22铝及其重要化合物.docx
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22铝及其重要化合物
第二节 铝及其重要化合物
题号
1
2
3
4
5
5－1
6
6－1
7
8
答案
一、单项选择题
1．铝是一种低毒金属元素，它并非人体需要的微量元素，不会导致急性中毒，但食品中铝的含量超过国家标准就会对人体造成危害。
下列关于铝元素的说法正确的是（ ）
A．铝在空气中不易氧化是因为其性质不活泼
B．氢氧化铝可与胃酸反应，常用作中和胃酸的药物
C．明矾可用于饮用水的杀菌消毒
D．硫酸铝铵常用作面粉膨化剂，该物质不溶于水
解析：
铝在空气中会与O2反应生成致密的氧化物薄膜，A错误；Al（OH）3能与盐酸反应，可做胃药（胃舒平的主要成分即为其），B正确；明矾溶于水生成Al（OH）3胶体，具有吸附杂质的性能，通常用作净水剂，但不能用于杀菌消毒，C错误；铵盐都溶于水，D错误。
答案：
B
2．下列有关反应现象的描述错误的是（ ）
A．镁在空气中燃烧发出耀眼的白光
B．蘸有NaCl的铂丝在酒精灯上灼烧，火焰为黄色
C．铝箔在空气中加热失去光泽，但熔化的铝并不滴落
D．将一小块钠投入到盛有乙醇的烧杯中，钠漂浮在液面上，熔成小球，四处游动
解析：
镁在空气中燃烧反应为2Mg＋O2
2MgO，现象为发出耀眼的白光，A正确；钠元素的焰色反应为黄色，B正确；因为Al在加热时生成的是Al2O3，且Al2O3的熔点比Al的熔点高，所以熔化的铝并不滴落，C正确；钠密度大于乙醇，不会浮在液面上，且钠与乙醇反应不太剧烈，不能熔成小球，D错误。
答案：
D
3．下列关于铝的叙述中正确的是（ ）
A．铝合金是一种混合物，它比纯铝的熔点高
B．由于铝的导电性比铜、银都强，所以常用其制造电线、电缆
C．由于铝具有强还原性，所以可以通过铝热反应冶炼某些高熔点金属
D．常温下，由于铝与浓硫酸钝化时不反应，所以可用铝制槽车运送浓硫酸
解析：
合金的熔点比成分金属低，A错误；导电性Ag＞Cu＞Al，但从价格上考虑，一般选择Al制造电线、电缆，B错误；可用铝热反应冶炼Cr、Mn、Fe、W等高熔点，活泼性比Al弱的金属，C正确；常温下铝被浓硫酸钝化，发生了化学反应，D错误。
答案：
C
4．铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为（ ）
A．1∶1B．2∶1
C．3∶1D．1∶3
解析：
铝与稀盐酸、氢氧化钠溶液反应的化学方程式为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，生成相同体积的H2，消耗HCl和NaOH的物质的量之比为3∶1。
答案：
C
5．易拉罐主要为铝合金，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（ ）
序号
实验方案
现象、结论
A
加入盐酸
产生无色气体，含铝、铁、镁三种元素
B
加入NaOH溶液
有无色气体产生，含有铝元素
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，含有镁元素
D
加入KSCN溶液
溶液呈血红色，含有铁元素
解析：
铝、铁、镁任意一种金属均能与盐酸反应产生气体，不能确定含有哪种金属，A错误；只有铝与NaOH溶液产生H2，B正确；若含有铝，与盐酸反应生成AlCl3，加入少量NaOH溶液也能产生白色沉淀，C错误；铁、铝、镁单质与KSCN溶液均不反应，D错误。
答案：
B
5－1.下列图像正确的是（ ）
解析：
H＋与Al3＋不反应，A错误；H＋与AlO
能反应，当AlO
的物质的量最小时，Al（OH）3的物质的量应是最大，D错误；OH－与Al3＋能反应，当Al3＋的物质的量最小时，Al（OH）3的物质的量最大，当Al（OH）3的物质的量最小时，AlO
的物质的量最多，且Al3＋、Al（OH）3、AlO
的最大值相等，B正确、C错误。
答案：
B
6．将2.7gAl与100mL2mol/LH2SO4溶液充分反应后，再慢慢滴入25mL4mol/LNaOH溶液，其结果是（ ）
A．所得溶液的pH＜7
B．溶液中有较多Al（OH）3沉淀
C．取少量所得溶液，加NaHCO3，无明显现象发生
D．另取少量所得溶液，加入几滴浓NaOH溶液，无明显变化
解析：
先求出各物质的物质的量，然后按照反应先后写出反应式，根据反应式求解。
特别注意反应的先后，NaOH遇到H2SO4和Al2（SO4）3，先发生酸碱中和反应，然后才有沉淀反应。
答案：
A
6－1.将3.9g镁铝合金，投入到500mL2mol·L－1的盐酸中，金属完全溶解，再加入4mol·L－1的NaOH溶液，若要生成的沉淀最多，加入的这种NaOH溶液的体积是（ ）
A．125mLB．200mL
C．250mLD．560mL
解析：
先分析反应过程中的化学反应方程式：
Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，MgCl2＋2NaOH===Mg（OH）2↓＋2NaCl,2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，AlCl3＋3NaOH===Al（OH）3↓＋3NaCl，反应后溶液中只含有NaCl，根据元素守恒：
n（Na＋）＝n（NaOH）＝4mol·L－1×V，n（Cl－）＝n（HCl）＝2mol·L－1×500mL，又n（Na＋）＝n（Cl－），可得4mol·L－1×V＝2mol·L－1×500mL，V＝250mL。
答案：
C
二、双项选择题
7．下列离子方程式正确的是（ ）
A．用小苏打治疗胃酸过多：
HCO
＋H＋===CO2↑＋H2O
B．向AlCl3溶液中加入过量氨水：
Al3＋＋3NH3·H2O===Al（OH）3↓＋3NH
C．向氢氧化钠溶液中滴加醋酸：
H＋＋OH－===H2O
D．用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板：
Fe3＋＋Cu===Fe2＋＋Cu2＋
解析：
HCO
不拆，A正确；Al（OH）3不溶于氨水，B正确；醋酸应写成化学式，C错误；不符合电荷守恒，正确应为：
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，D错误。
答案：
AB
8．某课外活动小组做了一个有趣的实验：
将2g铝粉和3g碘粉小心混合均匀，分为质量相等的3份，分别进行如下实验。
现将实验记录列表如下，根据表中实验事实作出推断，其中正确的是（ ）
第一份
加入0.5g水
很快产生火花
第二份
加入1g胆矾
约需30s产生火花
第三份
加入1g无水硫酸铜
1min时仍没有明显反应现象
A.水可能是起催化作用而增大铝与碘的化学反应速率
B．铝和碘不需任何条件即可发生化学反应生成AlI3
C．第一份和第二份实验中还可能观察到紫色的烟
D．第三份实验中是因为铝和硫酸铜发生了置换反应
解析：
通过对比可知反应速率不同的原因是水可能是起催化作用而增大铝与碘的化学反应速率，A正确；反应条件叙述错误，B错误；反应放热，剩余的碘升华，还可能观察到紫色的烟，C正确；不能发生置换反应，且在这里无水硫酸铜只是作为对照的实验，D错误。
答案：
AC
三、非选择题
9．下列图像中，纵坐标为沉淀物的物质的量，横坐标为某溶液中加入反应物的物质的量，按题意将相应的字母序号填入表格。
溶液
加入物质
图像序号
（1）氯化铝溶液
加入过量氨水
（2）含少量NaOH的偏铝酸钠溶液
通入过量CO2气体
（3）含少量NaOH的偏铝酸钠溶液
逐滴加入稀盐酸
（4）MgCl2、AlCl3的混合液
逐滴加入NaOH溶液至过量
解析：
（1）氯化铝溶液中加入过量氨水，发生反应AlCl3＋3NH3·H2O===Al（OH）3↓＋3NH4Cl，氨水呈弱碱性，不能使Al（OH）3溶解，图像③符合。
（2）开始时CO2与NaOH溶液反应，无沉淀生成，发生反应为CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O，当NaOH完全转化为Na2CO3后，再通入CO2发生反应：
2H2O＋AlO
＋CO2===Al（OH）3↓＋HCO
和CO
＋CO2＋H2O===2HCO
，图像④符合。
（3）开始加盐酸时，HCl＋NaOH===NaCl＋H2O，不产生沉淀，当NaOH反应完全后，再加入盐酸发生反应：
H＋＋AlO
+H2O===Al（OH）3↓，继续加入盐酸，Al（OH）3沉淀溶解，图像⑤符合。
（4）开始时
，Al（OH）3溶解，图像①符合。
答案：
（1）③
（2）④ （3）⑤ （4）①
10.某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究。
现行高中化学教材中对“铝热反应”的现象有这样的描述：
“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。
查阅《化学手册》知，Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔点、沸点数据如下：
物质
Al
Al2O3
Fe
Fe2O3
熔点/℃
660
2054
1535
1462
沸点/℃
2467
2980
2750
－
Ⅰ.
（1）某同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。
理由是：
该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。
你认为他的解释是否合理？
________（填“合理”或“不合理”）。
（2）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。
该实验所用试剂是________，反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
（3）实验室溶解该熔融物，在下列试剂中最适宜的试剂是________（填序号）。
A．浓硫酸 B．稀硫酸 C．稀硝酸 D．氢氧化钠溶液
Ⅱ.实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低。
某同学取一定量上述的熔融物与一定量很稀的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出。
在反应结束后的溶液中，逐滴加入4mol·L－1的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液的体积（mL）与产生的沉淀的物质的量（mol）的关系如图所示。
试回答下列问题：
（1）图中OC段没有沉淀生成，此阶段发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
（2）在DE段，沉淀的物质的量没有变化，则此阶段发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________；
上述现象说明溶液中________结合OH－的能力比______强（填离子符号）。
（3）B与A的差值为________mol。
（4）B点对应的沉淀的物质的量为________mol，C点对应的氢氧化钠溶液的体积为________mL。
解析：
Ⅰ.由表中数据比较可知，铝的熔点比铁低，该反应放出的热量使铁熔化，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。
利用金属Al与强碱液反应放出氢气的性质即可验证。
由于Fe与Al都是活泼的金属，所以可以用稀硫酸或者稀盐酸溶解。
Ⅱ.由图像可知硝酸过量，OC段发生酸碱中和反应，CD段为Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀的生成，DE段消耗了NaOH，由此证明硝酸和金属反应的还原产物为较低价态的NH
，EF段为Al（OH）3的消失，只剩下Fe（OH）3沉淀。
B与A的差值为Al（OH）3，为4mol·L－1×（36－34）×10－3L＝0.008mol，参加反应的n（Al）＝0.008mol，因为1mol的Al3＋、Fe3＋均与3mol的NaOH反应，由电子守恒可知Fe和Al化合价升高的总数等于HNO3生成NH
降低的总数，即3n（Fe）＋3n（Al）＝n（NH
）×8＝4mol·L－1×（34－31）×10－3L×8，解得n（Fe）＋n（Al）＝0.032mol，n（Fe）＝0.024mol，两种沉淀的物质的量为0.032mol。
生成两种沉淀共消耗n（NaOH）＝0.032mol×3＝0.096mol，所以c点体积为：
31mL－
×103mL·L－1＝7mL。
答案：
Ⅰ.
（1）合理
（2）NaOH溶液 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO
＋3H2↑
（3）B
Ⅱ.
（1）H＋＋OH－===H2O
（2）NH
＋OH－===NH3·H2O Al3＋、Fe3＋、H＋ NH
（3）0.008
（4）0.032 7
11.（2013·安微卷）某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。
光照下，草酸（H2C2O4）能将其中的Cr2O
转化为Cr3＋。
某课题组研究发现，少量铁明矾[Al2Fe（SO4）4·24H2O]即可对该反应堆起催化作用。
为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：
（1）在25℃下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量，作对比实验，完成以下实验设计表（表中不要留空格）。
实验
编号
初始
pH
废水样品
体积/mL
草酸溶液
体积/mL
蒸馏水
体积/mL
①
4
60
10
30
②
5
60
10
30
③
5
60
测得实验①和②溶液中的Cr2O
浓度随时间变化关系如图所示。
（2）上述反应后草酸被氧化为________（填化学式）。
（3）实验①和②的结果表明____________________；实验①中0～t1时间段反应速率v（4）该课题组对铁明矾[Al2Fe（SO4）4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一：
Fe2＋起催化作用；
假设二：
__________________________________________；
假设三：
__________________________________________；
……
（5）请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容。
（除了上述实验提供的试剂外，可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2（SO4）3·24H2O、Al2（SO4）3等。
溶液中Cr2O
的浓度可用仪器测定）
实验方案（不要求写具体操作过程）
预期实验结果和结论
解析：
本题以含K2Cr2O7酸性工业废水处理为背景，主要考查反应速率影响因素、反应速率的计算、氧化还原反应产物的判断、实验探究及设计评价等相关知识，意在考查考生设计实验及评价实验的能力、分析图表处理信息能力、运用所学基本知识和基本技能解决实际问题的综合应用能力。
（1）控制单一变量原则，易知此处改变了草酸浓度，即总体积仍是40mL，故取草酸溶液和水各20mL；
（2）草酸的氧化产物是CO2；（3）实验①和②是探究不同的初始pH影响草酸还原Cr2O
的反应速率，分析图像知溶液pH越小，该反应速率越快。
实验②和③是探究一定浓度草酸溶液用量对反应速率的影响，要保证草酸溶液体积及蒸馏水体积总和不变。
（4）根据铁明矾的组成可知，起催化作用的可能是Fe2＋、Al3＋或SO
。
（5）验证Fe2＋是否起催化作用，设计对比实验，只要加入含Al3＋和SO
（不含Fe2＋）的明矾代替铁明矾即可验证起催化作用的是否为Fe2＋，具体见答案所示。
本题易错点：
由于考生对草酸的还原性不熟悉，无法准确写出草酸的氧化产物。
由于受到平时练习的定势思维的影响，第（4）问中的假设三很多考生易错写为Fe2＋和Al3＋共同起催化作用。
由于考生审题不清、思维混乱，造成第（5）问不能准确选取题给试剂进行实验方案的设计和评价。
答案：
（1）20 20（其他合理答案均可）
（2）CO2
（3）溶液pH对该反应速率有影响（或其他合理答案）
2（c0－c1）/t1
（4）Al3＋起催化作用 SO
起催化作用
（5）
实验方案（不要求写具体操作过程）
预期实验结果和结论
用等物质的量K2SO4·Al2（SO4）3·24H2O代替实验①中的铁明矾，控制其他反应条件与实验①相同，进行对比实验
反应进行相同时间后，若溶液中c（Cr2O
）大于实验①中的c（Cr2O
），则假设一成立；若两溶液中的c（Cr2O
）相同，则假设一不成立
（本题属于开放性试题，合理答案均可）
12.高岭土化学组成为：
Al2O3（25%～34%）、SiO2（40%～50%）、Fe2O3（0.5%～3.0%）以及少量杂质和水分。
已知氧化铝有多种不同的结构，化学性质也有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。
聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式氯化铝[Al2（OH）nCl6－n]。
用高岭土制备碱式氯化铝的工艺流程如下：
高岭土4mol·L－1
的盐酸适量铝粉 适量CaCO3
↓ ↓ ↓ ↓
→
→
→
→
→
→Al2（OH）nCl6－n
滤渣
根据流程图回答下列问题：
（1）“煅烧”的目的是________________________________________________________________________。
（2）实验室用36.5%的浓盐酸（密度约为1.2g/cm3）配制4.00mol/L950mL的盐酸，需要用到的仪器有烧杯、玻璃棒、量筒、酸式滴定管、____________、____________等。
（3）“溶解”过程中反应的离子方程式有_______________、_____________________________。
（4）加适量铝粉的主要作用是_____________________________________________。
（5）“蒸发浓缩”需保持温度在90～100℃，可采用的加热方法是____________________________________。
解析：
高岭土中的氧化铝难溶于酸，所以将高岭土煅烧以改变Al2O3的结构，进而溶解在盐酸中。
配置溶液需要容量瓶，定容的时候需要用到胶头滴管。
加入铝粉的目的是为了除去溶液中多余的Fe3＋。
水浴加热能使温度控制在100℃以下。
答案：
（1）改变高岭土中氧化铝的结构，使其能溶于酸
（2）1000mL容量瓶 胶头滴管 （3）Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O （4）除去溶液中的铁离子 （5）水浴加热
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