全程复习方略浙江专用版高考化学 课时提能演练八 31从铝土矿到铝合金 7页

浙江2019版化学复习方略 课时提能演练(八) 3.1从铝土矿到铝合金（苏教版）‎ ‎（45分钟 100分）‎ 一、选择题(本题包括10小题，每小题6分，共60分)‎ ‎1.氧化还原反应在生产、生活中具有广泛的用途。下列做法中涉及到铝元素的还原性的是(　　)‎ A.明矾净化水 B.用氢氧化铝治疗胃酸过多 C.用铝制容器存放浓硫酸 D.电解熔融氧化铝制单质铝 ‎2.(2019·厦门模拟)在铝土矿制备金属铝的4个主要操作：①溶解　②酸化　‎ ‎③灼热　④电解中没有发生过的化学反应类型是(　　)‎ A.氧化还原反应 B.复分解反应 C.分解反应 D.置换反应 ‎3.(2019·宁波模拟)铝、铍(Be)及其化合物具有相似的化学性质，如其氯化物分子内键型相同，故其氯化物晶体的熔点都较低。已知反应：BeCl2＋Na2BeO2＋2H2O===2NaCl＋2Be(OH)2↓能完全进行，则下列推断正确的是(　　)‎ A.Na2BeO2溶液的pH＞7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物为BeO B.BeCl2溶液的pH＞7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物可能是BeCl2‎ C.Be(OH)2既能溶于盐酸，又能溶于NaOH溶液 D.BeCl2水溶液的导电性强，故BeCl2是离子化合物 ‎4.铝土矿的主要成分中含有氧化铝、氧化铁和二氧化硅等，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝。‎ 下列说法错误的是(　　)‎ A.①、②中除加试剂外，还需要进行过滤操作 B.a、b中铝元素的化合价相同 C.③中需要通入过量的氨气 D.④进行的操作是加热，而且d一定是氧化铝 ‎5.(2019·金华模拟)将4 mol金属Al全部转化为Al(OH)3，消耗HCl a mol，NaOH b mol，则a＋b的最小值为(　　)‎ A.4 　　 B‎.6 ‎‎ 　‎　 C.8 　　 D.16‎ ‎6.下列铝及其化合物的性质和应用的说法正确的是(　　)‎ A.(2019·安徽高考)Al箔插入稀硝酸中，无现象，说明Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜 B.(2019·天津高考)加入铝粉能产生H2的溶液中，可能存在大量的Na＋、Ba2＋、AlO、NO C.(2019·四川高考)明矾可用于水的消毒，杀菌 D.向NaAlO2溶液中通入过量CO2的离子方程式为：2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO ‎7.(易错题)把一块镁铝合金投入到1 mol·L－1 HCl溶液里，待合金完全溶解后，再往溶液里加入1 mol·L－1 NaOH溶液，生成沉淀的物质的量随加入NaOH溶液体积变化的关系如图所示。下列说法中错误的是(　　)‎ A.HCl溶液的体积为80 mL B.a的取值范围为0≤a＜50‎ C.当a值为30时，b值为0.01‎ D.当a值为10时，b值为0.03‎ ‎8.将‎11.9 g由Mg、Al、Fe组成的合金溶于足量的NaOH溶液中，合金质量减少了‎2.7 g。另取等质量的合金溶于过量稀硝酸中，生成了‎6.72 L NO(标准状况下)，向反应后的溶液中加入适量NaOH溶液恰好使Mg2＋、Al3＋、Fe3＋完全转化为沉淀，则沉淀的质量为(　　)‎ A.‎22.1‎ g‎ B.‎27.2 g C‎.30 g D.无法计算 ‎9.(2019·台州模拟)把‎4.6 g钠放入100 mL 0.1 mol·L－1 AlCl3溶液中，待其充分反应后(水蒸发不计)，下列叙述中错误的是(　　)‎ A.Cl－浓度不变 B.溶液仍有浑浊 C.溶液中几乎不存在Al3＋‎ D.溶液中存在最多的离子是Na＋‎ ‎10.甲、乙两烧杯中分别装有相同体积、相同pH的氨水和NaOH溶液，各加入 ‎10 mL 0.1 mol·L－1 AlCl3溶液，两烧杯中都有沉淀生成。下列判断正确的是 A.甲中沉淀一定比乙中的多 ‎ B.甲中沉淀可能比乙中的多 C.甲中沉淀一定比乙中的少 D.甲中和乙中的沉淀一定一样多 二、非选择题(本题包括3小题，共40分)‎ ‎11.(12分)(探究题)烧结法制氧化铝生产过程如下：‎ 已知：‎ ‎①铝土矿主要成分为：Al2O3、SiO2、Fe2O3和TiO2。‎ ‎②高温烧结时，Al2O3、Fe2O3、TiO2都能发生反应分别生成NaAlO2、Na2Fe2O4和难溶于水的CaTiO3。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)Na2Fe2O4遇水便发生水解反应生成Fe(OH)3，写出Na2Fe2O4水解的化学反应方程式_________________________。‎ ‎(2)浸出时再加入CaO的目的是________________________。‎ ‎(3)浸出液中发生的生成Al(OH)3的离子反应方程式为___________________。‎ ‎(4)滤液的主要成分是　　　　　　　　(写化学式)；滤液循环使用的优点有　________________________ (任答一点)。‎ ‎12.(14分)(2019·重庆高考)用于金属焊接的某种焊条，其药皮由大理石、水泥、硅铁等配制而成。‎ ‎(1)Al的原子结构示意图为　　　　　　　；Al与NaOH溶液反应的离子方程式为________________________。‎ ‎(2)30Si的原子的中子数为　　　　。‎ ‎(3)Al3＋与Yn－的电子数相同，Y所在族各元素的氢化物的水溶液均显酸性，则该族氢化物中沸点最低的是　　　　　　　　　　　　　　　　。‎ ‎(4)焊接过程中，药皮在高温下产生了熔渣和使金属不被氧化的气体，该气体是________________________。‎ ‎(5)经处理后的熔渣‎36.0 g(仅含Fe2O3、Al2O3、SiO2)，加入足量稀盐酸，分离得到‎11.0 g固体；滤液中加入过量NaOH溶液，分离得到‎21.4 g固体；则此熔渣中Al2O3的质量分数为________________________。‎ ‎13.(14分)(2019·广州模拟)铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3，还含有SiO2、Al2O3等杂质，以铬铁矿为原料制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的过程如图所示。‎ 已知：①NaFeO2遇水强烈水解。‎ ‎②2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O 请回答：‎ ‎(1)K2Cr2O7中Cr元素的化合价是　　　　。‎ ‎(2)煅烧铬铁矿生成Na2CrO4和NaFeO2反应的化学方程式是　。‎ ‎(3)滤渣1为红褐色的固体，滤渣1的成分是(填名称)　　_　，滤液1的成分除Na2CrO4、NaOH外，还含有(填化学式)　　　　　　　　　　　　。‎ ‎(4)利用滤渣2，可制得两种氧化物，其中一种氧化物经电解冶炼可获得金属，该电解反应的化学方程式是___________________________________________。‎ ‎(5)写出由滤液2转化为Na2Cr2O7溶液应采取的措施是_________________。‎ ‎(6)向Na2Cr2O7溶液中加入KCl固体，获得K2Cr2O7晶体的操作依次是：加热浓缩、　　　、过滤、洗涤、干燥。‎ 答案解析 ‎1.【解析】选C。A项是：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，Al(OH)3胶体吸附悬浮杂质而起到净化水的作用；B项是：Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O；D项是：电解时铝从化合物中被还原得到铝单质，表现出氧化性；而C项铝被浓硫酸氧化，表现出还原性，故选C项。‎ ‎2.【解析】选D。各步反应及反应类型如表：‎ 操作 化学方程式 反应类型 溶解 Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O 复分解反应 酸化 NaAlO2＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋NaHCO3‎ 复分解反应 灼热 ‎2Al(OH)3Al2O3＋3H2O 分解反应 电解 ‎2Al2O34Al＋3O2↑‎ 氧化还原反应 和分解反应 由以上可知，没有涉及置换反应。‎ ‎3.【解析】选C。由“铝、铍(Be)及其化合物具有相似的化学性质”知，Na2BeO2溶液的pH＞7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物仍然是Na2BeO2，A错误；BeCl2溶液的pH＜7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物可能是BeO，B错误；Be(OH)2具有两性既能溶于盐酸，又能溶于NaOH溶液，C正确；由“其氯化物分子内键型相同，故其氯化物晶体的熔点都较低”知BeCl2是共价化合物，D错误。‎ ‎4.【解析】选C。铝土矿中加入盐酸，其中Al2O3、Fe2O3分别生成AlCl3、FeCl3，而SiO2则不溶于盐酸，应过滤除去，得到AlCl3、FeCl3的混合溶液a，a中加入过量NaOH，AlCl3与NaOH反应生成NaAlO2，FeCl3反应后生成Fe(OH)3沉淀，过滤除去Fe(OH)3沉淀，得到NaAlO2和NaOH的混合溶液b。AlCl3与NaAlO2中铝元素均为＋3价，则A、B正确；b溶液中通入过量的CO2气体，过滤后得到Al(OH)3沉淀，Al(OH)3受热得Al2O3，则C错误，D正确。‎ ‎5.【解析】选B。由Al转化为Al(OH)3有三种途径 ‎①4 mol Al4 mol Al3＋4 mol Al(OH)3；‎ ‎②4 mol Al4 mol AlO4 mol Al(OH)3；‎ ‎③ 1 mol Al1 mol Al3+ ‎ 3 mol Al3 mol AlO2- ‎ ‎6.【解析】选B。Al箔插入浓硝酸中才会形成致密的氧化膜发生钝化，稀硝酸中会反应，A选项错误；加入铝粉能产生H2的溶液可能是强酸性溶液，也可能是强碱性溶液，在强酸性溶液中不可能存在AlO和NO，在强碱性溶液中，这些离子互不反应，可以大量共存，B选项正确；明矾溶于水可水解产生氢氧化铝胶体，能净化水，但不能消毒和杀菌，C选项错误；向NaAlO2溶液中通入过量CO2的产物是Al(OH)3和HCO，D选项错误。‎ ‎7.【解题指南】解答本题时应注意以下三点：‎ ‎(1)当沉淀量达最大值时，溶液中的溶质只有NaCl；‎ ‎(2)结合曲线的拐点和NaOH的体积求出Al的量；‎ ‎(3)根据各物质间的反应关系分析a值。‎ ‎【解析】选C。A项，由图像知，当沉淀达到最大值时，溶液中的溶质只有NaCl，则有n(Na＋)＝n(Cl－)，即n(NaOH)＝n(HCl)，故HCl溶液的体积为80 mL；B项，若镁铝合金恰好与HCl溶液反应，则a＝0，由图像知，加入的80～90 mL的NaOH溶液用于溶解Al(OH)3，得n[Al(OH)3]＝0.01 mol，若合金中无镁，则0.01 mol Al3＋需消耗NaOH溶液30 mL，所以a＜50，综合分析得：0≤a＜50；C项，当a值为30时，则n(Mg2＋)＝0.01 mol，所以b值为0.02；D项，当a值为10时，则n(Mg2＋)＝0.02 mol，所以b值为0.03，故选C项。‎ ‎8.【解析】选B。由质量守恒知，m(沉淀)＝m(合金)＋m(OH－)，由电荷守恒和得失电子守恒知，n(OH－)＝3n(NO)，则m(沉淀)＝‎11.9 g＋3××‎ ‎17 g‎·mol－1＝‎27.2 g，故选B项。‎ ‎【方法技巧】守恒法在金属的有关计算中的应用 ‎(1)金属失电子的物质的量等于酸得电子的物质的量；‎ ‎(2)金属失电子的物质的量等于生成金属阳离子所带正电荷的物质的量；‎ ‎(3)生成金属阳离子所带正电荷的物质的量等于金属阳离子所结合OH－的物质的量。‎ ‎9.【解析】选B。‎4.6 g钠的物质的量为0.2 mol，与水反应生成0.2 mol NaOH。100 mL 0.1 mol·L－1AlCl3溶液中Al3＋的物质的量为0.01 mol，Cl－的物质的量为0.03 mol。n(Al3＋)∶n(OH－)＝0.01 mol∶0.2 mol＝1∶20，根据Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，OH－过量，所以溶液中铝元素以AlO的形式存在，几乎不存在Al3＋，溶液中存在最多的离子是Na＋，物质的量为0.2 mol，Cl－浓度不变。‎ ‎10.【解题指南】当解答计算条件不足的试题时，一般首先选用讨论法。据此求解时需要在分析推理的基础上通过某些假设条件，加以讨论才能正确解答。‎ ‎【解析】选B。此题考查了元素化合物知识。根据Al(OH)3的性质：只能溶于强酸或强碱，不能溶于弱酸、弱碱。因此只能溶于氢氧化钠溶液而不溶于氨水，因此加入时，两烧杯中生成的都是氢氧化铝沉淀；相同体积相同pH的两溶液中的溶质氨水大于氢氧化钠，当两者均不足量时，生成的沉淀氨水多；氨水过量，氢氧化钠不足量时，生成的沉淀氨水多；氨水过量，氢氧化钠恰好时，生成的沉淀一样多；氨水和氢氧化钠都过量时，生成的沉淀氨水多；可知B正确。‎ ‎11.【解析】(1)由题设知，Na2Fe2O4和水是反应物，Fe(OH)3是生成物，则Na2Fe2O4水解反应的化学反应方程式为：Na2Fe2O4＋4H2O===2NaOH＋2Fe(OH)3↓。‎ ‎(2)由于浸出液中可能还含有可溶性硅酸盐，再加入CaO的目的是：除去可能溶于水的硅酸盐，提高氧化铝纯度。‎ ‎(3)由于浸出液的主要成分是NaAlO2，通入过量CO2气体发生反应的离子反应方程式为：‎ AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。‎ ‎(4)滤液的主要成分为：NaHCO3和Ca(HCO3)2，滤液循环使用的优点有：①减少工业废水排放；②节约原料，降低成本等。‎ 答案：(1)Na2Fe2O4＋4H2O===2NaOH＋2Fe(OH)3↓‎ ‎(2)除去可能溶于水的硅酸盐，提高氧化铝纯度 ‎(3)AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO ‎(4)NaHCO3、Ca(HCO3)2　减少工业废水排放或节约原料，降低成本(其他合理答案也可)‎ ‎12.【解题指南】解答本题应注意以下两点：‎ ‎(1)根据药皮的成分在高温下的反应，推导所得气体；‎ ‎(2)第(5)问的‎21.4 g固体是Fe(OH)3，而不是Fe2O3。‎ ‎【解析】(3)根据Y所在族各元素的氢化物的水溶液均显酸性，可推知Y为F，回答沸点时要考虑到HF中含有氢键。‎ ‎(5)在熔渣中加入盐酸，发生的反应为：Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O，Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O,‎11.0 g为SiO2的质量。‎ 在滤液中加入过量NaOH溶液，发生的反应为：‎ FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O，所得‎21.4 g固体为Fe(OH)3，根据关系式：‎ ‎　　 2Fe(OH)3～Fe2O3‎ ‎　　　　214　　　160‎ ‎　　　　‎21.4 g　　m ‎　　　＝　　m＝‎‎16 g 由此可知：‎ Al2O3的质量＝‎36.0 g－‎11.0 g－‎16.0 g＝‎9.0 g，‎ 故Al2O3的质量分数＝×100%＝25%。‎ 答案：(1)‎ ‎2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑‎ ‎(2)16　(3)HCl　(4)CO2　(5)25%‎ ‎13.【解析】(1)由钾元素呈＋1价，氧元素呈－2价，根据化合物中各元素化合价的代数和等于0，可求出K2Cr2O7中Cr元素的化合价为＋6价。‎ ‎(2)煅烧铬铁矿的主要反应物为FeO·Cr2O3、O2和NaOH，反应的化学方程式为：4FeO·Cr2O3＋7O2＋20NaOH8Na2CrO4＋4NaFeO2＋10H2O。‎ ‎(3)水浸过程中，由于NaFeO2强烈水解生成Fe(OH)3，滤渣1为Fe(OH)3，滤液1成分除Na2CrO4、NaOH外，还含有由SiO2、Al2O3分别与NaOH反应生成的Na2SiO3和NaAlO2。‎ ‎(4)滤液1通过调节pH，可使Na2SiO3和NaAlO2分别转化为H2SiO3和Al(OH)3，进一步制得SiO2和Al2O3，Al2O3可用于电解冶炼铝，化学方程式为：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。‎ ‎(5)由题给信息2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O可知，使Na2CrO4转化为Na2Cr2O7溶液应加稀硫酸酸化，平衡正向移动。‎ ‎(6)向Na2Cr2O7溶液中加入KCl固体，获得K2Cr2O7晶体的操作应为加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。‎ 答案：(1)＋6‎ ‎(2)4FeO·Cr2O3＋7O2＋20NaOH8Na2CrO4＋4NaFeO2＋10H2O ‎(3)氢氧化铁　NaAlO2、Na2SiO3‎ ‎(4)2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑‎ ‎(5)加稀硫酸酸化 ‎(6)冷却结晶