一体突破练8 海水中提镁和铝土矿中提铝.docx

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一体突破练8海水中提镁和铝土矿中提铝

一体突破练（八）　

海水中提镁和铝土矿中提铝

（建议用时：

35分钟）

A级　基础达标

1．（2018·洛阳一模）下列实验中，所加固体可以完全溶解的是（　　）

A．在H2O2溶液中加入少量MnO2粉末

B．将一小块铝片投入足量NaOH溶液中

C．将少量氢氧化铝加入足量的浓氨水中

D．常温下，将一小块铝箔投入足量浓硫酸中

B　[在H2O2溶液中加入少量MnO2，MnO2作催化剂，催化H2O2的分解，MnO2不溶解，A项不符合题意；将少量Al（OH）3加入足量浓氨水中，Al（OH）3不溶解，C项不符合题意；常温下将一小块铝箔投入浓硫酸中，浓硫酸使铝钝化，铝不溶解，D项不符合题意。

]

2．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

D　[A项用氨水将会使Al3＋、Mg2＋均沉淀下来，达不到分离的目的；B项溶液a中，Al3＋已转化为AlO

；C项b中含有KCl、NaCl、HCl等物质；D项若不控制pH，沉淀a[Al（OH）3]将不能分离出来。

]

3．（2019·贵阳模拟）海水是重要的资源，可以制备一系列物质。

下列说法不正确的是（　　）

A．要除去粗盐中SO

、Ca2＋、Mg2＋等杂质，步骤①中所加试剂及相关操作顺序可以是：

过量NaOH溶液→过量BaCl2溶液→过量Na2CO3溶液→过滤→盐酸

B．步骤②的反应原理为2Cl－＋2H2O

2OH－＋H2↑＋Cl2↑

C．步骤③中需将MgCl2·6H2O置于干燥的HCl气流中加热脱水制备无水MgCl2

D．步骤④、⑤、⑥所涉及的反应中，溴元素均发生氧化反应

D　[步骤①中，用过量NaOH溶液除去Mg2＋；用过量Na2CO3溶液除去

Ca2＋；用过量BaCl2溶液除去SO

，但是这三种溶液会引入新的杂质离子OH－、CO

、Ba2＋，通过加适量盐酸除去CO

和OH－，但过量的Ba2＋必须由Na2CO3溶液除去，因此盐酸在最后加入，过量Na2CO3溶液在加入过量BaCl2溶液之后加入，A项正确；步骤②为电解食盐水，反应的原理为2Cl－＋2H2O

2OH－＋H2↑＋Cl2↑，B项正确；步骤③由MgCl2·6H2O得到无水MgCl2，为了抑制MgCl2的水解，需在HCl气流中加热脱水，C项正确；步骤⑤中Br2转化为HBr，溴元素被还原，发生还原反应，D项错误。

]

4．（2019·合肥调研）在给定条件下，下列物质的转化不能实现的是（　　）

A．明矾

Al（OH）3

NaAlO2

B．NaAlO2溶液

Al（OH）3

Al2O3

C．Al2O3

NaAlO2溶液

Al（OH）3

D．MgO

MgCl2溶液

MgCl2

D　[MgCl2溶液蒸干不能得到MgCl2，加热过程中MgCl2水解生成Mg（OH）2。

]

5.如图所示的装置中，把X溶液逐滴滴下与Y物质反应，若X为浓硫酸，Y为第3周期金属元素中常温下与水难反应的单质。

Z为品红溶液。

实验中观察到Z褪色。

则Y为（　　）

A．NaB．Mg

C．AlD．Mg或Al

B　[常温下Na与水反应，Al遇浓硫酸钝化，不能产生SO2。

]

6．向甲溶液中缓慢滴加乙溶液，反应生成沉淀的质量如图所示，其中符合图象的一组是（　　）

甲

乙

A

AlCl3、Mg（NO3）2、HNO3

NaOH

B

Na2CO3、NH4HCO3、Na2SO4

Ba（OH）2

C

NH4NO3、Al（NO3）3、Fe（NO3）3、HCl

NaOH

D

NaAlO2、氨水、NaOH

H2SO4

C　[A项，向甲溶液中缓慢滴加NaOH溶液时，图象中间一段沉淀质量不变的反应不存在，错误；B项，向甲溶液中缓慢滴加Ba（OH）2溶液时，不存在沉淀部分溶解的反应，错误；C项，在甲溶液中加入NaOH溶液时，NaOH先与盐酸反应，没有沉淀生成，随后Al3＋、Fe3＋开始沉淀，当两种离子沉淀完全后，

OH－和NH

反应，此时沉淀质量不变，最后OH－与Al（OH）3反应，沉淀部分溶解与图象变化相符，正确；D项，向甲溶液中加硫酸时，最终沉淀会全部溶解，错误。

]

7．把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后有1.16g白色沉淀，在所得的浊液中逐滴加入1mol·L－1HCl溶液，加入HCl溶液的体积与生成沉淀的质量关系如图所示，下列叙述正确的是（　　）

A．A点的沉淀物的化学式为Al（OH）3

B．AB段发生的反应是Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓

C．原混合物中MgCl2的质量是1.90g

D．AlCl3的质量是1.335g

C　[根据题意可知浊液中有Mg（OH）2、NaOH、NaAlO2、NaCl，故A点的沉淀物为Mg（OH）2；AB段反应为AlO

＋H＋＋H2O===Al（OH）3↓；m（MgCl2）＝

g＝1.90g；m（AlCl3）＝[（30－10）×10－3×1×133.5]g＝2.67g。

]

8．某同学在实验室利用氢氧化钠、盐酸分离铁粉和铝粉混合物，物质转化关系如图所示：

下列说法不正确的是（　　）

A．X为NaOH溶液，Y为盐酸

B．a→b发生的反应为AlO

＋H＋＋H2O===Al（OH）3↓

C．b→c→Al的反应条件分别为：

加热、电解

D．a、b、c既能与酸又能与碱反应

D　[A项，在铁粉和铝粉混合物中加入试剂X，过滤得到铁，试剂X能溶解铝不能溶解铁，X为NaOH溶液，a为NaAlO2溶液，NaAlO2和适量盐酸反应生成Al（OH）3沉淀，X为NaOH溶液，Y为盐酸，正确；B项，a为NaAlO2溶液，b为Al（OH）3，a→b发生的反应为AlO

＋H＋＋H2O===Al（OH）3↓，正确；C项，b为Al（OH）3，Al（OH）3受热分解生成Al2O3和水，电解Al2O3生成铝和氧气，正确；D项，b为Al（OH）3，c为Al2O3，均既能与酸又能与碱反应，a为NaAlO2溶液，只能和酸反应，不能和碱反应，错误。

]

9．氮化铝（AlN）是一种新型无机非金属材料。

某AlN样品仅含有Al2O3杂质，为测定AlN的质量分数，设计如下两种实验方案。

已知：

AlN＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋NH3↑

[方案1]　取一定量的样品，用图1装置测定样品中AlN的质量分数（夹持仪器已略去）。

图1　　　　　　　　　图2

（1）图1中碱石灰和球形干燥管的作用分别是__________________、__________________。

（2）完成以下实验步骤：

组装好实验装置，首先________________，再加入实验药品。

接下来的实验操作是________________，打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液至不再产生气体，打开K1，通入氮气一段时间，测定C装置在反应前后的质量变化。

通入氮气的目的是____________________________________

__________________________________________________________________。

（3）由于装置存在缺陷，导致测定结果偏高，请提出改进意见_________________________________________________________________。

[方案2]　用图2装置测定mg样品中AlN的质量分数（部分夹持装置已略去）。

（4）为测定生成气体的体积，量气装置中的X液体可以是________（填字母序号）。

a．CCl4b．H2O　　

c．NH4Cl溶液d．苯

（5）若mg样品完全反应，测得生成气体的体积为VmL（标准状况），则AlN的质量分数为________。

若将a处胶管用弹簧夹夹住，其他操作均不变，则最终测定的结果________（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。

解析：

（1）分析装置和仪器作用，碱石灰吸收A中挥发出来的水蒸气；氨气与浓硫酸能发生反应，易发生倒吸，故C装置中球形干燥管的作用是防止倒吸。

（2）组装好实验装置，根据原理可知有NH3生成，制备气体时需要先检查装置的气密性，气密性完好，再加入实验药品，接下来关闭K1，打开K2，打开分液漏斗的活塞，加入NaOH浓溶液，反应至不再产生气体，打开K1，通入氮气一段时间，测定C装置在反应前后的质量变化，通入氮气的目的是把装置中生成的氨气全部赶入C装置被浓硫酸吸收，准确测定C装置在反应前后的质量。

（3）装置存在的缺陷是C装置与外界相通，空气中的水蒸气也可以进入C装置，使测定结果偏高，故需要在C装置出口处连接一个盛有碱石灰的干燥管。

（4）依据氨气极易溶于水的性质分析。

CCl4不能溶解氨气，可以用排四氯化碳的方法测定氨气的体积，故a正确；氨气极易溶于水，不能用排水法测定氨气的体积，故b错误；氨气极易溶于水，不能用排NH4Cl溶液的方法测定氨气的体积，故c错误；氨气不溶于苯，可以利用排苯的方法测定氨气的体积，故d正确。

（5）若mg样品完全反应，测得生成氨气的体积为VmL（已转换为标准状况），

AlN＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋NH3↑

41　　　　　　　　　　　　22.4L

m′＝

g　　　　V×10－3L

则AlN的质量分数＝

×100%＝

×100%。

若将a处胶管用弹簧夹夹住，滴入的NaOH溶液体积引起气体体积增大。

答案：

（1）干燥氨气　防止倒吸

（2）检查装置气密性　关闭K1，打开K2　把装置中残留的氨气全部赶入C装置

（3）C装置出口处连接一个干燥装置

（4）ad

（5）

×100%　偏大

10．（2019·甘肃部分学校联考）铝及其化合物在生活、生产中有广泛应用。

（1）饮用水可用明矾、铁明矾[Al2Fe（SO4）4·xH2O]净化，用________（填方法名称）检验它们在水中形成了胶体。

（2）CuAlO2是重要的化工产品，通常用氢氧化铝和氢氧化铜按一定比例混合在高温下反应制备。

配平化学方程式：

________Cu（OH）2＋________Al（OH）3

________CuAlO2＋________＋________H2O。

（3）冰晶石（Na3AlF6）是工业冶炼铝的助熔剂。

工业上将碳酸钠、氢氧化铝与氢氟酸按一定比例混合在高温下反应制备冰晶石。

在该反应中理想的Na2CO3、HF投料的物质的量之比为________。

（4）工业上，用真空碳热还原—氯化法制备金属铝，其中间产物有Al4C3。

Al4C3与盐酸反应生成一种含氢质量分数最高的烃，写出该反应的离子方程式：

____________________________________________________________________

___________________________________________________________________。

（5）镁铝合金（Mg17Al12）是一种潜在的贮氢材料。

一般在氩气环境中将一定量的镁、铝单质在一定温度下熔炼获得。

该合金在一定条件下可完全吸收氢得到混合物Y（含MgH2和Al），Y在一定条件下可释放出氢气。

①熔炼制备镁铝合金（Mg17Al12）时通入氩气的目的是

______________________________________________________________。

②写出镁铝合金在一定条件下完全吸氢的化学方程式：

_____________________________________________________________。

③在6mol·L－1盐酸中，混合物Y能完全释放出H2。

amol镁铝合金完全吸氢后得到的混合物Y与上述盐酸完全反应，释放出H2的物质的量为________mol。

解析：

（1）用丁达尔效应实验检验胶体。

（2）CuAlO2中铜为＋1价，氢氧化铝和氢氧化铜发生了氧化还原反应，氧化产物为O2。

（3）碳酸钠、氢氧化铝、氢氟酸在高温下反应生成冰晶石、二氧化碳和水，化学方程式为3Na2CO3＋2Al（OH）3＋12HF

2Na3AlF6＋3CO2↑＋9H2O。

（4）甲烷是含氢质量分数最高的烃，碳化铝（Al4C3）与盐酸反应生成氯化铝、甲烷。

（5）①氩气作保护气，避免镁、铝单质在高温下与空气中的物质反应。

②镁铝合金与氢气反应生成氢化镁和铝。

③amol镁铝合金完全吸氢后得到的混合物Y中含17amolMgH2和12amolAl，根据MgH2＋2HCl===MgCl2＋2H2↑、2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑知，释放出n（H2）＝（17a×2＋12a×

）mol＝52amol。

答案：

（1）丁达尔效应

（2）4　4　4　O2↑　10

（3）1∶4

（4）Al4C3＋12H＋===4Al3＋＋3CH4↑

（5）①作保护气　②Mg17Al12＋17H2

17MgH2＋12Al　③52a

B级　能力提升

11．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______________________________

_________________________________________________________________。

解析：

铝灰主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等，加入水发生反应，AlN和水反应生成氢氧化铝和氨气，加入盐酸酸溶后，生成氯化铝溶液和氯化亚铁溶液，加入漂白液氧化亚铁离子为铁离子，加入纯碱调节溶液pH使铁离子全部沉淀，采用喷雾干燥制备铝鞣剂。

（1）气体A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明生成的是氨气，铝灰中的AlN和水发生水解反应生成氢氧化铝沉淀和氨气，反应的化学方程式为AlN＋3H2O

Al（OH）3＋NH3↑，加热可以促进氮化铝水解生成氨气，降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出。

（2）氧化铝是两性氧化物，酸溶时和盐酸发生反应生成氯化铝溶液，其反应的离子方程式为Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O。

（3）加入漂白液的作用是利用次氯酸根离子在酸溶液中的强氧化性氧化亚铁离子为铁离子，反应的离子方程式为2Fe2＋＋2H＋＋ClO－===2Fe3＋＋Cl－＋H2O。

（4）上述分析可知“废渣”成分为氢氧化铁沉淀，化学式为Fe（OH）3。

（5）铝鞣剂主要成分为Al（OH）2Cl，在加热蒸发时会发生水解，为防止水解利用喷雾干燥，减少铝鞣剂水解。

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

12．无水AlCl3可用作有机合成的催化剂、食品膨松剂等。

工业上可由铝土矿（主要成分是Al2O3和Fe2O3）和焦炭制备，流程如下：

已知：

AlCl3、FeCl3分别在183℃、315℃时升华

（1）铝离子的结构示意图为________，实验室配制氯化铝溶液时加入盐酸的目的是___________________________________________________________。

（2）氯化炉中Al2O3、Cl2和焦炭在高温下发生反应的化学方程式为________

______________________________________________________________；

炉气中残余的少量Cl2，可用NaOH溶液吸收，其离子方程式为__________

______________________________________________________________。

（3）700℃时，升华器中物质经充分反应后需降温实现FeCl3和AlCl3的分

离。

请选择合适的温度范围________。

a．低于183℃

b．介于183℃和315℃之间

c．高于315℃

（4）样品（含少量FeCl3）中AlCl3含量可通过下列操作测得（部分物质略去）。

mg样品

NaAlO2溶液

Al（OH）3

ngAl2O3

计算该样品中AlCl3的质量分数________（结果用m、n表示，不必化简）。

解析：

（4）根据AlCl3～

Al2O3可知

n（AlCl3）＝2n（Al2O3）＝

mol

故AlCl3的质量分数为

×100%。

答案：

（1）

　防止氯化铝水解

（2）Al2O3＋3Cl2＋3C

2AlCl3＋3CO　Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O

（3）b

（4）

×100%