人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料同步训练题

这是一份人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料同步训练题，共8页。试卷主要包含了Al3+等内容，欢迎下载使用。
能力构建
一、Al3+、Al(OH)3、之间的转化关系
1．Al3+―→Al(OH)3
(1)可溶性铝盐与少量NaOH溶液反应：Al3++3OH− (少量)===Al(OH)3↓。
(2)可溶性铝盐与氨水反应：Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3。
2．Al(OH)3―→Al3+
Al(OH)3溶于强酸溶液：Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O。
3．Al3+―→
可溶性铝盐与过量的强碱反应：Al3++4OH−(过量)===+2H2O。
4．―→Al3+
偏铝酸盐溶液与足量的盐酸反应：+4H+===Al3++2H2O。
5．―→Al(OH)3
(1)偏铝酸盐溶液中加入少量盐酸：+H+(少量)+H2O===Al(OH)3↓。
(2)偏铝酸盐溶液中通入CO2：+CO2(过量)+2H2O===Al(OH)3↓+。
6．Al(OH)3―→
Al(OH)3溶于强碱溶液：Al(OH)3+OH−===+2H2O。
二、Al3+、和Al(OH)3间的相互转化及量的关系
1．在氯化铝溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液，开始时观察到的现象是产生白色沉淀，并不断增多，反应的离子方程式是Al3++3OH−===Al(OH)3↓；继续加入氢氧化钠溶液至足量，观察到的现象是白色沉淀不断减少，最后完全消失，反应的离子方程式是Al(OH)3+OH−===+2H2O，最终得到的溶液是NaAlO2、NaCl混合溶液。可用图像表示如下：
2．在偏铝酸钠溶液中逐滴加入盐酸，开始时观察到的现象是产生白色沉淀，并不断增多，反应的离子方程式是+H++H2O===Al(OH)3↓；继续加入盐酸至足量，观察到的现象是白色沉淀不断减少，最后完全消失，反应的离子方程式是Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O，最终得到的溶液是AlCl3、NaCl混合溶液。
可用图像表示如下：
3．向偏铝酸钠溶液中，持续不断地通入CO2，观察到的现象是产生白色沉淀，并不断增多，反应的离子方程式：+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+，最终得到的溶液NaHCO3溶液。可用图像表示如下：
4．向AlCl3、MgCl2的酸性溶液中滴加NaOH溶液，反应的离子方程式依次为：H++OH−===H2O、Mg2++2OH−===Mg(OH)2↓、AlCl3+3OH−===Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH−===+2H2O。出现的现象是先产生沉淀，到沉淀最大值，继续滴加NaOH，沉淀部分溶解，最后剩余的为氢氧化镁沉淀，消失的是氢氧化铝沉淀。
深化理解
“铝三角”关系的应用
1．制取Al(OH)3
(1)Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3；
(2)+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+。
2．判断离子共存问题
Al3+与OH−等离子不能大量共存；与H+、等离子不能大量共存。
3．鉴别(利用滴加试剂顺序不同，现象不同)
(1)向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解。
(2)向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。
4．分离提纯
(1)利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的混合物。
(2)利用Al2O3能与强碱溶液反应，分离Al2O3与其他金属氧化物。
(3)利用Al(OH)3能与强碱溶液反应，分离Al3+与其他金属阳离子。
典型例题
例1 （2021·云南高一期末）已知A与D均为日常生活中常见的金属单质，B为有磁性的黑色晶体。各物质间的转化关系如下图所示，部分反应物和产物未全部注明。
回答下列问题：
(1)写出B的化学式_______，写出反应①的一种用途_______。
(2)检验F中金属阳离子的试剂是_______，现象是_______。
(3)写出反应③的化学方程式_______。
(4)已知G为，写出反应⑤的离子方程式_______。
【答案】Fe3O4 冶炼金属(合理即可) KSCN溶液 溶液变为红色
【分析】B为有磁性的黑色晶体，则B为Fe3O4，A为Al，C为Al2O3，E为NaAlO
2，D为Fe，F为Fe2(SO4)3，G为。
【解析】(1)B的化学式为Fe3O4，铝热反应的用途：冶炼金属(合理即可)；
(2)检验Fe3+的试剂是KSCN溶液，Fe3+遇KSCN溶液的现象是溶液变为红色；
(3)Al与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：；
(4)Fe2(SO4)3在碱性条件下被次氯酸钠氧化的离子方程式为：。
例2 在MgCl2和AlCl3的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液直至过量。经测定，加入的NaOH的物质的量(ml)和所得沉淀的物质的量(ml)的关系如图所示。则：
(1)写出代表各线段发生反应的离子方程式：①OD段__________，②DC段___________。
(2)原溶液中Mg2+、A13+物质的量浓度之比为______。
(3)图中C点表示当加入______ml NaOH时，A13+已经转化成_____(填离子符号)。
(4)图中线段OA：AB=_______。
【答案】(1)Mg2++ 2OH−===Mg(OH)2↓ Al3++3OH−===Al(OH)3↓ Al(OH)3+OH−===AlO2−+2H2O
(2) 2：1
(3)0.8 AlO2−
(4)7：1
【解析】(1)氯化镁和氯化铝均可以和氢氧化钠发生反应，生成沉淀氢氧化镁和氢氧化铝，则OD段发生反应的离子方程式为Al3++3OH−===Al(OH)3↓、Mg2++2OH−===Mg(OH)2↓；DC段是氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，反应离子方程式为Al(OH)3↓+OH−===AlO2−+2H2O；(2)由图可知，沉淀量最大为0.3 ml，沉淀量最小为0.2 ml，可知氢氧化镁为0.2 ml，氢氧化铝为0.3 ml−0.2 ml=0.1 ml，根据原子守恒可知Mg2+、Al3+物质的量浓度之比为0.2 ml：0.1 ml=2：1；(3)C点是氢氧化铝恰好被溶解为偏铝酸钠，此时沉淀为氢氧化镁，Al3+已经转化为AlO2−，Mg2+已经转化为Mg(OH)2，氢氧化镁为0.2 ml，氢氧化铝为0.3 ml−0.2 ml=0.1 ml，由Al3++3OH−===Al(OH)3↓、Mg2++2OH−===Mg(OH)2↓可知OA段消耗NaOH为0.1 ml×3+0.2 ml×2=0.7 ml，由Al(OH)3+OH−===AlO2−+2H2O可知AB段消耗NaOH为0.1 ml，故C点加入NaOH为0.7 ml+0.1 ml=0.8 ml；(4)根据③中计算可知OA段、AB段消耗NaOH物质的量之比0.7 ml：0.1 ml=7：1。
学会了吗
1．向一定量的盐酸中逐滴加入NaAlO2溶液，生成沉淀Al(OH)3的量随NaAlO2加入量的变化关系如图所示。生成的沉淀过滤除去后，则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是
A．a点对应的溶液中：Na+、K+ 、HCO3− Cl−
B．b点对应的溶液中：Na+、OH−、SO42−、Cl−
C．c点对应的溶液中：Na+、K+、Ag+、NO3−
D．d点对应的溶液中：Na+、K+、OH−、Cl−
【答案】D
【解析】由题中图象可判断，向一定量的盐酸中逐滴加入NaAlO2溶液时，依次发生的化学反应。进而根据所得溶液的成分，判断所给离子组能否大量存在。向一定量盐酸中逐滴加入NaAlO2溶液时，Ob段反应为NaAlO2+4HCl=NaCl+AlCl3+2H2O，bc段反应为AlCl3+3NaAlO2+6H2O=4Al(OH)3↓+3NaCl，c点后加入的NaAlO2不反应。A项：a点对应的溶液中有生成的NaCl、AlCl3和剩余的HCl， HCO3−与H+反应而不能大量存在，A项不符合题意；B项：b点恰好反应，溶液中溶质只有生成的NaCl、AlCl3，因OH−能与Al3+反应而不能大量存在，B项不符合题意；C项：c点两个反应依次进行完全，滤液中溶质只有NaCl，因Ag+与Cl−生成沉淀而不能大量存在，C项不符合题意；D项：d点对应的滤液中有生成的NaCl和过量的NaAlO2，与Na+、K+、OH−、Cl−都能大量共存，D项符合题意。本题选D。
2．如下六个图中，横坐标为某溶液中加入某物质的物质的量，纵坐标为生成沉淀的物质的量，将图中的字母代号填入下表。
【答案】B C A E F
【解析】①发生如下反应：Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O，CaCO3+CO2+H2O===Ca(HCO3)2，故其沉淀生成与消失时消耗的CO2的物质的量是相同的，其图象应为B。
②AlCl3溶液中通入NH3只发生反应：3H2O+AlCl3+3NH3===3NH4Cl+Al(OH)3↓，生成的Al(OH)3不能溶于弱碱溶液中，其对应图象应为C。
③发生如下反应：MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl，AlCl3+3NaOH===Al(OH)3↓+3NaCl，故先生成沉淀，当NaOH过量时又发生如下反应而部分溶解：Al(OH)3+NaOH===NaAlO2+2H2O，因Mg(OH)2与碱不反应，故沉淀不能完全消失，因此其对应图象为A。
④发生如下反应：AlCl3+3NaOH===Al(OH)3↓+3NaCl，Al(OH)3+NaOH===NaAlO2+2H2O。其反应现象为先生成白色沉淀，再逐渐溶解且前后消耗NaOH的物质的量之比为3∶1，故其对应图象为E。
⑤发生的反应有：HCl+NaOH===NaCl+H2O，AlCl3+3NaOH===3NaCl+Al(OH)3↓，Al(OH)3+NaOH===
NaAlO2+2H2O。此时优先发生的是酸碱中和反应，故开始时应无沉淀产生，后续反应与上述④中相同，故其图象应为F。
3．（2021·内蒙古·集宁一中高一月考）A是一种红棕色金属氧化物，B、D是金属单质，J是一种难溶于水的白色化合物，受热后容易发生分解。
(1)写出下列物质的化学式：A_______、E_______、J_______、G_______。
(2)按要求写方程式：
①A＋B→C＋D的化学方程式：_______；
②F→G的化学方程式：_______；
③C→I的离子方程式：_______；
④B与过量NaOH溶液反应的离子方程式：_______；
⑤向E溶液中通入Cl2的离子方程式：_______
【答案】Fe2O3 FeCl2 Al(OH)3 Fe(OH)3 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 Al2O3+2OH-=2+H2O 2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑ 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
【分析】是一种红棕色金属氧化物，所以是三氧化二铁，和金属B在高温下发生铝热反应，生成的C为铝的氧化物，既能和酸反应又能和碱反应，白色沉淀在空气中变成红褐色沉淀，一定是氢氧化亚铁和氢氧化铁之间的转换，所以G是氢氧化铁，F是氢氧化亚铁，根据物质的性质可推断得，E是氯化亚铁，D是金属铁，J是一种难溶于水的白色化合物为氢氧化铝，则金属B是铝，H是氯化铝，I是偏铝酸钠，E在酸性条件与双氧水反应得K为氯化铁，根据铁及化合物以及铝及化合物的有关性质来回答。
【解析】(1)由分析可知，A为Fe2O3，E为FeCl2，J为Al(OH)3，G为Fe(OH)3，故答案为：Fe2O3；FeCl2；Al(OH)3；Fe(OH)3；(2)①Fe2O3和铝发生铝热反应生成Fe和Al2O3，方程式为：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3；故答案为：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3；②氢氧化亚铁可以被氧气氧化生成氢氧化铁，方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故答案为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；③氧化铝能够和NaOH反应生成偏铝酸钠和水，离子方程式为：Al2O3+2OH-=2+H2O，故答案为：Al2O3+2OH-=2+H2O；④铝与过量NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑，故答案为：2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑；⑤FeCl2可以被氯气氧化成FeCl3，离子方程式为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，故答案为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。溶液
加入的物质
字母代号
①饱和石灰水
通过量CO2
②AlCl3溶液
通过量NH3
③MgCl2、AlCl3混合溶液
逐滴加NaOH溶液至过量
④AlCl3溶液
逐滴加NaOH溶液至过量
⑤含少量HCl的AlCl3溶液
逐滴加NaOH溶液至过量