2019-2020年高考化学一轮复习 课时18 铝及其化合物检测与评估.docx

2019-2020年高考化学一轮复习 课时18 铝及其化合物检测与评估一、 单项选择题1. 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MgO2. 下列离子方程式不正确的是 ()A. 铝片碱洗时常有气泡:2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2B. Al2O3溶于氨水:Al2O3+2OH-2Al+H2OC. AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液:Al3+4OH-Al+2H2OD. 实验室用铝盐制Al(OH)3:Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3N3. 铝是一种很重要的金属，可以发生一系列反应制备物质。下列说法错误的是 ()A. 反应又称铝热反应，曾用于野外焊接铁轨B. 利用反应都能产生氢气，产生等量氢气消耗Al的质量也相等且转移电子数也相等C. 常用反应制备Al(OH)3，方法是向Al2(SO4)3溶液中滴加NaOH溶液至恰好完全沉淀D. 工业上常用反应制备金属铝，制备过程中常加入冰晶石以降低Al2O3的熔点4. 向MgCl2和AlCl3的混合溶液中加入氢氧化钠溶液，所得沉淀的物质的量(n)与加入氢氧化钠溶液的体积(V)关系如右图所示。则下列说法正确的是 ()A. a、c两点沉淀物成分相同，d、e两点沉淀物成分相同 B. 在反应过程中，各状态点溶液的pH大小顺序:edcab C. bc段与cd段溶液中阴离子的物质的量相等 D. 在d点，向溶液中加入盐酸，沉淀量将减少 5. 元素及其化合物丰富了物质世界，下列说法不正确的是 ()A. Al2O3熔点很高，可用作耐火材料B. NaOH溶液和AlCl3溶液相互滴加的现象不同C. 金属比非金属易失电子，所以金属可以置换非金属，而非金属不能置换金属D. 等量的铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，生成的氢气是一样多的6. 下列化学实验操作，正确的是 ()A. 将一块带有氧化膜的铝片浸入到浓烧碱溶液中，当恰好全部反应完毕时，再将生成的溶液加热蒸干，便得到了纯净的NaAlO2B. 向NaAlO2溶液中加入适量的AlCl3溶液，将所得沉淀过滤、洗涤、加热灼烧，便得到纯净的化合物Al(OH)3C. 将铝块放入过量盐酸中，待反应结束加热溶液至无液体，其剩余固体为AlCl3D. 向AlCl3溶液中加入足量氨水进行反应，将所得沉淀过滤、洗涤、灼烧去掉水分，不能得到纯净的Al2O37. 等质量的铝分别与足量的NaOH、盐酸反应，两者生成的H2体积比为 ()A. 11B. 21C. 12D. 238. 把一块镁铝合金投入到1 molL-1盐酸里，待合金完全溶解后，再往溶液里加入1 molL-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下图所示。下列说法中错误的是 ()A. 无法确定盐酸的体积B. a的取值范围为0a50C. 当a值为30时，b值为0.02D. 当a值为10时，b值为0.03二、 非选择题9. (xx大纲全国卷)铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下:以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下:回答下列问题:(1) 写出反应1的化学方程式:。(2) 滤液中加入CaO生成的沉淀是，反应2的离子方程式为 。(3) E可作为建筑材料，化合物C是，写出由D制备冰晶石的化学方程式: 。(4) 电解制铝的化学方程式是，以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成分是。10. 由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下: (注 :NaCl熔点为801 ;AlCl3在181 升华)(1) 精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为，。(2) 将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有;固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在。(3) 在用废碱液处理A的过程中，所发生反应的离子方程式为 。(4) 镀铝电解池中，金属铝为极，熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以AlC和Al2C形式存在，铝电极的主要电极反应式为。(5) 钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是 。11. (xx四川高考改编)明矾石经处理后得到明矾KAl(SO4)212H2O。从明矾制备 Al、K2SO4和H2SO4的工艺过程如下所示:焙烧明矾的化学方程式为4KAl(SO4)212H2O+3S2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O。请回答下列问题:(1) 在焙烧明矾的反应中，还原剂是 。(2) 从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是 。(3) 高纯氧化铝可用于制高压钠灯的陶瓷管。实验室制取高纯氧化铝的流程如下:配制硫酸铝溶液时，需用硫酸酸化，酸化的目的是 。结晶操作中，母液经蒸发浓缩至溶液表面刚出现薄层的结晶为止，冷却结晶，得到铵明矾(含结晶水)。母液不能蒸干的原因是 。(4) 以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2，该电池反应的化学方程式是。12. 石墨在材料领域有重要应用。某初级石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质。设计的提纯与综合利用工艺如下:(注:SiCl4的沸点为57.6 ，金属氯化物的沸点均高于150 )(1) 向反应器中通入Cl2前，需通一段时间N2，主要目的是。(2) 高温反应后，石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物。气体中的碳氧化物主要为。由气体中某物得到水玻璃的化学方程式为 。(3) 步骤为:搅拌、。所得溶液中的阴离子有。(4) 由溶液生成沉淀的总反应的离子方程式为，100 kg初级石墨最多可能获得的质量为kg。(5) 石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成右图防腐示意图，并作相应标注。课时18铝及其化合物1. B【解析】A项、C项、D项均是利用Al、Al(OH)3、Al2O3与烧碱反应的原理进行除杂,均正确;B项,Fe3+、Al3+与氨水均生成沉淀,错误。2. B【解析】Al2O3是两性氧化物,能溶于强酸和强碱,但不溶于氨水。3. C【解析】根据铝热反应的作用,A项的说法正确;铝与酸碱反应都生成+3价的铝,即转移的电子数相同,故生成的氢气量也相同,B项的说法正确;实验室常用铝盐与弱碱氨水反应,不用强碱NaOH溶液反应,C项的说法错误;D项的说法正确。4. A【解析】d、e点的沉淀物都是氢氧化镁,A项正确;b点时铝的存在形式为Al(OH)3,镁的存在形式为Mg(OH)2,其pH大于a点,B项错误;由b到d点溶液中c(Al)不断增大,C项错误;d点时,铝的存在形式为Al,加入盐酸发生反应:Al+H+H2OAl(OH)3,沉淀量增加,D项错误。 5. C【解析】非金属也能置换金属,如C与氧化铜反应。6. A【解析】B项在灼烧条件下,Al(OH)3分解为Al2O3和H2O,得到的是Al2O3。C项也是对AlCl3溶液加热、蒸干,会有Al2O3产生。D项可以得到纯净的Al2O3。7. A【解析】从Al与NaOH、盐酸反应的方程式可得,等量的铝得到的H2的量相同。8. A【解析】解答本题时应注意以下三点:当沉淀量达最大值时,溶液中的溶质只有NaCl;结合曲线的拐点和NaOH的体积求出Al的量;根据各物质间的反应关系分析a值。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),故盐酸的体积为80 mL;B项,若镁铝合金恰好与盐酸反应,则a=0,由图像知,加入的8090 mL 的NaOH溶液用于溶解Al(OH)3,得nAl(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a50,综合分析得:0a50;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AC项。9. (1) 2NaOH+SiO2Na2SiO3+H2O、2NaOH+Al2O32NaAlO2+H2O(2) CaSiO32Al+CO2+3H2O2Al(OH)3+C或Al+CO2+2H2OAl(OH)3+HC(3) 浓硫酸12HF+3Na2CO3+2Al(OH)32Na3AlF6+3CO2+9H2O(4) 2Al2O3(熔融) 4Al+3O2O2、CO2(或CO)【解析】 (1) 反应1为铝土矿中的Al2O3、SiO2与NaOH反应。(2) 滤液含Si、Al,加入CaO后,与水反应生成Ca(OH)2,Ca2+与Si反应生成CaSiO3;滤液中离子为Al,能与CO2、H2O反应生成Al(OH)3。(3) E为建筑材料硫酸钙,结合转化关系可确定C为浓硫酸;气体D为HF,再结合转化关系,可完成化学方程式。(4) 电解氧化铝制备铝,以石墨为阳极,2O2-4e-O2,高温条件下,石墨可能被O2氧化生成CO2或CO,故混合气体为O2、CO2或CO。10. (1) 2Al+Fe2O32Fe+Al2O34Al+3SiO23Si+2Al2O3(2) HCl、AlCl3NaCl(3) H+OH-H2O;Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O(4) 阳Al+4Cl-3e-AlC;2Al+7Cl-6e-Al2C(5) 钢铁表面的致密氧化铝膜能阻止内部钢材接触空气,从而防止钢材被腐蚀【解析】(1) 铝能置换氧化铁中的铁单质和石英砂中的硅单质,发生的反应分别为2Al+Fe2O32Fe+Al2O3,4Al+3SiO23Si+2Al2O3。(2) 因为粗铝中存在氢气,高温下通入氯气会发生反应生成氯化氢,同时部分铝单质与氯气反应生成AlCl3气体,所以气泡中还存在HCl和AlCl3气体;氯气与钠反应生成NaCl,NaCl熔点为801 ,精炼温度只有700 ,所以浮渣中肯定存在NaCl。(3) 气体冷凝以后只剩余氯气和氯化氢,所以用碱液吸收时发生反应的离子方程式为H+OH-H2O;Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O。(4) 电镀时,镀层金属为阳极,所以金属铝为阳极;其电极反应式为Al+4Cl-3e-AlC;2Al+7Cl-6e-Al2C。(5) 钢材表面的致密氧化铝膜能阻止内部钢材接触空气,从而防止钢材被腐蚀。11. (1) S(硫)(2) 蒸发结晶(3) 抑制Al3+水解减少可溶性杂质析出和防止Al3+水解(4) Al+3NiO(OH)+NaOH+H2ONaAlO2+3Ni(OH)2【解析】 (1) 结合明矾煅烧的化学方程式可知,S的化合价升高,被氧化,作还原剂。(2) 从溶液中得到晶体的方法为蒸发结晶。(3) 硫酸铝是强酸弱碱盐,水解呈酸性,加入硫酸酸化,可抑制硫酸铝中Al3+的水解。母液蒸发浓缩时,当有大量晶体析出时加热温度较高,Al3+易水解,需要冷却,同时避免可溶性杂质析出。(4) 利用题中放电时信息可知NiO(OH)作正极(放电时发生还原反应),则Al作负极,因电解质溶液为NaOH,则放电时Al电极发生氧化反应生成NaAlO2,由此容易写出电池的总反应方程式。12. (1) 排除装置中的空气 (2) CO SiCl4+6NaOHNa2SiO3+4NaCl+3H2O (3) 过滤Al和Cl-(4) Al+CH3COOCH2CH3+2H2OCH3COO-+CH3CH2OH+Al(OH)37.8(5)【解析】 (1) 通入N2的目的是为了排除装置中的空气(特别是氧气),防止在高温时石墨与氧气反应。(2) 高温反应后,SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO分别转化为SiCl4、AlCl3、FeCl3、MgCl2。因为石墨是过量的,故高温条件下,C和SiO2、Fe2O3反应生成的是CO。由于SiCl4的沸点为57.6 ,低于80 ,故气体为SiCl4,在NaOH溶液中水解生成Na2SiO3和NaCl: SiCl4+6NaOHNa2SiO3+4NaCl+3H2O。(3) AlCl3、FeCl3、MgCl2的沸点均高于150 ,在80 下变为固体, AlCl3、FeCl3、MgCl2和过量NaOH反应后生成NaAlO2、Fe(OH)3、Mg(OH)2和NaCl,通过过滤将沉淀Fe(OH)3和Mg(OH)2滤出,得到的溶液主要含NaAlO2和NaCl。(4) NaAlO2发生水解导致溶液显碱性:NaAlO2+2H2OAl(OH)3+NaOH,加入乙酸乙酯后,发生水解:CH3COOCH2CH3+NaOHCH3COONa+CH3CH2OH,促使NaAlO2彻底水解生成Al(OH)3沉淀。溶液转化为沉淀的反应为NaAlO2+2H2O+CH3COOCH2CH3Al(OH)3+CH3COONa+CH3CH2OH。根据Al原子守恒,可知100 kg初级石墨可得mAl(OH)3=278 gmol-1=7.8 kg。(5) 水体中铜件的电化学防腐利用了电解保护法,该方法中石墨作阳极,铜件作阴极,即外加电流的阴极保护法;若将石墨与铜件直接相连,形成原电池,则铜作负极被氧化,所以不可采用。