高中化学 第4章 材料家族中的元素 第2节 铝金属材料第1课时测试题2 鲁科版必修1.docx

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高中化学第4章材料家族中的元素第2节铝金属材料第1课时测试题2鲁科版必修1

第4章材料家族中的元素第2节铝金属材料第1课时

一、选择题

1．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是（）

A.氢氧化铝不溶于水，可作为胃酸中和剂

B.碳酸钠溶液呈碱性，可用作食用碱

C.Fe2（SO4）3易溶于水，可用作净水剂

D.Al2O3硬度大，可用作耐高温材料

2．化学在生产和日常生活中有着重要的应用。

下列说法中错误的是（　　）

A.MgO、Al2O3的熔点很高，可制作耐高温材料，工业上也用其电解冶炼对应的金属

B.明矾水解形成的Al（OH）3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化

C.铜能与氯化铁溶液反应，该反应可以用于印刷电路板的制作

D.铝比铁活泼，但铝制品比铁制品在空气中耐腐蚀

3．实验室用Al2（SO4）3制取Al（OH）3，最合适的试剂是（）

A.NaClB.H2SO4C.NH3·H2OD.KNO3

4．用铝箔包装0.1mol金属钠，用针扎一些小孔，放入水中，完全反应后，用排水取气法收集产生的气体，则收集到气体的为（　　）

A.O2和H2的混合气体B.0.05molH2

C.小于0.05molH2气体D.大于0.05molH2

5．铝具有较强的抗腐蚀性能，主要是因为（　　）

A.与氧气在常温下不反应B.铝性质不活泼

C.铝表面形成一层氧化膜D.铝耐酸耐碱

6．下列有关物质的性质或用途的说法中正确的是（）

①氯气具有漂白性，可以直接使有色布条褪色

②二氧化硫具有较强的还原性，不能用浓硫酸干燥

③SiO2是酸性氧化物，能与氢氟酸反应

④Al（OH）3是两性氢氧化物，能溶于强酸或强碱

A.①②③B.②③④C.③④D.①②④

7．将一小块铝片加人某盐酸溶液中，铝片完全溶解，在所得溶液中继续滴加NaOH溶液。

生成Al（OH）3的量与加人的NaOH溶液体积的变化关系如图所示，下列说法正确的是（）

A.盐酸与铝片反应后，盐酸还有剩余

B.图中B点之前发生的离子反应为

C.A→B段消耗的NaOH体积与B→C段消耗的Na0H体积比≥3：

1

D.溶解铝片的盐酸浓度与滴加的NaOH溶液浓度相等

8．下列反应的离子方程式书写正确的是（　　）

A.过氧化钠加入盐酸：

2O2-+4H+

2H2O+O2↑

B.金属铝溶于氢氧化钠溶液：

Al+2OH-

Al3++H2↑

C.AlCl3溶液中滴入氨水：

Al3++3OH-

Al（OH）3↓

D.向Al（OH）3中滴加盐酸：

Al（OH）3+3H+

Al3++3H2O

9．在VLAl2（SO4）3溶液中加入过量氨水，过滤得沉淀，然后在高温中灼烧沉淀最后得白色固体mg，溶液中SO42-的物质的量浓度是（　　）

A.m/27Vmol·L-1B.2m/27Vmol·L-1

C.3m/54Vmol·L-1D.m/34Vmol·L-1

10．下列物质中既能与稀硫酸反应，又能与NaOH溶液反应的是（　　）

①NaHCO3　②Al2O3　③Al（OH）3　④Al⑤Na2CO3

A.③④B.①②③④C.①③④D.①②⑤

11．两份铝屑，第一份与足量盐酸反应，第二份与足量氢氧化钠溶液反应，产生的氢气的体积比为1∶2（同温同压下），则第一份与第二份铝屑的质量比为（　　）

A.1∶3B.1∶2C.1∶1D.2∶1

12．下列有关物质应用的说法正确的是（　　）

A.铝表面易形成致密的氧化膜，铝制器皿可长时间盛放咸菜等腌制食品

B.硝酸与铁发生化学反应，不可用铁制容器盛装浓硝酸

C.碳酸钠溶液呈碱性，可用热的纯碱溶液除去油脂

D.H2与Cl2光照发生爆炸，工业上不能用H2与Cl2做原料生产HCl

13．已知A是一种单质，在一定条件下可发生如图所示的转化关系，则下列叙述中正确的是（）

①A可能是铝或硅　②D一定是一种两性物质③D晶体的熔点很高

A.①②B.①③C.②③D.②

14．右图是铝热反应（2Al＋Fe2O3

Al2O3＋2Fe）的实验装置，有关该反应的下列说法中正确的是（　　）

A.a为镁条

B.b为氧化铁与铝粉的混合物

C.2mol氧化剂参与反应则电子转移6NA个

D.还原剂与氧化产物的物质的量之比为1∶2

二、非选择题

15．某混合物A含有KAl（SO4）2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现下图所示的物质之间的变化：

据此回答下列问题：

（1）I、II、III、IV四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是____________；

（2）根据上述框图反应关系，写出下列B、D、E所含物质的化学式

固体B_________________，沉淀D__________________，

溶液E_________________________________________。

（3）写出①、④两个反应的化学方程式

①__________________________________，④_____________________________；

（4）写出②、③两个反应的离子方程式

②_________________________________，③______________________________；

（5）设计实验检验溶液F中所含溶质：

______________________________________；

（6）分别写出Al2O3和Fe2O3在工业上的一种主要用途：

Al2O3__________________________Fe2O3____________________________。

16．铝及其化合物在日常生活、工业上有广泛的应用。

（1）铝原子核外有_____种不同运动状态的电子，有_____种能量不同的电子；

（2）氮化铝具有强度高，耐磨，抗腐蚀，熔点可达2200℃。

推测氮化铝是______晶体，试比较组成该物质的两微粒半径大小____________________；

（3）可用铝和氧化钡反应可制备金属钡：

2Al+4BaO

3Ba↑+BaO·Al2O3的主要原因是__________（选填编号）；

a．Al活泼性大于Ba

b．Ba沸点比Al的低

c．BaO·Al2O3比Al2O3稳定

（4）氢氧化铝在水中发生酸式电离的电离方程式为：

____________________，

滴入少量盐酸，上述体系中Al3+浓度_______（填“增加”、“减少”或“不变”）；

（5）工业上用氢氧化铝、氢氟酸和碳酸钠制取冰晶石（Na3AlF6）。

其反应物中有两种元素在周期表中位置相邻，可比较它们金属性或非金属性强弱的是_______（选填编号）；

a．气态氢化物的稳定性　　　

b．最高价氧化物对应水化物的酸（碱）性

c．单质与氢气反应的难易　　　

d．单质与同浓度酸发生反应的快慢

（6）冰晶石可做电解氧化铝的助熔剂，此反应中若有0.6mol电子转移，则在________极可得金属铝的质量为__________克。

工业上不用电解氯化铝而是用电解氧化铝的方法获得铝单质的原因_____________________。

17．铝土矿的主要成分是Al2O3，含有杂质SiO2、Fe2O3、MgO．工业上从铝土矿中提取铝可采用如图所示工艺流程：

请回答下列问题：

（1）图中涉及分离溶液与沉淀的实验方法是____________（填操作名称）,此操作需要用到的玻璃仪器____________、_____________、____________；

（2）沉淀B的成分是_________（填化学式，下同），沉淀C的成分是____________；

（3）写出生成溶液D的离子方程式______________________；

（4）物质M转化为铝的化学方程式为______________________，溶液D中通入过量CO2生成沉淀F的离子方程式为______________。

18．

（1）分别用一种试剂除去下列各物质中的杂质（括号内为杂质），并写出离子方程式。

①Mg（Al）试剂：

________，离子方程式：

_____________________；

②CO2（HCl）试剂：

________，离子方程式：

_____________________；

（2）把下列离子方程式改写成化学方程式。

①2H++CO

CO2↑+H2O_____________________；

②Al3＋+3OH—

Al（OH）3↓_______________________。

19．氧化铝在工业上有着广泛的应用。

（写出计算过程）

（1）制取净水剂氯化铝。

其原理为：

Al2O3＋3C＋3Cl2

2AlCl3＋3CO。

25.5g氧化铝、3.6g碳、4.48L（标准状态）氯气混合后在高温下反应，理论上可得氯化铝_____克；

（2）向100g氢氧化钠溶液中加入10g氧化铝，充分反应后，剩余固体4.9克。

测得所得溶液的密度为1.051g/cm3。

则所得溶液的物质的量浓度为______________；

（3）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；

①取一定量样品置于反应器中，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；

②向①中反应后的容器中加入过量的NaOH浓溶液共热并蒸干，AlN跟NaOH溶液反应生成NaAlO2，得到氨气3.36L（标准状况）及16.38g的固体。

再将该固体配成溶液，向其中慢慢加入1mol/L盐酸，当加到20mL时开始产生沉淀。

求该样品中的AlN的质量分数为________；（用小数表示，保留2位小数）

（4）用氧化铝为原料可制得含铝化合物X。

取6.9gX放入100mL水中完全溶解，溶液呈弱酸性。

取出10mL加入过量盐酸，无气泡，再加入过量氯化钡有白色沉淀0.932g。

另取10mL样品，慢慢滴加氢氧化钠溶液直至过量，过程中出现的现象为出现白色沉淀→沉淀逐渐增多→沉淀不再变化→沉淀开始减少→沉淀全部消失。

若改用氨水做上述实验最终可得0.156g沉淀。

经测定X中含氢量为4.64%。

求化合物X的化学式_______。

20．铝及其化合物在生产、生活中有重要应用。

（1）铝是一种重要的金属元素，在周期表中位于第________周期________族；

（2）钢制品镀铝后能有效防止钢材腐蚀，为测定镀层的厚度，用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层，当反应转移6mol电子时，所得还原产物的物质的量为________mol；

（3）工业上常用铝土矿（含SiO2等杂质）生产铝。

从Na2SiO3和NaAlO2混合溶液中制得Al（OH）3，需要从下列试剂中选择两种，选用的试剂组合最好是_________。

a.NaOH溶液b.氨水c.CO2d.盐酸

（4）请完成（3）中涉及到的离子方程式：

_______________、______________、________________；

（5）铝能与氢氧化钠溶液反应，硅也可以发生类似反应，请写出硅与氢氧化钠溶液反应的化学方程式____________________

参考答案

1．【答案】B

【解析】氢氧化铝用作胃酸中和剂是利用其与酸反应，A项错误；碳酸钠可用作食用碱，是利用了碳酸钠水解溶液呈碱性，B项正确；Fe2（SO4）3用作净水剂是因为铁离子水解生成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附性，能吸附水中悬浮的杂质而净水，C项错误；Al2O3作耐高温材料是因为其熔点高，D项错误。

掌握常见物质的性质和用途是解答的关键，注意相关基础知识的积累。

易错点是C项，注意理解铝盐、铁盐净水的实质是因铝离子、铁离子水解生成氢氧化铝胶体、氢氧化铁胶体，胶体具有吸附性，能吸附水中悬浮的杂质而净水，不能对水进行杀菌消毒。

2．【答案】A

【解析】MgO、Al2O3的熔点很高，可制作耐高温材料，工业上制备金属镁采取的是电解熔融氯化镁，电解熔融的氧化铝制备金属铝，A项错误；明矾[KAl（SO4）2•12H2O]中的Al3+水解生成Al（OH）3胶体，具有吸附悬浮杂质的作用，可用于水的净化，B项正确；铜能与氯化铁溶液：

Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+，可以用于印刷电路板的制作，C项正确；铝表面存在致密的氧化膜，可以保护铝不被进一步腐蚀，D项正确。

3．【答案】C

【解析】Al2（SO4）3与氨水生成Al（OH）3沉淀，故C正确。

4．【答案】D

【解析】根据2Na+2H2O=2NaOH+H2↑知，0.1molNa和水反应生成氢气的物质的量为0.05mol，根据2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑知，NaOH和Al反应生成氢气，所以最终得到氢气的物质的量大于0.05mol，故选D。

明确物质的性质是解本题关键。

要知道不仅钠和水反应生成氢气而且氢氧化钠和铝反应也生成氢气，为易错点。

5．【答案】C

【解析】通常情况下铝很耐腐蚀，这是因为铝在常温下与空气中的氧气发生化学反应，使铝的表面生成了一层致密的氧化铝薄膜从而阻止了内部的铝进一步氧化，故选C。

6．【答案】C

【解析】①氯气不具有漂白性，可以使潮湿的有色布条褪色，具有漂白性的是HClO，故①错误；②二氧化硫具有较强的还原性，但同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应，所以能用浓硫酸干燥，故②错误；③SiO2是酸性氧化物，与碱反应生成盐和水，能与氢氟酸反应生成四氟化硅和水；故③正确；④Al（OH）3是两性氢氧化物，能溶于强酸或强碱，故④正确；故选C。

7．【答案】A

【解析】A、根据图像，加入NaOH溶液开始时，没有沉淀产生，发生H＋＋OH－=H2O，说明盐酸有剩余，故A正确；B、B点之前发生的离子反应是H＋＋OH－=H2O、Al3＋＋3OH－=Al（OH）3↓，故B错误；C、A→B发生的反应是Al3＋＋3OH－=Al（OH）3↓，B→C发生的反应：

Al（OH）3＋OH－=AlO2－＋2H2O，消耗的NaOH的体积比为3：

1，故C错误；D、B是沉淀达到最大，此时溶液中溶质为NaCl，根据元素守恒n（HCl）=n（NaCl）=n（NaOH），所加盐酸体积不清楚，因此无法判断浓度是否相等，故D错误。

8．【答案】D

【解析】A、过氧化钠属于氧化物，写成离子反应方程式时，不能拆写，故A错误；B、铝与氢氧化钠溶液反应：

2Al＋2H2O＋2OH－=2AlO2－＋3H2↑，故B错误；C、NH3·H2O是弱碱，不能拆写成离子，故C错误；D、发生Al（OH）3＋3H＋=Al3＋＋3H2O，故D正确。

9．【答案】D

【解析】依题意，最后所得固体为Al2O3，其物质的量为m/102mol，原VLAl2（SO4）3溶液中含SO42-的物质的量[m×2×3/（102×2）]mol，c（SO42-）=m/34Vmol·L-1，所以答案选D。

10．【答案】B

【解析】①碳酸氢钠与酸反应生成CO2，与NaOH反应生成Na2CO3，故①正确；②氧化铝为两性氧化物，故②正确；③氢氧化铝属于两性氢氧化物，故③正确；④金属铝与盐酸反应生成氯化铝和氢气，与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，故④正确；⑤碳酸钠只与酸反应，不与碱反应，故⑤错误；综上所述，选项B正确。

11．【答案】B

【解析】铝屑与盐酸和氢氧化钠反应的化学方程式分别为2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。

两个化学方程式中铝与氢气的物质的量之比皆为2∶3，题目中说二者产生氢气的体积比为1∶2，故两份铝屑的物质的量之比为1∶2，二者质量之比亦为1∶2，故选项B正确。

12．【答案】C

【解析】A．铝制器皿长时间盛放咸菜等腌制食品，氯离子破坏致密的氧化膜结构，则不能长时间盛放咸菜等腌制食品，故A错误；B．常温下Fe遇浓硝酸发生钝化，可用铁制容器盛装浓硝酸，而硝酸与铁发生化学反应，故B错误；C．碳酸钠水解显碱性，碱性条件利用油脂的水解，加热促进水解，则可用热的纯碱溶液除去油脂，故C正确；D．工业上用H2与Cl2做原料生产HCl，但不能在光照下反应，故D错误；故答案为C。

13．【答案】B

【解析】由转化关系图可知，A与强碱溶液反应产生氢气，则A为Al或Si，C为Al（OH）3或H2SiO3，D为氧化铝或二氧化硅。

由上述分析，①正确；氧化铝具有两性，二氧化硅不具有两性，故②错误；氧化铝和二氧化硅晶体熔点都很高，故③正确。

综上，选B。

本题考查无机推断，了解Si、Al及其化学物的性质是解答本题的关键，注意两性化合物既能与酸又能与碱反应生成盐，氧化铝是离子晶体、二氧化硅是原子晶体。

14．【答案】A

【解析】A、镁条作为引燃，故A正确；B、b为氯酸钾，c为氧化铁和铝粉的混合物，故B错误；C、氧化剂是Fe2O3，转移电子物质的量为2×2×3mol=12mol，故C错误；D、Al2O3为氧化产物，还原剂为Al，因此还原剂和氧化产物的物质的量之比为：

2：

1，故D错误。

15．【答案】过滤Al2O3Fe2O3K2SO4和（NH4）2SO4。

Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O2Al（OH）3

Al2O3+3H2OAl3++3NH3·H2O=Al（OH）3↓+3NH4+AlO2-+H++H2O=Al（OH）3↓取F溶液少许于两支试管中，一支中滴加KSCN溶液，若显血红色证明F溶液中含有Fe3+；在另一支试管中加入稀硝酸酸化然后再加入硝酸银溶液，若有白色沉淀生成证明F溶液中含有Cl—。

Al2O3：

冶炼铝耐火材料Fe2O3：

炼铁原料红色油漆涂料

【解析】本题分析：

本题主要考查铝、铁等元素化合物的性质。

（1）I、II、III、IV四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是过滤。

（2）固体B是氢氧化铝的受热分解产物Al2O3；沉淀D是不溶于氢氧化钠溶液的Fe2O3；溶液E含有K2SO4和（NH4）2SO4。

（3）①、④两个反应的化学方程式：

①Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O；④2Al（OH）3

Al2O3+3H2O。

（4）②、③两个反应的离子方程式：

②Al3++3NH3·H2O=Al（OH）3↓+3NH4+；③AlO2-+H++H2O=Al（OH）3↓。

（5）沉淀D是Fe2O3，溶于适量盐酸得到氯化铁溶液，检验溶液F中所含溶质就是检验Fe3+和Cl—。

检验方法：

取F溶液少许于两支试管中，一支中滴加KSCN溶液，若显血红色证明F溶液中含有F3+；在另一支试管中加入稀硝酸酸化然后再加入硝酸银溶液，若有白色沉淀生成证明F溶液中含有Cl—。

（6）Al2O3：

冶炼铝耐火材料Fe2O3：

炼铁原料红色油漆涂料

16．【答案】135原子晶体Al>NbAl（OH）3

H++AlO2－+H2O增大ac阴5.4因为氯化铝为共价化合物，属于分子晶体，晶体中不存在离子，熔融时不能导电，故不能被电解；而氧化铝为离子化合物，熔融状态可以导电。

【解析】

（1）铝是13号元素，核外电子有13个，每一个电子的运动状态都不同，核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，有5个能级，5种能量不同的电子；

（2）原子晶体硬度大，熔沸点高，根据氮化硅的物理性质：

它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，可知属于原子晶体；Al元素原子核外电子数为13，有3个电子层，N元素原子核外电子数为7，有2个电子层，电子层越多半径越大，所以微粒半径大小Al＞N；（3）利用元素Ba、Al在元素周期表的位置可知金属活泼性：

Al＜Ba；但Al在高温下可将氧化钡中钡置换出来，原因是Ba的沸点低于铝，高温时Ba转化为气体脱离反应体系，使反应正向进行，答案选b；（4）Al（OH）3的酸式电离：

Al（OH）3⇌H++AlO2-+H2O，同时还存在碱式电离：

Al（OH）33⇌Al3++3OH-，加入盐酸，与OH-反应，碱式电离平衡正向移动，Al3+浓度增大；（5）该反应中的物质含有的元素有Al、O、H、F、Na、C，只有O、F元素相邻，因F的非金属性最强，则没有正价，也就没有最高价氧化物对应水化物，它们也不与酸反应，但可以利用气态氢化物的稳定性和单质与氢气反应的难易来判断O、F非金属性的强弱，

故答案为：

ac；（6）电解池阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，而铝离子发生还原反应，应在阴极析出；根据电子转移守恒，析出Al的物质的量为0.6mol÷3=0.2mol，故析出Al的质量为0.2mol×27g/mol=5.4g，因为氯化铝为共价化合物，属于分子晶体，晶体中不存在离子，熔融时不能导电，故不能被电解；而氧化铝为离子化合物，熔融状态可以导电。

17．【答案】过滤漏斗玻璃棒烧杯SiO2Mg（OH）2和Fe（OH）3Al3++4OH－====[Al（OH）4]－或Al3++4OH-====AlO2-+2H2O2Al2O3

4Al+3O2↑[Al（OH）4]－+CO2==Al（OH）3↓+HCO3－或AlO2-+CO2+2H2O====Al（OH）3↓+HCO3-

【解析】1）分离不溶于水的固体和液体，可用过滤的方法，需要用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯；

（2）铝土矿加过量盐酸溶解，MgO、Fe2O3、Al2O3和HCl反应溶解，反应方程式分别为：

MgO+2HCl=MgCl2+H2O，Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O。

而SiO2不与盐酸反应，所以沉淀B为不溶物SiO2；滤液A中含有的阳离子有Fe3+、Al3+、Mg2+、H+，加入过量烧碱，氢离子和氢氧化钠反应生成水，镁离子、铁离子和铝离子都和氢氧化钠反应生成氢氧化物沉淀，氢氧化铝易溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸根离子，所以沉淀C的成分是氢氧化镁、氢氧化铁；（3）氢氧化铝易溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸根离子，反应的离子方程式为Al3++4OH－＝[Al（OH）4]－或Al3++4OH-＝AlO2-+2H2O；（4）溶液D中含偏铝酸根离子，通入过量CO2和二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸氢根离子，离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O＝Al（OH）3↓+HCO3-；根据流程图沉淀F为氢氧化铝，氢氧化铝受热分解生成氧化铝和水，电解熔融的氧化铝生成铝，方程式为2Al2O3

4Al+3O2↑。

18．【答案】NaOH2Al+2OH—+2H2O=2AlO2—＋3H2↑饱和NaHCO3溶液HCO

＋H＋===H2O＋CO2↑Na2CO3+H2SO4

Na2SO4+CO2↑+H2OAlCl3＋3NaOH==Al（OH）3↓

【解析】

（1）本题考查物质的除杂，①Mg和Al都活泼金属，都能与酸反应，但Al能与氢氧化钠反应，Mg不与氢氧化钠反应，因此所加除杂试剂为NaOH溶液，反应的离子方程式为：

2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2－＋3H2↑；②除杂时能把杂质转化成目标物质，利用盐酸的酸性比碳酸强，用盐酸得到CO2，但不能用Na2CO3溶液，因为CO2与Na2CO3反应生成NaHCO3，因此使用饱和的碳酸氢钠的溶液，HCO3－＋H＋=CO2↑＋H2O；

（2）本题考查离子反应方程式改写成化学反应方程式，①酸用强酸，碳