高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課時(shí)練14鋁及其重要化合物含解析魯科版

一輪復(fù)習(xí)精品資料(高中)PAGE1-鋁及其重要化合物基礎(chǔ)鞏固1.(2020江西上饒?jiān)驴?下列說法中正確的是()A.Al2O3、MgO可用作耐高溫材料,二氧化硅是生產(chǎn)光纖制品的基本原料B.鋁、鐵、銅相比較,在自然界中銅元素的含量最低、鐵元素含量最高C.工業(yè)上采用電解熔融態(tài)Al2O3、MgO的方法冶煉Al、MgD.用純堿制玻璃、用鐵礦石煉鐵、用氨制碳酸銨的反應(yīng)都會(huì)產(chǎn)生溫室氣體2.(2020四川廣安月考)在加熱固體NH4Al(SO4)2·12H2O時(shí),固體質(zhì)量隨溫度的變化曲線如圖所示。已知A點(diǎn)物質(zhì)為NH4Al(SO4)2,B點(diǎn)物質(zhì)為Al2(SO4)3,下列判斷正確的是()A.0~T℃的過程變化是物理變化B.C點(diǎn)物質(zhì)是工業(yè)上冶煉鋁的原料C.A~B反應(yīng)中生成物只有Al2(SO4)3和NH3兩種D.Al2(SO4)3能夠凈水,可用離子方程式表示為Al3++3OH-Al(OH)33.下列敘述正確的是()A.向氯化鋁溶液中加入過量氨水反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是Al3++3NH3·3H2OAl(OH)3↓+3NH4B.存在于污水中的重金屬離子,常用加入明礬等電解質(zhì)的方法進(jìn)行處理C.鎂鋁合金既可完全溶于過量鹽酸又可完全溶于過量NaOH溶液D.依據(jù)鋁熱反應(yīng)原理,能發(fā)生反應(yīng)2Al+3MgO3Mg+Al2O34.將等物質(zhì)的量的鎂和鋁混合,取等質(zhì)量該混合物四份,分別加到足量的下列溶液中,充分反應(yīng)后,放出氫氣最多的是()A.3mol·L-1HCl溶液B.4mol·L-1HNO3溶液C.8mol·L-1NaOH溶液D.18mol·L-1H2SO4溶液5.在Al2(SO4)3和MgSO4的混合溶液中,滴加NaOH溶液,生成沉淀的量與滴入NaOH溶液的體積關(guān)系如圖所示,則原混合液中Al2(SO4)3與MgSO4的物質(zhì)的量濃度之比為()A.6∶1 B.1∶1 C.2∶1 D.1∶26.下列由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出正確結(jié)論的是()選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論A把相同大小的鋁片和鎂片分別投入相同濃度的NaOH溶液中,鋁溶解有氣泡產(chǎn)生,而鎂沒有任何變化鋁的金屬性比鎂強(qiáng)B取一塊鋁箔,用酒精燈點(diǎn)燃,鋁箔只熔化成液體而沒有脫落鋁不易燃燒C向稀硝酸中投入一鋁片,液面上可看到紅棕色氣體鋁與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生NO2D向氯化鋁溶液中逐滴滴加NaOH溶液至過量,先產(chǎn)生白色沉淀,后沉淀逐漸溶解,最后沉淀完全消失氫氧化鋁能溶于強(qiáng)堿溶液7.鋁元素在自然界中主要存在于鋁土礦(主要成分為Al2O3,還含有Fe2O3、FeO、SiO2)中。工業(yè)上用鋁土礦制備鋁的某種化合物的工藝流程如下。(1)在濾液A中加入漂白液,所得濾液B顯酸性。①濾液A中加入漂白液的目的是

(用離子方程式表示)。

②將濾液B中的鋁元素以沉淀形式析出,可選用的最好試劑為(填代號(hào))。

A.氫氧化鈉溶液 B.硫酸溶液C.氨水 D.二氧化碳離子方程式為。

(2)由濾液B制備少量無水AlCl3(AlCl3極易水解)涉及的操作為、冷卻結(jié)晶、(填操作名稱)、洗滌。

(3)若將鋁土礦溶于足量的氫氧化鈉溶液,則對(duì)應(yīng)的離子方程式為。

能力提升8.(2020浙江溫州調(diào)研)把一塊鎂鋁合金投入20mL1mol·L-1的鹽酸中,待合金完全溶解后,向溶液中加入1mol·L-1的NaOH溶液,生成沉淀的物質(zhì)的量隨加入NaOH溶液體積(mL)變化的關(guān)系如圖所示。下列說法中正確的是()A.鎂鋁合金具有很強(qiáng)的抗腐蝕能力,它不能溶解在任何酸、堿或鹽中B.c值越大,合金中Al的含量越高C.b值越大,合金中Mg的含量越高D.假設(shè)c=25,整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中,只發(fā)生了4個(gè)離子反應(yīng)9.(2020河北滄州調(diào)研)某校化學(xué)興趣小組用如圖所示過程除去AlCl3溶液中含有的Mg2+、K+雜質(zhì)并盡可能減少AlCl3的損失。下列說法正確的是()A.NaOH溶液可以用氨水來代替B.溶液a中含有Al3+、K+、Cl-、Na+、OH-C.溶液b中只含有NaClD.向溶液a中滴加鹽酸需控制溶液的pH10.氧化亞鐵粉末和鋁粉配成鋁熱劑,分成兩等份。一份在高溫下恰好完全反應(yīng)后,再與鹽酸反應(yīng);另一份直接放入足量的燒堿溶液中充分反應(yīng),前后兩種情況下生成的氣體的質(zhì)量比是()A.1∶1 B.2∶3 C.3∶2 D.28∶911.ag鎂鋁合金投入xmL2mol·L-1的鹽酸中,金屬完全溶解,再加入ymL1mol·L-1NaOH溶液,沉淀達(dá)到最大值,質(zhì)量為(a+1.7)g,則下列說法不正確的是()A.鎂鋁合金與鹽酸反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.1NAB.沉淀為Mg(OH)2和Al(OH)3的混合物C.x=2yD.a的取值范圍為0.9<a<1.212.(2020重慶四校聯(lián)考)某冶金廠的礦渣含有較多的Al2O3、Fe2O3、MgO、SiO2,現(xiàn)欲進(jìn)行綜合利用以提取氧化鋁、氧化鎂、氧化鐵作為工業(yè)原料,其設(shè)計(jì)的工藝流程如下:已知:氧化鎂與水反應(yīng)生成氫氧化鎂;硅酸的酸性比氫氧化鋁強(qiáng)。飽和氯化銨溶液的pH約為5,氫氧化鎂開始沉淀至沉淀完全的pH范圍是9.0~12.0,氫氧化鐵開始沉淀至沉淀完全的pH范圍是2.7~3.7。(1)寫出過程Ⅱ中氧化鋁發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:。

(2)過程Ⅲ的名稱是,產(chǎn)品乙的俗名是。

(3)過程Ⅴ中所用適量的B是一種氣體,B是(填化學(xué)式),過程Ⅴ中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。

(4)殘?jiān)子蔑柡吐然@溶液能部分溶解的原因是(結(jié)合平衡表達(dá)式,用化學(xué)平衡理論解釋)。

(5)取適量溶液丙,加入過量鹽酸并過濾除去沉淀,再用惰性電極電解濾液,一段時(shí)間后,在陰極區(qū)有沉淀生成,最后沉淀消失。電解時(shí)生成沉淀的化學(xué)方程式為。

13.氯離子插層鎂鋁水滑石〖Mg2Al(OH)6Cl·xH2O〗是一種新型離子交換材料,其在高溫下完全分解為MgO、Al2O3、HCl和水蒸氣。現(xiàn)用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)確定其化學(xué)式(固定裝置略去)。(1)Mg2Al(OH)6Cl·xH2O受熱分解的化學(xué)方程式為。

(2)若只通過測定裝置C、D的增重來確定x,則裝置的連接順序?yàn)?按氣流方向,用接口字母表示),其中C的作用是。裝置連接后,首先要進(jìn)行的操作的名稱是。

(3)加熱前先通N2排盡裝置中的空氣,稱取C、D的初始質(zhì)量后,待A中反應(yīng)完全后再持續(xù)通入N2的作用是、等。

(4)完全分解后測得C增重3.65g,D增重9.90g,則x=。若取消冷卻玻璃管B后進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測定的x值將(填“偏高”或“偏低”)。

(5)上述水滑石在空氣中放置時(shí)易發(fā)生反應(yīng)生成〖Mg2Al(OH)6Cl1-2y(CO3)y·zH2O〗,該生成物能發(fā)生類似的熱分解反應(yīng)。現(xiàn)以此物質(zhì)為樣品,用(2)中連接的裝置和試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測定z,除測定D的增重外,至少還需測定。

拓展深化14.金屬在現(xiàn)代社會(huì)中發(fā)揮著巨大的作用,鋁的化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人們的日常生活中也具有廣泛的作用。(1)若將鋁溶解,下列試劑中最好選用(填選項(xiàng)字母)。

A.濃硫酸B.稀硫酸C.稀硝酸(2)以鋁土礦(主要成分是Al2O3,雜質(zhì)有SiO2、Fe2O3等)為原料,采用拜耳法生產(chǎn)Al2O3的流程如下圖所示:①Al2O3可用于電解制Al,電解時(shí)需加入冰晶石(Na3AlF6)作為助熔劑,用NaF和Al2(SO4)3反應(yīng)制備冰晶石的化學(xué)方程式為;電解時(shí)用石墨作陽極,溫度維持在950~970℃,陽極材料需定期更換,其原因?yàn)椤?/p>

②赤泥中鋁硅酸鈉的化學(xué)式可表示為3Na2O·3Al2O3·5SiO2·5H2O,則濾液Ⅰ的主要成分是;鋁土礦的品位常用鋁硅比(A/S,即礦石中Al2O3與SiO2的質(zhì)量比)來衡量。某種鋁土礦的A/S=10.2,則加入足量NaOH溶液后鋁的理論溶出率為。

③該生產(chǎn)過程中,需向沉淀池中加入過量的X,該反應(yīng)的離子方程式為

。

(3)鈹(Be)與鋁元素相似,其氧化物及氫氧化物具有兩性,請寫出BeO與鹽酸反應(yīng)的離子方程式,Be(OH)2溶于NaOH溶液的化學(xué)方程式為Be(OH)2+2NaOHNa2〖Be(OH)4〗,往10.0mL1.00mol·L-1的Be(NO3)2溶液中逐滴加入等濃度的NaOH溶液,請?jiān)谝韵伦鴺?biāo)圖中畫出沉淀量隨NaOH溶液加入量的變化圖:

課時(shí)規(guī)范練14鋁及其重要化合物1.A氧化鋁和氧化鎂的熔點(diǎn)都很高,所以可以作耐高溫材料,光纖制品的基本原料是二氧化硅,故A正確;自然界中元素的含量高低依次是O、Si、Al、Fe等,所以鋁、鐵、銅相比較,自然界中含量最低的是Cu,最高的是Al而不是Fe,故B錯(cuò)誤;MgO的熔點(diǎn)很高,電解熔融態(tài)MgO冶煉Mg會(huì)增大生產(chǎn)成本,工業(yè)上是電解熔融的氯化鎂來冶煉鎂,故C錯(cuò)誤;用純堿制玻璃、用鐵礦石煉鐵都會(huì)產(chǎn)生二氧化碳,用氨制碳酸銨,制備原理為2NH3+CO2+H2O(NH4)2CO3,不產(chǎn)生二氧化碳,故D錯(cuò)誤。2.B因?yàn)锳點(diǎn)物質(zhì)為NH4Al(SO4)2,則0~T℃的過程變化是失去結(jié)晶水生成NH4Al(SO4)2,是化學(xué)變化,A錯(cuò)誤;B點(diǎn)物質(zhì)為硫酸鋁,升溫時(shí)又會(huì)分解,則在C點(diǎn)生成氧化鋁,所以C點(diǎn)物質(zhì)是工業(yè)上冶煉鋁的原料,B正確;A~B發(fā)生的反應(yīng)為硫酸鋁銨分解生成硫酸鋁、氨氣和硫酸,所以除生成的硫酸鋁和氨氣兩種物質(zhì)外,還有硫酸,故C錯(cuò)誤;硫酸鋁能夠凈水,其原理是鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體,氫氧化鋁膠體具有吸附性,可以吸附水中懸浮的雜質(zhì),故D錯(cuò)誤。3.AB項(xiàng)中明礬只能使污水中的懸浮物沉降,不能除去重金屬離子;C項(xiàng)中Mg不能溶于NaOH溶液;D項(xiàng)中Mg的金屬性比Al強(qiáng),故Al與MgO不能發(fā)生鋁熱反應(yīng)。4.A在鎂、鋁混合物中加入HNO3和濃硫酸都不產(chǎn)生H2;加入NaOH溶液,只有Al與NaOH溶液反應(yīng)生成H2,而鎂不反應(yīng);加入鹽酸,鎂、鋁都與鹽酸反應(yīng)生成H2,所以加入鹽酸時(shí)放出H2的量最多。5.D氫氧化鋁是兩性氫氧化物,能溶于氫氧化鈉溶液中,而氫氧化鎂不能溶于氫氧化鈉溶液。發(fā)生反應(yīng)的有關(guān)離子方程式為Mg2++2OH-Mg(OH)2↓、Al3++3OH-Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH-〖Al(OH)4〗-。根據(jù)圖像可知溶解氫氧化鋁消耗的氫氧化鈉溶液是10mL,所以生成氫氧化鋁消耗的氫氧化鈉溶液就應(yīng)該是30mL,則生成氫氧化鎂消耗的氫氧化鈉溶液是20mL。根據(jù)反應(yīng)的離子方程式可知,鋁離子和鎂離子的物質(zhì)的量之比是1∶1。則原混合液中Al2(SO4)3與MgSO4的物質(zhì)的量濃度之比為1∶2,D項(xiàng)正確。6.D金屬性的強(qiáng)弱可根據(jù)金屬與酸反應(yīng)時(shí)金屬失電子的能力強(qiáng)弱判斷,而不是與堿反應(yīng),故A項(xiàng)錯(cuò)誤;沒有脫落表明氧化鋁的熔點(diǎn)高,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;稀硝酸與鋁反應(yīng)時(shí)生成NO,NO與空氣中的O2反應(yīng)生成NO2,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;氯化鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)先生成氫氧化鋁白色沉淀,氫氧化鋁再和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成可溶性的四羥基合鋁酸鈉,故D項(xiàng)正確。7.〖答案〗(1)①2Fe2++ClO-+5H2O2Fe(OH)3↓+Cl-+4H+②CAl3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4+(2)邊滴加濃鹽酸邊蒸發(fā)濃縮過濾(3)SiO2+2OH-SiO32-+H2O,Al2O3+2OH-+3H2O2〖Al(OH)4〗〖解析〗(1)①濾液中含有氯化鐵、氯化亞鐵、氯化鋁,在濾液A中加入漂白液,次氯酸根離子具有氧化性氧化亞鐵離子生成鐵離子在溶液中形成氫氧化鐵沉淀除去,次氯酸根離子被還原為氯離子,反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++ClO-+5H2O2Fe(OH)3↓+Cl-+4H+。②氫氧化鈉溶液可以沉淀鋁離子但過量又會(huì)溶解氫氧化鋁,故A項(xiàng)不是最好;硫酸溶液不能沉淀鋁離子,故B項(xiàng)不符合;氨水是弱堿溶液不能溶解氫氧化鋁,過量的氨水和鋁離子形成氫氧化鋁沉淀過濾得到氫氧化鋁固體,反應(yīng)的離子方程式為Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4+,故C項(xiàng)符合;二氧化碳和氯化鋁不反應(yīng)不能生成氫氧化鋁沉淀,故D項(xiàng)不符合。(2)由濾液B制備少量無水AlCl3,由于AlCl3極易水解,需要邊滴加濃鹽酸邊蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌。(3)氧化鋁、二氧化硅與NaOH溶液反應(yīng)均生成鹽和水,離子反應(yīng)分別為Al2O3+2OH-+3H2O2〖Al(OH)4〗-、SiO2+2OH-SiO32-+H28.B鎂鋁合金表面因形成致密的氧化膜而具有很強(qiáng)的抗腐蝕能力,但MgO、Al2O3、Mg、Al都可與鹽酸、硫酸等反應(yīng),Al、Al2O3也能溶解在NaOH溶液中,A項(xiàng)錯(cuò)誤;b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的沉淀為Al(OH)3和Mg(OH)2的混合物,溶液中溶質(zhì)只有氯化鈉,故b為固定值20,因而無法根據(jù)b值判斷合金中Mg的含量,C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)圖示,c值越大,溶解Al(OH)3消耗的NaOH越多,說明合金中Al的含量越高,B項(xiàng)正確;根據(jù)圖示,當(dāng)c=25時(shí),整個(gè)反應(yīng)過程中包含Mg、Al分別與鹽酸的反應(yīng),H+與OH-的反應(yīng),Mg2+、Al3+分別與OH-的反應(yīng),Al(OH)3與OH-的反應(yīng),有6個(gè)離子反應(yīng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。9.DA項(xiàng),氨水不能使Al3+轉(zhuǎn)化為〖Al(OH)4〗-,不能使含鋁化合物與Mg(OH)2分離,則不能用氨水代替NaOH溶液;B項(xiàng),溶液a中不含Al3+;C項(xiàng),溶液b也含有KCl。10.A把FeO和鋁粉配成鋁熱劑,分成兩等份,一份在高溫下恰好完全反應(yīng)生成鐵與氧化鋁,由電子轉(zhuǎn)移守恒可知,2n(Fe)=3n(Al),然后將生成物與足量的稀鹽酸反應(yīng),鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵與氫氣,由電子轉(zhuǎn)移守恒可知n(H2)=n(Fe),所以n(H2)=32n(Al);另一份直接加入足量的NaOH溶液使之充分反應(yīng),鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成四羥基合鋁酸鈉與氫氣,由電子轉(zhuǎn)移守恒可知2n(H2)=3n(Al),所以n(H2)=32n(Al)。故兩種情況下生成氣體的物質(zhì)的量之比為1∶1,質(zhì)量比等于物質(zhì)的量之比也是111.CMg、Al失去電子變?yōu)殡x子,離子再結(jié)合OH-生成沉淀,則鎂鋁合金與鹽酸反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量等于其生成沉淀時(shí)結(jié)合的OH-的物質(zhì)的量,沉淀量最大時(shí)得到Mg(OH)2和Al(OH)3的混合物,則m(OH-)=(a+1.7)g-ag=1.7g,n(OH-)=0.1mol,電子轉(zhuǎn)移總數(shù)是0.1NA,A、B正確;沉淀量最大時(shí),溶液中n(Na+)=n(Cl-),此時(shí)HCl和氫氧化鈉的物質(zhì)的量相等,即2x=y,C錯(cuò)誤;電子轉(zhuǎn)移總數(shù)是0.1NA,若金屬全部是鎂,則鎂的質(zhì)量是1.2g,若金屬全部是鋁,則鋁的質(zhì)量是0.9g,因此D正確。12.〖答案〗(1)Al2O3+Na2CO3+4H2O2Na〖Al(OH)4〗+CO2↑(2)溶解、過濾鐵紅(3)CO2CO2+2〖Al(OH)4〗-2Al(OH)3↓+CO32-+H(4)Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),氯化銨中NH4+能與OH-反應(yīng),c(OH-(5)2AlCl3+6H2O2Al(OH)3↓+3H2↑+3Cl2↑〖解析〗礦渣粉碎后與純堿混合熔融,Al2O3、SiO2分別生成四羥基合鋁酸鈉、硅酸鈉。產(chǎn)品乙是紅棕色固體,應(yīng)是Fe2O3。根據(jù)已知信息MgO溶于水轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2,即殘?jiān)资荈e2O3和Mg(OH)2的混合物。用飽和氯化銨溶液溶解Mg(OH)2轉(zhuǎn)化為氯化鎂,過濾后與氫氧化鈉反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀,灼燒得到MgO,產(chǎn)品甲是MgO。溶液丙中含有硅酸鈉和四羥基合鋁酸鈉,通入適量CO2,根據(jù)信息硅酸的酸性比Al(OH)3強(qiáng),則優(yōu)先生成Al(OH)3沉淀,灼燒得到氧化鋁。(2)Mg(OH)2和Fe2O3均不溶于水,則過程Ⅲ的名稱是溶解、過濾;Fe2O3的俗名是鐵紅。(3)B是CO2,加適量CO2的原因是避免生成H2SiO3混入Al(OH)3中。(4)氫氧化鎂存在溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),氯化銨電離出的NH4+能與OH-結(jié)合生成一水合氨,使c(OH-(5)取適量溶液丙,加入過量鹽酸,硅酸鈉轉(zhuǎn)化為硅酸沉淀,過濾除去沉淀,溶液是氯化鋁溶液,用惰性電極電解氯化鋁溶液,陽極氯離子放電,陰極是氫離子放電,所以電解時(shí)生成沉淀的化學(xué)方程式為2AlCl3+6H2O2Al(OH)3↓+3H2↑+3Cl2↑。13.〖答案〗(1)2〖Mg2Al(OH)6Cl·xH2O〗4MgO+Al2O3+2HCl↑+(5+2x)H2O↑(2)aedbc吸收HCl氣體檢查裝置氣密性(3)將分解產(chǎn)生的氣體全部排入裝置C、D中使其完全被吸收防止產(chǎn)生倒吸(4)3偏低(5)樣品的質(zhì)量〖解析〗(1)根據(jù)題意可寫出化學(xué)方程式2〖Mg2Al(OH)6Cl·xH2O〗4MgO+Al2O3+2HCl↑+(5+2x)H2O↑。(2)根據(jù)(1)中化學(xué)反應(yīng)方程式可知,若要測定x的值,需要測定分解產(chǎn)生的HCl及H2O的量,應(yīng)先通過濃硫酸吸收水蒸氣,再通過NaOH溶液吸收HCl,且洗氣時(shí)應(yīng)長管進(jìn),短管出。(4)根據(jù)C、D的增重可知,分解生成n(HCl)=3.65g36.5g·mol-1=0.1mol,n(H2O)=9.9g18g·mol-1=0.55mol,則由(5)題中所給物質(zhì)若發(fā)生分解反應(yīng),除水滑石分解的幾種產(chǎn)物外,還含有CO2氣體,則裝置C增重為HCl與CO2的質(zhì)量,通過裝置C的增重?zé)o法判斷HCl及樣品的物質(zhì)的量,由氯元素及碳元素守恒可知,n(HCl)14.〖答案〗(1)B(2)①12NaF+Al2(SO4)32Na3AlF6+3Na2SO4陽極產(chǎn)生的O2與石墨反應(yīng)②Na〖Al(OH)4〗(多寫NaOH也可)90%③〖Al(OH)4〗-+CO2Al(OH)3↓+HCO3(3)BeO+2H+Be2++H2O〖解析〗(1)濃硫酸、硝酸與Al反應(yīng)會(huì)生成有毒氣體,因此從環(huán)保和安全角度考慮應(yīng)選用稀硫酸。(2)①NaF和Al2(SO4)3反應(yīng)生成Na3AlF6和Na2SO4。電解時(shí)用石墨作陽極,溫度維持在950~970℃,陽極產(chǎn)生的O2能與石墨反應(yīng),因此陽極材料需要定期更換。②氧化鋁可與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成Na〖Al(OH)4〗,則溶出液中的溶質(zhì)主要是Na〖Al(OH)4〗。由鋁土礦的AS=10.2,可計(jì)算出n(Al2O3)∶n(SiO2)=10.2102∶160=6∶1=30∶5,由礦渣的化學(xué)式3Na2O·3Al2O3·5SiO2·5H2O知,其中的n(Al2O3)∶n(SiO2)=3∶5,則相當(dāng)于有30-3=27份的Al2O3被溶解,即鋁的理論溶出率為90%。③將四羥基合鋁酸鈉沉淀,可以向沉淀池中通入過量的二氧化碳,反應(yīng)的離子方程式為〖Al(OH)4〗-+CO(3)BeO與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈹和水,反應(yīng)的離子方程式為BeO+2H+Be2++H2O;向Be(NO3)2溶液中逐滴加入等濃度的NaOH溶液先后發(fā)生反應(yīng):Be(NO3)2+2NaOHBe(OH)2↓+2NaNO3,Be(OH)2+2NaOHNa2〖Be(OH)4〗,現(xiàn)象是先產(chǎn)生沉淀,然后沉淀消失,兩次消耗的氫氧化鈉的物質(zhì)的量都為0.02mol(即20mLNaOH溶液),產(chǎn)生的Be(OH)2沉淀為0.01mol,則沉淀量隨NaOH溶液加入量的變化圖為。鋁及其重要化合物基礎(chǔ)鞏固1.(2020江西上饒?jiān)驴?下列說法中正確的是()A.Al2O3、MgO可用作耐高溫材料,二氧化硅是生產(chǎn)光纖制品的基本原料B.鋁、鐵、銅相比較,在自然界中銅元素的含量最低、鐵元素含量最高C.工業(yè)上采用電解熔融態(tài)Al2O3、MgO的方法冶煉Al、MgD.用純堿制玻璃、用鐵礦石煉鐵、用氨制碳酸銨的反應(yīng)都會(huì)產(chǎn)生溫室氣體2.(2020四川廣安月考)在加熱固體NH4Al(SO4)2·12H2O時(shí),固體質(zhì)量隨溫度的變化曲線如圖所示。已知A點(diǎn)物質(zhì)為NH4Al(SO4)2,B點(diǎn)物質(zhì)為Al2(SO4)3,下列判斷正確的是()A.0~T℃的過程變化是物理變化B.C點(diǎn)物質(zhì)是工業(yè)上冶煉鋁的原料C.A~B反應(yīng)中生成物只有Al2(SO4)3和NH3兩種D.Al2(SO4)3能夠凈水,可用離子方程式表示為Al3++3OH-Al(OH)33.下列敘述正確的是()A.向氯化鋁溶液中加入過量氨水反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是Al3++3NH3·3H2OAl(OH)3↓+3NH4B.存在于污水中的重金屬離子,常用加入明礬等電解質(zhì)的方法進(jìn)行處理C.鎂鋁合金既可完全溶于過量鹽酸又可完全溶于過量NaOH溶液D.依據(jù)鋁熱反應(yīng)原理,能發(fā)生反應(yīng)2Al+3MgO3Mg+Al2O34.將等物質(zhì)的量的鎂和鋁混合,取等質(zhì)量該混合物四份,分別加到足量的下列溶液中,充分反應(yīng)后,放出氫氣最多的是()A.3mol·L-1HCl溶液B.4mol·L-1HNO3溶液C.8mol·L-1NaOH溶液D.18mol·L-1H2SO4溶液5.在Al2(SO4)3和MgSO4的混合溶液中,滴加NaOH溶液,生成沉淀的量與滴入NaOH溶液的體積關(guān)系如圖所示,則原混合液中Al2(SO4)3與MgSO4的物質(zhì)的量濃度之比為()A.6∶1 B.1∶1 C.2∶1 D.1∶26.下列由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出正確結(jié)論的是()選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論A把相同大小的鋁片和鎂片分別投入相同濃度的NaOH溶液中,鋁溶解有氣泡產(chǎn)生,而鎂沒有任何變化鋁的金屬性比鎂強(qiáng)B取一塊鋁箔,用酒精燈點(diǎn)燃,鋁箔只熔化成液體而沒有脫落鋁不易燃燒C向稀硝酸中投入一鋁片,液面上可看到紅棕色氣體鋁與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生NO2D向氯化鋁溶液中逐滴滴加NaOH溶液至過量,先產(chǎn)生白色沉淀,后沉淀逐漸溶解,最后沉淀完全消失氫氧化鋁能溶于強(qiáng)堿溶液7.鋁元素在自然界中主要存在于鋁土礦(主要成分為Al2O3,還含有Fe2O3、FeO、SiO2)中。工業(yè)上用鋁土礦制備鋁的某種化合物的工藝流程如下。(1)在濾液A中加入漂白液,所得濾液B顯酸性。①濾液A中加入漂白液的目的是

(用離子方程式表示)。

②將濾液B中的鋁元素以沉淀形式析出,可選用的最好試劑為(填代號(hào))。

A.氫氧化鈉溶液 B.硫酸溶液C.氨水 D.二氧化碳離子方程式為。

(2)由濾液B制備少量無水AlCl3(AlCl3極易水解)涉及的操作為、冷卻結(jié)晶、(填操作名稱)、洗滌。

(3)若將鋁土礦溶于足量的氫氧化鈉溶液,則對(duì)應(yīng)的離子方程式為。

能力提升8.(2020浙江溫州調(diào)研)把一塊鎂鋁合金投入20mL1mol·L-1的鹽酸中,待合金完全溶解后,向溶液中加入1mol·L-1的NaOH溶液,生成沉淀的物質(zhì)的量隨加入NaOH溶液體積(mL)變化的關(guān)系如圖所示。下列說法中正確的是()A.鎂鋁合金具有很強(qiáng)的抗腐蝕能力,它不能溶解在任何酸、堿或鹽中B.c值越大,合金中Al的含量越高C.b值越大,合金中Mg的含量越高D.假設(shè)c=25,整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中,只發(fā)生了4個(gè)離子反應(yīng)9.(2020河北滄州調(diào)研)某?；瘜W(xué)興趣小組用如圖所示過程除去AlCl3溶液中含有的Mg2+、K+雜質(zhì)并盡可能減少AlCl3的損失。下列說法正確的是()A.NaOH溶液可以用氨水來代替B.溶液a中含有Al3+、K+、Cl-、Na+、OH-C.溶液b中只含有NaClD.向溶液a中滴加鹽酸需控制溶液的pH10.氧化亞鐵粉末和鋁粉配成鋁熱劑,分成兩等份。一份在高溫下恰好完全反應(yīng)后,再與鹽酸反應(yīng);另一份直接放入足量的燒堿溶液中充分反應(yīng),前后兩種情況下生成的氣體的質(zhì)量比是()A.1∶1 B.2∶3 C.3∶2 D.28∶911.ag鎂鋁合金投入xmL2mol·L-1的鹽酸中,金屬完全溶解,再加入ymL1mol·L-1NaOH溶液,沉淀達(dá)到最大值,質(zhì)量為(a+1.7)g,則下列說法不正確的是()A.鎂鋁合金與鹽酸反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.1NAB.沉淀為Mg(OH)2和Al(OH)3的混合物C.x=2yD.a的取值范圍為0.9<a<1.212.(2020重慶四校聯(lián)考)某冶金廠的礦渣含有較多的Al2O3、Fe2O3、MgO、SiO2,現(xiàn)欲進(jìn)行綜合利用以提取氧化鋁、氧化鎂、氧化鐵作為工業(yè)原料,其設(shè)計(jì)的工藝流程如下:已知:氧化鎂與水反應(yīng)生成氫氧化鎂;硅酸的酸性比氫氧化鋁強(qiáng)。飽和氯化銨溶液的pH約為5,氫氧化鎂開始沉淀至沉淀完全的pH范圍是9.0~12.0,氫氧化鐵開始沉淀至沉淀完全的pH范圍是2.7~3.7。(1)寫出過程Ⅱ中氧化鋁發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:。

(2)過程Ⅲ的名稱是,產(chǎn)品乙的俗名是。

(3)過程Ⅴ中所用適量的B是一種氣體,B是(填化學(xué)式),過程Ⅴ中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。

(4)殘?jiān)子蔑柡吐然@溶液能部分溶解的原因是(結(jié)合平衡表達(dá)式,用化學(xué)平衡理論解釋)。

(5)取適量溶液丙,加入過量鹽酸并過濾除去沉淀,再用惰性電極電解濾液,一段時(shí)間后,在陰極區(qū)有沉淀生成,最后沉淀消失。電解時(shí)生成沉淀的化學(xué)方程式為。

13.氯離子插層鎂鋁水滑石〖Mg2Al(OH)6Cl·xH2O〗是一種新型離子交換材料,其在高溫下完全分解為MgO、Al2O3、HCl和水蒸氣?，F(xiàn)用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)確定其化學(xué)式(固定裝置略去)。(1)Mg2Al(OH)6Cl·xH2O受熱分解的化學(xué)方程式為。

(2)若只通過測定裝置C、D的增重來確定x,則裝置的連接順序?yàn)?按氣流方向,用接口字母表示),其中C的作用是。裝置連接后,首先要進(jìn)行的操作的名稱是。

(3)加熱前先通N2排盡裝置中的空氣,稱取C、D的初始質(zhì)量后,待A中反應(yīng)完全后再持續(xù)通入N2的作用是、等。

(4)完全分解后測得C增重3.65g,D增重9.90g,則x=。若取消冷卻玻璃管B后進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測定的x值將(填“偏高”或“偏低”)。

(5)上述水滑石在空氣中放置時(shí)易發(fā)生反應(yīng)生成〖Mg2Al(OH)6Cl1-2y(CO3)y·zH2O〗,該生成物能發(fā)生類似的熱分解反應(yīng)。現(xiàn)以此物質(zhì)為樣品,用(2)中連接的裝置和試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測定z,除測定D的增重外,至少還需測定。

拓展深化14.金屬在現(xiàn)代社會(huì)中發(fā)揮著巨大的作用,鋁的化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人們的日常生活中也具有廣泛的作用。(1)若將鋁溶解,下列試劑中最好選用(填選項(xiàng)字母)。

A.濃硫酸B.稀硫酸C.稀硝酸(2)以鋁土礦(主要成分是Al2O3,雜質(zhì)有SiO2、Fe2O3等)為原料,采用拜耳法生產(chǎn)Al2O3的流程如下圖所示:①Al2O3可用于電解制Al,電解時(shí)需加入冰晶石(Na3AlF6)作為助熔劑,用NaF和Al2(SO4)3反應(yīng)制備冰晶石的化學(xué)方程式為;電解時(shí)用石墨作陽極,溫度維持在950~970℃,陽極材料需定期更換,其原因?yàn)椤?/p>

②赤泥中鋁硅酸鈉的化學(xué)式可表示為3Na2O·3Al2O3·5SiO2·5H2O,則濾液Ⅰ的主要成分是;鋁土礦的品位常用鋁硅比(A/S,即礦石中Al2O3與SiO2的質(zhì)量比)來衡量。某種鋁土礦的A/S=10.2,則加入足量NaOH溶液后鋁的理論溶出率為。

③該生產(chǎn)過程中,需向沉淀池中加入過量的X,該反應(yīng)的離子方程式為

。

(3)鈹(Be)與鋁元素相似,其氧化物及氫氧化物具有兩性,請寫出BeO與鹽酸反應(yīng)的離子方程式,Be(OH)2溶于NaOH溶液的化學(xué)方程式為Be(OH)2+2NaOHNa2〖Be(OH)4〗,往10.0mL1.00mol·L-1的Be(NO3)2溶液中逐滴加入等濃度的NaOH溶液,請?jiān)谝韵伦鴺?biāo)圖中畫出沉淀量隨NaOH溶液加入量的變化圖:

課時(shí)規(guī)范練14鋁及其重要化合物1.A氧化鋁和氧化鎂的熔點(diǎn)都很高,所以可以作耐高溫材料,光纖制品的基本原料是二氧化硅,故A正確;自然界中元素的含量高低依次是O、Si、Al、Fe等,所以鋁、鐵、銅相比較,自然界中含量最低的是Cu,最高的是Al而不是Fe,故B錯(cuò)誤;MgO的熔點(diǎn)很高,電解熔融態(tài)MgO冶煉Mg會(huì)增大生產(chǎn)成本,工業(yè)上是電解熔融的氯化鎂來冶煉鎂,故C錯(cuò)誤;用純堿制玻璃、用鐵礦石煉鐵都會(huì)產(chǎn)生二氧化碳,用氨制碳酸銨,制備原理為2NH3+CO2+H2O(NH4)2CO3,不產(chǎn)生二氧化碳,故D錯(cuò)誤。2.B因?yàn)锳點(diǎn)物質(zhì)為NH4Al(SO4)2,則0~T℃的過程變化是失去結(jié)晶水生成NH4Al(SO4)2,是化學(xué)變化,A錯(cuò)誤;B點(diǎn)物質(zhì)為硫酸鋁,升溫時(shí)又會(huì)分解,則在C點(diǎn)生成氧化鋁,所以C點(diǎn)物質(zhì)是工業(yè)上冶煉鋁的原料,B正確;A~B發(fā)生的反應(yīng)為硫酸鋁銨分解生成硫酸鋁、氨氣和硫酸,所以除生成的硫酸鋁和氨氣兩種物質(zhì)外,還有硫酸,故C錯(cuò)誤;硫酸鋁能夠凈水,其原理是鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體,氫氧化鋁膠體具有吸附性,可以吸附水中懸浮的雜質(zhì),故D錯(cuò)誤。3.AB項(xiàng)中明礬只能使污水中的懸浮物沉降,不能除去重金屬離子;C項(xiàng)中Mg不能溶于NaOH溶液;D項(xiàng)中Mg的金屬性比Al強(qiáng),故Al與MgO不能發(fā)生鋁熱反應(yīng)。4.A在鎂、鋁混合物中加入HNO3和濃硫酸都不產(chǎn)生H2;加入NaOH溶液,只有Al與NaOH溶液反應(yīng)生成H2,而鎂不反應(yīng);加入鹽酸,鎂、鋁都與鹽酸反應(yīng)生成H2,所以加入鹽酸時(shí)放出H2的量最多。5.D氫氧化鋁是兩性氫氧化物,能溶于氫氧化鈉溶液中,而氫氧化鎂不能溶于氫氧化鈉溶液。發(fā)生反應(yīng)的有關(guān)離子方程式為Mg2++2OH-Mg(OH)2↓、Al3++3OH-Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH-〖Al(OH)4〗-。根據(jù)圖像可知溶解氫氧化鋁消耗的氫氧化鈉溶液是10mL,所以生成氫氧化鋁消耗的氫氧化鈉溶液就應(yīng)該是30mL,則生成氫氧化鎂消耗的氫氧化鈉溶液是20mL。根據(jù)反應(yīng)的離子方程式可知,鋁離子和鎂離子的物質(zhì)的量之比是1∶1。則原混合液中Al2(SO4)3與MgSO4的物質(zhì)的量濃度之比為1∶2,D項(xiàng)正確。6.D金屬性的強(qiáng)弱可根據(jù)金屬與酸反應(yīng)時(shí)金屬失電子的能力強(qiáng)弱判斷,而不是與堿反應(yīng),故A項(xiàng)錯(cuò)誤;沒有脫落表明氧化鋁的熔點(diǎn)高,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;稀硝酸與鋁反應(yīng)時(shí)生成NO,NO與空氣中的O2反應(yīng)生成NO2,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;氯化鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)先生成氫氧化鋁白色沉淀,氫氧化鋁再和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成可溶性的四羥基合鋁酸鈉,故D項(xiàng)正確。7.〖答案〗(1)①2Fe2++ClO-+5H2O2Fe(OH)3↓+Cl-+4H+②CAl3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4+(2)邊滴加濃鹽酸邊蒸發(fā)濃縮過濾(3)SiO2+2OH-SiO32-+H2O,Al2O3+2OH-+3H2O2〖Al(OH)4〗〖解析〗(1)①濾液中含有氯化鐵、氯化亞鐵、氯化鋁,在濾液A中加入漂白液,次氯酸根離子具有氧化性氧化亞鐵離子生成鐵離子在溶液中形成氫氧化鐵沉淀除去,次氯酸根離子被還原為氯離子,反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++ClO-+5H2O2Fe(OH)3↓+Cl-+4H+。②氫氧化鈉溶液可以沉淀鋁離子但過量又會(huì)溶解氫氧化鋁,故A項(xiàng)不是最好;硫酸溶液不能沉淀鋁離子,故B項(xiàng)不符合;氨水是弱堿溶液不能溶解氫氧化鋁,過量的氨水和鋁離子形成氫氧化鋁沉淀過濾得到氫氧化鋁固體,反應(yīng)的離子方程式為Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4+,故C項(xiàng)符合;二氧化碳和氯化鋁不反應(yīng)不能生成氫氧化鋁沉淀,故D項(xiàng)不符合。(2)由濾液B制備少量無水AlCl3,由于AlCl3極易水解,需要邊滴加濃鹽酸邊蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌。(3)氧化鋁、二氧化硅與NaOH溶液反應(yīng)均生成鹽和水,離子反應(yīng)分別為Al2O3+2OH-+3H2O2〖Al(OH)4〗-、SiO2+2OH-SiO32-+H28.B鎂鋁合金表面因形成致密的氧化膜而具有很強(qiáng)的抗腐蝕能力,但MgO、Al2O3、Mg、Al都可與鹽酸、硫酸等反應(yīng),Al、Al2O3也能溶解在NaOH溶液中,A項(xiàng)錯(cuò)誤;b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的沉淀為Al(OH)3和Mg(OH)2的混合物,溶液中溶質(zhì)只有氯化鈉,故b為固定值20,因而無法根據(jù)b值判斷合金中Mg的含量,C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)圖示,c值越大,溶解Al(OH)3消耗的NaOH越多,說明合金中Al的含量越高,B項(xiàng)正確;根據(jù)圖示,當(dāng)c=25時(shí),整個(gè)反應(yīng)過程中包含Mg、Al分別與鹽酸的反應(yīng),H+與OH-的反應(yīng),Mg2+、Al3+分別與OH-的反應(yīng),Al(OH)3與OH-的反應(yīng),有6個(gè)離子反應(yīng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。9.DA項(xiàng),氨水不能使Al3+轉(zhuǎn)化為〖Al(OH)4〗-,不能使含鋁化合物與Mg(OH)2分離,則不能用氨水代替NaOH溶液;B項(xiàng),溶液a中不含Al3+;C項(xiàng),溶液b也含有KCl。10.A把FeO和鋁粉配成鋁熱劑,分成兩等份,一份在高溫下恰好完全反應(yīng)生成鐵與氧化鋁,由電子轉(zhuǎn)移守恒可知,2n(Fe)=3n(Al),然后將生成物與足量的稀鹽酸反應(yīng),鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵與氫氣,由電子轉(zhuǎn)移守恒可知n(H2)=n(Fe),所以n(H2)=32n(Al);另一份直接加入足量的NaOH溶液使之充分反應(yīng),鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成四羥基合鋁酸鈉與氫氣,由電子轉(zhuǎn)移守恒可知2n(H2)=3n(Al),所以n(H2)=32n(Al)。故兩種情況下生成氣體的物質(zhì)的量之比為1∶1,質(zhì)量比等于物質(zhì)的量之比也是111.CMg、Al失去電子變?yōu)殡x子,離子再結(jié)合OH-生成沉淀,則鎂鋁合金與鹽酸反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量等于其生成沉淀時(shí)結(jié)合的OH-的物質(zhì)的量,沉淀量最大時(shí)得到Mg(OH)2和Al(OH)3的混合物,則m(OH-)=(a+1.7)g-ag=1.7g,n(OH-)=0.1mol,電子轉(zhuǎn)移總數(shù)是0.1NA,A、B正確;沉淀量最大時(shí),溶液中n(Na+)=n(Cl-),此時(shí)HCl和氫氧化鈉的物質(zhì)的量相等,即2x=y,C錯(cuò)誤;電子轉(zhuǎn)移總數(shù)是0.1NA,若金屬全部是鎂,則鎂的質(zhì)量是1.2g,若金屬全部是鋁,則鋁的質(zhì)量是0.9g,因此D正確。12.〖答案〗(1)Al2O3+Na2CO3+4H2O2Na〖Al(OH)4〗+CO2↑(2)溶解、過濾鐵紅(3)CO2CO2+2〖Al(OH)4〗-2Al(OH)3↓+CO32-+H(4)Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),氯化銨中NH4+能與OH-反應(yīng),c(OH-(5)2AlCl3+6H2O2Al(OH)3↓+3H2↑+3Cl2↑〖解析〗礦渣粉碎后與純堿混合熔融,Al2O3、SiO2分別生成四羥基合鋁酸鈉、硅酸鈉。產(chǎn)品乙是紅棕色固體,應(yīng)是Fe2O3。根據(jù)已知信息MgO溶于水轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2,即殘?jiān)资荈e2O3和Mg(OH)2的