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1、跟踪检测 ( 十六) 铝及其化合物 1.如表屮，对陈述I、II的正确性及两者间因果关系的判断，完全正确的是() 选项 陈述I陈述II 判断 A 铝制炊具最好不要盛放酸性或 碱性较强的液体食物 因为A1和ALOs既可以与酸反 应又可以与碱反应 I对，II对，有 B 铝箔在酒精灯火焰上加热熔化 但不滴落 铝箔对熔化的铝有佼强的吸附作 用 I对，II对，有 C 海啸使水源发生污染可用明矶 进行消毒和净化 因为明矶水解生成A1(OH ) 3胶 体，具有吸附性 I对，II错，无 D 铁或铝制成的槽车可以密封贮 运浓硫酸或浓硝酸 因为铁和铝不能与浓硫酸或浓硝 酸反应 I错，II对，无 解析：选A因为Al和
2、AI2O3既可以与酸反应，又可以与碱反应，故最好不要盛放酸性或碱 性较强的液体食物，两者有因果关系，八正确；铝与氧气反应生成氧化铝，其熔点高，铝箔在酒 精灯火焰上加热熔化但不滴落，II错，B错误；明矶中铝离子水解生成氢氧化铝胶体，胶体吸附 水中的悬浮物而净化水，不能杀菌消毒，C错误；铁和铝与浓硫酸或浓硝酸发 生钝化反应，D错误。 2.用含有少量Mg的AI片制取纯净的A1(OH)3,下列操作中最恰当的组合是() 加盐酸溶解加WOH溶液 过滤 通入过量CO?生成A1(OH) 3加盐酸生成 AI(OH)3 加过量氨水生成AI(OH) 3 A.B. C.D. 解析：选C 2Al+20H“+6H20=2
3、Al(0H ) 4+3H2f , Mg 和NaOH 溶液不反应 , 过滤后 向NaAl(OH)J 溶液中通入过量CO2生成A1(OH ) 3沉淀, 再过滤即得到Al (0H), 3.如图所示的装置中，把X溶液逐滴滴下与Y物质反应，若X为浓硫酸 , Y为第3周期金属元素中常温下与水难反应的单质。Z为品红溶液。实验屮观察 到Z退色。则丫为 () B.Mg D. Mg 或Al 解析：选B实验中品红溶液退色，说明反应中有SO?产生，因为铝在常温下遇浓硫酸 钝化，而钠是活泼的金属，极易与水反应，因此该金属是镁，B项正确。 4.(2018 ?遵义航天高级中学模拟)(Ga)与铝同主族，曾被称为“类铝”，其氧
4、化物 和氢氧化物均为两性化合物。工业制备镣的流程如图所示。下列判断不合理的是() C. Al A.AK Ga均处于第IIIA族 B.G32O3可耳盐酸反应牛 - 成GdCl.3 C. Ga (OH)3可与NaOH溶液反应生成NaGa(0H)4 D.由流程图可知酸性：Al(OH ) 3Ga(OH) 3 解析：选D稼(Ga)与铝同主族，均位于第IIIA族，A项正确；Ga2( h与AU) ：,的性质具有 相似 性, 可与盐酸反应生成GaCla, B项正确；Ga(0H)3与A1(OH) 3的性质相似，属于两性氢氧化物，能与 NaOH溶液反应生成NaGa(0II) J, C项正确；化学反应遵循强酸制弱酸
5、原理，在NaAl (OH)订和 NaGa(0II)订的混合溶液中通入C02,有A1 (0臥生成 , 而无Ga(0H)3生成, 可能是Ga(0H)3酸性强于碳酸 , 则酸性：Al(OH)3 Na Al (OH) J的混合溶液中逐渐通入C02 至过量，先发生反 铝上矿 (Al2()3 ( ； ? aE( ；a(OH), 适量 3 过滋 ? A 1()H)3 NaOH NaA KOIDj 溶; 厂Xa(；a()H)| 应：Ba(0H)2 + C02=BaC03 I +H20,产生沉淀，然后发生反应：C02 + 2NaOH=Na2CO3 + H2O,此时沉淀的 量不变，再发生反应：2NaAl (OH)
6、J +CO2=2A1 (0H)31 + 丸2CO3+H2O,产生沉淀，然后又发生反应： C0r+H20+C02=2HC0r,沉淀量不变，最后又发生反应：BaC03+H20+C02=Ba(IlC03 )2,沉淀部分溶解，D 项错误。 6. (2018?长沙一模) 将铝粉与某铁的氧化物FeO? 2Fe,0.3粉末配制成铝热剂，分成两等份。 一份直接放入足量的烧碱溶液中，充分反应后放出气体在标准状况下的体积为3. 92 L；另一份在高 温下恰好反应完全，反应后的混合物与足量的盐酸反应后，放出的气体在标准状况下的体积为 () A. 2. 80 L 氏3. 92 L C. 5. 60 L D. 7. 8
7、4 L 解析：选A 混合物放入NaOII溶液中，A1与NaOlI发生反应：2Al + 2NaOII + 3 92 L 9 6H20=2NaAl (OIDJ+3H2 t , 刀( 八1)= - X-=0. 117molo 另一份发生反应 :14A1 4 L ? mol3 15 + 3FeO ? 2Fe2() 3=7A1203+15Fe,得7?(Fe) =0. 117 mol X盲=0. 125 mol, 1 mol Fe 与盐酸反 应生成1 mol I-I2,则KH2) =0. 125 mol X22. 4 L ? mol _1 = 2. 80 L 。 7.现有A1C4和混合溶液，向其中不断加入
8、NaOII溶液，得到沉淀的量与加入NaOII 溶 液的体积如下图所示。原溶液中ci与SO厂的物质的量之比为 () C. 6 ： 1 D. 3 ： 1 解析：选C % 上升的直线表示A1 (011) 3和Mg(0H) 2沉淀的生成，AB下降的直线表示 Al(0H ) 3沉淀溶解 ,3点表示A 1(OH)3完全溶解。肋段完全溶解Al (0H) 3消耗NaOH 0. 1 L,则A1“生成 A1(0H)B消耗NaOH 0. 3 L,沉淀Mg“消耗NaOH 0. 1 L,因而刀(A1CLJ :刀(MgSOb 发生的反应为Al(0H ) 41+H +=Al(0H ) 3l +H 20 C. b-*c-*A
9、l的反应条件分别为：加热、电解 D. a、b、C既能与酸又能与碱反应 解析：选D A项，在铁粉和铝粉混合物中加入试剂X,过滤得到铁，试剂X能溶解铝不能溶解 铁,X为NaOH溶液,a为NaAl(OH)订溶液 ,NaAl (OH)订和适竝盐酸反应生成Al (0H) 3 沉淀，X为NaOH 溶液，Y为盐酸， 正确；B项，a为NaCAKOH).,溶液，b为A1(OH)3, a-*b 发生的反应为Al (OH)4“+H +=A1 (OH)31 +H20,正确；C 项，b 为Al (OH)3, Al(0H)3受热 分解生成AI2O3和水, 电解AI2O3生成铝和氧 气, 正确；D项，b为Al(0H ) 3
10、, c 为Al203,均既 能与酸又能与碱反应，a 为NaAl(OH)4溶液，只能和 酸反应，不能和碱反应，错误。 10.氮化铝(A1N)是一种综合性能优良的陶瓷材料，能缓慢水解，不耐酸碱腐蚀。某化学实验 小组在实验室制备A1N并测定产品纯度，设计实验如下。请回答： I . 制备A1N 适量试剤Y 铁铝 混介物 试剂X 过滤 过滤 A 耐岛温分散冇铝粉陶瓷甘 号屮棉粉 k炉 ( 控制温度1700? D (1)实验时，以空气为原料制备AlNo按气流 从左向右的方向，上述装置的止确连接顺 序为jf _ 一i ( 填仪器接口字母编号 ) 。 (2)上述装置中，需要检漏的仪器名称为_ o (3)试剂X
11、 的作用为 (4)装置D 中发生反应的化学方程式为 _ O II.测定产品纯度 (5)设计实验证明装置D的产品中含有A1单质： _ _ Q (6)测定产品纯度： 取装置D中产品4. 37 g,加入足量NaOH浓溶液，充分反应后， 通 入水蒸气， 将生成的气体全部赶出，用K mL d mol? IT的盐酸吸收；以酚瞅作指示剂，用a mol?的NaOH标准 溶液滴定过量的盐酸，达到滴定终点时，消耗V. mL NaOH标准 溶液。则： 达到滴定终点的现象为_ _ O 产品中A1N的质量分数为 _ _ (列出计算式即可 ) 解析：I .高温下，空气中的C02、02和出0)会干扰实验，应先用NaOH溶液
12、除去C02,再用 浓硫酸除去水蒸气，最后用述原铁粉除掉02,进而使血与A1在高温环境中反应，最后用碱石灰防止 空气进入装置D,避免产品变质。 (2)该实验装置中的分液漏斗需要检漏。 (3)由题中信息知，装置C中NaOH溶液的作用是吸收空气中的C02,装置A屮还原铁粉 的作用 为除去。2,故装置B中试剂X为浓硫酸，其作用是干燥避免水蒸气进入装置A 中与还原铁粉反应。 d 足笊试剂X B 足MNaOIl 液 C 1 700 C (4)装置D为制取A1N的装置，其反应的化学方程式为2A1+N2 2A1NO II. (5)向装置I)中的产品中加入稀硫酸，A1N与稀硫酸反应生成M(S0j3和(NHJ2S
13、O1； A1与稀硫 酸反应生成Al2(S01)3和仏，检验1【2的生成即可检验产品中是否有A1单质。 (6)强碱滴定强酸时，以酚臥为指示剂，当溶液由无色变为浅红色时，说明达到滴定终点。 A1N与NaOH溶液反应生成NaAl (OH) J和NH：”根据元素守恒可得关系式：A1N?NH：” 用 过量盐酸吸收气体有关系式：HC1?NHs,再用NaOH滴定剩余盐酸，则有关系式：NaOH?HC1,根 据上述关系式可得/7( AlN)=/7 ( HCl)-/7( NaOH),代入数据计算可得产品屮A1N的质 量分数。 答案：(l)fedcabgh (2)分液漏斗 (3)吸收空气屮的水蒸气，避免其与还原铁粉
14、反应干扰实验( 其他合理答案也可 ) 1 700 C (4) 2A1+N2 2A1N (5)取D中少量产品于试管中，加入足量稀硫酸，有无色、无味的可燃性气体生成，则 产品屮含有A1单质( 其他合理答案也可 ) (6)滴入最后一滴NaOH标准溶液时，溶液恰好从无色变为浅红色，且半分钟内不变色 答案也可 ) 11. (2018?安徽师大附中段考) 用铝土矿 ( 含30% Si02、40.8% AI2O3和少量FezOs等) 制 取铝硅合金材料有湿法、干法等方法，其屮干法制备的工艺流程如下： (1)若湿法处理铝土矿，用强酸浸取时，所得溶液中阳离子有 (2)焙烧除铁的反应为4(NH4)2S04+Fe2
15、03A, 2NH4Fe(S04)2+3H20+6NH31 (Al203部分发生 类似反应 ) 。氧化物转化为硫酸盐的转化率与温度的关系如图，最适宜的焙烧温度为 X 10 3LX mol ? L 】一10 LX MOI? L 4.37 g X41 g mol -1 X100%(其他合理 操作 Si()八 Al2(l 焦炭 - ? 冋/XX 铝硅 熔体 ft# 气体I 铝 上 矿 铝硅介金 (3)操作包括加水溶解、_ o (4)用焦炭还原SiO2、AI2O3会产生中间体SiC、ALC30写出高温下AIQ与AM反应生 成铝 单质的化学方程式： 铝硅合金材料中若含铁，会影响其抗腐蚀性，原因是_ o 不
16、计损失，投入1 t铝土矿，当加入54 kg纯铝后，铝硅合金中加：刀= 答案:(1)A1 3+S Fe+、H + (2) 300 C过滤( QAIQ+ALA高温,6A1+3CO t (5)铁与铝形成原电池，加快了铝的腐蚀( 6)2 : 1 12.某冶金厂的矿渣含有较多的Al203 Fe2( h、MgO、SiO?,现欲进行综合利用以提取氧 00 4 50 3 300 908070605040302010% Si元素的总质量为1 000 kgX30%X =140 kg, 则铝硅合金中III: 270 . 140 n=lT ?莎=2 :1。 50 温 4 化铝、氧化镁、氧化铁作为工业原料，其设计的工艺
17、流程如下: C知：氧化镁与水反应生成氢氧化镁；硅酸的酸性比氢氧化铝强。饱和氯化钱溶液的pll约为 5,氢氧化镁开始沉淀至沉淀完全的pll范围：9.0?12.0。氢氧化铁开始沉淀至沉淀完全的pH范围:2. 7?4.0。 (1)_ 写出过程II 中氧化铝发生反应的化学方程式： _ (2)过程III的名称是 _ , 产品乙的俗名是_ o (3)过程V屮所用适量的B是一种气体，B是 _ ( 填化学式 ) ，过程V屮所发生 的反应的离子方程式为 _ (4)残渣甲用饱和氯化镀溶液能部分溶解的原因是_ _ ( 结合平衡表达式，用化学平衡理论解释) 。 (5)取适量溶液丙，加入过量盐酸并过滤除去沉淀，再用惰性
18、电极电解滤液，一段时间后，在 阴极区有沉淀生成，最后沉淀消失。电解时生成沉淀的化学方程式为 适量 B 过洽、洗涤 溶液 | ?怆和叙 过汇 沉淀丙 2|产品丙 + 6出0冬亠2A1 (OH)3 I +3H2 f +3Cb f。 答案：(l)A12O3+Na2CO3+4H2O 高温,2NaAl (OH) J +C021 (2)溶解、过滤铁红 (3) C02 CO2+2MI (OH) 0. 1 mol ? I71 NaOH)中滴加品红溶液，发现溶液退色。现设讣实验探究溶液退色的原因，请 将表屮数据补充完整，完成实验方案。 实验 序号 0. 1 mol ? L _1NaC10 溶 液 /mL 0.
19、1 mol ? L _1NaCl 溶 液/mL 0. 2 mol ? L _1NaOH 溶 液 /mL H，0/ mL 品红 溶液 现象 4.000 X 3滴 较快 退色 AC 04.04.003滴 不退 色 4.004.003滴 缓慢 退色 X=_ , 结论： _ 0 解析：(1)A装置用于制备C12, B装置用于除去C12中混有的HC1, C装置用于BCL,的制 备， D装置用于干燥C12,并防止外界水蒸气进入系统，E装置用于收集BCM F装置用于处 理尾气(CL), 故连接顺序为A-B-D-C-E-D-F。 (2) g管用于连通分液漏斗与烧瓶，使二者气压相同，利于分液漏斗内液体顺利流下；
20、BCh 的沸点较低，用E装置冷凝BCB蒸气，从而形成液态BClao (3)为了排尽系统内的空气，故先点燃A处酒精灯，使CL充满整套装置后，再点燃C 处酒精 灯。 (4) BC13遇水发生水解反应 ( 复分解反应 ) 生成出B0：和HC1： BC1 3+3H,0=HBB03+3HC1O (5) H3BO3为一元弱酸 , 可类比Al (0H)3电离：A1(OH)3+H2O Al (0H ) J+H+,则比BO3 的电离方 程式为H3BO3+H2O B(0H ) 4p + H +o (6)设计实验探究不同溶液使品红溶液退色的原因，通常溶液浓度不同但溶液的总体积相同， 据实验可知，溶液总体积为8. O
21、mL,则x=4.0mL；实验均有NaClO,则品 红退色，实验没 有NaClO则品红不退色；实验和对比，碱性条件下品红退色慢，从而得出结论：NaClO使品 红溶液退色，溶液碱性越强品红退色越慢。 答案：(l)ABDCEDF (2)保持气压平衡，便于分液漏斗中的液体流入蒸憎烧瓶冷凝并收集BC4 (3) A (4) BC13+3H2O=H3BO3+3HC1 (5) H3BO3+H2O B(OH)4 _+H+ (6) 4.0 NaClO使品红溶液退色，溶液碱性越强，退色越慢 解析：铝土矿加(NH,).SO-,焙烧,FezOs转化为NH.Fe(S0?2,同时生成氨气，加水溶解、过滤，滤 渣为Si02和
22、A1A,用焦炭在高温条件下述原SiO2、AI2O3得到铝硅熔体，再加纯铝搅拌，得到铝硅 合金。 (1) 铝土矿中的氧化铝和氧化铁能溶于强酸生成Al * 1 2 3 * 5 6 Fe+,另外还有剩余的1广，所以溶 液屮的阳离子有A严、Fe卄、H+。 (2) 焙烧除铁时尽可能使氧化铁的转化率升高，并使氧化铝的转化率降低，由图可知在300 C 时，氧化铁转化为硫酸盐的转化率很高，而氧化铝转化为硫酸盐的转化率最低，所以最适宜的焙烧 温度为300 Co (3) rfl流程分析可知，操作包扌舌加水溶解、过滤。 在高温条件下，A1Q与ALOs反应生成A1和C0,其反应的化学方程式为AI4C3+ Al203B
23、6Al+3C0t 0 (5) Al. Fe形成原电池，Al的活泼性比Fe强，作负极，被腐蚀，所以铝硅合金材料屮若含铁， 容易发生电化学腐蚀。 (6) 已知铝土矿中含30%Si02、40. 8% AI2O3,不考虑损失，投入It铝土矿，加入54 kg 纯铝，则得到的铝硅合金中A1元素的总质量为1 000 kgX40. 8%X +54 kg=270 kg, 解析：矿渣粉碎后与纯碱混合熔融，M2O3、SiO?分别生成四轻基合铝酸钠、硅酸钠。产品乙 是红棕色固体，应是FeO。根据已知信息MgO溶于水转化为Mg(0H ) 2,即残渣甲是Fed 和Mg (OH) 2 的混合物。用饱和氯化镀溶液溶解，Mg(
24、0H ) 2转化为氯化镁，过滤后与盘氧化钠反应生成Mg(0H) 2 沉淀，灼烧得到馆0,产品甲是MgO。溶液丙中含有硅酸钠和四羟基合铝酸钠，通入适量C02,因为 硅酸的酸性比A1(OH)B强，则优先生成A1(OH)3沉淀，灼烧得到氧化铝。 (1)根据以上分析可知过程II中氧化铝发生的反应类似Si02与Na2CO3的反应。 (2) Mg(011)2和FezOs不溶于水，则过程III的名称是溶解、过滤；FezO?的俗名是铁红。 红氧化镁中存在溶解平衡：Mg(OH ) 2( s) Mg 2+(aq)+2OH (aq),氯化鞍电离出的 町能与OFT结 合，生成 - 水合氨，使0H降低，则平衡右移，从而溶解氢氧化镁。 (5)取适量溶液丙，加入过量盐酸，硅酸钠转化为硅酸沉淀，过滤除去沉淀，然后用悟性电极 电解滤液，阳极氯离子放电，阴极氢离子放电，电解时生成沉淀的化学方程式为2A1CL