高考化學總復習 配餐作業(yè)7 鋁及其化合物

鋁及其化合物 A組全員必做題 1.下列敘述中錯誤的是(　　) A．Al(OH)3能與NaOH溶液反應，則Al(OH)3也能與氨水反應 B．Al、Al2O3、Al(OH)3都可溶于NaOH溶液和鹽酸中 C．向AlCl3溶液中滴加氨水，產生白色沉淀；再加過量NaHSO4溶液，沉淀消失 D．能用同一離子方程式表示氨水滴入Al2(SO4)3溶液和Al2(SO4)3溶液滴入濃氨水的反應 解析：NH3H2O是弱堿不能與Al(OH)3反應，A項錯、D項正確；NaHSO4溶液顯強酸性，C項正確。 答案：A 2．下列裝置用于實驗室以硫酸鋁制取一定量Al2O3，能達到實驗目的的是(　　) 　　　　　　　 　　　　　　 A．稱量樣品　　　　　　 B．樣品溶解 　　　　　　 　　　　 C．氫氧化鋁沉淀過濾 D．灼燒氫氧化鋁沉淀 解析：稱量時應該是左物右碼，A項錯誤；過濾時應該用玻璃棒引流，C項錯誤；固體灼燒應該在坩堝中進行，D項錯誤。 答案：B 3．下列關于鋁的敘述中正確的是(　　) A．由于鋁在空氣中不會銹蝕，所以鋁制品的使用壽命都很長 B．由于鋁具有強還原性，所以常用鋁來冶煉某些高熔點金屬 C．常溫下，鋁被濃硫酸鈍化，所以可用濃硫酸除去鋁表面的銅鍍層 D．由于鋁的導電性能比銅強，所以常用鋁制造電線、電纜 解析：鋁在空氣中與O2反應，生成致密的氧化物薄膜，本身就易于銹蝕，A項錯誤。銅與濃硝酸常溫下不反應，C項錯誤；鋁的導電性比銅差但價格相對低廉，故常用鋁制造電線，D項錯誤；由于鋁有強還原性，可利用鋁熱反應來冶煉難熔金屬，B項正確。 答案：B 4．右圖是鋁熱反應(2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe)的實驗裝置，有關該反應的下列說法中正確的是(　　) A．a為鎂條 B．b為氧化鐵與鋁粉的混合物 C．2 mol氧化劑參與反應則電子轉移6NA個 D．還原劑與氧化產物的物質的量之比為1∶2 解析：B項中b為氯酸鉀；C項中1 mol氧化劑參與反應則電子轉移6NA個；D項中還原劑與氧化產物的物質的量之比為2∶1。 答案：A 5．將鋁條插入NaOH溶液中，開始沒有H2生成的原因是(　　) A．鋁與NaOH溶液不反應 B．鋁條表面有Al2O3 C．鋁條不純含有雜質Mg D．NaOH溶液中含有NaAlO2 解析：鋁易被氧化成Al2O3，附著在鋁條的表面，將鋁條插入到NaOH溶液中，Al2O3首先與NaOH反應，故開始無H2生成。 答案：B 6．相同質量的下列物質分別與等濃度的NaOH溶液反應，至體系中均無固體物質，消耗堿量最多的是(　　) A．Al2O3　　　　　　　 B．Al(OH)3 C．AlCl3 D．Al 解析：A、B、D三項中各種物質與NaOH溶液反應最終均生成NaAlO2，相同質量的三種物質中Al的物質的量最多，消耗堿量最多。設質量為m，D項中消耗NaOH mol，C項中消耗4 mol，B項中消耗 mol，A項中消耗2 mol。 答案：D 7．向90 mL 0.1 molL－1的AlCl3溶液中，投入a g金屬鈉，欲使最終無沉淀生成，則a的最小值為(　　) A．0.621 B．1.242 C．0.414 D．0.828 解析：n(AlCl3)＝0.1 molL－10.09 L＝0.009 mol 加入金屬鈉至最終無沉淀生成的化學反應過程為 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O 即消耗Na的物質的量最少為0.009 mol4＝0.036 mol m(Na)＝0.036 mol23 gmol－1＝0.828 g 答案：D 8．(2016宿州模擬)用鋁箔包裹0.1 mol金屬鈉，用針將鋁箔扎一些小孔，用如圖裝置收集產生的氣體，則收集到的氣體為(標準狀況下)(　　) A．氧氣和氫氣的混合氣體 B．1.12 L氫氣 C．大于1.12 L氫氣 D．小于1.12 L氫氣 解析：由知0.1 mol Na與水反應放出氫氣為0.05 mol，但同時生成NaOH，鋁箔與NaOH反應也放出氫氣，則n(氫氣)＞0.05 mol，即標準狀況下氫氣體積大于1.12 L。 答案：C 9．(2016哈爾濱模擬)某核反應堆內使用液體鋁鈉合金(單質鈉和單質鋁熔合而成)作載熱介質，有關鋁鈉合金的說法不正確的是(　　) A．鋁鈉合金的熔點比金屬鋁低 B．鋁鈉合金若投入一定量的水中得無色溶液，則n(Al)≤n(Na) C．鋁鈉合金投入到足量氯化銅溶液中，肯定有氫氧化銅沉淀析出 D．將m g不同組成的鋁鈉合金投入足量鹽酸中，若放出的H2越多，則鋁的質量分數越小 解析：合金的熔點比各組分的要低，A項正確。鋁鈉合金投入水中，發(fā)生反應：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2 ↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，從方程式可以看出，當n(Al)<n(Na)時，Al完全反應，當n(Al)＝n(Na)時，鋁剛好與氫氧化鈉完全反應，B項正確。m g的鋁完全反應能產生氫氣的物質的量為 mol，m g的鈉完全反應能產生氫氣的物質的量為 mol，可知氫氣越多，鋁的質量分數越大，D項錯誤。 答案：D 10．科學家在《Science》上發(fā)表論文，宣布發(fā)現鋁的超原子結構Al13和Al14，當這類超原子具有40個價電子(對于主族元素的原子，外圍電子又稱為價電子)時最穩(wěn)定，在質譜儀上可檢測到穩(wěn)定的Al和Al。下列說法錯誤的是(　　) A．Al13和Al14互為同位素 B．Al13超原子中Al原子間是通過共價鍵結合的 C．Al14和Al都具有較強的還原性 D．Al14和稀鹽酸反應的化學方程式可表示為Al14＋2HCl===Al14Cl2＋H2↑ 解析：同位素是指質子數相同而中子數不同的原子，而超原子的質子、中子均相同，A項錯誤；Al13超原子中Al原子通過共用電子對形成共價鍵，B項正確；Al14最外層電子數為42，由題中所給信息，外圍具有40個價電子時最穩(wěn)定，可知Al14在反應中可失去2個電子達到穩(wěn)定結構，與第ⅡA族元素性質相似，具有較強的還原性，C項正確；Al14易失去2個電子，則Al14與稀鹽酸反應的化學方程式可表示為Al14＋2HCl===Al14Cl2＋H2↑，D項正確。 答案：A 11．把NaOH、MgCl2、AlCl3三種固體組成的混合物溶于足量水后有1.16 g白色沉淀，在所得的濁液中逐滴加入1 mol/L HCl溶液，加入HCl溶液的體積與生成沉淀的質量關系如圖所示，試回答： (1)A點的沉淀物的化學式為__________；B點的沉淀物的化學式為____________________。 (2)原混合物中MgCl2的質量是__________g，AlCl3的質量是__________g，NaOH的質量是__________g。 (3)Q點HCl溶液加入量是__________mL。 解析：(1)因為在濁液中加入HCl溶液至10 mL，沉淀質量一直為1.16 g，說明濁液顯堿性，Al元素以AlO形式存在，繼續(xù)加入HCl溶液，AlO轉變?yōu)锳l(OH)3沉淀，加至30 mL時， AlO全部轉變?yōu)锳l(OH)3，所以在A點的沉淀物為Mg(OH)2，在A點至B點間，沉淀物為Mg(OH)2和Al(OH)3的混合物。當加入HCl溶液超過30 mL時，Mg(OH)2和Al(OH)3同時溶解。 (2)原混合物中： m(MgCl2)＝95 g/mol＝1.90 g， 又AlCl3～AlO～HCl n(AlCl3)＝1 mol/L(30－10)10－3 L＝0.02 mol m(AlCl3)＝0.02 mol133.5 g/mol＝2.67 g。 ①濁液中存在的NaOH的物質的量為： NaOH　＋　HCl===NaCl＋H2O 0．01 mol　　10.01 mol ②MgCl2消耗的NaOH的物質的量為： MgCl2～2NaOH 2＝0.04 mol ③AlCl3消耗的NaOH的物質的量為： Al3＋～4NaOH～AlO 0．02 mol4＝0.08 mol NaOH的總質量為： (0.01 mol＋0.04 mol＋0.08 mol)40 g/mol＝5.20 g (3)從B點開始，Al(OH)3―→AlCl3消耗的HCl的物質的量為：0.02 mol3＝0.06 mol Mg(OH)2―→MgCl2消耗的HCl的物質的量為： 0．02 mol2＝0.04 mol 所消耗HCl溶液的體積為： 1 000 mL/L＝100 mL Q點HCl溶液的總體積為：30 mL＋100 mL＝130 mL。 答案：(1)Mg(OH)2　Mg(OH)2和 Al(OH)3 (2)1.90　2.67　5.20　(3)130 12．某混合物A，含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3，在一定條件下可實現下列物質之間的變化： 據此回答下列問題： (1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中分離溶液和沉淀采用的相同的操作是__________。 (2)寫出下列B、C、D、E所含物質的化學式：固體B____________________；沉淀C____________________；沉淀D______________；溶液E________________。 (3)寫出①、②、③、④四個反應的化學方程式或離子方程式。 ①_____________________________________________； ②_____________________________________________； ③_____________________________________________； ④______________________________________________。 解析：由混合物A的成分可知制取固體B的流程為 其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中共同的操作為過濾。 答案：(1)過濾 (2)Al2O3　Al2O3和Fe2O3　Fe2O3　K2SO4和(NH4)2SO4 (3)①Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O ②Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH ③AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓ ④2Al(OH)3Al2O3＋3H2O B組重點選做題 13.(2016海南七校聯考)鈹作為一種新興材料日益被重視，鈹是原子能、火箭、導彈、航空、宇宙航行以及冶金工業(yè)中不可缺少的寶貴材料。 (1)13Be2＋的中子數為__________，其結構示意圖為________。 (2)鈹在氧氣中燃燒，得到白色粉末狀的氧化鈹BeO，BeO的熔點為2 803 K，難溶于水，其熔融物難電離，化合物BeO的化學鍵類型為________(填“共價鍵”或“離子鍵”)。 (3)鈹既能溶于酸也能溶于堿，與堿反應生成BeO。寫出鈹與NaOH溶液反應的離子方程式： ____________________________________。 解析：(1)13Be2＋的中子數為13－4＝9，注意計算中子數時與粒子所帶電荷無關。(2)由BeO的熔點高，難溶于水，其熔融物難電離，可知BeO中的化學鍵不是離子鍵，而是共價鍵。(3)根據題中信息，類比金屬鋁與NaOH溶液的反應可寫出鈹與：NaOH溶液反應的離子方程式。 答案：(1)9　 (2)共價鍵 (3)Be＋2OH－===BeO＋H2↑ 14．利用廢鋁箔(主要成分為Al、含少量的Fe、Si等)既可制取有機合成催化劑AlBr3又可制取凈水劑硫酸鋁晶體[A12(SO4)318H2O]。 甲 Ⅰ.實驗室制取無色的無水AlBr3(熔點為97.5℃，沸點為263.3～265℃)可用甲圖所示裝置，主要實驗步驟如下： 步驟1：將鋁箔剪碎，用CCl4浸泡片刻，干燥，然后投入到燒瓶6中。 步驟2：從導管口7導入氮氣，同時打開導管口1和4，一段時間后關閉導管口7和1；導管口4接裝有P2O5的干燥管。 步驟3：從滴液漏斗滴入一定量的液溴于燒瓶6中，并保證燒瓶6中鋁過剩。 步驟4：加熱燒瓶6，回流一定時間。 步驟5：將氮氣的流動方向改為從導管口4到導管口1。將裝有P2O5的干燥管與導管口1連接，將燒瓶6加熱至270℃左右，使溴化鋁蒸餾進入收集器2。 步驟6：蒸餾完畢時，在繼續(xù)通人氮氣的情況下，將收集器2從3處拆下，并立即封閉3處。 (1)步驟1中，鋁箔用CCl4浸泡的目的是 __________________________。 (2)步驟2操作中，通氮氣的目的是____________________。 (3)步驟3中，該實驗要保證燒瓶中鋁箔過剩，其目的是 ____________________。 (4)步驟4依據何種現象判斷可以停止回流操作 ____________________________。 (5)步驟5需打開導管口1和4，并從4通入N2的目的是 ____________________________。 Ⅱ.某課外小組的同學擬用廢鋁箔制取硫酸鋁晶體，已知鋁的物種類別與溶液pH關系如乙圖所示。 乙 實驗中可選用的試劑：①處理過的鋁箔； ②2.0 molL－1硫酸； ③2.0 molL－1 NaOH溶液。 (6)由鋁箔制備硫酸鋁晶體的實驗步驟依次為： ①稱取一定質量的鋁箔于燒杯中，分次加入2.0 molL－1 NaOH溶液，加熱至不再產生氣泡為止。 ②過濾。 ③________________________________________。 ④過濾、洗滌。 ⑤_________________________________________。 ⑥蒸發(fā)濃縮。 ⑦冷卻結晶。 ⑧過濾、洗滌、干燥。 解析：(1)步驟1中，鋁箔用CCl4浸泡的目的是除去鋁箔表面的油污，因油污易溶于有機溶劑。(2)步驟2操作中，通氮氣的目的是排除含水蒸氣的空氣，因為該實驗的目的是制備無水AlBr3。(3)步驟3中，該實驗要保證燒瓶中鋁箔過剩，因為溴易揮發(fā)，若溴過量，則易混入AlBr3中，造成AlBr3不純，所以使Al過量，溴消耗完。(4)當溴消耗完時，反應停止，此時可以停止回流操作，則5的管中回流液呈無色或燒瓶6中物質呈無色。(5)步驟5的目的是使產品進入收集器2中，所以步驟5需打開導管口1和4，并從4通入N2，目的是使AlBr3蒸氣進入裝置2中并冷凝。(6)③根據圖乙可知，氫氧化鋁沉淀的最佳pH在4～10之間，所以向濾液中加2.0 molL－1硫酸，在不斷攪拌下調到pH為4～10，使之產生氫氧化鋁沉淀。⑤將得到的氫氧化鋁沉淀過濾、洗滌后，再向沉淀中不斷加入2.0 mol/L硫酸，至恰好溶解，此時得到硫酸鋁溶液，再蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶可以得到硫酸鋁晶體。 答案：(1)除去鋁箔表面的油脂等有機物 (2)排出裝置中含水蒸氣的空氣 (3)保證液溴完全反應，防止溴過量混入AlBr3中 (4)5的管中回流液呈無色(或燒瓶6中物質呈無色) (5)將AlBr3蒸氣導入裝置2中并冷凝 (6)③濾液用2.0 mol/L硫酸在不斷攪拌下調到pH為4～10 ⑤沉淀中不斷加入2.0 mol/L硫酸，至恰好溶解