通用版2022届高三化学一轮复习强化训练铝及其化合物含解析

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铝及其化合物1．在MgCl2和AlCl3的混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液直至过量。经测定,加入的NaOH的物质的量(mol)和所得沉淀的物质的量(mol)的关系如下图所示。（1）写出下列线段内发生反应的离子方程式:OD段_________________________,CD段_________________________。（2）原溶液中Mg2+、Al3+的物质的量浓度之比为____________。（3）图中C点表示当加入_______ mol NaOH时,Al3+已经______,Mg2+已经___________。（4）图中线段OA∶AB=____________。【答案】（1）Al3＋＋ 3 OH－ === Al(OH)3↓、Mg2＋＋ 2 OH－ = Mg(OH)2↓    Al(OH)3＋OH－ = AlO2－ ＋2H2O    （2）2∶1    （3）0.8    全部生成NaAlO2    完全生成沉淀Mg(OH)2    （4）7∶1【解析】（1）OD段是镁离子和铝离子沉淀的阶段，离子方程式为Al3＋＋ 3 OH－ === Al(OH)3↓、Mg2＋＋ 2 OH－ === Mg(OH)2↓，故答案为：Al3＋＋ 3 OH－ === Al(OH)3↓、Mg2＋＋ 2 OH－ === Mg(OH)2↓。CD段是氢氧化铝溶解在氢氧化钠溶液中，离子方程式为Al(OH)3＋ OH－ ===  AlO2－ ＋2H2O，故答案为：Al(OH)3＋ OH－ ===  AlO2－ ＋2H2O。（2）通过图像分析，n[Al(OH)3]:n[Mg(OH)2]=1:2，根据元素守恒，原溶液中Mg2+、Al3+的物质的量浓度之比为2:1，故答案为：2:1。（3）根据图像分析得出图中C点氢氧化铝全部溶解，Al3+全部生成NaAlO2，Mg2+完全生成沉淀Mg(OH)2，C点加入NaOH的物质的量为n(NaOH) = 4n(Al3+)＋2n(Mg2＋)=4×0.1 mol＋2×0.2mol = 0.8 mol，故答案为：0.8；全部生成NaAlO2；完全生成沉淀Mg(OH)2；（4）根据上题分析得出AB阶段消耗0.8molNaOH，OA阶段消耗氢氧化钠物质的量n(NaOH) = 3n(Al3+)＋2n(Mg2＋)=3×0.1 mol＋2×0.2mol = 0.7 mol，图中线段OA∶AB=7:8，故答案为：7:8。2．MgO、Al2O3都是常用的耐火材料，某研究小组取100 kg含60%Al的报废汽车的镁合金材料来制备MgO、Al2O3，其中物质甲可由溶液B转化再生，其工艺流程如图所示。请回答下列问题：（1）下列说法正确的是__________(填字母)。A．合金是金属与金属熔合而成的混合物     B．合金的熔点比成分金属更高C．合金的硬度等机械性能优于成分金属D．氧化铝熔点高，故可以用氧化铝坩埚熔融氢氧化钠（2）物质甲是________________，产品A是________________。（3）操作②为____________。（4）足量物质乙与溶液A发生反应的离子方程式为___________________________。（5）假设不计损耗，可得产品B的质量为__________kg。（保留一位小数）【答案】（1）C    （2）NaOH    MgO    （3）过滤    （4）AlO2-＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3-    （5）113.3    【解析】（1）A.合金不一定是金属和金属的混合物，错误；B.合金的熔点比成分金属的熔点低，错误；C.合金的硬度等机械性能一般优于成分金属，正确；D.氧化铝的熔点高，可作为坩埚，但氧化铝能与强碱反应，不能用于熔融氢氧化钠，错误；（2）Al与NaOH溶液反应，而Mg不与NaOH溶液反应，将镁铝合金投入NaOH溶液中，完全反应后过滤得到固体Mg和NaAlO2溶液，沉淀A为Mg，Mg与酸反应得Mg2＋，Mg2＋与碱溶液反应生成Mg(OH)2，加热Mg(OH)2得产品A(MgO)。沉淀B为Al(OH)3，加热Al(OH)3得到产品B(Al2O3)；（3）操作②为固液不相溶分离，故该操作为过滤；（4）向NaAlO2溶液中通入过量的CO2，得到Al(OH)3沉淀和NaHCO3，其反应的离子方程式为AlO2-＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3-；（5）100 kg合金中含有60 kg Al，根据铝元素守恒，最终可得Al2O3的质量=（60kg×102g/mol）÷（2×27g/mol）≈113.3kg。3．下列关于金属铝的叙述中，不正确的是A．Al是地壳中含量最多的金属元素，但铝是使用较晚的金属B．Al是比较活泼的金属，在化学反应中容易失去电子，表现还原性C．Al箔在空气中受热可以熔化，且发生剧烈燃烧D．Al箔在空气中受热可以熔化，由于氧化膜的存在，熔化的Al并不滴落【答案】C【解析】A．Al是地壳中含量最多的金属元素，Al的金属性较强，需采用电解法冶炼，因而铝是使用较晚的金属，A正确；B．Al为活泼金属，易失去电子，表现出还原性，B正确；C．Al氧化生成氧化铝，氧化铝的熔点高，包裹在Al的表面，则Al在空气中不能燃烧，C错误；D．氧化铝的熔点高，包裹在Al的表面，使熔化的Al不滴落，故D正确。故选C。4．下列关于铝的性质和用途描述不正确的是A．铝有很好的延展性且是良导体，所以常用作导线B．用酒精灯外焰加热铝箔，可以看到少量液滴悬而不落，说明铝的熔点较高C．铝合金质轻，强度大，耐腐蚀，可以用作门窗D．铝有较强的抗腐蚀性，是因为铝的表面能形成致密的氧化膜【答案】B【解析】A项、铝是金属单质，具有金属的通性，具有很好的延展性且是良导体，常用作导线，故A正确；B项、铝的熔点低于，而氧化铝的熔点高，当用酒精灯外焰加热铝箔，可以看到少量液滴悬而不落，故B错误；C项、铝合金密度小、硬度大、耐腐蚀，常用作门窗，故C正确；D项、铝在空气中放置会形成致密的氧化层薄膜，使铝有较强的抗腐蚀性，故D正确；故选B。5．质量比为2∶3的金属铝分别跟足量稀硫酸和氢氧化钠溶液反应，则产生氢气体积比是A．1∶2    B．1∶3    C．2∶3    D．3∶2【答案】C【解析】等量的铝和充足的酸、强碱反应产生的氢气量相同，故Al的质量比等于生成的氢气的量之比，氢气的量之比为2:3，故产生氢气体积比为2:3，故选C。6．将0.46g钠用铝箔包好并刺一些小孔，放入足量水中充分反应后生成标准状况下896mL H2，此时溶液体积为100mL，则下列说法正确的是A．该实验中仅发生了一个氧化还原反应B．反应后溶液中有两种溶质C．反应后溶液中NaOH的浓度为0.2mol/LD．反应后溶液中NaAlO2的浓度为0.2mol/L【答案】D【解析】0.46gNa的物质的量是n(Na)=0.46g÷23g/mol=0.02mol，Na与水反应2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，根据方程式中物质反应关系产生0.02molNaOH，同时得到0.01molH2，反应共放出氢气的物质的量是n(H2)=0.896L÷22.4L/mol=0.04mol，说明发生反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，放出H2 0.03mol，消耗NaOH0.02mol，反应后溶液为NaAlO2溶液。A.用铝箔包裹金属钠，并刺一些小孔，放入足量水中发生的反应为：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，这两个反应中都有元素化合价的变化，因此都属于氧化还原反应，A错误；B.Na与水反应产生NaOH和H2，反应产生的NaOH与Al及水恰好反应产生NaAlO2，所以反应后溶液中只有NaAlO2一种溶质，B错误；C.反应后溶液中溶质只有NaAlO2，没有NaOH，C错误；D.根据上述分析可知0.46gNa发生两个反应后得到溶液的溶质为NaAlO2，由于溶液的体积是0.1L，根据Na元素守恒，可知反应后溶液中NaAlO2的浓度c(NaAlO2)=0.02mol ÷0.1L=0.2mol/L，D正确；故选D。7．向MgSO4和Al2(SO4)3的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液。下列图象中，能正确表示上述反应的是（横坐标表示加入NaOH溶液的体积，纵坐标表示反应生成沉淀的质量）      A．      B．     C．     D．【答案】D【解析】混合溶液中加入氢氧化钠，先生成氢氧化镁和氢氧化铝沉淀，然后氢氧化铝沉淀溶解，最后只剩余氢氧化镁沉淀；故选D。8．mg某金属M与足量盐酸完全反应，生成MCl2和nmol氢气，则该金属的相对原子质量为A．    B．    C．    D．【答案】D【解析】令M的相对原子质量为a，则：M+2HCl=MCl2+H2↑1             1      n即 =n，解得a=，故选D。9．现有AlCl3和MgCl2的混合液200mL，其中Mg2+的浓度为0.2mol/L，Cl-的浓度为1.0mol/L，若把溶液中的Mg2+和Al3+分离，所需氢氧化钠的物质的量为A．0.24mol   B．0.2mol   C．0.12mol   D．0.08mol【答案】A【解析】根据质量守恒可得：2n(Mg2+)+3n(Al3+)=n(Cl-)=0.2L×1mol/L=0.2mol，因n(Mg2+)=0.2mol/L×0.2L=0.04mol，可知n(Al3+)=(0.2mol-0.04mol×2)÷3=0.04mol，欲使Mg2+全部沉淀分离出来，根据发生反应：Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓，Al3++4OH-=AlO2-+2H2O，可知发生反应消耗NaOH的物质的量为n(NaOH)=2n(Mg2+)+4n(Al3+)=2×0.04mol+4×0.04mol=0.24mol，故合理选项是A。10．向KAl(SO4)2溶液中逐滴滴入Ba(OH)2溶液的过程中，下列说法正确的是A．有可能产生两种沉淀     B．不可能立即出现沉淀C．不可能只有一种沉淀     D．有可能变为澄清溶液【答案】A【解析】向KAl(SO4)2中逐滴滴加Ba(OH)2：先生成BaSO4和Al(OH)3，当铝离子完全沉淀，溶液中还存在没有沉淀的硫酸根离子，再加入Ba(OH)2生成BaSO4的同时Al(OH)3溶解，最后Al(OH)3溶解完，只剩余BaSO4沉淀。反应的方程式为2Al3++3SO42-+3Ba2++6OH-═3BaSO4↓+2Al(OH)3↓，2Al(OH)3+SO42-+Ba2++2OH-═BaSO4↓+2AlO2-+4H2O，因此向明矾溶液中逐滴滴入氢氧化钡溶液至过量的过程中可能产生两种沉淀氢氧化铝和硫酸钡沉淀，也可能生成一种沉淀，故选A。 11．铝热反应常用于冶炼高熔点金属，某小组探究Al粉与Fe3O4发生反应所得黑色固体的成分，实验过程及现象如下：下列说法不正确的是A．反应①产生的气体是H2      B．反应②为：Al2O3 +2OH－=2AlO2－+H2OC．反应③的白色沉淀是Al(OH)3     D．黑色固体中不含Al和Fe3O4【答案】D【解析】由上述分析可知,黑色固体一定含氧化铝、Fe，一定不含Al，可能含Fe3O4，A. 反应①产生的气体是H2，为金属与稀硫酸反应生成，故A正确；B. 固体含氧化铝，则反应②为Al2O3+2OH−═2AlO2−+H2O，故B正确；C. 反应③中AlO2−与二氧化碳反应，可知白色沉淀是Al(OH)3，故C正确；D. 黑色固体中不含Al，可能含Fe3O4，故D错误；故选D。12．向HCl、AlCl3混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，生成沉淀的量随NaOH溶液加入量的变化关系如图所示，则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是A．M点对应的溶液中：K+、Fe2+、SO42-、NO3-B．N点对应的溶液中：K+、NH4+、Cl−、CO32-C．S点对应的溶液中：Na+、SO42-、HCO3-、NO3-D．R点对应的溶液中：Na+、SO42-、Cl−、NO3-【答案】D【解析】A、M点时酸未反应完，故溶液显酸性，Fe2+、NO3-在酸性发生氧化还原反应，A错误；B、N点时酸与氢氧化钠恰好完全反应，溶液含有大量Al3+，会与CO32-发生双水解，B错误；C、S点Al3+与OH-未完全反应，与HCO3-发生双水解，C错误；D、R点时氢氧化铝与OH-未完全反应，与Na+、SO42-、Cl−、NO3-均不反应，D正确；故选D。