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第7讲铝及其化合物A组基础题组1.(2017北京门头沟一模,6)根据所给的信息和标志,判断下列说法不正确的是()ABCD神农本草经记载,麻黄能“止咳逆上气”“84”消毒液主要成分是NaClO易拉罐主要成分是金属铝贴有该标志的物品是可回收物古代中国人已用麻黄治疗咳嗽用于杀菌消毒和衣物的洗涤漂白不可以用氢氧化钠溶液将其溶解废纸、塑料、玻璃、金属均可回收2.(2017北京房山期末,20)下列说法正确的是()A.电解氯化镁溶液,可制得金属镁B.测定氢氧化钠是离子化合物时,可将氢氧化钠固体放在石英坩埚中加热熔化C.向FeCl3溶液中加入Mg粉,可观察到有气泡产生D.在某钠盐溶液中加入澄清石灰水,若有白色沉淀生成,则该钠盐一定是Na2CO33.镓(Ga)与铝同主族,曾被称为“类铝”,其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业制备镓的流程如下图所示:下列判断不合理的是()A.Al、Ga均处于A族B.Ga2O3可与盐酸反应生成GaCl3C.Ga(OH)3可与NaOH反应生成NaGaO2D.酸性:Al(OH)3Ga(OH)34.(2017北京朝阳二模,10)下列实验方案能达到实验目的的是()选项目的实验方案A比较Mg、Al的金属性将去除氧化膜的镁条、铝片分别放入沸水中B鉴别MgCl2和 AlCl3溶液将过量稀氨水分别滴入MgCl2和 AlCl3溶液中C证明苯环对羟基活性的影响分别向苯和苯酚溶液中滴加饱和溴水D比较浓度对反应速率的影响将同体积、不同浓度的KMnO4溶液、稀H2SO4与同体积、同浓度的H2C2O4溶液混合5.(2017北京东城一模,8)下列解释事实的方程式不正确的是()A.金属钠露置在空气中,光亮表面颜色变暗:4Na+O2 2Na2OB.铝条插入烧碱溶液中,开始没有明显现象:Al2O3+2OH- 2AlO2-+H2OC.硫酸铵溶液与氢氧化钡溶液混合,产生气体:NH4+OH- NH3+H2OD.碘化银悬浊液中滴加硫化钠溶液,黄色沉淀变成黑色:2AgI+S2- Ag2S+2I-6.(2017北京朝阳期中,19)以Mg和不同盐溶液间的反应为实验对象,探究Mg与盐溶液反应的多样性。实验向试管中加2 mL溶液实验现象实验:0.1 mol/L AgNO3溶液镁条表面迅速覆盖一层疏松的黑色固体,有少量气泡产生实验:2 mol/L NH4Cl溶液反应开始时产生大量气体(经检验其中含有H2),一段时间后产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体实验:pH=8.2的NaHCO3溶液产生大量气体(经检验其中含有H2和CO2)和白色晶体(1)对实验进行研究:推测实验中黑色固体为Ag,发生反应的离子方程式为。确认黑色固体为Ag的实验方法是 。(2)对实验进行研究:反应开始时产生H2的原因可能是:. 。. Mg和NH4+直接反应。“一段时间后”产生的气体中一定含有。为进一步研究NH4Cl溶液的作用,设计如下实验:实验操作现象实验用1 mol/L (NH4)2SO4溶液重复实验产生气体的速率慢于实验实验用2 mol/L (NH4)2SO4溶液重复实验产生气体的速率与实验相当结合实验、,可以得出的结论是。(3)对实验进行研究:推测在pH=8.2的溶液中,若无HCO3-,则H+和Mg反应的程度很小。通过实验证实了推测,其方案是。经检验,白色晶体为碱式碳酸镁Mg2(OH)2CO3,结合化学平衡移动原理,分析其产生的原因: 。(4)上述实验中,Mg与盐溶液反应呈现多样性的原因有:.盐溶液中阳离子氧化性的相对强弱;.盐溶液中阴离子的催化作用;.。B组提升题组7.某同学利用下列实验探究金属铝与铜盐溶液的反应: 下列说法正确的是()A.由实验1可以得出结论:金属铝的活泼性弱于金属铜B.实验2中生成红色物质的离子方程式:Al+Cu2+ Al3+CuC.溶液中阴离子种类不同是导致实验1、2 出现不同现象的原因D.由上述实验可推知:用砂纸打磨后的铝片分别与H+浓度均为0.2 molL-1的盐酸和硫酸反应,后者更剧烈8.(2017北京海淀一模,11)向3 molL-1盐酸中加入打磨后的镁条,一段时间后生成灰白色固体X,并测得反应后溶液pH升高。为确认固体X的成分,过滤、洗涤后进行实验:向固体X中加入足量硝酸,固体溶解,得到无色溶液,将其分成两等份;向其中一份无色溶液中加入足量AgNO3溶液,得到白色沉淀a;向另一份无色溶液中加入足量NaOH溶液,得到白色沉淀b。下列分析不正确的是()A.溶液pH升高的主要原因:Mg+2H+ Mg2+H2B.生成沉淀a的离子方程式:Ag+Cl- AgClC.沉淀b是Mg(OH)2D.若a、b的物质的量关系为n(a)n(b)=13,则可推知固体X的化学式为Mg3(OH)6Cl9.某同学在实验室利用氢氧化钠、盐酸分离铁粉和铝粉的混合物,物质转化关系如下图所示:下列说法不正确的是()A.x为NaOH溶液,y为盐酸B.ab发生的反应为:AlO2-+H+H2O Al(OH)3C.bcAl的反应条件分别为:加热、通电D.a、b、c既能与酸反应又能与碱反应10.(2017北京海淀期末,17)一种利用铝土矿(含有氧化铝和杂质)生产氧化铝纯品的工业流程如下:(1)过程,发生反应的离子方程式是。(2)过程,用一定浓度的NaHCO3溶液处理碱浸后滤液,所得溶液pH和Al(OH)3的生成量随加入NaHCO3溶液体积变化的曲线如下:加入NaHCO3溶液体积小于8 mL时,发生主要反应的离子方程式是。过程生成Al(OH)3的离子方程式是。(3)过程,电解Na2CO3溶液的装置如下图所示。阴极的电极反应式是 。简述阳极液生成的原理:。11.(2018北京朝阳期中)以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料生产铝和氮化铝的一种工艺流程如下(已知:SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀)。(1)操作、为。(2)“碱溶”过程中,Al2O3溶解的离子方程式为。(3)溶液a中加入NaHCO3后反应的离子方程式为 。(4)电解熔融Al2O3制备Al的过程中,石墨阳极易消耗,原因是。(5)取一定量的样品,用以下装置测定样品中AlN的纯度(夹持装置已略去)。打开K2,加入NaOH浓溶液,至不再产生NH3。打开K1,通入N2一段时间。实验中需要测定的数据是。由于装置存在缺陷,导致测定结果偏高,请提出改进方法:。答案精解精析A组基础题组1.C易拉罐的主要成分是金属铝,金属铝可以与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2,可以用氢氧化钠溶液溶解易拉罐。2.CA项,镁离子在溶液中不放电,故电解氯化镁溶液得不到金属镁,可电解熔融的氯化镁制得金属镁;B项,石英的主要成分是二氧化硅,氢氧化钠能和二氧化硅反应造成石英坩埚被腐蚀,故不能放在石英坩埚中加热熔化氢氧化钠固体;C项,氯化铁溶液显酸性,而金属镁非常活泼,能和氢离子反应生成氢气,故有气泡产生;D项,NaHCO3也能与澄清石灰水反应产生白色沉淀。3.DNaAlO2、NaGaO2溶液中通入适量的二氧化碳(相当于碳酸),只析出Al(OH)3,所以酸性:Al(OH)3Ga(OH)3。4.AA项,Mg和沸水迅速反应,Al和沸水反应较慢,由此可以得出镁和铝的金属性强弱;B项,向MgCl2和 AlCl3溶液中分别加入过量稀氨水,都会生成白色沉淀,无法鉴别MgCl2和 AlCl3溶液;C项,要证明苯环对羟基活性的影响,则反应应该发生在羟基上,题目中给出的实验方案的反应发生在苯环上,故不能达到实验目的;D项,要探究浓度对化学反应速率的影响,需要将同体积、不同浓度的草酸溶液滴加到同体积、同浓度的酸性高锰酸钾溶液中。5.CA项,金属钠露置在空气中表面变暗是因为发生了反应4Na+O2 2Na2O;B项,铝条表面有氧化膜,插入烧碱溶液中开始时发生的反应是Al2O3+2OH- 2AlO2-+H2O,所以无明显现象;C项,硫酸铵溶液与氢氧化钡溶液混合发生的反应是Ba2+2OH-+2NH4+SO42- BaSO4+2NH3+2H2O;D项,碘化银悬浊液中滴加硫化钠溶液发生的反应是2AgI+S2- Ag2S+2I-。6.答案(1)2Ag+Mg 2Ag+Mg2+将黑色固体过滤、洗涤,向其中加入稀HNO3,黑色固体溶解并产生无色气体,无色气体遇空气后变成红棕色,向所得溶液中滴加NaCl溶液,生成白色沉淀(2)NH4+水解使溶液呈酸性,H+与Mg反应生成H2NH3、H2和SO42-相比,Cl-更有利于Mg和铵盐溶液反应产生H2(3)用pH=8.2的NaOH溶液重复实验NaHCO3溶液中存在HCO3- H+CO32-,Mg与溶液中的H+反应,使c(H+)减小,c(CO32-)增大。同时NaHCO3溶液中也存在HCO3-+H2O H2CO3+OH-,Mg2+、OH-和CO32-共同结合为难溶的Mg2(OH)2CO3(4)Mg的还原性或含Mg生成物的溶解性解析(1)Mg和Ag+发生置换反应,离子方程式为2Ag+Mg 2Ag+Mg2+;(2)NH4+水解使溶液呈酸性,Mg与H+反应放出H2;NH4+H2O NH3H2O+H+,因Mg消耗H+而使平衡正向移动,NH3H2O浓度增加至一定程度时分解,故“一段时间后”产生的气体除H2外,还应该有NH3;通过三个实验的对比,可以推出:和SO42-相比,Cl-更有利于Mg和铵盐溶液反应产生H2;(3)碱性溶液中有OH-,为防止其他离子的干扰,可用pH=8.2的NaOH溶液重复实验。B组提升题组7.CA项,金属铝的活泼性强于铜;B项,电荷不守恒,正确的离子方程式为3Cu2+2Al 3Cu+2Al3+;C项,对比实验1、2可知,产生不同现象的原因是溶液中的阴离子不同;D项,由实验可知,Cl-可以加快Al的反应,所以用砂纸打磨后的铝片与盐酸反应更剧烈。8.DA项,因为镁与盐酸反应消耗H+,故溶液的pH升高;B项,加入足量的硝酸银溶液生成不溶于稀硝酸的白色沉淀,则该沉淀为氯化银,发生反应的离子方程式为Ag+Cl- AgCl;C项,实验中加入足量的氢氧化钠溶液生成的白色沉淀为Mg(OH)2;D项,若a、b的物质的量关系为n(a)n(b)=13,则X中n(Cl-)n(Mg2+)=13,结合化合物中各元素正、负化合价的代数和为零可得固体X的化学式为Mg3(OH)5Cl。9.D铁铝混合物与试剂x反应后,过滤可得到铁,则x为NaOH溶液,y为盐酸,A正确;ab为NaAlO2与盐酸的反应,离子方程式为AlO2-+H+H2O Al(OH)3,B正确;Al(OH)3受热分解可得到Al2O3,电解熔融Al2O3可制得Al,故C正确;NaAlO2不能与碱反应,故D不正确。10.答案(1)Al2O3+2OH- 2AlO2-+H2O(2)OH-+HCO3- CO32-+H2OHCO3-+AlO2-+H2O Al(OH)3+CO32-(3)2H2O+2e- 2OH-+H22H2O-4e- O2+4H+,溶液中c(H+)增大,发生反应:CO32-+H+ HCO3-,部分Na+透过离子交换膜向阴极移动,最终获得含NaHCO3的阳极液解析(1)过程,铝土矿中的氧化铝与碱反应生成AlO2-和水,反应的离子方程式为Al2O3+2OH- 2AlO2-+H2O。(2)加入NaHCO3溶液体积小于8 mL时,没有氢氧化铝沉淀生成,主要反应的离子方程式为OH-+HCO3- CO32-+H2O;HCO3-与AlO2-发生反应生成氢氧化铝沉淀和CO32-,离子方程式为HCO3-+ AlO2-+H2O Al(OH)3+CO32-。(3)根据图像可知,阴极上溶液中的水放电生成H2,电极反应式为2H2O+2e- 2OH-+H2;阳极上水放电生成O2:2H2O-4e- O2+4H+,溶液中c(H+)增大,发生反应:CO32-+H+ HCO3-,部分Na+透过离子交换膜向阴极移动,最终获得含NaHCO3的阳极液。11.答案(1)过滤(2)Al2O3+2OH-2AlO2-+H2O(3)AlO2-+HCO3-+H2OAl(OH)3+CO32-(OH-+HCO3-CO32-+H2O)(4)石墨发生氧化反应(5)AlN样品的质量以及装置C在吸收NH3前后的质量在C后连接一个装有碱石灰的干燥管(其他改进装置合理也可)解析(1)操作、均为分离固体与液体,常用过滤法。(2)“碱溶”过程中,NaOH溶液与Al2O3反应的离子方程式为Al2O3+2OH-2AlO2-+H2O。(4)电解熔融Al2O3制备Al的过程中,石墨阳极发生氧化反应,易消耗。(5)欲测定样品中AlN的纯度,需要测定AlN样品的质量,以及装置C在吸收NH3前后的质量。装置C直接与空气相通,容易吸收空气中的水蒸气使测得氨气质量不准确,导致测定结果偏高,故应该在C后连接一个装有碱石灰的干燥管,防止空气进入装置C。
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