1、考点规范练10从铝土矿到铝合金一、选择题1.(2020江苏卷)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是()。A.铝的金属活动性强,可用于制作铝金属制品B.氧化铝熔点高,可用作电解冶炼铝的原料C.氢氧化铝受热分解,可用于中和过多的胃酸D.明矾溶于水并水解形成胶体,可用于净水2.下列叙述中,正确的是()。A.氯化铝溶液中加入过量氨水反应实质是Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3NH4+B.在加入铝粉能放出氢气的溶液中:K+、NH4+、CO32-、Cl-一定能够大量共存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+3MgO3Mg+Al2O3
2、3.(2021湖北黄冈中学月考)易拉罐的主要成分为铝合金,其中以铝铁合金和铝镁合金最为常见。为确定铝合金中金属的成分,现取几小块易拉罐碎片进行下列实验,其中实验方案、现象与结论均正确的是()。选项实验方案现象与结论A加入盐酸产生无色气体,含铝、铁、镁三种金属B加入NaOH溶液有无色气体产生,含有镁、铝两种金属C加入盐酸后,向所得溶液中再加入少量NaOH溶液产生白色沉淀,一定只含有镁D用盐酸溶解并放置一段时间,加入KSCN溶液溶液呈红色,含有铁4.某同学通过系列实验探究Al及其化合物的性质,操作正确且能达到目的的是()。A.将水加入浓硫酸中得到稀硫酸,将铝条置于其中探究Al的活泼性B.将NaOH
3、溶液缓慢滴入Al2(SO4)3溶液中至过量,最终观察到有沉淀生成C.将Al(OH)3浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤,洗涤并收集沉淀D.将Al(OH)3沉淀转入蒸发皿中,加适量稀硫酸,加热蒸干得无水Al2(SO4)3固体5.下列除去杂质的方法不正确的是()。A.镁粉中混有少量铝粉:加入过量烧碱溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥B.用过量氨水除去Fe3+溶液中的少量Al3+C.Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2:加入足量烧碱溶液,充分反应,过滤,向滤液中通入过量CO2后过滤D.MgO中混有少量Al2O3:加入足量烧碱溶液,充分反应,过滤、洗涤、干燥得到MgO6.向含有1 mol KAl(SO4
4、)2的溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液,充分反应。下列说法不正确的是()。A.当Al3+恰好完全沉淀时,消耗氢氧化钡1.5 molB.当SO42-恰好完全沉淀时,铝元素全部以偏铝酸根的形式存在C.当向溶液中加入1.5 mol氢氧化钡时,反应的离子方程式为2Al3+3SO42-+3Ba2+6OH-2Al(OH)3+3BaSO4D.随加入的氢氧化钡的物质的量不断增大,沉淀的物质的量不断增大7.工业上用某种氧化铝矿石(含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图所示:对上述流程判断正确的是()。A.试剂X可以为氨水,沉淀中含有铁的化合物B.CO2可以用H2SO4溶液或稀盐酸代替C.反应为CO2+AlO2-
5、+2H2OAl(OH)3+HCO3-D.工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al,成本更低8.通过观察化学实验现象,分析归纳出正确的结论,是学习化学科学最基本的技能之一。下列由实验现象得出正确结论的是()。选项实验现象结论A把相同大小的一块铝和镁分别投入相同浓度的NaOH溶液中:铝溶解有气泡放出,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滴落铝不易氧化C向氯化铵溶液中投入一铝片:铝片上产生大量气泡该气体是氨气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9.将镁铝合金溶于100 mL
6、稀硝酸中,产生1.12 L NO气体(标准状况),向反应后的溶液中加入NaOH溶液,产生沉淀情况如图所示。下列说法不正确的是()。A.可以求出合金中镁、铝的物质的量之比为11B.可以求出硝酸的物质的量浓度C.可以求出沉淀的最大质量为3.21 gD.氢氧化钠溶液浓度为3 molL-1二、非选择题10.已知C、D、G、I为短周期元素形成的单质,D、G、I常温下为气态,且G为黄绿色;形成D的元素原子的最外层电子数是次外层的3倍;B的焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃);K为红棕色粉末。其转化关系如图。请回答下列问题:(1)工业上制C用A不用H的原因是。(2)写出C与K反应的化学方程式:,该反应的反应物总
7、能量(填“大于”或“小于”)生成物总能量。(3)L是目前应用最广泛的金属,用石墨棒作阳极,L作阴极,接通电源(短时间)电解E水溶液的化学方程式为。(4)写出物质E的电子式:。(5)J与H反应的离子方程式为。(6)写出G与熟石灰反应制取漂白粉的化学方程式:。11.离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系。由有机阳离子、Al2Cl7-和AlCl4-组成的离子液体作电解液时,可在钢制品上电镀铝。(1)钢制品应接电源的极,已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,阴极电极反应式为。若改用AlCl3水溶液作电解液,则阴极产物为。(2)为测定镀层厚度,用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层,当反应
8、转移6 mol电子时,所得还原产物的物质的量为mol。(3)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验,需要的试剂还有。a.KClb.KClO3c.MnO2d.Mg取少量铝热反应所得的固体混合物,将其溶于足量稀硫酸,滴加KSCN溶液无明显现象,(填“能”或“不能”)说明固体混合物中无Fe2O3,理由是(用离子方程式说明)。12.氯离子插层镁铝水滑石Mg2Al(OH)6ClxH2O是一种新型离子交换材料,其在高温下完全分解为MgO、Al2O3、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)Mg2Al(OH)6ClxH2O受热分解的化学方程式为。(2)若只通过测定装置C、D的增
9、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N2排尽装置中的空气,称取C、D的初始质量后,再持续通入N2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Mg2Al(OH)6Cl1-2y(CO3)yzH2O,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。考点规范练10从铝土矿到铝合金1.D
10、铝可用于制作铝金属制品与金属活动性强无关,A项错误;氧化铝为离子化合物,可用作电解冶炼铝的原料,B项错误;氢氧化铝为两性氢氧化物,可以用于中和过多的胃酸,C项错误;明矾溶于水后电离出的铝离子水解生成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体聚沉时能吸附水中的悬浮物,可用于净水,D项正确。2.AA项,氢氧化铝不溶于氨水等弱碱溶液;B项,铝粉既能与强酸反应又能与强碱反应放出氢气,在强酸溶液中CO32-不能大量存在,在强碱溶液中NH4+不能大量存在;C项,镁只能溶于盐酸,而不能溶于过量NaOH溶液;D项,镁的还原性强于铝,铝不能置换出镁单质。3.D因铝、铁、镁都能和盐酸反应产生气体,故不能确定合金成分,A项错误;铝
11、、铁、镁中只有铝可与NaOH溶液反应生成无色气体,不能证明含有Mg,B项错误;加入盐酸后,向所得溶液中再加入少量NaOH溶液产生白色沉淀,则合金中可能含有镁,也可能含有铝,C项错误;Fe与盐酸反应生成FeCl2,在空气中放置一段时间,溶液中的Fe2+被O2氧化为Fe3+,滴加KSCN溶液,溶液呈红色,D项正确。4.DA项,稀释浓硫酸时应将浓硫酸加入水中并不断搅拌;B项,将过量的NaOH溶液滴入Al2(SO4)3溶液中,最终生成NaAlO2;C项,过滤时应将溶液用玻璃棒引流到漏斗中。5.B氨水与Fe3+和Al3+均能反应生成氢氧化物沉淀,不符合除杂的要求。6.DKAl(SO4)2为1mol,当A
12、l3+恰好完全沉淀时,KAl(SO4)2与Ba(OH)2物质的量之比为23,离子方程式表示为2Al3+3SO42-+3Ba2+6OH-2Al(OH)3+3BaSO4,加入Ba(OH)2的物质的量为1.5mol,A、C项正确。当SO42-恰好完全沉淀时,KAl(SO4)2与Ba(OH)2物质的量之比为12,离子方程式表示:Al3+2SO42-+2Ba2+4OH-AlO2-+2BaSO4+2H2O,B项正确。当氢氧化铝达到最大值时,继续加入氢氧化钡,生成1mol硫酸钡同时溶解2mol氢氧化铝,沉淀的物质的量减少,D项错误。7.CA项,NH3H2O为弱碱,不能与Al2O3反应;B项,用强酸代替CO2
13、,易造成Al(OH)3溶解,进而造成Al的损失;D项,Fe不能还原Al2O3。8.D金属性的强弱是根据与酸反应的剧烈程度进行判断,A项错误。铝箔加热时表面会产生一层致密的氧化物薄膜,阻碍反应的进行,故B项错误。氯化铵水溶液显酸性,2Al+6H+2Al3+3H2,产生的气体为H2,C项错误。向AlCl3溶液中逐滴滴加NaOH溶液先生成白色沉淀:Al3+3OH-Al(OH)3,然后沉淀消失:Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O,说明氢氧化铝能溶于强碱溶液,D项正确。9.C由图可知60mL到70mL是氢氧化铝溶解消耗10mL氢氧化钠溶液,则铝离子沉淀需要30mL氢氧化钠溶液,镁离子沉淀需要20
14、mL氢氧化钠溶液,所以镁、铝的物质的量之比为11,再由镁铝与100mL稀硝酸反应,产生1.12LNO气体(标准状况),设Mg的物质的量为x,根据电子得失守恒可知2x+3x=30.05mol,则x=0.03mol,沉淀的最大质量m=0.03mol58gmol-1+0.03mol78gmol-1=4.08g,沉淀达到最大值时溶液为硝酸钠,硝酸的物质的量为0.03mol+0.03mol2+0.03mol3+0.05mol=0.23mol,c=nVaq=0.23mol0.1L=2.3molL-1,氢氧化钠溶液浓度c=nVaq=0.15mol0.05L=3molL-1,故C项错误。10.答案(1)氯化铝
15、是共价化合物,熔融状态下不导电(2)2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe大于(3)2KCl+2H2O2KOH+H2+Cl2(4)K+Cl-(5)Al3+3AlO2-+6H2O4Al(OH)3(6)2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O解析C、D、G、I为短周期元素形成的单质,D、G、I常温下为气态,且G为黄绿色,则G为Cl2;形成D的元素原子的最外层电子数是次外层的3倍,则D为O2;B的焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃),说明含有钾元素;K为红棕色粉末,则为Fe2O3;L是常见金属,结合转化关系:C+K(Fe2O3)L(Fe)+A;说明C为Al,A为Al2O3,H为Al
16、Cl3,B中含有钾元素,B在催化剂、加热条件下可生成D(O2)和E,B为KClO3,E为KCl。电解氯化钾溶液可得到氯气、氢氧化钾和氢气,G为Cl2,过量的F可与氯化铝反应,故F为KOH;J为KAlO2。(1)工业上制Al用Al2O3不用AlCl3的根本原因就是AlCl3是共价化合物,在熔融状态下以分子形式存在,不能电离出离子,也就不能导电,也就无法进行电解了。(2)Al与Fe2O3的反应是铝热反应,反应方程式为2Al+Fe2O32Fe+Al2O3。铝热反应是剧烈的放热反应,所以该反应的反应物总能量大于生成物总能量。(3)依据判断可知,L为Fe,用石墨棒作阳极,Fe作阴极电解KCl水溶液,其化
17、学方程式为2KCl+2H2O2KOH+H2+Cl2。(4)E物质为氯化钾,电子式为K+Cl-。(5)NaAlO2与AlCl3在溶液中发生相互促进的水解反应,反应的离子方程式为Al3+3AlO2-+6H2O4Al(OH)3。(6)氯气与熟石灰反应可生成氯化钙、次氯酸钙和水,化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。11.答案(1)负4Al2Cl7-+3e-Al+7AlCl4-H2(2)3(3)b、d不能Fe2O3+6H+2Fe3+3H2O,Fe+2Fe3+3Fe2+(或只写Fe+2Fe3+3Fe2+)解析(1)电镀时,镀件应作阴极,与电源负极相连,在阴极上发生
18、得电子的还原反应生成铝。由电解液的组成可知阴极电极反应式为4Al2Cl7-+3e-Al+7AlCl4-;若用AlCl3水溶液作电解液,在阴极上H+得电子生成H2。(2)铝与NaOH溶液反应的还原产物是H2,由化学方程式(或电子守恒)可知,每转移6mol电子,生成3molH2。(3)铝热反应需要Mg条和KClO3引发反应;滴加KSCN溶液无明显现象,说明溶液中无Fe3+,但是,固体溶于足量稀硫酸,由于Fe2O3与H2SO4反应生成Fe2(SO4)3,生成的Fe2(SO4)3能与Fe反应生成FeSO4,所以不能说明固体中无Fe2O3。12.答案(1)2Mg2Al(OH)6ClxH2O4MgO+Al
19、2O3+2HCl+(5+2x)H2O(2)aedbc吸收HCl气体检查装置气密性(3)将分解产生的气体全部带入装置C、D中完全吸收防止发生倒吸(4)3偏低(5)样品的质量解析(2)根据(1)中反应化学方程式可知,若要测定x的值,需要测定分解产生的HCl及H2O的量,由于吸收HCl采用NaOH溶液,出来的气体带出水蒸气,则分解产生的气体应先通过浓硫酸吸收水蒸气,否则测得的水蒸气数值偏大,影响测定结果,且洗气时应长管进,短管出。(4)根据C、D的增重可知,分解生成n(HCl)=3.65g36.5gmol-1=0.1mol,n(H2O)=9.90g18gmol-1=0.55mol,则由Mg2Al(OH)6ClxH2O可知,其物质的量等于HCl的物质的量,由氢元素守恒可知:0.1mol(6+2x)=0.1mol+0.55mol2,解得x=3。若气体未经冷却会由于气流流速过高而使水蒸气在浓硫酸中的吸收不充分,导致x数值偏低。(5)题中所给物质若发生分解反应,除水滑石分解的几种产物外,还含有CO2气体,则装置C增重为HCl与CO2的质量,通过装置C的增重无法判断HCl及样品的物质的量,由氯元素及碳元素守恒可知,n(HCl)n(CO2)=1-2yy,若已知样品的质量,分别列出含有两个未知数的两个方程式,可以求得z的值。
