2022版高中化學(xué) 第三章 金屬及其化合物 學(xué)業(yè)分層測評15 鋁的重要化合物 新人教版必修1

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1、2022版高中化學(xué) 第三章 金屬及其化合物 學(xué)業(yè)分層測評15 鋁的重要化合物 新人教版必修1 1．化學(xué)在生產(chǎn)和日常生活中有著重要的應(yīng)用，下列說法不正確的是(　　) A．Al2O3用作耐火材料 B．Na2O2常用于潛水艇或呼吸面具的供氧劑 C．明礬溶于水形成的Al(OH)3膠體能吸附水中懸浮物，可用于水的凈化 D．Al(OH)3既溶于NaOH溶液、氨水，又能溶于鹽酸 【解析】　Al(OH)3不溶于氨水等弱堿溶液。 【答案】　D 2．下列離子方程式不正確的是(　　) A．氧化鋁與鹽酸反應(yīng)：Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O B．氫氧化鋁與NaOH溶液反應(yīng)：Al(OH

2、)3＋OH－===AlO＋2H2O C．向AlCl3溶液中滴加氨水：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ D．向AlCl3溶液中加入過量NaOH溶液：Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O 【答案】　C 3．氫氧化鋁可作為治療某種胃病的內(nèi)服藥，這是利用了氫氧化鋁的(　　) A．酸性 B．堿性 C．兩性 D．氧化性 【解析】　氫氧化鋁中和胃酸，故利用的是氫氧化鋁的堿性。 【答案】　B 4．除去MgO中的Al2O3可選用的試劑是(　　) A．NaOH溶液 B．硝酸 C．濃硫酸 D．稀鹽酸 【解析】　Al2O3為兩性氧化物，可溶

3、于NaOH溶液中，而MgO不溶解，過濾即可得到MgO。 【答案】　 A 5．下列變化不可能通過一步實(shí)驗(yàn)直接完成的是(　　) A．Al(OH)3―→Al2O3 B．Al2O3―→Al(OH)3 C．Al―→AlO D. Al3＋―→Al(OH)3 【解析】　2Al(OH)3Δ,Al2O3＋3H2O；2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑；Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。 【答案】　B 6．以Al2O3為原料制取氫氧化鋁，最好的方法是(　　) A．將Al2O3溶于水 B．將Al2O3先溶于鹽酸中，之后滴加氫氧化鈉溶液 C．將

4、Al2O3先溶于鹽酸中，之后滴加氨水 D．將Al2O3先溶于NaOH溶液中，之后滴加鹽酸 【解析】　Al2O3不溶于水，A不能制得Al(OH)3，B、C、D中方法均能制得Al(OH)3，但B中加NaOH、D中加鹽酸的量不好控制，過量后均能使Al(OH)3溶解，而C中氨水不能使Al(OH)3溶解，是制取Al(OH)3的最好方法。 【答案】　C 7．在某無色溶液中緩慢地滴入NaOH溶液直至過量，產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量與加入的NaOH溶液體積的關(guān)系如圖所示，由此確定，原溶液中含有的陽離子是(　　) A．H＋、Mg2＋、Al3＋ B．Mg2＋、Al3＋、Fe2＋ C．H＋、Ba2＋、Al3

5、＋ D．只有Mg2＋、Al3＋ 【解析】　由圖像可知，第一階段無沉淀產(chǎn)生，說明含有H＋，由第三階段沉淀部分溶解，說明含有Al3＋、Mg2＋。 【答案】　A 8．把一定量的Ba(OH)2溶液滴入明礬[KAl(SO4)2·12H2O]溶液中，使SO全部轉(zhuǎn)化成BaSO4沉淀，此時(shí)鋁元素的主要存在形式是(　　) A．Al3＋ B．Al(OH)3 C．AlO D．Al3＋和Al(OH)3 【解析】　當(dāng)SO全部轉(zhuǎn)化成BaSO4時(shí)，Al3＋與OH－的物質(zhì)的量之比為1∶4，二者反應(yīng)生成AlO。 【答案】　C 9．將物質(zhì)X逐漸加入Y溶液中，生成沉淀物質(zhì)的量n2與所加X的物質(zhì)的量n1的

6、關(guān)系如圖所示。符合圖示情況的是(　　) A B C D X NaOH AlCl3 HCl NaAlO2 Y AlCl3 NaOH NaAlO2 HCl 【解析】　因?yàn)槭菍⑽镔|(zhì)X逐漸加入Y溶液中，且是沉淀逐漸增多至最大量，再逐漸減少至消失，所以B、D都不正確；寫出化學(xué)方程式，根據(jù)最大沉淀量前后比為1∶3，而A中在最大沉淀量前后比為3∶1，所以只有C符合題意。 【答案】　C 10．某校化學(xué)興趣小組用如圖所示過程除去AlCl3中含有的Mg2＋、K＋雜質(zhì)離子并盡可能減少AlCl3的損失。請回答下列問題： (1)寫出混合物中加入足量氫氧化鈉溶液時(shí)，溶液中

7、發(fā)生反應(yīng)的離子方程式______________________________________________________________。 (2)氫氧化鈉溶液能否用氨水代替，為什么？________________________________________________________________ _____________________________________________________________。 (3)溶液a中存在的離子有________________；在溶液a中加入鹽酸時(shí)需控制鹽酸的量，為什么？______________________

8、____________________________ ______________________________________________________________。 為此，改進(jìn)方法是_____________________________________________。 【答案】　(1)Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O (2)不能，因?yàn)樵贏l3＋與氨水反應(yīng)生成Al(OH)3后，Al(OH)3不能與氨水繼續(xù)反應(yīng)，從而不能將Al(OH)3與Mg(OH)2分開 (3)Na

9、＋、AlO、K＋、Cl－、H＋、OH－ 因?yàn)闅溲趸X能與強(qiáng)酸反應(yīng)，所以在加入鹽酸沉淀AlO時(shí)，需要控制溶液的pH，以防止部分AlO轉(zhuǎn)化成Al3＋　通入過量CO2氣體 11．已知X是某金屬單質(zhì)，X、A、B、C含同一種元素，可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化： (1)寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式：X________，A________，B________，C________。 (2)寫出以下反應(yīng)的離子方程式： ②___________________________________________________________。 ④______________________________________

10、______________________。 【解析】　X可和酸、堿反應(yīng)且其為金屬單質(zhì)，則X為Al。 【答案】　(1)Al　Al2O3　NaAlO2　AlCl3 (2)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑　Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O 12．鋁土礦(主要成分為Al2O3，還有少量雜質(zhì))是提取鋁的原料。提取鋁的工藝流程如下： (1)請用離子方程式表示以上工藝流程中第①步反應(yīng)：__________________________________________________________________。 (2)寫出以上工藝流程中第③步反應(yīng)的化學(xué)方

11、程式： ___________________________________________________________________。 (3)若第①步加入的是鹽酸，則發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：__________________________________________________________________。 【解析】　鋁土礦的主要成分是Al2O3，第①步發(fā)生的離子反應(yīng)為Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O。原方案中為保證把偏鋁酸鈉溶液中的鋁元素完全轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，應(yīng)通入足量二氧化碳?xì)怏w，所以發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)

12、3↓＋NaHCO3。 若第①步加入的是鹽酸，則發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為　Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O。 【答案】　(1)Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O (2)NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3 (3)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O [能力提升] 13．下列物質(zhì)的稀溶液相互反應(yīng)，無論是前者滴入后者中，還是后者滴入前者中，反應(yīng)現(xiàn)象都相同的是(　　) A．Na2CO3和鹽酸　　　 B．AlCl3和NaOH C．NaAlO2和硫酸 D．Na2CO3和BaCl2 【解析】　A項(xiàng)，將Na2CO3溶液滴入鹽酸中，相

13、當(dāng)于鹽酸過量，立即就會有大量氣體產(chǎn)生；將鹽酸滴入Na2CO3溶液，是Na2CO3過量，首先生成NaHCO3，沒有氣體產(chǎn)生，當(dāng)Na2CO3與鹽酸完全生成NaHCO3后，再滴入鹽酸才開始有氣體產(chǎn)生。B項(xiàng)，將AlCl3溶液滴入NaOH溶液中，NaOH過量，開始時(shí)沒有沉淀析出，當(dāng)AlCl3過量時(shí)才開始出現(xiàn)沉淀；將NaOH溶液滴入AlCl3溶液中，AlCl3過量，開始就有沉淀析出，當(dāng)NaOH過量時(shí)，沉淀溶解至無。C項(xiàng)，將NaAlO2溶液滴入硫酸中，硫酸過量，開始時(shí)沒有沉淀出現(xiàn)，當(dāng)NaAlO2過量時(shí)，才有大量沉淀出現(xiàn)；將硫酸滴入NaAlO2溶液中，NaAlO2過量，開始就有沉淀出現(xiàn)，當(dāng)硫酸過量時(shí)，沉淀又會

14、溶解。所以A、B、C三個(gè)選項(xiàng)中前者滴入后者和后者滴入前者的現(xiàn)象都是不同的。D項(xiàng)，Na2CO3溶液和BaCl2溶液反應(yīng)，反應(yīng)的產(chǎn)物與過量與否無關(guān)，將Na2CO3溶液滴入BaCl2溶液中，開始就出現(xiàn)沉淀，沉淀一直增多，直至反應(yīng)到BaCl2被消耗完，沉淀不再產(chǎn)生；將BaCl2溶液滴入到Na2CO3溶液中，也是開始就出現(xiàn)沉淀，隨后沉淀一直增多，直至反應(yīng)到Na2CO3被消耗完，沉淀不再產(chǎn)生。 【答案】　D 14．將一定質(zhì)量的Mg和Al混合物投入400 mL稀硫酸中，固體全部溶解并產(chǎn)生氣體。待反應(yīng)完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液的體積關(guān)系如圖所示。 計(jì)

15、算： (1)Mg和Al的總質(zhì)量為________g； (2)硫酸的物質(zhì)的量濃度為________； (3)生成H2的物質(zhì)的量為________。 【解析】　由圖像可知，從開始至加入NaOH溶液40 mL，沒有沉淀生成，說明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后有剩余，此時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O，當(dāng)V(NaOH溶液)＝400 mL時(shí)，沉淀量最大，此時(shí)為Mg(OH)2和Al(OH)3，二者物質(zhì)的量之和為0.7 mol，溶液中溶質(zhì)為Na2SO4，根據(jù)鈉元素守恒可知此時(shí)n(Na2SO4)等于400 mL氫氧化鈉溶液中含有的n(NaOH)的0.5倍。從400 mL開

16、始，NaOH溶解Al(OH)3，發(fā)生反應(yīng)NaOH＋Al(OH)3===NaAlO2＋2H2O，當(dāng)沉淀不再減少，此時(shí)全部為Mg(OH)2，物質(zhì)的量為0.3 mol，所以沉淀量最大時(shí)，Mg(OH)2為0.3 mol，Al(OH)3為0.7 mol－0.3 mol＝0.4 mol，所以該階段消耗n(NaOH)＝n[Al(OH)3]＝0.4 mol，氫氧化鈉的濃度為＝5 (mol·L－1)。 (1)由元素守恒可知n(Al)＝n[Al(OH)3]＝0.4 mol，n(Mg)＝n[Mg(OH)2]＝0.3 mol，Mg和Al的總質(zhì)量為0.4 mol×27 g·mol－1＋0.3 mol×24 g·mol－1＝18 g； (2)沉淀量最大時(shí)，沉淀為Mg(OH)2和Al(OH)3，溶液中溶質(zhì)為Na2SO4，根據(jù)鈉元素守恒可知此時(shí)n(NaOH)＝2n(Na2SO4)＝0.4 L×5 mol·L－1＝2 mol，所以n(Na2SO4)＝1 mol，所以硫酸的濃度為＝2.5 (mol·L－1)； (3)由(1)可知n(Al)＝0.4 mol，n(Mg)＝0.3 mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知2n(H2)＝3n(Al)＋2n(Mg)＝3×0.4 mol＋2×0.3 mol＝1.8 mol，所以n(H2)＝0.9 mol。 【答案】　(1)18　(2)2.5 mol·L－1　(3)0.9 mol