考點規(guī)范練14鋁及其重要化合物一、選擇題(本題共10小題,每小題6分,共60分。每小題只有一個選項符合題目要求)1.易拉罐的主要成分為鋁合金,其中以鋁鐵合金和鎂鋁合金最為常見?，F(xiàn)取幾小塊易拉罐碎片進行下列實驗,其中實驗方案與現(xiàn)象、結(jié)論正確的是()選項實驗方案現(xiàn)象、結(jié)論A加入鹽酸產(chǎn)生無色氣體,含鋁、鐵、鎂三種元素B加入NaOH溶液有無色氣體產(chǎn)生,含有鎂、鋁兩種元素C加入鹽酸后,所得溶液中再加入少量NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀,含有鎂元素D用鹽酸溶解并放置一會兒后,加入KSCN溶液溶液呈紅色,含有鐵元素2.下列敘述正確的是()A.向氯化鋁溶液中加入過量氨水反應的實質(zhì)是Al3+3NH33H2OAl(OH)3+3NH4+B.存在于污水中的重金屬離子,常用加入明礬等電解質(zhì)的方法進行處理C.鎂鋁合金既可完全溶于過量鹽酸又可完全溶于過量NaOH溶液D.依據(jù)鋁熱反應原理,能發(fā)生反應2Al+3MgO3Mg+Al2O33.(2019河南新鄉(xiāng)調(diào)研測試)將等物質(zhì)的量的鎂和鋁混合,取等質(zhì)量該混合物四份,分別加到足量的下列溶液中,充分反應后,放出氫氣最多的是()A.3 molL-1 HClB.4 molL-1 HNO3C.8 molL-1 NaOHD.18 molL-1 H2SO44.(2019河北衡水中學周測)某?；瘜W興趣小組用如圖所示過程除去AlCl3溶液中含有的Mg2+、K+雜質(zhì)離子并盡可能減少AlCl3的損失。下列說法正確的是()A.NaOH溶液可以用氨水來代替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中滴加鹽酸需控制溶液的pH5.下列由實驗現(xiàn)象得出正確結(jié)論的是()選項實驗現(xiàn)象結(jié)論A把相同大小的鋁片和鎂片分別投入相同濃度的NaOH溶液中:鋁溶解有氣泡產(chǎn)生,而鎂沒有任何變化鋁的金屬性比鎂強B取一塊鋁箔,用酒精燈點燃:鋁箔只熔化成液體而沒有脫落鋁不易燃燒C向氯化銨溶液中投入一鋁片;鋁片上產(chǎn)生大量氣泡該氣體是氨氣D向氯化鋁溶液中逐滴滴加NaOH溶液至過量:先產(chǎn)生白色沉淀,后沉淀逐漸溶解,最后沉淀完全消失氫氧化鋁能溶于強堿溶液6.(2019湖北華師一附中月考)鎵(Ga)與鋁同主族,曾被稱為“類鋁”,其氧化物和氫氧化物均為兩性化合物。工業(yè)制備鎵的流程如圖所示。下列判斷不合理的是()A.Al、Ga均處于第A族B.Ga2O3可與鹽酸反應生成GaCl3C.Ga(OH)3可與NaOH溶液反應生成NaGaO2D.由流程圖可知酸性:Al(OH)3>Ga(OH)37.(2019湖南衡陽質(zhì)檢)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)過下列工藝流程可以冶煉金屬鋁:鋁土礦abcdAl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B.a、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8.下列實驗操作對應的圖像不正確的是()選項ABCD向MgCl2、AlCl3溶液中(各1 mol),逐滴加入NaOH溶液向含HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl(各1 mol)的溶液中逐滴加入NaOH溶液向含NaOH、NaAl(OH)4(各1 mol)的溶液中,逐滴加入HCl溶液向含NaOH、Na2CO3(各1 mol)的混合溶液中滴加稀鹽酸9.氧化亞鐵粉末和鋁粉配成鋁熱劑,分成兩等份。一份在高溫下恰好完全反應后,再與鹽酸反應;另一份直接放入足量的燒堿溶液中充分反應,前后兩種情況下生成的氣體的質(zhì)量比是()A.11B.23C.32D.28910.(2019廣東汕頭質(zhì)檢)a g鎂鋁合金投入x mL 2 molL-1的鹽酸中,金屬完全溶解,再加入y mL 1 molL-1 NaOH溶液,沉淀達到最大值,質(zhì)量為(a+1.7) g,則下列說法不正確的是()A.鎂鋁合金與鹽酸反應轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.1NAB.沉淀為Mg(OH)2和Al(OH)3的混合物C.x=2yD.a的取值范圍為0.9<a<1.2二、非選擇題(本題共3小題,共40分)11.(2019吉林長春月考)(12分)鋁(熔點660 )是一種應用廣泛的金屬,工業(yè)上用Al2O3(熔點2 054 )和冰晶石(Na3AlF6,六氟合鋁酸鈉)混合熔融后電解制得鋁?；卮鹣铝袉栴}:(1)冶金工業(yè)上常用金屬鋁作還原劑冶煉釩、鉻、錳,鋁與V2O5在高溫下反應的化學方程式為。(2)將打磨過的鋁片在酒精燈火焰上加熱,可觀察到鋁熔化而不滴落,原因是;鋁是活潑金屬,但打磨過的鋁片投入沸水中不易觀察到有氣泡產(chǎn)生。若將鋁片用飽和Hg(NO3)2溶液浸泡數(shù)分鐘,取出后迅速洗凈,可制得俗稱“鋁汞齊”的鋁汞合金。鋁汞齊露置在空氣中,表面會快速生長出蓬松的白毛(Al2O3)。若將新制的鋁汞齊放入水中,可迅速反應產(chǎn)生氣泡,該反應的化學方程式為;鋁汞齊的化學性質(zhì)變得“活潑”的原因可能是。(3)飲用水中的NO3-對人體健康會產(chǎn)生危害。為了降低飲用水中NO3-的濃度,有研究人員建議在堿性條件下用鋁粉將NO3-還原為N2,該反應的離子方程式為。(4)將0.1 molL-1 AlCl3溶液和10%NH4F溶液等體積混合,充分反應后滴加氨水,無沉淀析出。則AlCl3與NH4F反應的化學方程式為 。12.(14分)鋁元素在自然界中主要存在于鋁土礦(主要成分為Al2O3,還含有Fe2O3、FeO、SiO2)中。工業(yè)上用鋁土礦制備鋁的某種化合物的工藝流程如下。(1)在濾液A中加入漂白液,所得濾液B顯酸性。濾液A中加入漂白液的目的是(用離子方程式表示)。將濾液B中的鋁元素以沉淀形式析出,可選用的最好試劑為(填代號)。A.氫氧化鈉溶液B.硫酸溶液C.氨水D.二氧化碳離子方程式為。(2)由濾液B制備少量無水AlCl3(AlCl3極易水解)涉及的操作為、冷卻結(jié)晶、(填操作名稱)、洗滌。(3)SiO2和NaOH焙燒制備硅酸鈉,可采用的裝置為(填代號)。(4)若將鋁土礦溶于足量的氫氧化鈉溶液,則對應的離子方程式為。13.(14分)金屬在現(xiàn)代社會中發(fā)揮著巨大的作用,鋁的化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人們的日常生活中也具有廣泛的作用。(1)若將鋁溶解,下列試劑中最好選用(填選項字母)。A.濃硫酸B.稀硫酸C.稀硝酸(2)以鋁土礦(主要成分是Al2O3,雜質(zhì)有SiO2、Fe2O3等)為原料,采用拜耳法生產(chǎn)Al2O3的流程如下圖所示:Al2O3可用于電解制Al,電解時需加入冰晶石(Na3AlF6)作為助熔劑,用NaF和Al2(SO4)3反應制備冰晶石的化學方程式為;電解時用石墨作陽極,溫度維持在950970 ,陽極需定期更換,其原因為。赤泥中鋁硅酸鈉的化學式可表示為3Na2O3Al2O35SiO25H2O,則濾液的主要成分是;鋁土礦的品位常用鋁硅比(A/S,即礦石中Al2O3與SiO2的質(zhì)量比)來衡量。某種鋁土礦的A/S=10.2,則加入足量NaOH溶液后鋁的理論溶出率為。該生產(chǎn)過程中,需向沉淀池中加入過量的X,該反應的離子方程式為。(3)鈹(Be)與鋁元素相似,其氧化物及氫氧化物具有兩性,請寫出BeO與鹽酸反應的離子方程式,Be(OH)2溶于NaOH溶液的化學方程式為Be(OH)2+2NaOHNa2BeO2+2H2O,往10.0 mL 1.00 molL-1的Be(NO3)2溶液中逐滴加入等濃度的NaOH溶液,請在以下坐標圖中畫出沉淀量隨NaOH溶液加入量的變化圖:課時規(guī)范練14鋁及其重要化合物1.D鋁、鐵、鎂都可與鹽酸反應產(chǎn)生無色氣體,不能得出含鋁、鐵、鎂三種元素的結(jié)論,A項錯誤;鋁、鐵、鎂三種金屬中只有鋁能與NaOH溶液反應產(chǎn)生無色氣體,B項錯誤;氫氧化鎂與氫氧化鋁均為白色沉淀,C項錯誤;用鹽酸溶解后亞鐵離子在空氣中易被氧化成Fe3+,加入KSCN溶液呈紅色,D項正確。2.AB項中明礬只能使污水中的懸浮物沉降,不能除去重金屬離子;C項中Mg不能溶于NaOH溶液;D項中Mg的金屬性比Al強,故Al與MgO不能發(fā)生鋁熱反應。3.A在鎂、鋁混合物中加入HNO3和濃硫酸都不產(chǎn)生H2;加入NaOH溶液,只有Al與之反應生成H2,而鎂不反應;加入鹽酸,鎂、鋁都與鹽酸反應生成H2,所以放出H2的量最多。4.DA項,氨水不能使Al3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)4-,也就不能與Mg(OH)2分離,因此不能用氨水代替NaOH溶液;B項,溶液a中不含Al3+;C項,溶液b還含有KCl。5.D金屬性的強弱可根據(jù)金屬與酸反應時金屬失電子的能力強弱判斷,而不是根據(jù)與堿反應的強弱判斷,故A項錯誤;沒有脫落表明氧化鋁的熔點高,故B項錯誤;氯化銨溶液顯酸性,與鋁反應時放出氫氣,故C項錯誤;氯化鋁和氫氧化鈉溶液反應先生成氫氧化鋁白色沉淀,氫氧化鋁再和氫氧化鈉溶液反應生成可溶性的偏鋁酸鈉,故D項正確。6.D鎵(Ga)與鋁同主族,均位于第A族,A正確;Ga2O3與Al2O3的性質(zhì)具有相似性,可與鹽酸反應生成GaCl3,B正確;Ga(OH)3與Al(OH)3的性質(zhì)相似,屬于兩性氫氧化物,能與NaOH溶液反應生成NaGaO2,C正確;化學反應遵循強酸制弱酸原理,在NaAl(OH)4和NaGaO2的混合溶液中通入CO2,有Al(OH)3生成,而無Ga(OH)3生成,可能是Ga(OH)3酸性強于碳酸,則酸性:Al(OH)3<Ga(OH)3,D錯誤。7.C反應之后的體系中含有固體SiO2,反應之后的體系中含有Fe(OH)3沉淀,均需過濾除去,A正確;a、b中Al元素分別以AlCl3和NaAl(OH)4形式存在,其中鋁的化合價都是+3價,B正確;由NaAl(OH)4制備Al(OH)3需要通入過量CO2,C錯誤;由Al(OH)3制備Al2O3,加熱使Al(OH)3分解即可,D正確。8.D向含MgCl2、AlCl3(各1 mol)溶液中逐滴加入NaOH溶液,先生成氫氧化鋁、氫氧化鎂沉淀各1 mol,消耗氫氧化鈉5 mol,后氫氧化鋁與氫氧化鈉反應生成NaAl(OH)4,沉淀減少1 mol,消耗1 mol氫氧化鈉,故A項正確;向HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl(各1 mol)溶液中逐滴加入NaOH溶液,先是HCl與氫氧化鈉反應,消耗1 mol氫氧化鈉,然后是MgCl2、AlCl3與氫氧化鈉反應生成氫氧化鋁、氫氧化鎂沉淀各1 mol,消耗氫氧化鈉5 mol,然后NH4Cl與氫氧化鈉反應消耗1 mol氫氧化鈉,沉淀量不變,后氫氧化鋁與氫氧化鈉反應生成NaAl(OH)4,沉淀減少1 mol,消耗1 mol氫氧化鈉,故B項正確;向含NaOH、NaAl(OH)4(各1 mol)的溶液中,逐滴加入HCl溶液,開始時氫氧化鈉與鹽酸反應,消耗1 mol HCl,然后NaAl(OH)4與鹽酸反應生成氫氧化鋁沉淀,消耗1 mol HCl,最后氫氧化鋁與鹽酸反應生成氯化鋁,消耗3 mol HCl,故C項正確;向含NaOH、Na2CO3(各1 mol)的混合溶液中滴加稀鹽酸,依次發(fā)生反應OH-+H+H2O、CO32-+H+HCO3-、HCO3-+H+H2O+CO2,故D項錯誤。9.A把FeO和鋁粉配成鋁熱劑,分成兩等份,一份在高溫下恰好完全反應生成鐵與氧化鋁,由電子轉(zhuǎn)移守恒可知,2n(Fe)=3n(Al),然后將生成物與足量的稀鹽酸反應,鐵與鹽酸反應生成氯化亞鐵與氫氣,由電子轉(zhuǎn)移守恒可知n(H2)=n(Fe),所以n(H2)= n(Al);另一份直接加入足量的NaOH溶液使之充分反應,鋁與氫氧化鈉反應生成四羥基合鋁酸鈉與氫氣,由電子轉(zhuǎn)移守恒可知2n(H2)=3n(Al),所以n(H2)= n(Al)。故兩種情況下生成氣體的物質(zhì)的量之比為11,質(zhì)量比等于物質(zhì)的量之比也是11。10.CMg、Al失去電子變?yōu)殡x子,離子再結(jié)合OH-生成沉淀,則鎂鋁合金與鹽酸反應轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量等于其生成沉淀時結(jié)合的OH-的物質(zhì)的量,沉淀量最大時得到Mg(OH)2和Al(OH)3的混合物,則m(OH-)=(a+1.7) g-a g=1.7 g,n(OH-)=0.1 mol,電子轉(zhuǎn)移總數(shù)是0.1NA,A、B正確;沉淀量最大時,溶液中n(Na+)=n(Cl-),此時HCl和氫氧化鈉的物質(zhì)的量相等,即2x=y,C錯誤;電子轉(zhuǎn)移總數(shù)是0.1NA,若金屬全部是鎂,則鎂的質(zhì)量是1.2 g,若金屬全部是鋁,則鋁的質(zhì)量是0.9 g,因此D正確。11.答案 (1)10Al+3V2O55Al2O3+6V(2)鋁表面很快形成致密的氧化膜,其熔點高于鋁2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2其表面不易形成致密的氧化膜(合理即可)(3)10Al+6NO3-+4OH-+18H2O3N2+10Al(OH)4-(4)AlCl3+6NH4F(NH4)3AlF6+3NH4Cl解析 (1)金屬鋁作還原劑化合價升高生成Al2O3,V2O5作氧化劑化合價降低生成V。(2)Al2O3的熔點高于金屬鋁,所以鋁熔化而不滴落;金屬鋁與水發(fā)生置換反應:2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2;單質(zhì)鋁的化學性質(zhì)活潑,會與O2迅速反應生成Al2O3致密氧化膜,阻礙Al與H2O發(fā)生反應,當制成鋁汞齊后,Al與O2反應生成蓬松的Al2O3,此時將其放入水中,Al與H2O接觸發(fā)生反應生成H2。(3)金屬鋁作還原劑在堿性條件下生成Al(OH)4-,硝酸根離子作氧化劑被還原為N2,再根據(jù)氧化還原方程式配平原則配平離子方程式。(4)加入氨水后,無沉淀生成,說明溶液中不存在Al3+,依據(jù)元素守恒和冰晶石的化學式,可寫出反應的化學方程式。12.答案 (1)2Fe2+ClO-+5H2O2Fe(OH)3+Cl-+4H+CAl3+3NH3H2OAl(OH)3+3NH4+(2)邊滴加濃鹽酸邊蒸發(fā)濃縮過濾(3)B(4)SiO2+2OH-SiO32-+H2O,Al2O3+2OH-+3H2O2Al(OH)4-解析 (1)濾液中含有氯化鐵、氯化亞鐵、氯化鋁,在濾液A中加入漂白液,次氯酸根離子具有氧化性氧化亞鐵離子生成鐵離子在溶液中形成氫氧化鐵沉淀除去,次氯酸根離子被還原為氯離子,反應的離子方程式為2Fe2+ClO-+5H2O2Fe(OH)3+Cl-+4H+。氫氧化鈉溶液可以沉淀鋁離子但過量又會溶解氫氧化鋁,故A項不是最好;硫酸溶液不能沉淀鋁離子,故B項不符合;氨水是弱堿溶液不能溶解氫氧化鋁,過量的氨水和鋁離子形成氫氧化鋁沉淀過濾得到氫氧化鋁固體,反應的離子方程式為Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3NH4+,故C項符合;二氧化碳和氯化鋁不反應不能生成氫氧化鋁沉淀,故D項不符合。(2)由濾液B制備少量無水AlCl3,由于AlCl3極易水解,需要邊滴加濃鹽酸邊蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌。(3)蒸發(fā)皿中含有的二氧化硅能與氫氧化鈉反應,故A不符合;鐵坩堝可以熔融二氧化硅和氫氧化鈉,故B符合;玻璃中含二氧化硅能與氫氧化鈉反應,故C不符合;燒杯不能用于固體高溫加熱,故D不符合。(4)氧化鋁、二氧化硅與NaOH溶液反應均生成鹽和水,離子反應分別為Al2O3+2OH-+3H2O2Al(OH)4-、SiO2+2OH-SiO32-+H2O。13.答案 (1)B(2)12NaF+Al2(SO4)32Na3AlF6+3Na2SO4陽極產(chǎn)生的O2與石墨反應NaAl(OH)4(多寫NaOH也可)90%Al(OH)4-+CO2Al(OH)3+HCO3-(3)BeO+2H+Be2+H2O解析 (1)濃硫酸、硝酸與Al反應會生成有毒氣體,因此從環(huán)保和安全角度考慮應選用稀硫酸。(2)NaF和Al2(SO4)3反應生成Na3AlF6和Na2SO4。電解時用石墨作陽極,溫度維持在950970 ,陽極產(chǎn)生的O2能與石墨反應,因此陽極需要定期更換。氧化鋁可與氫氧化鈉溶液反應生成四羥基合鋁酸鈉,則溶出液的溶質(zhì)主要是四羥基合鋁酸鈉。由鋁土礦的AS=10.2,可計算出n(Al2O3)n(SiO2)=10.2102160=61=305,由礦渣的化學式3Na2O3Al2O35SiO25H2O知,其中的n(Al2O3)n(SiO2)=35,則相當于有30-3=27份的Al2O3被溶解,即鋁的理論溶出率為90%。要形成沉淀,可以向沉淀池中通入過量的二氧化碳,反應的離子方程式為Al(OH)4-+CO2Al(OH)3+HCO3-。(3)BeO與鹽酸反應生成氯化鈹和水,反應的離子方程式為BeO+2H+Be2+H2O;向Be(NO3)2溶液中逐滴加入等濃度的NaOH溶液先后發(fā)生反應:Be(NO3)2+2NaOHBe(OH)2+2NaNO3,Be(OH)2+2NaOHNa2BeO2+2H2O,現(xiàn)象是先產(chǎn)生沉淀,然后沉淀消失,兩次消耗的氫氧化鈉的物質(zhì)的量都為0.02 mol(即20 mL NaOH溶液),產(chǎn)生的Be(OH)2沉淀為0.01 mol,則沉淀量隨NaOH溶液加入量的變化圖為。