2017届高考化学第一轮课时提升检测26.doc

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课时提升作业 七
铝及其重要化合物
(45分钟　100分)
一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)
1.(2016·厦门模拟)镁铝性质相似，下表中对两者的对比不正确的是(　　)
选项
反应
铝
镁
A
与非金属
反应
能被Cl2、O2氧化
能与N2、
O2反应
B
与水反应
能与沸水反应
反应很困难
C
与碱反应
能溶于强碱溶液
不反应
D
与某些氧化
物反应
能与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应
能在CO2
中燃烧
【解析】选B。镁的金属性强于铝，铝与水反应很困难，镁能与沸水反应。
2.科学家们成功合成具有化学特性的氢铝化合物(AlH3)n，关于氢铝化合物的推测正确的是(　　)
A.氢铝化合物与水反应生成氢氧化铝和氢气
B.氢铝化合物中铝显+3价，氢显+1价
C.铝与水蒸气在高温下反应可生成氢铝化合物
D.氢铝化合物具有两性
【解析】选A。由H、Al的原子结构特点可知氢铝化合物中Al为+3价、H为-1价，B错误；该化合物中氢元素处于最低价态，具有强还原性，可与水发生氧化还原反应生成氢气，同时生成氢氧化铝，A正确、D错误；氢铝化合物与水能反应，不可能由铝与水蒸气合成，C错误。
3.(2016·衡水模拟)有钠、镁、铝各nmol，分别与等体积、含xmol HCl的盐酸反应，下列说法不正确的是(　　)
A.x<n时，钠生成的氢气最多
B.x=n时，钠、镁、铝生成的氢气一样多
C.n<x≤2n时，生成的氢气钠<镁=铝
D.x≥2n时，生成的氢气钠<镁<铝
【解析】选D。x<n时，则盐酸少量，又钠与水反应生成氢气，所以钠生成的氢气最多，故A正确；x=n时，则钠刚好与盐酸反应，镁、铝与盐酸反应都是盐酸少量，所以生成的氢气都由盐酸中的氢生成，故一样多，故B正确；n<x≤2n时，则钠与盐酸反应盐酸过量，镁、铝与盐酸反应都是盐酸少量，所以生成的氢气钠<镁=铝，故C正确；x>2n时，则钠、镁、铝与盐酸反应盐酸都过量，所以生成的氢气钠<镁<铝；但当x=2n，镁与盐酸刚好反应，铝与盐酸反应盐酸少量，生成的氢气镁=铝，故D错误。
4.向明矾溶液里滴加Ba(OH)2溶液，当S恰好沉淀完全时，铝元素的存在形式是(　　)
A.一部分为Al(OH)3沉淀，一部分以Al3+存在于溶液中
B.一部分为Al(OH)3沉淀，一部分以Al形式存在于溶液中
C.全部为Al(OH)3沉淀
D.几乎全部以Al形式存在于溶液中
【解析】选D。向明矾溶液里滴加Ba(OH)2溶液，当S恰好沉淀完全时，KAl(SO4)2与Ba(OH)2按物质的量之比1∶2反应，此时铝离子与氢氧根离子物质的量之比为1∶4，铝元素全部以Al形式存在于溶液中。故答案选D。
5.下列图象表示Al3+与Al物质的量变化的曲线，实线表示Al3+，虚线表示Al，其中正确的是(　　)

【解析】选B。根据反应Al3++3OH-Al(OH)3↓和Al(OH)3+OH-Al+2H2O中消耗OH-的量的关系可知图象B正确；由Al+H++H2OAl(OH)3↓和Al(OH)3+3H+Al3++3H2O知C、D错。
【方法规律】
(1)铝盐与强碱反应的量的关系及微粒变化(图1)。

(2)偏铝酸盐与强酸反应的量的关系及微粒变化(图2)。
6.下列各组物质，前者逐滴滴加到后者中直至过量，先出现白色沉淀，后来沉淀又消失的是(　　)
A.H2SO4滴入NaAlO2溶液中
B.Ba(OH)2溶液滴入Al2(SO4)3溶液中
C.Al2(SO4)3溶液滴入NaOH溶液中
D.氨水滴入Al2(SO4)3溶液中
【解析】选A。将H2SO4滴入NaAlO2溶液中，先生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3又溶于过量的H2SO4中，A正确；Ba(OH)2溶液滴入Al2(SO4)3溶液中，先生成BaSO4、Al(OH)3沉淀，而Al(OH)3又溶于Ba(OH)2，但BaSO4不溶解，B错误；Al2(SO4)3溶液滴入NaOH溶液中，开始由于OH-过量发生反应Al3++4OH-Al+2H2O，故开始无沉淀生成，C错误；氨水滴入Al2(SO4)3溶液中，立即产生Al(OH)3沉淀，但沉淀不溶于过量氨水，D错误。
【互动探究】
(1)将上题中滴加顺序颠倒，符合题意的选项是哪个？
提示：选C。将NaAlO2滴入H2SO4溶液中，由于硫酸过量先生成Al2(SO4)3，NaAlO2再与Al2(SO4)3反应生成Al(OH)3沉淀，A错误；Al2(SO4)3滴入Ba(OH)2溶液中，一定生成BaSO4沉淀，而BaSO4不溶解，B错误；NaOH滴入Al2(SO4)3溶液中，先生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3又溶于过量的NaOH中，C正确；由于Al(OH)3不溶于过量氨水，Al2(SO4)3溶液滴入氨水中，立即产生Al(OH)3沉淀，D错误。
(2)写出上题B项中Al2(SO4)3溶液中S完全沉淀的离子方程式。
提示：当S完全沉淀时，Al3+与OH-的个数之比为1∶3，Al3+刚好完全沉淀，故离子方程式为3Ba2++6OH-+2Al3++3S2Al(OH)3↓+3BaSO4↓。
7.双羟基铝碳酸钠是医疗上常用的一种抑酸剂，其化学式是NaAl(OH)2CO3，关于该物质的说法正确的是(　　)
A.该物质是Al(OH)3和Na2CO3的混合物
B.1 mol NaAl(OH)2CO3最多可消耗4 mol H+
C.该药剂遇胃酸不产生气体，适合胃溃疡患者服用
D.该物质属于两性氢氧化物
【解析】选B。该物质为纯净物，并不是Al(OH)3和Na2CO3的简单混合，也不属于氢氧化物，与强酸反应的离子方程式可表示为NaAl(OH)2CO3+4H+Na++Al3++3H2O+CO2↑，故B项正确。
8.(2016·蚌埠模拟)某固体混合物可能含Al、(NH4)2SO4、MgCl2、AlCl3、FeCl3中的一种或几种，现对该混合物作如下实验，所得现象和有关数据如图(气体体积已换算成标准状况下的体积)。下列叙述不正确的是(　　)

A.该实验的整个过程共涉及6个化学反应
B.该实验的整个过程只涉及1个氧化还原反应
C.混合物中一定有Al、(NH4)2SO4、MgCl2，一定没有AlCl3、FeCl3
D.混合物中一定有Al、(NH4)2SO4、MgCl2、AlCl3，一定没有FeCl3
【解析】选D。与氢氧化钠反应放出气体，气体经浓硫酸吸收后体积减小，说明混合物中一定含有Al和(NH4)2SO4，其中n==×=
0.1 mol，n(Al)==2××=0.2 mol；与过量NaOH反应产生白色沉淀，放置无明显变化，证明混合物中含有MgCl2，不含有FeCl3，n(MgCl2)=n==0.1 mol，Al、(NH4)2SO4、MgCl2的总质量为0.2 mol×27 g·mol-1+0.1 mol×132 g·mol-1+0.1 mol×95 g·mol-1=28.1 g，等于原固体的质量，说明混合物中不含有AlCl3。由此判断C正确、D错误；过程中涉及的反应为Al、(NH4)2SO4、MgCl2分别与NaOH的反应，NH3与硫酸的反应，NaAlO2与盐酸的反应，Al(OH)3与盐酸的反应，共6个反应，A正确；其中只有Al与NaOH的反应为氧化还原反应，B正确。
9.(2016·日照模拟)足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是(　　)
A.氢氧化钠溶液　　　　　　　　 B.稀硫酸
C.盐酸 D.稀硝酸
【解析】选A。A项，2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑，1 mol Al消耗1 mol NaOH；B项，2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑，1 mol Al消耗1.5 mol H2SO4；C项，2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑，1 mol Al消耗3 mol HCl；D项，Al和稀硝酸反应不产生H2。综上所述，符合题意的是A项。
10.(能力挑战题)(2016·广州模拟)某无色溶液中含有N、K+、Al3+、S四种离子。
(1)取10 mL该溶液于试管中滴加足量Ba(NO3)2溶液，加稀硝酸酸化后过滤得到0.03 mol白色沉淀
(2)取10 mL该溶液于试管中，滴加NaOH溶液产生白色沉淀，当沉淀增加到一定量后开始产生气体(必要时可加热)，最后沉淀完全溶解。并且随NaOH溶液的加入，沉淀和气体的变化关系如下图所示：

下列说法不符合事实的是(　　)
A.根据图示数据计算，实验中使用的NaOH溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.根据信息分析，该溶液中焰色反应呈现紫色的离子的物质的量浓度为1 mol·L-1
C.另取一定量该溶液滴加一定量的Ba(OH)2溶液，能使Al3+和S同时完全沉淀
D.N、K+、Al3+、S四种离子的物质的量之比为2∶1∶1∶3
【解析】选C。步骤(1)说明10 mL溶液中含0.03 mol S，则c(S)=3 mol·L-1；步骤(2)产生0.01 mol Al(OH)3说明溶液中含0.01 mol Al3+，则c(Al3+)=1 mol·L-1，说明30 mL NaOH溶液中含0.03 mol NaOH，故c(NaOH)=1 mol·L-1，A项正确；从图象分析加入NaOH溶液的体积为30～50 mL时发生的反应是N+OH-
NH3↑+H2O，根据气体的量知n(N)=0.02 mol，则c(N)=2 mol·L-1，根据电荷守恒，2c(S)=3c(Al3+)+c(K+)+c(N)，则c(K+)=1 mol·L-1，故B项正确；溶液中c(N)∶c(K+)∶c(Al3+)∶c(S)=2∶1∶1∶3，故D项正确；要使Al3+和S同时完全沉淀则c(OH-)∶c(Ba2+)=1∶1，故C项错误。
【加固训练】(2016·晋城模拟)在Al2(SO4)3和MgSO4的混合溶液中滴加NaOH溶液，生成沉淀的量与滴入NaOH溶液的体积关系如下图所示，则原混合液中Al2(SO4)3与MgSO4的物质的量浓度之比为(　　)

A.6∶1　　　　　　　　　 B.3∶1
C.2∶1 D.1∶2
【解析】选D。从图象中可以看出，溶解Al(OH)3消耗NaOH的体积为60 mL-
50 mL=10 mL，故沉淀Al3+消耗NaOH的体积应为10 mL×3=30 mL，则沉淀Mg2+消耗NaOH的体积为50 mL-30 mL=20 mL，依据Mg2+、Al3+与OH-反应的物质的量关系判断n(Al3+)∶n(Mg2+)=1∶1，即Al2(SO4) 3与MgSO4的物质的量之比为1∶2，则浓度之比亦为1∶2。
二、非选择题(本题包括3小题，共50分)
11.(14分)(2016·安庆模拟)聚合氯化铝晶体是介于AlCl3和Al(OH)3之间的一种水溶性无机高分子聚合物，其制备原料主要是铝加工行业的废渣——铝灰，它主要含Al2O3、Al，还有SiO2等杂质。聚合氯化铝生产的工艺流程如下：

(1)反应中副产品a是________(用化学式表示)。
(2)升高pH至4.0～5.0的目的是_ __。
(3)生产过程中可循环使用的物质是________(用化学式表示)。
(4)为使得到的晶体较纯净，生产过程中使pH升高的C物质可选用________(填编号)。
a.NaOH　b.Al　c.氨水　d.Al2O3　e.NaAlO2
(5)聚合氯化铝晶体的化学式可表示为m，实验室测定n的值：
①称取ag晶体，制成粉末，加热至质量不再变化为止，称量为bg。此过程可能用到的下列仪器有________。
a.蒸发皿　　 b.坩埚 　　c.研钵　 　d.试管
②另取ag晶体，进行如下操作：
用A试剂溶解→加足量AgNO3溶液→C操作→烘干→称量为cg。A试剂为________(填试剂名称)，C操作为________(填操作名称)。n=________(用含b、c的代数式表示)。
【解析】(1)铝灰用水清洗后，加入盐酸，Al与盐酸反应产生H2，因此气体a为H2。
(2)铝灰加入盐酸得到的B为AlCl3溶液，降温熟化后，升高pH可以促进AlCl3水解，从而使晶体析出。
(3)生产过程中HCl可以循环使用。
(4)生产过程中为使pH升高，可以加入Al、Al2O3，它们与AlCl3水解生成的H+反应，且不会引入其他杂质。
(5)①将晶体制成粉末，需要用到研钵，加热粉末至质量不再变化，需要用到坩埚，得到的bg物质为Al2O3。
②将晶体溶解，选择硝酸，操作C为过滤、洗涤，得到的cg物质为AgCl。根据关系式Al2O3～(6-n)AgCl，有102∶(861-143.5n)=b∶c，解得n=。
答案：(1)H2
(2)促进AlCl3的水解，使晶体析出
(3)HCl　(4)b、d
(5)①b、c
②硝酸　过滤、洗涤　
【加固训练】(2016·邵阳模拟)无水AlCl3易升华，可用作有机合成的催化剂等。工业上以铝土矿(Al2O3、Fe2O3)为原料制备无水AlCl3的工艺流程如下。

(1)氯化炉中Al2O3、Cl2和C反应的化学方程式为_ __。
(2)用Na2SO3溶液可除去冷却器排出的尾气中的Cl2，此反应的离子方程式为_
__。
(3)升华器中主要含有AlCl3和FeCl3，需加入少量Al，其作用是_ _。
(4)为测定制得的无水AlCl3产品(含杂质FeCl3)的纯度，称取16.25 g无水AlCl3样品，溶于过量的NaOH溶液中，过滤出沉淀物，沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重，得其质量为0.32 g。
①写出上述除杂过程中涉及的离子方程式：______________ _、
__ 。
②AlCl3产品的纯度为________。
(5)工业上另一种以铝灰为原料制备无水AlCl3的工艺中，最后一步是由AlCl3·6H2O脱水制备无水AlCl3，实现这一步的方法是_ __。
【解析】(1)由经冷却器出来的气体有CO和Cl2可知，CO是氯化炉中的生成物，且Cl2是过量的，故氯化炉中发生反应的化学方程式为Al2O3+3Cl2+3C 2AlCl3+3CO。
(2)亚硫酸钠是还原剂，氯气是氧化剂，则离子方程式为S+Cl2+H2O S+2Cl-+2H+。
(4)①除杂过程中涉及的离子方程式为Fe3++3OH-Fe(OH)3↓，Al3++4OH-Al+2H2O。②沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重，得到的0.32 g固体物质是氧化铁，其物质的量为0.002 mol，则氯化铁的物质的量为0.004 mol，其质量为0.65 g，得出AlCl3的质量为16.25 g-0.65 g=15.6 g，AlCl3的纯度为×100%=96%。
(5)由于氯化铝易水解，水解后生成的氯化氢气体挥发后，使水解平衡正向移动，生成大量的氢氧化铝，故为了抑制其水解，必须在氯化氢的气流中加热脱去结晶水。
答案：(1)Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3CO
(2)S+Cl2+H2OS+2Cl-+2H+
(3)除去FeCl3
(4)①Fe3++3OH-Fe(OH)3↓
Al3++4OH-Al+2H2O
②96%
(5)在HCl气流中加热脱去结晶水
12.(18分)(2016·周口模拟)某化工厂以软锰矿、闪锌矿(除主要成分为MnO2、ZnS外还含有少量的FeS、CuS、Al2O3等物质)为原料制取Zn和MnO2。
(1)在一定条件下，将这两种矿粉在硫酸溶液中相互作用，配平如下的化学方程式：
________MnO2+________FeS+______H2SO4__________MnSO4+__________
Fe2(SO4)3+__________S+__________H2O。
(2)将所得含有Mn2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Zn2+的酸性溶液按如图甲的工业流程进行操作处理得溶液(Ⅳ)，电解溶液(Ⅳ)即得MnO2和Zn。

a.操作①中加锌粉后发生反应的离子方程式为_ __。
b.操作②中加入适量X的作用是 __；
X的首选物的化学式是______________。
c.操作③中所加碳酸盐的化学式是__ 。
(3)为了从上述流程中产生的Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀混合物中回收Al(OH)3，工厂设计了如图乙的有关流程图。
a.AlCl3溶液和NaAlO2溶液反应生成Al(OH)3的离子方程式为_ __。
若总共得到nmol Al(OH)3，则消耗的NaOH和HCl的理论量分别为__________、__________。
b.若使用如图丙流程回收处理，请比较两个流程消耗酸碱的用量：_
__。
【解析】(1)此反应的化学方程式为3MnO2+2FeS+6H2SO4 3MnSO4+Fe2(SO4)3+2S+6H2O。
(2)a.锌可与Cu2+和Fe3+反应，离子方程式为Zn+Cu2+Zn2++Cu，Zn+2Fe3+Zn2++2Fe2+。
b.X是MnO2，MnO2可将Fe2+氧化成Fe3+。
c.溶液中不能引入新的杂质离子，溶液中含有锰离子和锌离子，可加入MnCO3或ZnCO3或MnCO3和ZnCO3，可调节pH，又不引入新的杂质。
(3)a.AlCl3溶液和NaAlO2溶液反应生成Al(OH)3的离子方程式为Al3++3Al+6H2O4Al(OH)3↓；由方程式可知生成4 mol Al(OH)3需要1 mol Al3+和3 mol Al，即由铝单质生成1 mol Al3+需要3 mol盐酸，由氢氧化铝与氢氧化钠反应生成3 mol Al需要3 mol氢氧化钠，即消耗的NaOH和HCl的理论量都为mol。
b.如丙流程，则同样得到nmol Al(OH)3，根据反应NaAlO2+4HClNaCl+AlCl3+2H2O，生成nmol Al(OH)3消耗的HCl的理论量为4nmol，大于乙流程的消耗量。
答案：(1)3　2　6　3　1　2　6
(2)a.Zn+Cu2+Zn2++Cu，
Zn+2Fe3+Zn2++2Fe2+
b.将Fe2+氧化成Fe3+　MnO2
c.MnCO3或ZnCO3或MnCO3和ZnCO3
(3)a.Al3++3Al+6H2O4Al(OH)3↓　mol　mol
b.如按丙流程，则同样得到nmol Al(OH)3，消耗的HCl的理论量为4nmol，大于乙流程的消耗量，相对而言，乙流程更符合节约的原则
13.(能力挑战题)(18分)(2016·衡水模拟)现有一包铝热剂是铝粉和氧化铁粉末的混合物，在高温下使之充分反应，将反应后的固体分为两等份，进行如下实验(计算pH时假定溶液体积没有变化)：
①向其中一份固体中加入100 mL 2.0 mol·L-1的NaOH溶液，加热使其充分反应后过滤，测得滤液的pH=14；
②向另一份固体中加入140 mL 4.0 mol·L-1的HCl溶液，使固体全部溶解，测得反应后所得溶液中只有H+、Fe2+和Al3+三种阳离子且pH=0。
(1)写出该铝热反应的化学方程式：__ ；
写出实验①发生的离子方程式：__ 。
(2)这包铝热剂中铝粉的质量为__ 。
(3)这包铝热剂中氧化铁粉末的质量为__ 。
【解析】根据实验可得：①反应后溶液显碱性，说明溶液中元素Al都以Al形式存在，Fe及其氧化物和碱不反应，则溶液里的物质就是NaAlO2、NaOH，其中OH-浓度是1 mol·L-1，则根据钠离子守恒可知，n(Al)=n总(NaOH)-n反应后溶液(OH-)=0.1 L×(2.0 mol·L-1-1.0 mol·L-1)=0.1 mol；②反应后pH=0，则氢离子的物质的量=1 mol·L-1×0.14 L=0.14 mol，由①可知，在第二个反应中Al3+的物质的量是0.1 mol，氯离子的物质的量=4 mol·L-1×0.14 L=0.56 mol，所以亚铁离子的物质的量是(0.56-0.14-0.1×3)mol÷2=0.06 mol；根据反应式2Al+Fe2O32Fe+Al2O3可知，反应后每一份中单质铁的物质的量是0.06 mol，反应后每一份中单质铝的物质的量是0.1 mol-0.06 mol=0.04 mol。
(1)Al与氧化铁在高温下反应生成Fe与氧化铝，反应方程式为2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe。
由上述分析可知，铝粉和氧化铁粉末的混合物反应后固体为Fe、氧化铝及剩余的Al，实验①中Fe和碱不反应，反应离子方程式为Al2O3+2OH-2Al+H2O、2Al+2H2O+2OH-2Al+3H2↑。
(2)由铝元素守恒可知，每份铝热剂中n(Al)=n(Al)=0.1 mol，故整包铝热剂中m(Al)=0.1 mol×2×27 g·mol-1=5.4 g。
(3)由铁元素守恒可知，每份铝热剂中n(Fe2O3)=1/2n(Fe2+)，整包铝热剂中n(Fe2O3)=0.06 mol×1/2×2=0.06 mol，故整包铝热剂中m(Fe2O3)=0.06 mol×
160 g·mol-1=9.6 g。
答案：(1)2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe
Al2O3+2OH-2Al+H2O，
2Al+2H2O+2OH-2Al+3H2↑
(2)5.4 g　(3)9.6 g

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

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