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1 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1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．下列关于物质用途的说法正确的是（）

A.磁性氧化铁可用于制备颜料和油漆

B.小苏打既可用于制发酵粉又可用于制泡沫灭火器

C.铝热剂可作为耐火材料

D.铜罐可用于储运浓硝酸

2．下列离子方程式书写正确的是（）

A.铝粉投入到NaOH溶液中：

2Al+2OH－══2AlO2－+H2↑

B.铁与盐酸反应：

Fe+2H+══Fe3++H2↑

C.用小苏打治疗胃酸过多：

H++HCO3－══H2O+CO2↑

D.Ba（OH）2与稀H2SO4反应：

Ba2＋+OH－+H＋+SO42－══BaSO4↓+H2O

3．镁铝合金与盐酸完全反应后，加入过量的氢氧化钠溶液，最后的结果是（　　）

A.没有沉淀物生成

B.只有氢氧化铝沉淀生成

C.只有氢氧化镁沉淀生成

D.有氢氧化铝和氢氧化镁沉淀生成

4．下列有关物质的性质与用途具有对应关系且正确的是（）

A.Al2O3具有很高的熔点，可用于制造熔融烧碱的坩埚

B.明矾溶于水能形成胶体，可用于自来水的杀菌消毒

C.常温下铁能被浓硝酸钝化，可用铁质容器贮运浓硝酸

D.金属钠具有强还原性，可用与TiCl4溶液反应制取金属Ti

5．下列各组物质相互混合反应后，最终有白色沉淀生成的是（　　）

①金属钠投入到FeCl3溶液中

②在AlCl3溶液中加入过量氨水

③少量Ca（OH）2投入过量NaHCO3溶液中

④向NaAlO2溶液中滴入过量盐酸

⑤向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2

A.①③④⑤B.①④C.②③⑤D.③④⑤

6．下列物质既能与盐酸反应放出气体，又能与氢氧化钠溶液反应放出气体的是（）

A.Al（OH）3B.Al2O3C.AlD.NaHCO3

7．下列说法中，不正确的是（）

A.铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落，说明铝箔表面氧化铝膜的熔点高于铝

B.要使AlCl3溶液中Al3+全部沉淀出来可使用氨水

C.木材浸过水玻璃后，具有防腐蚀性能且不易着火

D.氯气泄漏后，人应逆风且往低处跑

8．下列表述不正确的是（）

A.明矾可以对自来水杀菌

B.在医疗上碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多

C.人造刚玉熔点很高，可用作高级耐火材料，主要成分是Al2O3

D.分散系中分散质粒子的直径：

Fe（OH）3悬浊液>Fe（OH）3胶体>FeCl3溶液

9．下列叙述正确的是（）

①Al2O3是一种比较好的耐火材料，可用来制造耐火坩埚②Fe3O4常用作红色油漆和涂料③Na2SiO3是制备硅胶和木材防火剂的原料④石灰石、高岭石、石英和水晶的主要成分是SiO2⑤Na2O2可用作供氧剂⑥Cl2、ClO2均可用于自来水消毒

A.②③④⑤B.①③⑤⑥C.①②④⑥D.①②③⑤

10．下列关于氧化物的叙述中正确的是（）

①酸性氧化物均可与水反应生成相应的酸　②非金属氧化物肯定是酸性氧化物　③碱性氧化物肯定是金属氧化物　④金属氧化物都是碱性氧化物　⑤不能跟酸反应的氧化物一定能跟碱反应

A.①②④⑤B.①②③C.③④D.③

11．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

12．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

13．除去镁粉中混有的少量铝粉，可选用的试剂是（　　）

A.稀盐酸B.氢氧化钠溶液C.浓氨水D.硝酸铜溶液

14．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

二、非选择题

15．向20mLAlCl3溶液中滴入2mol·L-1NaOH溶液时，沉淀质量与所滴加NaOH溶液体积（mL）关系如图所示：

（1）A点表示的意义是__；

（2）B点表示的意义是__； 

（3）写出图中涉及反应的离子方程式：

___；

（4）计算A点时生成Al（OH）3沉淀的质量__________。

（写出计算过程）

16．轻质氧化镁是新型功能复合材料的重要添加剂，可由菱镁矿（含MgCO3、CaCO3、Fe2O3、Al2O3、SiO2）为原料制备，其制备流程如下：

（1）酸溶时，为了提高酸溶速率可采用的措施有______，提高矿物的浸取率可采取的措施有______；（各答一条即可）

（2）浓硫酸与Al2O3反应的化学方程式为___________，滤渣I的主要成分为______和______（填化学式）；

（3）用氨水调节溶液pH=8～9的目的是______，若氨水加的量较多使pH>9，则最终氧化镁的产量会______（填“增大”“不变”或“减小”）；

（4）沉镁时发生反应的离子方程式为________________；

（5）流程中“焙烧”操作若在实验室中进行，样品应放在______中加热（填仪器名称），当______时，说明固体样品已分解完全。

17．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。

18．将一定量的钠铝合金置于水中，合金全部溶解，得到20mLpH＝14的溶液，然后用1mol·L－1的盐酸滴定，沉淀质量与消耗盐酸的体积关系如图所示：

写出有关反应的化学方程式：

（1）_______________；

（2）_______________；

（3）_______________；

（4）_____________；

（5）_____________。

19．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）分别写出Al2O3和Fe2O3在工业上的一种主要用途：

Al2O3__________________________Fe2O3____________________________。

20．KAl（SO4）2·12H2O（明矾）是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。

实验室中，采用废易拉罐（主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质）制备明矾的过程如下图所示。

回答下列问题：

（1）为尽量少引入杂质，试剂①应选用NaOH溶液，若选用H2SO4溶液，其后果是________________________；

（2）易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为____________________________；滤液A中的某种离子与NH4+、HCO3-均能反应生成沉淀B，该离子与NH4+反应的离子方程式为_____________________________________________；

（3）明矾与硫磺焙烧时发生反应的化学方程式为：

KAl（SO4）2·12H2O+S

K2SO4+Al2O3+SO2↑+H2O（未配平），配平后的化学计量数依次为___________________________；每生成67.2L标准状况下的SO2，转移电子的物质的量为________；焙烧产生的SO2经催化氧化、吸收等过程可制得硫酸，若SO2催化氧化时的转化率为96.0%，则理论上用该法生成硫酸时硫元素的总转化率为__________；

（4）实验室需要用1mol/L的KAl（SO4）2溶液225ml，用明矾配制用到的玻璃仪器有____________________________________。

参考答案

1．【答案】B

【解析】A.氧化铁可用于制备颜料和油漆，A错误；B.小苏打是碳酸氢钠，既可用于制发酵粉又可用于制泡沫灭火器，B正确；C.铝热剂是金属铝和金属氧化物的混合物，不能作为耐火材料，C错误；D.铜与浓硝酸常温下即反应，铜罐不能用于储运浓硝酸，D错误，答案选B。

掌握相关物质的性质特点是解答的关键，选项D中注意钝化的条件和范围，常温下铝或铁在浓硫酸或浓硝酸中钝化，而不是铜。

2．【答案】C

【解析】A．铝粉投入到NaOH溶液中的离子反应为2H2O+2Al+2OH-=2AlO2-+3H2↑，故A错误；B．铁与盐酸反应的离子反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑，故B错误；C．小苏打是碳酸氢钠的俗名，用小苏打治疗胃酸过多的离子反应为H++HCO3-=H2O+CO2↑，故C正确；D．Ba（OH）2与稀H2SO4反应的离子反应为Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O，故D错误；故选C。

3．【答案】C

【解析】发生的反应是Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑、2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑、Mg2＋＋2OH－=Mg（OH）2↓，因为加入氢氧化钠为过量，因此有Al3+＋4OH－=AlO2－＋2H2O，故选项C正确。

4．【答案】C

【解析】A、Al2O3能和碱反应，不能用于制造熔融烧碱的坩埚，选项A错误；B、明矾形成胶体能吸附水中悬浮颗粒达到净水目的，但不能杀菌消毒，选项B错误；C、常温下铁能被浓硝酸钝化，可用铁质容器贮运浓硝酸，选项C正确；D、钠能与水反应，只能在熔融TiCl4反应来制备金属Ti，选项D错误。

答案选C。

5．【答案】C

【解析】①金属钠投入到烧杯中的FeCl3溶液中，发生的反应为：

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，2NaOH+FeCl3=Fe（OH）3↓+2NaCl，生成的沉淀是红褐色的，所以不符合，故错误；②过量氨水和AlCl3溶液混合，发生的反应是：

3NH3•H2O+Al3+=Al（OH）3↓+3NH4+，最终生成白色沉淀，故正确；③少量Ca（OH）2投入过量NaHCO3溶液中发生的反应为：

Ca（OH）2+NaHCO3=CaCO3↓+H2O+NaOH，碳酸钙是白色沉淀，所以有白色沉淀生成，故正确；④向NaAlO2溶液中滴入过量盐酸，先生成氢氧化铝沉淀，后氢氧化铝有溶解，没有沉淀生成，故错误；⑤向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2发生的反应为：

Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3，碳酸氢钠的溶解性小于碳酸钠的溶解性，所以向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2会析出碳酸氢钠晶体，所以产生白色沉淀，故正确；故选C。

熟悉复分解反应发生的条件及常见物质的溶解性是解答本题的关键。

本题的易错点为⑤，⑤中虽然方程式中没有沉淀生成，但根据物质的溶解度能产生沉淀。

6．【答案】C

【解析】A、Al（OH）3可与盐酸反应生成氯化铝，与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，但都不产生气体，故A错误；B、Al2O3可与盐酸反应生成氯化铝，与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，但都不产生气体，故B错误；C、Al可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，同时都产生氢气，故C正确；D、NaHCO3可与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，但与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，没有气体，故D错误；故选C。

明确物质的性质是解本题的关键，学习中注意中学常见的既能与酸反应又能与碱反应的物质并同时又能产生气体的物质的归纳，既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应的物质有：

两性化合物（如Al2O3、Al（OH）3等）、弱酸的铵盐[如（NH4）2CO3等]、弱酸的酸式盐（NaHCO3等）、单质（如Al）、氨基酸等，但能放出气体的只有单质（如Al）、弱酸的铵盐[如（NH4）2CO3]等。

7．【答案】D

【解析】A.铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落，是因为铝箔表面氧化铝膜的熔点较高的原因，故A正确；B.氨水是弱碱，在AlCl3溶液中加入氨水，只能生成氢氧化铝沉淀，沉淀不能溶解，故B正确；C.水玻璃是硅酸钠的水溶液，它既不能燃烧也不易腐蚀，所以木材和织物用水玻璃浸泡后既可防腐又不易着火，故C正确；D.氯气密度大于空气密度，氯气泄漏后，人应逆风且往高处跑，故D错误；故选D。

8．【答案】A

【解析】A.明矾可以净水，但不能对自来水杀菌，A错误；B.在医疗上碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多，B正确；C.人造刚玉熔点很高，可用作高级耐火材料，主要成分是Al2O3，C正确；D.分散系中分散质粒子的直径：

Fe（OH）3悬浊液>Fe（OH）3胶体>FeCl3溶液，D正确，答案选A。

9．【答案】B

【解析】①氧化铝具有很高的熔点，是一种比较好的耐火材料，可用来制造耐火坩埚，故①正确；

②Fe3O4是黑色固体，是磁性氧化物，可制磁铁，而氧化铁俗称铁红，常用作红色油漆和涂料，故②错误；③硅酸钠具有粘性，用来制备硅胶和木材防火剂的原料，故③正确；④石灰石的主要成分是碳酸钙，高岭石的主要成分是硅酸盐，石英和水晶的主要成份都是SiO2，故④错误；⑤Na2O2能与CO2反应生成氧气，可作供氧剂，故⑤正确；⑥Cl2与水反应生成HClO，而ClO2有强氧化性，两者均可用于自来水消毒，故⑥正确；故答案为B。

10．【答案】D

【解析】①大多酸性氧化物和水反应生成对应的酸，二氧化硅是酸性氧化物不能和水反应生成酸，故①错误；②和碱反应生成盐和水的氧化物，非金属氧化物NO、CO、H2O等不与碱反应，不是酸性氧化物，故②错误；③碱性氧化物是和酸反应生成盐和水的化合物，一定是金属氧化物，故③正确；④金属氧化物可以是两性氧化物或酸性氧化物，如Al2O3是两性氧化物，Mn2O7是酸性氧化物，故④错误；⑤不与酸反应的氧化物与碱也不一定反应，如NO、CO，既不能跟酸反应的也不能跟碱反应，故⑤错误；故答案为D。

11．【答案】C

【解析】Al2（SO4）3与氨水生成Al（OH）3沉淀，故C正确。

12．【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。

13．【答案】B

【解析】镁粉和铝粉都是金属，都具有金属的通性，都能和酸和某些盐溶液反应，与弱碱不反应；但铝粉和镁粉的不同化学性质是：

铝粉能和强碱反应生成盐和氢气，而镁粉和强碱不反应，故选B。

本题考查的知识点要熟记，铝是高中化学中唯一能和强酸、强碱反应的金属，可据此性质进行混合物的除杂。

14．【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。

15．【答案】表示滴入NaOH溶液产生沉淀Al（OH）3量最大的点表示滴入NaOH溶液使沉

淀Al（OH）3恰好完全溶解生成NaAlO2的点Al3++3OH-

Al（OH）3↓，Al（OH）3+OH-

AlO2-+2H2On（NaOH）=2mol·L-1×0.01L=0.02molAlCl3+3NaOH

Al（OH）3↓+3NaCl，解得n[Al（OH）3]=0.0067mol，则m[Al（OH）3]=0.52g

【解析】本题考查铝及其化合物的知识，

（1）根据图像A点是沉淀最大，即表示滴入NaOH溶液产生沉淀氢氧化铝的最大点；

（2）根据图像B点沉淀为0，说明此时氢氧化铝全部转化成偏铝酸钠；（3）涉及的反应是：

Al3＋＋3OH－=Al（OH）3↓、Al（OH）3＋OH－=AlO2－＋2H2O；（4）发生Al3＋＋3OH－=Al（OH）3↓，氢氧化钠全部参与反应，此时消耗氢氧化钠的物质的量为10×10－3×2mol=0.02mol，即产生氢氧化铝的质量为0.02×78/3g=0.52g。

本题应熟悉反应的过程，即Al3＋＋3OH－=Al（OH）3↓、Al（OH）3＋OH－=AlO2－＋2H2O，然后作出分析。

16．【答案】将菱镁矿粉碎、适当提高酸溶时的温度适当延长酸溶时间、溶解过程中不断搅拌、多次浸取、减小菱镁矿的颗粒度等（任写一条）Al2O3+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2OCaSO4SiO2使滤液中的Al3+与Fe3+完全沉淀减小CO2+2NH3·H2O+Mg2+=MgCO3↓+2NH4++H2O坩埚前后两次称量固体的质量不变（或前后两次称量固体质量差小于0.1g）

【解析】本题主要考查对于由菱镁矿为原料制备氧化镁流程的评价。

（1）酸溶时，为了提高酸溶速率可采用的措施有将菱镁矿粉碎、适当提高酸溶时的温度；提高矿物的浸取率可采取的措施有适当延长酸溶时间、溶解过程中不断搅拌、多次浸取、减小菱镁矿的颗粒度等

（2）浓硫酸与Al2O3反应的化学方程式为Al2O3+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2O；滤渣I的主要成分为不溶于酸的SiO2和生成的微溶物CaSO4。

（3）用氨水调节溶液pH=8～9的目的是使滤液中的Al3+与Fe3+完全沉淀，若氨水加的量较多使pH>9，滤渣II含有氢氧化镁沉淀，则最终氧化镁的产量会减小。

（4）沉镁时发生反应的离子方程式为CO2+2NH3·H2O+Mg2+=MgCO3↓+2NH4++H2O。

（5）流程中“焙烧”操作若在实验室中进行，样品应放在坩埚中加热，当前后两次称量固体的质量不变（或前后两次称量固体质量差小于0.lg）时，说明固体样品已分解完全。

17．【答案】NaOH溶液稀盐酸没有使用玻璃棒引流滤纸边缘高于漏斗边缘碳与O2反应，有利于反应正向进行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小于

【解析】

（1）①滤液乙能与氨水反应生成氢氧化铝沉淀，则滤液乙中含有铝离子，所以Y应该是盐酸，则滤液甲中含有AlO2-、SiO32-，因此X为NaOH；氧化铁和氢氧化钠不反应，过量得到氧化铁；硅酸钠和盐酸反应生成硅酸沉淀，过量得到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，过滤过程中，必须使用玻璃棒引流、滤纸边缘必须高于漏斗边缘，所以装置中的主要的错误为：

没有使用玻璃棒引流、滤纸边缘高于漏斗边缘；

（2）③在加热的条件下，碳与O2反应，生成CO或CO2，降低了氧气的浓度，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，若反应产物有CO会被氧化成生成CO2，无法确定原产物中是否有CO2，所以该操作不正确；（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，所以获得相同量的铝单质，氧化铝的质量小于氯化铝的质量。

18．【答案】2Na+2H2O==2NaOH+H2↑2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑NaOH+HCl=HCl+H2ONaAlO2+HCl+H2O=Al（OH）3↓+NaClAl（OH）3+3HCl=AlCl3+3H2O

【解析】

（1）钠溶于水，与水反应生成氢氧化钠和氢气，方程式为2Na+2H2O＝2NaOH+H2↑；

（2）生成的氢氧化钠能与铝反应生成偏铝酸钠和氢气，方程式为2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑；（3）根据图像可知滴加盐酸时没有沉淀，说明氢氧化钠过量，发生中和反应：

NaOH+HCl＝HCl+H2O；（4）氢氧化钠被中和后盐酸与偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀，方程式为NaAlO2+HCl+H2O＝Al（OH）3↓+NaCl；（5）由于氢氧化铝是两性氢氧化物，盐酸过量后发生反应Al（OH）3+3HCl＝AlCl3+3H2O。

注意图像的答题技巧：

①看面：

弄清纵、横坐标的含义。

②看线：

弄清线的变化趋势，每条线都代表着一定的化学反应过程。

③看点：

弄清曲线上拐点的含义，如与坐标轴的交点、曲线的交点、折点、最高点与最低点等。

曲线的拐点代表着一个反应过程的结束和开始。

19．【答案】过滤Al2O3Fe2O3K2SO4和（NH4）2SO4Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O2Al（OH）3

Al2O3+3H2OAl3++3NH3·H2O=Al（OH）3↓+3NH4+AlO2-+H++H2O=Al（OH）3↓Al2O3：

冶炼铝耐火材料Fe2O3：

炼铁原料红色油漆涂料

【解析】由流程可知，Al2O3和Fe2O3不溶于水，则沉淀C为Al2O3和Fe2O3，氧化铁与碱不反应，则沉淀D为Fe2O3，反应②③中生成的沉淀为Al（OH）3，受热分解生成B为Al2O3，反应②为KAl（SO4）2、氨水的反应，则溶液E为K2SO4、（NH4）2SO4、NH3．H2O

（1））Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离方法为过滤。

（2）由上述分析可知，B为Al2O3，D为Fe2O3，E为K2SO4、（NH4）2SO4、NH3．H2O，

（3）反应①为：

Al2O3+2OH-=2AlO2-