无锡市高考化学提优辅导九铝及其重要化合物学生版.docx

无锡市高考化学提优辅导九铝及其重要化合物学生版.docx

《无锡市高考化学提优辅导九铝及其重要化合物学生版.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无锡市高考化学提优辅导九铝及其重要化合物学生版.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

无锡市高考化学提优辅导九铝及其重要化合物学生版

考点一　铝的性质及应用

【深度思考】

1．铝的化学性质活泼，为什么日常生活中广泛使用的铝制品通常具有较好的抗腐蚀性能？

2．金属铝是活泼的金属，能与酸反应，为什么能用铝槽储运浓H2SO4或浓HNO3?

3．Al既能溶于强酸，又能溶于强碱，所以说“Al既有金属性，又有非金属性”你认为这种说法是否恰当？

为什么？

【典例分析】

题组一　铝的化学性质及应用

1．1989年世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一，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明矾净水　⑤明矾和苏打制食品膨松剂　⑥用氢氧化铝凝胶制胃舒平药品　⑦银色漆颜料　⑧制易拉罐　⑨包装糖果和小食品

A．全部B．③⑤⑧⑨C．⑥⑧⑨D．③④⑤⑥⑧⑨

2．下列关于铝的叙述中正确的是（　　）

A．铝还原性强且亲氧性强，所以可通过铝热反应冶炼高熔点金属

B．铝在空气中极易锈蚀，所以铝制品的使用时间很短

C．铝能耐稀硫酸腐蚀，所以运送稀硫酸可用铝制槽车

D．铝的导电性比铜、银更强，所以常用以制造电线、电缆

3．常温下把铝粉加入下列物质中，能产生氢气的是（　　）

A．硫酸钠溶液B．稀硝酸C．浓硫酸D．氯化铵溶液

题组二　对比掌握铝、镁的性质

4．镁、铝都是较活泼的金属，下列描述中正确的是（　　）

A．高温下，镁、铝在空气中都有抗腐蚀性

B．镁、铝都能跟稀盐酸、稀硫酸、强碱反应

C．镁在点燃条件下可以与二氧化碳反应，铝在一定条件下可以与氧化铁发生氧化还原反应

D．铝热剂是镁条、铝粉和氧化铁的混合物

5．将等物质的量的镁和铝混合，取等质量该混合物四份，分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是（　　）

A．3mol·L－1HClB．4mol·L－1HNO3

C．8mol·L－1NaOHD．18mol·L－1H2SO4

题组三　从定性和定量的角度理解铝与酸、碱反应的实质

6．铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸（非氧化性酸）反应又能与强碱溶液反应放出H2的金属，就铝的这一特殊性质回答下列问题：

（1）铝与酸、碱反应的实质是什么？

氧化剂是什么？

（2）区别镁和铝最好的方法是取少量试样，然后（　　）

A．投入沸水中B．投入冷水中C．投入盐酸D．投入NaOH溶液中

（3）等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是________。

（4）足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，产生H2的体积之比是________。

（5）足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是________。

（6）甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol·L－1的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为V（甲）∶V（乙）＝1∶2，则加入铝粉的质量为A．5.4gB．3.6gC．2.7gD．1.8g

考点二　铝的重要化合物

【典例分析】

题组一　Al2O3、Al（OH）3溶于酸或碱相关考查

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

2．铝、氧化铝、氢氧化铝和可溶性铝盐与过量强碱溶液的反应，其生成物有一定的规律，下列说法中正确的是（　　）

A．都有H2O生成B．都有H2生成

C．都有AlO2（－）生成D．都有Al3＋生成

题组二　两性物质及其应用

3．下列物质中既能跟稀硫酸反应，又能跟氢氧化钠溶液反应的是（　　）

①NaHCO3　②（NH4）2SO3　③Al2O3　④Al（OH）3⑤Al

A．全部B．只有①③④⑤

C．只有③④⑤D．只有②③④⑤

4．小苏打、胃舒平、达喜都是常用的中和胃酸的药物。

（1）小苏打片每片含0.5gNaHCO3,2片小苏打片和胃酸完全中和，被中和的H＋是________mol。

（2）胃舒平每片含0.245gAl（OH）3。

中和胃酸时，6片小苏打片相当于胃舒平________片。

（3）达喜的化学成分是铝和镁的碱式盐，其化学式为Al2Mg6（OH）16CO3·4H2O。

1mol达喜分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应，消耗盐酸和NaOH的物质的量之比为________。

题组三　关于Al（OH）3的制备的最佳途径

5．Al（OH）3是治疗胃酸过多的药物胃舒平的主要成分。

某课外兴趣小组用铝、稀硫酸、烧碱为原料，制备一定量的Al（OH）3。

他们分别设计了两种实验方案：

方案一：

AlH2SO4（――→）Al2（SO4）3NaOH（――→）Al（OH）3

方案二：

AlNaOH（――→）NaAlO2H2SO4（――→）Al（OH）3

（1）从节约药品的角度思考，你认为哪一种方案较好？

________，方案一和方案二共同存在的问题是___________________________________________________。

（2）请用相同的原料设计一个更为节约药品的方案，并写出有关反应的化学方程式：

_____________________________________________________________________。

6．若甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备Al（OH）3。

规定必用的药品如下：

350g70%H2SO4溶液，NaOH固体240g，足量铝屑、水（不能用其他药品）。

甲、乙、丙用各自设计的方案制得Al（OH）3的质量分别是W1、W2、W3。

三种实验方案如下：

甲：

铝→加NaOH溶液→加H2SO4溶液→W1gAl（OH）3

乙：

铝→加H2SO4溶液→加NaOH溶液→W2gAl（OH）3

丙：

铝→加NaOH溶液（铝→加H2SO4溶液）→W3gAl（OH）3

试回答：

（1）从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素分析，实验方案最合理的是________。

（2）三位学生制得的Al（OH）3，W1、W2、W3其质量由大到小的顺序是_______________。

（3）制得Al（OH）3的最大质量是________。

考点三　用数形结合思想理解Al3＋、Al（OH）3、AlO2（－）之间转化关系

【知识梳理】

1．Al3＋、Al（OH）3、AlO2（－）之间的转化关系

写出上述转化的离子方程式。

【典例分析】

题组一　Al3＋、AlO2（－）溶液加碱或酸反应现象的应用

1．向一定量的下列物质的溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液，先生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，这种物质是A．MgSO4B．NaAlO2C．AlCl3D．FeCl3

2．下列各项操作中，不发生“先产生沉淀，然后沉淀又溶解”现象的是（　　）

①向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2　②向NaAlO2溶液中逐滴加入过量的稀盐酸　③向AlCl3溶液中逐滴加入过量稀氢氧化钠溶液　④向硅酸钠溶液中逐滴加入过量的盐酸

A．①②B．①③C．①④D．②③

3．下列各组物质的无色溶液，不用其他试剂即可鉴别的是________。

①NaOH、AlCl3　②NaHCO3、H2SO4　③NaAlO2、NaHSO4④Na2CO3、HCl　⑤Na2CO3、NaHCO3、Ca（OH）2

4．某晶体由两种阳离子、一种阴离子和结晶水组成，取少量该晶体进行如下实验：

①将晶体置于试管中加热，试管口有液体生成；

②待试管冷却后，加水使固体全部溶解；

③向试管中逐滴加入Ba（OH）2溶液至过量，同时加热，沉淀的物质的量先增多后减少，但最终仍有沉淀未溶解，在此过程中还有刺激性气味气体生成。

根据以上实验判断，该晶体是（　　）

A．KAl（SO4）2·12H2OB．NH4Al（SO4）2·12H2O

C．（NH4）2Fe（SO4）2·6H2OD．KCl·MgCl2·6H2O

题组二　铝土矿冶炼金属铝的流程

铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界主要以化合态形式存在于氧化铝中。

铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，冶炼金属铝很重要的一个过程是Al2O3的提纯。

由于Al2O3是两性氧化物，而杂质SiO2是酸性氧化物，Fe2O3是碱性氧化物，因而可设计出两种提纯氧化铝的方案。

5．方案一：

碱溶法

讨论回答下列问题：

（1）写出①、③两步骤中可能发生反应的离子方程式。

（2）步骤③中不用盐酸（或H2SO4）酸化的理由是____________________________

___________________________________________________________________。

（3）步骤④中得到较纯的Al2O3，可能含有________杂质，在电解时它不会影响铝的纯度的原因：

______________________________________________________。

6．方案二：

酸溶法

讨论回答下列问题：

（1）写出①、②中可能发生反应的离子方程式。

（2）步骤②中不用氨水沉淀Fe3＋的原因：

___________________________________。

7．从铝土矿（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质）中提取氧化铝的两种工艺流程如下：

请回答下列问题：

（1）流程甲加入盐酸后生成Al3＋的离子方程式为_____________________________

_____________________________________________________________________。

（2）流程乙加入烧碱后生成SiO3（2－）的离子方程式为___________________________。

（3）验证滤液B中含Fe3＋，可取少量滤液并加入________（填试剂名称）。

（4）滤液E、K中溶质的主要成分是__________（填化学式），写出该溶液的一种用途：

_____________________________________________________________________。

题组三　Al3＋、Al（OH）3、AlO2（－）三者之间关系的定量分析

8．向物质的量浓度均为1mol·L－1的AlCl3和盐酸的混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液，如图中能正确表示这个反应过程的是

9．向30mL1mol·L－1的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4mol·L－1的NaOH溶液，若产生0.78g白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为（　　）

A．3mLB．7.5mLC．15mLD．17.5mL

10．某溶液中可能含有H＋、NH4（＋）、Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、CO3（2－）、SO4（2－）、NO3（－）中的几种。

①若加入锌粒，产生无色无味的气体；②若加入NaOH溶液，产生白色沉淀，且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示。

则下列说法正确的是（　　）

A．溶液中的阳离子只有H＋、Mg2＋、Al3＋

B．溶液中n（NH4（＋））＝0.2mol

C．溶液中一定不含CO3（2－），可能含有SO4（2－）和NO3（－）

D．n（H＋）∶n（Al3＋）∶n（Mg2＋）＝1∶1∶1

【考题在线】

1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”

（1）Al箔插入稀HNO3中，无现象，说明Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜

（2）加入铝粉能产生H2的溶液中，可能存在大量的Na＋、Ba2＋、AlO2（－）、NO3（－）

（3）

如图所示，①AlCl3溶液、②浓氨水，①中有白色沉淀生成

（4）新制的氧化铝可溶于氢氧化钠溶液：

Al2O3＋2OH－===2AlO2（－）＋H2O

（5）Al2O3NaOH（aq）NaAlO2（aq）CO2（――→）Al（OH）3

（6）AlCl3溶液中滴加NaOH后铝的存在形式：

2．（四川延考，7）20g由两种金属粉末组成的混合物，与足量的盐酸充分反应后得到11.2L氢气（标准状况），这种金属混合物的组成可能是（　　）

A．Mg和AlB．Al和FeC．Fe和ZnD．Zn和Cu

3.（四川理综，11）向mg镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸，恰好完全反应生成标准状况下的气体bL。

向反应后的溶液中加入cmol·L－1氢氧化钾溶液VmL，使金属离子刚好沉淀完全，得到的沉淀质量为ng。

再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止，得到固体pg。

则下列关系不正确的是

A．c＝11.2V（1000b）B．p＝m＋125（Vc）

C．n＝m＋17VcD.3（5）m

4．实验室采用MgCl2、AlCl3的混合溶液与过量氨水反应制备MgAl2O4，主要流程如下：

（1）为使Mg2＋、Al3＋同时生成沉淀，应先向沉淀反应器中加入________（填“A”或“B”），再滴加另一反应物。

（4）无水AlCl3（183℃升华）遇潮湿空气即产生大量白雾，实验室可用下列装置制备。

装置B中盛放饱和NaCl溶液，该装置的主要作用是______________。

F中试剂的作用是________________。

用一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用，所装填的试剂为__________。

【巩固提高】

1．近年来，科学家正在探索利用铝粉作为新能源的可能性，以期铝能成为一种石油的取代物。

假如铝作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，关于其有利因素的下列说法，你认为哪项是错误的

A．铝质轻，便于运输、贮存，且安全

B．铝燃烧时放出的热量大，且燃烧后产物对环境的污染容易得到有效的控制

C．在地球上，铝矿资源比较丰富

D．现代电冶铝的工业技术已为铝作为新能源奠定了重要基础

2．下列叙述正确的是（　　）

A．铝制容器可盛装热的浓硫酸B．镁的金属性比铝的金属性强

C．氢氧化铝能溶于过量氨水D．镁在空气中燃烧生成的固体只有MgO

3．在火星上工作的美国“勇气号”、“机遇号”探测车的一个重要任务就是收集有关Fe2O3及硫酸盐的信息，以证明火星上存在或曾经存在过水，以下叙述正确的是

A．铝热剂就是单指Fe2O3和铝粉的混合物

B．检验从火星上带回来的红色物质是否是Fe2O3的操作步骤为：

样品―→粉碎―→加水溶解―→过滤―→向滤液中滴加KSCN溶液

C．分别还原amolFe2O3所需H2、Al、CO的物质的量之比为3∶2∶3

D．明矾属硫酸盐，含结晶水，是混合物

4．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．AlB．Al（OH）3C．AlCl3D．Al2O3

5．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＋、HCO3（－）、NO3（－）B．Na＋、SO4（2－）、Cl－、S2－

C．NH4（＋）、Mg2＋、SO4（2－）、NO3（－）D．H＋、K＋、Cl－、Na＋

6．将一定质量的Mg和Al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溶液的体积关系如下图所示。

则下列说法正确的是（　　）

A．Mg和Al的总质量为8g

B．硫酸的物质的量浓度为5mol·L－1

C．生成的H2在标准状况下的体积为11.2L

D．NaOH溶液的物质的量浓度为5mol·L－1

7．双羟基铝碳酸钠是医疗上常用的一种抑酸剂，其化学式是NaAl（OH）2CO3。

关于该物质的说法正确的是

A．该物质属于两性氢氧化物B．该物质是Al（OH）3和Na2CO3的混合物

C．1molNaAl（OH）2CO3最多可消耗3molH＋D．该药剂不适合于胃溃疡患者服用

8．取少量由MgO、Al2O3、Fe2O3、SiO2四种氧化物组成的混合粉末，加入过量盐酸，充分反应后过滤，得到沉淀X和滤液Y。

下列叙述正确的是（　　）

A．上述四种氧化物对应的水化物中，Al（OH）3的酸性最强

B．向沉淀X中加入氢氟酸，沉淀X不溶解

C．滤液Y中的阳离子主要有Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、H＋

D．滤液Y中加入过量氨水，所得沉淀为Fe（OH）3和Mg（OH）2

9．有一无色溶液，可能含有K＋、Al3＋、Mg2＋、NH4（＋）、Cl－、SO4（2－）、HCO3（－）、MnO4（－）中的几种。

为确定其成分，做如下实验：

①取部分溶液，加入适量Na2O2固体，产生无色无味的气体和白色沉淀，再加入足量的NaOH溶液后白色沉淀部分溶解；

②另取部分溶液，加入HNO3酸化的Ba（NO3）2溶液，有白色沉淀产生。

下列推断正确的是（　　）

A．肯定有Al3＋、Mg2＋、NH4（＋）、Cl－B．肯定有Al3＋、Mg2＋、HCO3（－）

C．肯定有K＋、HCO3（－）、MnO4（－）D．肯定有Al3＋、Mg2＋、SO4（2－）

10．工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质）为原料冶炼铝的工艺流程如下：

下列叙述正确的是（　　）

A．试剂X可以是氢氧化钠溶液，也可以是盐酸

B．反应①过滤后所得沉淀为氢氧化铁

C．图中所示转化反应都不是氧化还原反应

D．反应②的化学方程式为NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋NaHCO3

11．A、B、C、D、E五种化合物均含有某种短周期常见元素，它们的转化关系如图所示，其中A的溶液为澄清溶液，C为难溶的白色固体，E则易溶于水，取A的溶液灼烧，焰色反应为浅紫色（透过蓝色钴玻璃）。

（1）写出化学式：

A________，B________，C________，D________，E________。

（2）写出下列反应的离子方程式：

A→B：

__________________________________________________________；

A→D：

__________________________________________________________。

12．如图所示为一定量AlCl3溶液中加入NaOH溶液后，产生Al（OH）3白色沉淀的质量与NaOH的物质的量之间的关系曲线。

请回答下列问题：

（1）A点时已参加反应的AlCl3和NaOH的物质的量之比为__________。

（2）AB段曲线所表示的反应的离子方程式为______________________________

____________________________________________________________________。

（3）向B处生成的溶液中通入二氧化碳，可观察到的现象是__________________。

（4）向含有0.1molNH4Al（SO4）2溶液中逐滴加入5mol·L－1NaOH溶液，开始发现溶液中出现白色沉淀并逐渐增多；一段时间后有刺激性气味的气体逸出；最后白色沉淀逐渐减少并最终消失。

请在下图中画出生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系示意图。

13．铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，下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

回答下列问题：

（1）写出向铝土矿中加入足量氢氧化钠溶液操作中发生反应的离子方程式：

____

_______________________________________________________________________________________。

（2）滤渣A的主要成分为__________；滤渣A的用途是_________________________

（只写一种）；实验室过滤时使用玻璃棒，其作用是___________________________。

（3）在工艺流程第三步中，选用二氧化碳作酸化剂的原因是

____________________________________________________________________。

（4）若将铝溶解，下列试剂中最好选用__________（填编号）。

理由是______________。

A．浓硫酸B．稀硫酸C．稀硝酸

14．某研究小组探究将MgCl2和AlCl3混合溶液加入到氢氧化钠溶液中生成沉淀及沉淀溶解的情况，实验过程中可能用到的仪器与药品如下：

过滤装置，烧杯，滴管，0.5mol·L－1MgCl2、AlCl3各100mL,1mol·L－1NaOH溶液，1mol·L－1盐酸。

探究一：

实验开始时产生沉淀的成分

实验开始时产生的沉淀是Mg（OH）2

____________________________________________________________

实验开始时产生的沉淀是Al（OH）3和Mg（OH）2

基于假设二成立，请利用下表完成实验过程：

实验步骤

预期实验现象

预期实验结论

探究二：

何时产生氢氧化镁沉淀

实验步骤

实验现象

实验结论

①另取0.5mol·L－1MgCl2、AlCl3溶液各30mL于不同烧杯中

②向0.5mol·L－1AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至刚好反应完全

产生沉淀，沉淀溶解，沉淀消失

产生氢氧化铝沉淀，加过量的氢氧化钠溶液后氢氧化铝又溶解

③将MgCl2溶液全部倒入②反应后的溶液中

产生大量白色沉淀

请用离子方程式表示上述实验步骤③的结论：

_____________________________。