2019高考化學一輪復習 元素化合物 專題2 鋁及其化合物.doc

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鋁及其化合物 【考向分析】 有關Al及其化合物知識在高考中出現(xiàn)頻率較高，“鋁三角”是命題的出發(fā)點。問題常以工業(yè)生產(chǎn)流程為載體考查化學方程式、離子方程式、離子共存、物質鑒別、制取、計算等。高考對本專題內容的考查將以鋁及其化合物的性質在日常生活、生產(chǎn)中的應用為主，題型以選擇題、綜合推斷題、實驗題為主。 【要點講解】 要點1. 鋁 鋁元素在元素周期表中位于第三周期ⅢA族。鋁為銀白色金屬，熔點為660.40C，沸點為24670C密度為2.7gcm-3,導電性僅次于銀、銅和金。 1.鋁跟非金屬反應：常溫下，鋁被空氣里的氧氣氧化，在表面生成一層致密的氧化物薄膜，阻止內部的金屬繼續(xù)與氧氣反應。鋁在空氣中強熱：4Al＋3O22Al2O3（反應放出大量的熱和耀眼的白光，因此鋁可用于制造燃燒彈、信號彈、火箭推進劑等。鋁與氮氣在高溫下反應：2Al＋N22AlN ，鋁容易和鹵素反應，常溫下和氯氣激烈化合生成三氯化鋁；在溴中燃燒鋁粉生成三溴化鋁。在高溫下也能和硫、氮氣、碳直接化合成Al2S3、AlN、Al4C3(2000℃)。 溫馨提示：將未打磨的鋁箔在酒精燈火焰上加熱，發(fā)現(xiàn)鋁箔發(fā)紅卷縮，變暗失去光澤，熔化不落下（表面有氧化膜，因此不能燃燒）。將已打磨的鋁箔在酒精燈火焰上加熱，發(fā)現(xiàn)鋁箔也卷縮，變暗失去光澤，熔化不落下（打磨后鋁箔表面又很快形成氧化膜，阻止了鋁的燃燒）。 2.鋁與酸反應 （1）與非氧化性強酸(稀硫酸、鹽酸)反應： 2Al＋3H2SO4＝Al2(SO4)3＋3H2↑ 2Al＋6H+ ＝2Al3+＋3H2↑ （2）常溫下，鋁、鐵遇濃硫酸、濃硝酸發(fā)生鈍化。所以可用鋁制容器盛裝濃硫酸或濃硝酸。 （3）加熱時，鋁與熱濃硫酸、濃硝酸反應：2Al＋6H2SO4(濃)Al2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O （4）鋁與稀硝酸反應不產(chǎn)生H2。 3.鋁與強堿溶液反應：2Al＋6H2O＝Al(OH)3↓＋3H2↑，Al(OH)3＋NaOH＝NaAlO2＋2H2O。上述兩個反應疊加得：2Al＋2NaOH＋2H2O ＝ 2NaAlO2＋3H2↑ 溫馨提示：Al既能與強酸反應，又能與強堿溶液反應，Al與酸、堿反應生成氫氣的實質都是AlAl3＋，所以Al無論與酸反應還是與堿反應，Al與H2的關系都是2Al～3H2。 4.鋁與某些金屬氧化物反應：2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe,這個反應稱為鋁熱反應,鋁粉和氧化鐵粉末的混合物稱為鋁熱劑.鋁熱反應可用于焊接鋼軌，可用于冶煉Ni、Mn、V等難熔金屬。如10Al＋3V2O55Al2O3＋6V ，8Al＋3Co3O44Al2O3＋9Co，8Al＋3Fe3O44Al2O3＋9Fe等。 要點2. 氧化鋁和氫氧化鋁 1. 氧化鋁：氧化鋁白色固體，高熔點(2045℃)，難溶于水，是兩性氧化物（既能與酸反應生成鹽和水，又能和堿反應時生成鹽和水的氧化物），反應為Al2O3＋6H+＝2Al3+＋3H2O，Al2O3＋2OH-＝2AlO2－+2 H2O。利用其高熔點常用作高級耐火材料，如制坩堝、高溫爐管等；利用其高制剛玉球磨機、高壓鈉燈的燈管等 2．氫氧化鋁 （1）氫氧化鋁是幾乎不溶于水的白色膠狀物質，能凝聚水中的懸浮物，又能吸附色素，因此可用于水的凈化。 （2）氫氧化鋁是兩性氫氧化物（既能與酸反應生成鹽和水，又能和堿反應時生成鹽和水的氫氧化物）：氫氧化鋁具有兩性，可用電離平衡移動的原理來解釋：氫氧化鋁的電離方程式可表示如下： H++AlO2——+H2OAl（OH）3Al3++3OH－ （酸式電離） （堿式電離） 其電離程度相當微弱，只有加入強酸(或強堿)時，大量的H+(或OH－)才能破壞氫氧化鋁的電離平衡，使平衡向右(或左)移動，生成鋁鹽(或四羥基合鋁酸鹽)，所以氫氧化鋁既能與酸反應，又能與堿反應.當加入弱酸或弱堿時，因H+或OH－濃度太小，不能使上述平衡移動，因此Al(OH)3只溶于強酸或強堿，而不溶于弱酸或弱堿。反應為Al(OH)3＋3H+＝Al3+＋3H2O ，Al(OH)3＋OH－===AlO2－＋2H2O （3）氫氧化鋁受熱分解：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O （4）Al(OH)3的制備： ①鋁鹽與氨水反應生成Al（OH）3：Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋ ②偏鋁酸鹽與二氧化碳反應生成Al（OH）3：AlO2－＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3－或2AlO2－＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO32－ ③鋁鹽與偏鋁酸鹽反應生成Al（OH）3：Al3＋＋3AlO2－＋6H2O===4Al(OH)3↓ 3. 氫氧化鋁兩性的應用 （1）判斷離子共存問題：Al3+與OH－會發(fā)生復分解反應而不能共存；AlO2－與H＋會發(fā)生AlO2－+H＋+H2O==Al(OH)3↓反應而不能共存；Al3+與AlO2－、HS—、S2—、HCO3—、CO32—等；AlO2－與AI3+、NH4+、Fe3+等會發(fā)生雙水解反應而不能共存。 （2）認識Al3+、AlO2－和Al（OH）3的相互轉化圖像： ①在AlCl3溶液中滴加NaOH溶液： ②在NaOH溶液中滴加AlCl3溶液： ③向可溶性鋁鹽溶液中滴加氨水至過量： ④向偏鋁酸鹽溶液中緩慢通入二氧化碳至過量： （3）利用滴加順序不同鑒別物質： ①NaOH和AlCl3：向AlCl3溶液中逐滴滴加NaOH溶液，先出現(xiàn)白色沉淀后消失；向 NaOH 溶液中逐滴滴加AlCl3溶液，開始無現(xiàn)象后出現(xiàn)白色沉淀。 ②NaAlO2和鹽酸：向NaAlO2溶液中逐滴滴加鹽酸，先出現(xiàn)白色沉淀后消失；向鹽酸中逐滴滴加NaAlO2溶液，開始無現(xiàn)象后出現(xiàn)白色沉淀。 4. 鋁土礦冶煉金屬鋁的流程 鋁是地殼中含量最多的金屬元素，在自然界主要以化合態(tài)形式存在于氧化鋁中。鋁土礦的主要成分是Al2O3，此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質，冶煉金屬鋁很重要的一個過程是Al2O3的提純。對于以提純某一物質為實驗目的的流程題，其實就是考查混合物的除雜、分離、提純的有關知識。當遇到這一類題時，一般的思路是認真地在流程中找出得到的主要物質是什么，混有的雜質有哪些；認真分析當加入某一試劑后，能與什么物質發(fā)生反應，生成了什么產(chǎn)物，要用什么樣的方法才能將雜質除去。只有這樣才能明白每一步所加試劑或操作的目的。由于Al2O3是兩性氧化物，而雜質SiO2是酸性氧化物，F(xiàn)e2O3是堿性氧化物，因而可設計出兩種提純氧化鋁的方案。 （1）堿溶法： （2）酸溶法： 要點3. 硫酸鋁和明礬 1．硫酸鋁 （1）硫酸鋁溶液呈酸性，硫酸鋁的水解 Al3+＋3H2O Al(OH)3＋3H+ （2）硫酸鋁溶液與碳酸鈉溶液混合，2Al3＋＋3CO32－＋3H2O＝2Al(OH)3↓＋3CO2↑ （3）泡沫滅火器，一般呈有1mol/LAl2(SO4)3和1mol/L NaHCO3 溶液，反應原理為： Al3＋＋3HCO3－＝Al(OH)3↓＋3CO2↑ 2．明礬：明礬是含有結晶水的硫酸鉀和硫酸鋁的復鹽,化學式KAl(SO4)212H2O。 KAl(SO4)212H2O=K+＋Al3＋＋2SO42－＋12H2O，Al3＋容易水解，生成膠狀的氫氧化鋁Al(OH)3，Al3++3H2OAl(OH)3（膠體）+3H+，氫氧化鋁膠體的吸附能力很強，可以吸附水里懸浮的雜質，并形成沉淀，使水澄清。所以明礬是一種較好的凈水劑。 【考點過關】判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“”。 （1）鋁合金門窗及餐具堅固耐用，所以鋁不易與氧氣反應(　　) 鋁易與氧氣反應形成致密氧化膜。 （2）加入鋁粉能產(chǎn)生H2的溶液中，可能存在大量的Na＋、Ba2＋、AlO、NO(　　) √如果溶液顯堿性，Na＋、Ba2＋、AlO、NO可以大量共存。 （3）在酒精燈上加熱鋁箔，鋁箔熔化但不滴落，說明熔點：鋁＞氧化鋁(　　) 說明氧化鋁的熔點更高。 （4）因為Al能與強堿溶液反應，所以Al有一定的非金屬性(　　) √Al能與酸反應，表現(xiàn)一定的金屬性，與強堿溶液反應表現(xiàn)出一定的非金屬性。 （5）新制氧化鋁溶于氫氧化鈉溶液的離子方程式為Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O(　　) √Al2O3屬于兩性氧化物，能與NaOH溶液反應生成偏鋁酸鈉和水。 （6）向NaAlO2溶液中通入過量CO2的離子方程式為2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO(　　) 往NaAlO2溶液中通入過量CO2時生成Al(OH)3和NaHCO3而不是Al(OH)3和Na2CO3。 （7）由鋁鹽制取氫氧化鋁最好選用氨水，而不用NaOH溶液(　　) √由于氫氧化鋁能溶于強堿但不溶于氨水，故由鋁鹽制取氫氧化鋁最好選用氨水。 （8）冶煉鋁時常用焦炭作還原劑(　　) 鋁是活潑金屬，不能被焦炭還原出來，應用電解的方法冶煉鋁。 （9）鋁粉與氧化鎂混合共熱能冶煉出鎂(　　) 鎂的還原性強于鋁，鋁不能置換出MgO中的鎂。 【高考回顧】 (1)(2016天津)用NaOH溶液除去鎂粉中的雜質鋁：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑(　√　) (2)(2015全國卷Ⅰ)用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細打磨過的鋁箔在酒精燈上加熱，熔化后的液態(tài)鋁滴落下來，說明鋁的熔點較低(　　) (3)(2015全國卷Ⅱ)濃硝酸滴入用砂紙打磨過的鋁條中，產(chǎn)生紅棕色氣體(　　) (4)(2015江蘇)與Al反應能產(chǎn)生H2的溶液中一定大量共存：Fe2＋、K＋、NO、SO(　　) (5)(2015福建)鋁合金片用于冶金工業(yè)(　√　) (6)(2015福建)鋁罐可久盛食醋(　　) (7)(2014全國卷Ⅱ)鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應后固體物質增重(　　) (8)(2014安徽)常溫下，相同的鋁片分別加入足量的濃、稀硝酸，濃硝酸中鋁片先溶解完 (　　) (9)(2016全國卷Ⅲ)泡沫滅火器滅火是利用了Al2(SO4)3和小蘇打的反應(　√　) (10)(2016江蘇)Al2O3熔點高，可用作耐高溫材料(　√　) (11)(2016江蘇)向Al2(SO4)3溶液中加入過量氨水的離子方程式：Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH(　√　) (12)(2015全國卷Ⅱ)氯化鋁溶液滴入濃NaOH溶液中，產(chǎn)生大量白色沉淀(　　) (13)(2015四川)明礬作凈水劑時起還原作用(　　) (14)(2015重慶)Al2O3和MgO均可與NaOH溶液反應(　　) (15)(2015江蘇)制備Al(OH)3的方法是向1 molL－1 AlCl3溶液中加入過量的6 molL－1 NaOH溶液(　　) (16)(2014四川)氫氧化鋁可作胃酸的中和劑(　√　) 【基礎過關】 1．(2018東營模擬)下列物質的制備方法正確的是(　　) A．氯化鋁溶液和硫化鈉溶液反應制備Al2S3 B．用鎂粉和空氣反應制備Mg3N2 C．用鋁粉和MnO2制得錳 D．電解熔融氯化鋁的方法制得單質鋁 解析：Na2S溶液與AlCl3溶液反應，S2－與Al3＋發(fā)生水解相互促進反應生成氫氧化鋁沉淀和硫化氫，反應的離子方程式為2Al3＋＋3S2－＋6H2O===3H2S↑＋2Al(OH)3↓，反應無法獲得硫化鋁，故A錯誤；鎂粉在空氣中燃燒，主要是和氧氣反應生成氧化鎂，故B錯誤；鋁熱法可冶煉錳，故C正確；氯化鋁屬于共價化合物，熔融狀態(tài)不導電，工業(yè)上用電解熔融氧化鋁的方法冶煉Al，故D錯誤。答案：C 2．(2018茂名模擬)如圖表示AlCl3溶液與NaOH溶液相互滴加過程中微粒的量的關系曲線，下列判斷錯誤的是(　　) A．①線表示Al3＋的物質的量的變化 B．x表示AlCl3的物質的量 C．③線表示Al(OH)3的物質的量的變化 D．④線表示AlO的物質的量的變化 解析：向AlCl3溶液中加入NaOH溶液時，發(fā)生反應Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，Al3＋逐漸減小，Al(OH)3逐漸增加后又減少，Al3＋消失后生成AlO，故A、C、D正確；若向NaOH溶液中加入AlCl3溶液，發(fā)生反應Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，3AlO＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓，各微粒的變化曲線都不符合，故B錯誤。答案：B 3．(2018洛陽統(tǒng)考)鎵(Ga)與鋁同主族，曾被稱為“類鋁”，其氧化物和氫氧化物均為兩性化合物。工業(yè)制備鎵的流程如下圖所示，下列判斷不合理的是(　　) A．Al、Ga均處于ⅢA族 B．Ga2O3可與鹽酸反應生成GaCl3 C．Ga(OH)3可與NaOH反應生成NaGaO2 D．酸性：Al(OH)3>Ga(OH)3 解析：鎵(Ga)與鋁同主族，均處于ⅢA族，故A項正確；Ga2O3與Al2O3的性質具有相似性，可與鹽酸反應生成GaCl3，故B項正確；Ga(OH)3屬于兩性氫氧化物，與Al(OH)3的性質相似，能與NaOH溶液生成NaGaO2，故C項正確；化學反應遵循強酸制弱酸的原理，在NaAlO2和NaGaO2的混合液中通入CO2，只有Al(OH)3沉淀，而沒有Ga(OH)3沉淀，是由于鎵酸酸性強于碳酸，酸性Al(OH)3＜Ga(OH)3，故D項錯誤。答案：D 4．(2018滄州質量監(jiān)測)向偏鋁酸鈉溶液中逐滴加入鹽酸，溶液的pH值隨著加入鹽酸體積的變化曲線如圖所示，則下列說法正確的是(　　) A．a(chǎn)～b段的主要離子方程式為AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O B．向c點溶液中滴加氨水，發(fā)生的離子方程式為Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ C．c～d段的主要離子方程式為Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O D．向c點溶液中加入碳酸鈉，發(fā)生的離子方程式為2Al3＋＋CO＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO2↑ 解析：偏鋁酸鈉溶液中存在水解平衡AlO＋2H2OAl(OH)3＋OH－，所以溶液顯堿性。向溶液中逐滴加入鹽酸，a～b段H＋先與OH－反應；b～c段pH發(fā)生突變，主要發(fā)生H＋與AlO的反應，生成Al(OH)3和NaCl；c～d段鹽酸過量后Al(OH)3與鹽酸反應，生成AlCl3。a～b段的主要離子方程式為H＋＋OH－===H2O，故A項錯誤；c點Al3＋已沉淀完全，故B項錯誤；c～d段鹽酸過量后Al(OH)3與鹽酸反應，生成AlCl3，故C項正確；c點Al3＋已沉淀完全，故D項錯誤。答案：C 5．(2018晉豫省際大聯(lián)考)將等物質的量的Na2O2和Al同時放入足量的水中，充分反應后收集到混合氣體4.48 L(標準狀況下)，再向反應后的溶液中緩慢滴入1 mol/L鹽酸至沉淀恰好溶解。下列說法錯誤的是(　　) A．標準狀況下，混合氣體中氫氣與氧氣的體積比為3∶1 B．加入的固體過氧化鈉為7.8 g C．當?shù)渭?00 mL鹽酸時，沉淀的質量達到最大值 D．最終消耗的鹽酸為400 mL 解析：將等物質的量的Na2O2和Al同時放入足量的水中，分別進行的反應是2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，兩個反應中過氧化鈉和單質鋁剛好系數(shù)相等，可以認為是物質的量相等混合，方程式相加得到總反應為2Na2O2＋2Al＋4H2O===2NaAlO2＋2NaOH＋O2↑＋3H2↑。根據(jù)方程式，選項A正確；混合氣體中氫氣與氧氣的體積比為3∶1，一共4.48 L(0.2 mol)，所以氫氣為0.15 mol，氧氣為0.05 mol。代入總方程式計算出Al為0.1 mol、過氧化鈉為0.1 mol，則Na2O2質量為7.8 g，選項B正確；沉淀的質量達到最大值時是Al3＋恰好完全沉淀，所以溶液中只有一種溶質NaCl，其中Na元素完全來自于加入的0.1 mol過氧化鈉，所以Na＋為0.2 mol，NaCl就是0.2 mol，由Cl守恒得到：需要的HCl為0.2 mol，所以滴加200 mL鹽酸時，沉淀的質量達到最大值，選項C正確；最終沉淀恰好完全溶解的時候，溶液中含有NaCl和AlCl3，因為初始加入的過氧化鈉和單質鋁的物質的量都是0.1 mol，所以Na＋為0.2 mol，Al3＋為0.1 mol，所以NaCl和AlCl3的物質的量分別為0.2 mol和0.1 mol，其中含有Cl－共0.5 mol，所以加入的HCl為0.5 mol，需要的鹽酸體積為500 mL，選項D錯誤。答案：D 6．(2018馬鞍山中學測試)下列除去雜質的方法不正確的是(　　) A．鎂粉中混有少量鋁粉：加入過量燒堿溶液充分反應，過濾、洗滌、干燥 B．用過量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋ C．Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量燒堿溶液，充分反應，過濾，向濾液中通入過量CO2后過濾 D．MgO中混有少量Al2O3：加入足量燒堿溶液，充分反應，過濾、洗滌、干燥得到MgO 解析：Al(OH)3不溶于氨水，故向含少量Al3＋的Fe3＋溶液中加入過量氨水時，F(xiàn)e3＋、Al3＋均轉化為氫氧化物沉淀，達不到除雜的目的。答案：B　 7．(2018杭州質檢)用含少量鎂粉的鋁粉制取純凈的氫氧化鋁，下列操作步驟中最恰當?shù)慕M合是(　　) ①加鹽酸溶解　②加燒堿溶液溶解?、圻^濾　④通入過量CO2生成Al(OH)3沉淀?、菁尤臌}酸生成Al(OH)3沉淀?、藜尤脒^量燒堿溶液 A．①⑥⑤③ B．②③④③ C．②③⑤③ D．①③⑤③ 解析：鎂、鋁都能與酸反應，但鋁可溶于強堿，所以可加入燒堿溶液溶解，過濾后后可得到NaAlO2溶液，在反應后的溶液中加入弱酸，可通入過量CO2，生成Al(OH)3沉淀，經(jīng)過濾，洗滌可得到純凈的氫氧化鋁。正確的順序為②③④③，故選B。答案：B 8．(2018宿州聯(lián)考)某燒杯中盛有含0.2 mol NH4Al(SO4)2的溶液，向其中緩緩加入4 molL－1的NaOH溶液200 mL，使其充分反應，此時燒杯中鋁元素的存在形式為(　　) A．Al3＋和Al(OH)3　　　B．AlO C．AlO和Al(OH)3 D．Al(OH)3 解析：由Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，NH＋OH－===NH3H2O；及題給數(shù)據(jù)知，Al3＋恰好全部轉化為Al(OH)3。答案：D 9．(2018黑龍江、吉林兩省六校聯(lián)考)把一塊鎂鋁合金投入到20 mL 1 mol/L的鹽酸中，待合金完全溶解后，往溶液里加入1 mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的物質的量隨加入NaOH溶液體積(mL)變化的關系如圖所示。下列說法中正確的是(　　) A．鎂鋁合金具有很強的抗腐蝕能力，它不能溶解在任何酸、堿或鹽中 B．c值越大，合金中Al的含量越高 C．b值越大，合金中Mg的含量越高 D．假設c＝25，整個實驗過程中，只發(fā)生了4個離子反應 解析：鎂鋁合金表面因形成致密的氧化膜而具有很強的抗腐蝕能力，但MgO、Al2O3、Mg、Al都可與H2SO4等反應，Al、Al2O3也能溶解在NaOH溶液中，A項錯誤；根據(jù)圖示，c值越大，溶解Al(OH)3消耗的NaOH越多，說明合金中Al的含量越高，B項正確；b點對應的沉淀為Al(OH)3和Mg(OH)2的混合物，溶液中溶質只有氯化鈉，故b為固定值20，因而無法根據(jù)b值判斷合金中Mg的含量，C項錯誤；根據(jù)圖示，當c＝25時，整個反應過程中包含Mg、Al分別與鹽酸的反應，H＋與OH－的反應，Mg2＋、Al3＋分別與OH－的反應，Al(OH)3與OH－的反應，主要有6個離子反應，D項錯誤。答案：B 10．(2018壽光月考)下列物質的制備方法正確的是(　　) A．氯化鋁溶液和硫化鈉溶液反應制備Al2S3 B．用鎂粉和空氣反應制備Mg3N2 C．蒸發(fā)氯化鎂溶液可制得無水MgCl2 D．在干燥的氯化氫氣流中加熱氯化鋁結晶水合物制備AlCl3 解析：氯化鋁溶液和硫化鈉溶液發(fā)生強烈相互促進的水解反應，生成氫氧化鋁沉淀和硫化氫，得不到Al2S3，A錯誤；鎂粉在空氣中和氧氣也反應，會生成氧化鎂，B錯誤；氯化鎂在該條件下會完全水解生成氫氧化鎂，C錯誤；在干燥的氯化氫氣流中加熱可以抑制氯化鋁水解，D正確。答案：D 11．(2018深圳三校聯(lián)考)美、德兩國成功合成具有某些化學特性的氫鋁化合物(AlH3)n，關于(AlH3)n的推測錯誤的是(　　) A．氫鋁化合物與水反應生成氫氧化鋁和氫氣 B．鋁與水蒸氣高溫下反應生成氫鋁化合物 C．氫鋁化合物中鋁顯＋3價，氫顯－1價 D．氫鋁化合物具有強還原性 解析：在金屬化合物中金屬元素顯正價，非金屬元素顯負價，故氫鋁化合物中鋁元素顯＋3價，氫元素顯－1價，C項正確；氫鋁化合物中氫元素顯負價，性質不穩(wěn)定，易和水反應生成氫氧化鋁和氫氣，A項正確；氫鋁化合物易和水反應，所以不能用鋁和水蒸氣反應制取氫鋁化合物，B項錯誤；氫鋁化合物中氫元素顯－1價，性質不穩(wěn)定，易失電子而具有強還原性，D項正確。答案：B 12．(2018洛陽統(tǒng)考)常溫時，下列敘述錯誤的是(　　) A．X是稀硫酸，氧化產(chǎn)物是Al3＋ B．X是食鹽水，氧化產(chǎn)物是Al(OH)3 C．X是燒堿溶液，氧化產(chǎn)物是Al(OH)3 D．X是濃硝酸，氧化產(chǎn)物是Al2O3 解析：Al比Pt活潑，則Al作原電池的負極。若X是硫酸，則負極的電極反應式為Al－3e－===Al3＋，A正確；若X是食鹽水，電解質溶液呈中性，Al發(fā)生吸氧腐蝕，電池總反應為4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，氧化產(chǎn)物為Al(OH)3，B正確；若X為燒堿溶液，溶液呈堿性，Al的氧化產(chǎn)物應為AlO，C錯誤；常溫下，Al遇濃硝酸發(fā)生鈍化，氧化產(chǎn)物為Al2O3，D正確。答案：C 13．氯離子插層鎂鋁水滑石[Mg2Al(OH)6ClxH2O]是一種新型離子交換材料。某課外活動小組同學利用如圖甲裝置(固定裝置略去)測定[Mg2Al(OH)6ClxH2O]的化學式，[Mg2Al(OH)6ClxH2O]高溫下分解為MgO、Al2O3、HCl和水蒸氣。 (1)裝置連接后首先進行的操作是______________。 (2)將一定質量的[Mg2Al(OH)6ClxH2O]放在加熱裝置中充分加熱，冷卻后稱量剩余固體的質量是131 g，則其中MgO的質量是________g。 (3)若只通過測定裝置C、D的增重來確定x，加熱前先通過N2排盡裝置中的空氣，稱取C、D的初始質量后，再持續(xù)通入N2。 ①裝置的連接順序為a→__________(用接口處的小寫字母表示)。 ②實驗過程中裝置C吸收HCl氣體，沒有用如圖乙所示防倒吸裝置的理由是_____________。 ③完全分解后測得C增重3.65 g，D增重9.90 g，則x＝________。 (4)下列實驗方案也能測定x值的是___，并且對不選方案說明不合理的理由：_______ (若兩個方案都選，此問就不作答)。 方案1：測定加熱裝置剩余固體的質量和裝置D增重的質量 方案2：測定加熱裝置剩余固體的質量和裝置C增重的質量 (5)上述水滑石在空氣中放置時易發(fā)生反應生成[Mg2Al(OH)6Cl1－2x(CO3)xzH2O]，該生成物能發(fā)生類似的熱分解反應?，F(xiàn)以此物質為樣品，用(3)中連接的裝置和試劑進行實驗測定z，除測定D的增重外，至少還需測定下列數(shù)據(jù)中的________(雙選；填選項字母)。 a．樣品質量 b．樣品分解后殘余物質量 c．裝置C的增重 解析：(1)裝置連接后首先進行的操作是檢查裝置的氣密性。(2)一定質量的 [Mg2Al(OH)6ClxH2O]樣品充分加熱，冷卻后得到的固體是Al2O3和MgO，共131 g，設MgO的物質的量是x mol，根據(jù)[Mg2Al(OH)6ClxH2O]可知Al2O3的物質的量是0.25x mol，所以x mol40 gmol－1＋0.25x mol102 gmol－1＝131 g，解得x＝2，m(MgO)＝2 mol40 gmol－1＝80 g。(3)①裝置C的作用是吸收HCl氣體，裝置D的作用是吸收水蒸氣，實驗中應首先吸收水蒸氣再吸收HCl氣體，氣體通過洗氣瓶吸收時應“長進短出”，因此裝置連接順序為a→e→d→b。②因為整個實驗過程中持續(xù)通入N2，故不需采用如圖乙所示防倒吸裝置。③根據(jù)題意寫出方程式，則有 2[Mg2Al(OH)6ClxH2O]4MgO＋Al2O3＋2HCl↑＋(5＋2x)H2O 73 18(5＋2x) 3.65g 9.90g ＝，解得x＝3。(4)根據(jù)上述反應方程式可知，測定加熱裝置剩余固體的質量和裝置D增重的質量即水蒸氣的質量可以計算出x；裝置C增重的質量是HCl氣體的質量，其質量和加熱剩余固體的質量可以根據(jù)方程式互相換算而與x無關，因此不能計算x的值，故方案2不合理。(5)因為[Mg2Al(OH)6Cl1－2x(CO3)xzH2O]中有x和z兩個未知量，所以至少應該知道3個量才能列方程組計算，故除測定D的增重外還應該至少再測量a、b、c中的任意兩個量。 答案：(1)檢查裝置的氣密性　(2)80(3)①e→d→b?、趯嶒炦^程中持續(xù)通入N2，沒有必要用如圖乙所示防倒吸裝置?、?(4)方案1　由加熱裝置剩余固體的質量可計算裝置C增重的質量，與x的大小沒有關系，因此方案2是不合理的(5)ab或ac或bc 14．(2018河南商丘月考)鋁是一種重要的金屬，在生產(chǎn)、生活中具有許多重要的用途，如圖是從鋁土礦中制備鋁的工藝流程： 已知：①鋁土礦的主要成分是Al2O3，此外還含有少量SiO2、 Fe2O3等雜質；②溶液中的硅酸鈉與偏鋁酸鈉反應，能生成硅鋁酸鹽沉淀，化學反應方程式：2Na2SiO3＋2NaAlO2＋2H2O===Na2Al2Si2O8↓＋4NaOH?；卮鹣铝袉栴}： (1)溶解鋁土礦時，其成分與NaOH溶液發(fā)生反應的離子方程式：___________________。 (2)濾渣A的主要成分為_________；硅鋁酸鹽沉淀寫成氧化物的形式是______________。 (3)在工藝流程第三步中，選用二氧化碳作酸化劑而不使用鹽酸的原因是___________。 (4)若該工廠用m kg鋁土礦共制得n kg Al(假設每步反應進行完全)，則鋁土礦中Al2O3的質量分數(shù)為________。 (5)若將鋁用酸溶解，下列試劑中最好選用________(填選項字母)。 A．濃硫酸　　B．稀硫酸 C．稀硝酸 D．濃硝酸 解析：(1)Al2O3是兩性氧化物，能與NaOH反應，其離子反應方程式為Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O，SiO2屬于酸性氧化物，能和NaOH溶液發(fā)生反應：SiO2＋2OH－===SiO＋H2O，F(xiàn)e2O3屬于堿性氧化物，不與NaOH反應。(2)根據(jù)上述分析，濾渣A是Fe2O3，根據(jù)信息②濾渣A中還有Na2Al2Si2O8，因此濾渣A的成分是Fe2O3、Na2Al2Si2O8。把硅酸鹽寫成氧化物的形式，要求原子個數(shù)守恒或與硅酸鹽中原子個數(shù)成比例，按照金屬氧化物→SiO2→H2O的形式書寫，如果有多種金屬元素，按照金屬活動性順序書寫，則該硅酸鹽可寫成Na2OAl2O32SiO2。(3)因為AlO與酸反應生成的Al(OH)3不溶于碳酸，但溶于鹽酸，因此用CO2酸化。(4)根據(jù)鋁元素守恒，氧化鋁的質量分數(shù)為100%。(5)Al在濃硫酸、濃硝酸中鈍化，Al和稀硝酸反應生成污染性氣體，故最好選用稀硫酸。 答案：(1)Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O，SiO2＋2OH－===SiO＋H2O(2)Fe2O3、Na2Al2Si2O8　Na2OAl2O32SiO2(3)Al(OH)3溶于強酸而不溶于弱酸，提高Al2O3的提取率(4)100%　(5)B 15．(2018江西第三次聯(lián)考)如圖是工業(yè)利用菱鎂礦MgCO3(含雜質Al2O3、FeCO3)制取鎂的工藝流程。 回答有關問題： (1)菱鎂礦送入酸浸池前需要粉碎，目的是______________________。 (2)氧化池中通入氯氣的目的是氧化____________(填化學式)，工業(yè)上不選用硝酸作氧化劑的原因是________________________和____________________________。 (3)沉淀混合物為________和________(填化學式)。 (4)利用熔融氯化鎂制取金屬鎂，選用的方法是________(填序號)。 A．電解法　　　　B．氧氣還原法 C．碳還原法 D．分解法 解析：(1)粉碎菱鎂礦，增大固相反應物的接觸面積，提高酸浸速率。(2)通入Cl2是為了將Fe2＋(或FeCl2)氧化為Fe3＋(或FeCl3)，工業(yè)上不用HNO3是因為會產(chǎn)生污染性氣體NOx，也會引入雜質離子NO。(3)氧化池中存在Al3＋、Fe3＋、H＋，所以加入MgO后與H＋反應使溶液堿性增強，Al3＋和Fe3＋轉化為Al(OH)3和Fe(OH)3，故沉淀池中的沉淀為Al(OH)3和Fe(OH)3。(4)金屬鎂比較活潑，一般采用電解熔融MgCl2的方法進行冶煉。 答案：(1)提高酸浸速率(2)Fe2＋(或FeCl2)　會產(chǎn)生污染性氣體NOx　會引入雜質離子NO(3)Al(OH)3　Fe(OH)3　(4)A 16．鋁是一種應用廣泛的金屬，工業(yè)上用Al2O3和冰晶石（Na3AlF6）混合熔融電解制得。 ①鋁土礦的主要成分是Al2O3和SiO2等。從鋁土礦中提煉Al2O3的流程如下： ②以螢石（CaF2）和純堿為原料制備冰晶石的流程如下： 回答下列問題： （1）寫出反應1的化學方程式 ； （2）濾液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是 ，反應2的離子方程式為 ； （3）E可作為建筑材料，化合物C是 ，寫出由D制備冰晶石的化學方程式 ； （4）電解制鋁的化學方程式是 ，以石墨為電極，陽極產(chǎn)生的混合氣體的成分是 。 解析：（1）反應1為“堿溶”，發(fā)送的反應為：雜質反應2NaOH＋SiO2＝Na2SiO3＋H2O，2NaOH＋Al2O3＝2NaAlO2＋H2O；（2）濾液I的主要成分是NaAlO2和Na2SiO3，加入生石灰發(fā)生的反應：CaO+H2O=Ca(OH)2和Ca(OH)2 ＋Na2SiO3＝CaSiO3+ 2NaOH，即沉淀為CaSiO3。濾液II的主要成分是NaAlO2，通入的氣體A是CO2，發(fā)生反應的方程式為2NaAlO2＋CO2＋3H2O＝2Al(OH)3↓＋Na2CO3；（3）根據(jù)生成物可以作為建筑材料以及加入C能和CaF2發(fā)生反應，可知C是濃硫酸，反應的方程式為CaF2+H2SO4（濃）CaSO4+2HF；（4）電解法制鋁的方程式為2Al2O34Al＋3O2↑，陽極產(chǎn)生的氣體是O2。 答案：（1）2NaOH＋SiO2＝Na2SiO3＋H2O，2NaOH＋Al2O3＝2NaAlO2＋H2O （2）CaSiO3， 2AlO2－＋CO2＋3H2O＝2Al(OH)3↓＋CO32－（3）濃H2SO4，12HF＋3Na2CO3＋2Al(OH)3＝2Na3AlF6＋3CO2＋9H2O（4）2Al2O34Al＋3O2↑，O2、CO2（CO）