高考化学一轮复习跟踪检测8从铝土矿到铝合金镁 含解析

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从铝土矿到铝合金  镁 1．铝箔在酒精灯上加热至熔化的实验现象与下列性质的叙述无关的是(　　)A．铝表面可形成一层氧化物保护膜B．铝的熔点较低C．Al2O3熔点高，酒精灯不能将其熔化D．铝能与酸或强碱溶液反应解析：选D　铝箔在酒精灯上加热至熔化看到的实验现象是铝熔化但不滴落，原因是铝在加热条件下与空气中的氧气反应生成致密的熔点较高的Al2O3薄膜，内部低熔点的铝虽熔化但不能滴落，可见该现象与D项叙述无关。2．下列变化不能通过一步化学反应直接完成的是(　　)A．Al(OH)3―→Al2O3   B．Al2O3―→Al(OH)3C．Al―→Al2O3   D．Al2O3―→AlO解析：选B　Al2O3与水不反应，不能通过一步反应制得Al(OH)3。3．甲、乙、丙、丁分别是Al2(SO4)3、FeSO4、NaOH、BaCl2四种物质中的一种，若将丁溶液滴入乙溶液中，发现有白色沉淀生成，继续滴加则沉淀消失，丁溶液滴入甲溶液中，无明显现象发生，据此可推断丙物质是(　　)A．Al2(SO4)3　　　　　　　　     B．NaOHC．BaCl2   D．FeSO4解析：选D　已知将丁溶液滴入乙溶液中，有白色沉淀生成，继续滴入丁溶液白色沉淀消失，判断丁为NaOH，乙为Al2(SO4)3，因为Al2(SO4)3＋6NaOH===2Al(OH)3↓＋3Na2SO4，出现Al(OH)3白色沉淀，继续加入NaOH，则有Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，Al(OH)3又溶解，丁溶液滴入甲溶液时，无明显现象发生，则可推断甲是BaCl2，因此，丙是FeSO4。 4．通过观察化学实验现象，分析归纳出正确的结论，是学习化学科学最基本的技能之一。下列由实验现象得出正确结论的是(　　) 选项实验现象结论A把相同大小的一块铝和镁分别投入相同浓度的NaOH溶液中：铝溶解有气泡放出，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：选D　A项，比较金属性的强弱是用金属单质与水或酸反应产生H2的快慢程度，错误；B项，由于生成了熔点很高的氧化铝，起到隔绝空气的作用，错误；C项，产生的气体应为H2和NH3的混合气体，错误。5．室温下，在0.2 mol·L－1 Al2(SO4)3溶液中，逐滴加入1.0 mol·L－1 NaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如图，下列有关说法正确的是(　　)A．a点时，溶液呈酸性的原因是Al3＋水解，离子方程式为Al3＋＋3OH－ Al(OH)3B．a→b段，溶液pH增大，Al3＋浓度不变C．b→c段，加入的OH－主要用于生成Al(OH)3沉淀D．d点时，Al(OH)3沉淀开始溶解解析：选C　a点，Al3＋水解，其离子方程式为Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋。所以溶液呈酸性；滴加NaOH溶液，发生反应Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓， Al3＋浓度减小，pH增大，直至约为5.2。后再继续滴加NaOH溶液，Al(OH)3开始溶解，d点时Al(OH)3基本溶解完，此后溶液pH的增大是加入NaOH溶液所引起的，C正确。6．海洋约占地球表面积的71%，对其进行开发利用的部分流程如图所示。下列说法错误的是(　　)A．试剂1可以选用石灰乳B．从苦卤中提取Br2的反应的离子方程式为2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2C．工业上，电解熔融MgO冶炼金属镁可减小能耗D．可用BaCl2溶液除去粗盐中的SO解析：选C　煅烧贝壳得到CaO，将CaO溶于水得到石灰乳，石灰乳和Mg2＋反应生成Mg(OH)2沉淀，试剂1廉价且原料来源广泛，故A正确；Cl2能将Br－氧化为Br2，从苦卤中提取Br2反应的离子方程式为2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2，然后采用萃取的方法从溶液中获取溴，故B正确；MgO熔点很高，MgCl2熔点较MgO低，电解MgO冶炼镁增加成本，所以工业上采用电解熔融MgCl2的方法冶炼镁，故C错误；BaCl2和SO反应生成难溶性的BaSO4，且Cl－不是杂质离子，故D正确。7．某校化学兴趣小组用如图所示过程除去AlCl3溶液中含有的Mg2＋、K＋杂质离子并尽可能减小AlCl3的损失。下列说法正确的是(　　)A．NaOH溶液可以用氨水来代替B．溶液a中含有Al3＋、K＋、Cl－、Na＋、OH－C．溶液b中只含有NaClD．向溶液a中滴加盐酸需控制溶液的pH解析：选D　A项，若用氨水，则Mg2＋、Al3＋均转化为沉淀，不能分离Mg(OH)2和Al(OH)3，错误；B项，Al3＋与过量NaOH反应生成NaAlO2，溶液a中含AlO、K＋、Cl－、Na＋、OH－，错误；C项，K＋、Cl－、Na＋在整个过程中不参加反应，溶液b中含KCl、NaCl，错误；D项，因Al(OH)3能溶于盐酸，则向溶液a中滴加盐酸需控制溶液的pH，正确。8．把X溶液逐滴滴入Y溶液中，与把Y溶液逐滴滴入X溶液中，反应现象不同的是(　　) ABCDXNaHCO3NaAlO2NaHCO3MgCl2YCa(OH)2HClHClNaOH解析：选B　A、C、D三项中，无论前者滴入后者还是后者滴入前者，反应现象均相同；B项，若将NaAlO2溶液滴入盐酸中，开始盐酸过量，没有沉淀生成，随着NaAlO2溶液的增多，最终会产生Al(OH)3白色沉淀，若将盐酸滴入NaAlO2溶液中，开始盐酸少量，会立即产生Al(OH)3白色沉淀，随着盐酸的过量，最后白色沉淀逐渐溶解，反应现象不同，符合题意。9．海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源等(如图所示)。下列有关说法正确的是(　　)A．大量的氮、磷废水排入海洋，易引发赤潮B．工段②中结晶出的MgCl2· 6H2O可在空气中受热分解制无水MgCl2C．在工段③④⑤中溴元素均被氧化D．工段①中除去粗盐中的SO、Ca2＋ 、Mg2＋、Fe3＋等杂质，加入的试剂顺序为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸解析：选A　由MgCl2· 6H2O制无水MgCl2必须在HCl气流中加热，以抑制Mg2＋的水解；④中溴元素均被还原；除去粗盐中的SO、Ca2＋ 、Mg2＋、Fe3＋等杂质，应先加入BaCl2溶液，再加入Na2CO3溶液以除去过量的BaCl2。10．下列均为实验过程中产生沉淀的物质的量(Y)与加入试剂的量(X)之间的关系图，其中正确的是(　　)A．图①：向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量且边滴边振荡B．图②：向NaAlO2溶液中逐滴滴加稀盐酸至过量且边滴边振荡C．图③：向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液直至过量D．图④：向NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2的混合溶液中逐渐通入二氧化碳气体至过量解析：选C　生成沉淀与沉淀溶解消耗NaOH的物质的量之比应为3∶1，A错误；滴入盐酸即可产生沉淀，且最终沉淀全部溶解，生成沉淀与沉淀溶解消耗HCl的物质的量之比为1∶3，B错误；滴加NaOH溶液，依次与溶液中Al3＋、NH、Al(OH)3反应，沉淀生成、溶解以及NH完全反应时消耗NaOH的物质的量之比为3∶1∶1，C正确；通入的过量的CO2首先与OH－反应生成CO，且CO与Ba2＋反应生成BaCO3[相当于CO2先与Ba(OH)2反应生成BaCO3，再与NaOH反应生成Na2CO3]，然后CO2与NaAlO2反应生成Al(OH)3沉淀，最后CO2与BaCO3反应沉淀溶解，即最终溶液中的沉淀只有Al(OH)3，D错误。11．下列各组物质，不能按(“→”表示反应一步完成)关系转化的是(　　)选项abcAAl2O3NaAlO2Al(OH)3BAlCl3Al(OH)3NaAlO2CAlAl(OH)3Al2O3DMgCl2Mg(OH)2MgO解析：选C　A项：Al2O3NaAlO2Al(OH)3Al2O3；B项：AlCl3Al(OH)3NaAlO2AlCl3；C项：Al―→Al(OH)3不能一步完成；D项：MgCl2Mg(OH)2MgOMgCl2。12．某同学研究铝及其化合物的性质时设计了如下两个实验方案。方案①：2.7 g AlX溶液Al(OH)3沉淀方案②：2.7 g AlY溶液Al(OH)3沉淀NaOH溶液和稀盐酸的浓度均是3 mol·L－1，如图是向X溶液或Y溶液中分别加入NaOH溶液或稀盐酸时产生沉淀的物质的量与加入盐酸或氢氧化钠溶液体积之间的关系，下列说法正确的是(　　)A．X溶液溶质为AlCl3，Y溶液溶质为NaAlO2B．b曲线表示的是向X溶液中加入NaOH溶液C．在O点时两方案中所得溶液浓度相等D．a、b曲线表示的反应都是氧化还原反应解析：选C　n(HCl)＝3 mol·L－1×0.1 L＝0.3 mol，n(NaOH)＝3 mol·L－1×0.1 L＝0.3 mol，n(Al)＝＝0.1 mol,2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑、2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑，根据方程式知，Al和HCl完全反应需要n(HCl)＝3n(Al)＝0.3 mol，所以Al和HCl恰好完全反应生成AlCl3；根据方程式知，Al和NaOH完全反应需要n(NaOH)＝n(Al)＝0.1 mol＜0.3 mol，所以NaOH有剩余，根据以上分析知，X溶液中溶质是AlCl3，Y溶液溶质为NaAlO2、NaOH，故A错误；加入溶液后先没有生成沉淀，则溶液中还发生其他反应，则该溶液应该是Y溶液，先发生酸碱中和反应，所以b曲线表示的是向Y溶液中加入稀盐酸，故B错误；在O点时沉淀的物质的量相等，溶液中的溶质都是NaCl，根据最初的Na原子和Cl原子守恒知，两方案中所得溶液浓度相等，故C正确；a、b曲线表示的反应中没有电子转移，不属于氧化还原反应，故D错误。13．(2019·淮安模拟)从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如图：请回答下列问题：(1)流程甲加入盐酸后生成Al3＋的离子方程式为________________________________。 (2)流程乙加入烧碱后生成SiO的离子方程式为________________________________。(3)验证滤液B中含Fe3＋，可取少量滤液并加入________(填试剂名称)。 (4)滤液E、K中溶质的主要成分是________(填化学式)，写出该溶质的一种用途：________________________________________________________________________。(5)已知298 K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp＝5.6×10－12，取适量的滤液B，加入一定量的烧碱达到沉淀溶解平衡，测得pH＝13，则此温度下残留在溶液中的c(Mg2＋)＝________________。 解析：Al2O3、SiO2、Fe2O3、MgO中SiO2不溶于盐酸，其余溶于盐酸。Al2O3与SiO2溶于烧碱，而Fe2O3、MgO不溶于烧碱。(3) 检验Fe3＋可用硫氰化钾，若出现血红色(或用苯酚溶液，若出现紫色)，则证明Fe3＋存在。(4) 滤液B为AlCl3 、FeCl3、MgCl2，滤液D为NaAlO2，通入过量的CO2后生成NaHCO3，滤液Y为NaAlO2 与Na2SiO3，通入过量的CO2后也生成NaHCO3。(5) 由pH＝13得出c(OH－)＝0.1 mol·L－1，c(Mg2＋)＝ mol·L－1＝5.6×10－10 mol·L－1。答案：(1)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O(2)SiO2＋2OH－===SiO＋H2O(3)硫氰化钾(或苯酚溶液等)(4)NaHCO3　制纯碱(或作发酵粉等)(5)5.6×10－10 mol·L－114．铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，如图是从铝土矿中制备铝的工艺流程：已知：①铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质；②溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学反应方程式为2Na2SiO3＋2NaAlO2＋2H2O===Na2Al2Si2O8↓＋4NaOH。请回答下列问题：(1)铝土矿中Al2O3与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为________________________________________________________________________。(2)在工艺流程中“酸化”时，加入的最佳物质B是______，理由是________________________________________________________________________，写出酸化过程发生反应的化学方程式：_______________________________________。(3)工业上用Al2O3与C、Cl2在高温条件下反应制取AlCl3，理论上每消耗6.0 g碳单质，转移1 mol电子，则反应的化学方程式为_________________________________________。(4)某同学推测铝与氧化铁发生铝热反应得到的熔融物中还含有Fe2O3，设计了如下方案来验证：取一块该熔融物投入少量稀硫酸中，反应一段时间后，向反应后的混合液中滴加物质甲的溶液，观察溶液颜色的变化，即可证明熔融物中是否含有Fe2O3。则物质甲是________(填化学式)，请判断该同学设计的实验方案的合理性________(填“合理”或“不合理”)。原因是_______________________________________________(若合理，则不用填写)。解析：(1)铝土矿主要成分是Al2O3还有少量SiO2，加入足量NaOH溶液后发生如下反应：Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O；SiO2＋2OH－===SiO＋H2O；Fe2O3不与NaOH溶液发生反应。(2)根据题干已知反应，滤液中主要含NaAlO2，通入过量CO2可以将NaAlO2完全转化为Al(OH)3。(3)每消耗6.0 g(0.5 mol)碳单质，转移1 mol电子，说明碳被氧化为CO，化学方程式为Al2O3＋3Cl2＋3C2AlCl3＋3CO。(4)Fe3＋的检验可用KSCN，但该同学的实验方案不合理，因为Fe3＋能与Fe、Al发生反应生成Fe2＋，不能检验是否含有Fe3＋。答案：(1)Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O(2)CO2　CO2过量时氢氧化铝不会溶解，反应易控制，且原料廉价　CO2＋NaAlO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3(3)Al2O3＋3C＋3Cl22AlCl3＋3CO(4)KSCN　不合理　Fe3＋能与Fe、Al反应生成Fe2＋，不能检出Fe3＋15．一位同学在复习时遇到这样一道习题：某无色溶液中可能含有H＋、OH－、Na＋、NO，加入铝粉后，只产生H2，问该无色溶液中能大量存在哪几种离子。(1)加入铝粉产生H2，说明铝具有________(填“氧化性”或“还原性”)。(2)该同学分析：若H＋大量存在，则NO就不能大量存在。设计实验证实如下：装置现象ⅰ.实验初始，未见明显现象ⅱ.过一会儿，出现气泡，液面上方呈浅棕色ⅲ.试管变热，溶液沸腾①盐酸溶解Al2O3薄膜的离子方程式是_______________________。②根据现象ⅱ，推测溶液中产生了NO，为进一步确认，进行如下实验：实验内容现象实验1将湿润KI­淀粉试纸置于空气中未变蓝实验2用湿润KI­淀粉试纸检验浅棕色气体试纸变蓝a.浅棕色气体是__________。b．实验1的目的是____________________________________________________。c．实验1、2说明反应生成了NO，将生成NO的离子方程式补充完整：Al＋____NO＋______===____Al3＋＋______NO＋______。(3)再假设：若OH－大量存在，NO也不能大量存在。重新设计实验证实如下：装置现象ⅰ.实验初始，未见明显现象ⅱ.过一会儿，出现气泡，有刺激性气味 为确认：“刺激性气味”气体，进行如下实验：用湿润KI­淀粉试纸检验，未变蓝；用湿润红色石蕊试纸检验，试纸变蓝。①刺激性气味的气体是__________。②产生该气体的离子方程式是_________________________________________。(4)在NaOH溶液中加入铝粉，结果只检验出有H2生成，其化学方程式是________________________________________________________________________。解析：(1)加入铝粉产生H2，Al失去电子，H得到电子，则Al为还原剂，具有还原性。(2)①盐酸与Al2O3反应生成AlCl3和水，该离子反应为6H＋＋Al2O3===2Al3＋＋3H2O。②液面上方呈浅棕色，一定不是H2，为氮的氧化物，由将湿润KI­淀粉试纸置于空气中未变蓝，说明KI在空气中不能被氧化，而用湿润KI­淀粉试纸检验浅棕色气体试纸变蓝，则KI被氧化，即NO2与水反应生成HNO3，再氧化I－生成碘单质。a.由上述分析可知，浅棕色气体是NO2。b.实验1的目的是对比实验。c.Al与H＋、NO发生氧化还原反应生成硝酸铝、NO和水，离子反应为Al＋NO＋4H＋===Al3＋＋NO↑＋2H2O。(3)①用湿润KI­淀粉试纸检验，未变蓝；用湿润红色石蕊试纸检验，试纸变蓝，则气体为NH3。②由上述分析可知，碱性条件下Al与NO发生氧化还原反应生成NH3，离子反应为8Al＋3NO＋5OH－＋2H2O===3NH3↑＋8AlO。(4)NaOH溶液中加入铝粉，结果只检验出有H2生成，即反应生成NaAlO2和H2，反应为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。答案：(1)还原性(2)①6H＋＋Al2O3===2Al3＋＋3H2O②a.NO2　b．对比实验，排除氧气使湿润的KI­淀粉试纸变蓝的可能　c．1　1　4H＋　1　1　2H2O(3)①NH3②8Al＋3NO＋5OH－＋2H2O===3NH3↑＋8AlO(4)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑