2019版高考化学一轮优化探究练习：第3章 第11讲　铝及其重要化合物 (含解析)

课时作业

1．将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是(　　)

A．稀硝酸　　　　　　　 B．稀盐酸

C．硝酸铜  D．氢氧化钠

答案：C

2．下列关于铝及其化合物的叙述正确的是(　　)

A．铝罐可久盛食醋

B．铝与Fe2O3发生铝热反应，反应后固体物质增重

C．氢氧化铝可作胃酸的中和剂

D．明矾用作净水剂不涉及化学变化

解析：食醋中含有醋酸，能与铝及氧化铝反应，因此铝罐不可久盛食醋，A错误；铝与氧化铁发生铝热反应生成氧化铝和铁，根据质量守恒定律可知反应后固体质量不变，B错误；氢氧化铝能与盐酸反应，可作胃酸的中和剂，C正确；明矾溶于水电离出的铝离子水解生成氢氧化铝胶体，用于净水，涉及化学变化，D错误。

答案：C

3．下列物质的制备方法正确的是(　　)

A．氯化铝溶液和硫化钠溶液反应制备Al2S3

B．用镁粉和空气反应制备Mg3N2

C．用铝粉和MnO2制得锰

D．用电解熔融氯化铝的方法制得单质铝

解析：硫化钠和氯化铝溶液反应，硫离子和铝离子发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和硫化氢，A错误；镁粉在空气中和氧气也反应，会生成氧化镁，B错误；铝热法可冶炼锰，C正确；氯化铝属于分子晶体，熔融状态下不导电，工业上常用电解熔融的氧化铝来冶炼铝，D错误。

答案：C

4．某溶液既能溶解Al(OH)3，又能溶解Al，但不能溶解Fe，在该溶液中可以大量共存的离子组是(　　)

A．K＋、Na＋、HCO、NO

B．Na＋、SO、Cl－、S2－

C．NH、Mg2＋、SO、NO

D．H＋、K＋、Cl－、Na＋

解析：能溶解Al(OH)3和Al，而不能溶解Fe的溶液只能是强碱溶液，A项中的HCO，C项中的NH、Mg2＋，D项中的H＋都不能在强碱溶液中大量存在。

答案：B

5．(2017·河北武邑中学二调)在铝制易拉罐中收集满CO2，加入过量的NaOH溶液，立即封口并振荡，可以发现易拉罐先咔咔作响，变瘪，然后再次鼓起来，其过程中没有涉及的化学反应是(　　)

A．Al(OH)3分解  B．CO2＋OH－

C．Al＋OH－＋H2O  D．Al2O3＋OH－

解析：NaOH溶液先与CO2反应，气压减小，易拉罐变瘪；再与铝表面的Al2O3反应，最后与Al反应，生成H2，易拉罐变鼓。综上所述，应选A。

答案：A

6．用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝，下述操作步骤中最恰当的组合是(　　)

①加盐酸溶解　②加烧碱溶液溶解　③过滤　④通入过量CO2生成Al(OH)3沉 淀　⑤加入盐酸生成Al(OH)3沉淀　⑥加入过量烧碱溶液

A．①⑥⑤③  B．②③④③

C．②③⑤③  D．①③⑤③

解析：若先用盐酸溶解，Mg、Al均溶解，制取Al(OH)3的步骤较多；从NaAlO2制备Al(OH)3，若加盐酸不容易控制量的多少。故B项操作步骤为最佳顺序。

答案：B

7．相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应，至体系中均无固体物质，消耗碱量最多的是(　　)

A．Al  B．Al(OH)3

C．AlCl3  D．Al2O3

解析：假设上述四种物质均为1 g，则物质的量分别为 mol、 mol、 mol、 mol，完全溶解转化为NaAlO2时，所需NaOH的物质的量分别为 mol、 mol、×4 mol＝ mol，×2 mol＝ mol，所以选A。

答案：A

8．某烧杯中盛有含0.2 mol  NH4Al(SO4)2的溶液，向其中缓缓加入4 mol·L－1的NaOH溶液200 mL，使其充分反应，此时烧杯中铝元素的存在形式为(　　)

A．Al3＋和Al(OH)3　　　　　 B．AlO

C．AlO和Al(OH)3  D．Al(OH)3

解析：n(Al3＋)＝0.2 mol，n(NH)＝0.2 mol，n(OH－)＝0.8 mol，根据反应顺序，反应后，恰好生成0.2 mol Al(OH)3和0.2 mol NH3·H2O。

答案：D

9. 如图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加过程中微粒的量的关系曲线。下列判断错误的是(　　)

A．①线表示Al3＋的物质的量的变化

B．x表示AlCl3的物质的量

C．③线表示Al(OH)3的物质的量的变化

D．④线表示AlO的物质的量的变化

答案：B

10. 室温下，在0.2 mol·L－1Al2(SO4)3溶液中，逐滴加入1.0 mol·L－1NaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如图，下列有关说法正确的是(　　)

A．a点时，溶液呈酸性的原因是Al3＋水解，离子方程式为Al3＋＋3OH－Al(OH)3

B．a～b段，溶液pH增大，Al3＋浓度不变

C．b～c段，加入的OH－主要用于生成Al(OH)3沉淀

D．d点时，Al(OH)3沉淀开始溶解

解析：A项，Al3＋水解的离子方程式为Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，错误；B项，a～b段，溶液pH增大，H＋浓度减小，铝离子的水解平衡正向移动，Al3＋浓度减小，错误；C项，b～c段，发生反应：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，故b～c段，加入的OH－主要用于生成Al(OH)3沉淀，正确；D项，d点时，再滴加NaOH溶液，溶液的pH突增，说明沉淀已经溶解完毕，错误。

答案：C

11．在Al2(SO4)3和MgSO4的混合溶液中滴加NaOH溶液，生成沉淀的量与滴入NaOH溶液的体积关系如图所示，则原混合液中Al2(SO4)3与MgSO4的物质的量之比为(　　)

A．6∶1  B．3∶1

C．2∶1  D．1∶2

解析：溶解Al(OH)3耗碱10 mL，则生成Al(OH)3耗碱30 mL，生成Mg(OH)2耗碱(50－30)mL＝20 mL，故Al3＋与Mg2＋的物质的量之比为1∶1，则Al2(SO4)3与MgSO4的物质的量物质的量之比为1∶2。

答案：D

12．(2017·福建泉州五校联考)镁铝合金5.1 g溶于300 mL 2 mol·L－1盐酸中，标准状况下放出气体的体积为5.6 L，向反应后的溶液中加入500 mL NaOH溶液充分反应，最终产生白色沉淀。下列有关说法不正确的是(　　)

A．5.1 g镁铝合金中含有镁、铝的质量分别为2.4 g、2.7 g

B．溶解5.1 g镁铝合金时，剩余盐酸的物质的量为0.1 mol

C．生成白色沉淀的最大质量为13.6 g

D．若白色沉淀只有Mg(OH)2，该NaOH溶液的物质的量浓度至少为1.2 mol·L－1

解析：盐酸中n(HCl)＝300×10－3 L×2 mol·L－1＝0.6 mol，H2中氢原子的物质的量n(H)＝×2＝0.5 mol<0.6 mol，说明盐酸过量，合金全部溶解，设金属镁的物质的量为x mol，金属铝为y mol，则有24 g·mol－1×x mol＋27 g·mol－1×y mol＝5.1 g，根据得失电子守恒,2x mol＋3y mol＝，两式联立解得，x＝y＝0.1 mol。根据上述分析，合金中Mg、Al的质量分别是2.4 g、2.7 g，A正确；剩余盐酸的物质的量为0.1 mol，B正确；沉淀最大时，Mg全部转化成Mg(OH)2，Al全部转化成Al(OH)3，m(沉淀)＝m(合金)＋m(OH－)，n(OH－)＝n(合金失电子)＝n(H＋得电子)，因此沉淀的质量为5.1 g＋0.5 mol×17 g·mol－1＝13.6 g，C正确；根据溶液呈电中性，反应后的溶质为NaCl、NaAlO2，即n(Na＋)＝n(Cl－)＋n(AlO)＝0.6 mol＋0.1 mol＝0.7 mol，因此NaOH溶液的物质的量浓度最小为＝1.4 mol·L－1，D错误。

答案：D

13．下列图像中，纵坐标为沉淀量，横坐标为某溶液中加入的反应物的物质的量，选择合适图像对应的序号填空。

(1)AlCl3溶液中加入氨水至过量。________。

(2)AlCl3溶液中加入NaOH溶液至过量。________。

(3)AlCl3、MgCl2混合溶液中加入NaOH溶液至过量。________。

(4)澄清石灰水中通入过量CO2。________。

(5)含有少量盐酸的AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液。________。

(6)含有少量HCl的AlCl3溶液中加入过量氨水。________。

答案：(1)③　(2)⑥　(3)①　(4)②　(5)⑤　(6)④

14．某校化学兴趣小组用如图所示过程除去AlCl3中含有的Mg2＋、K＋杂质并尽可能减少AlCl3的损失。请回答下列问题：

(1)写出向混合物中加入足量氢氧化钠溶液时，溶液中发生反应的离子方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)氢氧化钠溶液能否用氨水代替，为什么？

____________________________________________。

(3)溶液a中存在的离子有________________；在溶液a中加入盐酸时需控制盐酸的量，原因是__________________________。为此，改进方法是

______________________________________________。

答案：(1)Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋OH－===

AlO＋2H2O或Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓　Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O

(2)不能，因为在Al3＋与氨水反应生成Al(OH)3后，Al(OH)3不能与氨水继续反应，从而不能将Al(OH)3与Mg(OH)2分开

(3)Cl－、K＋、AlO、OH－、Na＋　Al(OH)3能与盐酸反应，所以在加入盐酸时，需要控制盐酸的量，以防止部分Al(OH)3转化成Al3＋　向溶液a中通入过量的二氧化碳气体代替盐酸

15．Ⅰ.对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。

以下为铝材表面处理的一种方法：

碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，其原因是

________________________________________________________________________

(用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的________。(填字母)

a．NH3　　 b．CO2　　　c．NaOH　　　d．HNO3

Ⅱ.某混合物甲中含有明矾[KAl(SO4)2·12H2O]、Al2O3和Fe2O3。在一定条件下由甲可实现如图所示的物质之间的转化：

(1)试剂a最好选用________。

a．NaOH溶液  b．稀盐酸

c．二氧化碳  d．氨水

(2)写出反应①的离子方程式：

________________________________________________________________________。

(3)反应②的化学方程式为

________________________________________________________________________。

(4)固体E可以作为复合性的化学肥料，E中所含物质的化学式为________，从溶液中获得固体E的操作依次为

________________________________________________________________________。

答案：Ⅰ.2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑　b

Ⅱ.(1)d

(2)AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO

(3)2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑

(4)(NH4)2SO4、K2SO4　蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥

16．(2017·宝鸡检测)某研究性学习小组为测定某含镁3%～5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数，设计了下列两种不同实验方案进行探究，请根据他们的设计回答有关问题。

[探究一]　实验方案：铝镁合金测定剩余固体质量。

问题讨论：

(1)实验中发生反应的化学方程式是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)若实验中称取5.4 g铝镁合金粉末样品，投入V mL 2.0 mol/L NaOH溶液中，充分反应。则NaOH溶液的体积V≥________ mL。

(3)实验中，当铝镁合金充分反应后，在称量剩余固体质量前，还需进行的实验操作按顺序依次为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

[探究二]　实验方案：称量x g的铝镁合金粉末，放在如图所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧。

问题讨论：

(4)欲计算Mg的质量分数，该实验中还需测定的数据是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(5)假设实验中测出该数据为y g，则原铝镁合金粉末中镁的质量分数为________(用含x、y的代数式表示)。

解析：(1)注意镁与NaOH溶液不反应。(2)5.4 g铝镁合金中铝的最大质量为5. 4 g×97%，根据2Al＋

2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，可求出需要NaOH的物质的量的最大值为5.4 g×97%÷27 g/mol＝0.194 mol，体积为0.194 mol÷2.0 mol/L＝0.097 L，即97 mL。(5)设x g铝镁合金中镁、铝的物质的量分别是a mol、b mol，则燃烧生成a mol MgO、 mol Al2O3，则24a＋27b＝x,40a＋51b＝y，解得a＝，镁的质量为 g，镁的质量分数为。

答案：(1)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

(2)97

(3)过滤、洗涤、干燥固体

(4)灼烧后固体的质量　(5)