2021高考化学一轮复习课时作业：09铝及其重要化合物-Word版含解析.docx

1．(双选)化学在日常生活和生产中有着重要的应用。下列说法不正确的是(　　)
A．明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化
B．电解AlCl3可制备金属铝
C．Al2O3的熔点很高，可用于制作耐高温材料
D．电解MgCl2饱和溶液，可制得金属镁
解析：选BD。电解Al2O3制备Al，电解熔融MgCl2制备Mg。
2．为快速地将AlCl3溶液中的Al3＋全部转化成Al(OH)3沉淀，下列试剂不宜使用的是(　　)
A．氨水　　　　　　　B．NaHCO3
C．NaOH D．NaAlO2
解析：选C。Al(OH)3可溶于强碱但不溶于弱碱，故可用氨水而不能用NaOH，HCO、AlO均可与Al3＋发生水解相互促进的反应而使Al3＋转化为Al(OH)3。
3．双羟基铝碳酸钠[NaAl(OH)2CO3]是医疗上常用的一种抑酸剂，与奥美拉唑、胃舒公正药物具有同等药效。关于该物质的说法正确的是(　　)
A．该物质属于两性氢氧化物
B．该物质是Al(OH)3和Na2CO3的混合物
C．1 mol NaAl(OH)2CO3最多可消耗4 mol H＋
D．该药剂适合于胃溃疡患者服用
解析：选C。双羟基铝碳酸钠属于碱式复盐，不是两性氢氧化物；它属于纯洁物，而不是混合物；1 mol NaAl(OH)2CO3最多可消耗4 mol H＋；由于它与胃酸反应放出的CO2气体对胃有刺激作用，故该药剂不适合于胃溃疡患者服用。
4．某铝土矿样品中含有Al2O3、Fe2O3和SiO2，进行一系列操作将它们分别：加入试剂、过滤、洗涤、灼烧等。依次加入的一组试剂是(　　)
A．NaOH溶液、盐酸、氨气
B．硫酸、NaOH溶液、盐酸
C．NaOH溶液、盐酸、CO2
D．水、盐酸、NaOH溶液
解析：选A。A项，向样品中加入过量的氢氧化钠溶液，过滤分别出氢氧化铁，经洗涤、灼烧得到Fe2O3；在滤液中加入过量的盐酸，过滤分别出硅酸，经洗涤、灼烧得到SiO2；再在滤液中加入过量的氨水，得到氢氧化铝，经过滤、洗涤、灼烧得到Al2O3，A项正确。
5．(2022·重庆质检)取四份质量均为25 g、含溶质的质量分数都为41%的稀硫酸，分别加入下列物质至恰好反应完全。若反应中产生的气体全部放出，则所得溶液中含溶质的质量分数最小的是(　　)
A．Mg B．MgO
C．Mg(OH)2 D．MgCO3
解析：选C。与硫酸恰好完全反应时，消耗题给四种物质的物质的量相等，溶液中溶质的质量也相等，但Mg(OH)2与硫酸反应时生成水的量最多，故其所得溶液中含溶质的质量分数最小。
6．(2022·长春调研)3 g镁铝合金与100 mL稀硫酸恰好完全反应，将反应后的溶液加热蒸干，得到无水硫酸盐17.4 g，则原硫酸的物质的量浓度为(　　)
A．1 mol·L－1 B．1.5 mol·L－1
C．2 mol·L－1 D．2.5 mol·L－1
解析：选B。由镁铝合金到无水硫酸盐，固体增加的质量为SO的质量，则n(H2SO4)＝ mol＝0.15 mol，故c(H2SO4)＝＝1.5 mol·L－1，B对。
7．(2022·潍坊模拟)将15.6 g Na2O2和5.4 g Al同时放入确定量的水中，充分反应后得到200 mL溶液，再向该溶液中缓慢通入标准状况下的HCl气体6.72 L，若反应过程中溶液的体积保持不变，则下列说法正确的是(　　)
A．标准状况下，反应过程中得到6.72 L气体
B．最终得到的溶液中c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)
C．最终得到7.8 g沉淀
D．最终得到的溶液中c(Na＋)＝1.5 mol·L－1
解析：选C。n(Na2O2)＝0.2 mol，n(Al)＝0.2 mol，由2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑和2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知，生成n(O2)＝0.1 mol，n(H2)＝0.3 mol，n(NaAlO2)＝0.2 mol，反应剩余n(NaOH)＝0.4 mol－0.2 mol＝0.2 mol，通入的HCl气体为0.3 mol，0.2 mol HCl与NaOH反应，0.1 mol HCl与NaAlO2反应生成0.1 mol Al(OH)3沉淀，反应后溶液中含0.1 mol NaAlO2。A项，反应过程中得到8.96 L气体；B项，最终得到的溶液中还有0. 1 mol NaAlO2；D项，最终得到的溶液中c(Na＋)＝2 mol·L－1。
8．a g CuO、Al2O3、MgO组成的混合物全部溶于20 mL某酸溶液中，反应后向所得溶液中加入10 mL氢氧化钠溶液，得到的沉淀量最大。则下列对应关系正确的是(　　)
选项
酸溶液
c(NaOH)
A
pH＝1的硫酸
0.4 mol/L
B
pH＝1的硝酸
0.4 mol/L
C
0.1 mol/L的硫酸
0.2 mol/L
D
0.1 mol/L的盐酸
0.2 mol/L
解析：选D。沉淀量最大时，溶液中的Cu2＋、Al3＋、Mg2＋恰好完全沉淀，溶液中的溶质只有相应的钠盐，故溶解金属氧化物用的酸供应的H＋的物质的量等于NaOH供应的OH－的物质的量。经计算，D选项符合要求。
9．(2022·广东四校联考)把一块镁铝合金投入到1 mol/L盐酸里，待合金完全溶解后，往溶液里加入1 mol/L NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系如图A所示。下列说法中不正确的是(　　)

A．a的取值范围0≤a<50
B.的最大值为2.5
C．若将关系图改为图B，则a的取值范围为80<a<90
D．若将关系图改为图C，则a的取值范图为75<a<90
解析：选C。C项中，假设合金都是铝，生成Al(OH)3沉淀消耗NaOH溶液的体积为80 mL－30 mL＝50 mL，溶解Al(OH)3沉淀需要mLNaOH溶液，所需NaOH溶液的总体积＝mL。假设合金都是镁，生成Mg(OH)2沉淀后，Mg(OH)2不再溶解，即需要NaOH溶液的体积为80 mL，所以a的取值范围为80<a<80＋，C项错误。
10．(提升题)下列图像中，纵坐标为沉淀物的量，横坐标为溶液中加入反应物的物质的量，试按题意将图像中相应的数字序号填入表中的挨次为(　　)

溶液
加入物质
相应序号
(1)氯化铝溶液
加入过量氨水

(2)饱和澄清石灰水
加入过量CO2气体

(3)含少量NaOH的偏铝酸钠溶液
通入过量CO2气体

(4)含少量NaOH的偏铝酸钠溶液
逐滴加入稀盐酸

(5)MgCl2、AlCl3的混合溶液
逐滴加入NaOH溶液至过量

A.①③②④⑤ B．③⑤④②①
C．①②③④⑤ D．③②④⑤①
解析：选D。(1)氯化铝溶液中加入过量的氨水，生成氢氧化铝沉淀，AlCl3＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4Cl，氨水是弱碱，过量时沉淀不溶解，符合条件的为③。(2)开头时发生的反应为CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，生成沉淀；当CO2过量时，连续反应CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2，沉淀又溶解，且生成沉淀和溶解沉淀所消耗的CO2的物质的量相等，图像②符合。(3)开头时，CO2与NaOH发生反应，无沉淀生成，再通入CO2时发生反应生成Al(OH)3沉淀，CO2过量时，沉淀不溶解，图像④符合。(4)开头加盐酸时，HCl＋NaOH===NaCl＋H2O，不产生沉淀，当NaOH全部转化为NaCl后，再加盐酸有Al(OH)3沉淀生成，当盐酸过量时，沉淀Al(OH)3溶解，图像⑤符合。(5)开头时，发生反应：MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl，AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl，所以开头时有沉淀生成，当沉淀达到最大量时，再加入NaOH时，Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，沉淀会溶解，而Mg(OH)2不与NaOH反应，所以沉淀不会全部溶解，图像①符合。
11．(2022·合肥质检)镁在空气里点燃可以燃烧，放出大量的热并发出刺眼的白光，生成白色的氧化镁，同时，镁在这样的高温条件下，还可与空气中的另一种主要成分反应，生成少量的物质A，已知A可发生如下的一系列变化：

(1)写出A、C、D的化学式：A________、C________、D________。
(2)写出下列变化的化学方程式：
①固体A＋盐酸________________________________，
②溶液B＋NaOH溶液______________________________________
________________________________________________________________________。
解析：镁在空气中燃烧除生成MgO外，还可与N2反应生成Mg3N2，Mg3N2与足量盐酸反应生成MgCl2和NH4Cl，MgCl2和NH4Cl的混合溶液与NaOH溶液反应生成Mg(OH)2沉淀和NH3等。
答案：(1)Mg3N2　NH3　Mg(OH)2
(2)①Mg3N2＋8HCl===3MgCl2＋2NH4Cl
②MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl；
NH4Cl＋NaOHNaCl＋H2O＋NH3↑(或MgCl2＋NH4Cl＋3NaOHMg(OH)2↓＋NH3↑＋H2O＋3NaCl)
12．(2022·长沙名校模考)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。
Cl2、O2 C　　 CO、Cl2　　Al
　　　 ↓　 ↓　　　 ↑　　　↓
铝土矿 ―→氯化炉(950℃)―→冷却器―→升华器―→无水AlCl3
(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，最终一步是由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＋3C2AlCl3＋3CO。(2)亚硫酸钠是还原剂，氯气是氧化剂，则离子方程式为SO＋Cl2＋H2O===SO＋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－===AlO＋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，即0.002 mol，则氯化铁为0.004 mol，即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，故为了抵制其水解，必需在氯化氢的气流中加热脱去结晶水。
答案：(1)Al2O3＋3Cl3＋3C2AlCl3＋3CO
(2)SO＋Cl2＋H2O===SO＋2Cl－＋2H＋
(3)除去FeCl3
(4)①Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓　Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O　②96%
(5)在HCl气流中加热脱去结晶水
13．某混合物A，含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3，在确定条件下可实现下列物质之间的变化：

据此回答下列问题：
(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中分别溶液和沉淀接受的相同的操作是________。
(2)写出下列B、C、D、E所含物质的化学式：固体B____________；沉淀C____________；沉淀D____________；溶液E____________。
(3)写出①、②、③、④四个反应的化学方程式或离子方程式。
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________；
④________________________________________________________________________。
解析：由混合物A的成分可知制取固体B的流程为：

其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中共同的操作为过滤。
答案：(1)过滤
(2)Al2O3　Al2O3和Fe2O3　Fe2O3　K2SO4和(NH4)2SO4
(3)①Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
②Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH3)↓＋3NH
③AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓
④2Al(OH)3Al2O3＋3H2O
14．一种高效无机水处理剂——聚合氯化铝晶体的化学式为[Al2(OH)nCl6－n·xH2O]m。它可通过调整AlCl3溶液的pH，促进其水解而结晶析出。其制备原料主要为铝加工行业的废渣——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)搅拌加热操作过程中发生反应的离子方程式为_________________。
(2)生产过程中试验操作B、D的名称均为________。
(3)反应中副产品a是________，试剂b是________。(用化学式表示)
(4)生产过程中可循环使用的物质是________(用化学式表示)。
(5)调整pH＝4.0～4.5的目的是__________________________
________________________________________________________________________。
(6)为得到较纯洁的晶体，生产过程中C物质可选用________。
A．氨水　B．NaAlO2　C．NaOH　D．Al2O3　E．Al
解析：(1)搅拌加热时铝灰中的Al、Al2O3和盐酸发生反应。(2)操作B得到溶液和SiO2，操作D从溶液中分别出固体产品，均为过滤。(3)因制备的是聚合氯化铝，则b为盐酸，产生的副产品a为H2。(4)HCl可以循环使用。(5)聚合氯化铝是通过调整AlCl3溶液pH，促进其水解而结晶析出的。(6)选项中物质都能促进AlCl3水解，但A、B、C项会引入杂质离子。
答案：(1)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
(2)过滤　(3)H2　HCl　(4)HCl
(5)促进AlCl3水解，使晶体析出　(6)DE