【优化方案】2016届高考化学一轮复习 第三章 第二讲 镁、铝及其
化合物课后达标检测
一、选择题
1.(2015·高考全国卷Ⅱ)用如图所示装置进行下列实验:将①中溶液滴入②中,预测的现象与实际相符的是( )
选项 A B C D ①中物质 稀盐酸 浓硝酸 氯化铝溶液 草酸溶液 ②中物质 碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液 用砂纸打磨过的铝条 浓氢氧化钠溶液 高锰酸钾酸性溶液 预测②中的现象 立即产生气泡 产生红棕色气体 产生大量白色沉淀 溶液逐渐褪色 解析:选D。A项,Na2CO3和NaOH的混合溶液中滴加稀盐酸,稀盐酸先与NaOH发生中和反应,再与Na2CO3分步发生反应:Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaCl,NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O,因此开始阶段滴加稀盐酸,②中不产生气泡。B项,常温下,浓硝酸与铝条发生钝化,铝条表面生成致密的氧化铝薄膜,阻止内层铝与浓硝酸继续反应,②中观察不到产生红棕色气体的现象。C项,将AlCl3溶液滴加到浓NaOH溶液中,由于NaOH过量,发生的反应为AlCl3+4NaOH===NaAlO2+3NaCl+2H2O,得不到大量白色沉淀。D项,KMnO4酸性溶液具有
-+
强氧化性,H2C2O4溶液具有较强的还原性,二者发生氧化还原反应:2MnO4+5H2C2O4+6H
2+-2+
===2Mn+10CO2↑+8H2O,由于MnO4被还原为Mn,②中KMnO4酸性溶液逐渐褪色。
2.化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法中不正确的是( ) 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.日用铝制品表面覆盖着氧化膜,对内部金属起保护作用 C.用Al(OH)3治胃酸过多
D.电解AlCl3饱和溶液,可制得金属铝
+3+
解析:选D。由于H的放电能力大于Al,电解饱和AlCl3溶液,得到Al(OH)3、H2、Cl2,无法得到金属铝。
3.相同物质的量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应,至体系中均无固体物质时,消耗碱量最多的是( )
A.Al B.Al(OH)3 C.AlCl3 D.Al2O3
解析:选C。根据化学方程式分析即可。2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,Al(OH)3
+NaOH===NaAlO2+2H2O,AlCl3+4NaOH===NaAlO2+2H2O+3NaCl,Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+
H2O。由反应化学方程式可知:AlCl3消耗碱量最多。
4.(2015·贵州遵义高三模拟)下列除杂质的方法不正确的是( )
A.镁粉中混有少量铝粉:加入过量烧碱溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥
B.FeCl3溶液中混有少量AlCl3:加入过量的氨水,过滤洗涤沉淀,将沉淀再用适量盐酸溶解
C.用新制的生石灰,通过加热蒸馏,以除去乙醇中少量水
D.Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2:加入足量烧碱溶液,充分反应,过滤,向滤液中通入过量CO2后过滤
解析:选B。氨水与FeCl3、AlCl3分别发生反应:FeCl3+3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH4Cl、AlCl3+3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4Cl,但Fe(OH)3和Al(OH)3均不溶于氨水,故用过量的氨水无法除去FeCl3溶液中混有的少量AlCl3,B项错误。
5.在Al2(SO4)3和MgSO4的混合溶液中,滴加NaOH溶液,生成沉淀的量与滴入NaOH溶液的体积关系如图所示,则原混合液中Al2(SO4)3与MgSO4的物质的量浓度之比为 ( )
A.6∶1 B.3∶1
C.2∶1 D.1∶2
解析:选D。由图像知,溶解Al(OH)3耗碱10 mL,则生成Al(OH)3耗碱为30 mL,生成
3+2+
Mg(OH)2耗碱(50-30)mL,故Al与Mg浓度之比为1∶1,则Al2(SO4)3与MgSO4 的物质的量浓度之比为1∶2。
6.某铝土矿样品中含有Al2O3、Fe2O3和SiO2,进行一系列操作将它们分离: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,过滤分离出氧化铁;在滤液中加入过量的盐酸,过滤分离出硅酸,经洗涤、灼烧得到SiO2;再在滤液中通入过量的氨气,得到氢氧化铝,经过滤、洗涤、灼烧得到Al2O3,A项正确。
7.(2015·山东潍坊模拟)将15.6 g Na2O2和5.4 g Al同时放入一定量的水中,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
+-1
D.最终得到的溶液中c(Na)=1.5 mol·L
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。
8.等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中,各加等质量的铝,生成氢气的体积比为5∶6(相同条件下),则甲,乙两烧杯中的反应情况可能是( )
A.甲、乙中都是铝过量 B.甲中铝过量,乙中碱过量 C.甲中酸过量,乙中铝过量 D.甲中酸过量,乙中碱过量
+3+
解析:选B。2Al+6H===2Al+3H2↑
--
2Al+2OH+2H2O===2AlO2+3H2↑
24
①若铝过量,生成H2体积之比为=。
361
②若H2SO4、NaOH过量,生成H2体积之比为。
1245
因为=<<1,所以H2SO4不足,NaOH过量。
366
9.(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顺序为 ( )
+-1
溶液 (1)氯化铝溶液 (2)饱和澄清石灰水 (3)含少量NaOH的偏铝酸钠溶液 (4)含少量NaOH的偏铝酸钠溶液 (5)MgCl2、AlCl3的混合溶液 加入物质 加入过量氨水 加入过量CO2气体 通入过量CO2气体 逐滴加入稀盐酸 逐滴加入NaOH溶液至过量 相应序号 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)开始时发生的反应为CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O,生成沉淀;当CO2过量时,继续反应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)开始时,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)开始加盐酸时,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)开始时,发生反应:MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl,AlCl3+3NaOH===Al(OH)3↓+3NaCl,所以开始时有沉淀生成,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。
二、非选择题
+2+3+3+2+++2-2-
10.有一透明溶液,可能含有NH4、Mg、Fe、Al、Cu、Na、H、SO4、CO3中的一种或几种,取此溶液进行如下实验:①取少量溶液,加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,有白
色沉淀生成;②另取少量溶液加入Na2O2粉末,溶液中有白色沉淀生成,并逸出无色无味的气体。其中加入Na2O2的物质的量与析出沉淀的物质的量的关系如图所示。
请回答: (1)溶液中一定含有的离子是________________________________________________________________________。
(2)溶液中肯定不含有的离子是________________________________________________________________________。
(3)溶液中可能含有的离子是________________________________________________________________________。
2-
解析:加入盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀生成,说明溶液中一定含有SO4,再加Na2O2
+
粉末时产生的气体无色无味,所以一定无NH4,又根据所给图像可知,加Na2O2时开始不生成沉淀,后来产生的沉淀为白色,随着Na2O2增加,沉淀又部分溶解,所以原溶液中一定有+2+3+3+2+2-2-+3+2+
H、Mg、Al,一定无Fe、Cu、CO3(CO3不能与H、Al、Mg等共存),是否含有+
Na不能确定。
2+3+2-++3+2+2-+
答案:(1)Mg、Al、SO4、H (2)NH4、Fe、Cu、CO3 (3)Na
11.某铝合金(硬铝)中含有镁、铜、硅,为了测定该合金中铝的含量,有人设计如下实验:
(1)取样品a g,称取时使用的仪器名称为________。
(2)将样品溶于足量稀盐酸中,过滤,滤液中主要含有________;滤渣中含有________;在溶解过滤时使用的主要仪器有________________________________________________________________________。
(3)往滤液中加入过量NaOH溶液,过滤,写出该步操作中有关的化学方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 (4)在第(3)步的滤液中通入足量CO2,过滤,将沉淀用蒸馏水洗涤数次后,烘干并灼烧至重量不再减少为止,冷却后称量,质量为b g。有关反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 (5)计算该样品中铝的质量分数的表达式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 解析:用酸溶解硬铝时,铜、硅成为滤渣,滤液中溶质的主要成分为MgCl2、AlCl3;滤液中加入足量NaOH后,过滤,滤渣为Mg(OH)2,滤液中溶质主要是NaAlO2,滤液中通入足量CO2后析出Al(OH)3,Al(OH)3烘干灼烧成为Al2O3,由关系式2Al~Al2O3得:
54 g102 g9b=,则m(Al)= g,
m(Al)b g179bAl的质量分数为×100%。
17a答案:(1)托盘天平 (2)MgCl2、AlCl3 Cu、Si 漏斗、烧杯、玻璃棒 (3)MgCl2+
2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl,AlCl3+3NaOH===Al(OH)3↓+3NaCl,Al(OH)3+NaOH===NaAlO29b△
+2H2O (4)NaAlO2+CO2+2H2O===NaHCO3+Al(OH)3↓,2Al(OH)3=====Al2O3+3H2O (5)×
17a100%
12.某混合物A,含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3,在一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四步中分离溶液和沉淀采用的相同的操作是____________。
(2)写出B、C、D中所含物质的化学式:固体B________________;沉淀C________________;沉淀D________________。
(3)写出①、②、③、④四个反应的化学方程式或离子方程式(能写离子方程式的必须写离子方程式)。
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
--
(3)①Al2O3+2OH===2AlO2+H2O
3++
②Al+3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4
-+
③AlO2+H+H2O===Al(OH)3↓ △
④2Al(OH)3=====Al2O3+3H2O
13.(2015·湖南长沙名校模考)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。
(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,最后一步是由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950 ℃
过量的,故氯化炉中发生反应的化学方程式为Al2O3+3Cl2+3C=====2AlCl3+3CO。(2)亚硫酸钠是还原剂,氯气是氧化剂,则离子方程式为SO3+Cl2+H2O===SO4+2Cl+2H。(4)①
3+-3+--
除杂过程中涉及的离子方程式为Fe+3OH===Fe(OH)3↓,Al+4OH===AlO2+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15.6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16.25
衡正向移动,生成大量的氢氧化铝,故为了抵制其水解,必须在氯化氢的气流中加热脱去结晶水。
950 ℃
答案:(1)Al2O3+3Cl2+3C=====2AlCl3+3CO
(2)SO3+Cl2+H2O===SO4+2Cl+2H (3)除去FeCl3
3+-3+--
(4)①Fe+3OH===Fe(OH)3↓、Al+4OH===AlO2+2H2O ②96% (5)在HCl气流中加热脱去结晶水
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