2019-2020年高考化學大一輪總復習 專題二 第二單元 從鋁土礦到鋁合金練習（含解析）.doc

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2019-2020年高考化學大一輪總復習 專題二 第二單元 從鋁土礦到鋁合金練習（含解析） 一、選擇題 1．下列關于金屬鋁的敘述中，不正確的是(　　) A．Al是地殼中含量最多的金屬元素，但鋁是使用較晚的金屬 B．Al是比較活潑的金屬，在化學反應中容易失去電子，表現(xiàn)還原性 C．Al箔在空氣中受熱可以熔化，且發(fā)生劇烈燃燒 D．Al箔在空氣中受熱可以熔化，由于氧化膜的存在，熔化的Al并不滴落 解析 Al箔在空氣中受熱熔化，Al箔呈紅熱狀態(tài)，不會劇烈燃燒。 答案 C 2．利用下述操作步驟：①加鹽酸溶解?、诩訜龎A溶液溶解?、圻^濾?、芡ㄈ脒^量CO2生成Al(OH)3沉淀　⑤加鹽酸生成Al(OH)3沉淀，由含少量鐵粉的鋁粉制取純凈的氫氧化鋁，最恰當的組合是(　　)。 A．②③④③ B．②③⑤③ C．①③④③ D．②⑤③④ 解析　向含少量鐵粉的鋁粉中加入過量氫氧化鈉溶液，由于鐵與氫氧化鈉不反應，可以除去鐵粉；鋁與足量氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉，通入過量CO2可使偏鋁酸鈉轉化為氫氧化鋁沉淀。 答案　A 3．如圖所示是向MgCl2和AlCl3的混合溶液中加入一定量NaOH溶液，緊接著再加入一定量稀鹽酸，生成沉淀的物質的量y與加入溶液的體積x的關系圖。根據圖示判斷，下列結論中不正確的是(　　)。 A．N點時溶液中的溶質只有NaCl B．M點之前加入的是NaOH溶液，M點之后加入的是鹽酸 C．c(NaOH)＝c(HCl) D．原混合溶液中c(MgCl2)∶c(AlCl3)＝1∶1 解析　在MgCl2和AlCl3的混合溶液中加入NaOH溶液，首先發(fā)生反應： Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，至N點時Mg2＋、Al3＋恰好完全沉淀，溶液中的溶質只有NaCl；接著Al(OH)3開始溶解：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，至x＝6時(M點)Al(OH)3恰好完全溶解，x在6～8之間時沉淀量不變，說明M點時仍在加入NaOH溶液；x＝8時(P點)，又產生沉淀：AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓，說明加入的鹽酸與NaOH反應后有剩余，至x＝9時(F點)，AlO恰好完全轉化為Al(OH)3沉淀，用去鹽酸1 mL，又知在NM段，溶解Al(OH)3需要1 mL NaOH溶液，故c(NaOH)＝c(HCl)；那么沉淀Al3＋需要消耗3 mL NaOH溶液，則沉淀Mg2＋所消耗的NaOH溶液為2 mL，因此c(MgCl2)∶c(AlCl3)＝1∶1。 答案　B 4．雙羥基鋁碳酸鈉是醫(yī)療上常用的一種抑酸劑，其化學式是NaAl(OH)2CO3。關于該物質的說法正確的是 (　　)。 A．該物質屬于兩性氫氧化物 B．該物質是Al(OH)3和Na2CO3的混合物 C．1 mol NaAl(OH)2CO3最多可消耗3 mol H＋ D．該藥劑不適合于胃潰瘍患者服用 解析　雙羥基鋁碳酸鈉屬于鹽類，A錯誤；它是一種化合物，B錯誤。1 mol NaAl(OH)2CO3最多可消耗4 mol H＋。由于能與胃酸反應放出CO2氣體，不適用于胃潰瘍患者。 答案　D 5．下列離子方程式表達正確的是(　　) A．氯化鋁溶液中加入過量氨水：Al3＋＋4NH3H2O===AlO＋4NH＋2H2O B. “84消毒液”(有效成分NaClO溶液)和“潔廁靈”(濃鹽酸)混合放出氯氣：ClO－＋Cl－＋H＋===Cl2↑＋OH－ C．硫酸亞鐵溶液被空氣中氧氣氧化：4Fe2＋＋O2＋2H2O===4Fe3＋＋4OH－ D. AlCl3溶液與NaAlO2溶液混合：Al3＋＋3AlO＋6H2O＝4Al(OH)3↓ 解析 Al(OH)3不能溶于過量的氨水，A項錯誤；B項中Cl2能和OH－反應，二者不可能同時作為一個反應的生成物，B錯誤；C項忽視了Fe3＋和OH－能結合生成沉淀，二者不可能同時作為一個反應的生成物，C錯誤。 答案 D 6．工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，含F(xiàn)e2O3雜質)為原料冶煉鋁的工藝流程如下： 下列敘述正確的是 (　　)。 A．試劑X可以是氫氧化鈉溶液，也可以是鹽酸 B．反應①、過濾后所得沉淀為氫氧化鐵 C．圖中所示轉化反應都不是氧化還原反應 D．反應②的化學方程式為NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3 解析　由后續(xù)流程可知，反應①中試劑X的作用是將鋁元素轉移到溶液中，從而與Fe2O3分離。由于Al2O3屬于兩性氧化物，而Fe2O3屬于堿性氧化物，所以應選用氫氧化鈉溶液溶解Al2O3，A、B均錯誤；流程最后一步電解Al2O3制取Al時元素化合價發(fā)生變化，屬于氧化還原反應，C項錯誤；由反應①分析，溶液乙的溶質是NaAlO2；反應②的產物是Al(OH)3和NaHCO3，說明通入物質Y是CO2，根據元素守恒，反應②的化學方程式為NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3，D項正確。 答案　D 7．將由NaOH、BaCl2、Al2(SO4)3三種固體組成的混合物溶于足量的水中，充分溶解，向混合物溶液中滴加1 molL－1的稀硫酸，加入稀硫酸的體積與生成沉淀的質量關系如圖所示。下列有關判斷不正確的是 (　　)。 A．AB段發(fā)生反應的離子方程式為Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O B．BC段發(fā)生反應的離子方程式為H＋＋OH－===H2O C．D點表示的沉淀的化學式為Al(OH)3、BaSO4 D．E點表示的溶液呈中性 解析　CD段發(fā)生反應的離子方程式為AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓，E點時Al(OH)3恰好完全溶解，此時溶液中有Al3＋，Al3＋水解呈酸性。 答案　D 二、非選擇題 8．如圖是某同學在實驗室中進行鋁熱反應(鋁過量)的實驗裝置，實驗中他觀察到的現(xiàn)象之一為“紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中”。 (1)寫出該反應的化學方程式：__________________________________ ________________________________________________________________。 (2)探究鋁熱反應后固體的性質： 將反應后容器中的固體殘余置于燒杯中，加入一定量的稀硝酸，固體完全溶解，反應過程中無氣體放出(活潑金屬可把稀HNO3還原為NH4NO3)。 在反應后的溶液中緩慢滴加4 molL－1的NaOH溶液，產生沉淀的物質的量(mol)與加入NaOH溶液的體積(mL)的關系如圖所示： ①寫出DE段發(fā)生反應的離子方程式：__________________________。 ②B與A的差值為________________________________________________。 答案　(1)2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe (2)①NH＋OH－===NH3H2O?、?.008 9．某實驗小組擬探究在含Mg2＋、Al3＋的混合溶液中滴加NaOH溶液時，生成氫氧化物沉淀的過程。 【實驗】在0.10 molL－1 MgSO4、0.05 molL－1 Al2(SO4)3的混合溶液中加0.05 molL－1 NaOH溶液，借助于氫離子傳感器和相應分析軟件，測得溶液的pH隨NaOH溶液加入變化情況如圖所示。 (1)為精確控制加入NaOH溶液的體積，可將NaOH溶液置于________(填儀器名稱)中滴加。 (2)圖中有個pH增加緩慢的階段，第一階段(a點前)對應的實驗現(xiàn)象是________________________________________________________________。 (3)對第二階段(b、c之間)溶液pH變化緩慢的本質，小組同學做出如下推測，請補充推測2和3： 推測1：生成Mg(OH)2沉淀，消耗OH－ 推測2：______________________________________________________ 推測3：____________________________________________________ 若推測1符合實際情況，則a點之前反應的離子方程式為________________________，請據此描述Mg(OH)2、Al(OH)3兩種物質在水溶液中溶解性的差異：_____________________________________________。 (4)請分析f點后溶液中較大量存在的含金屬元素的離子并設計實驗檢驗(可不填滿) 較大量存在的含金屬元素的離子 檢驗方法 解析　(1)注意“精確”聯(lián)系到酸堿中和滴定，用堿式滴定管。(3)整個過程3個階段可以理解成Al3＋沉淀、Mg2＋沉淀、Al(OH)3溶解。若第二階段為Mg2＋沉淀，則第一階段為Al3＋沉淀。說明Al3＋先沉淀，即Al(OH)3溶解度小。(4)f點后溶液為NaOH、NaAlO2的混合溶液，溶液中含金屬元素的離子為Na＋、AlO。 答案　(1)堿式滴定管　(2)生成白色沉淀并逐漸增多 (3)生成Al(OH)3沉淀，消耗OH－　Al(OH)3沉淀溶解，消耗OH－　Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ Al(OH)3比Mg(OH)2更難溶(或其他合理答案) (4) 較大量存在的含金屬元素的離子 檢驗方法 Na＋ 用潔凈的鉑絲蘸取溶液置于酒精燈火焰上灼燒，若火焰呈黃色表明存在Na＋ AlO 取少量溶液于試管中，滴加稀鹽酸，出現(xiàn)白色沉淀，隨鹽酸的加入沉淀又溶解 10.明礬石的主要成分是K2SO4Al2(SO4)32Al2O36H2O，此外還含有少量Fe2O3雜質。利用明礬石制備氫氧化鋁的流程如下： 回答下列問題： (1)焙燒過程中發(fā)生的反應為2Al2(SO4)3＋3S2Al2O3＋9SO2↑，其中氧化劑為________。 (2)“溶解”時反應的離子方程式為_____________________________。 (3)調節(jié)pH后過濾、洗滌Al(OH)3沉淀，證明已洗滌干凈的實驗操作和現(xiàn)象是____________________________________________________________。 (4)調節(jié)pH時使用的是質量濃度(單位體積溶液所含溶質的質量)為882 gL－1的H2SO4，配制1 L該溶液，需用量筒量取質量分數為98%的硫酸(密度是1.8 gcm－3)________mL。 (5)“廢渣”“母液”中可回收的物質分別是________、________。 解析　(1)根據化合價分析，Al2(SO4)3中硫元素由＋6價降為＋4價，Al2(SO4)3為氧化劑。(2)“溶解”時與氫氧化鈉反應的是氧化鋁，反應生成偏鋁酸鈉和水。(3)洗滌Al(OH)3沉淀時是洗去殘留在表面的硫酸鈉和硫酸鉀溶液，可以取最后的洗滌液用氯化鋇或硝酸鋇溶液檢驗是否含有硫酸根的方法進行判斷。(4)需要配制的1 L溶液中含溶質硫酸為882 g，根據質量分數和濃硫酸的密度可以求得濃硫酸的體積。(5)要仔細分析各步轉化中的化學反應，明礬石脫水后加硫磺焙燒時，硫酸鋁被還原而硫酸鉀、氧化鐵沒變，加氫氧化鈉溶解時，氧化鋁反應掉，硫酸鉀也溶解在溶液中，氧化鐵就留在廢渣中，氫氧化鋁沉淀后，母液中是硫酸鉀和硫酸鈉，所以廢渣中可以回收的是氧化鐵，母液中可以回收的硫酸鉀和硫酸鈉。 答案　(1)Al2(SO4)3　(2)Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O　(3)取最后一次洗滌液于試管中，滴加BaCl2溶液，若無白色沉淀生成，則已洗滌干凈　(4)500.0 (5)Fe2O3　K2SO4、Na2SO4 11．鋁是現(xiàn)今人類生產生活中使用廣泛性僅次于鐵的重要金屬。工業(yè)上常以“鋁土礦”為原料來冶煉金屬鋁。已知：鋁土礦的主要成分是Al2O3(其中含有Fe2O3、SiO2等雜質)。為了檢測某鋁土礦樣中Al2O3的含量，進行了如下實驗過程： ①取礦樣10.0 g加入過量稀鹽酸溶解(假定其他未知成分的雜質都不溶于鹽酸，也不和鹽酸反應)，過濾棄去不溶殘渣。 ②將濾液稀釋并在250 mL容量瓶中定容后，取25.0 mL逐滴滴加2.0 molL－1的NaOH溶液，得到如下圖曲線所示的變化關系。請根據有關數據回答下列問題： (1)寫出滴加NaOH溶液24 mL至30 mL段發(fā)生反應的離子方程式 ________________________________________________________________________。 (2)最后所得不溶于NaOH的沉淀的化學式及其物質的量分別為 ________________________________________________________________________。 (3)該鋁土礦樣中Al2O3的質量百分含量為________。 (4)工業(yè)上制取金屬鋁的化學原理可表示為：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。用10.0 t鋁土礦提純所得的Al2O3(提純過程的損耗不計算)進行電解，理論上最多可制得金屬鋁________ t，假定Al2O3在熔融狀態(tài)完全電離為Al3＋和O2－則電解過程的陽極反應式為____________________________。 解析 (1)滴加NaOH溶液24 mL至30 mL段為Al(OH)3的溶解，離子方程式為：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。(2)①中加入過量鹽酸過濾后得到的濾液為AlCl3、FeCl3和HCl，不溶殘渣為SiO2，②中滴加NaOH溶液至過量得到的沉淀為Fe(OH)3，溶液中含有NaAlO2和NaCl。根據24 mL～30 mL段，知n(Al3＋)＝n[Al(OH)3]＝2.0 mol/L0.006 L＝0.012 mol，根據Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓、Al3＋＋3OH－ ===Al(OH)3↓，則3n(Al3＋)＋3n(Fe3＋)＝(24－3)10－3L2.0 mol/L故n(Fe3＋)＝(0.042－0.0123) mol＝0.002 mol，故n[Fe(OH)3]＝0.002 mol。 (3)10.0 g礦樣中n(Al2O3)＝0.012 mol10＝0.06 mol，故Al2O3的質量百分含量為100%＝61.2%。(4)根據Al2O3～2Al，用10.0 t鋁土礦提純并電解，制得金屬鋁的質量為10.0 t61.2%＝3.24 t。電解熔融Al2O3時陽極為O2－放電，電極反應式為：2O2－－4e－===O2↑。 答案 (1)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O (2)Fe(OH)3、2.0010－3 mol (3)61.2%　(4)3.24　2O2－－4e－===O2↑