42 《铝 金属材料》每课一练7 鲁科版必修1.docx

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42《铝金属材料》每课一练7鲁科版必修1

4.2《铝金属材料》每课一练（鲁科版必修1）

1．元素的性质包含金属性和非金属性，其强弱可以通过该元素对应的某些化学性质体现出来。

某同学认为铝元素是金属元素，但是有一定的非金属性，下面的化学反应你认为能支持该同学观点的是（　　）

A．铝片与盐酸反应生成氢气

B．铝热反应

C．氢氧化铝溶于强碱溶液

D．氢氧化铝溶于强酸溶液

【解析】　元素的非金属性可以根据其单质的氧化性、氢化物的稳定性以及最高价氧化物对应的水化物的酸性来判断。

要说明铝元素具有非金属性只能通过其最高价氧化物对应的水化物的酸性来判断了，C选项氢氧化铝能与强碱反应说明氢氧化铝有一定的酸性，因而可以作为判断铝元素具有非金属性的依据。

【答案】　C

2．（肇庆质检）下列各种物质既能与强酸溶液反应又能与强碱溶液反应的是（　　）

①Al　②AlCl3　③Na[Al（OH）4]　④Al（OH）3　⑤Al2O3

⑥NaHCO3

A．①②③④⑤⑥　　　　B．①③④⑤

C．④⑤D．①④⑤⑥

【解析】　下表中，“√”表示能反应，“批ⅹ”表示不能反应

①

②

③

④

⑤

⑥

强酸

√

ⅹ

√

√

√

√

强碱

√

√

ⅹ

√

√

√

【答案】　D

3．把Ba（OH）2溶液滴入明矾溶液中，使SO42－全部转化成BaSO4沉淀，此时铝元素的主要存在形式是（　　）

A．Al3＋B．Al（OH）3

C．[Al（OH）4]－D．Al3＋和Al（OH）3

【解析】　明矾的化学式为KAl（SO4）2·12H2O，当SO42－完全沉淀时，Al3＋与OH－恰好以物质的量比为1∶4反应生成[Al（OH）4]－。

【答案】　C

4．在硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中，逐滴加入稀氢氧化钠溶液，直至过量。

下列表示氢氧化钠加入量（x）与溶液中沉淀物的量（y）的关系示意图中，正确的是（　　）

【解析】　Mg（OH）2不溶于NaOH溶液，而Al（OH）3能溶于NaOH溶液。

【答案】　C

5．为确定某铝热剂（含氧化铁和铝）的组成，分别进行下列实验。

（1）若取ag样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成的气体体积（标准状况，下同）为bL。

反应的化学方程式是________________________________________________。

（2）若取ag样品将其点燃，恰好完全反应，该反应的化学方程式是________________________________。

（3）待

（2）中反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为cL，该气体与

（1）中所得气体的体积比c∶b＝________________________________________________________________________。

【答案】　

（1）2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al（OH）4]＋3H2↑

（2）2Al＋Fe2O3

Al2O3＋2Fe

（3）2∶3

6．在某化工生产中，要用到一种无色、可溶于水的晶体——铝铵矾，该晶体是一种复盐，其主要化学成分为十二水合硫酸铝铵。

向该复盐的浓溶液中逐滴加入浓NaOH溶液，将发生一系列变化。

已知NH4＋与[Al（OH）4]－在水溶液中不能大量共存，会发生如下反应：

NH4＋＋[Al（OH）4]－===Al（OH）3↓＋NH3↑＋H2O

试回答：

（1）硫酸铝铵在水溶液中的电离方程式是：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）在逐滴加入浓NaOH溶液的过程中，产生的现象有：

①溶液会出现白色沉淀，②有刺激性气味气体逸出，③白色沉淀量逐渐增多，④白色沉淀完全消失，⑤白色沉淀量逐渐减少

请回答出各种现象由先到后出现的顺序（用序号回答）：

______________。

（3）写出在滴入NaOH溶液的过程中，有关反应的离子方程式：

①__________________________，②__________________________，③________________。

【答案】　

（1）NH4Al（SO4）2===NH4＋＋Al3＋＋2SO42－　

（2）①③②⑤④

（3）①Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓

②NH4＋＋OH－===NH3↑＋H2O

③Al（OH）3＋OH－===[Al（OH）4]－

课后训练

一、选择题

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

【解析】　铝条钝化时表面生成了一层致密的Al2O3，该物质为两性氧化物，既能和强酸反应，又能和强碱反应，所以钝化的铝条能和稀硝酸、稀盐酸、氢氧化钠溶液发生反应，但不能和硝酸铜反应，正确答案为C。

【答案】　C

2．等量镁铝合金粉末分别与下列4种过量的溶液充分反应，放出氢气最多的是（　　）

A．2mol·L－1H2SO4溶液　B．18mol·L－1H2SO4溶液

C．6mol·L－1KOH溶液D．3mol·L－1HNO3溶液

【解析】　镁铝合金在HNO3溶液中反应不生成H2，排除D；与浓H2SO4反应也不生成H2，排除B；Mg、Al均可与稀H2SO4反应，只有Al能与KOH溶液反应，因此放出H2最多的是A。

【答案】　A

3.

用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁（如右图所示），将试管浸入硝酸汞溶液中，片刻取出，然后置于空气中，不久铝箔表面生出“白毛”，红墨水柱右端上升。

根据实验现象判断下列说法错误的是（　　）

A．实验中发生的反应都是氧化还原反应

B．铝是一种较活泼的金属

C．铝与氧气反应放出大量的热量

D．铝片上生成的白毛是氧化铝和氧化汞的混合物

【解析】　本题是一道考查铝的化学性质的实验题。

该实验是一个“毛刷实验”，原理是2Al＋3Hg（NO3）2===2Al（NO3）3＋3Hg，Al－Hg构成原电池，加快铝失电子：

4Al＋3O2===2Al2O3，该反应是一个放热反应，使试管内气体的压强增大，U形管中的红墨水左端下降，右端上升，故D项错误。

【答案】　D

4．（滨州质检）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．①⑥⑤③B．②③④③

C．②③⑤③D．①③⑤③

【解析】

【答案】　B

5．向100mL0.25mol·L－1的AlCl3溶液中加入金属钠完全反应，恰好生成只含NaCl和Na[Al（OH）4]的澄清溶液，则加入金属钠的质量是（　　）

A．3.45gB．2.3g

C．1.15gD．0.575g

【解析】　n（Na）＝n（NaCl）＋nNa[Al（OH）4]＝n（Cl－）＋n（Al3＋）＝0.1mol。

【答案】　B

6．某溶液中有NH4＋、Mg2＋、Fe2＋和Al3＋四种阳离子，若向其中加入过量的NaOH溶液，微热并搅拌，再加入过量盐酸，溶液中大量减少的阳离子是（　　）

A．NH4＋和Fe2＋B．Al3＋和NH4＋

C．Al3＋和Fe2＋D．Mg2＋和Al3＋

【解析】　溶液中加入过量NaOH溶液，微热，再加入过量盐酸，发生下列反应：

NH4＋＋OH－

NH3↑＋H2O（使NH4＋大量减少）；Mg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓，Mg（OH）2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O（Mg2＋不变）；Fe2＋＋2OH－===Fe（OH）2↓，4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3。

Fe（OH）3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O（使Fe2＋变为Fe3＋而大量减少）；Al3＋＋4OH－===[Al（OH）4]－，[Al（OH）4]－＋4H＋===Al3＋＋4H2O（Al3＋不变）。

【答案】　A

7．下列各组溶液中，只用试管和胶头滴管，不用其他任何试剂就可以鉴别的是（多选）（　　）

A．KOH和Al2（SO4）3B．稀盐酸和Na2CO3

C．CaCl2和Na2CO3D．Ba（OH）2和NaHSO4

【解析】　A、B选项中两种试剂添加顺序不同产生的现象也不同，可以用此来鉴别两溶液；而C、D选项中两种试剂无论加入的顺序如何不同，现象是一样的，故不借助其他试剂是无法鉴别的。

【答案】　AB

8．等体积的AlCl3和NaOH两种溶液混合后，沉淀物中含铝元素的质量与溶液中含铝元素的质量相等，则AlCl3和NaOH两种溶液的物质的量浓度之比可能为（　　）

①1∶3　②2∶3　③1∶4　④2∶7

A．①②B．①③

C．②④D．③④

【解析】　溶液中铝元素的存在形式可以是Al3＋或[Al（OH）4]－。

故当溶液中Al3＋与Al（OH）3物质的量之比为1∶1时，n（Al3＋）∶n（OH－）＝2∶3；当溶液中[Al（OH）4]－与Al（OH）3的物质的量之比为1∶1时，n（Al3＋）∶n（OH－）＝2∶7。

【答案】　C

9．（德州质检）A是一种常见的单质，B、C为中学常见的化合物，A、B、C均含有元素X。

它们有如下的转化关系（部分产物及反应条件已略去）

下列判断正确的是（　　）

A．X元素可能为Al

B．X元素可能是金属，也可能是非金属

C．反应①和②互为可逆反应

D．反应①和②一定为氧化还原反应

【解析】　中学阶段符合①的单质有Cl2等卤素单质、硫单质及铝单质；若A为Cl2等卤素单质或S时，也符合②，若A为Al时不符合②，故A为非金属单质中的Cl2等卤素单质或硫；反应①的产物与反应②的反应物不同，①②不互为可逆反应。

【答案】　D

10．已知Ba[Al（OH）4]2可溶于水，如图表示的是向Al2（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（多选）（　　）

A．a～b时沉淀的物质的量：

Al（OH）3比BaSO4多

B．c～d时溶液中离子的物质的量：

[Al（OH）4]－比Ba2＋多

C．a～d时沉淀的物质的量：

BaSO4可能小于Al（OH）3

D．d～e时溶液中离子的物质的量：

Ba2＋可能等于OH－

【解析】　向Al2（SO4）3溶液中逐滴加入Ba（OH）2发生的反应如下：

O～b段：

3Ba（OH）2＋Al2（SO4）3===3BaSO4↓＋2Al（OH）3↓。

b～d段：

2Al（OH）3＋Ba（OH）2===Ba[Al（OH）4]2。

由此可以看出在a～b段沉淀的物质的量BaSO4比Al（OH）3多，A项错；

c～d段溶液中[Al（OH）4]－比Ba2＋多，B项正确；

a～d时，由Al2（SO4）3的组成可知整个反应过程中n（BaSO4）>n[Al（OH）3]，C项错；

d～e时，因d点就已存在了可溶的Ba[Al（OH）4]2，所以d～e时，溶液中溶质为Ba[Al（OH）4]2和Ba（OH）2，D项正确。

【答案】　BD

二、非选择题

11．某同学到实验室中做铝热反应的实验，但是他有些问题还不清楚原因，请你帮他解决这些问题：

（1）铝热剂是指________________________。

（2）引发铝热反应的操作是________________________。

（3）氯酸钾在铝热反应中起的作用是________________________________________________________________________。

【答案】　

（1）铝与一些金属氧化物的混合物

（2）①在铝热剂表面铺上氯酸钾固体；②将镁条插入混合物中央，点燃

（3）KClO3利用Mg燃烧产生的热量而分解产生的O2又促进镁条燃烧，镁条燃烧产生大量的热，促使铝热反应发生

12．在含amolAlCl3的溶液中，加入含bmolNaOH的溶液，判断以下各项中铝元素的存在情况。

A．若a＝

，铝元素全部以________形式存在。

B．若a＝

，铝元素全部以________形式存在。

C．若

，铝元素以________形式存在。

D．若a>

，铝元素以________形式存在。

E．若a<

，铝元素以________形式存在。

【解析】　AlCl3与NaOH反应有两个临界点：

1∶3时恰好反应生成Al（OH）3,1∶4时恰好反应生成Na[Al（OH）4]。

因此a＝

时，铝元素均以Al（OH）3形式存在，a＝

时，铝元素均以[Al（OH）4]－形式存在，当

时，铝元素以Al（OH）3和[Al（OH）4]－形式共存，当a>

时，AlCl3过量，铝元素以Al3＋和Al（OH）3形式共存，当a<

时，NaOH过量，铝元素以[Al（OH）4]－形式存在。

【答案】　A．Al（OH）3　B．[Al（OH）4]－　C．Al（OH）3和

[Al（OH）4]－　D．Al3＋和Al（OH）3　E．[Al（OH）4]－

13．由短周期元素组成的单质A、B、C和甲、乙、丙、丁四种化合物有下图所示的转换关系，已知C为密度最小的气体，甲是电解质。

根据图示转化关系回答：

（1）写出下列物质的化学式：

A　　　　，B　　　　，乙　　　　，丁　　　　。

（2）组成单质A的元素在周期表中的位置是________________________________________________________________________，

丙的电子式是　　　　　　　。

（3）写出下列变化的方程式：

①A与NaOH溶液反应的化学方程式________________________________________________________________________；

②乙与过量CO2反应的离子方程式________________________________________________________________________。

【解析】　单质C是密度最小的气体，应为H2；单质A与NaOH溶液反应可生成H2，A+B―→甲，甲亦能与NaOH溶液反应，容易考虑A为Al或Si，B为O2，则甲为Al2O3或SiO2，由于甲是电解质，故甲不能为SiO2，则A为Al，甲为Al2O3，乙为Na[Al（OH）4]，丁为Al（OH）3。

【答案】　

（1）A.Al　B．O2　乙．Na[Al（OH）4]

丁．Al（OH）3

（2）第3周期ⅢA族　

（3）①2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al（OH）4]＋3H2↑

②[Al（OH）4]－＋CO2===Al（OH）3↓＋HCO3－

14．金属镁和铝在工农业生产以及人们日常生活中有着十分广泛的用途。

某化学兴趣小组的同学们决定对镁、铝及其化合物的性质比较展开探究活动。

探究过程中发现了一些“异常”现象。

（1）镁条在空气中点燃，发出耀眼的白光；用铝箔在酒精灯上加热，铝箔不能燃烧，铝箔卷缩悬垂却不脱落。

将已“卷缩”的铝箔冷却后投入氢氧化钠溶液中，有气体生成。

写出“卷缩”铝箔冷却后投入氢氧化钠溶液中发生的离子反应方程式：

①________________________________________________________________________；

②________________________________________________________________________。

（2）常温下，在经过砂纸打磨的铝片中取两片质量相等、表面积相同的铝片，分别加入到盛有体积相同、c（H＋）相同的稀硫酸和稀盐酸溶液的两支试管（相同体积）中，发现铝片在稀盐酸中产生氢气的速率比在稀硫酸中快。

Ⅰ.写出以上反应的离子方程式：

________________________________________________________________________。

Ⅱ.你认为出现以上现象的可能原因是：

假设①______________；假设②________________。

Ⅲ.请设计实验对以上的假设进行验证：

①________________________________________________________________________；

②________________________________________________________________________。

【答案】　

（1）①Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al（OH）4]－　②2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al（OH）4]－＋3H2↑

（2）Ⅰ.2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑

Ⅱ.假设①：

Cl－对铝和酸的反应有促进作用　假设②：

SO42－对铝和酸的反应有抑制作用

Ⅲ.①在铝和硫酸反应的容器中加固体氯化钠，看是否加快放出氢气的速率　②在铝和盐酸反应的容器中加入固体硫酸钠，看是否减慢放出氢气的速率

15．现有A、B、C三种均含同一种金属元素的无机化合物，它们之间的转化关系如下图（部分产物已略去）所示：

（1）请写出B转化为C的所有可能的离子方程式________________________________________________________________________

________________________________________________________________________，

A与C反应的离子方程式__________________。

（2）若化合物B经过一系列反应可以得到单质E，将一定质量的Mg和E的混合物投入500mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。

待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示。

则固体混合物中Mg的质量为________；NaOH溶液的物质的量浓度为________。

【解析】　

（1）符合图示转化关系的可能有下列情形：

若B为Na2CO3相应离子方程式为

B―→C：

CO32－＋H2O＋CO2===2HCO3－

A＋C：

OH－＋HCO3－===CO32－＋H2O。

若B为Al（OH）3，A、C分别为可溶性铝盐和四羟基合铝酸盐或可溶性四羟基合铝酸盐和铝盐。

若为前者，则D为NaOH等强碱，B―→C的离子方程式为：

Al（OH）3＋OH－===[Al（OH）4]－；若为后者，则D为HCl、H2SO4、HNO3等强酸，B―→C的离子方程式为：

Al（OH）3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。

两种情况下，A与C反应的离子方程式均为：

Al3＋＋3[Al（OH）4]－===4Al（OH）3↓。

（2）由图象知n（Mg）＝n[Mg（OH）2]＝0.15mol

故m（Mg）＝0.15mol×24g·mol－1＝3.6g

溶解0.20molAl（OH）3耗NaOH的物质的量可由以下化学方程式计算

Al（OH）3＋NaOH===Na[Al（OH）4]

＝

c（NaOH）＝5mol/L。

【答案】　

（1）Al（OH）3＋OH－===[Al（OH）4]－，

Al（OH）3＋3H＋===Al3＋＋3H2O

Al3＋＋3[Al（OH）4]－===4Al（OH）3↓

（2）3.6g　5mol/L