版高考化学苏教版大一轮复习精练专题三第2课时从铝土矿到铝合金.docx
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版高考化学苏教版大一轮复习精练专题三第2课时从铝土矿到铝合金
课时2 从铝土矿到铝合金
一、选择题
1．（基础题）下列说法正确的是（ ）
A．铝罐可久盛食醋
B．焰火的五彩缤纷是某些金属元素化学性质的展现
C．氧化铝熔点很高，可作耐火材料
D．明矾作净水剂，可以除去废水中的铜离子
解析 铝罐的主要成分铝可与醋酸反应，故铝罐不能久盛食醋，A项错误；焰火的五彩缤纷是因为某些金属元素的焰色反应，焰色反应是金属元素的物理性质，B项错误；氧化铝熔点很高，可用于制耐火砖、耐火坩埚、耐火管、耐高温实验仪器，C项正确；明矾净水利用的是Al（OH）3胶体的吸附性，其可吸附水中不溶于水的杂质形成沉淀，从而起到净水的作用，D项错误。
答案 C
2．（2017·厦门模拟）镁铝性质相似，下表中对两者的对比不正确的是（ ）
选项
反应
铝
镁
A
与非金属反应
能被Cl2、O2氧化
能与N2、O2反应
B
与水反应
能与沸水反应
反应很困难
C
与碱反应
能溶于强碱溶液
不反应
D
与某些氧
化物反应
能与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应
能在CO2
中燃烧
答案 B
3．多年前，世界卫生组织把铝确定为食品的污染源之一而加以控制使用。
铝在下列应用中应加以控制的是（ ）
①制铝合金 ②制电线 ③制炊具 ④制银色漆颜料 ⑤用明矾净水 ⑥用明矾与苏打作食品膨松剂 ⑦制易拉罐 ⑧用氢氧化铝凝胶制胃舒平药品 ⑨包装糖果和食品
A．③⑤⑧⑨B．②⑥⑧⑨
C．③④⑤⑨D．③⑤⑥⑦⑧⑨
解析 解答本题时，要抓住题中的“把铝确定为食品的污染源之一”与“控制使用”。
D项符合题意。
答案 D
4．易拉罐的主要成分为铝合金，其中以铝铁合金和铝镁合金最为常见。
现取几小块易拉罐碎片进行下列实验，其中实验方案与现象、结论正确的是（ ）
选项
实验方案
现象、结论
A
加入盐酸
产生无色气体；含铝、铁、镁三种金属
B
加入NaOH溶液
有无色气体产生；含有镁、铝两种金属
C
加入盐酸后，所得溶液中再加入少量NaOH溶液
产生白色沉淀；含有金属镁
D
用盐酸溶解并放置一会儿后，加入KSCN溶液
溶液呈红色；含有铁元素
解析 铝、铁、镁都可与盐酸反应产生无色气体，不能得出含铝、铁、镁三种金属的结论，A错误；铝、铁、镁三种金属中只有铝能与NaOH溶液反应产生无色气体，B错误；氢氧化镁与氢氧化铝均为白色沉淀，C错误；用盐酸溶解后生成的亚铁离子在空气中易被氧化成Fe3＋，加入KSCN溶液呈红色，D正确。
答案 D
5．下列叙述正确的是（ ）
A．向氯化铝溶液中加入过量氨水反应的实质是Al3＋＋3NH3·3H2O===Al（OH）3↓＋3NH
B．存在于污水中的重金属离子，常用加入明矾等电解质的方法进行处理
C．镁铝合金既可完全溶于过量盐酸又可完全溶于过量NaOH溶液
D．依据铝热反应原理，能发生反应2Al＋3MgO高温,3Mg＋Al2O3
解析 B项中明矾只能使污水中的悬浮物沉降，不能除去重金属离子；C项中Mg不能溶于NaOH溶液；D项中Mg的金属性比Al强，故Al与MgO不能发生铝热反应。
答案 A
6．下列由实验现象得出正确结论的是（ ）
选项
实验现象
结论
A
把相同大小的铝片和镁片分别投入相同浓度的NaOH溶液中：
铝溶解有气泡产生，而镁没有任何变化
铝的金属性比镁强
B
取一块铝箔，用酒精灯点燃：
铝箔只熔化成液体而没有脱落
铝不易燃烧
C
向氯化铵溶液中投入一铝片；铝片上产生大量气泡
该气体是氨气
D
向氯化铝溶液中逐滴滴加NaOH溶液至过量：
先产生白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，最后沉淀完全消失
氢氧化铝能溶于强碱溶液
解析 金属性的强弱可根据金属与酸反应时金属失电子的能力强弱判断，而不是与碱反应，故A错误；没有脱落表明氧化铝的熔点高，故B错误；氯化铵溶液显酸性，与铝反应时放出氢气，故C错误；氯化铝和氢氧化钠溶液反应先生成氢氧化铝白色沉淀，氢氧化铝再和氢氧化钠溶液反应生成可溶性的偏铝酸钠，故D正确。
答案 D
7．（2017·北京海淀区期末）铝自然形成的氧化膜易脱落。
以硫酸为电解液，分别以石墨和铝材作阴、阳极材料，经过电解处理形成氧化铝膜，抗蚀能力强。
其制备的简要流程如图所示。
下列用来解释流程中反应的方程式不正确的是（ ）
A．碱洗目的是除去铝材表面的自然氧化膜：
2OH－＋Al2O3===2AlO
＋H2O
B．碱洗时铝材表面会出现气泡：
2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO
＋3H2↑
C．获得耐蚀铝材的电极反应：
4Al－12e－＋3O2===2Al2O3
D．用稀氨水洗去耐蚀铝材表面的酸：
NH3·H2O＋H＋===NH
＋H2O
解析 A．氧化铝能够溶于氢氧化钠，离子方程式为2OH－＋Al2O3===2AlO
＋H2O，正确；B.铝能够与氢氧化钠反应放出氢气，离子方程式为：
2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO
＋3H2↑，正确；C.电极反应方程式也要满足电荷守恒，4Al－12e－＋3O2===2Al2O3，电荷不守恒，错误；D.氨水是弱电解质，用化学式表示，离子方程式为NH3·H2O＋H＋===NH
＋H2O，D正确；故选C。
答案 C
8．某校化学兴趣小组用如图所示过程除去AlCl3溶液中含有的Mg2＋、K＋杂质离子并尽可能减少AlCl3的损失。
下列说法正确的是（ ）
A．NaOH溶液可以用氨水来代替
B．溶液a中含有Al3＋、K＋、Cl－、Na＋、OH－
C．溶液b中只含有NaCl
D．向溶液a中滴加盐酸需控制溶液的pH
解析 A项，氨水也沉淀Al3＋，不能代替NaOH溶液；B项，a中不含Al3＋；C项，b也含有KCl。
答案 D
9．现有Al、Cl2、Al2O3、HCl（aq）、Al（OH）3、NaOH（aq）六种物质，它们之间有如图所示转化关系，图中每条线两端的物质之间都可以发生反应，下列推断中不合理的是（ ）
A．N一定是HCl（aq）B．X可能为Al或Cl2
C．Y一定为NaOH（aq）D．Q、Z中的一种必定为Al2O3
解析 在Al、Cl2、Al2O3、HCl（aq）、Al（OH）3、NaOH（aq）中，只有NaOH（aq）能与Al、Cl2、Al2O3、HCl（aq）、Al（OH）3五种物质反应，对照图示转化关系，可知Y为NaOH（aq）。
只有HCl（aq）能与Al、Al2O3、Al（OH）3、NaOH（aq）四种物质反应，对照图示转化关系可知N为HCl（aq），故选项A、C正确；选项B，若X为Al，Al能与Cl2、HCl（aq）、NaOH（aq）三种物质反应，而图示给出的是与两种物质反应，所以X不可能是Al，但可能是Cl2；选项D，Al2O3既能与HCl（aq）反应，也能与NaOH（aq）反应，故Q、Z中的一种必定为Al2O3。
答案 B
10．铝土矿的主要成分中含有氧化铝、氧化铁和二氧化硅等，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝。
下列说法错误的是（ ）
A．①中还需要进行过滤操作，滤渣为二氧化硅
B．a、b中铝元素的存在形式不同
C．③中需要通入过量的氨气
D．④进行的操作是加热，而且d一定是氧化铝
解析 铝土矿加盐酸生成Al3＋和Fe3＋，二氧化硅不溶于盐酸，所以要过滤、分离出二氧化硅；滤液中加过量NaOH，Al3＋转化为AlO
、Fe3＋转化为Fe（OH）3沉淀，过滤除去Fe（OH）3沉淀，向滤液中通入过量的二氧化碳，生成Al（OH）3沉淀，Al（OH）3分解生成Al2O3，最后电解熔融的Al2O3生成Al。
由以上分析可知①、②中除加试剂外，还需要进行过滤操作，故A正确；a中为Al3＋，b中为AlO
，故B正确；③中需要把AlO
转化为Al（OH）3沉淀，要通入过量的二氧化碳，AlO
＋CO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO
，故C错误；根据上面分析可知④是Al（OH）3受热分解生成Al2O3，故D正确。
答案 C
11．向等物质的量浓度的HCl、AlCl3、NH4Cl、MgCl2混合溶液中逐滴加入1mol·L－1的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。
下列有关说法正确的是（ ）
A．在0～a段加入的NaOH溶液与NH4Cl反应
B．在b～c段加入NaOH溶液发生反应的离子方程式为Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓
C．在d～e段加入NaOH溶液发生反应的离子方程式为Al3＋＋4OH－===AlO
＋2H2O
D．在滴加NaOH溶液全过程中主要粒子参与反应的先后顺序是H＋、Al3＋、Mg2＋、NH
、Al（OH）3
解析 A项错误，加入的NaOH溶液应先与H＋反应；B项错误，由图像中耗用NaOH溶液的体积可知，在b～c段加入NaOH溶液发生反应的离子方程式为Mg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓；C项错误，在d～e段加入NaOH溶液发生反应的离子方程式为Al（OH）3＋OH－===AlO
＋2H2O；D项正确。
答案 D
二、填空题
12．利用铝灰（主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等）制备铝鞣剂[主要成分为Al（OH）2Cl]的一种工艺如下：
（1）气体A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
铝灰在90℃水解生成A的化学方程式为_________________________________________。
“水解”采用90℃而不在室温下进行的原因是______________________________________________________________________________。
（2）“酸溶”时，Al2O3发生反应的离子方程式为__________________________________________________________________________________。
（3）“氧化”时，发生反应的离子方程式为____________________________________________________________________________________。
（4）“废渣”成分为________（填化学式）。
（5）采用喷雾干燥而不用蒸发的原因是____________________________________________________________________________________。
答案
（1）AlN＋3H2O
Al（OH）3＋NH3↑ 加快AlN水解反应速率；降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出
（2）Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
（3）2Fe2＋＋2H＋＋ClO－===2Fe3＋＋Cl－＋H2O
（4）Fe（OH）3
（5）防止Al（OH）2Cl水解生成Al（OH）3
13．氯化铝融盐电解法是以氯化铝为原料，以碱金属或碱土金属氯化物（含少量MgCl2、KCl、CaCl2）为电解质进行电解制取铝的方法。
（1）氯化铝融盐电解法需要先制纯氧化铝。
以铝土矿（主要成分为Al2O3，含有少量Fe2O3、SiO2等杂质）为原料通过以下途径提纯氧化铝：
Al2O3
①依次写出X、Y的成分________，________。
②如右图所示在实验室中进行过滤，操作中的两处错误分别是__________________________；____________________________。
（2）制备无水氯化铝的反应为：
2Al2O3＋6Cl2
4AlCl3＋3O2
③为促进该反应的进行，实际生产中需加入焦炭，其原理是____________________。
④加入焦炭后的化学反应可表示为Al2O3＋C＋Cl2
AlCl3＋X↑，为确定气体X是否为混合气体，某同学将X依次通过灼热的氧化铜和澄清的石灰水，再根据现象判断。
该操作是否正确？
（填正确、不正确或无法判断）________，请说明理由_________________________________________________。
（3）现在工业上通常用电解熔融氧化铝方式制取铝，理论上生产1吨铝消耗的氧化铝的质量________（填“大于”、“小于”或“等于”）氯化铝质量。
解析
（1）①滤液乙能和氨水反应生成氢氧化铝沉淀，这说明滤液乙中含有铝离子，所以Y应该是盐酸。
则滤液甲中含有AlO
和SiO
，因此X是NaOH。
氧化铁和氢氧化钠不反应，过滤得到氧化铁。
硅酸钠和盐酸反应生成硅酸沉淀，过滤得氯化铝和盐酸的混合液，加入氨气即生成氢氧化铝沉淀。
②根据装置图可知，该装置是过滤装置，因此主要的错误是没有使用玻璃棒引流，其次滤纸边缘高于漏斗边缘。
（2）③因为在加热的条件下，碳与O2反应，生成CO或CO2，降低氧气的浓度，有利于反应正向进行。
④由于在加热的条件下，CO能和氧化铜反应生成CO2，所以将生成气体先通过灼热的CuO粉末，若有CO就会生成CO2，这样就无法确定原来是否有CO2，所以是不正确的。
（3）根据原子守恒可知，1mol氧化铝可以生成2mol氯化铝。
1mol氧化铝的质量是102g,2mol氯化铝的质量是2mol×133.5g/mol＝267g，所以氧化铝的质量小于氯化铝的质量。
答案
（1）①NaOH溶液 稀盐酸 ②没有使用玻璃棒引流 滤纸边缘高于漏斗边缘
（2）③碳与O2反应，有利于反应正向进行
④不正确 将生成气体先通过灼热的CuO粉末，若有CO就会生成CO2，这样就无法确定原来是否有CO2
（3）小于
14．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5.4g铝镁合金粉末样品，投入VmL2.0mol/LNaOH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xg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yg，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）5.4g铝镁合金中铝的最大质量为5.4g×97%，根据2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，可求出需要NaOH的物质的量的最大值为5.4g×97%÷27g/mol＝0.194mol，体积为0.194mol÷2.0mol/L＝0.097L，即97mL。
（5）设xg铝镁合金中镁、铝的物质的量分别是amol、bmol，则燃烧生成amolMgO、b/2molAl2O3，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）
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