高考二轮测试题：3-2 铝

第二单元  从铝土矿到铝合金

一、选择题

1．将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是     (   )

A．稀硝酸      B．稀盐酸      C．硝酸铜      D．氢氧化钠

答案　C

2．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　由图像可知，两个反应中生成的氢气一样多，说明两种金属提供的电子数目一样多，则镁、铝的物质的量之比为3∶2，质量之比为4∶3，故A项正确，B项错误。镁、铝的摩尔质量之比为8∶9，C项错。由图像镁、铝与硫酸反应需要的时间之比为2∶3，则二者的速率之比为3∶2，D项错。

答案　A

3．将下列各组物质混合后，溶液中一定有沉淀生成的是      (　　)

A．Al2(SO4)3溶液与氨水

B．NaOH溶液与AlCl3溶液

C． NaAlO2溶液与盐酸

D．铝与NaOH溶液

答案　A

4．向30 mL 1 mol·L－1的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4 mol·L－1的NaOH溶液，若产生0.78 g白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为                                                                                                  (　　)

A．3 mL  B．7.5 mL

C．15 mL  D．17.5 ml

解析　已知n(AlCl3)＝0.03 mol，n[Al(OH)3]＝0.01 mol，由沉淀的物质的量小于氯化铝的物质的量可推知此题可能有两个答案：一是氢氧化钠不足，二是氢氧化钠过量。

由两者反应的离子方程式知Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O

当碱的量不足时，则V(NaOH)＝7.5 mL；当碱过量时，则V(NaOH)＝ L＝0.027 5 L＝27.5 mL。

答案　B

5．Al、Fe、Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是       (　　)

A．三者对应的氧化物均为碱性氧化物

B．三者的单质放置在空气中均只生成氧化物

C．制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法

D．电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al

解析　A项，Al2O3为两性氧化物；B项，Cu在空气中的CO2和H2O(g)的作用下与O2反应生成Cu2(OH)2CO3；C项，三种盐均为强酸弱碱盐，加热时都水解，且生成易挥发的HCl，随着水分和HCl的挥发，蒸干时都得到金属氧化物和其氢氧化物的混合物；D项，电解AlCl3溶液阴极上的产物为H2和Al(OH)3。

答案　C

6．将一定质量的Mg和Al混合物投入500 mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如下图所示。则下列说法正确的是                                                                                                                               (　　)

A．Mg和Al的总质量为8 g

B．硫酸的物质的量浓度为5 mol·L－1

C．生成的H2在标准状况下的体积为11.2 L

D．NaOH溶液的物质的量浓度为5 mol·L－1

解析　由图可知，固体中含有0.15 mol的Mg和0. 2 mol的Al，所以总质量为9 g；与硫酸反应生成的氢气的体积应为(0.15 mol＋0.3 mol)×22.4 L·mol－1＝10.08 L；在加入240 mL NaOH溶液时，Al(OH)3恰好全部转化为NaAlO2，所以氢氧化钠溶液的浓度为＝5 mol·L－1。

答案　D

7．认识反应条件对化学反应的影响，对学好化学具有重要意义。下列说法中正确的是(　　)

A．镁在空气中或纯净氧气中燃烧的产物都只有MgO

B．钠在敞口容器中存放或在空气中燃烧的产物都是Na2O2

C．将四氧化三铁溶解于过量的硝酸，所得溶液中含有Fe3＋、Fe2＋

D．氯化铝和过量的氨水反应一定得到Al(OH)3沉淀

答案　D

8．向m g镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸，恰好完全反应生成标准状况下的气体b L。向反应后的溶液中加入c mol·L－1氢氧化钾溶液V mL，使金属离子刚好沉淀完全，得到的沉淀质量为n g。再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止，得到固体p g。则下列关系不正确的是                                                                                                                                                                                                                    (　　)

A．c＝                       B．p＝m＋

C．n＝m＋17Vc                     D.m<p<m

解析　向m g Mg、Al的混合物中加入适量的稀H2SO4，恰好完全反应，溶液中只有MgSO4、Al2(SO4)3两种物质，且Mg2＋与Al3＋的质量和为m g；向反应后的溶液中加入c mol·L－1 KOH溶液V mL，使金属离子恰好完全沉淀，发生的反应是：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，

Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，则得到沉淀的质量是Mg2＋、Al3＋的质量与KOH溶液中OH－质量的质量和，所以n＝m＋V×10－3×c×17＝m＋1.7×10－2Vc，C项错误。

答案　C

二、非选择题

9．从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下：

请回答下列问题：

(1)流程甲加入盐酸后生成Al3＋的离子方程式为________________________________

________________________________________________________________________。

(2)流程乙加入烧碱后生成SiO的离子方程式为_______________________________

_________________________________________________________________________。

(3)验证滤液B中含Fe3＋，可取少量滤液并加入___________________(填试剂名称)。

(4)滤液E、K中溶质的主要成分是___________________(填化学式)，写出该溶液的一种用途：____________________________________________________________________。

(5)已知298 K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp＝5.6×10－12，取适量的滤液B，加入一定量的烧碱达到沉淀溶解平衡，测得pH＝13.00，则此温度下残留在溶液中的c(Mg2＋)＝________。

解析　本题考查铝土矿中氧化铝提取的工艺流程。铝土矿中的成分能与HCl反应的有Al2O3、Fe2O3、MgO，不反应的是SiO2，所以固体A为SiO2，滤液B中有Al3＋、Fe3＋、Mg2＋，再加入过量烧碱，Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓，

Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，沉淀C为Fe(OH)3、Mg(OH)2混合物，滤液D为NaAlO2、NaOH(过量)，NaAlO2能与CO2反应，NaAlO2＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋NaHCO3，滤液E为NaHCO3，沉淀F为Al(OH)3，Al(OH)3灼烧得到Al2O3。铝土矿中能与NaOH溶液反应的有Al2O3、SiO2，其余均不反应，所以固体X为Fe2O3、MgO，Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O，SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。(5)题中应用Ksp的有关计算，Ksp＝c(Mg2＋)·c2(OH－)，c(OH－)＝1.0×10－1mol·L－1，所以c(Mg2＋)＝＝＝5.6×10－10mol·L－1。

答案　(1)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O

(2)SiO2＋2OH－===SiO＋H2O

(3)硫氰化钾(或苯酚溶液等合理答案均可)

(4)NaHCO3　制纯碱(或做发酵粉等合理答案均可)

(5)5.6×10－10mol·L－1

10．由短周期元素组成的单质A、B、C和甲、乙、丙、丁、戊五种化合物有如图所示的转换关系，甲是工业上制取A的主要原料。请回答：

(1)写出下列物质的化学式：

A________，乙________。

(2)写出甲物质在工业上的任意两种主要用途__________________________________

________________________________________________________________________；

(3)A与NaOH溶液反应的离子方程式： ____________________________________

________________________________________________________________________；

(4)戊溶液与乙溶液混合的离子方程式：_____ ________________________________

________________________________________________________________________。

解析　本题的“突破口”是单质A与NaOH溶液反应，生成单质C，则C为H2，A可能是铝或硅，而A和B的产物甲能与盐酸反应，推知A为Al，B为O2。

答案　(1)Al　NaAlO2　(2)作耐高温材料；制取铝单质

(3)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑

(4)Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓

11．对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。

以下为铝材表面处理的一种方法：

①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，其原因是________________(用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的________。

a．NH3  b．CO2  c．NaOH  d．HNO3

②以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为______________。取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是____________。

解析　碱洗时，部分除去了氧化膜的Al与NaOH溶液反应放出了H2，若将溶液中AlO转化为Al(OH)3沉淀应向溶液中通入CO2，加HNO3，如若过量会造成沉淀溶解。铝作阳极失去电子最终形成Al2O3，所以阳极电极反应式为：2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋在废电解液中加入NaHCO3，会使溶液中H＋浓度降低而生成Al(OH)3沉淀。

答案　①2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑　b

②2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋

HCO与H＋反应使H＋浓度降低，产生Al(OH)3沉淀

12．右图是某同学在实验室中进行铝热反应(铝过量)的实验装置，实验中他观察到的现象之一为“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。

(1)写出该反应的化学方程式：

________________________________________________。

(2)为检验铝热反应后的固体成分，请填写下表：

(3)探究铝热反应后固体的性质：

将反应后容器中的固体残余物置于烧杯中，加入一定量的稀硝酸，固体完全溶解，反应过程中无气体放出(活泼金属可把稀HNO3还原为NH4NO3)。

在反应后的溶液中缓慢滴加4 mol·L－1的NaOH溶液，产生沉淀的物质的量(mol)与加入NaOH溶液的体积(mL)的关系如下图所示：

①写出DE段发生反应的离子方程式：___________ _______________________________。

②B与A的差值为____________________。

答案　(1)2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe

(2)

(3)①NH＋OH－===NH3·H2O　②0.008