高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 專(zhuān)題3 常見(jiàn)金屬及其化合物 3.2 從鋁土礦到鋁合金（選考部分B版）蘇教版

第2單元 從鋁土礦到鋁合金(時(shí)間：45分鐘) 基礎(chǔ)過(guò)關(guān)題1化學(xué)在生產(chǎn)和日常生活中有著重要的應(yīng)用。下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 ()AMgO、Al2O3的熔點(diǎn)很高，可制作耐高溫材料，工業(yè)上也用其電解冶煉對(duì)應(yīng)的金屬B明礬水解形成的膠體能吸附水中懸浮物，可用于水的凈化C燃放煙花是利用了某些金屬元素的焰色反應(yīng)D鋁比鐵活潑，但鋁制品比鐵制品在空氣中耐腐蝕解析MgO的熔點(diǎn)很高，通常電解熔點(diǎn)較低的MgCl2制備Mg，A錯(cuò)誤； Al3水解生成的Al(OH)3膠體具有吸附性，能吸附水中的懸浮物，因而可用于水的凈化，B正確；Al的表面形成致密的氧化膜，可以保護(hù)Al不被進(jìn)一步腐蝕，D正確。答案A2相同質(zhì)量的下列物質(zhì)分別與等濃度的NaOH溶液反應(yīng)，至體系中均無(wú)固體物質(zhì)，消耗堿量最多的是 ()AAl BAl(OH)3 CAlCl3 DAl2O3解析假設(shè)上述四種物質(zhì)均為1 g，則物質(zhì)的量分別為 mol， mol， mol， mol，完全溶解轉(zhuǎn)化為NaAlO2時(shí)，所需NaOH的物質(zhì)的量分別為 mol、 mol，4 molmol，2 mol mol，所以選A。答案A3將等物質(zhì)的量的鎂和鋁均勻混合，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 ()A3 molL1鹽酸B4 molL1 HNO3溶液C5 molL1 NaOH溶液D18.4 molL1 H2SO4溶液解析B項(xiàng)中硝酸和D項(xiàng)中濃硫酸與金屬反應(yīng)不產(chǎn)生氫氣；C項(xiàng)中NaOH溶液只與鋁反應(yīng)而不與鎂反應(yīng)，而A項(xiàng)中鹽酸與鎂和鋁均能反應(yīng)，A項(xiàng)正確。答案A4有一塊鎂鋁合金，其中鎂與鋁的質(zhì)量比是89。加入足量稀H2SO4使其完全溶解后，再加入NaOH溶液，生成沉淀的質(zhì)量隨NaOH溶液體積變化的曲線(xiàn)如下圖，其中正確的是 ()解析鎂與鋁的質(zhì)量比是89，則其物質(zhì)的量之比是11，NaOH溶液過(guò)量后Al(OH)3完全溶解，只有Mg(OH)2，B錯(cuò)；等物質(zhì)的量的Mg(OH)2與Al(OH)3的質(zhì)量之比是5878，即剩余的Mg(OH)2的質(zhì)量小于沉淀最大質(zhì)量的1/2，排除C、D，故選A。答案A5某同學(xué)用同一種MgAl合金進(jìn)行甲、乙、丙三組實(shí)驗(yàn)，測(cè)得如下數(shù)據(jù)(鹽酸的物質(zhì)的量濃度相等)，下列分析推理不正確的是 ()實(shí)驗(yàn)序號(hào)甲乙丙合金質(zhì)量/mg255385459鹽酸體積/mL303030生成氣體體積(標(biāo)況)/mL280336336A. 甲組實(shí)驗(yàn)中鹽酸過(guò)量B乙組實(shí)驗(yàn)中鹽酸不足C合金中Mg、Al的物質(zhì)的量之比為11D鹽酸的物質(zhì)的量濃度為3.0 molL1解析對(duì)比甲、乙兩組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以看出，乙組所用的合金比甲組多，產(chǎn)生的H2也多，說(shuō)明甲組中的鹽酸未反應(yīng)完，鹽酸是過(guò)量的。從甲組的實(shí)驗(yàn)可知，每毫克合金與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生H2的體積為mL，若乙組的合金耗盡，應(yīng)生成H2的體積為385 mL423 mL，實(shí)際上只生成336 mL，說(shuō)明乙組中鹽酸不足。根據(jù)甲組的實(shí)驗(yàn)可求出合金中Mg、Al的物質(zhì)的量，設(shè)分別為 x mol、y mol。有24x27y0.255，x1.5y，聯(lián)立兩式，解得xy0.005，xy11。根據(jù)乙組的實(shí)驗(yàn)可求出鹽酸的物質(zhì)的量濃度：2c(HCl)0.03 L，c(HCl)1.0 molL1。綜上所述，A、B、C項(xiàng)推理正確，D項(xiàng)推理不正確。答案D6向含有a mol AlCl3的溶液中加入含b mol KOH的溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量不可能是 ()Aa mol Bb molC. mol D(4ab)mol解析解答本題首先要明確鋁鹽與堿反應(yīng)的原理及二者量與產(chǎn)物的關(guān)系。a mol AlCl3完全轉(zhuǎn)化為Al(OH)3時(shí)所需的KOH的物質(zhì)的量為3a mol，且沉淀最大值為a mol。故A有可能出現(xiàn)。當(dāng)b<3a時(shí)，KOH不足，此時(shí)nAl(OH)3n(KOH) mol，故C可能，B不可能；當(dāng)3a<b<4a時(shí)Al33OH=Al(OH)3a mol3a mola molAl(OH)3OH=AlO2H2O(b3a) mol(b3a)mol剩余沉淀為：a mol(b3a)mol(4ab)mol，故D可能。答案B7. 向一定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，生成沉淀Al(OH)3的量隨AlCl3加入量的變化關(guān)系如圖所示。則下列離子組在對(duì)應(yīng)的溶液中一定能大量共存的是 ()Aa點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中：Na、Fe3、SO、HCOBb點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中：Na、S2、SO、ClCc點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中：Ag、Ca2、NO、FDd點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中：K、NH、I、CO解析向NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液時(shí)，發(fā)生反應(yīng)Al34OH=AlO2H2O，3AlOAl36H2O=4Al(OH)3。a點(diǎn)時(shí)溶液中有大量的OH，A項(xiàng)中的Fe3、HCO不能大量存在。b點(diǎn)時(shí)溶質(zhì)為NaCl和NaAlO2，B項(xiàng)中的所有離子可以大量共存。c點(diǎn)時(shí)溶質(zhì)為NaCl，C項(xiàng)中的Ag不能大量存在，且F和Ca2因能生成難溶的CaF2也不能大量共存。d點(diǎn)時(shí)溶質(zhì)為NaCl和AlCl3，Al3與D項(xiàng)中的CO因發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)而不能大量共存。答案B應(yīng)試提升題8某溶液中可能含有大量的Mg2、Al3、H、Cl和少量OH，向該溶液中逐滴加入0.5 molL1 NaOH溶液，生成沉淀的質(zhì)量和加入NaOH溶液的體積之間的關(guān)系如下圖所示，則可判斷原溶液中 ()A有Mg2，沒(méi)有Al3 B有Al3，沒(méi)有Mg2C有Mg2和Al3 D有大量的H、Mg2和Al3解析由圖可以看出，當(dāng)加入NaOH溶液時(shí)，馬上就有沉淀產(chǎn)生(由原點(diǎn)開(kāi)始)，可確定原溶液中無(wú)大量H；產(chǎn)生的沉淀有部分可以溶解，可證明原溶液中一定有Mg2和Al3。答案C9室溫下，在0.2 molL1 Al2(SO4)3溶液中，逐滴加入1.0 molL1 NaOH溶液，實(shí)驗(yàn)測(cè)得溶液pH隨NaOH溶液體積變化曲線(xiàn)如下圖，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()Aa點(diǎn)時(shí)，溶液呈酸性的原因是Al3水解，離子方程式為： Al33OHAl(OH)3Bab段，溶液pH增大，Al3濃度不變Cbc段，加入的OH主要用于生成Al(OH)3沉淀Dd點(diǎn)時(shí)，Al(OH)3沉淀開(kāi)始溶解解析A項(xiàng)，a點(diǎn)時(shí)，即為Al2(SO4)3溶液，由于Al3水解：Al33H2O Al(OH)33H，溶液呈酸性，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，ab段，主要是滴入的NaOH溶液中和了水解生成的H，c(H)減小，溶液pH增大，另外，一方面，c(H)減小一定程度上促進(jìn)了Al3的水解，另一方面溶液體積增大，故c(Al3)減小，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，bc段，pH變化緩慢，主要發(fā)生反應(yīng)：Al33OH= Al(OH)3，正確；D項(xiàng)，c點(diǎn)后pH變化較快的一段，為Al3沉淀完全，Al(OH)3未溶解而c(OH)增大的過(guò)程，d點(diǎn)前pH變化較緩慢的一段反應(yīng)為：Al(OH)3OH=AlO2H2O，故d點(diǎn)時(shí)，Al(OH)3已完全溶解，錯(cuò)誤。答案C10鋁土礦的主要成分為氧化鋁、氧化鐵和二氧化硅，工業(yè)上經(jīng)過(guò)下列工藝可以冶煉金屬鋁：下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 ()A中除加試劑外，還需要進(jìn)行過(guò)濾操作Ba、b中鋁元素的化合價(jià)相同C中需要通入過(guò)量的氨氣D進(jìn)行的操作是加熱，而且d一定是氧化鋁解析反應(yīng)后的體系中含有固體二氧化硅，需要過(guò)濾除去，反應(yīng)后的體系中有氫氧化鐵沉淀，需要過(guò)濾除去，A正確；a、b中Al元素分別以AlCl3和NaAlO2形式存在，其中鋁元素的化合價(jià)都是3價(jià)，B正確；由NaAlO2制備氫氧化鋁需要通入過(guò)量二氧化碳，C錯(cuò)誤；由氫氧化鋁制備氧化鋁，加熱即可，D正確。答案C11(義烏模擬)某混合物A，含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3，在一定條件下可實(shí)現(xiàn)下列物質(zhì)之間的變化：據(jù)此回答下列問(wèn)題：(1)、四步中分離溶液和沉淀采用的相同的操作是_ _。(2)寫(xiě)出下列B、C、D、E所含物質(zhì)的化學(xué)式：固體B_；沉淀C_；沉淀D_；溶液E_。(3)寫(xiě)出、四個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式。_；_；_；_。解析由混合物A的成分可知制取固體B的流程為其中、四步中共同的操作為過(guò)濾。答案(1)過(guò)濾(2)Al2O3Al2O3和Fe2O3Fe2O3K2SO4和(NH4)2SO4(3)Al2O32OH=2AlOH2OAl33NH3H2O=Al(OH)33NHAlOHH2O=Al(OH)32Al(OH)3Al2O33H2O12實(shí)驗(yàn)室采用MgCl2、AlCl3的混合溶液與過(guò)量氨水反應(yīng)制備MgAl2O4，主要流程如下：(1)為使Mg2、Al3同時(shí)生成沉淀，應(yīng)先向沉淀反應(yīng)器中加入_(填“A”或“B”)，再滴加另一反應(yīng)物。(2)如下圖所示，過(guò)濾操作中的一處錯(cuò)誤是_。(3)判斷流程中沉淀是否洗凈所用的試劑是_。高溫焙燒時(shí)，用于盛放固體的儀器名稱(chēng)是_。(4)無(wú)水AlCl3(183 升華)遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧，實(shí)驗(yàn)室可用下列裝置制備。裝置B中盛放飽和NaCl溶液，該裝置的主要作用是_ _。F中試劑的作用是_，用一件儀器裝填適當(dāng)試劑后也可起到F和G的作用，所裝填的試劑為_(kāi)。解析本題考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)、裝置圖識(shí)別、基本操作等知識(shí)。(1)Mg2、Al3同時(shí)生成沉淀，則先加入氨水。(2)過(guò)濾時(shí)漏斗下端尖嘴沒(méi)有緊靠燒杯內(nèi)壁。 (3)檢驗(yàn)沉淀是否洗凈可向洗滌液中加入AgNO3溶液，觀察是否有沉淀產(chǎn)生。高溫焙燒在坩堝中進(jìn)行。(4)裝置B中飽和NaCl溶液用于除去氯氣中HCl，F(xiàn)盛裝濃硫酸，防止水蒸氣進(jìn)入E。用干燥管盛裝堿石灰可以起到F和G的作用。答案(1)B(2)漏斗下端尖嘴沒(méi)有緊靠燒杯內(nèi)壁(3)AgNO3溶液(或硝酸酸化的AgNO3溶液)坩堝(4)除去氯氣中HCl防止水蒸氣進(jìn)入E堿石灰(或NaOH與CaO混合物)13鋁是現(xiàn)今人類(lèi)生產(chǎn)生活中使用廣泛性?xún)H次于鐵的重要金屬。工業(yè)上常以“鋁土礦”為原料來(lái)冶煉金屬鋁。已知：鋁土的主要成分是Al2O3(其中含有Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))。為了檢測(cè)某“鋁土礦”樣中Al2O3的含量，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)過(guò)程：取礦樣10.0 g加入過(guò)量稀鹽酸溶解(假定其他未知成分的雜質(zhì)都不溶于鹽酸，也不和鹽酸反應(yīng))，過(guò)濾棄去不溶殘?jiān)V液稀釋并在250 mL容量瓶中定容后，取25.0 mL逐滴滴加2.0 molL1的NaOH溶液，得到如圖所示的變化關(guān)系。請(qǐng)根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)回答下列問(wèn)題：(1)寫(xiě)出滴加NaOH溶液2430 mL時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_。(2)最后所得不溶于NaOH溶液的沉淀的化學(xué)式為_(kāi)，其物質(zhì)的量為_(kāi)。(3)該鋁土礦樣中Al2O3的質(zhì)量百分含量為_(kāi)。(4)工業(yè)上制取金屬鋁的化學(xué)反應(yīng)原理可表示為2Al2O3(熔融)4Al3O2用10.0 t“鋁土礦”樣提純所得的Al2O3(提純過(guò)程的損耗忽略不計(jì))進(jìn)行電解，理論上最多可制得金屬鋁_ t，假定Al2O3在熔融狀態(tài)完全電離為Al3和O2，則電解過(guò)程的陽(yáng)極反應(yīng)式為_(kāi)。解析(1)滴加NaOH溶液2430 mL段Al(OH)3逐漸溶解，離子方程式為Al(OH)3OH=AlO2H2O。(2)中加入過(guò)量鹽酸過(guò)濾后得到的濾液中含有AlCl3、FeCl3和HCl，不溶殘?jiān)鼮镾iO2，中滴加NaOH溶液至過(guò)量得到的沉淀為Fe(OH)3，溶液中含有NaOH、NaAlO2和NaCl。根據(jù)2430 mL段，n(Al3)nAl(OH)32.0 molL10.006 L0.012 mol，根據(jù)Fe33OH=Fe(OH)3、Al33OH=Al(OH)3，則3n(Al3)3n(Fe3)(243)103 L2.0 molL10.042 mol，故n(Fe3)(0.042 mol0.012 mol3)0.002 mol，故Fe(OH)30.002 mol。(3)10.0 g礦樣中n(Al2O3)0.012 mol100.06 mol，故Al2O3的質(zhì)量百分含量為100%61.2%。(4)根據(jù)Al2O32Al，用10.0 t鋁土礦樣提純并電解，制得金屬鋁的質(zhì)量為 10.0 t61.2%3.24 t。電解熔融Al2O3時(shí)陽(yáng)極為O2放電，電極反應(yīng)式為2O24e=O2。答案(1)Al(OH)3OH=AlO2H2O(2)Fe(OH)32.00103 mol(3)61.2%(4)3.242O24e=O2