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课时提升作业 七
铝及其重要化合物
(45分钟 100分)
一、选择题(本题包括9小题，每题6分，共54分)
1.(2017·洛阳模拟)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。MgO的熔点很高，通常电解熔点较低的MgCl2制备Mg，A错误；Al3+水解生成的Al(OH)3胶体具有吸附性，能吸附水中的悬浮物，因而可用于水的净化，B正确；Al的表面形成致密的氧化膜，可以保护Al不被进一步腐蚀，D正确。
2.下列反应的离子方程式书写正确的是( )
A.向氯化铝溶液中加入过量氨水：Al3++4NH3·H2OAl+4N+2H2O
B.向浓烧碱溶液中加入铝片：Al+2OH-Al+H2↑
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C.用浓NaOH溶液溶解Al2O3：2OH-+Al2O32Al+H2O
D.向碳酸镁中滴加稀盐酸：C+2H+CO2↑+H2O
【解析】选C。氢氧化铝不能溶于氨水，故氯化铝溶液中加入过量氨水，只能生成氢氧化铝，A错误；B项电荷不守恒，错误；碳酸镁难溶于水，必须写化学式，D错误。
【加固训练】
下列说法中错误的是( )
A.在水溶液中能大量共存：Na+、Al3+、Cl-、C
B.硫酸铝溶液中加入过量氢氧化钠溶液：Al3++4OH-Al+2H2O
C.偏铝酸钠溶液中通入过量CO2：Al+CO2+2H2OAl(OH)3↓+HC
D.Al(OH)3溶于HCl溶液中：Al(OH)3+3H+Al3++3H2O
【解析】选A。A项中Al3+与C发生水解的相互促进，因此不能大量共存，所以错误；B项中氢氧化铝溶于过量的氢氧化钠溶液，最终生成的是偏铝酸钠，所以正确；C项中偏铝酸钠与二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀，因为二氧化碳过量，因此生成碳酸氢根离子，所以正确；D项中氢氧化铝能溶于强酸中生成铝离子，所以正确。
3.(2016·上海高考改编)已知NaOH+Al(OH)3NaAlO2+2H2O。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，易拉罐渐渐凹瘪；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-C+H2O
B.Al2O3+2OH-2Al+H2O
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C.2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑
D.Al3++4OH-Al+2H2O
【解析】选D。向集满CO2的铝制易拉罐中加入过量氢氧化钠，首先CO2与氢氧化钠反应，表现为铝制易拉罐变凹瘪，接着过量的氢氧化钠再与铝制易拉罐反应，因铝制易拉罐表面有氧化膜Al2O3，故可发生A、B、C的反应，整个过程没有发生反应：Al3++4OH-Al+2H2O，故选D。
4.(2017·聊城模拟)某氧化物X难溶于水，能与烧碱反应，生成易溶于水的化合物Y，将少量Y溶液滴入盐酸中无沉淀生成，则X是( )
A.SiO2 B.Al2O3 C.MgO D.CuO
【解析】选B。A项滴入盐酸中生成H2SiO3沉淀，不正确；B项正确；C项MgO不能溶于烧碱，不正确；D项CuO不能溶于烧碱，不正确。
5.用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝，下列操作步骤中最恰当的组合是
( )
①加盐酸溶解 ②加烧碱溶液溶解 ③过滤 ④通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀 ⑤加入盐酸生成Al(OH)3沉淀 ⑥加入过量烧碱溶液
A.①⑥⑤③ B.②③④③
C.②③⑤③ D.①③⑤③
【解析】选B。制取Al(OH)3的工艺流程为
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6.取少量MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3的混合粉末，加入过量盐酸，充分反应后过滤，得到沉淀X和滤液Y。下列叙述正确的是( )
混合粉末a沉淀X+滤液Y
A.向沉淀X中加入某种酸，沉淀X一定不溶解
B.滤液Y中的阳离子主要是Mg2+、Al3+、Fe3+、H+
C.向滤液Y中通入过量NH3气体，只能生成Mg(OH)2和Fe(OH)3沉淀
D.若将上述过程中盐酸改为氢氧化钠溶液，沉淀X仍为纯净物
【解析】选B。
A项，沉淀X为SiO2，能溶于氢氟酸，错误；B项，盐酸过量，MgO、Al2O3、Fe2O3溶解生成Mg2+、Al3+、Fe3+，剩余H+，正确；C项，Al3+也能生成Al(OH)3沉淀，错误；D项，盐酸改为氢氧化钠溶液，Al2O3、SiO2溶解，沉淀X为MgO和Fe2O3混合物，错误。
7.下列各组物质，前者逐滴滴加到后者中直至过量，先出现白色沉淀，后来沉淀又消失的是( )
世纪金榜导学号30682244
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A.H2SO4滴入NaAlO2溶液中
B.Ba(OH)2溶液滴入Al2(SO4)3溶液中
C.Al2(SO4)3溶液滴入NaOH溶液中
D.氨水滴入Al2(SO4)3溶液中
【解析】选A。将H2SO4滴入NaAlO2溶液中，先生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3又溶于过量的H2SO4中，A正确；Ba(OH)2溶液滴入Al2(SO4)3溶液中，先生成BaSO4、Al(OH)3沉淀，而Al(OH)3又溶于Ba(OH)2，但BaSO4不溶解，B错误；Al2(SO4)3溶液滴入NaOH溶液中，开始由于OH-过量发生反应Al3++4OH-Al+2H2O，故开始无沉淀生成，C错误；氨水滴入Al2(SO4)3溶液中，立即产生Al(OH)3沉淀，但沉淀不溶于过量氨水， D错误。
【互动探究】
(1)将上题中滴加顺序颠倒，符合题意的选项是哪个？
提示：选C。将NaAlO2滴入H2SO4溶液中，由于硫酸过量先生成Al2(SO4)3，NaAlO2再与Al2(SO4)3反应生成Al(OH)3沉淀，A错误；Al2(SO4)3滴入Ba(OH)2溶液中，一定生成BaSO4沉淀，而BaSO4不溶解，B错误；NaOH滴入Al2(SO4)3溶液中，先生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3又溶于过量的NaOH中，C正确；由于Al(OH)3不溶于过量氨水，Al2(SO4)3溶液滴入氨水中，立即产生Al(OH)3沉淀，D错误。
(2)写出上题B项中Al2(SO4)3溶液中S完全沉淀的离子方程式。
提示：当S完全沉淀时，Al3+与OH-的个数之比为1∶3，Al3+刚好完全沉淀，故离子方程式为3Ba2++6OH-+2Al3++3S2Al(OH)3↓
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+3BaSO4↓。
8.(2017·黄山模拟)某无色透明溶液与铝反应放出H2，该溶液中可能含有Mg2+、Cu2+、Ba2+、H+、Ag+、S、S、HC、OH-、N十种离子中的若干种，下列推断正确的是( )
世纪金榜导学号30682245
A.当溶液中有Al3+生成时，溶液中可能存在：S、N、H+、Mg2+
B.当溶液中有Al3+生成时，溶液中一定存在：H+、S；可能存在Mg2+
C.当溶液中有Al生成时，溶液中一定存在：OH-、Ba2+、N
D.当溶液中有Al生成时，溶液中可能存在：OH-、Ba2+、N、S
【解析】选B。据题意可知溶液中一定不含有Cu2+、HC。当溶液中有Al3+生成时，原溶液中含有H+，不含有N(产生的气体为NO)、S、OH-，据电中性原则知其中必定含有S，于是不能存在Ba2+、Ag+，可能含有Mg2+，A项错误，B项正确；当溶液中有Al生成时，原溶液中含有OH-，肯定没有H+、Ag+、Mg2+，据电中性原则知其中必定含有Ba2+，于是不能存在S、S，可能含有N，C、D项错误。
9.(能力挑战题)(2017·黄冈模拟)某实验小组对一含有Al3+的未知溶液进行了如下分析：
(1)滴入少量氢氧化钠，无明显变化；
(2)继续滴加NaOH溶液，有白色沉淀；
(3)滴入过量的氢氧化钠，白色沉淀明显减少。实验小组经定量分析，得出如图所示沉淀与滴入氢氧化钠体积的关系。下列说法错误的是
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( )
世纪金榜导学号30682246
A.该未知溶液中至少含有3种阳离子
B.滴加的NaOH溶液的物质的量浓度为5 mol·L-1
C.若另一种离子为二价阳离子，则a=10
D.若将最终沉淀过滤、洗涤、灼烧，其质量一定为6 g
【解析】选D。实验过程分析，刚开始滴入氢氧化钠无沉淀，说明含有H+，继续滴入氢氧化钠溶液生成白色沉淀说明一定生成氢氧化铝沉淀，说明溶液中含有Al3+，加入过量的氢氧化钠溶液沉淀减少，图象分析说明溶液中除了铝离子，应还有另一种金属阳离子，该未知溶液中至少含有3种阳离子，A正确；依据图象分析溶解的氢氧化铝物质的量为0.20 mol-0.15 mol=0.05 mol，消耗氢氧化钠溶液体积=110 mL-100 mL=10 mL，氢氧化钠的浓度==5 mol·L-1，B正确；若另一种阳离子为二价金属阳离子，生成氢氧化铝最大沉淀量0.05 mol，二价金属物质的量为0.15 mol，开始消耗氢氧化钠体积为amL，消耗氢氧化钠物质的量为0.05 mol×3+0.15 mol×2+a×10-3L×5 mol·L-1=0.1 L×5 mol·L-1，a=10，C正确；最后得到的沉淀不能确定其成分，所以不能计算灼烧后得到的氧化物的质量，D错误。
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【加固训练】
(2017·茂名模拟)如图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加过程中微粒的量的关系曲线，下列判断错误的是( )
A.①线表示Al3+的物质的量的变化
B.x表示AlCl3的物质的量
C.③线表示Al(OH)3的物质的量的变化
D.④线表示Al的物质的量的变化
【解析】选B。向AlCl3溶液中加入NaOH溶液时，发生反应Al3++3OH-
Al(OH)3↓，Al(OH)3+OH-Al+2H2O，Al3+逐渐减小，Al(OH)3逐渐增加后又减少，Al3+消失后生成Al，故A、C、D正确；若向NaOH溶液中加入AlCl3溶液，发生反应Al3++4OH-Al+2H2O，3Al+Al3++6H2O4Al(OH)3↓，各微粒的变化曲线都不符合，故B错误。
二、非选择题(本题包括3小题，共46分)
10.(15分)A、B、C、D、E五种化合物均含有同一种短周期常见元素，它们的转化关系如图所示，其中A为澄清溶液，C为难溶的白色固体，E易溶于水。若取A溶液灼烧，焰色反应为紫色(透过蓝色钴玻璃片)。
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(1)写出化学式：A________，B________，C________，D________，E________。
(2)写出下列反应的离子方程式：
A→B：____________________________________________________。
A→D：____________________________________________________。
【解析】本题的突破口应在推断出B、C两种物质。在短周期元素形成的化合物中，既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的必为两性物质，又因为BC，故可知C为Al2O3，B为Al(OH)3，依次推出D是AlCl3，A与过量CO2反应生成Al(OH)3，且A溶液的焰色反应为紫色(透过蓝色钴玻璃片)，则A为KAlO2，E为NaAlO2。
答案：(1)KAlO2 Al(OH)3 Al2O3 AlCl3 NaAlO2
(2)Al+CO2(过量)+2H2OAl(OH)3↓+HC Al+4H+Al3++2H2O
11.(15分)(2017·晋中模拟)某无色稀溶液X中，可能含有如表所列离子中的某几种。
阴离子
C、Si、Al、Cl-
阳离子
Al3+、Fe3+、Mg2+、N、Na+
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现取该溶液适量，向其中加入某试剂Y，产生沉淀的物质的量(n)与加入试剂体积(V)的关系如图所示。 世纪金榜导学号30682247
(1)若Y是盐酸，则Oa段转化为沉淀的离子(指来源于X溶液的，下同)是__________，ab段发生反应的离子是____________，bc段发生反应的离子方程式为_________________________。
(2)若Y是NaOH溶液，则X中一定含有的离子是_________________________，
ab段反应的离子方程式为_________________________。
【解析】(1)因溶液无色，所以不含Fe3+，加入盐酸后能形成的沉淀有Al(OH)3、H2SiO3，前者能溶于过量盐酸而后者不能，由图象知溶液中肯定含有Al、Si，Oa段发生反应的离子为Al、Si，ab段发生反应的离子为C，bc段则是Al(OH)3溶解。(2)当向溶液中加入NaOH溶液时，生成的沉淀为Mg(OH)2、Al(OH)3，ab段是N与OH-发生反应，因Mg2+、Al3+不能与C、Si、Al共存，故此时溶液中的阴离子只有Cl-。
答案：(1)Si、Al C
Al(OH)3+3H+Al3++3H2O
(2)Al3+、Mg2+、N、Cl-
N+OH-NH3·H2O
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12.(16分)(能力挑战题)(2017·衡阳模拟)利用铝灰(主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等)制备铝鞣剂[主要成分为Al(OH)2Cl]的一种工艺如下：
世纪金榜导学号30682248
(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___________________。
【解析】(1)气体A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则A为NH3，即AlN发生了水解生成NH3和Al(OH)3。“水解”采用90℃可以加快AlN水解反应速率，降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出。
(2)“酸溶”时，Al2O3与酸反应生成铝盐。
(3)“氧化”时，Fe2+与ClO-发生氧化还原反应，离子方程式为2Fe2++2H++ClO- 2Fe3++Cl-+H2O。
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(4)“酸溶”“氧化”后溶液中含有的金属阳离子为Al3+、Fe3+，加入纯碱调节pH使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀，过滤后废渣为Fe(OH)3。
(5)直接蒸发时Al(OH)2Cl会水解生成Al(OH)3。
答案：(1)AlN+3H2OAl(OH)3+NH3↑ 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)Al2O3+6H+2Al3++3H2O
(3)2Fe2++2H++ClO-2Fe3++Cl-+H2O
(4)Fe(OH)3
(5)防止Al(OH)2Cl水解生成Al(OH)3
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