1、第8课时铝及其重要化合物A组基础题组1.(2015山东德州模拟)某无色溶液能与铝反应放出氢气,则该溶液中肯定不能大量共存的离子组是()A.N、Na+、Ba2+、Cl- B.Na+、I-、HC、SC.K+、Cl-、S、Al D.Na+、Mg2+、S、Cl-2.(2015陕西西安模拟)化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法中不正确的是()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.日用铝制品表面覆盖着氧化膜,对内部金属起保护作用C.Al2O3的熔点很高,可用于制作耐高温材料D.电解AlCl3饱和溶液,可制得金属铝3.(2016浙江杭州质检)下列有关物质的性质与其
2、应用不对应的是()A.MgO、Al2O3的熔点很高,可制作耐高温材料B.NaHCO3能与碱反应,食品工业上用作焙制糕点的膨松剂C.Al具有良好的延展性和抗腐蚀性,可制成铝箔包装物品D.利用钠蒸气放电发光的性质制造的高压钠灯,可发出射程远、透雾能力强的黄光4.(2016黑龙江大庆段考)下列有关物质性质的说法正确的是()A.铝与Fe2O3发生铝热反应后固体物质增重B.Na、Al、Cu可以分别通过电解冶炼法、热还原法和热分解法得到C.过量的铜与浓硝酸反应可生成NOD.由于铝元素和铁元素都有+3价,由2Al+6HCl 2AlCl3+3H2可知:2Fe+6HCl 2FeCl3+3H25.将NaOH溶液逐
3、滴加入用盐酸酸化了的AlCl3溶液中,若用y轴表示Al(OH)3沉淀量,x轴表示NaOH溶液的体积,下列表示Al(OH)3沉淀量(y)与NaOH溶液体积(x)的关系的图像正确的是()6.(2015陕西西安一中二模)钠铝合金(常温液态)可作为核反应堆的载热介质。下列说法错误的是()A.该合金的熔点低于金属钠的熔点B.若将钠铝合金投入水中得到无色溶液且无固体剩余,则n(Na)n(Al)C.若将钠铝合金投入FeCl3溶液中有Fe(OH)3沉淀生成D.等质量的钠铝合金中铝的含量越大,与足量盐酸反应时放出的氢气越少7.(2013山东理综,9,4分)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
4、量最少的是()A.氢氧化钠溶液 B.稀硫酸 C.盐酸 D.稀硝酸8.(2014四川理综,3,6分)能正确表示下列反应的离子方程式是()A.Cl2通入NaOH溶液:Cl2+OH- Cl-+ClO-+H2OB.NaHCO3溶液中加入稀HCl:C+2H+ CO2+H2OC.AlCl3溶液中加入过量稀氨水:Al3+4NH3H2O Al+4N+2H2OD.Cu溶于稀HNO3:3Cu+8H+2N 3Cu2+2NO+4H2O9.(2016湖北宜昌月考)在KOH和KAlO2混合溶液中滴加稀盐酸直到过量,生成沉淀与所加盐酸体积关系的图像正确的是()10.(2015山东济宁模拟)铝土矿的主要成分是Al2O3,含有
5、Fe2O3、SiO2等杂质,按下列操作从铝土矿中提取Al2O3。回答下列问题:(1)沉淀物的化学式分别是:a;d;f。(2)写出加入过量NaOH溶液时所发生主要反应的离子方程式:、。(3)写出通入气体B(过量)时滤液c中发生反应的离子方程式:、。(4)气体B能否用盐酸代替?为什么?。B组提升题组11.(2015陕西西安模拟)下列化学实验操作,正确的是()A.将一块带有氧化膜的铝片浸入到浓烧碱溶液中,当恰好全部反应完毕时,再将生成的溶液加热蒸干,便得到了纯净的NaAlO2B.向NaAlO2溶液中加入适量的AlCl3溶液,将所得沉淀过滤、洗涤、加热灼烧,便得到纯净的Al(OH)3C.将铝块放入过量
6、盐酸中,待反应结束加热溶液至无液体,剩余固体为AlCl3D.向AlCl3溶液中加入足量氨水进行反应,将所得沉淀过滤、洗涤、灼烧去掉水分,不能得到纯净的Al2O312.(2015江西上饶模拟)1 L某混合溶液中,溶质X、Y的浓度都为0.1 molL-1,向混合溶液中滴加某溶液Z(0.1 molL-1氢氧化钠溶液或硫酸)至溶液呈中性,所得沉淀的物质的量如图所示,则X、Y、Z分别是()A.氯化铝、氯化铁、氢氧化钠B.氯化铝、氯化镁、氢氧化钠C.偏铝酸钠、氢氧化钡、硫酸D.偏铝酸钠、氯化钡、硫酸13.(2016河南安阳一中月考)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
7、盐酸反应;另一份直接放入足量的烧碱溶液中充分反应。两种情况下生成的气体的质量比是()A.11 B.23 C.32 D.28914.(2015福建理综,24,15分)无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。(1)氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体,其反应的离子方程式为。(2)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含有Fe2O3、SiO2等杂质)制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下:已知:物质SiCl4AlCl3FeCl3FeCl2沸点/57.6180(升华)300(升华)1 023步骤中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多,其作用是(只要求写出一种)。步骤中若不通入氯气和氧气,则反应生成相对原子质
8、量比硅大的单质是。已知:Al2O3(s)+3C(s) 2Al(s)+3CO(g)H1=+1 344.1 kJmol-12AlCl3(g) 2Al(s)+3Cl2(g)H2=+1 169.2 kJmol-1由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为。步骤的尾气经冷却至室温后,气体用足量的NaOH冷溶液吸收,生成的盐主要有3种,其化学式分别为。结合流程及相关数据分析,步骤中加入铝粉的目的是 。答案全解全析A组基础题组1.B由题意知,该溶液显酸性或碱性,而HC在酸性和碱性条件下都不能大量存在,故B项符合题意。2.D电解熔融的氧化铝才能得到金属铝。3.BNaHCO3用作焙制糕点的膨松剂
9、是因为其在加热或与酸反应时都可生成二氧化碳气体,与能与碱反应无关,故B符合题意。4.CA项,铝热反应的反应物、生成物全部为固体,所以发生铝热反应后固体物质质量不变,故A错误;B项,Al通过电解冶炼法得到,Cu通过热还原法得到,故B错误;C项,铜与浓硝酸反应可生成NO2,当硝酸浓度降低时,铜继续和稀硝酸反应,可生成NO,故C正确;D项,铁与盐酸发生反应:Fe+2HCl FeCl2+H2,故D错误。5.DNaOH先与盐酸反应,故起始阶段无沉淀。当盐酸反应完后,发生反应:AlCl3+3NaOH Al(OH)3+3NaCl,NaOH+Al(OH)3 NaAlO2+2H2O。由化学方程式可以看出,若第一
10、步反应消耗3 mol NaOH,可生成1 mol Al(OH)3沉淀,欲使1 mol Al(OH)3沉淀完全溶解,需要1 mol NaOH,即两步反应所用同浓度的NaOH溶液体积之比为31。故D正确。6.D常温下,钠铝合金呈液态,而钠呈固态,所以该合金的熔点低于金属钠的熔点,故A正确;根据2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2可知,将钠铝合金投入水中得到无色溶液且无固体剩余时,合金中n(Na)n(Al),故B正确;将钠铝合金投入FeCl3溶液中有Fe(OH)3沉淀生成,故C正确;等质量的钠和铝分别与足量盐酸反应时,铝放出的氢气多,所以等质量的钠铝合金中铝的含量越大,与足量盐酸反应
11、时放出的氢气越多,故D错误。7.AAl与稀硝酸反应生成NO气体,D项不符合题意;2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2,2Al+3H2SO4 Al2(SO4)3+3H2,2Al+6HCl 2AlCl3+3H2,可知消耗溶质物质的量最少的是NaOH溶液,A项符合题意。8.DA项,电荷不守恒,正确的离子方程式应为Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O;B项,正确的离子方程式应为HC+H+ H2O+CO2;C项,NH3H2O不能溶解Al(OH)3,正确的离子方程式应为Al3+3NH3H2O Al(OH)3+3N。9.D首先发生中和反应,没有沉淀产生;然后发生反应:Al+H+H2O
12、Al(OH)3,产生Al(OH)3沉淀;最后发生反应:Al(OH)3+3H+ Al3+3H2O,沉淀溶解,故D正确。10.答案(1)SiO2Fe(OH)3Al(OH)3(2)Al3+4OH- Al+2H2OFe3+3OH- Fe(OH)3(3)CO2+ Al+2H2O Al(OH)3+HCCO2+OH- HC(4)不能生成的氢氧化铝能够溶于盐酸解析(1)根据分析可知,沉淀a为SiO2,沉淀d为Fe(OH)3,沉淀f为Al(OH)3。(2)滤液b中含有Al3+、Fe3+,加入过量氢氧化钠溶液发生反应的离子方程式为Al3+4OH- Al+2H2O、Fe3+3OH- Fe(OH)3。(3)根据流程知
13、滤液c中含有过量的氢氧化钠和Al,NaAlO2与过量CO2反应生成Al(OH)3沉淀,反应的离子方程式为CO2+ Al+2H2O Al(OH)3+HC,过量二氧化碳与OH-反应生成HC,反应的离子方程式为CO2+OH- HC。(4)气体B为二氧化碳,氢氧化铝能够与过量的盐酸反应而溶解,无法控制加入盐酸的量,故不能用盐酸代替二氧化碳。B组提升题组11.AA项,氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水,铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气,偏铝酸钠溶液蒸干得到溶质偏铝酸钠,故A正确;B项,向NaAlO2溶液中加入适量的AlCl3溶液,得到沉淀氢氧化铝,将所得沉淀过滤、洗涤、加热灼烧,生成氧化铝,不是氢氧
14、化铝,故B错误;C项,铝和盐酸反应生成氯化铝和氢气,氯化铝水解:AlCl3+3H2O Al(OH)3+3HCl,氯化氢易挥发,氯化铝溶液蒸干得到氢氧化铝,故C错误;D项,向AlCl3溶液中加入足量氨水反应生成氢氧化铝沉淀,过滤、洗涤、灼烧去掉水分,可以得到纯净的氧化铝,故D错误。12.C从图像趋势和沉淀与消耗Z的量,可知溶液中有偏铝酸钠,故所加Z为硫酸,故A、B不符合。若为偏铝酸钠、氯化钡、硫酸,开始滴入硫酸时会生成氢氧化铝沉淀和硫酸钡沉淀,生成氢氧化铝沉淀0.1 mol,需要硫酸0.05 mol;生成硫酸钡沉淀0.1 mol,需要硫酸0.1 mol,同时生成氯化氢0.2 mol,溶液不能为中
15、性,并且不符合题图中第一个拐点,故D不符合。13.A一份在高温下恰好完全反应,则有2n(Fe)=3n(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,即n(H2)=n(Fe),所以n(H2)=n(Al);另一份直接放入足量的NaOH溶液中充分反应,铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,n(H2)=n(Al)。两种情况下生成气体的物质的量之比n(H2)n(H2)=n(Al)n(Al)=11,故A正确。14.答案(15分)(1)Al3+3H2O Al(OH)3+3H+(2)防止后续步骤生成的AlCl3水解或增大反应物的接触面积,加快反应速率铁或FeAl2O3(s)+3C(
16、s)+3Cl2(g) 2AlCl3(g)+3CO(g)H=+174.9 kJmol-1NaCl、NaClO、Na2CO3除去FeCl3,提高AlCl3纯度解析(2)通过焙烧使固体水分挥发,可以有效防止后续步骤生成的AlCl3水解;同时气孔数目增多,使固体的表面积增大,反应物的接触面积增大,反应速率加快。步骤中若不通入Cl2和O2,则发生下列反应:Fe2O3+3C 2Fe+3CO,SiO2+2C Si+2CO,显然生成的相对原子质量比硅大的单质是铁。将题中的两个热化学方程式依次标记为和,根据盖斯定律,-得Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g) 2AlCl3(g)+3CO(g)H=+174.
17、9 kJmol-1。分析可知,步骤中得到的气态混合物主要含有反应生成的SiCl4、AlCl3、FeCl3、CO2以及过量的Cl2和O2,冷却至100 时所得尾气成分为SiCl4、CO2、Cl2、O2,再冷却至室温后,气体中仅剩CO2、Cl2和O2三种气体,用足量的冷NaOH溶液吸收该尾气时,发生反应:Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O、CO2+2NaOH Na2CO3+H2O,生成的三种盐的化学式分别为NaCl、NaClO、Na2CO3。分析流程和已知物质的沸点可知,粗品氯化铝中还含有FeCl3,步骤中加入的铝粉可与FeCl3反应生成Fe和AlCl3,再通过升华将AlCl3提取出来,这样就除去了FeCl3杂质,提高了AlCl3的纯度。