高考化学一轮复习第3章金属及其化合物第2讲铝及其重要化合物训练含解析

铝及其重要化合物

1．(2021·河北承德检测)下列有关铝及其化合物的性质说法正确的是(　　)

A．Al2O3熔点高，可用作耐高温材料

B．用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，发现熔化后的液态铝滴落下来，所以金属铝的熔点较低

C．把用砂纸打磨过的铝条放入浓硝酸中，产生红棕色气体

D．把氯化铝溶液滴入浓氢氧化钠溶液中，产生大量白色沉淀

A　[Al2O3的熔点高，可用作耐高温材料，A项正确；用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，发现熔化后的液态铝不会滴落下来，因为铝表面生成氧化铝，氧化铝的熔点高，B项错误；常温下，铝单质与浓硝酸发生钝化，生成致密氧化膜阻止反应进一步进行，不会产生红棕色气体，C项错误；把氯化铝溶液滴入浓氢氧化钠溶液中，开始氢氧化钠过量，不会产生白色沉淀，随着反应进行，后来有白色沉淀，D项错误。]

2．(2021·陕西榆林高三调研)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]在造纸等方面应用广泛。实验室中采用废易拉罐(含有Al和少量Fe、Mg杂质)制备明矾的流程如图所示：

下列叙述错误的是(　　)

A．回收处理废易拉罐有利于保护环境和资源再利用

B．“沉淀”为Al2(CO3)3

C．“操作a”中包含蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等

D．上述流程中可用过量CO2代替NH4HCO3

B　[回收处理废易拉罐，有利于资源的再利用，同时减少了环境污染，A项正确；NaAlO2溶液中加入NH4HCO3溶液，发生反应：AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO，则所得“沉淀”为Al(OH)3，B项错误；明矾易溶于水，从溶液中获取明矾的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等，C项正确；NaAlO2溶液中通入过量CO2，发生反应：CO2＋AlO＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO，故可用过量CO2代替NH4HCO3，D项正确。]

3．(2021·天津静海检测)下列各组物质，不能按a―→b―→c(“―→”表示反应一步完成)关系转化的是(　　)

C　[Al2O3溶于NaOH溶液生成NaAlO2，NaAlO2溶液中通入CO2生成Al(OH)3，A项正确；AlCl3与氨水反应生成Al(OH)3，Al(OH)3溶于NaOH溶液生成NaAlO2，B项正确；铝不能直接生成Al(OH)3，C项错误；MgCl2与NaOH溶液反应生成Mg(OH)2，Mg(OH)2加热分解生成MgO，D项正确。]

4．(2021·原创题)下列有关铝及其化合物的说法中正确的是(　　)

A．室温下，将铝片放入浓硝酸中，无明显实验现象，说明铝与浓硝酸不发生反应

B．氧化铝和氢氧化铝都是两性化合物，均可用于治疗胃酸过多

C．明矾是常用的净水剂，净水时发生的反应为：Al3＋＋3H2O⇌Al (OH)3(胶体)＋3H＋

D．AlCl3溶液中加入足量氨水，产生的白色沉淀立即溶解：Al3＋＋4NH3·H2O===AlO＋4NH＋2H2O

C　[室温下，Al在浓硝酸中发生钝化，无明显现象，A项错误；Al(OH)3用于治疗胃酸过多，而Al2O3则不能，B项错误；明矾溶于水电离产生Al3＋，发生水解生成Al(OH)3胶体，用于吸附水中悬浮杂质，起到净水作用，C项正确；Al(OH)3不能溶于过量氨水，应为Al3＋＋3NH3·H2O=== Al(OH)3↓＋3NH，D项错误。]

5．(2021·湖北武汉联考)铵明矾[NH4Al(SO4)2·12H2O]是分析化学常用基准试剂，其制备过程如下。下列分析不正确的是(　　)

A.过程Ⅰ反应：2NH4HCO3＋Na2SO4===2NaHCO3↓＋(NH4)2SO4

B．检验溶液B中阴离子的试剂仅需BaCl2溶液

C．若省略过程Ⅱ则铵明矾产率明显减小

D．向铵明矾溶液中逐滴加入NaOH溶液先后观察到：刺激性气体逸出→白色沉淀生成→白色沉淀消失

D　[过程Ⅰ是利用了相同温度下，NaHCO3的溶解度远小于NH4HCO3、Na2SO4和(NH4)2SO4的溶解度的性质，NH4HCO3与Na2SO4发生复分解反应：2NH4HCO3＋Na2SO4===2NaHCO3↓＋(NH4)2SO4，析出溶解度较小的NaHCO3晶体，A项正确； 滤液A中含有SO及未反应的HCO等阴离子，用稀H2SO4调节pH＝2，HCO与H＋发生反应生成CO2、H2O，此时溶液B呈酸性，直接加入BaCl2溶液检验SO即可，溶液中产生白色沉淀，B项正确；省略过程Ⅱ，会使溶液B中混入HCO离子，而HCO与Al3＋会发生相互促进的双水解反应，生成Al(OH)3沉淀，导致铵明矾的产率的明显减小，C项正确；铵明矾溶液中含有的NH、Al3＋都能与OH－发生反应，由于Al3＋与NH3·H2O能发生反应生成Al(OH)3沉淀，故铵明矾溶液中加入NaOH溶液后，Al3＋先与OH－反应生成白色Al(OH)3沉淀，随后NH与OH－反应生成NH3·H2O，而NH3·H2O不稳定，部分发生分解放出刺激性气体NH3，当NaOH溶液过量时，Al(OH)3与OH－反应生成NaAlO2，Al(OH)3沉淀逐渐溶解，最后完全消失，D项错误。]

6．(2021·湖南衡阳检测)某同学利用下图实验探究金属铝与铜盐溶液反应，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．导致实验1、2出现不同现象的原因可能是CuCl2的溶解度比CuSO4大

C．实验2中生成红色物质的离子方程式：Al＋Cu2＋===Al3＋＋Cu

D．由上述实验可推知：用砂纸打磨后的铝片分别与c(H＋)均为0.2 mol·L－1的盐酸和硫酸反应，前者更剧烈

D　[实验1和2溶液中阴离子不同，可能SO的存在影响了Al与Cu2＋的反应，实际上Al的活泼性强于Cu，A项错误；CuSO4、CuCl2都易溶于水，实验1和2现象不同的原因可能是溶液中存在阴离子的作用，B项错误；Al与Cu2＋发生置换反应，离子方程式为2Al＋3Cu2＋===2Al3＋＋3Cu，C项错误；对比实验1和2现象推知SO的存在影响了Al与Cu2＋的反应，故c(H＋)相同的盐酸和硫酸分别与铝反应时，盐酸反应更剧烈，D项正确。]

7．(2021·宁夏育才中学检测)铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，如图是从铝土矿中制备铝的工艺流程：

已知：①铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质；

②溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀， 化学反应方程式为2Na2SiO3＋2NaAlO2＋2H2O===Na2Al2Si2O8↓＋4NaOH。

请回答下列问题：

(1)铝土矿中Al2O3与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为________________。

(2)在工艺流程中“酸化”时，加入的最佳物质B是___________________，

理由是________________________，

写出酸化过程发生反应的化学方程式：________________________________。

(3)工业上用Al2O3与C、Cl2在高温条件下反应制取AlCl3，理论上每消耗6.0 g碳单质，转移1 mol电子，则反应的化学方程式为__________________________________________。

(4)某同学推测铝与氧化铁发生铝热反应得到的熔融物中还含有Fe2O3，设计了如下方案来验证：取一块该熔融物投入少量稀硫酸中，反应一段时间后，向反应后的混合液中滴加物质甲的溶液，观察溶液颜色的变化，即可证明熔融物中是否含有Fe2O3。

物质甲是__________(填化学式)，请判断该同学设计的实验方案的合理性________(填“合理”或“不合理”)。原因是______________________________________

(若合理，则不用填写)。

解析　(1)铝土矿中Al2O3与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2O，离子方程式为Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O。

(2)由于Al(OH)3不溶于H2CO3等弱酸，易溶于强酸，故在工艺流程中“酸化”时，常通入过量CO2气体，其优点是Al(OH)3不会溶解，便于控制反应，且原料的价格低廉，反应的化学方程式为CO2＋NaAlO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3。

(3)理论上每消耗6.0 g碳单质(即0.5 mol)，转移1 mol电子，则C元素由0价变为＋2价，据此推测反应产生CO，结合得失电子守恒和原子守恒写出化学方程式：Al2O3＋3C＋3Cl22AlCl3＋3CO。

(4)检验溶液中是否含有Fe3＋，常加入KSCN溶液，若溶液变成血红色，则含有Fe3＋，否则不含Fe3＋。由于铝热反应所得固体中含有Fe、Al、Al2O3，而Fe3＋具有较强氧化性，可与Fe、Al反应生成Fe2＋，故不能检验出是否含有Fe3＋。

答案　(1)Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O

(2)CO2　 CO2过量时氢氧化铝不会溶解，反应易控制，且原料廉价　CO2＋NaAlO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3

(3)Al2O3＋3C＋3Cl22AlCl3＋3CO

(4)KSCN　 不合理　 Fe3＋能与Fe、Al反应生成Fe2＋，不能检出Fe3＋