一轮备考·考点专练(2025届)高中化学试题第11讲铝及其重要化合物考点专练含解析答案
展开知识点细目表:
热点精炼
知识点1 铝及其化合物
考点1 铝及其化合物的结构、性质及其应用
1.下列关于铝及其化合物的说法不正确的是
A.铝元素位于元素周期表p区
B.氯化铝属于弱电解质
C.氧化铝是两性氧化物
D.电解熔融氧化铝制备金属铝
2.二聚体是指由两个相同或不同的分子单元通过共价键连接而成的分子复合物。反应:中,共价化合物的结构式为,下列说法不正确的是
A.中的键数目为
B.分子中所有原子最外层均满足8电子结构
C.反应前后原子配位数不变
D.属于极性分子
考点2 铝热反应及应用
3.工业上可用铝热反应冶炼锰、钒等金属,其原因与下列无关的是
A.铝还原性较强B.铝能形成多种合金
C.锰、钒熔点高D.反应放出大量热
4.化学焊接技术的原理之一是利用焊剂(主要成分为Al与CuO)在高温下反应制得液态金属(或合金),凝固后,除去焊接点表面的焊渣,实现焊件金属的焊接。下列说法错误的是
A.Al与Fe2O3也能发生类似反应
B.焊渣的主要成分是Al(OH)3
C.焊接前可用还原性气体在加热条件下除去焊件金属表面的氧化膜
D.若在反应体系中加入低熔点金属,则可形成低熔点液态合金便于焊接
考点3 铝及其化合物制备的工艺流程
5.铝电解厂烟气净化的一种简单流程如图所示。下列有关说法正确的是
A.不宜用陶瓷等硅酸盐产品作吸收塔内衬材料
B.吸收塔中发生的反应为
C.合成槽中发生的反应为
D.冰晶石可作为工业上电解熔融氯化铝制取金属铝时的助熔剂
6.具有耐高温的惰性,高活性,可广泛应用于制作各种塑料、橡胶、陶瓷、耐火材料等。工业上以油页岩灰渣(主要成分为、,含少量、、和其他不溶于酸、碱的杂质)为原料制备纳米的流程如下。已知:熔点高,硬度大,不溶于酸、碱;常温下,、、;溶液中离子的浓度小于时可视为该离子沉淀完全。请回答下列问题:
(1)油页岩灰渣“70℃下加热”前需要将其粉碎,目的是 ;加入的目的是 。
(2)滤渣1的主要成分为 、 及不溶于酸、碱的杂质;加入调节溶液的为13后,溶液中的 。
(3)若通入过量,发生的主要反应的离子方程式为 。
(4)写出洗去固体A表面杂质的简要操作: 。
(5)“煅烧”固体A反应的化学方程式为 。
考点4 铝及其化合物与强酸、强碱反应有关计算
7.将a g Fe2O3、Al2O3样品溶解在过量的200 mL pH=1的硫酸溶液中,然后向其中加入NaOH溶液,使Fe3+ 、Al3+刚好沉淀完全,用去NaOH溶液200 mL,则NaOH溶液的浓度为
A.0.1ml/LB.0.2ml/LC.0.3ml/LD.0.4ml/L
8.向100mL1ml·L-1NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入1ml·L-1Ba(OH)2溶液。沉淀总物质的量n随加入Ba(OH)2溶液体积V的变化如图。下列说法错误的是
A.沉淀质量:b点>a点>c点
B.a点到c点过程中,b点溶液中水的电离程度最小
C.a点离子浓度的大小关系为:[NH]>[SO]>[H+]>[OH-]
D.b点到c点过程中,发生的离子方程式为:Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O
【特别提醒】
1.常温下,能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生“钝化”,而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应。
2.铝与稀硝酸反应时生成的气体是NO而不是H2。
3.铝不但能与酸(H+)反应,还能够与碱溶液反应,表现为特殊性。2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑。其反应机理应为:铝先与强碱溶液中的水反应生成H2和Al(OH)3,然后Al(OH)3再与NaOH反应生成H2O和NaAlO2,反应中铝作还原剂,水作氧化剂,NaOH无电子得失。
4.铝热反应是在高温状态下进行的置换反应,铝只能与排在金属活动性顺序其后的金属氧化物反应。铝不能与MgO反应,铝热反应不能用来冶炼大量的金属铁、铜等(要考虑冶炼成本)。
5.明矾净水只能除去水中的悬浮杂质,不能杀菌消毒,与氯气消毒原理不同。
知识点2 铝及其化合物的相互转化及应用
考点1 “铝三角”的转化及应用
9.下列化合物中不能由化合反应直接得到的是
A.B.C.D.
10.一定符合以下转化过程的X是
X溶液WZX
A.FeOB.SiO2C.Al2O3D.NH3
考点2 实验探究铝及其重要化合物的转化关系
11.部分含Mg或含Al物质的类别与化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A.a不能与反应生成d或g
B.b和e均可用于制造耐高温材料
C.可存在a→f→g→e→a的循环转化关系
D.直接加热蒸干c或f溶液无法得到无水氯化物
12.“价类”二维图体现了元素的分类观、转化观,下图是及其部分化合物的“价类”二维图。下列说法错误的是
A.反应③④⑤⑥⑦均属于复分解反应B.反应①⑥所加试剂可能相同
C.物质的类别处“”代表偏铝酸盐D.反应④⑤均可以通过加入盐酸实现转化
【特别提醒】
1.Al(OH)3具有两性,能溶于强酸(如盐酸)、强碱(如NaOH溶液),但不溶于弱酸(如H2CO3)、弱碱溶液(如氨水)。
2.由Al(OH)3的两式电离以及与酸和碱反应的离子方程式可知:与酸反应时相当于三元碱,与碱反应时相当于一元酸。
3.既能与酸反应又能与碱反应的物质:①弱酸的铵盐,如:NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S等;②弱酸的酸式盐,如:NaHCO3、KHS、NaHSO3等;③氨基酸;④铝及铝的氧化物、氢氧化物。知识点
考点
题号
题型
难度
铝及其化合物
铝及其化合物的结构、性质及其应用
1
选择题
简单
2
选择题
适中
铝热反应及应用
3
选择题
简单
4
选择题
适中
铝及其化合物制备的工艺流程
5
选择题
简单
6
流程题
较难
铝及其化合物与强酸、强碱反应有关计算
7
选择题
简单
8
选择题
适中
铝及其化合物的相互转化及应用
“铝三角”的转化及应用
9
选择题
简单
10
选择题
适中
实验探究铝及其重要化合物的转化关系
11
选择题
简单
12
选择题
适中
参考答案:
1.B
【详解】A.铝元素的原子序数为13,价电子排布式为3s23p1,位于元素周期表p区,故A正确;
B.氯化铝是共价化合物,在溶液中能完全电离出铝离子和氯离子,属于强电解质,故B错误;
C.氧化铝是既能与酸反应生成盐和水,也能与碱反应生成盐和水的两性氧化物,故C正确;
D.工业上常用电解熔融氧化铝制备金属铝,故D正确;
故选B。
2.A
【详解】A.分子中含有4个配位键,NH3分子中含有3个共价键,则中的键数目为,故A错误;
B.由分子结构图可知,Al原子外围有3对成键电子对,Cl提供1对孤电子对与Al形成配位键,Al周围电子数为6+2=8,Cl原子最外层有7个电子,与Al形成1对共用电子对,也满足8电子结构,所以分子中所有原子最外层均满足8电子结构,故B正确;
C.由分子结构图可知,Al原子的配位数为4,分子的配位数也是4,即反应前后Al原子配位数不变,故C正确;
D.分子中含有3个A1-Cl配位键、1个Al-N配位键,且两种键的键长不相等,正负电中心不能重合,所以属于极性分子,故D正确;
故选A。
3.B
【详解】A.铝热反应中Al作还原剂,Al的还原性比锰、钒等金属的强,因此可以将Mn、V等金属置换出来,A不符合题意;
B.铝能形成多种合金和工业上可用铝热反应冶炼锰、钒等难熔金属无关,和铝本身的性质有关,B符合题意;
C.铝热反应放出大量的热,冶炼熔点高的金属有利于使高熔点金属熔化并流出,得到较纯的产物,C不符合题意;
D.铝热剂为铝和金属氧化物的混合物,反应在高温条件下发生氧化还原反应置换出金属单质,放出大量热,D不符合题意;
故选B。
4.B
【详解】A.Fe的活泼性弱于Al,在高温条件下可发生铝热反应,故A正确;
B.焊剂(主要成分为Al与CuO)在高温下反应得到液体金属,结合元素守恒可知,焊渣的主要成分为Al2O3,故B错误;
C.利用还原性气体(如H2,CO等)除去焊件金属表面的氧化膜可使焊接更加牢固,故C正确;
D.一般合金的熔点低于任一组分金属,加入低熔点金属,可在更低温度下得到液态合金,便于焊接,同时还可以保护焊件金属,故D正确;
故答案选B。
5.A
【分析】烟气中的HF吸收塔中发生的反应为,合成槽中发生的反应为,过滤后得到产物冰晶石。
【详解】A.硅酸盐产品能与烟气中的HF发生反应,故不宜用陶瓷等硅酸盐产品作吸收塔内衬材料,A正确;
B.溶液过量,故吸收塔中发生的反应为,B错误;
C.合成槽中发生的反应为,C错误;
D.冰晶石可作为工业上电解熔融氧化铝制取金属铝时的助熔剂,不是电解熔融氯化铝,D错误;
故答案选A。
6.(1) 增大接触面积,加快反应速率 将转化为可溶于酸的物质
(2)
(3)
(4)向漏斗内加水至浸没固体,待水自然流干后,重复操作2~3次
(5)
【分析】油页岩灰渣(主要成分为、,含少量、、和其他不溶于酸、碱的杂质)混合NaCl后在70℃下加热,然后用30%的硫酸溶液浸取,不和硫酸反应存在于滤渣1中,CaO和硫酸反应生成硫酸钙沉淀也存在于滤渣1中,滤液中存在Al3+、Mg2+,向滤液中加入过量NaOH溶液,Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀,Al3+转化为AlO,过滤后向含有AlO的滤液中通入CO2,AlO转化为Al(OH)3沉淀,煅烧Al(OH)3使其分解产生Al2O3,以此解答。
【详解】(1)油页岩灰渣“70℃下加热”前需要将其粉碎,目的是增大接触面积,加快反应速率。加入的目的是将转化为可溶于酸的物质。
(2)由分析可知,滤渣1的主要成分为、及不溶于酸、碱的杂质;加入调节溶液的为13后,c(H+)=10-13ml/L,c(OH-)= ,溶液中的。
(3)若通入过量,AlO转化为Al(OH)3沉淀,离子方程式为:。
(4)洗去固体A表面杂质的简要操作为:向漏斗内加水至浸没固体,待水自然流干后,重复操作2~3次。
(5)“煅烧”固体Al(OH)3生成氧化铝,化学方程式为:。
7.A
【详解】将a克Al2O3和Fe2O3样品溶解在过量的硫酸溶液中,反应生成硫酸铝、硫酸铁,硫酸可能有剩余,向反应后的混合溶液中加入NaOH溶液,恰好使Fe3+、Al3+完全沉淀,此时溶液中溶质为Na2SO4,根据硫酸根守恒有n(Na2SO4)=n(H2SO4)=0.2L×0.05ml/L=0.01ml,根据钠离子守恒有:n(NaOH)=2n(Na2SO4)=0.02ml,则该氢氧化钠溶液的浓度为:c(NaOH)==0.1ml/L,故答案为:A。
8.A
【分析】100mL1ml/LNH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入1ml/LBa(OH)2溶液,a点时铝离子与氢氧根离子完全反应生成氢氧化铝沉淀,钡离子和硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀,此时硫酸根离子剩余0.05ml,继续滴加50mLBa(OH)2,剩余的硫酸根离子全部与钡离子反应生成硫酸钡沉淀,0.1ml铵根离子与0.1ml氢氧根离子反应生成0.1ml一水合氨,继续加入50mLBa(OH)2,此时氢氧化铝开始溶解,c点时氢氧化铝完全溶解转化为偏铝酸根离子。
【详解】A.根据分析可知,b点沉淀质量最大,a点为0.1ml氢氧化铝和0.15ml硫酸钡,c点为0.2ml硫酸钡,a点沉淀质量小于c点,A错误;
B.a点溶液中溶质为硫酸铵,a到b的过程中硫酸铵与氢氧化钡反应,b点溶质为NH3·H2O,b到c点氢氧化铝与Ba(OH)2反应生成偏铝酸根离子,偏铝酸根离子和铵根离子均能促进水的电离,一水合氨抑制水的电离,故b点水的电离程度最小,B正确;
C.a点溶液溶质为硫酸铵,铵根离子水解使溶液呈酸性,则a点离子浓度的大小关系为:[NH]>[SO]>[H+]>[OH-],C正确;
D.b点到c点,氢氧化铝与Ba(OH)2反应生成偏铝酸根离子,离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O,D正确;
故答案选A。
9.D
【详解】A.可由化合反应Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4制得,A不合题意;
B.可由化合反应4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3制得,B不合题意;
C.可由化合反应2Fe+3Cl22FeCl3制得,C不合题意;
D.氧化铝与水不反应,不能直接化合得到,D符合题意;
故答案为:D。
10.D
【详解】A.FeO与稀硝酸反应生成硝酸铁溶液,硝酸铁溶液与NaOH溶液反应生成氢氧化铁沉淀,氢氧化铁加热分解生成氧化铁,不能生成FeO,所以不符合转化关系,故A不选;
B.SiO2与稀硝酸不反应,故B不选;
C.Al2O3与稀硝酸反应生成硝酸铝溶液,硝酸铝溶液与少量NaOH溶液反应生成氢氧化铝沉淀,但过量NaOH溶液反应生成偏铝酸钠,氢氧化铝加热分解生成氧化铝,偏铝酸钠加热得不到氧化铝,所以不一定符合,故C不选;
D.NH3与稀硝酸反应生成硝酸铵溶液,硝酸铵溶液与NaOH溶液反应生成一水合氨,一水合氨加热分解生成NH3,符合转化关系,故D选;
故答案为:D。
11.A
【分析】由图知,a为Al或Mg,b为MgO,e为Al2O3,c为MgCl2,f为AlCl3,d为Mg(OH)2,g为Al(OH)3,据此回答。
【详解】A.Mg能与在加热条件下反应生成Mg(OH)2,A错误;
B.MgO和Al2O3均可用于制造耐高温材料,B正确;
C.存在Al→AlCl3→Al(OH)3→Al2O3→Al的循环转化关系,C正确;
D.由于MgCl2或AlCl3均会水解,生成的氯化氢易挥发,直接加热蒸干MgCl2或AlCl3溶液无法得到无水氯化物,D正确;
故选A。
12.B
【分析】根据“价类二维图”可知a为Al,b为Al2O3,c为铝盐,e为,c与d,d与e可以相互转化,则d为偏铝酸盐。
【详解】A.反应③是铝盐转化为偏铝酸盐,其离子方程式为,反应④是偏铝酸盐转化为铝盐,离子方程式为,反应⑥是铝盐转化为碱,离子方程式为,反应⑦是碱转化为偏铝酸盐,离子方程式为,上述反应均为复分解反应,故A正确;
B.反应①是铝转化为铝盐,加酸可以实现转化,反应⑥是铝盐转化为氢氧化铝,加入碱实现转化,两反应所加试剂不可能相同,故B错误;
C.根据价类二维图可知,d为偏铝酸盐,故C正确;
D.反应④是偏铝酸盐转化为铝盐,离子方程式为,反应⑤是偏铝酸盐转化为碱,离子方程式为均可以通过加酸实现转化,故D正确;
答案选B。
【点睛】铝及其化合物之间的相互转化
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