Zwubf化学高考必备 练习全套 铝及其化合物练习

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|_ ~ 吾尝终日而思矣，不如须臾之所学也；吾尝而望矣，不如登高之博见也。 －－《荀子·劝学》 第 2 节 铝及其化合物 1．铝具有较强的抗腐蚀性能，主要是因为(　　) A．铝性质不活泼 B．铝能耐酸碱 C．铝与氧气常温下不反应 D．铝表面形成一层氧化膜起保护作用 解析：铝是一种活泼的金属，易与氧气反应，但反应后生成一层致密的氧化膜而阻止 铝与氧气继续反应，所以铝具有较强的抗腐蚀性能。 答案：D 2. 下列反应的离子方程式书写正确的是(　　) A．铝片放入氢氧化钠溶液中：Al＋2OH－=== AlO－2 ＋H2↑ B．Na 与水反应：Na＋2H2O===Na＋＋H2↑＋2OH－ C．向 AlCl3 溶液中加入过量 NaOH 溶液：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ D．AlCl3 溶液中滴入过量的氨水：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4 解析：A 项电子及电荷均不守恒，正确写法：2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO－2 ＋3H2↑； B 项电子及电荷均不守恒：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑；C 项不符合反应事 实 Al3＋＋4OH－===AlO－2 ＋2H2O。 答案：D 3．(2010·原创)等量镁铝合金粉末分别与下列 4 种过量的溶液充分反应，放出氢气最多的 是(　　) A．2 mol·L－1H2SO4 溶液 B．18 mol·L－1H2SO4 溶液 C．6 mol·L－1KOH 溶液 D．3 mol·L－1HNO3 溶液 解析：Mg、Al 都可与稀 H2SO4 反应放出 H2，但遇浓 H2SO4 时 Al 在常温下发生钝化， Mg 虽反应但不产生 H2。与 KOH 只有 Al 反应。与 HNO3 反应，HNO3 为强氧化性酸， 都不会产生 H2。 答案：A 4．(2009·上海化学，15)镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体 积(V)与时间(t)关系如图。反应中镁和铝的(　　) A．物质的量之比为 3∶2 B．质量之比为 3∶2 C．摩尔质量之比为 2∶3 D．反应速率之比为 2∶3 解析：由关系式：Mg～H2,2Al～3H2，可知产生等量 H2 时，消耗 Mg、Al 的物质的量 之比为 3∶2，故 A 项正确。二者质量之比为 3×24∶2×27＝4∶3，摩尔质量之比为 24∶27＝8∶9，反应速率之比为 V 2∶V 3 ＝3∶2。 答案：A 5．(2010·原创)根据如图所示装置，请回答： (1)在 A 中加试剂后，立即打开止水夹 C，B 中的现象是_________________________， 离子方程式是 ________________________________________________________________________。 (2)一段时间后，关闭止水夹 C，B 中的现象是 ________________________________________________________________________， 离子方程式是 ________________________________________________________________________。 解析：装置 A 为简易启普发生器，可通过止水夹 C 的控制，装置 A 中反应产生气体 CO2 进入 B 中或气体将液体压入试管 B 中，使 H＋与开始生成的 Al(OH)3 相遇发生反 应。 答案：(1)导管口有气泡冒出，有白色沉淀生成　 AlO－2 ＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO －3 或 2AlO－2 ＋CO2＋3H2O＝2Al(OH)3↓ ＋CO2－3 (2)A 中液体进入 B 中，液面上升，白色沉淀逐渐溶解 Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O 6．A、B、C、D、E 五种化合物，均含有某种短周期常见元素，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 则易溶于水，若取 A 溶液灼烧，焰 色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃)。 (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 B、C 两物质上，只要推断出 B、C，其他物质的推断就很 容易了。在短周期元素的化合物中，既能与盐酸反应，又能与 NaOH 溶液反应的，应 为两性物质或弱酸的酸式盐如 NaHCO3 等，又因为 B ― ― → △ C，故可知 C 为 Al2O3，B 为 Al(OH)3，依次推出 D 是 AlCl3，A 与过量 CO2 生成 Al(OH)3，且 A 溶液 的焰色反应为浅紫色，则 A 为 KAlO2，E 为 NaAlO2。相应反应的离子方程式也不难 写出。 答案：(1)KAlO2　Al(OH)3　Al2O3　AlCl3　NaAlO2 (2)AlO－2 ＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3 　AlO－2 ＋4H＋===Al3＋＋2H2O 一、选择题 1．下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是(　　) A．铝在常温下不能与氧气反应 B．铝不能与氯气反应 C．铝既能溶于酸，又能溶于碱 D．氧化铝只能与酸反应，不能与碱反应 解析：铝在常温下与空气中的氧气反应，在铝表面形成一层致密的氧化物薄膜；铝与 氯气反应生成氯化铝；氧化铝是两性氧化物，既能与酸反应，也能与碱反应。 答案：C 2．将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是(　　) A．稀硝酸 B．稀盐酸 C．硝酸铜 D．氢氧化钠 解析：钝化的实质是浓 H2SO4 或浓 HNO3 在 Fe、Al 的表面形成了一层致密的氧化物 保护膜。由于铝的氧化物 Al2O3 是一种两性氧化物，既可与强酸反应，又可与强碱反 应，所以 A、B、D 三项皆不符合题意，只有 C 项中的 Cu(NO3)2 因不与 Al2O3 反应， 故不与钝化的铝条发生反应。 答案：C 3．(2009·北京理综，8)下列叙述正确的是(　　) A．将 CO2 通入 BaCl2 溶液中至饱和，无沉淀产生；再通入 SO2 产生沉淀 B．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解；再加入 Cu(NO3)2 固体，铜粉仍不溶解 C．向 AlCl3 溶液中滴加氨水，产生白色沉淀；再加入过量 NaHSO4 溶液，沉淀消失 D．纯锌与稀硫酸反应产生氢气的速率较慢；再加入少量 CuSO4 固体，速率不改变 解析：A 项，BaCO3、BaSO3 都与 H＋反应，不可能存在于强酸性环境中；B 项，加 Cu(NO3)2 固体后会发生：3Cu＋8H＋＋2NO－3 ===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 的离子反应， 铜粉会溶解；C 项，发生的反应依次为：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4 ， Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O；D 项，Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，生成的少量 Cu 附 着在 Zn 粒上，形成 Cu—Zn 原电池，会加速产生 H2 的速率。 答案：C 4． 将 5.4 g Al 投入到 200.0 mL 2.0 mol/L 的某溶液中有氢气产生、充分反应后有金属剩 余。该溶液可能为(　　) A．HNO3 溶液 B．Ba(OH)2 溶液 C．H2SO4 溶液 D．HCl 溶液 解析：因 HNO3 具有强氧化性，与 Al 反应不产生 H2，故 A 项首先排除。Al 与碱反应 的关系为 Al～ OH－，Al 与酸反应的关系为 Al～3H＋，溶解 0.2 mol 的 Al 需 OH－、 H＋的物质的量分别为 0.2 mol、0.6 mol，Ba (OH)2 提供 0.8 mol OH－，H2SO4 提供 0.8 mol H＋而 HCl 只提供 0.4 mol H＋，故“剩余金属的情况”只能为 D 项。 答案：D 5．(2010·模拟精选，潍坊二模)在硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中，逐滴加入稀氢氧化钠溶 液，直至过量。下列表示氢氧化钠加入量(x)与溶液中沉淀的量(y)的关系示意图中正确 的是(　　) 解析：向混合溶液中加入 NaOH 溶液的过程中，Mg(NO3)2 会生成难溶物 Mg(OH)2， Al(NO3)3 会生成难溶物 Al(OH)3，随着 NaOH 溶液的加入，Al(OH)3 逐渐溶解，而 Mg(OH)2 不能溶解。 答案：C 6．(2010·模拟精选，广东广州模拟)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：本题考查了铝及其化合物与碱的反应，考查了反应中的数量关系。铝及其化合 物与过量 NaOH 溶液的反应产物为 Na[Al(OH)4](或表示为 NaAlO2)，由反应后溶液中 的阴、阳离子守恒关系可知关系式：Al～NaOH　Al(OH)3～NaOH　AlCl3～4NaOH　 Al2O3～2NaOH；所以相同质量(设质量为 m)的铝及其化合物消耗的碱的物质的量分 别为：m 27、m 78、 m 133.5×4、 m 102×2。 答案：A 7．(2010·改编)将氯化铝溶液和氢氧化钠溶液等体积混合，得到的沉淀物中铝元素的质量 与溶液中所含铝元素的质量相等，则原氯化铝溶液和氢氧化钠溶液的物质的量浓度之 比可能是(　　) A．1∶3 B．2∶5 C．1∶4 D．2∶7 解析：本题应分两种情况进行讨论： ①若 AlCl3 过量，NaOH 不足，溶液中的铝元素应为 Al3＋。 AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl 1 mol　　3 mol　　　1 mol 依题意，溶液中剩余 1 mol Al3＋，则： c(AlCl3)∶c(NaOH)＝(1＋1)∶3＝2∶3。 ②若 NaOH 量稍多，AlCl3 完全反应，溶液中的铝元素存在形式为 AlO－2 ，不妨假设有 2 mol Al3＋反应，依题意有关系式： AlCl3—3NaOH—Al(OH)3 1 mol　　3 mol　　1 mol AlCl3—4NaOH—NaAlO2 1 mol　　4 mol　　1 mol c(AlCl3)∶c(NaOH)＝2∶(3＋4)＝2∶7。 答案：D 8. 将 15.6 g Na2O2 和 5.4 g Al 同时放入一定量的水中，充分反应后得到 200 mL 溶液，再 向该溶液中缓慢通入标准状况下的 HCl 气体 6.72 L，若反应过程中溶液的体积保持不 变，则(　　) A．反应过程中得到 6.72 L 的气体(标况) B．最终得到的溶液中 c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(OH－) C．最终得到 7.8 g 的沉淀 D．最终得到的溶液中 c(NaCl)＝0.15 mol/L 解析：由题 n(Na2O2)＝0.2 mol，n(Al)＝0.2 mol，发生反应：2Na2O2＋2H2O===4NaOH ＋O2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，可知生成气体 0.4 mol，标况下 体积为 8.96 L；加入盐酸先和过量的 NaOH 反应，剩余 0.1 mol 和 NaAlO2 反应生成 0.1 mol Al(OH)3：NaAlO2＋HCl＋H 2O===NaCl＋Al(OH) 3↓，最终溶液为 0.3 mol NaCl、0.1 mol NaAlO2。 答案：C 9． 将 50 mL 某未知浓度的 AlCl3 溶液分别加到 60 mL 1 mol·L－1 的 NaOH 溶液或 60 mL 3 mol·L－1 的 NaOH 溶液中，均能得到 1.56 g Al(OH)3 沉淀。则此 AlCl3 溶液的浓度 可 能是(　　) A．1 mol·L－1 B．0.5 mol·L－1 C．0.6 mol·L－1 D．0.4 mol·L－1 解析：由题意可知，第一份 NaOH 含溶质 0.06 mol，第二份 NaOH 溶液含溶质 0.18 mol， 加入的 AlCl3 量相等，生成的 Al(OH)3 量相等，说明在第一份 NaOH 溶液中，NaOH 不足，Al3＋过量，在第二份 NaOH 溶液中 NaOH 过量，反应后的 Al 元素以 Al(OH)3 和 AlO －2 的形式存在。 故由反应①　Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ 　 　　　 1　　　3　　　　　1 0．02 mol　0.06 mol　 1.56 g 78 g/mol＝0.02 mol ②　Al3＋＋4OH－===AlO－2 ＋2H2O 1　　　4 0．03 mol　0.18－0.06 mol 所以 c(AlCl3)＝0.02 mol＋0.03 mol 0.05 L ＝1 mol/L。 答案：A 10．(2010·试题调研，江西联考)现有 Al、Cl 2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(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， 下列推断不合理的是(　　) A．N 一定是 HCl(aq) B．X 可能为 Al 或 Cl2 C．Y 一定为 NaOH(aq) D．Q、Z 中的一种必定为 Al2O3 解析：在 Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(aq)中，只有 NaOH(aq)能与 Al、Cl 2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH) 3 五种物质反应，对照转化关系，可知 Y 为 NaOH(aq)。只有 HCl(aq)能与 Al、Al2O3、Al(OH)3、NaOH(aq)四种物质反应，对照 图示转化关系可知 N 为 HCl(aq)，故选项 A、C 正确。选项 B，若 X 为 Al，Al 能与 Cl2、HCl(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 D，Al2O3 既能与 HCl(aq)反应，也能与 NaOH(aq) 反应，故 Q、Z 中的一种必定为 Al2O3。 答案：B 二、非选择题 11．某无色透明溶液，其中的溶质只能由 H ＋、Ba2＋ 、Mg2＋ 、OH －、SO2－3 、Cl －、 CO2－3 、NO －3 中的若干种组成，它能与铝作用，且生成的气体中只有氢气，请填写以 下空白： (1)若原溶液呈明显的酸性，则除 H＋外，溶液中还可能大量存在的离子有________。 (2)若原溶液呈明显的碱性，则除 OH－外，溶液中还可能大量存在的离子有________。 解析：Al 在强酸溶液和强碱溶液中皆可反应产生 H2,2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，2Al ＋2OH －＋2H2O===2AlO－2 ＋3H2↑。原溶液呈酸性时，则能与 H ＋反应的 OH－、 SO2－3 、CO 2－3 都不能存在，若 NO －3 存在，其在酸性条件下被还原产生氮的氧化物气 体，与题设只生成 H2 相抵触，所以 NO －3 也不能存在。原溶液呈碱性时，由于 H＋＋OH －===H2O，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓， 所以显碱性时，H＋、Mg2＋不能存在，且阳离子只能选择 Ba2＋，故 SO 2－3 和 CO 2－3 也 不能存在。 答案：(1)Cl－、Ba2＋、Mg2＋　(2)Ba2＋、Cl－、NO－3 12．把由 NaOH、AlCl3、MgCl2 三种固体组成的混合物，溶于足量水中，有 0.58 g 白色 沉淀析出，向所得的浊液中，逐滴加入 0.5 mol/L 的盐酸，加入盐酸的体积和生成沉 淀的质量如图所示。 (1)混合物中 NaOH 的质量是________g。 (2)P 点所表示盐酸加入体积为________mL。 解析：(1)分析图可知：盐酸加到 10 mL 开始又生成沉淀，说明原混合物中 NaOH 过 量 ， 溶 于 水 时 发 生 反 应 为 ： MgCl2 ＋ 2NaOH===Mg(OH)2↓ ＋ 2NaCl ； AlCl3 ＋ 4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H 2O，因此 0.58 g 为 Mg(OH)2 沉淀，AB 段反应为 NaAlO2＋HCl＋H2O＝Al(OH)3↓＋NaCl，所以原混合物中 n(NaOH)＝2n[Mg(OH)2] ＋4n(NaAlO2)＋n(NaOH)过量。 即 n(NaOH)＝ 0.58 g 58 g·mol－1×2＋4×0.5 mol·L －1×(0.03－0.01)L＋0.5 mol·L －1×0.01 L ＝0.065 mol，故 m(NaOH)＝40 g·mol－1×0.065 mol＝2.6 g (2)P 点时沉淀恰好完全溶解，产物为：NaCl、MgCl2、AlCl3 根据 Na＋守恒可得：V(HCl) ＝n(HCl) c(HCl)＝n(NaOH) c(HCl) ＝ 0.065 mol 0.5 mol·L－1＝0.13 L，即 130 mL。 答案：(1)2.6 g　(2)130 mL 13．(2009·宁夏理综，27,15)下图表示有关物质(均由短周期元素形成)之间的转化关系，其 中 A 为常见的金属单质，B 为非金属单质(一般是黑色粉末)，C 是常见的无色无味液 体，D 是淡黄色的固体化合物。(反应条件图中已省略。) (1)A、B、C、D 代表的物质分别为________、________、________、________(填化 学式)； (2)反应①中的 C、D 均过量，该反应的化学方程式是 ________________________________________________________________________； (3)反应②中，若 B 与 F 物质的量之比为 4∶3，G、H 分别是________、________(填 化学式)； (4)反应③产物中 K 的化学式为 ________________________________________________________________________； (5)反应④的离子方程式为 ________________________________________________________________________。 解析：本题框图复杂，纵横交错，难度较大，但是若找到 Na2O2 这个突破口，本题也 就迎刃而解了。D 是淡黄色的固体化合物是本题的突破口，根据中学化学知识基本锁 定 Na2O2，能与水和 CO2 反应，但是题目另一信息 C 是常见的无色无味液体说明 C 是水，则 G 为 CO2；再依据 K 能溶于水，说明 K 为 Na2CO3，F 为 O2；题给信息黑 色单质 B 与氧气(F)反应得到 G(CO2)，而 O2 不足时会有 CO 生成，H 应为 CO，说明 B 为 C(碳)；依据 F(O2)与 E 反应生成 C(水)可知 E 为氢气，再根据金属 A 与碱性溶液 反应产生氢气，可得到 A 为 Al。 答案：(1)Al　C　H2O　Na2O2 (2)2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑　2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ (3)CO2　CO　(4)Na2CO3　(5)2AlO－2 ＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO2－3 14．(2010·模拟精选，山东沂水一模)聚合氯化铝晶体的化学式为[Al2(OH)nCl6－n·xH2O]m， 它是一种高效无机水处理剂，它的制备原理是调节增大 AlCl3 溶液的 pH，通过促进其 水解而结晶析出。其制备原料主要是铝加工行业的废渣——铝灰，它主要含 Al2O3、 Al，还有 SiO2 等杂质。聚合氯化铝生产的工艺流程如下： (1)搅拌加热操作过程中发生反应的离子方程式：________________、 ______________。 (2)生产过程中操作 B 和 D 的名称均为________(B 和 D 为简单操作)。 (3)反应中副产品 a 是________(用化学式表示)。 (4)生产过程中可循环使用的物质是________(用化学式表示)。 (5)调节 pH 至 4.0～4.5 的目的是 ________________________________________________________________________。 (6)实验室要测定水处理剂产品中 n 和 x 的值。为使测定结果更准确，需得到的晶体较 纯净。生产过程中 C 物质可选用(　　) A．NaOH　　 B．Al　　C．氨水　　D．Al2O3　　E．NaAlO2 解析：由于铝灰中含 Al2O3、Al，还有 SiO2 等杂质，加入盐酸搅拌使 Al 元素进入溶 液，发生反应 Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O,2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，和 SiO2 等 杂质分离。采取过滤的方法得到 AlCl3 溶液，溶液降温熟化调节 pH 至 4.0～4.5，增大 AlCl3 溶液的 pH，通过促进其水解而结晶析出。AlCl3 水解生成的 HCl 易挥发，挥发 出的 HCl 经水喷淋吸收又生成盐酸这个过程中可以循环利用盐酸。(6)为了不引进新的 杂质，可以选择 B 和 D。 答案：(1)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O　2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ (2)过滤　(3)H2　(4)HCl　(5)促进 AlCl3 水解，使晶体析出　(6)BD