1、基础课时 2 铝及其化合物一、选择题1(2015晋城质检)铝是一种低毒金属元素，它并非人体需要的微量元素，食用后不会导致急性中毒，但食品中铝的含量超过国家标准就会对人体造成危害。下列关于铝元素的说法正确的是()A铝在空气中不易氧化是因为其性质不活泼B氢氧化铝可与胃酸反应，常用作中和胃酸的药物C明矾可用于饮用水的杀菌消毒D硫酸铝铵常用作面粉膨化剂，该物质不溶于水解析 A 项中铝在空气中会与 O2 反应生成致密的氧化物薄膜；C 项中明矾溶于水生成氢氧化铝胶体，具有吸附色素和杂质的性质，通常用作净水剂，但不能用于杀菌消毒；D 项中铵盐都溶于水。答案 B2镁、铝单质的化学性质以相似为主，但也存在某些重
2、大差异性，下列物质能用于证明二者存在较大差异性的是()CO2 盐酸 NaOH 溶液 水ABCD解析 Al 能与 NaOH 溶液反应而 Mg 不能；Mg 能在 CO2 中燃烧，而 Al 不能。答案 C3将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是()A稀硝酸B稀盐酸C硝酸铜D氢氧化钠解析 钝化的实质是 Fe、Al 在浓 H2SO4 或浓 HNO3 作用下其表面被氧化成一层致密的氧化物保护膜。由于铝的氧化物 Al2O3 是一种两性氧化物，既可与强酸反应，又可与强碱反应，故 A、B、D 三项皆不符合题意，只有 C 选项中的 Cu(NO3)2 不与 Al2O3 反应，故不可能与钝化的铝条发
3、生反应。答案 C4(2015山东潍坊期末，10)下列物质既能跟盐酸反应，又能跟 NaOH 溶液反应的是()SiO2 Al Al2O3 Al(OH)3 Na2CO3 溶液Ca(HCO3)2 溶液 NH4HCO3 溶液 KHSO4 溶液ABCD解析 SiO2 与盐酸不反应；Al 与盐酸、NaOH 溶液反应均生成氢气；Al2O3为两性氧化物，Al(OH)3 为两性氢氧化物，两者均能与盐酸、NaOH 溶液反应；碳酸钠溶液与盐酸反应，与 NaOH 溶液不反应；Ca(HCO3)2 溶液与盐酸、NaOH 溶液均能反应；NH4HCO3 溶液与盐酸、NaOH 溶液均能反应；KHSO4溶液与盐酸不反应，因此 B.
4、属于合理选项。答案 B5某烧杯中盛有含 0.2 mol NH4Al(SO4)2 的溶液，向其中缓缓加入 4 molL1 的NaOH 溶液 200 mL，使其充分反应，此时烧杯中铝元素的存在形式为()AAl3和 Al(OH)3 BAl(OH)4CAl(OH)4和 Al(OH)3 DAl(OH)3解析 n(Al3)0.2 mol，n(NH4)0.2 mol，n(OH)0.8 mol，根据反应顺序，反应后，恰好生成 0.2 mol 的 Al(OH)3 和 0.2 mol 的 NH3H2O。答案 D6(2015湖南长沙一模，12)下列图像均为实验过程中产生沉淀的物质的量(Y)与加入试剂的量(X)之间的
5、关系图，则其中正确的是()A向 AlCl3 溶液中逐滴加入 NaOH 溶液至过量且边滴边振荡B向 NaAl(OH)4溶液中逐滴滴加稀盐酸至过量且边滴边振荡C向 NH4Al(SO4)2 溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液直至过量D向 NaOH、Ba(OH)2、NaAl(OH)4的混合溶液中逐渐通入二氧化碳至过量解析 A 项，生成沉淀与溶解沉淀消耗 NaOH 的量之比应为 31；B 项，滴入 HCl 即可产生沉淀，且最终沉淀全部溶解，生成沉淀与溶解沉淀消耗盐酸的量之比为 13；C 项，滴加 NaOH 溶液，依次与溶液中 Al3、NH4、Al(OH)3反应，沉淀生成、溶解以及 NH4 完全反应时消耗 NaO
6、H 的量之比为 311；D 项，依次发生的反应：与 Ba(OH)2 反应生成 BaCO3、与 NaOH 反应无沉淀生成、与 NaAl(OH)4反应生成 Al(OH)3 沉淀，最后与 BaCO3 反应沉淀溶解，即最终溶液中沉淀只有 Al(OH)3。答案 C7用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝，下列操作步骤中最恰当的组合是()加盐酸溶解 加烧碱溶液溶解 过滤 通入过量 CO2 生成 Al(OH)3沉淀 加入盐酸生成 Al(OH)3 沉淀 加入过量烧碱溶液ABCD解析 若先用盐酸溶解，Mg、Al 均溶解，制取 Al(OH)3 的步骤较多；从NaAl(OH)4制备 Al(OH)3，若加盐酸不容易控制
7、量的多少。故 B 项操作步骤为最佳顺序。答案 B8(2015福州质检)科技工作者提出用铝粉处理含亚硝酸盐废水的思路：调节亚硝酸盐废水的酸碱性，使其 pH12，然后加入适量的铝粉、搅拌，从而达到预期目的。下列判断错误的是()A废水处理时铝单质转化为 Al3B废水处理中，亚硝酸盐被还原C处理过程中，OH参与了反应D铝粉颗粒大小影响废水处理的速率解析 pH12，溶液显碱性，则废水处理时，铝单质转化为Al(OH)4，A错误；铝是金属，具有还原性，因此废水处理时，亚硝酸盐被还原，B 正确；废水处理时铝单质转化为Al(OH)4，这说明处理过程中，OH参与了反应，C 正确；固体反应物的表面积越大，反应速率越
8、快，因此铝粉颗粒大小影响废水处理的速率，D 正确。答案 A9下列叙述中正确的是()A氯化铝溶液中加入过量氨水反应的实质是 Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4B存在于污水中的重金属离子，常用投加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 2Al3MgO=高温 3MgAl2O3解析 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。答案 A10(2015淄博质检，8)下列说法不正确的是()
9、AAl 箔插入稀 HNO3 中，无现象，说明 Al 箔表面被 HNO3 氧化，形成致密的氧化膜B如图所示，中为 AlCl3 溶液，中为浓氨水，中有白色沉淀生成CAl2O3NaOH（aq）NaAl(OH)4(aq)CO2 Al(OH)3DAlCl3 溶液中滴加 NaOH 溶液后铝的存在形式：解析 铝能溶于稀 HNO3，在浓 HNO3 中钝化，A 错；浓氨水会挥发出 NH3，NH3 与 AlCl3 溶液反应生成 Al(OH)3 沉淀，B 正确；Al2O32OH3H2O=2Al(OH)4，Al(OH)4CO2=Al(OH)3HCO3，C 正确；根据 Al33OH=Al(OH)3，Al34OH=Al(
10、OH)4，n（NaOH）n（AlCl3）3时，铝元素存在形式为 Al(OH)3、Al3；3n（NaOH）n（AlCl3）4 时，铝元素存在形式为Al(OH)4，D 正确。答案 A11(2015山东潍坊模拟)将 15.6 g Na2O2 和 5.4 g Al 同时放入一定量的水中，充分反应后得到 200 mL 溶液，再向该溶液中缓慢通入标准状况下的 HCl 气体6.72 L，若反应过程中溶液的体积保持不变，则下列说法正确的是()A标准状况下，反应过程中得到 6.72 L 气体B最终得到的溶液中 c(Na)c(Cl)c(OH)C最终得到 7.8 g 沉淀D最终得到的溶液中 c(Na)1.5 mol
11、L1解析 n(Na2O2)0.2 mol，n(Al)0.2 mol，由 2Na2O22H2O=4NaOHO2和 2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2可知生成 n(O2)0.1 mol，n(H2)0.3 mol，nNaAl(OH)40.2 mol，反应剩余 n(NaOH)0.4 mol0.2 mol0.2 mol，通入的 HCl 气体为 0.3 mol，0.2 mol HCl 与 NaOH 反应，0.1 mol HCl 与 NaAl(OH)4反应生成 0.1 mol Al(OH)3 沉淀，反应后溶液中含0.1 mol NaAl(OH)4。A 项，反应过程中得到 8.96 L 气体
12、；B 项，最终得到的溶液中还有 0.1 mol NaAl(OH)4；D 项，最终得到的溶液中 c(Na)2 molL1。答案 C二、填空题12粉末状试样 A 是由等物质的量的 MgO 和 Fe2O3 组成的混合物。进行如下实验：取适量 A 进行铝热反应，产物中有单质 B 生成；另取 20 g A 全部溶于 0.15 L 6.0 molL1 盐酸中，得溶液 C；将中得到的单质 B 和溶液 C 反应，放出 1.12 L(标准状况)气体，同时生成溶液 D，还残留有固体物质 B；用 KSCN 溶液检验时，溶液 D 不变色。请填空：(1)中引发铝热反应的实验操作是，产物中的单质 B是。(2)中所发生的各
13、反应的化学方程式是。(3)中所发生的各反应的离子方程式是。(4)若溶液 D 的体积仍视为 0.15 L，则该溶液中 c(Mg2)为，c(Fe2)为。解析 此题将实验操作与元素化合物知识巧妙结合在一起考查，增大了试题的容量，增强了试题的测试能力。(1)铝热反应是指单质 Al 和某些金属氧化物发生的反应，反应过程中放出大量热，但该反应需要较高的温度才能引发。在混合物上加少量 KClO3 固体并插上 Mg 条，点燃 Mg 条后放出热量，使 KClO3 固体分解放出 O2，进一步加剧 Mg 的燃烧，可在短时间内使混合物温度迅速升高，引发反应。发生的反应为 Fe2O32Al=高温 Al2O32Fe，所以
14、产物中单质 B 为 Fe。(2)Fe2O3 和 MgO 都是碱性氧化物，能和酸反应生成盐和水：Fe2O36HCl=2FeCl33H2O、MgO2HCl=MgCl2H2O。(3)混合物中只有 Fe2O3 能和 Al 发生铝热反应，生成 Fe 单质。C 溶液中有反应生成的 FeCl3，还有未反应的 HCl。发生的离子反应为 Fe2H=Fe2H2、Fe2Fe3=3Fe2。(4)假设步骤用去的 20 g 固体中，MgO 的物质的量为 x，则 Fe2O3 的物质的量也为 x，则 40 gmol1x160 gmol1x20 g，解得：x0.1 mol。根据 MgOMgCl2 的关系，则溶液中 MgCl2
15、的浓度为01 mol0.15 L0.67 molL1。步骤说明溶液中没有 Fe3，也就是溶质为 FeCl2 和 MgCl2。根据电荷守恒知 2c(Fe2)2c(Mg2)c(Cl)c(Fe2)2.33 mol/L。答案(1)加少量 KClO3，插上镁条并将其点燃 Fe(2)Fe2O36HCl=2FeCl33H2O、MgO2HCl=MgCl2H2O(3)Fe2H=Fe2H2、Fe2Fe3=3Fe2(4)0.67 molL1 2.33 molL113(2015宝鸡三检)某研究性学习小组为测定某含镁 3%5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数，设计了下列两种不同实验方案进行探究，请根据他们的设计
16、回答有关问题。探究一实验方案：铝镁合金NaOH溶液测定剩余固体质量。问题讨论：(1)实验中发生反应的化学方程式是。(2)若实验中称取 5.4 g 铝镁合金粉末样品，投入 V mL 2.0 mol/L NaOH 溶液中，充分反应。则 NaOH 溶液的体积 VmL。(3)实验中，当铝镁合金充分反应后，在称量剩余固体质量前，还需进行的实验操作按顺序依次为。探究二实验方案：称量 x g 的铝镁合金粉末，放在如图所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧。问题讨论：(4)欲计算 Mg 的质量分数，该实验中还需测定的数据是。(5)假设实验中测出该数据为 y g，则原铝镁合金粉末中镁的质量分数为(用含 x、y
17、 的代数式表示)。解析(1)注意镁与 NaOH 溶液不反应。(2)5.4 g 铝镁合金中铝的最大质量为5.4 g97%，根据 2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2，可求出需要 NaOH 的物质的量的最大值为 5.4 g97%27 g/mol0.194 mol，体积为0.194 mol2.0 mol/L0.097 L，即 97 mL。(5)设 x g 铝镁合金中镁、铝的物质的量分别是 a mol、b mol，则燃烧生成 a mol MgO、b/2 mol Al2O3，则 24a27bx，40a51by，解得 a17x9y48，镁的质量为17x9y2g，镁的质量分数为17x9y2x
18、。答案(1)2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2(2)97(3)过滤、洗涤、干燥固体(4)灼烧后固体的质量(5)17x9y2x选做题14(2015浙江理综，27).请回答：(1)H2O2 的电子式。(2)镁燃烧不能用 CO2 灭火，用化学方程式表示其理由。(3)在 AgCl 沉淀中加入 KBr 溶液，白色沉淀转化为淡黄色沉淀，写出反应的离子方程式。(4)完成以下氧化还原反应的离子方程式：()MnO4()C2O24=()Mn2()CO2.化合物甲和 NaAlH4 都是重要的还原剂。一定条件下金属钠和 H2 反应生成甲。甲与水反应可产生 H2，甲与 AlCl3 反应可得到 NaAl
19、H4。将 4.80 g 甲加热至完全分解，得到金属钠和 2.24 L(已折算成标准状况)的 H2。请推测并回答：(1)甲的化学式。(2)甲与 AlCl3 反应得到 NaAlH4 的化学方程式。(3)NaAlH4 与水发生氧化还原反应的化学方程式。(4)甲在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为Fe2O3)，脱锈过程发生反应的化学方程式。(5)某同学认为：用惰性气体赶尽反应体系中的空气，将铁和盐酸反应后的气体经浓硫酸干燥，再与金属钠反应，得到的固体物质即为纯净的甲；取该固体物质与水反应，若能产生 H2，即可证明得到的甲一定是纯净的。判断该同学设想的制备和验纯方法的合理性并说明理由
20、。解析.(1)H2O2 的电子式为；(2)镁能在 CO2 中燃烧，其化学方程式为 2MgCO2=高温 2MgOC；(3)由于 AgBr 的溶度积比 AgCl更小，故在 AgCl 沉淀中加入 KBr 溶液，白色沉淀 AgCl 转化为淡黄色沉淀AgBr，其反应的离子方程式为：AgCl(s)Br(aq)=AgBr(s)Cl(aq)。(4)C2O24 在酸化的高锰酸钾溶液中被氧化，其离子方程式为 2MnO4 5C2O2416H=2Mn210CO28H2O。.由 4.80 g 甲加热至完全分解，得到金属钠和 2.24 L(已折算成标准状况)的H2，可推断金属钠和 H2 反应生成的甲为 NaH，NaH 与
21、水反应生成 NaOH 和H2，NaH 与 AlCl3 反应可得到 NaAlH4。(1)甲的化学式为 NaH；(2)由于反应物为 NaH 与 AlCl3，得到产物有 NaAlH4，故推知另一产物为 NaCl，其化学方程式为 4NaHAlCl3=NaAlH43NaCl。(3)NaAlH4 中的氢显1 价，水中的氢显1 价，NaAlH4 与水发生氧化还原反应的过程中生成氢气，另一产物为 NaAl(OH)4，其化学方程式为 NaAlH44H2O=NaAl(OH)44H2。(4)根据题意 NaH 在无水条件下能与 Fe2O3 反应，结合反应物的性质可推知反应产物为 Fe 和 NaOH，从而得出其化学方程
22、式为 3NaHFe2O3=2Fe3NaOH。(5)制备过程中，由于盐酸易挥发，产生的氢气中会有氯化氢，易和钠反应生成 NaCl；如在制取 NaH 的反应中钠过量，则产物中混有钠，钠与水反应也会有氢气产生，无法判断钠与 H2 是否完全反应，同时验纯时也没有考虑到混入的 NaCl。答案.(1)(2)2MgCO2=高温 2MgOC(3)AgCl(s)Br(aq)=AgBr(s)Cl(aq)(4)2MnO4 5C2O24 16H=2Mn210CO28H2O.(1)NaH(2)4NaHAlCl3=NaAlH43NaCl(3)NaAlH44H2O=NaAl(OH)44H2(4)3NaHFe2O3=2Fe3NaOH(5)制备过程不合理，因为盐酸易挥发，H2 中混有 HCl，导致产物中有 NaCl验纯方法不合理，如果有 Na 残留，Na 与水反应也产生 H2；没有考虑混入的 NaCl