高考化学专题练习铝及其化合物.docx

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高考化学专题练习铝及其化合物

2021年高考化学专题练习：

铝及其化合物

【练习】

1．向物质的量浓度均为1mol·L－1的AlCl3和盐酸的混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液，下列图[n表示Al（OH）3的物质的量，V表示NaOH溶液的体积]能正确表示这个反应过程的是（　　）

解析　向混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液，反应情况

分为三个阶段：

第一阶段为OH－＋H＋===H2O，此时无沉淀产生；第二阶段有白色沉淀产生，反应的离子方程式为Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓；第三阶段滴加NaOH溶液至过量，沉淀逐渐溶解最后完全消失，反应的离子方程式为Al（OH）3＋OH－===AlO

＋2H2O，结合反应方程式及浓度关系可知这三个阶段消耗NaOH物质的量之比为1∶3∶1。

答案　D

2.下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是（　　）

A．KB．Na

C．FeD．Al

解析　K、Na暴露在空气中，不仅极易被氧化成相应的氧化物，且其氧化物会与空气中的H2O、CO2进一步反应形成相应的盐，起不到保护内层金属的作用；Fe在空气中被氧化为疏松的氧化铁，起不到保护内层金属的作用；金属铝的表面易形成致密的氧化物薄膜，保护内层金属不被腐蚀，选D。

答案　D

3.室温下，在0.2mol·L－1Al2（SO4）3溶液中，逐滴加入1.0mol·L－1NaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化的曲线如右图所示，下列有关说法正确的是（　　）

A．a点时，溶液呈酸性的原因是Al3＋水解，离子方程式为：

Al3＋＋3OH－

Al（OH）3

B．a→b段，溶液pH增大，Al3＋浓度不变

C．b→c段，加入的OH－主要用于生成Al（OH）3沉淀

D．d点时，Al（OH）3沉淀开始溶解

解析　图象题审题的基本策略——看图象中的起点、拐点及斜率，然后结合化学反应方程式进行分析。

分析图象

反应的离子方程式

a点（起点）显酸性

Al3＋＋3H2OAl（OH）3＋3H＋，所以溶液显酸性，A项方程式错误。

a→b

加入碱，平衡Al3＋＋3H2OAl（OH）3＋3H＋右移，Al3＋浓度减小，B项错误。

b→c段比相邻的a→b、c→d段的斜率小

说明b→c段加入的NaOH与H＋反应的少，主要发生Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓，C选项正确。

d点时

c点时斜率增大，所以c点时Al3＋反应完全，再加入NaOH溶液，则NaOH与Al（OH）3反应，D选项错误。

答案　C

4．为了除去铁粉中的少量铝粉，可以选取下列哪种溶液（　　）

A．浓盐酸B．浓硝酸

C．浓硫酸D．浓氢氧化钠溶液

解析　浓盐酸与铁、铝都能反应，A项错误；浓硫酸和浓硝酸均能使铝钝化，不能将二者分离开，B、C项错误；氢氧化钠溶液只能与铝粉反应，可使二者分离，D项正确。

答案　D

5．化学与科学、技术、社会、环境密切相关。

下列说法不正确的是（　　）

A．常温下浓硝酸与铝发生钝化，可用铝制容器存放浓硝酸

B．MgCl2、AlCl3溶液中分别加入过量的氨水来比较镁、铝的金属性强弱

C．铝合金的大量使用归功于人们能使用电解法从氧化铝中获得铝

D．明矾在水中能形成Al（OH）3胶体，可用作净水剂

解析　MgCl2和AlCl3分别加入过量氨水，均会产生白色沉淀，故无法用氨水比较Mg、Al金属性的强弱。

答案　B

6．将5.4gAl投入200.0mL2.0mol/L的某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩余。

该溶液可能为（　　）

A．HNO3溶液B．Ba（OH）2溶液

C．H2SO4溶液D．HCl溶液

解析　5.4gAl的物质的量为

＝0.2mol。

溶液中溶质的物质的量为0.2L×2mol/L＝0.4mol。

HNO3与Al反应不会有氢气产生。

A选项不符合题意。

Al与Ba（OH）2反应的离子方程式为：

2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO

＋3H2↑，通过比较，碱过量，金属无剩余，B选项不符合题意。

H2SO4的物质的量为0.4mol。

即H＋为0.8mol，Al与酸反应的离子方程式：

2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，酸过量，C选项也不符合题意。

由上述离子方程式比较Al与H＋的用量，D选项符合条件。

答案　D

7．镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积（V）与时间（t）关系如图。

反应中镁和铝的（　　）

A．物质的量之比为3∶2

B．质量之比为3∶2

C．摩尔质量之比为2∶3

D．反应速率之比为2∶3

解析　由关系式：

Mg～H2,2Al～3H2，可知产生等量H2时，消耗Mg、Al的物质的量之比为3∶2，二者质量之比为4∶3，摩尔质量之比为8∶9，反应速率之比为3∶2。

答案　A

8．甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol/L的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为甲∶乙＝1∶2，则加入铝粉的质量为（　　）

A．5.4gB．3.6g

C．2.7gD．1.8g

解析　解答本题的关键是由题给条件判断出哪种物质完全反应并找出计量关系。

等质量的铝粉分别与足量的HCl和NaOH溶液反应，放出H2的体积关系为甲∶乙＝1∶1，因2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，故等物质的量的HCl和NaOH分别与足量的铝粉反应，放出H2的体积关系为甲∶乙＝1∶3。

现产生H2的体积比为甲∶乙＝1∶2，说明铝粉的量对盐酸来说是过量的，对NaOH来说是不足的，据上述两方程式知，与盐酸反应的铝粉是2.7g，与NaOH反应的铝粉是5.4g，所以投入铝粉的质量为5.4g。

答案　A

9．铝、氧化铝、氢氧化铝和可溶性铝盐与过量强碱溶液的反应，其生成物有一定的规律，下列说法中正确的是（　　）

A．都有H2O生成B．都有H2生成

C．都有AlO

生成D．都有Al3＋生成

解析　铝、氧化铝、氢氧化铝和可溶性铝盐与过量强碱溶液的反应分别为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO

＋3H2↑、Al2O3＋2OH－===2AlO

＋H2O、Al（OH）3＋OH－===AlO

＋2H2O、Al3＋＋4OH－===AlO

＋2H2O，故生成物中都有AlO

。

答案　C

10.现有AlCl3、Ba（OH）2、NaHCO3和稀HNO3四种溶液，分别为如图所示M、X、Y、Z中的某一种，图中每条线段两端的物质可以发生化学反应。

下列推断合理的是（　　）

A．M一定是NaHCO3

B．Y可能是AlCl3

C．X一定是AlCl3

D．Z可能是HNO3

解析　从图中可以看出M、Y两物质是Ba（OH）2、NaHCO3，至于是哪一种无法区别，X、Z两物质分别是AlCl3、HNO3中的一种，也是无法确定一定是哪一种。

答案　D

11．下列各项操作中，不发生“先产生沉淀，然后沉淀又溶解”现象的是（　　）

①向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2　②向NaAlO2溶液中逐滴加入过量的稀盐酸　③向AlCl3溶液中逐滴加入过量稀氢氧化钠溶液　④向硅酸钠溶液中逐滴加入过量的盐酸

A．①②　　　B．①③　　　C．①④　　　D．②③

解析　①中Na2CO3与CO2、H2O反应生成NaHCO3，由于Na2CO3的溶解度比NaHCO3的大，因而只会产生沉淀；②NaAlO2中加入稀盐酸，开始产生白色沉淀Al（OH）3，当盐酸过量时，Al（OH）3又溶于盐酸；③向AlCl3溶液中加入NaOH溶液开始产生白色沉淀Al（OH）3，当NaOH过量时，Al（OH）3又溶于NaOH；④只会生成H2SiO3沉淀。

答案　C

12．用含有少量Mg的Al片制取纯净的Al（OH）3，下列操作中最恰当的组合是（　　）

①加盐酸溶解　②加NaOH溶液　③过滤　④通入过量CO2生成Al（OH）3　⑤加盐酸生成Al（OH）3　⑥加过量氨水生成Al（OH）3

A．①⑥③B．①③⑥③

C．②③④③D．②③⑤③

解析　2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO

＋3H2↑，Mg和NaOH溶液不反应，过滤后向NaAlO2溶液中通入过量CO2生成Al（OH）3沉淀，再过滤就可得到Al（OH）3。

答案　C

13.向盛有10mL1mol·L－1NH4Al（SO4）2溶液的烧杯中滴加1mol·L－1NaOH溶液，沉淀物质的量随NaOH溶液体积的变化示意图如下：

（1）写出m点反应的离子方程式：

_______________________。

（2）若在NH4Al（SO4）2溶液中改加20mL1.2mol·L－1Ba（OH）2溶液，充分反应后，溶液中产生沉淀的物质的量为________mol。

[解析]　

（1）向NH4Al（SO4）2溶液中加入NaOH溶液，由图象分析，先发生Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓，之后是NH

＋OH－===NH3·H2O，最后是沉淀的溶解：

Al（OH）3＋OH－===AlO

＋2H2O，故m点的离子反应为NH

＋OH－===NH3·H2O。

（2）因NH4Al（SO4）2的物质的量为0.01L×1mol·L－1＝0.01mol，Ba（OH）2的物质的量为0.02L×1.2mol·L－1＝0.024mol，产生沉淀的反应有两类，一是SO

＋Ba2＋===BaSO4↓，n（SO

）＝0.01mol×2＝0.02mol,0.02mol<0.024mol，故n（BaSO4）＝0.02mol；二是OH－参与的反应，

Al3＋　＋　3OH－　===　Al（OH）3↓

0．01mol0.03mol0.01mol

OH－余0.024mol×2－0.03mol＝0.018mol，之后发生反应：

NH

＋OH－===NH3·H2O，n（NH

）＝0.01mol，再消耗OH－0.01mol，则剩余OH－为0.018mol－0.01mol＝0.008mol，最后发生沉淀的溶解：

Al（OH）3＋OH－===AlO

＋2H2O，OH－为0.008mol，溶解Al（OH）30.008mol，则剩余Al（OH）3为0.01mol－0.008mol＝0.002mol。

溶液中产生沉淀的物质的量为0.02mol＋0.002mol＝0.022mol。

[答案]　

（1）NH

＋OH－===NH3·H2O　

（2）0.022

14.向20mLAlCl3溶液中滴入2mol/LNaOH溶液时，得到Al（OH）3沉淀质量与所滴加NaOH溶液体积（mL）关系如图所示：

（1）图中A点表示的意义是____________。

（2）图中B点表示的意义是____________。

（3）上述两步用总的离子方程式可表示为____________________________________。

（4）假若溶液中有Al（OH）3沉淀0.39g，则此时用去NaOH溶液的体积为____________。

解析　把NaOH溶液滴入AlCl3溶液中，先产生Al（OH）3沉淀，其质量最大值为A点，然后全部消失溶解（B点）。

其总反应的离子方程式为Al3＋＋4OH－===AlO

＋2H2O。

当有0.39gAl（OH）3沉淀生成时，①AlCl3过量，加入NaOH使Al3＋部分产生沉淀为0.39g，通过Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓可知用NaOH溶液7.5mL。

②当NaOH过量时，Al3＋全部参加反应生成Al（OH）3沉淀后又部分溶解，用NaOH溶液17.5mL。

答案　

（1）表示滴入的NaOH溶液产生沉淀量的最大点

（2）表示滴入的NaOH溶液使沉淀恰好完全溶解点

（3）Al3＋＋4OH－===AlO

＋2H2O

（4）7.5mL或17.5mL

15.离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。

由有机阳离子、Al2Cl

和AlCl

组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。

（1）为测定镀层厚度，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。

（2）用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验，需要的试剂还有_________（填选项字母）。

A．KClB．KClO3

C．MnO2D．Mg

解析　铝与NaOH溶液反应的还原产物是H2，由化学方程式（或电子守恒）可知，每转移6mol电子，生成3molH2。

答案　

（1）3　

（2）BD

16.实验室以一种工业废渣（主要成分为MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物）为原料制备MgCO3·3H2O。

实验过程如下：

（1）酸溶过程中主要反应的热化学方程式为：

MgCO3（s）＋2H＋（aq）===Mg2＋（aq）＋CO2（g）＋H2O（l）　ΔH＝－50.4kJ·mol－1

Mg2SiO4（s）＋4H＋（aq）===2Mg2＋（aq）＋H2SiO3（s）＋H2O（l）　ΔH＝－225.4kJ·mol－1

酸溶需加热的目的是________；所加H2SO4不宜过量太多的原因是______________________。

（2）加入H2O2氧化时发生反应的离子方程式为_______________

________________________________________________________。

（3）用如图所示的实验装置进行萃取分液，以除去溶液中的Fe3＋。

①实验装置图中仪器A的名称为________。

②为使Fe3＋尽可能多地从水相转移至有机相，采取的操作：

向装有水溶液的仪器A中加入一定量的有机萃取剂，________、静置、分液，并重复多次。

（4）请补充完整由萃取后得到的水溶液制备MgCO3·3H2O的实验方案：

边搅拌边向溶液中滴加氨水，_________________________，过滤、用水洗涤固体2～3次，在50℃下干燥，得到MgCO3·3H2O。

[已知该溶液中pH＝8.5时Mg（OH）2开始沉淀；pH＝5.0时Al（OH）3沉淀完全。

]

解析　

（1）酸溶时需加热，目的是加快溶解速率。

（2）加入H2O2的目的是将Fe2＋氧化为Fe3＋，离子方程式为：

2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。

（3）①仪器A为分液漏斗。

②加入有机萃取剂后，应充分振荡、静置、分液，并重复多次。

（4）制备MgCO3·3H2O时，向溶液中滴加氨水，调节至5.0

答案　

（1）加快酸溶速率　避免制备MgCO3时消耗过多的碱

（2）2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O

（3）①分液漏斗　②充分振荡

（4）至5

17．Al（OH）3是治疗胃酸过多的药物胃舒平的主要成分。

某课外兴趣小组用铝、稀硫酸、烧碱为原料，制备一定量的Al（OH）3。

他们分别设计了两种实验方案：

方案一：

Al

Al2（SO4）3

Al（OH）3

方案二：

Al

NaAlO2

Al（OH）3

（1）从节约药品的角度思考，你认为哪一种方案较好？

_______，方案一和方案二共同存在的问题是

________________________________________________________。

（2）请用相同的原料设计一个更为节约药品的方案，并写出有关反应的化学方程式：

___________________________________。

答案　

（1）方案二较好　第二步操作很难控制试剂用量

（2）2Al＋3H2SO4===Al2（SO4）3＋3H2↑；

2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑；

Al3＋＋3AlO

＋6H2O===4Al（OH）3↓

对点微练六　铝土矿冶炼金属铝的流程

铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界主要以化合态形式存在于氧化铝中。

铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，冶炼金属铝很重要的一个过程是Al2O3的提纯。

Al2O3是两性氧化物，而杂质SiO2是酸性氧化物，Fe2O3是碱性氧化物，因而可设计出两种提纯氧化铝的方案。

18．方案一：

碱溶法

讨论回答下列问题：

（1）写出①、③两步骤中可能发生反应的离子方程式：

_____________________________________________________________________________________________________________________。

（2）步骤③中不用盐酸（或H2SO4）酸化的理由是_______________

_________________________________________________________。

（3）步骤④中得到较纯的Al2O3，可能含有________杂质，在电解时它不会影响铝的纯度的原因：

______________________________

________________________________________________________。

答案　

（1）①Al2O3＋2OH－===2AlO

＋H2O，SiO2＋2OH－===SiO

＋H2O

③AlO

＋CO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO

，SiO

＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO

（2）因为①AlO

与酸反应生成的Al（OH）3具有两性，可溶于强酸，不易控制酸的量；②CO2廉价而且生成的副产物NaHCO3用途广泛，经济效益好

（3）SiO2　由于SiO2的熔点很高，在加热到1000℃左右时不会熔化，因而不影响电解产物的纯度

19．方案二：

酸溶法

讨论回答下列问题：

（1）写出①②中可能发生反应的离子方程式。

_____________________________________________________________________________________________________________________。

（2）步骤②中不用氨水沉淀Fe3＋的原因：

_____________________

_________________________________________________________。

答案　

（1）①Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O

②Al3＋＋4OH－===AlO

＋2H2O，Fe3＋＋3OH－===Fe（OH）3↓

（2）Al（OH）3只能溶于强碱，不能溶于氨水，不能将Fe（OH）3和Al（OH）3分离

【总结】

铝的性质及用途

1．铝的物理性质及用途

物理性质

状态

色泽

密度

熔点

沸点

硬度

导电、

导热性

延展性

固态

银白色

2.7

g·cm－3

660.4

℃

2467

℃

较软

很好

良好

用途

纯铝用作导线，铝合金用于制备汽车、飞机、生活用品等

2.铝的化学性质

写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：

②2Al＋3Cl2

2AlCl3

④2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO

＋3H2↑

⑤2Al＋Fe2O3

2Fe＋Al2O3

微助学

一个实质

铝与氢氧化钠溶液反应的实质

铝先与强碱溶液中的水反应生成H2和Al（OH）3，然后Al（OH）3再与NaOH反应生成H2O和NaAlO2，反应中铝作还原剂，水作氧化剂，NaOH无电子得失。

金属与酸或碱反应生成H2的量的关系

1．金属与酸反应的计算

（1）实质：

M＋nH＋===Mn＋＋

H2↑。

（2）规律：

①金属与酸反应失去电子的物质的量等于产生氢原子的物质的量。

②相同物质的量的金属与足量酸反应产生H2的物质的量之比等于反应后对应金属呈现的化合价之比。

（3）常用方法：

①守恒法。

守恒法是化学计算中常用的方法，包括原子守恒、电荷守恒、电子守恒等。

②平均值法。

平均值法是混合物组分含量求解的常用方法，可设平均摩尔质量，要注意结合化合价进行转化。

2．铝与酸或碱反应生成H2的量的关系

铝分别与盐酸、氢氧化钠溶液反应的原理：

2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，

2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。

（1）等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为1∶1。

（2）足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为1∶3。

铝的重要化合物的主要性质

1．氧化铝

（1）化学性质（用离子方程式表示）：

（2）用途：

熔点很高，是一种比较好的耐火材料，还可制作各种宝石。

2．氢氧化铝

（1）化学性质：

写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：

①Al（OH）3＋3H＋===Al3＋＋3H2O；

②Al（OH）3＋OH－===AlO

＋2H2O；

③2Al（OH）3

Al2O3＋3H2O。

（2）制备：

①向铝盐中加入NH3·H2O，离子方程式为

Al3＋＋3NH3·H2O===Al（OH）3↓＋3NH

；

②向偏铝酸盐中通入足量CO2，离子方程式为

AlO

＋CO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO

。

3．明矾净水原理

明矾的化学式为KAl（SO4）2·12H2O，其净水的原理涉及的离子方程式表示为Al3＋＋3H2O===Al（OH）3（胶体）＋3H＋。

微助学

我的总结

既能与酸反应又能与碱反应的物质

1．金属单质：

Al等；

2．两性氧化物：

Al2O3等；

3．两性氢氧化物：

Al（OH）3等；

4．弱酸的铵盐：

（NH4）2CO3、CH3COONH4、（NH4）2S等；

5．弱酸的酸式盐：

NaHCO3、KHS、NaHSO3等。

1．Al3＋、AlO

、Al（OH）3的转化关系

2．可溶性铝盐与强碱（如NaOH）溶液反应，铝元素的存在形式

3．判断离子共存问题

Al3＋与OH－及AlO

、CO

、S2－等弱酸根阴离子或AlO

与H＋、HCO

以及弱碱阳离子Al3＋、Fe3＋等因生成沉淀或发生相互促进的水解反应而不能大量共存。

4．鉴别（利用滴加试剂顺序不同，现象不同）

（1）向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解。

（2）向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。

5．分离提纯

（1）利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的混合物。

（2）利用Al2O3能与强碱溶液反应，分离Al2O3与其他金属氧化物。

（3）利用Al（OH）3能与强碱溶液反应，分离Al3＋与其他金属阳离子。

用数形结合思想进行Al（OH）3的图象分析与相关计算

【方法技巧】

1．四个基本图象

操作

可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶