2019高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 元素化合物 專(zhuān)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(guān)Al及其化合物知識(shí)在高考中出現(xiàn)頻率較高,“鋁三角”是命題的出發(fā)點(diǎn)。問(wèn)題常以工業(yè)生產(chǎn)流程為載體考查化學(xué)方程式、離子方程式、離子共存、物質(zhì)鑒別、制取、計(jì)算等。高考對(duì)本專(zhuān)題內(nèi)容的考查將以鋁及其化合物的性質(zhì)在日常生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用為主,題型以選擇題、綜合推斷題、實(shí)驗(yàn)題為主。 【要點(diǎn)講解】 要點(diǎn)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(diǎn)為660.40C,沸點(diǎn)為24670C密度為2.7gcm-3,導(dǎo)電性?xún)H次于銀、銅和金。 1.鋁跟非金屬反應(yīng):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(nèi)部的金屬繼續(xù)與氧氣反應(yīng)。鋁在空氣中強(qiáng)熱:4Al+3O22Al2O3(反應(yīng)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(hào)彈、火箭推進(jìn)劑等。鋁與氮?dú)庠诟邷叵路磻?yīng):2Al+N22AlN ,鋁容易和鹵素反應(yīng),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?dú)?、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(yīng) (1)與非氧化性強(qiáng)酸(稀硫酸、鹽酸)反應(yīng): 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(shí),鋁與熱濃硫酸、濃硝酸反應(yīng):2Al+6H2SO4(濃)Al2(SO4)3+3SO2↑+6H2O (4)鋁與稀硝酸反應(yīng)不產(chǎn)生H2。 3.鋁與強(qiáng)堿溶液反應(yīng):2Al+6H2O=Al(OH)3↓+3H2↑,Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O。上述兩個(gè)反應(yīng)疊加得:2Al+2NaOH+2H2O = 2NaAlO2+3H2↑ 溫馨提示:Al既能與強(qiáng)酸反應(yīng),又能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng),Al與酸、堿反應(yīng)生成氫氣的實(shí)質(zhì)都是AlAl3+,所以Al無(wú)論與酸反應(yīng)還是與堿反應(yīng),Al與H2的關(guān)系都是2Al~3H2。 4.鋁與某些金屬氧化物反應(yīng):2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe,這個(gè)反應(yīng)稱(chēng)為鋁熱反應(yīng),鋁粉和氧化鐵粉末的混合物稱(chēng)為鋁熱劑.鋁熱反應(yīng)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(diǎn)2. 氧化鋁和氫氧化鋁 1. 氧化鋁:氧化鋁白色固體,高熔點(diǎn)(2045℃),難溶于水,是兩性氧化物(既能與酸反應(yīng)生成鹽和水,又能和堿反應(yīng)時(shí)生成鹽和水的氧化物),反應(yīng)為Al2O3+6H+=2Al3++3H2O,Al2O3+2OH-=2AlO2-+2 H2O。利用其高熔點(diǎn)常用作高級(jí)耐火材料,如制坩堝、高溫爐管等;利用其高制剛玉球磨機(jī)、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(zhì),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(yīng)生成鹽和水,又能和堿反應(yīng)時(shí)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(dòng)的原理來(lái)解釋?zhuān)簹溲趸X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(dāng)微弱,只有加入強(qiáng)酸(或強(qiáng)堿)時(shí),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(dòng),生成鋁鹽(或四羥基合鋁酸鹽),所以氫氧化鋁既能與酸反應(yīng),又能與堿反應(yīng).當(dāng)加入弱酸或弱堿時(shí),因H+或OH-濃度太小,不能使上述平衡移動(dòng),因此Al(OH)3只溶于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿,而不溶于弱酸或弱堿。反應(yīng)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(yīng)生成Al(OH)3:Al3++3NH3H2O===Al(OH)3↓+3NH4+ ②偏鋁酸鹽與二氧化碳反應(yīng)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(yīng)生成Al(OH)3:Al3++3AlO2-+6H2O===4Al(OH)3↓ 3. 氫氧化鋁兩性的應(yīng)用 (1)判斷離子共存問(wèn)題:Al3+與OH-會(huì)發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)而不能共存;AlO2-與H+會(huì)發(fā)生AlO2-+H++H2O==Al(OH)3↓反應(yīng)而不能共存;Al3+與AlO2-、HS—、S2—、HCO3—、CO32—等;AlO2-與AI3+、NH4+、Fe3+等會(huì)發(fā)生雙水解反應(yīng)而不能共存。 (2)認(rèn)識(shí)Al3+、AlO2-和Al(OH)3的相互轉(zhuǎn)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(guò)量: ④向偏鋁酸鹽溶液中緩慢通入二氧化碳至過(guò)量: (3)利用滴加順序不同鑒別物質(zhì): 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(kāi)始無(wú)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(kāi)始無(wú)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(zhì),冶煉金屬鋁很重要的一個(gè)過(guò)程是Al2O3的提純。對(duì)于以提純某一物質(zhì)為實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡牧鞒填},其實(shí)就是考查混合物的除雜、分離、提純的有關(guān)知識(shí)。當(dāng)遇到這一類(lèi)題時(shí),一般的思路是認(rèn)真地在流程中找出得到的主要物質(zhì)是什么,混有的雜質(zhì)有哪些;認(rèn)真分析當(dāng)加入某一試劑后,能與什么物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),生成了什么產(chǎn)物,要用什么樣的方法才能將雜質(zhì)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(zhì)SiO2是酸性氧化物,F(xiàn)e2O3是堿性氧化物,因而可設(shè)計(jì)出兩種提純氧化鋁的方案。 (1)堿溶法: (2)酸溶法: 要點(diǎn)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(yīng)原理為: Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑ 2.明礬:明礬是含有結(jié)晶水的硫酸鉀和硫酸鋁的復(fù)鹽,化學(xué)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(qiáng),可以吸附水里懸浮的雜質(zhì),并形成沉淀,使水澄清。所以明礬是一種較好的凈水劑。 【考點(diǎn)過(guò)關(guān)】判斷正誤,正確的畫(huà)“√”,錯(cuò)誤的畫(huà)“”。 (1)鋁合金門(mén)窗及餐具堅(jiān)固耐用,所以鋁不易與氧氣反應(yīng)( ) 鋁易與氧氣反應(yīng)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(shuō)明熔點(diǎn):鋁>氧化鋁( ) 說(shuō)明氧化鋁的熔點(diǎn)更高。 (4)因?yàn)锳l能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng),所以Al有一定的非金屬性( ) √Al能與酸反應(yīng),表現(xiàn)一定的金屬性,與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)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(yīng)生成偏鋁酸鈉和水。 (6)向NaAlO2溶液中通入過(guò)量CO2的離子方程式為2AlO+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+CO( ) 往NaAlO2溶液中通入過(guò)量CO2時(shí)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(qiáng)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(shí)常用焦炭作還原劑( ) 鋁是活潑金屬,不能被焦炭還原出來(lái),應(yīng)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(qiáng)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(zhì)鋁:2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑( √ ) (2)(2015全國(guó)卷Ⅰ)用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細(xì)打磨過(guò)的鋁箔在酒精燈上加熱,熔化后的液態(tài)鋁滴落下來(lái),說(shuō)明鋁的熔點(diǎn)較低( ) (3)(2015全國(guó)卷Ⅱ)濃硝酸滴入用砂紙打磨過(guò)的鋁條中,產(chǎn)生紅棕色氣體( ) (4)(2015江蘇)與Al反應(yīng)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(guó)卷Ⅱ)鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng)后固體物質(zhì)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(guó)卷Ⅲ)泡沫滅火器滅火是利用了Al2(SO4)3和小蘇打的反應(yīng)( √ ) (10)(2016江蘇)Al2O3熔點(diǎn)高,可用作耐高溫材料( √ ) (11)(2016江蘇)向Al2(SO4)3溶液中加入過(guò)量氨水的離子方程式:Al3++3NH3H2O===Al(OH)3↓+3NH( √ ) (12)(2015全國(guó)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(shí)起還原作用( ) (14)(2015重慶)Al2O3和MgO均可與NaOH溶液反應(yīng)( ) (15)(2015江蘇)制備Al(OH)3的方法是向1 molL-1 AlCl3溶液中加入過(guò)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(chǔ)過(guò)關(guān)】 1.(2018東營(yíng)模擬)下列物質(zhì)的制備方法正確的是( ) A.氯化鋁溶液和硫化鈉溶液反應(yīng)制備Al2S3 B.用鎂粉和空氣反應(yīng)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(zhì)鋁 解析:Na2S溶液與AlCl3溶液反應(yīng),S2-與Al3+發(fā)生水解相互促進(jìn)反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和硫化氫,反應(yīng)的離子方程式為2Al3++3S2-+6H2O===3H2S↑+2Al(OH)3↓,反應(yīng)無(wú)法獲得硫化鋁,故A錯(cuò)誤;鎂粉在空氣中燃燒,主要是和氧氣反應(yīng)生成氧化鎂,故B錯(cuò)誤;鋁熱法可冶煉錳,故C正確;氯化鋁屬于共價(jià)化合物,熔融狀態(tài)不導(dǎo)電,工業(yè)上用電解熔融氧化鋁的方法冶煉Al,故D錯(cuò)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(guò)程中微粒的量的關(guān)系曲線,下列判斷錯(cuò)誤的是( ) A.①線表示Al3+的物質(zhì)的量的變化 B.x表示AlCl3的物質(zhì)的量 C.③線表示Al(OH)3的物質(zhì)的量的變化 D.④線表示AlO的物質(zhì)的量的變化 解析:向AlCl3溶液中加入NaOH溶液時(shí),發(fā)生反應(yīng)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(yīng)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(cuò)誤。答案:B 3.(2018洛陽(yáng)統(tǒng)考)鎵(Ga)與鋁同主族,曾被稱(chēng)為“類(lèi)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(yīng)生成GaCl3 C.Ga(OH)3可與NaOH反應(yīng)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(xiàng)正確;Ga2O3與Al2O3的性質(zhì)具有相似性,可與鹽酸反應(yīng)生成GaCl3,故B項(xiàng)正確;Ga(OH)3屬于兩性氫氧化物,與Al(OH)3的性質(zhì)相似,能與NaOH溶液生成NaGaO2,故C項(xiàng)正確;化學(xué)反應(yīng)遵循強(qiáng)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(méi)有Ga(OH)3沉淀,是由于鎵酸酸性強(qiáng)于碳酸,酸性Al(OH)3<Ga(OH)3,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:D 4.(2018滄州質(zhì)量監(jiān)測(cè))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(shuō)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(diǎn)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(diǎn)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+2H2OAl(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(yīng);b~c段pH發(fā)生突變,主要發(fā)生H+與AlO的反應(yīng),生成Al(OH)3和NaCl;c~d段鹽酸過(guò)量后Al(OH)3與鹽酸反應(yīng),生成AlCl3。a~b段的主要離子方程式為H++OH-===H2O,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;c點(diǎn)Al3+已沉淀完全,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;c~d段鹽酸過(guò)量后Al(OH)3與鹽酸反應(yīng),生成AlCl3,故C項(xiàng)正確;c點(diǎn)Al3+已沉淀完全,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:C 5.(2018晉豫省際大聯(lián)考)將等物質(zhì)的量的Na2O2和Al同時(shí)放入足量的水中,充分反應(yīng)后收集到混合氣體4.48 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),再向反應(yīng)后的溶液中緩慢滴入1 mol/L鹽酸至沉淀恰好溶解。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A.標(biāo)準(zhǔn)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(guò)氧化鈉為7.8 g C.當(dāng)?shù)渭?00 mL鹽酸時(shí),沉淀的質(zhì)量達(dá)到最大值 D.最終消耗的鹽酸為400 mL 解析:將等物質(zhì)的量的Na2O2和Al同時(shí)放入足量的水中,分別進(jìn)行的反應(yīng)是2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,兩個(gè)反應(yīng)中過(guò)氧化鈉和單質(zhì)鋁剛好系數(shù)相等,可以認(rèn)為是物質(zhì)的量相等混合,方程式相加得到總反應(yīng)為2Na2O2+2Al+4H2O===2NaAlO2+2NaOH+O2↑+3H2↑。根據(jù)方程式,選項(xiàng)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(jì)算出Al為0.1 mol、過(guò)氧化鈉為0.1 mol,則Na2O2質(zhì)量為7.8 g,選項(xiàng)B正確;沉淀的質(zhì)量達(dá)到最大值時(shí)是Al3+恰好完全沉淀,所以溶液中只有一種溶質(zhì)NaCl,其中Na元素完全來(lái)自于加入的0.1 mol過(guò)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(shí),沉淀的質(zhì)量達(dá)到最大值,選項(xiàng)C正確;最終沉淀恰好完全溶解的時(shí)候,溶液中含有NaCl和AlCl3,因?yàn)槌跏技尤氲倪^(guò)氧化鈉和單質(zhì)鋁的物質(zhì)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(zhì)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(xiàng)D錯(cuò)誤。答案:D 6.(2018馬鞍山中學(xué)測(cè)試)下列除去雜質(zhì)的方法不正確的是( ) A.鎂粉中混有少量鋁粉:加入過(guò)量燒堿溶液充分反應(yīng),過(guò)濾、洗滌、干燥 B.用過(guò)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(yīng),過(guò)濾,向?yàn)V液中通入過(guò)量CO2后過(guò)濾 D.MgO中混有少量Al2O3:加入足量燒堿溶液,充分反應(yīng),過(guò)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(guò)量氨水時(shí),F(xiàn)e3+、Al3+均轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀,達(dá)不到除雜的目的。答案:B 7.(2018杭州質(zhì)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(dāng)?shù)慕M合是( ) ①加鹽酸溶解 ②加燒堿溶液溶解?、圻^(guò)濾 ④通入過(guò)量CO2生成Al(OH)3沉淀?、菁尤臌}酸生成Al(OH)3沉淀 ⑥加入過(guò)量燒堿溶液 A.①⑥⑤③ B.②③④③ C.②③⑤③ D.①③⑤③ 解析:鎂、鋁都能與酸反應(yīng),但鋁可溶于強(qiáng)堿,所以可加入燒堿溶液溶解,過(guò)濾后后可得到NaAlO2溶液,在反應(yīng)后的溶液中加入弱酸,可通入過(guò)量CO2,生成Al(OH)3沉淀,經(jīng)過(guò)濾,洗滌可得到純凈的氫氧化鋁。正確的順序?yàn)棰冖邰堍?,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(yīng),此時(shí)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(zhuǎn)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(zhì)的量隨加入NaOH溶液體積(mL)變化的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法中正確的是( ) A.鎂鋁合金具有很強(qiáng)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(shè)c=25,整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,只發(fā)生了4個(gè)離子反應(yīng) 解析:鎂鋁合金表面因形成致密的氧化膜而具有很強(qiáng)的抗腐蝕能力,但MgO、Al2O3、Mg、Al都可與H2SO4等反應(yīng),Al、Al2O3也能溶解在NaOH溶液中,A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)圖示,c值越大,溶解Al(OH)3消耗的NaOH越多,說(shuō)明合金中Al的含量越高,B項(xiàng)正確;b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的沉淀為Al(OH)3和Mg(OH)2的混合物,溶液中溶質(zhì)只有氯化鈉,故b為固定值20,因而無(wú)法根據(jù)b值判斷合金中Mg的含量,C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)圖示,當(dāng)c=25時(shí),整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中包含Mg、Al分別與鹽酸的反應(yīng),H+與OH-的反應(yīng),Mg2+、Al3+分別與OH-的反應(yīng),Al(OH)3與OH-的反應(yīng),主要有6個(gè)離子反應(yīng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:B 10.(2018壽光月考)下列物質(zhì)的制備方法正確的是( ) A.氯化鋁溶液和硫化鈉溶液反應(yīng)制備Al2S3 B.用鎂粉和空氣反應(yīng)制備Mg3N2 C.蒸發(fā)氯化鎂溶液可制得無(wú)水MgCl2 D.在干燥的氯化氫氣流中加熱氯化鋁結(jié)晶水合物制備AlCl3 解析:氯化鋁溶液和硫化鈉溶液發(fā)生強(qiáng)烈相互促進(jìn)的水解反應(yīng),生成氫氧化鋁沉淀和硫化氫,得不到Al2S3,A錯(cuò)誤;鎂粉在空氣中和氧氣也反應(yīng),會(huì)生成氧化鎂,B錯(cuò)誤;氯化鎂在該條件下會(huì)完全水解生成氫氧化鎂,C錯(cuò)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(guó)成功合成具有某些化學(xué)特性的氫鋁化合物(AlH3)n,關(guān)于(AlH3)n的推測(cè)錯(cuò)誤的是( ) A.氫鋁化合物與水反應(yīng)生成氫氧化鋁和氫氣 B.鋁與水蒸氣高溫下反應(yīng)生成氫鋁化合物 C.氫鋁化合物中鋁顯+3價(jià),氫顯-1價(jià) D.氫鋁化合物具有強(qiáng)還原性 解析:在金屬化合物中金屬元素顯正價(jià),非金屬元素顯負(fù)價(jià),故氫鋁化合物中鋁元素顯+3價(jià),氫元素顯-1價(jià),C項(xiàng)正確;氫鋁化合物中氫元素顯負(fù)價(jià),性質(zhì)不穩(wěn)定,易和水反應(yīng)生成氫氧化鋁和氫氣,A項(xiàng)正確;氫鋁化合物易和水反應(yīng),所以不能用鋁和水蒸氣反應(yīng)制取氫鋁化合物,B項(xiàng)錯(cuò)誤;氫鋁化合物中氫元素顯-1價(jià),性質(zhì)不穩(wěn)定,易失電子而具有強(qiáng)還原性,D項(xiàng)正確。答案:B 12.(2018洛陽(yáng)統(tǒng)考)常溫時(shí),下列敘述錯(cuò)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(fù)極。若X是硫酸,則負(fù)極的電極反應(yīng)式為Al-3e-===Al3+,A正確;若X是食鹽水,電解質(zhì)溶液呈中性,Al發(fā)生吸氧腐蝕,電池總反應(yīng)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(yīng)為AlO,C錯(cuò)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(dòng)小組同學(xué)利用如圖甲裝置(固定裝置略去)測(cè)定[Mg2Al(OH)6ClxH2O]的化學(xué)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(jìn)行的操作是______________。 (2)將一定質(zhì)量的[Mg2Al(OH)6ClxH2O]放在加熱裝置中充分加熱,冷卻后稱(chēng)量剩余固體的質(zhì)量是131 g,則其中MgO的質(zhì)量是________g。 (3)若只通過(guò)測(cè)定裝置C、D的增重來(lái)確定x,加熱前先通過(guò)N2排盡裝置中的空氣,稱(chēng)取C、D的初始質(zhì)量后,再持續(xù)通入N2。 ①裝置的連接順序?yàn)閍→__________(用接口處的小寫(xiě)字母表示)。 ②實(shí)驗(yàn)過(guò)程中裝置C吸收HCl氣體,沒(méi)有用如圖乙所示防倒吸裝置的理由是_____________。 ③完全分解后測(cè)得C增重3.65 g,D增重9.90 g,則x=________。 (4)下列實(shí)驗(yàn)方案也能測(cè)定x值的是___,并且對(duì)不選方案說(shuō)明不合理的理由:_______ (若兩個(gè)方案都選,此問(wèn)就不作答)。 方案1:測(cè)定加熱裝置剩余固體的質(zhì)量和裝置D增重的質(zhì)量 方案2:測(cè)定加熱裝置剩余固體的質(zhì)量和裝置C增重的質(zhì)量 (5)上述水滑石在空氣中放置時(shí)易發(fā)生反應(yīng)生成[Mg2Al(OH)6Cl1-2x(CO3)xzH2O],該生成物能發(fā)生類(lèi)似的熱分解反應(yīng)?,F(xiàn)以此物質(zhì)為樣品,用(3)中連接的裝置和試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)定z,除測(cè)定D的增重外,至少還需測(cè)定下列數(shù)據(jù)中的________(雙選;填選項(xiàng)字母)。 a.樣品質(zhì)量 b.樣品分解后殘余物質(zhì)量 c.裝置C的增重 解析:(1)裝置連接后首先進(jìn)行的操作是檢查裝置的氣密性。(2)一定質(zhì)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(shè)MgO的物質(zhì)的量是x mol,根據(jù)[Mg2Al(OH)6ClxH2O]可知Al2O3的物質(zhì)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(shí)驗(yàn)中應(yīng)首先吸收水蒸氣再吸收HCl氣體,氣體通過(guò)洗氣瓶吸收時(shí)應(yīng)“長(zhǎng)進(jìn)短出”,因此裝置連接順序?yàn)閍→e→d→b。②因?yàn)檎麄€(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)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(xiě)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(yīng)方程式可知,測(cè)定加熱裝置剩余固體的質(zhì)量和裝置D增重的質(zhì)量即水蒸氣的質(zhì)量可以計(jì)算出x;裝置C增重的質(zhì)量是HCl氣體的質(zhì)量,其質(zhì)量和加熱剩余固體的質(zhì)量可以根據(jù)方程式互相換算而與x無(wú)關(guān),因此不能計(jì)算x的值,故方案2不合理。(5)因?yàn)閇Mg2Al(OH)6Cl1-2x(CO3)xzH2O]中有x和z兩個(gè)未知量,所以至少應(yīng)該知道3個(gè)量才能列方程組計(jì)算,故除測(cè)定D的增重外還應(yīng)該至少再測(cè)量a、b、c中的任意兩個(gè)量。 答案:(1)檢查裝置的氣密性 (2)80(3)①e→d→b ②實(shí)驗(yàn)過(guò)程中持續(xù)通入N2,沒(méi)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(zhì)量可計(jì)算裝置C增重的質(zhì)量,與x的大小沒(méi)有關(guān)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(zhì);②溶液中的硅酸鈉與偏鋁酸鈉反應(yīng),能生成硅鋁酸鹽沉淀,化學(xué)反應(yīng)方程式:2Na2SiO3+2NaAlO2+2H2O===Na2Al2Si2O8↓+4NaOH。回答下列問(wèn)題: (1)溶解鋁土礦時(shí),其成分與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:___________________。 (2)濾渣A的主要成分為_(kāi)________;硅鋁酸鹽沉淀寫(xiě)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(shè)每步反應(yīng)進(jìn)行完全),則鋁土礦中Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_______。 (5)若將鋁用酸溶解,下列試劑中最好選用________(填選項(xiàng)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(yīng),其離子反應(yīng)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(yīng):SiO2+2OH-===SiO+H2O,F(xiàn)e2O3屬于堿性氧化物,不與NaOH反應(yīng)。(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(xiě)成氧化物的形式,要求原子個(gè)數(shù)守恒或與硅酸鹽中原子個(gè)數(shù)成比例,按照金屬氧化物→SiO2→H2O的形式書(shū)寫(xiě),如果有多種金屬元素,按照金屬活動(dòng)性順序書(shū)寫(xiě),則該硅酸鹽可寫(xiě)成Na2OAl2O32SiO2。(3)因?yàn)锳lO與酸反應(yīng)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(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%。(5)Al在濃硫酸、濃硝酸中鈍化,Al和稀硝酸反應(yīng)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(qiáng)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(zhì)Al2O3、FeCO3)制取鎂的工藝流程。 回答有關(guān)問(wèn)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(xué)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_(kāi)_______和________(填化學(xué)式)。 (4)利用熔融氯化鎂制取金屬鎂,選用的方法是________(填序號(hào))。 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(yīng)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?yàn)闀?huì)產(chǎn)生污染性氣體NOx,也會(huì)引入雜質(zhì)離子NO。(3)氧化池中存在Al3+、Fe3+、H+,所以加入MgO后與H+反應(yīng)使溶液堿性增強(qiáng),Al3+和Fe3+轉(zhuǎn)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(jìn)行冶煉。 答案:(1)提高酸浸速率(2)Fe2+(或FeCl2) 會(huì)產(chǎn)生污染性氣體NOx 會(huì)引入雜質(zhì)離子NO(3)Al(OH)3 Fe(OH)3 (4)A 16.鋁是一種應(yīng)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(wèn)題: (1)寫(xiě)出反應(yīng)1的化學(xué)方程式 ; (2)濾液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是 ,反應(yīng)2的離子方程式為 ; (3)E可作為建筑材料,化合物C是 ,寫(xiě)出由D制備冰晶石的化學(xué)方程式 ; (4)電解制鋁的化學(xué)方程式是 ,以石墨為電極,陽(yáng)極產(chǎn)生的混合氣體的成分是 。 解析:(1)反應(yīng)1為“堿溶”,發(fā)送的反應(yīng)為:雜質(zhì)反應(yīng)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(yīng):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(yīng)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(yīng),可知C是濃硫酸,反應(yīng)的方程式為CaF2+H2SO4(濃)CaSO4+2HF;(4)電解法制鋁的方程式為2Al2O34Al+3O2↑,陽(yáng)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)- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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- 2019高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 元素化合物 專(zhuān)題2 鋁及其化合物 2019 高考 化學(xué) 一輪 復(fù)習(xí) 元素 化合物 專(zhuān)題 及其
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