化学名师讲练大一轮复习方略人教通用版题组训练过关 第8讲 考点2 3-2铝的主要性质及其应用

化学名师讲练大一轮复习方略人教通用版题组训练过关 第8讲 考点2 3-2铝的主要性质及其应用

温馨提示：‎ ‎ 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。‎ 题组训练过关 ‎ 铝化合物的性质 ‎1.(2016·海南高考节选)KAl(SO4)2·12H2O(明矾)是一种复盐,在造纸等方面应用广泛。实验室中,采用废易拉罐(主要成分为Al,含有少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题:‎ ‎(1)为尽量少引入杂质,试剂①应选用________(填标号)。 ‎ a.HCl溶液　b.H2SO4溶液　c.氨水　d.NaOH溶液 ‎(2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为 _______________　。 ‎ ‎(3)沉淀B的化学式为________;将少量明矾溶于水,溶液呈弱酸性,其原因是　 ‎ ‎_______________　。 ‎ ‎【解析】(1)废易拉罐中含有Al、Fe、Mg,只有Al可以与强碱反应,所以用NaOH溶液溶解。‎ ‎(2)Al与NaOH溶液反应方程式为2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑。‎ ‎(3)滤液A中的溶质主要是NaAlO2,加入NH4HCO3溶液,生成沉淀B是 Al(OH)3;明矾溶于水,溶液呈弱酸性的原因是Al3+水解。‎ 答案:(1)d ‎(2)2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑ ‎ ‎(3)Al(OH)3　 Al3+水解使溶液中H+浓度增大 ‎【归纳提升】‎ 含铝杂质的提纯方法归类 利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于强碱的特性,可除去许多物质中的含铝杂质,如:‎ ‎(1)Mg(Al):加足量NaOH溶液;‎ ‎(2)Fe2O3(Al2O3):加足量NaOH溶液;‎ ‎(3)Mg(OH)2[Al(OH)3]:加足量NaOH溶液;‎ ‎(4)Mg2+(Al3+):加过量NaOH溶液,过滤,再加酸充分溶解。‎ 铝的冶炼 ‎2.(2017·江苏高考改编)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下: ‎ 注:SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。‎ ‎(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为 　______________。 ‎ ‎(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液,溶液的pH________　(填“增大”“不变”或“减小”),发生反应的化学方程式是　______________。 ‎ ‎(3)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3,电解过程中作阳极的石墨易消耗,原因是_______‎ ‎_____________________　, 应该采取的措施是_____________________　。 ‎ ‎(4)电解熔融Al2O3制备铝不用氯化铝的原因是 ______________ ‎ ‎(5)铝粉在1 ‎000 ℃‎时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合,有利于AlN的制备,其主要原因是　______________。 ‎ ‎【解析】(1)Al2O3为两性氢氧化物,在NaOH溶液中会溶解生成NaAlO2。‎ ‎(2)加入的NaHCO3与过量的NaOH反应,导致溶液的pH减小。酸性HC> Al(OH)3,根据强酸制取弱酸的原理得H2O+NaAlO2+NaHCO3Al(OH)3↓+Na2CO3。‎ ‎(3)电解Al2O3时生成O2,O2会氧化石墨。应定期补充石墨。‎ ‎(4)氯化铝是共价化合物,熔融氯化铝以分子的形式存在。‎ ‎(5) NH4Cl水解显酸性,H+可以去除铝表面的氧化膜,使得Al更易与N2反应。‎ 答案:(1)Al2O3+ 2OH-2Al+H2O ‎(2)减小　H2O+NaAlO2+NaHCO3Al(OH)3↓+Na2CO3‎ ‎(3)石墨电极被阳极上产生的O2氧化　定期补充石墨 ‎(4)氯化铝是共价化合物,熔融氯化铝以分子的形式存在 ‎(5) NH4Cl水解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜 ‎【归纳提升】‎ 铝土矿冶炼金属铝的方法及步骤 ‎1.碱溶法 ‎2.酸溶法 ‎3.铝土矿冶炼铝的解题模板 铝的转化及图象 ‎3.以Al2O3为原料制取氢氧化铝,最好的方法是 (　　)‎ A.将Al2O3溶于水 B.将Al2O3先溶于盐酸中,之后滴加氢氧化钠溶液 C.将Al2O3先溶于盐酸中,之后滴加氨水 D.将Al2O3先溶于NaOH溶液中,之后滴加盐酸 ‎【解析】选C。Al2O3不溶于水,A不能制得Al(OH)3,B、C、D 中方法均能制得Al(OH)3,但B中加NaOH、D中加盐酸的量不好控制,过量后均能使Al(OH)3溶解,而C中氨水不能使Al(OH)3溶解,是制取Al(OH)3的最好方法。‎ ‎4.向物质的量浓度均为1 mol·L-1的AlCl3和盐酸的混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液,如图中[n表示Al(OH)3的物质的量、V表示NaOH溶液的体积]能正确表示这个反应过程的是 (　　)‎ ‎【解析】选D。首先发生OH-+H+H2O,无沉淀产生;其次有白色沉淀产生,发生Al3++3OH-Al(OH)3↓;最后滴加NaOH溶液至过量,沉淀逐渐溶解最后完全消失,发生Al(OH)3+OH-Al+2H2O,结合反应方程式及浓度关系可知三个阶段消耗NaOH物质的量之比为1∶3∶1。‎ ‎5.(2020·牡丹江模拟)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]是一种复盐,在造纸等方面应用广泛。采用废易拉罐制备明矾的过程如图所示。下列叙述错误的是 (　　)‎ A.上述流程中可用NaHSO4代替NaHCO3‎ B.从废易拉罐中可回收的金属元素有Al、Fe C.合理处理废易拉罐有利于环境保护和资源再利用 D.“沉淀”反应的金属离子为Fe3+‎ ‎【解析】选A。废易拉罐中加入稀硫酸、微热、过滤,得到含有铝离子、亚铁离子和铁离子的溶液,加入过氧化氢,可氧化亚铁离子生成铁离子,调节溶液pH=3.7可生成氢氧化铁沉淀,在滤液中加入碳酸氢钠溶液,通过双水解反应可生成氢氧化铝,过滤,加入稀硫酸、硫酸钾,可得到明矾,据此分析解答。A.上述流程中如果用NaHSO4代替NaHCO3,硫酸氢钠电离出的氢离子会抑制铝离子水解生成氢氧化铝沉淀的反应,A错误;废易拉罐中加入稀硫酸、微热、过滤,得到含有铝离子、亚铁离子和铁离子的溶液,说明含有Fe、Al,则从废易拉罐中可回收的金属元素有Al、Fe,B正确;由题目可知,采用废易拉罐制备明矾,有利于环境保护和资源再利用,C正确;加入过氧化氢,将亚铁离子氧化生成铁离子,调节溶液pH=3.7可生成氢氧化铁沉淀,D正确。‎ ‎6.已知反应:Al+2H2O+NNH3·H2O+Al(OH)3↓,向浓度均为0.1 mol·L-1的HCl、NH4Cl和AlCl3混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液。下列示意图表示生成Al(OH)3的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系,合理的是 (　　)‎ ‎【解析】选D。溶液中与OH-反应的阳离子有H+、Al3+、N,反应的先后顺序大致为①H+、②Al3+、③N、④Al(OH)3,其中②和③的反应顺序根据题中所给方程式得应OH-先与②反应,再与③反应,选D项。‎ ‎【加固训练】‎ ‎　　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.Al　　　　　　 B.Al(OH)3‎ C.AlCl3 D.Al2O3‎ ‎【解析】选A。假设上述四种物质均为‎1 g,则物质的量分别为 mol、 mol、 mol、 mol,完全溶解转化为NaAlO2时,所需NaOH的物质的量分别为 ‎ mol、 mol、×4 mol= mol,×2 mol= mol,选A。‎ ‎【归纳提升】‎ ‎1.突破Al(OH)3沉淀图象的三个秘诀 (1)明晰横、纵坐标含义,然后通过曲线变化特点分析反应原理。‎ ‎(2)掌握Al3+、Al(OH)3、Al三者之间的转化比例:‎ ‎(3)明晰Al3+溶液中加碱(OH-)的几种常见变形图象,如:‎ 图A中,n(H+)∶n(Al3+)=2∶1。‎ 图B中,若已知原溶液中含有Mg2+。则可推出:‎ n(Mg2+)∶n(Al3+)=1∶1。‎ 图C中,若已知原溶液中含有H+和Mg2+,则可推导出:n(H+)∶n(Al3+)∶n(Mg2+)=2∶1∶1。‎ ‎2.可溶性铝盐与强碱反应的计算规律 ‎(1)求产物Al(OH)3的量 ‎①当n(OH-)≤3n(Al3+)时,n[Al(OH)3]=n(OH-);‎ ‎②当3n(Al3+)

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