2015届高考化学第一轮课时复习训练题16.doc

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专题3 从矿物到基础材料
第一单元　从铝土矿到铝合金
课时训练 练知能、提成绩 限时测评
(时间:40分钟)
测控导航表
考点
易
中
铝与酸、碱反应及计算
2
11
“铝三角”转化关系与应用
1,4,5,9

有关Al(OH)3的计算与图象
3,8

综合
6,7,10
12,13,14

基础过关
1.(2014湖北武汉调研)下列有关铝或其化合物的说法中不正确的是(　B　)
A.制备AlCl3不能采用将溶液直接蒸干的方法
B.工业上采用电解AlCl3的方法冶炼金属铝
C.实验室常用氨水和硫酸铝溶液制备Al(OH)3
D.存在于污水中的胶体物质,常用投加明矾等电解质的方法进行处理
解析:工业上常用电解熔融Al2O3的方法来冶炼金属铝,故选B。
2.(2013上海六校联考)加入铝粉能放出H2的溶液中肯定不能大量共存的离子组是(　C　)
①Fe3+、N、Cl-、N ②Ba2+、Mg2+、HC、Cl-
③S、Cl-、K+、N ④S、K+、Al、Na+
A.①③ B.②④ C.①② D.③④
解析:加铝粉能放出H2的溶液呈酸性或强碱性,①若呈强碱性,则Fe3+、N不能存在;因存在N,故溶液不可能呈酸性,因为Al与HNO3反应不可能生成H2;②HC无论在酸性或碱性条件下均不可能存在;③在酸性条件下可存在;④在碱性条件下可共存。
3.已知反应:Al+2H2O+NNH3·H2O+Al(OH)3↓,现向浓度均为
0.1 mol·L-1的HCl、NH4Cl和AlCl3混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液。下列示意图表示生成Al(OH)3的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系,合理的是(　D　)

解析:溶液中与OH-反应的阳离子有三种:H+、Al3+、N,另外在反应过程中生成的Al(OH)3也可以与OH-反应,反应的先后顺序为:OH-其中②和③的反应顺序难以确定。由题中所给方程式可知:Al(OH)3和氨水不反应,可以采用假设法确定②和③的反应顺序,假设③先进行,即先发生N+OH-NH3·H2O,则Al3+会与生成的NH3·H2O反应,即发生反应Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3N,这样相当于N没反应,所以该假设不成立,所以应先与②反应,再与③反应。综合分析,对应图象为D。
4.(2013福建三明质检)甲、乙、丙有如图转化关系:
甲乙丙甲,甲不可能是(　C　)
A.Al2O3 B.SiO2
C.NH4Cl D.CO2
解析:Al2O3NaAlO2Al(OH)3Al2O3,甲可能是Al2O3;
SiO2Na2SiO3H2SiO3SiO2,甲可能是SiO2;
CO2Na2CO3NaHCO3CO2,甲可能是CO2。
5.(2014湖北黄冈模拟)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(　C　)
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:由于NaHCO3比Na2CO3的溶解度小;①中会生成NaHCO3沉淀不溶于过量CO2;④中生成H2SiO3沉淀不溶于过量的盐酸。
6.(2013福建福州一中模拟)科学家合成了一系列独特的氢铝化合物。最简单的氢铝化合物化学式为Al2H6,它的熔点为 150 ℃,燃烧热极高。Al2H6球棍模型如图。下列有关说法不正确的是(　A　)

A.Al2H6中Al为-3价, H为+1价
B.Al2H6在空气中完全燃烧,产物为氧化铝和水
C.Al2H6是共价化合物
D.氢铝化合物可能成为未来的储氢材料和火箭燃料
解析:由Al2H6的熔点为150 ℃推知Al2H6为共价化合物,其中Al为金属元素显+3价,H为非金属元素显-1价,故A不正确。
7.(2014浙江嘉兴模拟)已知X、Y、Z、W均为中学化学中常见物质,它们之间的转化关系如图所示(部分产物已略)。下列说法不正确的是(　C　)

A.X、Y、Z中至少有一种相同的元素,该元素可以是金属元素也可以是非金属元素
B.物质W可能是化合物,也可能是单质
C.上述转化关系中不可能出现置换反应
D.若X、Y、Z中均含有一种常见金属元素,则W可能是强酸也可能是强碱
解析:根据题示可知符合上述转化关系的可以是①Al3+
Al(OH)3Al,Al3+与Al可生成Al(OH)3;②CCOCO2,C与CO2可生成CO;③AlAl(OH)3Al3+;④H2SSSO2,H2S与SO2可生成S。由①②可知A、B项正确;由①③可知D项正确;由④可知C项错误。
8. (2013河南平顶山质检)如图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加混合,由图中判断错误的是(　B　)

A.①表示A物质的量的变化
B.x表示AlCl3的物质的量
C.③表示Al(OH)3物质的量的变化
D.④表示Al物质的量的变化
解析:往AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液可发生如下反应:Al3++3OH-
Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-Al+2H2O,此时图象中x表示NaOH的物质的量,①表示Al3+物质的量的变化,④表示Al物质的量的变化,②、③表示Al(OH)3物质的量的变化。向NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液时发生如下反应:Al3++4OH-Al+2H2O,3Al+Al3++6H2O
4Al(OH)3↓,
此过程与图象表示的不符合。
9.(2014河北保定模拟)某混合物甲中含有明矾[KAl(SO4)2·12H2O]、Al2O3和Fe2O3。在一定条件下由甲可实现下图所示的物质之间的转化:

请回答下列问题:
(1)写出A、B、D的化学式:A　　　　　、B　　　　　、 
D　　　　。 
(2)试剂a最好选用　　　　(填字母)。 
A.NaOH溶液 B.稀盐酸
C.二氧化碳 D.氨水
(3)写出反应①的离子方程式:　 。 
(4)固体E可以作为复合性的化学肥料,E中所含物质的化学式为　 。 
解析:根据题中的已知信息中甲的成分,可以推知B应为Al2O3,因此反应②是通过电解而得到D(O2)和A(Al)。甲加入水得到的溶液为明矾溶液,溶液中含有Al3+、K+和S,得到的沉淀为Al2O3、Fe2O3的混合物,再加入NaOH溶液,则Al2O3溶解,再通入CO2可以得到Al(OH)3 沉淀。试剂a应该为氨水,若加入的试剂a是NaOH溶液,则加入的量不好控制,由此可推知E为K2SO4、(NH4)2SO4的混合物。
答案:(1)Al　Al2O3　O2　(2)D
(3)Al2O3+2OH-2Al+H2O
(4)K2SO4、(NH4)2SO4
10.(2013河北质检)某学生欲研究铝与盐酸的反应,现有的药品及物品有:天平、铝片、玻璃棒、烧杯、砂纸、滤纸、剪刀、铜制镊子、
6 mol·L-1盐酸、6 mol·L-1 NaOH溶液、2 mol·L-1硫酸铜溶液。
该同学需要达到的设计目标以及具体方法如下。
目标一:定量比较铝片与盐酸、氢氧化钠溶液反应的速率。
方法:(1)用剪刀裁剪形状、大小都相同的铝片,称其质量均为2.7 g,量取等体积的盐酸、氢氧化钠溶液,为保证铝片完全消耗,它们的体积至少是　　　　mL。 
(2)本实验中还需要测定的必要物理量是　 。 
(3)该同学用铜制镊子夹持铝片一起浸入反应液中,对本实验有影响吗?　　　　。原因是　 　 。 
目标二:用简单方法确认铝表面有氧化膜。
(4)确认铝表面有氧化膜可采用的方法是 　 。 
解析:(1)由关系式:
Al　～　　3HCl
1 mol　 　3 mol
0.1 mol　 V×6 mol·L-1
计算得出V=50 mL。
(2)由反应速率的计算公式可知,还需要测定从反应开始到结束所需要的时间。(3)用铜制镊子夹持铝片一起浸入反应液中,形成了原电池,加快了铝的反应速率,对本实验有影响。
答案:(1)50
(2)从反应开始到结束所需的时间
(3)有影响　形成了铝铜原电池,影响反应速率
(4)用剪刀在铝片上划几道痕,并投入硫酸铜溶液中,反应后可观察到划痕处有红色铜析出,这说明原铝片表面有氧化膜(或用镊子夹铝片,将其一半浸入NaOH溶液中,一会儿后拿出并用蒸馏水冲洗、滤纸吸干,再投入CuSO4溶液中,反应后可观察到原浸入NaOH溶液的一半铝片上有红色铜析出,另一半铝片上无此现象,其他合理答案也可)
能力提升
11.(2014豫南九校联考)a g Mg、Al合金完全溶解在 c1 mol·L-1、V1L HCl溶液中,产生b g H2。再向反应后的溶液中加入c2 mol·L-1、V2L NaOH溶液,恰好使沉淀达到最大值,且沉淀质量为d g。下列关系错误的是(　C　)
A.与金属反应后剩余盐酸为(c1V1-b)mol
B.c1=
C.铝失去电子的物质的量为b mol
D.d=a+17b
解析:反应后的溶液中溶质为NaCl,根据Cl原子守恒可得c1V1=c2V2,即c1=,B项正确;根据题意可知消耗的n(HCl)=×2 mol=b mol,故剩余的HCl的物质的量为(c1V1-b) mol,A项正确;题中的沉淀为Al(OH)3、Mg(OH)2,故有n(OH-)=n(H+)=2n(H2),沉淀质量为(a+17b) g,D项正确;C项设n(Mg)=x mol,n(Al)=y mol,
则
求得:y=,
所以铝失电子的物质的量为(4b-)mol,C错误。
12.(2013福建毕业班质检)中学化学常见物质甲、乙、丙、丁之间存在转化关系:甲+乙→丙+丁。下列说法正确的是(　A　)
A.若甲为铜,丁为氯化亚铁,则乙一定是氯化铁
B.若甲为碳,丁为硅,则丙一定是二氧化碳
C.若甲为铝,丁为铁,则乙一定是氧化铁
D.若甲为镁,丁为氢气,则乙一定是酸
解析:A项,若甲为铜,丁为氯化亚铁,则该反应一定为Cu+2FeCl3CuCl2+2FeCl2;B项,若甲为碳,丁为硅,该反应可以为2C+SiO22CO+Si;C项,若甲为铝,丁为铁,则该反应为铝热反应,乙是铁的氧化物,如FeO、Fe2O3、Fe3O4等;D项,若甲为镁,丁为氢气,则乙可以为酸或H2O。
13.(2013福建厦门模拟)某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究。教材对“铝热反应”的现象曾有这样的描述:“反应放出大量的热,并发出耀眼的光芒”、“滤纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知,Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据
如下:
物质
Al
Al2O3
Fe
Fe2O3
熔点/℃
660
2 054
1 535
1 462
沸点/℃
2 467
2 980
2 750
——

(1)某同学推测,铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是:该反应放出的热量使铁熔化,而铝的熔点比铁低,此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理　　　　(填“合理”或“不合理”)。 
(2)设计一个简单的实验方案,证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是　　　　,反应的离子方程式为　 。 
(3)实验室溶解该熔融物,下列试剂中最好的是　　　　(填序号)。 
A.浓硫酸 B.稀硫酸
C.稀硝酸 D.氢氧化钠溶液
(4)从(3)的溶液中将两种盐分离开,可能用到的试剂或操作如下:
①NaOH溶液　②通入CO2气体　③过滤　④硫酸,实验中正确的顺序是　　　　　　　。 
解析:(1)由表中的已知信息可知铁铝可形成合金,合理。
(2)根据Fe、Al性质的不同点,应选用NaOH溶液溶解Al。
(3)溶解铁铝合金以及生成的Al2O3应选用稀H2SO4,因冷浓硫酸使Fe、Al钝化,稀HNO3会放出NO。
(4)将Fe3+与Al3+分开。
流程如下:

故正确的顺序为①③④②③④。
答案:(1)合理　(2)NaOH溶液　2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑　(3)B　(4)①③④②③④
14.(2013广东华附、省实、广雅、深中四校联考)铝广泛应用于化学工业和日常生活中。工业上由铝土矿(Al2O3·3H2O的含量约为85%,其余主要为SiO2、Fe2O3等)冶炼金属铝的流程如下。

已知拜耳法生产Al2O3·3H2O的基本原理为:
Al2O3·3H2O+2NaOH(aq)2NaAlO2(aq)+4H2O,[Al2O3·3H2O也可表示为2Al(OH)3]
(1)操作Ⅰ的名称为　　　　,赤泥中除含有铝硅酸盐外,还含有的主要物质有　　　　。 
(2)为了提高铝土矿的溶出速率可采取的有效措施为　 (任写三点)。 
(3)用化学平衡理论解释稀释溶液Ⅰ有利于Al2O3·3H2O 结晶的原因:
 　 。 
(4)为了析出Al2O3·3H2O,也可向溶液Ⅰ中通入过量CO2气体,写出生成Al2O3·3H2O的离子方程式: 　 。 
(5)为了回收赤泥附着液带走的有用成分,工业上将用热水洗涤后的洗液用作溶液Ⅰ的稀释剂,请指出流程图中另一处类似的做法
　 。 
解析:流程原理分析如下:铝土矿(Al2O3、SiO2、Fe2O3)经NaOH溶液处理,Al2O3、SiO2转化为NaAlO2、Na2SiO3,然后过滤,滤出的Fe2O3成为赤泥。对于NaAlO2、Na2SiO3的混合液,经稀释,NaOH浓度降低,使NaAlO2的水解平衡向结晶方向移动(或向左移动),从而得到Al(OH)3(Al2O3·3H2O),然后煅烧去水得到Al2O3,电解熔融Al2O3得到金属Al。在促使Al(OH)3(Al2O3·3H2O)析出的过程中也可以用通入CO2气体的方法,通过反应:CO2(过量)+Al+2H2OAl(OH)3↓+HC得到Al(OH)3。溶液Ⅱ主要是析出Al(OH)3后,残留有NaAlO2、Na2SiO3的NaOH溶液,经蒸发浓缩可以继续溶解铝土矿。
答案:(1)过滤　Fe2O3
(2)将铝土矿粉碎、加热、搅拌、增大NaOH的浓度(任答三点即可)
(3)稀释降低了NaOH的浓度,有利于NaAlO2的水解,使平衡向结晶方向移动(或向左移动)
(4)CO2(过量)+Al+2H2OAl(OH)3↓+HC[或2CO2(过量)+2Al+
4H2OAl2O3·3H2O↓+2HC]
(5)将溶液Ⅲ循环使用溶解铝土矿
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