苏教版高中化学必修一31从铝土矿到铝合金二练习.docx

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苏教版高中化学必修一31从铝土矿到铝合金二练习

专题三第一单元从铝土矿到铝合金

（二）同步练习

一、教学内容

从铝土矿到铝合金

（二）

二、考点清单

1、理解铝的重要性质，如与酸、碱的反应，钝化现象等。

2、了解铝与其它金属的性质差异。

3、了解铝及其重要化合物之间的转化关系

三、全面突破

知识点1：

铝的重要性质

（1）铝在常温下能很快被氧化，形成致密的氧化膜，因而具有一定的抗腐蚀性。

（2）跟酸的反应

非氧化性酸：

2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑

强氧化性酸：

常温下铝遇浓硫酸或浓硝酸，会在铝表面生成致密的氧化膜而发生钝化。

（3）跟碱的反应

铝能和强碱溶液反应。

该反应可理解为铝先和强碱溶液中的水反应生成氢氧化铝，氢氧化铝再和强碱反应生成偏铝酸盐：

2Al+6H2O=2Al（OH）3+3H2↑Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O

简写为：

2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑

（4）与氧化物的反应：

铝热反应：

2Al＋Fe2O3

Al2O3＋2Fe2Al＋Cr2O3

Al2O3＋2Cr

特点：

放出大量的热，使生成的金属呈液态。

本质：

铝从金属氧化物中夺取氧，表现出很强的还原性。

应用：

焊接钢轨和冶炼某些难熔金属（如V、Cr、Mn等）。

【典型例题】

例1.下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是（）

A.铝在常温下不能与氧气反应B.铝不能与氯气反应

C.铝既能溶于酸，又能溶于碱D.氧化铝只能与酸反应，不能与碱反应

【解析】铝在常温下能被氧气氧化，表面形成一层致密的氧化膜；在点燃或高温条件下能与氯气反应；氧化铝是两性氧化物，与酸、碱均能反应。

【答案】C

例2.用铝箔包装0.1mol金属钠，用针扎出一些小孔，放入水中，用排水集气法收集产生的气体，完全反应后，则收集到的气体为（标准状况）（）

A.O2和H2的混合气体B.1.12LH2

C.大于1.12LH2D.小于1.12LH2

【解析】Na与水反应放出H2，并且生成NaOH，

，铝能与NaOH溶液反应，也生成H2，故最后收集到的气体是这两部分H2的总和，显然比Na单独反应产生的H2多。

2Na+2H2O

2NaOH+H2↑

0.1mol0.1mol0.05mol

【答案】C

例3.甲、乙两烧杯中各盛有100mL

的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中加入等质量的铝粉，反应结束后生成气体的体积比为甲：

乙=1：

2，则加入铝粉的质量为（）

A.5.4gB.3.6gC.2.7gD.1.8g

【解析】铝和盐酸的反应方程式为

；铝与NaOH溶液的反应方程式为

，若在等物质的量的盐酸和NaOH溶液中分别投入足量的铝粉，则产生的H2的体积比为1：

3。

现在产生的气体体积比为1：

2，说明铝粉的量对盐酸来说是过量的，而对NaOH是不足量的，与盐酸反应的铝粉是2.7g，与NaOH反应的铝粉应是盐酸的2倍，所以投入铝粉的质量应为5.4g。

答案为A项。

例3.把一小块镁铝合金溶于100mL盐酸中，然后向其中滴入

溶液，生成沉淀的质量和加入NaOH溶液的体积如下图所示。

求：

（1）镁铝合金的质量组成。

（2）盐酸的物质的量浓度。

（3）B点沉淀的质量。

【解析】由关系式：

Al—3H+—Al3+—3OH－—Al（OH）3—OH－—AlO2－：

（1）

（2）因溶解Mg、Al消耗的

与完全沉淀

消耗的

的物质的量相同，故：

（3）B点处，m（沉淀）

知识点2：

铝的化合物的相互转化

1.铝三角

有关的离子方程式

①Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O

②Al3++3OH－=Al（OH）3↓

③Al（OH）3+OH－=AlO2－+2H2O

④AlO2－+H++H2O=Al（OH）3↓

⑤Al3++4OH－=AlO2－+2H2O

⑥AlO2－+4H+=Al3++2H2O

2.铝的化合物的有关图像

（1）向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量

有关反应：

Al3++3OH－=Al（OH）3↓Al（OH）3+OH－=AlO2－+2H2O

现象：

首先产生白色沉淀，然后沉淀逐渐消失

（2）向AlCl3溶液中逐滴加入氨水溶液直至过量

有关反应：

Al3++3NH3·H2O=Al（OH）3↓+3NH4+

现象：

首先产生白色沉淀，继续滴加沉淀不消失

（3）向NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液直至过量有关反应：

Al3++4OH－=AlO2－+2H2OAl3++3AlO2－+6H2O=4Al（OH）3↓

现象：

首先不产生白色沉淀，一段时间后产生沉淀，继续滴加，沉淀不消失。

（4）向AlCl3溶液中逐滴加入NaAlO2溶液直至过量

有关反应：

Al3++3AlO2－+6H2O=4Al（OH）3↓

现象：

首先产生白色沉淀，继续滴加沉淀不消失

（5）向NaAlO2溶液中逐滴加入AlCl3溶液直至过量

有关反应：

Al3++3AlO2－+6H2O=4Al（OH）3↓

现象：

产生白色沉淀，继续滴加沉淀不消失

（6）向NaAlO2溶液中逐滴加入盐酸直至过量

有关反应：

AlO2－+H++H2O=Al（OH）3↓Al（OH）3＋3H+=Al3++3H2O

现象：

产生白色沉淀，继续滴加，沉淀消失

（7）向盐酸中逐滴加入NaAlO2溶液直至过量

有关反应：

AlO2－+4H+=Al3++2H2OAl3++3AlO2－+6H2O=4Al（OH）3↓

现象：

首先溶液中无白色沉淀产生，一段时间后产生白色沉淀继续滴加，沉淀不消失。

（8）向NaAlO2溶液中通入过量的CO2

有关反应：

2AlO2－+CO2+3H2O=2Al（OH）3↓+CO32－

CO32－+CO2+H2O=2HCO3－

现象：

产生白色沉淀，继续通入CO2，沉淀不消失

（9）向MgCl2、AlCl3和盐酸的混合溶液中滴加NaOH直至过量

有关反应：

H++OH－=H2OMg2++2OH－=Mg（OH）2↓

Al3++3OH－=Al（OH）3↓Al（OH）3+OH－=AlO2－+2H2O

现象：

开始时无沉淀产生，一段时间后有白色沉淀产生，继续滴加NaOH溶液，沉淀部分溶解

【典型例题】

例1.将氨水逐渐加入到物质的量浓度相等的AlCl3和MgCl2的混合溶液中至过量，生成沉淀的物质的量和所加氨水的体积的关系如下图，其中，正确的是

【解析】生成的Mg（OH）2、Al（OH）3沉淀均不能溶于氨水。

【答案】A

例2.已知Ba（AlO2）2可溶于水。

下图表示的是向A12（SO4）3溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液时，生成沉淀的物质的量y与加入Ba（OH）2的物质的量x的关系。

下列有关叙述正确的是

A.a—b时沉淀的物质的量：

A1（OH）3比BaSO4多

B.c—d时溶液中离子的物质的量：

AlO2–比Ba2+多

C.a—d时沉淀的物质的量：

BaSO4可能小于A1（OH）3

D.d—e时溶液中离子的物质的量：

Ba2+可能等于OH–

【解析】采用定量法分析。

假设有1molA12（SO4）3则溶液中含有2molA13+、3molSO42–。

向溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液时发生的反应为：

Al3++3OH－

Al（OH）3↓、SO42–+Ba2+

BaSO4↓。

则当2molA13+完全沉淀时，消耗Ba（OH）23mol，此时3molSO42–全部沉淀；生成沉淀为2molAl（OH）3和3molBaSO4共5mol，因此，在整个反应过程中BaSO4的物质的量始终大于Al（OH）3的物质的量；再加入Ba（OH）2溶液时发生Al（OH）3+OH－=

+2H2O，沉淀的量将逐渐减少，因此b点是沉淀的最大值，b～d中Al（OH）3沉淀逐渐溶解转化为Ba（AlO2）2，因此在b～d中AlO2－的物质的量大于Ba2+；d点时Al（OH）3沉淀恰好完全溶解，此时溶液中只存在Ba（AlO2）2，因此，当d～e中加入的Ba（OH）2的物质的量等于Ba（AlO2）2的物质的量时，溶液中Ba2+与OH－的量相等。

【答案】BD

例3.向含有1molKAl（SO4）2的溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液，充分反应。

下列说法不正确的是

A.当Al3+恰好完全沉淀时，消耗氢氧化钡1.5mol

B.当SO42-恰好完全沉淀时，Al3+全部转化为Al（OH）3

C.当向溶液中加入1.5mol氢氧化钡时，反应可用下列离子方程式表示：

2Al3++3SO42-+3Ba2++6OH-

2Al（OH）3↓+3BaSO4↓

D.随加入的氢氧化钡的物质的量不断增大，沉淀的物质的量不断增大

【解析】1molKAl（SO4）2溶液中含Al3+1mol、SO42-2mol，逐滴加入氢氧化钡溶液，开始有Al（OH）3和BaSO4沉淀，当加入1.5mol氢氧化钡时，Al3+沉淀完全，SO42-有剩余，继续滴加氢氧化钡溶液，Al（OH）3转化为AlO2－，剩余的SO42-继续沉淀，至SO42-沉淀完全，Al3+全部转化为AlO2－。

【答案】BD

例4.将0.1mol的镁、铝混合物溶于100mL2mol/LH2SO4溶液中，然后再滴加1mol/LNaOH溶液。

请回答：

（1）若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如下图所示。

当V1＝160mL时，则金属粉末中n（Mg）＝mol，V2＝mL。

（2）若在滴加NaOH溶液过程中，欲使Mg2＋、Al3＋刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积V（NaOH）=mL。

（3）若混合物仍为0.1mol，其中镁粉的物质的量分数为a，用100mL2mol/L的硫酸溶解此混合物后，再加入450mL1mol/L的NaOH溶液，所得沉淀中无Al（OH）3。

满足此条件的a的取值范围是。

【解析】

（1）由图像可知：

V1mL的NaOH溶液是与过量H2SO4反应的，则与Mg、Al反应的为H2SO4：

0.2mol－0.16mol×

＝0.12mol。

假设n（Mg）＝xmol，n（Al）＝ymol，则有方程组：

，解得：

x＝0.06mol，y＝0.04mol。

当加入V2mLNaOH溶液时，得到Mg（OH）2↓和NaAlO2，关系式为：

Mg2+～2OH－，Al3＋～4OH－，

∴V2＝160mL＋

＝440mL。

（2）当Mg2+、Al3＋刚好沉淀完全时，溶液中只有Na2SO4，关系式为2NaOH～H2SO4，

∴V（NaOH）＝

＝400mL。

（3）当所得沉淀中无Al（OH）3时，NaOH溶液过量，反应后生成的溶质为：

Na2SO4、NaAlO2。

则根据Na元素守恒：

n（NaOH）＝0.45L×1mol/L≥0.1L×2mol/L×2＋0.1×（1－a）mol。

解得a≥

，则满足此条件的a的取值范围是

≤a＜1。

【答案】

（1）0.06，440

（2）400（3）

≤a＜1

四、应考锦囊

铝及其化合物在工业及生活中有着重要而广泛的用途，特别是铝及其化合物的两性，在题目中的计算形式方法性和技巧性均较强，是金属及其化合物知识的重点与难点。

代表题型有：

铝盐与强碱反应产物的讨论，含铝化合物沉淀图像题等。

解题关键是：

（1）熟悉铝及其化合物的转化关系。

（2）将铝及其化合物的两性与过量计算相结合。

（3）结合图像综合分析。

（4）充分利用守恒关系。

五、本讲小结：

1.铝单质（从金属单质通性角度学习）

a.Al分别与（O2、S、Cl2）反应

Al+3O2（纯氧）

2Al2O32Al+3S

Al2S32Al+3Cl2

2AlCl3

b.铝与非氧化性酸反应生成氢气2Al+3H2SO4＝Al2（SO4）3+3H2↑

c.铝与浓氢氧化钠溶液反应的离子方程式2NaOH+2Al+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑

d.铝热反应：

4Al+3MnO2

2Al2O3+3Mn2Al+Cr2O3

Al2O3+2Cr

2.氧化铝（两性氧化物角度学习）

a.与酸反应Al2O3+6H+==2Al3++3H2O

b.与强碱反应2NaOH+Al2O3＝2NaAlO2+H2O

3.氢氧化铝（两性氢氧化物角度学习）

a.与强酸反应Al（OH）3+3H+==Al3++3H2O

b.与强碱反应Al（OH）3+OH－==AlO2－+2H2O

4.铝盐（从盐的通性角度学习）

氯化铝

与碱的反应Al3++3OH－（不足）==Al（OH）3↓

Al3++4OH－（过量）==AlO2－+2H2O

Al3++3NH3·H2O==Al（OH）3↓+3NH4+

六、超前思维：

（铜铁的获取及应用）

铁的性质

1、铁、铜性质：

（1）物理性质：

（2）铁、铜化学性质：

铁

铜

与非金属单质

Cl2

氧气

硫

与非氧化性酸反应

与金属的盐溶液反应

与浓硫酸、硝酸反应

在常温下遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化

在加热条件下可与浓硫酸反应（P92）常温下可与硝酸反应（P101）

2、Fe2+与Fe3+的检验

物质

Fe2+

Fe3+

溶液颜色

化学性质

检

验

观察法

碱法

SCN-法

3、铁的氧化物的性质比较：

化学式

FeO

Fe2O3

Fe3O4

俗名

色态

铁的价态

与酸反应

4、Fe（OH）2和Fe（OH）3

化学式

Fe（OH）2

Fe（OH）3

颜色状态

化学性质

制法

转化

【模拟试题】（答题时间：

60分钟）

一、选择题：

（每小题只有一个答案符合题意，共60分）

1.电解法炼铝时，冰晶石的作用是

A.助熔剂B.催化剂C.还原剂D.氧化剂

2.下列有关铝及铝合金说法错误的是

A.氧化铝是一种高硬度、高熔沸点的化合物。

B.铝是活泼的金属，其合金抗腐蚀能力差。

C.铝合金具有密度小、高强度及较好的可塑性。

D.铝合金可用于制飞机骨架等。

3.在MgO中混有少量的Al2O3杂质，欲将杂质除去可选用的试剂是

A.稀硫酸B.浓氨水C.稀盐酸D.氢氧化钠溶液

4.铝硅合金（含Si13.5%）在凝固时收缩率很小，因而这种合金适合铸造。

有下列三种物质：

①铝②硅③铝硅合金，它们的熔点由低到高的顺序是

A.①③②B.②①③C.③②①D.③①②

5.从铝土矿制备铝所涉及的下列有关反应中，属于氧化还原反应的是

A.铝土矿溶于NaOH溶液中B.偏铝酸钠溶液的酸化

C.灼烧氢氧化铝固体D.电解熔融的氧化铝

6.1989年世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一，而加以控制使用.铝在下列应用时应加以控制的是①制铝合金②制电线③制炊具④银色漆颜料⑤明矾净水⑥明矾与苏打制食品膨松剂⑦易拉罐⑧用Al（OH）3凝胶制胃舒平药片⑨包装糖果和小食品

A.③⑤⑧⑨B.⑥⑧⑨C.③⑤⑨D.③⑤⑥⑦⑧⑨

7.现有MgCl2、AlCl3、CuCl2、FeCl3、NH4Cl五种溶液，如果只用一种试剂就把它们鉴别开来，应选用的试剂是

A.氨水B.AgNO3C.浓NaOHD.NaCl溶液

8.下列离子方程式书写错误的是

A.氯化铝溶液与少量NaOH溶液反应Al3＋＋3OH－

Al（OH）3↓

B.Al（OH）3溶于NaOH溶液中：

Al（OH）3+OH－=AlO2－+2H2O

C.NaAlO2溶液中通入过量的CO2：

2AlO2－+CO2+3H2O=2Al（OH）3↓+CO32－

D.Al2O3粉末溶于NaOH溶液中：

Al2O3+2OH－=2AlO2－+H2O

*9.向明矾溶液里滴加氢氧化钡溶液，当硫酸根离子恰好沉淀完全时，铝元素的存在形式是

A.一部分为Al（OH）3沉淀，一部分以Al3+存在于溶液中

B.一部分为Al（OH）3沉淀，一部分以AlO2－形式存在于溶液中

C.全部为Al（OH）3沉淀

D.几乎全部以AlO2－形式存在于溶液中

10.下列各组离子能在同一溶液里大量共存的是

A.Na+、Al3+、Cl－、AlO2－B.K+、H+、SO42－、AlO2－

C.Na+、Al3+、NO3－、OH－D.K+、Na+、AlO2－、CO32－

11.在用H2SO4酸化过的Al2（SO4）3溶液中滴加NaOH溶液，生成沉淀W（g）与所加NaOH溶液体积V的关系如图，其中正确的是

12.以硫酸铝溶液为原料之一，在实验室里制取少量Al（OH）3，并且易于分离，最好向溶液中加入

A.氢氧化钠溶液B.氢氧化钡溶液

C.氨水溶液D.澄清的石灰水

*13.下列五个图中，横坐标表示加入的物质的量，纵坐标表示生成沉淀的量从A——E中选择各题要求的序号填入表中

溶液

加入的物质

答案序号

饱和石灰水

通CO2至过量

AlCl3溶液

通过量的NH3

含少量NaOH的NaAlO2溶液

通过量的CO2

NaAlO2溶液

滴加稀HCl至过量

MgCl2、AlCl3的混和液

滴加NaOH至过量

14.等体积的AlCl3和NaOH两种溶液混合后，沉淀物中含铝的质量与溶液中含铝的质量相等，则AlCl3和NaOH两种溶液的物质的量浓度之比是

A.1∶3B.2∶1C.1∶4D.2∶7

*15.在NaAlO2溶液中，通入amolHCl气体，生成bmol沉淀后，又通入cmolHCl气体时，沉淀恰好溶解，则原NaAlO2溶液中含NaAlO2的物质的量是

A.

molB.

molC.

molD.cmol或

mol

二、填空题：

（16分）

**16.在50mlbmol/LAlCl3溶液中加入50mLamol/L的NaOH溶液

（1）当a≤3b时，生成Al（OH）3沉淀的物质的量为；

（2）当a，b满足条件时，无沉淀生成.

（3）当a，b满足条件时，a增大，沉淀减少，此时Al（OH）3的质量为克.

三、计算题：

（24分）

17.（8分）将质量为32.1g部分氧化的铝片放入足量的稀硫酸中，经充分反应后测得溶液质量增重29.1g，求原铝片中氧化铝的质量为多少？

**18.（16分）超细氮化铝粉末被广泛应用于大规模集成电路生产等领域。

其制取原理为：

Al2O3＋N2＋3C

2AlN＋3CO由于反应不完全，氮化铝产品中往往含有炭和氧化铝杂质。

为测定该产品中有关成分的含量，进行了以下两个实验：

（1）称取10.00g样品，将其加入过量的NaOH浓溶液中共热并蒸干，AlN跟NaOH溶液反应生成NaAlO2，并放出氨气3.36L（标准状况）。

①上述反应的化学方程式为；

②该样品中的A1N的质量分数为。

（2）另取10.00g样品置于反应器中，通入2.016L（标准状况）O2，在高温下充分反应后测得气体的密度为1.34g·L－1（已折算成标准状况，AIN不跟O2反应）。

该样品中含杂质炭g。

【试题答案】

1、A2、B3、D4、D5、D6、D7、C8、C

9、D、解析：

使SO42－全部转化成BaSO4沉淀，1mol的KAI（SO4）2需2mol的

，即1molAl3+对应4molOH－，此时铝元素的存在形式为AlO2－

10、D11、D12、C13、E；C；D；B；A14、D15、B

16、

（1）0.05a/3mol

（2）a≥4b（3）4b＞a＞3b；15.6b－3.9a

解析：

与NaOH生成沉淀规律：

①当

时，

②当

时，

③当

时，

。

17、5.1g

18、①AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑

②61.5%③1.92g