1、1课后作业 21 从铝土矿到铝合金(时间:45 分钟 满分:100 分)一、选择题(本题包括 12 小题,每小题 5 分,共 60 分,每小题只有一个选项符合题目要求)1.下列有关说法中不正确的是( )A.Al(OH)3在用于治疗胃酸过多类疾病时表现出弱碱性B.明矾溶于水后可得到有强吸附性的 Al(OH)3胶体,故明矾可作净水剂C.Al(OH)3可用于中和馒头制作过程(如发酵阶段)中产生的酸D.Al2O3可用于制作耐火材料答案 C解析治疗胃酸过多时要消耗胃中的酸,因此 Al(OH)3表现出碱性,A 项正确;Al(OH) 3胶体有强吸附性,能吸附水中悬浮的杂质并最终转化为沉淀而使水变澄清,B 项
2、正确;馒头制作过程中加小苏打是用于发泡和中和酸的,不用 Al(OH)3,因其不能与弱酸反应且铝元素对人体健康有不良影响,C 项错误;耐火材料本身应对热稳定且熔点很高,Al 2O3符合要求,D 项正确。2.(2018安徽马鞍山中学测试)下列除去杂质的方法不正确的是 ( )A.镁粉中混有少量铝粉:加入过量烧碱溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥B.用过量氨水除去 Fe3+溶液中的少量 Al3+C.Al(OH)3中混有少量 Mg(OH)2:加入足量烧碱溶液,充分反应,过滤,向滤液中通入过量 CO2后过滤D.MgO 中混有少量 Al2O3:加入足量烧碱溶液,充分反应,过滤、洗涤、干燥得到 MgO答案 B解析
3、 Al(OH)3不溶于氨水,故向含少量 Al3+的 Fe3+溶液中加入过量氨水时,Fe 3+、Al 3+均转化为氢氧化物沉淀,达不到除杂的目的。3.用等质量的钠进行下列实验,其中生成氢气最多的是( )A.将钠投入到足量水中B.将钠用铝箔包好并刺一些小孔,再放入足量的水中C.将钠放入足量稀硫酸中D.将钠放入足量稀盐酸中答案 B解析将等质量的钠投入到水、稀硫酸或稀盐酸中,放出的氢气的量相等;将钠用铝箔包好并刺一些小孔,再放入足量的水中,首先是钠与水反应生成 NaOH 和氢气,然后是铝与 NaOH 溶液反应生成氢气,故B 项生成氢气最多。4.下列反应中的离子方程式书写正确的是( )A.向氯化铝溶液中
4、滴加过量氨水:4NH 3H2O+Al3+ Al +4N +2H2OO-2 H+4B.NH4Al(SO4)2溶液中滴加少量 NaOH 溶液:N +OH- NH3H2OH+4C.向明矾溶液中加入过量的 Ba(OH)2溶液:Al 3+2S +2Ba2+4OH- 2BaSO4+Al +2H2OO2-4 O-2D.向 NaAlO2溶液中通入足量 CO2:2Al +CO2+3H2O 2Al(OH)3+CO-2 O2-3答案 C2解析 A 项,氨水不能溶解 Al(OH)3;B 项,N 、Al 3+同时存在时,Al 3+与 OH-先反应;D 项,通足量 CO2时,应H+4生成 HC 。O-35.将一定量的钠铝
5、合金置于水中,合金全部溶解,得到 20 mL pH=14 的溶液,然后用 1 molL-1的盐酸滴定,至沉淀质量最大时,消耗盐酸 40 mL,原合金中钠的质量为( )A.0.46 g B.0.69 g C.0.92 g D.0.23 g答案 C解析合金中 Na 的转化过程为:NaNaOH、NaAlO 2NaCl,即最后所得溶液为 NaCl 溶液,可知 Na 的物质的量与盐酸中 HCl 的物质的量相等,为 0.04mol,质量为 0.92g,C 项正确。6.(2018浙江省考前学考快练五)下列是某化学研究性学习小组对某无色水样成分的检验过程,已知该水样中只可能含有 K+、Fe 3+、Cu 2+、
6、Ag +、Ca 2+、C 、S 、Cl -中的若干种离子,该小组同O2-3 O2-4学取 100 mL 水样进行实验:向样品中先滴加氯化钡溶液,再滴加 1 molL-1盐酸,实验过程中沉淀质量的变化如图所示。下列说法正确的是( )A.水样中一定不存在 Fe3+、Cu 2+,可能存在 Ag+B.水样中一定存在 C 、S 、Cl -O2-3 O2-4C.BC 段曲线所表示的离子方程式为 C +2H+ H2O+CO2O2-3D.水样中一定存在 K+,且 c(K+)0.6 molL -1答案 D解析该水样为无色溶液,水样中一定不存在 Fe3+、Cu 2+;依据图像分析加入氯化钡溶液生成沉淀,加入稀盐酸
7、,沉淀部分溶解证明水样中一定含有 S 、C ,又因为 C 与 Ag+、Ca 2+不能大量共O2-4 O2-3 O2-3存,所以 Ag+、Ca 2+不存在; n(S )= =0.01mol,n(C )=n(BaCO3)= =0.02mol;O2-42.33g233gmol-1 O2-3 6.27g-2.33g197gmol-1原溶液中可能含有 Cl-,依据电解质溶液中电荷守恒,阳离子 K+一定存在;根据电荷守恒得到:0.01mol2+0.02mol2+n(Cl-)=n(K+)推知 n(K+)0.06mol。根据以上分析可知,水样中一定不存在 Fe3+、Cu 2+、Ag +,A 错误;溶液是电中性
8、的,则水样中一定存在 C 、S 、K +,可能含有 Cl-,BO2-3 O2-4错误;BC 段曲线是溶解碳酸钡沉淀,离子方程式应为 BaCO3+2H+ Ba2+H2O+CO2,C 错误;水样中一定存在 K+,且 c(K+) =0.6molL-1,D 正确。0.06mol0.1L7.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 +并尽可能减少 AlCl3的损失。下列说法正确的是( )3A.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 NaClD.向溶液 a 中滴加盐酸需控制溶液的 pH答案 D
9、解析 A 项,氨水只会将 Al3+沉淀,不能使 Al(OH)3溶解,故不能用其代替 NaOH 溶液;B 项,溶液 a 中含Al ,不含 Al3+;C 项,溶液 b 中也含有 KCl。O-28.甲、乙两烧杯中分别装有相同体积、相同 pH 的氨水和 NaOH 溶液,各加入 10 mL 0.1 molL-1 AlCl3溶液,两烧杯中都有沉淀生成。下列判断正确的是( )A.甲中沉淀一定比乙中的多B.甲中沉淀可能比乙中的多C.甲中沉淀一定比乙中的少D.甲中和乙中的沉淀不可能一样多答案 B解析此题考查了元素化合物知识。根据氢氧化铝的性质,其能溶于氢氧化钠溶液但不溶于氨水,故两烧杯中生成的都是氢氧化铝沉淀;
10、相同体积相同 pH 的两溶液,氨水的浓度远大于氢氧化钠的浓度,当AlCl3溶液足量时,氨水与 AlCl3溶液反应生成的沉淀多;氨水过量,氢氧化钠不足量时,氨水与AlCl3溶液反应生成的沉淀多;氨水过量,氢氧化钠恰好完全转化为 Al(OH)3时,生成的沉淀一样多;氨水和氢氧化钠都过量时,氨水与 AlCl3溶液反应生成的沉淀多;B 项正确。9.下列曲线图(纵坐标为沉淀的量,横坐标为加入溶液的体积)与对应的选项相符合的是( )A.向 1 L 浓度均为 0.1 molL-1的 Ba(OH)2、NaAlO 2混合溶液中加入 0.1 molL-1的稀硫酸B.向 1 L 浓度分别为 0.1 molL-1和
11、0.3 molL-1的 AlCl3、NH 4Cl 的混合溶液中加入 0.1 molL-1的稀 NaOH 溶液C.向烧碱溶液中滴加明矾溶液D.向 AlCl3溶液中滴加过量氨水答案 A解析 Ba(OH)2和 NaAlO2混合溶液中加入稀硫酸,发生的反应依次为 Ba2+2OH-+2H+S BaSO4+2H 2O、Al +H+H2O Al(OH)3、Al(OH) 3+3H+ Al3+3H2O,所以加O2-4 O-21LH2SO4时,Ba(OH) 2反应完全,再加 0.5L 稀硫酸时 Al 完全反应生成 Al(OH)3沉淀,再加O-241.5LH2SO4时,Al(OH) 3全部溶解,A 正确;向 1L
12、浓度分别为 0.1molL-1和 0.3molL-1的AlCl3、NH 4Cl 的混合溶液中加入 0.1molL-1的 NaOH 溶液,发生的反应依次是 Al3+3OH- Al(OH)3、OH -+N NH3H2O、Al(OH) 3+OH- Al +2H2O,沉淀 Al3+和溶解 Al(OH)3所用 NaOH 溶液H+4 O-2的体积之比为 31,而图像上是 11,B 错误;向烧碱溶液中滴加明矾溶液,发生的反应依次是Al3+4OH- Al +2H2O、Al 3+3Al +6H2O 4Al(OH)3,生成 Al 消耗的明矾溶液与 AlO-2 O-2 O-2完全转化为 Al(OH)3消耗的明矾溶液
13、体积之比为 31,C 错误;AlCl 3溶液中滴加过量氨水,沉淀O-2不会溶解,D 错误。10.室温下,在 0.2 molL-1 Al2(SO4)3溶液中,逐滴加入 1.0 molL-1NaOH 溶液,实验测得溶液 pH随 NaOH 溶液体积的变化曲线如图所示,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)3B.ab 段,溶液 pH 增大,Al 3+浓度不变C.bc 段,加入的 OH-主要用于生成 Al(OH)3沉淀D.d 点时,Al(OH) 3沉淀开始溶解答案 C解析 Al3+水解的离子方程式为 Al3+3H2O Al(OH
14、)3+3H+,A 项错误;ab 段,Al 3+与 OH-作用生成Al(OH)3沉淀,Al 3+浓度不断减小,B 项错误;c 点溶液 pH7,说明溶液中还没有 NaAlO2生成,因此 bc段,加入的 OH-主要用于生成 Al(OH)3沉淀,C 项正确;在 cd 段,溶液 pH 逐渐增大,说明沉淀逐渐溶解,到达 d 点,Al(OH) 3沉淀已完全溶解,D 项错误。11.向含有 1 mol KAl(SO4)2的溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液,充分反应。下列说法不正确的是( )A.当 Al3+恰好完全沉淀时,消耗氢氧化钡 1.5 molB.当 S 恰好完全沉淀时,Al 3+全部转化为 AlO2-4 O-2
15、C.当向溶液中加入 1.5 mol 氢氧化钡时,反应可用下列离子方程式表示:2Al 3+3S +3Ba2+6OH-O2-42Al(OH)3+3BaSO 4D.随加入的氢氧化钡的物质的量不断增大,沉淀的物质的量不断增大答案 D解析含 1molKAl(SO4)2的溶液中含 Al3+1mol、S 2mol,逐滴加入氢氧化钡溶液,开始有 Al(OH)3O2-4和 BaSO4沉淀,当加入 1.5mol 氢氧化钡时,Al 3+沉淀完全,S 有剩余,继续滴加氢氧化钡溶液,O2-4Al(OH)3转化为 Al ,剩余的 S 继续沉淀,至 S 沉淀完全,Al 3+全部转化为 Al 。O-2 O2-4 O2-4 O
16、-212.向等物质的量浓度的 HCl、AlCl 3、NH 4Cl、MgCl 2的混合溶液中逐滴加入 1 molL-1的 NaOH 溶液,生成沉淀的物质的量与加入 NaOH 溶液的体积关系如图所示。下列有关说法正确的是 ( )5A.在 Oa 段加入的 NaOH 溶液与 NH4Cl 反应B.在 bc 段加入 NaOH 溶液发生反应的离子方程式为 Al3+3OH- Al(OH)3C.在 de 段加入 NaOH 溶液发生反应的离子方程式为 Al3+4OH- Al +2H2OO-2D.在滴加 NaOH 溶液全过程中主要粒子参与反应的先后顺序是 H+、Al 3+、Mg 2+、N 、Al(OH) 3H+4答
17、案 D解析 A 项错误,加入的 NaOH 溶液应先与 H+反应;B 项错误,由图像中耗用 NaOH 溶液的体积可知,在bc 段加入 NaOH 溶液发生反应的离子方程式为 Mg2+2OH- Mg(OH)2;C 项错误,在 de 段加入NaOH 溶液发生反应的离子方程式为 Al(OH)3+OH- Al +2H2O。O-2二、非选择题(本题包括 3 小题,共 40 分)13.(12 分)用含有 Al2O3、SiO 2和少量 FeOxFe2O3的铝灰制备 Al2(SO4)318H2O,工艺流程如下(部分操作和条件略):.向铝灰中加入过量稀硫酸,过滤;.向滤液中加入过量 KMnO4溶液,调节溶液的 pH
18、 约为 3;.加热,产生大量棕色沉淀,静置,上层溶液呈紫红色;.加入 MnSO4至紫红色消失,过滤;.浓缩、结晶、分离,得到产品。(1)H2SO4溶解 Al2O3的离子方程式是 。 (2)将 Mn 氧化 Fe2+的离子方程式补充完整:O-41Mn + Fe 2+ 1Mn2+ Fe 3+ O-4(3)已知:生成氢氧化物沉淀的 pHAl(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3开始沉淀时3.4 6.3 1.5完全沉淀时4.7 8.3 2.8注:金属离子的起始浓度为 0.1 molL-16根据表中数据解释步骤的目的 。 (4)已知:一定条件下,Mn 可与 Mn2+反应生成 MnO2。O-4向的沉淀中加入
19、浓盐酸并加热,能说明沉淀中存在 MnO2的现象是 。 中加入 MnSO4的目的是 。 答案(1)Al 2O3+6H+ 2Al3+3H2O(2)5 8 H + 5 4 H 2O(3)pH 约为 3 时,Fe 2+和 Al3+不能形成沉淀,将 Fe2+氧化为 Fe3+,可使铁元素完全沉淀(4)生成黄绿色气体 除去过量的 MnO-4解析(1)稀硫酸溶解 Al2O3的离子方程式为 Al2O3+6H+ 2Al3+3H2O,在操作中,FeO xFe2O3也同时被溶解,滤液中含有 Al3+、Fe 2+、Fe 3+等。(2)步骤所得溶液中会有过量 H2SO4,故反应在酸性条件下进行,由氧化还原反应中得失电子守
20、恒可知 Mn 和 Fe2+的化学计量数之比为 15,然后观察配平得:O-4Mn +5Fe2+8H+ Mn2+5Fe3+4H2O。O-4(3)步骤中,加入过量 KMnO4溶液目的是把 Fe2+氧化成易除去的 Fe3+。调节 pH 约为 3,由表中数据分析,可知该条件下 Fe3+完全沉淀而 Al3+不被沉淀,从而达到分离 Fe3+和 Al3+的目的。(4)联想 Cl2的实验室制法,很容易分析实验设计的意图,即通过是否产生 Cl2来判断沉淀中有无 MnO2。操作中加入 MnSO4,紫红色消失,说明过量的 Mn 因加入 MnSO4而被转化成 MnO2沉O-4淀,然后过滤除去,保证产品的纯度。14.(1
21、6 分)无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。(1)氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体,其反应的离子方程式为 。 (2)工业上用铝土矿(主要成分为 Al2O3,含有 Fe2O3、SiO 2等杂质)制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下:物质SiCl4AlCl3 FeCl3 FeCl2沸点/57.6180(升华) 300(升华) 1 023步骤中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多,其作用是(只要求写出一种)。步骤中若不通入氯气和氧气,则反应生成相对原子质量比硅大的单质是 。 7已知:Al 2O3(s)+3C(s) 2Al(s)+3CO(g) H1=+1 344.1 kJmol-12AlCl3(g
22、) 2Al(s)+3Cl2(g) H2=+1 169.2 kJmol-1由 Al2O3、C 和 Cl2反应生成 AlCl3的热化学方程式为 。 步骤的尾气经冷却至室温后,气体用足量的 NaOH 冷溶液吸收,生成的盐主要有 3 种,其化学式分别为 。 结合流程及相关数据分析,步骤中加入铝粉的目的是。 答案(1)Al 3+3H2O Al(OH)3+3H+(2)防止后续步骤生成的 AlCl3水解或增大反应物的接触面积,加快反应速率铁或 FeAl 2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g) 2AlCl3(g)+3CO(g) H=+174.9 kJmol-1NaCl、NaClO、Na 2CO3除去 FeC
23、l3,提高 AlCl3纯度解析本题主要考查盐类水解原理、盖斯定律应用、Cl 2的性质、铝及其化合物的性质。(1)Al3+水解生成 Al(OH)3和 H+。(2)水分减少可防止 Al3+的水解;气孔数目增多,增大了接触面积可以加快反应速率;焦炭能还原矿石中的氧化铁生成铁;根据盖斯定律,将第一个反应减去第二个反应可得该热化学方程式;尾气中存在 Cl2和 CO2,故与足量的 NaOH 冷溶液反应生成 NaCl、NaClO、Na 2CO3;根据流程图可知液态混合物中含有 FeCl3杂质,加入 Al 粉可与 FeCl3反应,除去 FeCl3,提高AlCl3的纯度。15.(12 分)某学习小组用如图所示装
24、置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。(1)A 中试剂为 。 (2)实验前,先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻,其目的是。 (3)检查气密性,将药品和水装入各仪器中,连接好装置后,需进行的操作还有:记录 C 的液面位置;将 B 中剩余固体过滤、洗涤、干燥、称重;待 B 中不再有气体产生并恢复至室温后,记录 C 的液面位置;由 A 向 B 中滴加足量试剂。上述操作的顺序是 (填序号);记录 C 的液面位置时,除平视外,还应 。 8(4)B 中发生反应的化学方程式为 。 (5)若实验用铝镁合金的质量为 a g,测得氢气体积为 b mL(已换算为标准状况),B 中剩余固体的质量为 c g,则铝的
25、相对原子质量为 。 (6)实验过程中,若未洗涤过滤所得的不溶物,则测得铝的质量分数将 (填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。 答案(1)NaOH 溶液(2)除去铝镁合金表面的氧化膜(3) 使 D 和 C 的液面相平(4)2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2(5) (6)偏小33600(a-c)b解析(1)只与合金中的一种金属反应产生氢气的溶液,选 NaOH 溶液。(2)铝镁合金表面存在致密的氧化膜,需要把氧化膜除去。(3)注意液柱差产生的压强对氢气体积的影响。(5)2Al 3H 22Ar 322.4La-c b L11000解之得 Ar= 。33600(a-c)b(6)固体未洗涤会残留可溶性杂质(NaAlO 2、NaOH),烘干后测得镁的质量偏大,则铝的质量分数偏小。
