金属铝、镁及其化合物突破训练（五）.doc

金属钠及其化合物 突破训练（五）‎ ‎1．化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法中错误的是(　　)‎ A．MgO、Al2O3的熔点很高，可制作耐高温材料，工业上也用其电解冶炼对应的金属 B．明矾水解形成的胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化 C．燃放烟花是利用了某些金属元素的焰色反应 D．铝比铁活泼，但铝制品比铁制品在空气中耐腐蚀 解析：选A　工业上冶炼Mg用电解熔融MgCl2而不是MgO。‎ ‎2．下列除去杂质的方法不正确的是(　　)‎ A．铁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥 B．用过量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋‎ C．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 D．MgO中混有少量Al2O3：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥得到MgO 解析：选B　氨水与Fe3＋和Al3＋均反应生成氢氧化物沉淀，不符合除杂的要求。‎ ‎3．(2019·静海一中月考)下列各组物质，不能按a―→b―→c(“―→”表示反应一步完成)关系转化的是(　　)‎ 选项 a b c A Al2O3‎ NaAlO2‎ Al(OH)3‎ B AlCl3‎ Al(OH)3‎ NaAlO2‎ C Al Al(OH)3‎ Al2O3‎ D MgCl2‎ Mg(OH)2‎ MgO 解析：选C　Al2O3溶于NaOH溶液生成NaAlO2，NaAlO2溶液中通入CO2‎ 生成Al(OH)3，故A正确；AlCl3与氨水反应生成Al(OH)3，Al(OH)3溶于NaOH溶液生成NaAlO2，故B正确；铝不能直接生成Al(OH)3，故C错误；MgCl2与NaOH溶液反应生成Mg(OH)2，Mg(OH)2加热分解生成MgO，故D正确。‎ ‎4．工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3·xH2O、Fe2O3、SiO2等)提取纯Al2O3作冶炼铝的原料，提取时操作过程如图所示，图中操作错误的是(　　)‎ A．④⑤　　　　　 B．③④‎ C．②⑤ D．①②‎ 解析：选A　由流程图可知，反应③得到的滤液为NaAlO2溶液，加入过量盐酸后得到AlCl3而不是Al(OH)3沉淀，应通入过量CO2，操作④错误；Al(OH)3在常温干燥条件下并不发生分解，故操作⑤需要加热，⑤错误。‎ ‎5．已知NaOH＋Al(OH)3===Na[Al(OH)4]。向集满CO2的铝制易拉罐中加入过量NaOH浓溶液，立即封闭罐口，易拉罐渐渐变瘪；再过一段时间，罐壁又重新凸起。上述实验过程中没有发生的离子反应是(　　)‎ A．CO2＋2OH－===CO＋H2O B．Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－‎ C．2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑‎ D．Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－‎ 解析：选D　向集满CO2的铝罐中加入过量NaOH浓溶液，首先CO2与NaOH反应，离子方程式为CO2＋2OH－===CO＋H2O，表现为铝罐变瘪；接着过量的NaOH再与铝罐反应生成氢气，发生的反应为2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑，则罐壁又重新凸起；因铝罐表面有氧化膜Al2O3，则又能够发生反应Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－，根据分析可知，过程中发生了A项、B项、C项的反应，没有发生D项的反应。‎ ‎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。依次加入试剂的最佳方案是(　　)‎ 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　NaOH溶液可以溶解Al2O3、SiO2，不能溶解Fe2O3，过滤分离出Fe2O3；之后加盐酸，Na2SiO3溶液和盐酸反应生成H2SiO3沉淀，不能溶于过量盐酸中，而NaAlO2经酸化后生成Al(OH)3沉淀，继续加盐酸会溶于过量盐酸中生成AlCl3，此步通过过滤分离出H2SiO3，经脱水后生成SiO2；此时溶液中含有AlCl3，通氨气后生成Al(OH)3沉淀，过滤后再加热，Al(OH)3分解得到Al2O3，故A项符合题意。‎ ‎7．工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2、Fe2O3等杂质)冶炼铝的主要流程如下：‎ ‎(注：SiO2碱溶时转化为铝硅酸钠沉淀)‎ 下列叙述错误的是(　　)‎ A．操作Ⅰ增大NaOH溶液用量可提高Al2O3的浸取率 B．操作Ⅱ、Ⅲ为过滤，操作Ⅳ为灼烧 C．通入过量CO2的离子方程式为2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO D．加入冰晶石的目的是降低Al2O3的熔融温度 解析：选C　操作Ⅰ增大NaOH溶液用量可以使铝土矿中的Al2O3充分溶解，从而提高Al2O3的浸取率，A正确；操作Ⅱ、Ⅲ为过滤，操作Ⅱ滤去的滤渣为Fe2O3、铝硅酸钠，操作Ⅲ得到固体Al(OH)3，操作Ⅳ为灼烧，目的是使Al(OH)3分解成Al2O3，B正确；向NaAlO2溶液中通入过量CO2后生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3，离子方程式为AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO，C不正确；加入冰晶石的目的是降低Al2O3的熔融温度，D正确。‎ ‎8.向含Al2(SO4)3和AlCl3的混合溶液中逐滴加入1 mol·L－1 Ba(OH)2溶液至过量，加入Ba(OH)2溶液的体积和所得沉淀的物质的量的关系如图，下列说法不正确的是(　　)‎ A．图中C点铝元素存在形式是AlO B．向D点溶液中通入CO2气体，立即产生白色沉淀 C．原混合溶液中c[Al2(SO4)3]∶c(AlCl3)＝1∶2‎ D．OA段反应的离子方程式为2Al3＋＋3SO＋3Ba2＋＋8OH－===2AlO＋3BaSO4↓＋4H2O ‎[解析]　 C点生成BaSO4(3 mol)沉淀和Ba(AlO2)2，此时铝元素以AlO的形式存在，A正确；D点溶液溶质为Ba(AlO2)2和Ba(OH)2，通入CO2气体，立即产生BaCO3和Al(OH)3沉淀，B正确；B点为Al(OH)3和BaSO4沉淀，此时Al(OH)3的物质的量为7 mol－3 mol＝4 mol，故原混合液中有1 mol Al2(SO4)3，AlCl3物质的量为4 mol－1 mol×2＝2 mol，即c[Al2(SO4)3]∶c(AlCl3)＝1∶2，C正确；OA段反应的离子方程式为2Al3＋＋3SO＋3Ba2＋＋6OH－===3BaSO4↓＋2Al(OH)3↓，D错误。‎ ‎9．某实验小组对含有Al3＋的一种未知溶液进行了如下实验分析：‎ 顺序 实验操作 实验现象 ‎①‎ 滴入少量NaOH溶液 无明显变化 ‎②‎ 在操作①的基础上，继续滴加NaOH溶液 产生白色沉淀 ‎③‎ 在操作②的基础上，滴入过量的NaOH溶液 白色沉淀明显减少 实验小组经定量分析，得出如图所示沉淀的物质的量与滴入NaOH溶液体积的关系。下列说法错误的是(　　)‎ A．该未知溶液中至少含有三种阳离子 B．滴加的NaOH溶液的物质的量浓度为5 mol·L－1‎ C．若溶液中只含三种阳离子且另一种离子为二价金属阳离子，则a＝10‎ D．若将最终沉淀过滤、洗涤、灼烧，得到固体的质量一定为6 g 解析：选D　由图像信息可知，混合液中至少含有H＋、Al3＋和另外一种金属阳离子(其可与NaOH溶液反应生成沉淀，同时沉淀不溶于NaOH溶液)，A项正确；溶解0.05 mol Al(OH)3消耗的NaOH溶液的体积为10 mL，由离子方程式Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O可知，NaOH溶液的物质的量浓度是5 mol·L－1，B项正确；由图像信息可知，另外一种沉淀为0.15 mol，若溶液中只含三种阳离子且另外一种离子为二价金属阳离子，则消耗的NaOH溶液的体积为60 mL，又因为生成Al(OH)3消耗的NaOH溶液为30 mL，可知沉淀二价金属阳离子、生成Al(OH)3、溶解Al(OH)3共消耗NaOH溶液的体积为100 mL，故a＝110－100＝10，C项正确；由题目已知信息不能确定另外的金属阳离子，故不能确定最终沉淀的质量，D项错误。‎ ‎10．现有AlCl3和MgSO4混合溶液，向其中不断加入NaOH溶液，得到沉淀的量与加入NaOH溶液的体积如图所示。原溶液中Cl－与SO的物质的量之比为(　　)‎ A．1∶3 B．2∶3‎ C．6∶1 D．3∶1‎ 解析：选C　OA上升的直线表示Al(OH)3和Mg(OH)2沉淀的生成，AB下降的直线表示Al(OH)3沉淀溶解，B点表示Al(OH)3完全溶解。AB段完全溶解Al(OH)3消耗NaOH 0.1 L，则Al3＋生成Al(OH)3消耗NaOH 0.3 L，沉淀Mg2＋消耗NaOH 0.1 L，因而n(AlCl3)∶n(MgSO4)＝2∶1，所以，n(Cl－)∶n(SO)＝6∶1。‎ ‎11．下列叙述中错误的是(　　)‎ A．Al(OH)3能与NaOH溶液反应，则Al(OH)3也能与氨水反应 B．Al、Al2O3、Al(OH)3都可溶于NaOH溶液和盐酸中 C．向AlCl3溶液中滴加氨水，产生白色沉淀；再加过量NaHSO4溶液，沉淀消失 D．能用同一离子方程式表示氨水滴入Al2(SO4)3溶液和Al2(SO4)3溶液滴入浓氨水的反应 解析　NH3·H2O是弱碱不能与Al(OH)3反应，A项错、D项正确；NaHSO4溶液显强酸性，C项正确。‎ ‎12．下列装置用于实验室以硫酸铝制取一定量Al2O3，能达到实验目的的是(　　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　‎ A．称量样品　　　 　　　B．样品溶解 ‎　　　　　　　　　　‎ C．氢氧化铝沉淀过滤 D．灼烧氢氧化铝沉淀 解析　称量时应该是左物右码，A项错误；过滤时应该用玻璃棒引流，C项错误；固体灼烧应该在坩埚中进行，D项错误。‎ ‎13．下列关于铝的叙述中正确的是(　　)‎ A．由于铝在空气中不会锈蚀，所以铝制品的使用寿命都很长 B．由于铝具有强还原性，所以常用铝来冶炼某些高熔点金属 C．常温下，铝被浓硫酸钝化，所以可用浓硫酸除去铝表面的铜镀层 D．由于铝的导电性能比铜强，所以常用铝制造电线、电缆 解析　铝在空气中与O2反应，生成致密的氧化物薄膜，本身就易于锈蚀，A项错误。铜与浓硫酸常温下不反应，C项错误；铝的导电性比铜差但价格相对低廉，故常用铝制造电线，D项错误；由于铝有强还原性，可利用铝热反应来冶炼难熔金属，B项正确。‎ ‎14．下图是铝热反应(2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe)的实验装置，有关该反应的下列说法中正确的是(　　)‎ A．a为镁条 B．b为氧化铁与铝粉的混合物 C．2 mol氧化剂参与反应则电子转移6NA个 D．还原剂与氧化产物的物质的量之比为1∶2‎ 解析　B项中b为氯酸钾；C项中1 mol氧化剂参与反应则电子转移6NA个；D项中还原剂与氧化产物的物质的量之比为2∶1。‎ ‎15．将铝条插入NaOH溶液中，开始没有H2生成的原因是(　　)‎ A．铝与NaOH溶液不反应 B．铝条表面有Al2O3‎ C．铝条不纯含有杂质Mg D．NaOH溶液中含有NaAlO2‎ 解析　铝易被氧化成Al2O3，附着在铝条的表面，将铝条插入到NaOH溶液中，Al2O3首先与NaOH反应，故开始无H2生成。‎ ‎16．相同质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，消耗碱量最多的是(　　)‎ A．Al2O3　　　　　　　　 B．Al(OH)3‎ C．AlCl3 D．Al 解析　A、B、D三项中各种物质与NaOH溶液反应最终均生成NaAlO2，相同质量的三种物质中Al的物质的量最多，消耗碱量最多。设质量为m，D项中消耗NaOH mol，C项中消耗×4 mol，B项中消耗 mol，A项中消耗×2 mol。‎ ‎17.用铝土矿(含30%SiO2、40.8% Al2O3和少量Fe2O3等)制取铝硅合金材料的方法有湿法、干法等，其中干法制备的工艺流程如下：‎ ‎ ‎ ‎(1)若湿法处理铝土矿，用强酸浸取时，所得溶液中阳离子有________。‎ ‎(2)焙烧除铁反应：4(NH4)2SO4＋Fe2O36NH3↑＋2NH4Fe(SO4)2＋3H2O(Al2O3部分发生类似反应)。氧化物转化为硫酸盐的百分率与温度的关系如图，最适宜焙烧温度为________，用电子式表示气体Ⅰ的形成过程______________________。‎ ‎(3)操作①包括：加水溶解、________。‎ ‎(4)用焦炭还原SiO2、Al2O3会产生中间体SiC、Al4C3。写一个高温下中间体与Al2O3反应生成铝单质的化学方程式____________________________。‎ ‎(5)铝硅合金材料中若含铁，会影响其抗腐蚀性。原因是___________________________________________________________‎ ‎______________________________。‎ ‎(6)不计损失，投入1 t铝土矿，当加入54 kg纯铝后，铝硅合金中m∶n＝________。‎ 解析　(1)Al2O3和少量Fe2O3都能溶于强酸，故所得溶液中阳离子有Al3＋、Fe3＋、H＋(酸过量)。(2)焙烧的目的是除去铁，根据题图知，选择的最适宜温度为300 ℃，此时氧化铁的转化率较高，且氧化铝的转化率较低，铝的损耗较少。气体Ⅰ为NH3，NH3为共价化合物，用电子式表示NH3的形成过程为· ·＋3H·―→HN,·· H。(3)操作①是分离出不溶于水的SiO2和Al2O3，因此加水溶解后需进行过滤操作。(4)SiC、Al4C3高温下与Al2O3反应生成铝单质的化学方程式分别为3SiC＋Al2O33Si＋2Al＋3CO↑、Al4C3＋Al2O36Al＋3CO↑。(5)铝硅合金材料中若含铁，则与电解质溶液接触时会形成铁铝原电池，铝作负极，加快了铝的腐蚀。(6)1 t铝土矿可得到Si的质量为：1 t×30%× ‎＝0.14 t＝140 kg，可得到Al的质量为：1 t×40.8%×＝0.216 t＝216 kg，当加入54 kg纯铝后，Al、Si的物质的量之比为∶＝2∶1，所以m∶n＝2∶1。‎ 答案　(1)Al3＋、Fe3＋、H＋‎ ‎(2)300 ℃　 (3)过滤 ‎(4)Al4C3＋Al2O36Al＋3CO↑或3SiC＋Al2O33Si＋2Al＋3CO↑‎ ‎(5)铁与铝形成原电池，加快了铝的腐蚀 ‎(6)2∶1‎ ‎18.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。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)溶解铝土矿时，其成分与NaOH溶液发生反应的离子方程式：___________________________________________________________‎ ‎__________________________________________________________。‎ ‎(2)滤渣A的主要成分为___________________________；‎ 硅铝酸盐沉淀写成氧化物的形式是_______________。‎ ‎(3)在工艺流程第三步中，选用二氧化碳作酸化剂而不使用盐酸的原因是_____________________________________。‎ ‎(4)若该工厂用m kg铝土矿共制得n kg Al(假设每步反应进行完全)，则铝土矿中Al2O3的质量分数为________。‎ ‎(5)若将铝用酸溶解，下列试剂中最好选用________(填选项字母)。‎ A．浓硫酸　　　　　　　　 B．稀硫酸 C．稀硝酸 D．浓硝酸 解析　(1)Al2O3是两性氧化物，能与NaOH反应，某离子反应方程式为Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O，SiO2属于酸性氧化物，能和NaOH溶液发生反应：SiO2＋2OH－===SiO＋H2O，Fe2O3属于碱性氧化物，不与NaOH反应。(2)根据上述分析，滤渣A是Fe2O3，根据信息②滤渣A中还有Na2Al2Si2O8，因此滤渣A的成分是Fe2O3、Na2Al2Si2O8。把硅酸盐写成氧化物的形式，要求原子个数守恒或与硅酸盐中原子个数成比例，按照金属氧化物→SiO2→H2O的形 式书写，如果有多种金属元素，按照金属活动性顺序书写，则该硅酸盐可写成Na2O·Al2O3·2SiO2。‎ ‎(3)因为AlO与酸反应生成的Al(OH)3不溶于碳酸，但溶于盐酸，因此用CO2酸化。(4)根据铝元素守恒，氧化铝的质量分数为×100%。(5)Al在浓硫酸、浓硝酸中钝化，Al和稀硝酸反应生成污染性气体，故最好选用稀硫酸。‎ 答案　(1)Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O，SiO2＋2OH－===SiO＋H2O ‎(2)Fe2O3、Na2Al2Si2O8　Na2O·Al2O3·2SiO2‎ ‎(3)Al(OH)3溶于强酸而不溶于弱酸，提高Al2O3的提取率 ‎(4)×100%　(5)B