化学高考必备练习全套32铝及其化合物练习 8页

第2节 铝及其化合物 ‎1．铝具有较强的抗腐蚀性能，主要是因为(　　)‎ A．铝性质不活泼 B．铝能耐酸碱 C．铝与氧气常温下不反应 D．铝表面形成一层氧化膜起保护作用 解析：铝是一种活泼的金属，易与氧气反应，但反应后生成一层致密的氧化膜而阻止铝与氧气继续反应，所以铝具有较强的抗腐蚀性能。‎ 答案：D ‎2. 下列反应的离子方程式书写正确的是(　　)‎ A．铝片放入氢氧化钠溶液中：Al＋2OH－=== AlO＋H2↑‎ B．Na与水反应：Na＋2H2O===Na＋＋H2↑＋2OH－‎ C．向AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓‎ D．AlCl3溶液中滴入过量的氨水：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH 解析：A项电子及电荷均不守恒，正确写法：2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO＋3H2↑；B项电子及电荷均不守恒：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑；C项不符合反应事实Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O。‎ 答案：D ‎3．(2010·原创)等量镁铝合金粉末分别与下列4种过量的溶液充分反应，放出氢气最多的是(　　)‎ A．2 mol·L－1H2SO4溶液 B．18 mol·L－1H2SO4溶液 C．6 mol·L－1KOH溶液 D．3 mol·L－1HNO3溶液 解析：Mg、Al都可与稀H2SO4反应放出H2，但遇浓H2SO4时Al在常温下发生钝化，Mg虽反应但不产生H2。与KOH只有Al反应。与HNO3反应，HNO3为强氧化性酸，都不会产生H2。‎ 答案：A ‎4．(2009·上海化学，15)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∶2 B．质量之比为3∶2‎ C．摩尔质量之比为2∶3 D．反应速率之比为2∶3‎ 解析：由关系式：Mg～H2,2Al～3H2，可知产生等量H2时，消耗Mg、Al 的物质的量之比为3∶2，故A项正确。二者质量之比为3×24∶2×27＝4∶3，摩尔质量之比为24∶27＝8∶9，反应速率之比为 ∶ ＝3∶2。‎ 答案：A ‎5．(2010·原创)根据如图所示装置，请回答：‎ ‎(1)在A中加试剂后，立即打开止水夹C，B中的现象是_________________________，离子方程式是________________________________________________________________________。‎ ‎(2)一段时间后，关闭止水夹C，B中的现象是________________________________________________________________________，‎ 离子方程式是________________________________________________________________________。‎ 解析：装置A为简易启普发生器，可通过止水夹C的控制，装置A中反应产生气体CO2进入B中或气体将液体压入试管B中，使H＋与开始生成的Al(OH)3相遇发生反应。‎ 答案：(1)导管口有气泡冒出，有白色沉淀生成　‎ AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO或2AlO＋CO2＋3H2O＝2Al(OH)3↓‎ ‎＋CO ‎(2)A中液体进入B中，液面上升，白色沉淀逐渐溶解 Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O ‎6．A、B、C、D、E五种化合物，均含有某种短周期常见元素，它们的转化关系如图所示，其中A为澄清溶液，C为难溶的白色固体，E则易溶于水，若取A溶液灼烧，焰色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃)。‎ ‎(1)写出化学式：A________，B________，C________，D________，E________。‎ ‎(2)写出下列反应的离子方程式：‎ A→B____________________________________________________________________，‎ A→D___________________________________________________________________。‎ 解析：本题的突破口应在B、C两物质上，只要推断出B、C，其他物质的推断就很容易了。在短周期元素的化合物中，既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的，应为两性物质或弱酸的酸式盐如NaHCO3等，又因为BC，故可知C为Al2O3，B为Al(OH)3，依次推出D是AlCl3，A与过量CO2生成Al(OH)3，且A溶液的焰色反应为浅紫色，则A为KAlO2，E为NaAlO2。相应反应的离子方程式也不难写出。‎ 答案：(1)KAlO2　Al(OH)3　Al2O3　AlCl3　NaAlO2‎ ‎(2)AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO　AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O 一、选择题 ‎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．铝既能溶于酸，又能溶于碱 D．氧化铝只能与酸反应，不能与碱反应 解析：铝在常温下与空气中的氧气反应，在铝表面形成一层致密的氧化物薄膜；铝与氯气反应生成氯化铝；氧化铝是两性氧化物，既能与酸反应，也能与碱反应。‎ 答案：C ‎2．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：钝化的实质是浓H2SO4或浓HNO3在Fe、Al的表面形成了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，所以A、B、D三项皆不符合题意，只有C项中的Cu(NO3)2因不与Al2O3反应，故不与钝化的铝条发生反应。‎ 答案：C ‎3．(2009·北京理综，8)下列叙述正确的是(　　)‎ A．将CO2通入BaCl2溶液中至饱和，无沉淀产生；再通入SO2产生沉淀 B．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解；再加入Cu(NO3)2固体，铜粉仍不溶解 C．向AlCl3溶液中滴加氨水，产生白色沉淀；再加入过量NaHSO4溶液，沉淀消失 D．纯锌与稀硫酸反应产生氢气的速率较慢；再加入少量CuSO4固体，速率不改变 解析：A项，BaCO3、BaSO3都与H＋反应，不可能存在于强酸性环境中；B项，加Cu(NO3)2固体后会发生：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O的离子反应，铜粉会溶解；C项，发生的反应依次为：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH，Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O；D项，Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，生成的少量Cu附着在Zn粒上，形成Cu—Zn原电池，会加速产生H2的速率。‎ 答案：C ‎4． 将‎5.4 g Al投入到200.0 mL 2.0 mol/L的某溶液中有氢气产生、充分反应后有金属剩余。该溶液可能为(　　)‎ A．HNO3溶液 B．Ba(OH)2溶液 C．H2SO4溶液 D．HCl溶液 解析：因HNO3具有强氧化性，与Al反应不产生H2，故A项首先排除。Al与碱反应的关系为Al～ OH－，Al与酸反应的关系为Al～3H＋，溶解0.2 mol的Al需OH－、H＋的物质的量分别为0.2 mol、0.6 mol，Ba (OH)2提供0.8 mol OH－，H2SO4提供0.8 mol H＋而HCl只提供0.4 mol H＋，故“剩余金属的情况”只能为D项。‎ 答案：D ‎5．(2010·模拟精选，潍坊二模)在硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中，逐滴加入稀氢氧化钠溶液，直至过量。下列表示氢氧化钠加入量(x)与溶液中沉淀的量(y)的关系示意图中正确的是(　　)‎ 解析：向混合溶液中加入NaOH溶液的过程中，Mg(NO3)2会生成难溶物Mg(OH)2，Al(NO3)3会生成难溶物Al(OH)3，随着NaOH溶液的加入，Al(OH)3逐渐溶解，而Mg(OH)2不能溶解。‎ 答案：C ‎6．(2010·模拟精选，广东广州模拟)相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应，至体系中均无固体物质，消耗碱量最多的是(　　)‎ A．Al B．Al(OH)‎3 ‎‎ C．AlCl3 D．Al2O3‎ 解析：本题考查了铝及其化合物与碱的反应，考查了反应中的数量关系。铝及其化合物与过量NaOH溶液的反应产物为Na[Al(OH)4](或表示为NaAlO2)，由反应后溶液中的阴、阳离子守恒关系可知关系式：Al～NaOH　Al(OH)3～NaOH　AlCl3～4NaOH　Al2O3～2NaOH；所以相同质量(设质量为m)的铝及其化合物消耗的碱的物质的量分别为：、、×4、×2。‎ 答案：A ‎7．(2010·改编)将氯化铝溶液和氢氧化钠溶液等体积混合，得到的沉淀物中铝元素的质量与溶液中所含铝元素的质量相等，则原氯化铝溶液和氢氧化钠溶液的物质的量浓度之比可能是(　　)‎ A．1∶3 B．2∶‎5 ‎‎ C．1∶4 D．2∶7‎ 解析：本题应分两种情况进行讨论：‎ ‎①若AlCl3过量，NaOH不足，溶液中的铝元素应为Al3＋。‎ AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl ‎1 mol　　3 mol　　　1 mol 依题意，溶液中剩余1 mol Al3＋，则：‎ c(AlCl3)∶c(NaOH)＝(1＋1)∶3＝2∶3。‎ ‎②若NaOH量稍多，AlCl3完全反应，溶液中的铝元素存在形式为AlO，不妨假设有2 mol Al3＋反应，依题意有关系式：‎ AlCl3—3NaOH—Al(OH)3‎ ‎1 mol　　3 mol　　1 mol AlCl3—4NaOH—NaAlO2‎ ‎1 mol　　4 mol　　1 mol c(AlCl3)∶c(NaOH)＝2∶(3＋4)＝2∶7。‎ 答案：D ‎8. 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(　　)‎ A．反应过程中得到‎6.72 L的气体(标况)‎ B．最终得到的溶液中c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)‎ C．最终得到‎7.8 g的沉淀 D．最终得到的溶液中c(NaCl)＝0.15 mol/L 解析：由题n(Na2O2)＝0.2 mol，n(Al)＝0.2 mol，发生反应：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，可知生成气体0.4 mol，标况下体积为‎8.96 L；加入盐酸先和过量的NaOH反应，剩余0.1 mol和NaAlO2反应生成0.1 mol Al(OH)3：NaAlO2＋HCl＋H2O===NaCl＋Al(OH)3↓，最终溶液为0.3 mol NaCl、0.1 mol NaAlO2。‎ 答案：C ‎9． 将50 mL某未知浓度的AlCl3溶液分别加到60 mL 1 mol·L－1的NaOH溶液或60 mL ‎ 3 mol·L－1的NaOH溶液中，均能得到‎1.56 g Al(OH)3沉淀。则此AlCl3溶液的浓度可 ‎ 能是(　　)‎ A．1 mol·L－1 B．0.5 mol·L－‎1 ‎‎ C．0.6 mol·L－1 D．0.4 mol·L－1‎ 解析：由题意可知，第一份NaOH含溶质0.06 mol，第二份NaOH溶液含溶质0.18 mol，加入的AlCl3量相等，生成的Al(OH)3量相等，说明在第一份NaOH溶液中，NaOH不足，Al3＋过量，在第二份NaOH溶液中NaOH过量，反应后的Al元素以Al(OH)3和AlO的形式存在。‎ 故由反应①　Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓‎ ‎　 　　　 1　　　3　　　　　1‎ ‎ 0．02 mol　0.06 mol　＝0.02 mol ‎②　Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O ‎ 1　　　4‎ ‎ 0．03 mol　0.18－0.06 mol 所以c(AlCl3)＝＝1 mol/L。‎ 答案：A ‎10．(2010·试题调研，江西联考)现有Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(aq)六种物质，它们之间有如图所示转化关系，图中每条线两端的物质之间都可以发生反应，下列推断不合理的是(　　)‎ A．N一定是HCl(aq) B．X可能为Al或Cl2‎ C．Y一定为NaOH(aq) D．Q、Z中的一种必定为Al2O3‎ 解析：在Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(aq)中，只有NaOH(aq)能与Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3五种物质反应，对照转化关系，可知Y为NaOH(aq)。只有HCl(aq)能与Al、Al2O3、Al(OH)3、NaOH(aq)四种物质反应，对照图示转化关系可知N为HCl(aq)，故选项A、C正确。选项B，若X为Al，Al能与Cl2、HCl(aq)、NaOH(aq)三种物质反应，而图示给出的是与两种物质反应，所以X不可能是Al，但可能是Cl2。选项D，Al2O3既能与HCl(aq)反应，也能与NaOH(aq)反应，故Q、Z中的一种必定为Al2O3。‎ 答案：B 二、非选择题 ‎11．某无色透明溶液，其中的溶质只能由H＋、Ba2＋、Mg2＋、OH－、SO、Cl－、CO、NO中的若干种组成，它能与铝作用，且生成的气体中只有氢气，请填写以下空白：‎ ‎(1)若原溶液呈明显的酸性，则除H＋外，溶液中还可能大量存在的离子有________。‎ ‎(2)若原溶液呈明显的碱性，则除OH－外，溶液中还可能大量存在的离子有________。‎ 解析：Al在强酸溶液和强碱溶液中皆可反应产生H2,2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。原溶液呈酸性时，则能与H＋反应的OH－、SO、CO都不能存在，若NO存在，其在酸性条件下被还原产生氮的氧化物气体，与题设只生成H2相抵触，所以NO也不能存在。原溶液呈碱性时，由于H＋＋OH－===H2O，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，‎ 所以显碱性时，H＋、Mg2＋不能存在，且阳离子只能选择Ba2＋，故SO和CO也不能存在。‎ 答案：(1)Cl－、Ba2＋、Mg2＋　(2)Ba2＋、Cl－、NO ‎12．把由NaOH、AlCl3、MgCl2三种固体组成的混合物，溶于足量水中，有‎0.58 g白色沉淀析出，向所得的浊液中，逐滴加入0.5 mol/L的盐酸，加入盐酸的体积和生成沉淀的质量如图所示。‎ ‎(1)混合物中NaOH的质量是________g。‎ ‎(2)P点所表示盐酸加入体积为________mL。‎ 解析：(1)分析图可知：盐酸加到10 mL开始又生成沉淀，说明原混合物中NaOH过量，溶于水时发生反应为：MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl；AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O，因此‎0.58 g为Mg(OH)2沉淀，AB段反应为NaAlO2＋HCl＋H2O＝Al(OH)3↓＋NaCl，所以原混合物中n(NaOH)＝2n[Mg(OH)2]＋4n(NaAlO2)＋n(NaOH)过量。‎ 即n(NaOH)＝×2＋4×0.5 mol·L－1×(0.03－0.01)L＋0.5 mol·L－1×‎0.01 L＝0.065 mol，故m(NaOH)＝‎40 g·mol－1×0.065 mol＝‎‎2.6 g ‎(2)P点时沉淀恰好完全溶解，产物为：NaCl、MgCl2、AlCl3根据Na＋守恒可得：V(HCl)＝＝＝＝‎0.13 L，即130 mL。‎ 答案：(1)‎2.6 g　(2)130 mL ‎13．(2009·宁夏理综，27,15)下图表示有关物质(均由短周期元素形成)之间的转化关系，其中A为常见的金属单质，B为非金属单质(一般是黑色粉末)，C是常见的无色无味液体，D是淡黄色的固体化合物。(反应条件图中已省略。)‎ ‎(1)A、B、C、D代表的物质分别为________、________、________、________(填化学式)；‎ ‎(2)反应①中的C、D均过量，该反应的化学方程式是________________________________________________________________________；‎ ‎(3)反应②中，若B与F物质的量之比为4∶3，G、H分别是________、________(填化学式)；‎ ‎(4)反应③产物中K的化学式为________________________________________________________________________；‎ ‎(5)反应④的离子方程式为________________________________________________________________________。‎ 解析：本题框图复杂，纵横交错，难度较大，但是若找到Na2O2这个突破口，本题也就迎刃而解了。D是淡黄色的固体化合物是本题的突破口，根据中学化学知识基本锁定Na2O2，能与水和CO2反应，但是题目另一信息C是常见的无色无味液体说明C 是水，则G为CO2；再依据K能溶于水，说明K为Na2CO3，F为O2；题给信息黑色单质B与氧气(F)反应得到G(CO2)，而O2不足时会有CO生成，H应为CO，说明B为C(碳)；依据F(O2)与E反应生成C(水)可知E为氢气，再根据金属A与碱性溶液反应产生氢气，可得到A为Al。‎ 答案：(1)Al　C　H2O　Na2O2‎ ‎(2)2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑　2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑‎ ‎(3)CO2　CO　(4)Na2CO3　(5)2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO ‎14．(2010·模拟精选，山东沂水一模)聚合氯化铝晶体的化学式为[Al2(OH)nCl6－n·xH2O]m，它是一种高效无机水处理剂，它的制备原理是调节增大AlCl3溶液的pH，通过促进其水解而结晶析出。其制备原料主要是铝加工行业的废渣——铝灰，它主要含Al2O3、Al，还有SiO2等杂质。聚合氯化铝生产的工艺流程如下：‎ ‎(1)搅拌加热操作过程中发生反应的离子方程式：________________、______________。‎ ‎(2)生产过程中操作B和D的名称均为________(B和D为简单操作)。‎ ‎(3)反应中副产品a是________(用化学式表示)。‎ ‎(4)生产过程中可循环使用的物质是________(用化学式表示)。‎ ‎(5)调节pH至4.0～4.5的目的是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(6)实验室要测定水处理剂产品中n和x的值。为使测定结果更准确，需得到的晶体较纯净。生产过程中C物质可选用(　　)‎ A．NaOH　　 B．Al　　C．氨水　　D．Al2O3　　E．NaAlO2‎ 解析：由于铝灰中含Al2O3、Al，还有SiO2等杂质，加入盐酸搅拌使Al元素进入溶液，发生反应Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O,2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，和SiO2等杂质分离。采取过滤的方法得到AlCl3溶液，溶液降温熟化调节pH至4.0～4.5，增大AlCl3溶液的pH，通过促进其水解而结晶析出。AlCl3水解生成的HCl易挥发，挥发出的HCl经水喷淋吸收又生成盐酸这个过程中可以循环利用盐酸。(6)为了不引进新的杂质，可以选择B和D。‎ 答案：(1)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O　2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑‎ ‎(2)过滤　(3)H2　(4)HCl　(5)促进AlCl3水解，使晶体析出　(6)BD