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1、第9讲铝及其重要的化合物一、选择题1下列有关铝的化合物的说法正确的是()A氧化铝坩埚可用于熔融NaOH实验B工业上利用电解熔融氯化铝冶炼铝C氢氧化铝能中和胃酸，可用于治疗胃酸过多D明矾可用于自来水的消毒解析：氧化铝能与NaOH反应，氧化铝坩埚不能用于熔融NaOH实验，A错误；工业上利用电解熔融氧化铝冶炼铝，B错误；明矾用于自来水的净化而不能用于自来水的消毒，D错误。答案：C2下列各组物质的稀溶液相互反应，无论是前者滴入后者还是后者滴入前者，反应现象相同的是()AAlCl3和NaOHB硫酸铝和浓氨水CNaAlO2和H2SO4 D氨水和AgNO3溶液解析：AlCl3溶液滴入NaOH溶液中，起始无沉
2、淀，后有沉淀产生，反之起始有沉淀产生后沉淀溶解；硫酸铝溶液滴入氨水与氨水滴入硫酸铝溶液中现象一样，均为产生沉淀；NaAlO2 溶液滴入H2SO4中起始无沉淀，后有沉淀产生，反之起始有沉淀产生后沉淀溶解；AgNO3溶液滴入氨水中，起始无沉淀，后有沉淀产生，反之起始有沉淀产生后沉淀溶解。答案：B3(2018黑龙江哈尔滨统考)如图是铝热反应(2AlFe2O3Al2O32Fe)的实验装置，有关该反应的下列说法中正确的是()Aa为镁条Bb为氧化铁与铝粉混合物C2 mol氧化剂参与反应转移电子6NA个D还原剂与氧化产物的物质的量之比为12解析：a为镁条，起引燃作用，A正确；b为KClO3，B错误；该反应中
3、氧化剂是Fe2O3,2 mol Fe2O3参与反应转移电子12NA个，C错误；该反应中还原剂是铝，氧化产物是氧化铝，还原剂和氧化产物的物质的量之比为21，D错误。答案：A4(2018甘肃一诊)下列各组物质相互反应后，最终没有白色沉淀生成的是()A过量Ba(OH)2溶液加入明矾溶液B过氧化钠投入FeCl2溶液中C向NaAlO2溶液中通入过量CO2D向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2解析：A中最终只有白色BaSO4沉淀；B中Na2O2投入FeCl2溶液中最终生成红褐色的Fe(OH)3沉淀；C中生成白色 Al(OH)3沉淀；D中向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2，发生反应Na2CO3H2OC
4、O2=2NaHCO3，有NaHCO3析出。答案：B5(2018大同质检)化学与社会、生活密切相关。对下列现象或事实的解释正确的是()选项现象或事实解释A氢氟酸可用于蚀刻玻璃SiO2是碱性氧化物B明矾可用作净水剂明矾水解生成Al(OH)3沉淀C铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落氧化铝的熔点高于铝的熔点D铁制容器用于储存、运输浓硝酸铁制容器和浓硝酸不反应解析：A中SiO2是酸性氧化物；B中明矾净水是因Al3水解生成Al(OH)3胶体；D中Fe遇浓硝酸钝化，是化学变化。答案：C6镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积(V)与时间(t)关系如图。反应中镁和铝的()A物质的量之比为3
5、2B质量之比为32C摩尔质量之比为23D反应速率之比为23解析：由关系式：MgH2,2Al3H2，可知产生等量H2时，消耗Mg、Al的物质的量之比为32，A正确；两者质量之比为43，摩尔质量之比为242789，反应速率之比为 32。答案：A7某溶液既能溶解Al(OH)3，又能溶解Al，但不能溶解Fe，在该溶液中可以大量共存的离子组是()AK、Na、HCO、NOBNa、SO、Cl、S2CNH、Mg2、SO、NODH、K、Cl、Na解析：能溶解Al(OH)3、Al，而不能溶解Fe的溶液只能是强碱溶液，A中的HCO，C中的NH、Mg2，D中的H都不能在强碱溶液中大量共存。答案：B8已知X、Y、Z、W
6、均为中学化学中常见物质，它们之间的转化关系如图所示(部分产物已略)。下列说法不正确的是()AX、Y、Z中至少有一种相同的元素，该元素可以是金属元素也可以是非金属元素B物质W可能是化合物，也可能是单质C上述转化关系中不可能出现置换反应D若X、Y、Z中均含有一种常见金属元素，则W可能是强酸也可能是强碱解析：根据题示可知符合上述转化关系的可以是Al3Al(OH)3AlO，Al3与AlO可生成Al(OH)3；CCOCO2，C与CO2可生成CO；AlOAl(OH)3Al3；H2SSSO2，H2S与SO2可生成S。可知A、B、D正确，C项错误。答案：C9下列离子方程式书写正确的是()A向氯化铝溶液中通入过
7、量氨气：4NH3Al32H2O=AlO4NHB将铝片打磨后置于NaOH溶液中：2Al2OH=2AlOH2C向明矾溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液：Al32SO2Ba24OH=2BaSO4AlO2H2OD向Ba(AlO2)2溶液中通入少量CO2：2AlOCO23H2O=2Al(OH)3CO解析：A项，氨水不能溶解Al(OH)3；B项，氧元素不守恒、电子得失不守恒；D项，通入少量CO2时，应有BaCO3沉淀生成。答案：C10某同学研究铝及其化合物的性质时设计了如下两个实验方案。方案：2.7 g AlX溶液Al(OH)3沉淀方案：2.7 g AlY溶液Al(OH)3沉淀NaOH溶液和稀盐酸的浓度均
8、是 3 molL1，如图是向X溶液和Y溶液中分别加入NaOH溶液和稀盐酸时产生沉淀的物质的量与加入盐酸和氢氧化钠溶液体积之间的关系，下列说法正确的是()AX溶液溶质为AlCl3，Y溶液溶质为NaAlO2Bb曲线表示的是向X溶液中加入NaOH溶液C在O点时两方案中所得溶液浓度相等Da、b曲线表示的反应都是氧化还原反应解析：n(Al)0.1 mol，n(HCl)n(NaOH)3 molL10.1 L0.3 mol。据反应2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2可知，X为含0.1 mol AlCl3的溶液，Y为含0.1 mol NaAlO2和0.2 mol
9、NaOH的混合溶液，A错；曲线a表示向X(AlCl3)溶液中逐滴加入NaOH溶液的曲线，滴入NaOH溶液开始即产生Al(OH)3沉淀，而曲线b表示向 Y(NaAlO2 与NaOH)溶液中滴加盐酸的曲线，曲线a、b表示的反应均不是氧化还原反应，B、D错；曲线a中当生成0.1 mol Al(OH)3沉淀时，得到NaCl溶液的物质的量浓度c(NaCl)1.5 molL1，曲线b中当生成0.1 mol Al(OH)3沉淀时，则c(NaCl)1.5 molL1，C正确。答案：C二、非选择题11铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出H2的金属，就铝的这一特殊性质回答
10、下列问题：(1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是_。(2)足量的两份铝分别投入等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，产生H2的体积之比是_。(3)足量的两份铝分别投入等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，两者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是_。(4)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 molL1的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为V(甲)V(乙)12，则加入铝粉的质量为_。A5.4 gB3.6 gC2.7 g D1.8 g解析：(1)铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应的
11、化学方程式分别为2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。HCl、NaOH足量时，参加反应的Al的量相等，所得H2的量必相等。(2)因为在反应中Al过量，产生的H2由HCl和NaOH的量决定。则6HCl3H2、2NaOH3H2，故当HCl、NaOH物质的量相等时，两者产生H2的体积比为13。(3)因为Al足量且产生H2相等，根据关系式n(HCl)n(NaOH)31，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度c(HCl)c(NaOH)n(HCl)n(NaOH)31。(4)由上述化学方程式知，当n(HCl)n(NaOH)3 molL10.1 L0.3 mol时，
12、产生H2的体积比是13，而题设条件体积比为12，则说明Al与盐酸反应时铝粉过量，故Al与盐酸反应生成H2 0.3 mol0.15 mol，所以Al与NaOH溶液反应生成H2：0.3 mol，即m(Al)0.3 mol27 gmol15.4 g。答案：(1)11(2)13(3)31(4)A12若甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备Al(OH)3。规定必用的药品如下：350 g 70% H2SO4溶液，NaOH固体240 g，足量铝屑、水(不能用其他药品)。甲、乙、丙用各自设计的方案制得Al(OH)3的质量分别是W1、W2、W3。三种实验方案如下：甲：铝加NaOH溶液加H2SO4溶液W1 g Al(
13、OH)3乙：铝加H2SO4溶液加NaOH溶液W2 g Al(OH)3丙：W3 g Al(OH)3试回答：(1)从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素分析，实验方案最合理的是_。(2)三位学生制得的Al(OH)3，W1、W2、W3其质量由大到小的顺序是_。(3)制得Al(OH)3的最大质量是_。解析：甲：2Al2OH2H2O=2AlO3H2、AlOHH2O=Al(OH)3，乙：2Al6H=2Al33H2，Al33OH=Al(OH)3，丙：AlAl3，3Al3AlO，所以Al33AlO6H2O=4Al(OH)3。从化学方程式计量数看，甲：制取2 mol Al(OH)3消耗H2 mol，OH：2
14、mol。乙：制取2 mol Al(OH)3消耗H6 mol，OH6 mol。丙：制取4 mol Al(OH)3消耗H3 mol，OH3 mol。即制取2 mol Al(OH)3消耗H1.5 mol，OH1.5 mol。由此可判断丙以较少的原料制出较多的Al(OH)3，最好；乙以较多的原料制出较少的产品，最差。相同的原料制取的Al(OH)3应是W3W1W2。n(H)25 mol，n(OH)6 mol。由上述分析，OH过量，结合丙中的关系，则nAl(OH)3n(H) mol，即：mAl(OH)35 mol78 g/mol520 g。答案：(1)丙(2)W3W1W2(3)520 g13(2018黄冈
15、高三检测)某无色稀溶液X中，可能含有下表所列离子中的某几种。阴离子CO、SiO、AlO、Cl阳离子Al3、Fe3、Mg2、NH、Na现取该溶液适量，向其中加入某试剂Y，产生沉淀的物质的量(n)与加入试剂体积(V)的关系如图所示。(1)若Y是盐酸，则Oa段转化为沉淀的离子(指来源于X溶液的，下同)是_，ab段发生反应的离子是_，bc段发生反应的离子方程式为_。(2)若Y是NaOH溶液，则X中一定含有的阳离子是_，其物质的量之比为_，ab段反应的离子方程式为_。解析：溶液为无色，说明溶液X中不含Fe3；若Y为盐酸，由图象的特点判断溶液X中一定含有AlO、SiO、CO，其中Oa段发生的反应为：AlO
16、HH2O=Al(OH)3，SiO2H=H2SiO3，故转化为沉淀的离子为SiO、AlO；ab段发生的反应为：COH=HCO，HCOH=H2OCO2，但仅有CO来源于X溶液；bc段发生的反应为：Al(OH)33H=Al33H2O。若Y为NaOH溶液，由图象特点判断溶液中一定含有Mg2、Al3、NH。其中Oa段发生反应为：Al33OH=Al(OH)3，Mg22OH=Mg(OH)2；ab段发生的反应为：NHOH=NH3H2O；bc段发生的反应为：Al(OH)3OH=AlO2H2O，n(Al3)n(Mg2)n(NH)1(413)2214。答案：(1)SiO、AlOCOAl(OH)33H=Al33H2O
17、(2)Al3、Mg2、NH214NHOH=NH3H2O14(2018贵阳高三适应性测试)铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，如图是从铝土矿中制备铝的工艺流程：已知：(1)铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质；(2)溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学反应方程式为：2Na2SiO32NaAlO22H2O=Na2Al2Si2O84NaOH。请回答下列问题：(1)铝土矿中Al2O3与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为_。(2)在工艺流程中“酸化”时，加入的最佳物质B是_，理由是_，写出酸化过程发生反应的化学方程式：_。(3)工业上用A
18、l2O3与C、Cl2在高温条件下反应制取AlCl3，理论上每消耗6.0 g碳单质，转移1 mol电子，则反应的化学方程式为_。(4)某同学推测铝与氧化铁发生铝热反应得到的熔融物中还含有Fe2O3，设计了如下方案来验证：取一块该熔融物投入少量稀硫酸中，反应一段时间后，向反应后的混合液中滴加物质甲的溶液，观察溶液颜色的变化，即可证明熔融物中是否含有Fe2O3。则物质甲是_(填化学式)，请判断该同学设计的实验方案的合理性_(填“合理”或“不合理”)。原因是_(若合理，则不用填写)。解析：(1)铝土矿主要成分是Al2O3还有少量SiO2，加入足量NaOH溶液后发生如下反应：Al2O32OH=2AlOH
19、2O；SiO22OH=SiOH2O；Fe2O3不与NaOH溶液发生反应。(2)根据题干已知反应，滤液中主要含NaAlO2，通入过量CO2可以将NaAlO2完全转化为Al(OH)3。(3)每消耗6.0 g(0.5 mol)碳单质，转移1 mol电子，说明碳被氧化为CO，化学方程式为Al2O33Cl23C2AlCl33CO。(4)Fe3的检验可用KSCN，但该同学的实验方案不合理，因为Fe3能与Fe、Al发生反应生成Fe2，不能检验是否含有Fe3。答案：(1)Al2O32OH=2AlOH2O(2)CO2CO2过量时氢氧化铝不会溶解，反应易控制，且原料廉价CO2NaAlO22H2O=Al(OH)3NaHCO3(3)Al2O33C3Cl22AlCl33CO(4)KSCN不合理Fe3能与Fe、Al反应生成Fe2，不能检出Fe38