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    2020版高考化学苏教版大一轮复习精练:专题3 第2课时《从铝土矿到铝合金 Word版含解析

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    课时2 从铝土矿到铝合金

    一、选择题

    1(基础题)下列说法正确的是(  )

    A.铝罐可久盛食醋

    B.焰火的五彩缤纷是某些金属元素化学性质的展现

    C.氧化铝熔点很高,可作耐火材料

    D.明矾作净水剂,可以除去废水中的铜离子

    解析 铝罐的主要成分铝可与醋酸反应,故铝罐不能久盛食醋,A项错误;焰火的五彩缤纷是因为某些金属元素的焰色反应,焰色反应是金属元素的物理性质,B项错误;氧化铝熔点很高,可用于制耐火砖、耐火坩埚、耐火管、耐高温实验仪器,C项正确;明矾净水利用的是Al(OH)3胶体的吸附性,其可吸附水中不溶于水的杂质形成沉淀,从而起到净水的作用,D项错误。

    答案 C

    2(2017·厦门模拟)镁铝性质相似,下表中对两者的对比不正确的是(  )

    选项

    反应

    A

    与非金属反应

    能被Cl2O2氧化

    能与N2O2反应

    B

    与水反应

    能与沸水反应

    反应很困难

    C

    与碱反应

    能溶于强碱溶液

    不反应

    D

    与某些氧

    化物反应

    能与Fe2O3MnO2Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应

    能在CO2

    中燃烧

    答案 B

    3.多年前,世界卫生组织把铝确定为食品的污染源之一而加以控制使用。铝在下列应用中应加以控制的是(  )

    制铝合金 制电线 制炊具 制银色漆颜料 用明矾净水 用明矾与苏打作食品膨松剂 制易拉罐 用氢氧化铝凝胶制胃舒平药品 包装糖果和食品

    A③⑤⑧⑨  B②⑥⑧⑨

    C③④⑤⑨  D③⑤⑥⑦⑧⑨

    解析 解答本题时,要抓住题中的把铝确定为食品的污染源之一控制使用D项符合题意。

    答案 D

    4.易拉罐的主要成分为铝合金,其中以铝铁合金和铝镁合金最为常见。现取几小块易拉罐碎片进行下列实验,其中实验方案与现象、结论正确的是(  )

    选项

    实验方案

    现象、结论

    A

    加入盐酸

    产生无色气体;含铝、铁、镁三种金属

    B

    加入NaOH溶液

    有无色气体产生;含有镁、铝两种金属

    C

    加入盐酸后,所得溶液中再加入少量NaOH溶液

    产生白色沉淀;含有金属镁

    D

    用盐酸溶解并放置一会儿后,加入KSCN溶液

    溶液呈红色;含有铁元素

    解析 铝、铁、镁都可与盐酸反应产生无色气体,不能得出含铝、铁、镁三种金属的结论,A错误;铝、铁、镁三种金属中只有铝能与NaOH溶液反应产生无色气体,B错误;氢氧化镁与氢氧化铝均为白色沉淀,C错误;用盐酸溶解后生成的亚铁离子在空气中易被氧化成Fe3,加入KSCN溶液呈红色,D正确。

    答案 D

    5.下列叙述正确的是(  )

    A.向氯化铝溶液中加入过量氨水反应的实质是Al33NH3·3H2O=== Al(OH)33NH

    B.存在于污水中的重金属离子,常用加入明矾等电解质的方法进行处理

    C.镁铝合金既可完全溶于过量盐酸又可完全溶于过量NaOH溶液

    D.依据铝热反应原理,能发生反应2Al3MgO高温,3MgAl2O3

    解析 B项中明矾只能使污水中的悬浮物沉降,不能除去重金属离子;C项中Mg不能溶于NaOH溶液;D项中Mg的金属性比Al强,故AlMgO不能发生铝热反应。

    答案 A

    6.下列由实验现象得出正确结论的是(  )

    选项

    实验现象

    结论

    A

    把相同大小的铝片和镁片分别投入相同浓度的NaOH溶液中:铝溶解有气泡产生,而镁没有任何变化

    铝的金属性比镁强

    B

    取一块铝箔,用酒精灯点燃:铝箔只熔化成液体而没有脱落

    铝不易燃烧

    C

    向氯化铵溶液中投入一铝片;铝片上产生大量气泡

    该气体是氨气

    D

    向氯化铝溶液中逐滴滴加NaOH溶液至过量:先产生白色沉淀,后沉淀逐渐溶解,最后沉淀完全消失

    氢氧化铝能溶于强碱溶液

    解析 金属性的强弱可根据金属与酸反应时金属失电子的能力强弱判断,而不是与碱反应,故A错误;没有脱落表明氧化铝的熔点高,故B错误;氯化铵溶液显酸性,与铝反应时放出氢气,故C错误;氯化铝和氢氧化钠溶液反先生成氢氧化铝白色沉淀,氢氧化铝再和氢氧化钠溶液反应生成可溶性的偏铝酸钠,故D正确。

    答案 D

    7(2017·北京海淀区期末)铝自然形成的氧化膜易脱落。以硫酸为电解液,分别以石墨和铝材作阴、阳极材料,经过电解处理形成氧化铝膜,抗蚀能力强。其制备的简要流程如图所示。下列用来解释流程中反应的方程式不正确的是(  )

    A.碱洗目的是除去铝材表面的自然氧化膜:2OHAl2O3===2AlOH2O

    B.碱洗时铝材表面会出现气泡:2Al2OH2H2O===2AlO3H2

    C.获得耐蚀铝材的电极反应:4Al12e3O2===2Al2O3

    D.用稀氨水洗去耐蚀铝材表面的酸:NH3·H2OH===NHH2O

    解析 A氧化铝能够溶于氢氧化钠,离子方程式为2OHAl2O3===2AlOH2O,正确;B.铝能够与氢氧化钠反应放出氢气,离子方程式为:2Al2OH2H2O===2AlO3H2,正确;C.电极反应方程式也要满足电荷守恒,4Al12e3O2===2Al2O3,电荷不守恒,错误;D.氨水是弱电解质,用化学式表示,离子方程式为NH3·H2OH===NHH2OD正确;故选C

    答案 C

    8.某校化学兴趣小组用如图所示过程除去AlCl3溶液中含有的Mg2K杂质离子并尽可能减少AlCl3的损失。

    下列说法正确的是(  )

    ANaOH溶液可以用氨水来代替

    B.溶液a中含有Al3KClNaOH

    C.溶液b中只含有NaCl

    D.向溶液a中滴加盐酸需控制溶液的pH

    解析 A项,氨水也沉淀Al3,不能代替NaOH溶液;B项,a中不含Al3C项,b也含有KCl

    答案 D

    9.现有AlCl2Al2O3HCl(aq)Al(OH)3NaOH(aq)六种物质,它们之间有如图所示转化关系,图中每条线两端的物质之间都可以发生反应,下列推断中不合理的是(  )

    AN一定是HCl(aq) BX可能为AlCl2

    CY一定为NaOH(aq) DQZ中的一种必定为Al2O3

    解析 AlCl2Al2O3HCl(aq)Al(OH)3NaOH(aq)中,只有NaOH(aq)能与AlCl2Al2O3HCl(aq)Al(OH)3五种物质反应,对照图示转化关系,可知YNaOH(aq)。只有HCl(aq)能与AlAl2O3Al(OH)3NaOH(aq)四种物质反应,对照图示转化关系可知NHCl(aq),故选项AC正确;选项B,若XAlAl能与Cl2HCl(aq)NaOH(aq)三种物质反应,而图示给出的是与两种物质反应,所以X不可能是Al,但可能是Cl2;选项DAl2O3既能与HCl(aq)反应,也能与NaOH(aq)反应,故QZ中的一种必定为Al2O3

    答案 B

    10.铝土矿的主要成分中含有氧化铝、氧化铁和二氧化硅等,工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝。下列说法错误的是(  )

    A中还需要进行过滤操作,滤渣为二氧化硅

    Bab中铝元素的存在形式不同

    C中需要通入过量的氨气

    D进行的操作是加热,而且d一定是氧化铝

    解析 铝土矿加盐酸生成Al3Fe3,二氧化硅不溶于盐酸,所以要过滤、分离出二氧化硅;滤液中加过量NaOHAl3转化为AlOFe3转化为Fe(OH)3沉淀,过滤除去Fe(OH)3沉淀,向滤液中通入过量的二氧化碳,生成Al(OH)3沉淀,Al(OH)3分解生成Al2O3,最后电解熔融的Al2O3生成Al。由以上分析可知中除加试剂外,还需要进行过滤操作,故A正确;a中为Al3b中为AlO,故B正确;中需要把AlO转化为Al(OH)3沉淀,要通入过量的二氧化碳,AlOCO22H2O===Al(OH)3HCO,故C错误;根据上面分析可知Al(OH)3受热分解生成Al2O3,故D正确。

    答案 C

    11.向等物质的量浓度的HClAlCl3NH4ClMgCl2混合溶液中逐滴加入1 mol·L1NaOH溶液,生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示。下列有关说法正确的是(  )

    A.在0a段加入的NaOH溶液与NH4Cl反应

    B.在bc段加入NaOH溶液发生反应的离子方程式为Al33OH=== Al(OH)3

    C.在de段加入NaOH溶液发生反应的离子方程式为Al34OH===AlO2H2O

    D.在滴加NaOH溶液全过程中主要粒子参与反应的先后顺序是HAl3Mg2NHAl(OH)3

    解析 A项错误,加入的NaOH溶液应先与H反应;B项错误,由图像中耗用NaOH溶液的体积可知,在bc段加入NaOH溶液发生反应的离子方程式为Mg22OH===Mg(OH)2C项错误,在de段加入NaOH溶液发生反应的离子方程式为Al(OH)3OH===AlO2H2OD项正确。

    答案 D

    二、填空题

    12.利用铝灰(主要成分为AlAl2O3AlNFeO)制备铝鞣剂[主要成分为Al(OH)2Cl]的一种工艺如下:

    (1)气体A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。铝灰在90 水解生成A的化学方程式为_________________________________________

    水解采用90 而不在室温下进行的原因是__________________ ____________________________________________________________

    (2)酸溶时,Al2O3发生反应的离子方程式为_____________________ _____________________________________________________________

    (3)氧化时,发生反应的离子方程式为________________________ ____________________________________________________________

    (4)废渣成分为________(填化学式)

    (5)采用喷雾干燥而不用蒸发的原因是____________________ ________________________________________________________________

    答案 (1)AlN3H2OAl(OH)3NH3 加快AlN水解反应速率;降低NH3在水中的溶解度,促使NH3逸出

    (2)Al2O36H===2Al33H2O

    (3)2Fe22HClO===2Fe3ClH2O

    (4)Fe(OH)3

    (5)防止Al(OH)2Cl水解生成Al(OH)3

    13.氯化铝融盐电解法是以氯化铝为原料,以碱金属或碱土金属氯化物(含少量MgCl2KClCaCl2)为电解质进行电解制取铝的方法。

    (1)氯化铝融盐电解法需要先制纯氧化铝。以铝土矿(主要成分为Al2O3,含有少量Fe2O3SiO2等杂质)为原料通过以下途径提纯氧化铝:

    Al2O3

    依次写出XY的成分________________

    如右图所示在实验室中进行过滤,操作中的两处错误分别是______________________________________________________

    (2)制备无水氯化铝的反应为:2Al2O36Cl24AlCl33O2

    为促进该反应的进行,实际生产中需加入焦炭,其原理是____________________

    加入焦炭后的化学反应可表示为Al2O3CCl2AlCl3X,为确定气体X是否为混合气体,某同学将X依次通过灼热的氧化铜和澄清的石灰水,再根据现象判断。该操作是否正确?(填正确、不正确或无法判断)________,请说明理由_________________________________________________

    (3)现在工业上通常用电解熔融氧化铝方式制取铝,理论上生产1吨铝消耗的氧化铝的质量________(大于小于等于)氯化铝质量。

    解析 (1)滤液乙能和氨水反应生成氢氧化铝沉淀,这说明滤液乙中含有铝离子,所以Y应该是盐酸。则滤液甲中含有AlOSiO,因此XNaOH。氧化铁和氢氧化钠不反应,过滤得到氧化铁。硅酸钠和盐酸反应生成硅酸沉淀,过滤得氯化铝和盐酸的混合液,加入氨气即生成氢氧化铝沉淀。

    根据装置图可知,该装置是过滤装置,因此主要的错误是没有使用玻璃棒引流,其次滤纸边缘高于漏斗边缘。

    (2)因为在加热的条件下,碳与O2反应,生成COCO2,降低氧气的浓度,有利于反应正向进行。

    由于在加热的条件下,CO能和氧化铜反应生成CO2,所以将生成气体先通过灼热的CuO粉末,若有CO就会生成CO2,这样就无法确定原来是否有CO2,所以是不正确的。

    (3)根据原子守恒可知,1 mol氧化铝可以生成2 mol氯化铝。1 mol氧化铝的质量是102 g,2 mol氯化铝的质量是2  mol×133.5 g/mol267 g,所以氧化铝的质量小于氯化铝的质量。

    答案 (1)NaOH溶液 稀盐酸 没有使用玻璃棒引流 滤纸边缘高于漏斗边缘

    (2)碳与O2反应,有利于反应正向进行

    不正确 将生成气体先通过灼热的CuO粉末,若有CO就会生成CO2,这样就无法确定原来是否有CO2

    (3)小于

    14.某研究性学习小组为测定某含镁3%5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数,设计了下列两种不同实验方案进行探究,请根据他们的设计回答有关问题。

    [探究一]实验方案:铝镁合金测定剩余固体质量。

    问题讨论:

    (1)实验中发生反应的化学方程式是___________________

    (2)若实验中称取5.4 g铝镁合金粉末样品,投入V mL 2.0 mol/L NaOH溶液中,充分反应。则NaOH溶液的体积V________ mL

    (3)实验中,当铝镁合金充分反应后,在称量剩余固体质量前,还需进行的实验操作按顺序依次为_________________________________________

    [探究二]实验方案:称量x g的铝镁合金粉末,放在如图所示装置的惰性电热板上,通电使其充分灼烧。

    问题讨论:

    (4)欲计算Mg的质量分数,该实验中还需测定的数据是___________________________________________________________

    (5)假设实验中测出该数据为y g,则原铝镁合金粉末中镁的质量分数为________(用含xy的代数式表示)

    解析 (1)注意镁与NaOH溶液不反应。(2)5.4 g铝镁合金中铝的最大质量为5.4 g×97%,根据2Al2NaOH2H2O===2NaAlO23H2,可求出需要NaOH的物质的量的最大值为5.4 g×97%÷27 g/mol0.194 mol,体积为0.194 mol÷2.0 mol/L0.097 L,即97 mL(5)x g铝镁合金中镁、铝的物质的量分别是a molb mol,则燃烧生成a mol MgOb/2 mol Al2O3,则24a27bx,40a51by,解得a,镁的质量为 g,镁的质量分数为

    答案 (1)2Al2NaOH2H2O===2NaAlO23H2

    (2)97 (3)过滤、洗涤、干燥固体 (4)灼烧后固体的质量 (5)

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