCl，不溶殘渣為SiO2，實驗中滴加NaOH溶液至過量得到的沉淀為Fe(OH)3，溶液中含有NaOH、NaAlO2和NaCl。根據(jù)2430 mL段，n(Al3)nAl(OH)32.0 mol·L1×(3024)×103 L0.012 mol，根據(jù)Fe33OH=Fe(OH)3、Al33OH=Al(OH)3，則3n(Al3)3n(Fe3)(243)×103 L×2.0 mol·L10.042 mol，故n(Fe3)(0.042 mol0.012 mol×3)×0.002 mol，故nFe(OH)30.002 mol。(3)10.0 g礦樣中n(Al2O3)0.012 mol××100.06 mol，故Al2O3的質(zhì)量分數(shù)為×100%61.2%。(4)根據(jù)Al2O32Al，用10.0 t “鋁釩土礦”樣提純并電解，制得金屬鋁的質(zhì)量為10.0 t×61.2%×3.24 t。答案：(1)Al(OH)3OH=AlO2H2O(2)Fe(OH)30.002 mol(3)61.2%(4)3.24