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- 2021-08-06 发布
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课题一 铝及其化合物的性质
(时间:45分钟)
1.下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是( )
A.铝在常温下不能与氧气反应
B.铝不能与氯气反应
C.铝既能溶于强酸,又能溶于强碱
D.氧化铝只能与酸反应,不能与碱反应
解析 铝在常温下可与O2反应,表面被氧化成一层氧化膜,A错;铝与氯气在点燃的条件下可反应,B错;氧化铝是两性氧化物,既能与酸反应又能与强碱反应,D错。
答案 C
2.元素的性质包含金属性和非金属性,其强弱可以通过该元素对应的某些化学性质体现出来。某同学认为铝元素是金属元素,但是有一定的非金属性。下列化学反应中,你认为能支持该同学观点的是( )
A.铝片与盐酸反应生成氢气
B.氢氧化铝溶于强碱溶液
C.氢氧化铝溶于强酸溶液
D.铝热反应
解析 铝是金属元素,这一点是毫无疑问的,Al(OH)3与强碱反应,反映了Al(OH)3的“酸”性,而“酸”性是非金属性的表现,所以可以说铝元素有一定的非金属性。
答案 B
3.镁、铝单质的化学性质以相似为主,但也存在某些重大差异性,下列物质能用于证明二者存在较大差异性的是( )
A.O2 B.盐酸
C.NaOH溶液 D.水
解析 Al能与NaOH溶液反应而Mg不能。
答案 C
4.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( )
- 9 -
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 B
5.下图是铝热反应(2Al+Fe2O32Fe+Al2O3)的实验装置,有关该反应的下列说法中正确的是( )
A.a为镁条
B.b为氧化铁与铝粉混合物
C.2 mol氧化剂参与反应则转移6NA个电子
D.还原剂与氧化产物的物质的量之比为1∶2
解析 铝与氧化铁的铝热反应为2Al+Fe2O32Fe+Al2O3。A.a为镁条,起引燃作用,故A正确;B.混合物中的镁条燃烧时,氯酸钾是氧化剂,以保证镁条的继续燃烧,同时放出足够的热量引发氧化铁和铝粉的反应,由于该反应放出大量的热,只要反应已经引发,就可剧烈进行,放出的热使生成的铁熔化为液态,故B错误;C.2Al+Fe2O32Fe+Al2O3,该反应中氧化剂是氧化铁,2 mol氧化剂参与反应则转移12NA个电子,故C错误;D.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2∶1,故D错误。
答案 A
6.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
- 9 -
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MgO
解析 Al(OH)3不溶于氨水,故向含少量Al3+的Fe3+溶液中加入过量氨水时,Fe3+、Al3+均转化为氢氧化物沉淀,达不到除杂的目的。
答案 B
7.已知NaOH+Al(OH)3===Na[Al(OH)4]。向集满CO2的铝制易拉罐中加入过量NaOH浓溶液,立即封闭罐口,易拉罐渐渐凹瘪;再过一段时间,罐壁又重新凸起。上述实验过程中没有发生的离子反应是( )
A.CO2+2OH-===CO+H2O
B.Al2O3+2OH-+3H2O===2Al(OH)
C.2Al+2OH-+6H2O===2Al(OH)+3H2↑
D.Al3++4OH-===Al(OH)
解析 向集满CO2的铝罐中加入过量氢氧化钠浓溶液,首先CO2与氢氧化钠溶液发生反应:CO2+2OH-===CO+H2O,表现为铝罐变瘪,接着过量的氢氧化钠再与铝罐发生反应:2Al+2OH-+6H2O===2Al(OH)+3H2↑,因铝罐表面有氧化膜Al2O3,可发生反应:Al2O3+2OH-+3H2O===2Al(OH)。故选D。
答案 D
8.在明矾的检验中,下列操作错误的是( )
A.取少量明矾固体配成稀溶液
B.取少量明矾溶液置于2支试管中,分别滴加NaOH溶液(至过量)和酸性BaCl2溶液,观察现象
C.用铂丝蘸取明矾溶液在酒精灯上灼烧,直接观察焰色
D.取少量明矾固体置于干燥试管中加热,观察试管内壁现象
解析 鉴别明矾中的钾元素,可用焰色反应,但应透过蓝色钴玻璃观察,以排除钠的干扰。
答案 C
9.对比和类推是研究物质的性质常用的方法。已知镁和铝都是较活泼的金属,下列描述正确的是( )
A.高温下,镁和铝在空气中都有抗腐蚀性
B.镁和铝都能跟稀盐酸、稀硫酸和强碱反应
C.镁在点燃条件下可以跟二氧化碳反应,铝在一定条件下可以跟氧化铁发生氧化还原反应
D.铝遇冷的浓硝酸“钝化”,镁遇冷的浓硝酸也发生“钝化”
- 9 -
解析 镁在高温下容易燃烧,故A项错误;镁不能与强碱反应,故B项错误;铝、铁遇冷的浓硫酸、浓硝酸发生“钝化”现象,镁遇冷的浓硫酸、浓硝酸不会发生“钝化”现象,故D项错误。
答案 C
10.用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁(如图),将试管浸入硝酸汞溶液中,片刻取出,然后置于空气中,不久铝箔表面生出“白毛”,红墨水柱右端上升。根据实验现象判断下列说法错误的是( )
A.实验中发生的化学反应都是氧化还原反应
B.铝是一种较活泼的金属
C.铝与氧气反应放出大量的热量
D.铝片上生成的白毛是氧化铝和氧化汞的混合物
解析 红墨水柱右端上升说明反应放热,C正确。铝是一种较活泼的金属,容易被空气中的氧气所氧化变成氧化铝。通常的铝制品之所以能免遭氧化,是由于铝制品表面有一层致密的氧化铝外衣保护着。在铝箔的表面涂上硝酸汞溶液以后,硝酸汞与铝发生置换反应,生成了液态金属——汞。汞能与铝结合成合金,俗称“铝汞齐”,在“铝汞齐”表面的铝没有氧化铝保护膜的保护,很快被空气中的氧气氧化变成了白色固体氧化铝。当“铝汞齐”表面的铝因氧化而减少时,铝箔上的铝会不断溶解进入“铝汞齐”,并继续在表面被氧化,生成白色的氧化铝,最后铝箔长满白毛。故D错。
答案 D
11.铝矾石(主要成分是Al2O3,还含有少量杂质SiO2、Fe2O3)是工业上用于炼铝的主要矿物之一,由铝矾石制取金属铝的工艺流程图如下:
请回答下列有关问题:
(1)下列有关铝矾石以及用铝矾石炼铝的说法中,不正确的是________。
A.铝矾石中只含有金属氧化物
B.铝矾石与河沙含有相同的成分
- 9 -
C.铝矾石炼铝需要消耗电能
D.铝矾石炼铝的过程中不涉及置换反应
(2)原料A的名称是________,步骤①用到的主要玻璃仪器有________。
(3)滤液Ⅰ中要加入稍过量的原料B,原料B的化学式是________,步骤②反应的离子方程式为_________________________________________
_____________________________________________________________。
(4)在步骤③中________(填“能”或“不能”)用盐酸代替CO2,原因是_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
解析 (1)铝矾石中含有的SiO2是非金属氧化物,故A项说法错误;河沙的主要成分为SiO2,故B项正确;电解法炼铝,必定消耗电能,C项正确;铝矾石炼铝的过程中涉及复分解反应、分解反应等,不涉及置换反应,故D项说法正确。
(2)原料A溶解矿石,可利用强酸,分离出不溶物SiO2,步骤①为过滤操作,使用的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、漏斗等。
(3)步骤②中可以加入强碱,沉淀出Fe3+,使Al3+转化为Al(OH)留在溶液里,通入CO2发生反应:CO2+Al(OH)===Al(OH)3↓+HCO;过滤得Al(OH)3沉淀,加热生成氧化铝,电解熔融的氧化铝得到铝。
(4)Al(OH)3也能溶于盐酸,所以不能用盐酸代替CO2气体。
答案 (1)A
(2)盐酸(或硫酸) 烧杯、玻璃棒、漏斗
(3)NaOH H++OH-===H2O、Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓、Al3++4OH-===Al(OH)
(4)不能 因为过量的盐酸会将Na[Al(OH)4]转化成AlCl3而得不到Al(OH)3沉淀
12.对“铝热反应”的现象的描述:“反应放出大量的热,并发出耀眼的光芒”“纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中”。又已知Al、Fe2O3、Al2O3、Fe的熔点、沸点数据,见下表:
物质
Al
Fe2O3
Al2O3
Fe
熔点/℃
660
1 462
2 054
1 535
沸点/℃
2 467
—
(2 980)
2 750
(1)某同学推测,铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是:该反应放热能使铁熔化,而铝的熔点比铁低,此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释________(填“合理”或“不合理”)。
(2)设计一个简单的实验方案,证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。填写下表。
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所用试剂
氢氧化钠溶液
实验操作及现象
有关反应的化学方程式
(3)实验室欲溶解此熔融物,下列试剂中最好的是____(填序号),理由是___
_______________________________________________________________。
A.浓硫酸 B.稀硫酸
C.稀硝酸 D.NaOH溶液
解析 (1)由表中提供的熔点可知。
(2)铝可与NaOH溶液反应产生H2,其他金属如Fe、Mg等,不具备该性质。
(3)从既能溶解该熔融物,又不产生污染物的角度去分析。
答案 (1)合理
(2)取适量样品置于试管中,加入氢氧化钠溶液,有气体产生
2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑
(3)B 稀硫酸能完全溶解此熔融物,并且不造成环境污染(或浓硫酸会使铁、铝钝化;稀硝酸溶解金属时,会产生氮氧化物,污染空气;NaOH溶液不能溶解铁)
13.铝是地壳中含量位居第一的金属元素,在我们的生活中随处可见它的身影,各种铝制品及含铝的新型材料改变着我们今天的世界,为人类生活质量的提高增添了新的色彩。那么,怎样认识铝及其化合物的性质呢?化学兴趣小组的同学进行了以下探究,请你参与他们的探究活动并解答有关问题:
(1)铝的化学性质的探究。铝是活泼性较强的金属,表现出较强的还原性。但铝在空气及水中都很稳定,其原因是___________________________
______________________________________________________________。
(2)形成铝汞齐的探究。取一根宽1厘米、长10厘米的铝片,用砂纸打磨后绕成螺旋状,放入1∶2的盐酸中有气泡产生,约3分钟后取出。将上述处理后的铝片放于饱和硝酸汞溶液中约分钟,铝片表面呈灰色,将其取出用水洗净、擦干置于表面皿上,过一会可见铝片上出现__________________________现象。
(3)制取铝配合物的探究。取一只试管加入1 mL 1.0 mol/L AlCl3溶液,然后向其中滴加2 mL 10% NH4F溶液,反应的离子方程式是______________
______________________________________________________________;
再继续滴加1 mL 3.0 mol/L 氨水边滴边振荡试管,可观察到实验现象是____________________________________________________________
- 9 -
_____________________________________________________________。
(4)培养明矾晶体的探究。实验步骤是:
①在烧杯中配制比室温高约20 ℃的明矾溶液,用硬纸板盖好,静置过夜。
②从①的烧杯中取出两粒形状规则的小晶体并用细线系好。
③再在烧杯中配制比室温约20 ℃的明矾的饱和溶液,待溶液开始自然冷却时,将②的小晶体悬挂在溶液的中央,用硬纸板盖好,静置过夜。
④每天重复步骤③的操作,直到晶体长到理想大小为止。
试回答:
步骤②中取出的小晶体的作用是_______________________________。
由于此培养晶体实验需要时间较长,该小组的同学是以家庭小实验的方式完成的,实验中的烧杯、玻璃棒他们分别是用________________________
等家庭常用物品代替的。
解析 (1)铝性质活泼与空气中氧气反应生成致密的氧化膜,铝是耐腐蚀金属。(3)由于Al3+与F-生成络合物,因此溶液中无铝离子,加氨水无沉淀生成。
答案 (1)铝一接触空气或氧气,其表面就立即形成一层致密的氧化膜,该氧化膜可阻止内层的铝进一步被氧化
(2)白毛(或毛刷) (3)Al3++6F-===AlF 溶液中无沉淀出现(或溶液澄清透明) (4)作晶核 玻璃杯(或碗)、筷子
14.(2016·浙江理综,27)Ⅰ.化合物Mg5Al3(OH)19(H2O)4可作环保型阻燃材料,受热时按如下化学方程式分解:
2Mg5Al3(OH)19(H2O)427H2O↑+10MgO+3Al2O3
(1)写出该化合物作阻燃剂的两条依据________。
(2)用离子方程式表示除去固体产物中Al2O3的原理____________________
_______________________________________________________________。
(3)已知MgO可溶于NH4Cl的水溶液,用化学方程式表示其原理_____________________________________________________________
_______________________________________________________________。
Ⅱ.磁性材料A是由两种元素组成的化合物,某研究小组按如图流程探究其组成:
- 9 -
请回答:
(1)A的组成元素为________(用元素符号表示),化学式为_______________________________________________________________。
(2)溶液C可溶解铜片,例举该反应的一个实际应用________。
(3)已知化合物A能与稀硫酸反应,生成一种淡黄色不溶物和一种气体(标况下的密度为1.518 g·L-1),该气体分子的电子式为________。写出该反应的离子方程式________________________________。
(4)写出F→G反应的化学方程式__________________________________。
设计实验方案探究溶液G中的主要微粒(不考虑H2O、H+、K+、I-)_____________________________________________________________
______________________________________________________________。
解析 Ⅰ.(1)由题中所给的化学方程式知,该化合物可作阻燃剂,原因在于:反应吸热降低温度,固体氧化物隔绝空气,水蒸气稀释空气。(2)因氧化镁为碱性氧化物,不溶于强碱,而氧化铝为两性氧化物,可溶于强碱,离子方程式为:Al2O3+2OH-===2AlO+H2O。(3)氯化铵为强酸弱碱盐,在水溶液中发生水解NH4Cl+H2ONH3·H2O+HCl,溶液呈酸性,能把氧化镁溶解:MgO+2HCl===MgCl2+H2O。或两者相加即得:MgO+2NH4Cl+H2O===MgCl2+2NH3·H2O。
Ⅱ.(1)根据题中的探究过程,红棕色固体B为氧化铁,与盐酸反应后生成黄色溶液C为氯化铁,氯化铁与硫氰化钾显血红色溶液D为硫氰化铁。无色气体溶于水后为酸性,与碘反应后生成无色溶液,酸性变强,说明原酸为弱酸,且具有还原性,为亚硫酸,则无色气体为二氧化硫。则原化合物中含有铁和硫元素。由2Fe~Fe2O3,得n(Fe)=×2=0.03 mol,m(Fe)=1.680 g;所以A中硫元素的质量为m(S)= 2.960 g-1.680 g=1.280 g,故n(S)=0.04 mol;n(Fe)∶n(S)=0.03 mol∶0.04 mol=3∶4,可知A的化学式为Fe3S4。(2)因溶液C为氯化铁溶液,工业上常用于制印刷电路板;(3)根据题意Fe3S4与稀硫酸反应,生成的淡黄色不溶物为S,气体的摩尔质量为1.518 g·L-1×22.4 L·mol-1=34 g·mol-1,故应为H2S,硫元素化合价升高,故产物还有Fe2+,该气体的电子式为
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,反应的离子方程式为Fe3S4+6H+===3Fe2++3H2S↑+S。(4)H2SO3与I2反应生成H2SO4和HI,反应的化学方程式为H2SO3+I2+H2O===H2SO4+2HI;检验G中主要微粒,目的在于检验SO和H2SO3的存在。方法是:取溶液G,加入过量BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则有SO;过滤后取滤液,滴加H2O2溶液,若再产生白色沉淀,则有H2SO3。
答案 Ⅰ.(1)反应吸热降低温度,固体氧化物隔绝空气,水蒸气稀释空气
(2)Al2O3+2OH-===2AlO+H2O
(3)MgO+2NH4Cl+H2O===MgCl2+2NH3·H2O(或NH4Cl+H2ONH3·H2O+HCl MgO+2HCl===MgCl2+H2O)
Ⅱ.(1)S、Fe Fe3S4
(2)制印刷电路板
(3) Fe3S4+6H+===3Fe2++3H2S↑+S
(4)H2SO3+I2+H2O===H2SO4+2HI 取溶液G,加入过量BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则有SO;过滤后取滤液,滴加H2O2溶液,若再产生白色沉淀,则有H2SO3
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