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課時作業(yè)16　鋁的重要化合物 時間：45分鐘　　滿分：100分,) 一、選擇題(每小題4分，共48分) 1．鎂鋁合金溶于適量的鹽酸中，再加入過量氫氧化鈉溶液，反應后溶液中可能大量存在的離子組是(　　) A．Na＋、Mg2＋、Al3＋、Cl－　 B．Na＋、AlO、Cl－、OH－ C．Na＋、Mg2＋、AlO、Cl－ D．Na＋、Al3＋、AlO、Cl－ 解析：鎂鋁合金溶于適量的鹽酸中，溶液中大量存在的離子有：Mg2＋、Al3＋、Cl－，加入過量氫氧化鈉溶液，則Mg2＋反應生成氫氧化鎂沉淀，Al3＋轉化為AlO。 答案：B 2．下列各組離子中，在強堿性溶液中能共存，且在加入鹽酸過程中會產生氣體和沉淀的是(　　) A．Na＋、NO、AlO、SO B．Na＋、Al3＋、NO、SO C．K＋、Cl－、AlO、CO D．Na＋、Mg2＋、Cl－、HCO 解析：在強堿性溶液中不能共存的離子有B中的Al3＋，D中的Mg2＋和HCO，故先排除B、D；A中在加入HCl過程中不會產生氣體，故A錯誤；C中加入HCl過程中將會有CO2氣體和Al(OH)3沉淀生成。 答案：C 3．甲、乙、丙、丁分別是Al2(SO4)3、FeSO4、NaOH、BaCl2四種物質中的一種，若將丁溶液滴入乙溶液中，發(fā)現(xiàn)有白色沉淀生成，繼續(xù)滴加則淀淀消失；若將丁溶液滴入甲溶液中，無明顯現(xiàn)象發(fā)生，據(jù)此可推斷丙物質是(　　) A．Al2(SO4)3 B．NaOH C．BaCl2 D．FeSO4 解析：由“將丁溶液滴入乙溶液中，發(fā)現(xiàn)有白色沉淀生成，繼續(xù)滴加則沉淀消失”這一現(xiàn)象可知，丁為NaOH，乙為Al2(SO4)3，BaCl2和FeSO4兩溶液中與NaOH溶液不反應的是BaCl2溶液，所以甲為BaCl2，則丙為FeSO4。 答案：D 4．將100 mL 3 molL－1的NaOH溶液與100 mL 1 molL－1的AlCl3溶液，按下列兩種方法相混合：①將NaOH逐滴加入AlCl3中，邊加邊振蕩?、趯lCl3逐滴加入NaOH中，邊加邊振蕩。對上述實驗所得出的結論正確的是(　　) A．現(xiàn)象相同，沉淀量相同 B．現(xiàn)象相同，沉淀量不相同 C．現(xiàn)象不相同，沉淀量相同 D．現(xiàn)象不相同，沉淀不相同 解析：①所發(fā)生的反應是：3NaOH＋AlCl3===Al(OH)3↓＋3NaCl，NaOH為0.3 mol，AlCl3為0.1 mol，正好完全反應，產生0.1mol Al(OH)3沉淀。②所發(fā)生的反應是：AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋2H2O＋3NaCl。由于堿過量，加入沉淀振蕩又消失，0.3 mol NaOH消耗AlCl3 mol，生成 mol NaAlO2，余 mol AlCl3，繼續(xù)加入AlCl3反應方程式為：AlCl3＋3NaAlO2＋6H2O===4Al(OH)3↓＋3NaCl，這樣 mol NaAlO2和 mol AlCl3正好反應，產生0.1 mol Al(OH)3沉淀，所以結論是現(xiàn)象不相同，沉淀量相同。 答案：C 5．下圖表示AlCl3溶液與NaOH溶液的相互滴加，則下列說法中錯誤的是(　　) A．①線表示Al3＋物質的量的變化 B．x表示AlCl3的物質的量 C．②③線表示Al(OH)3物質的量的變化 D．④線表示AlO物質的量的變化 解析：AlCl3溶液與NaOH溶液混合有兩種方式：一種方式為向AlCl3溶液中逐滴滴加NaOH溶液，開始就有沉淀生成后沉淀溶解，且前后消耗NaOH的物質的量之比為31，顯然符合本題意，則x表示NaOH的物質的量，B項錯誤；據(jù)此可判斷A、C、D正確。另一種方式為向NaOH溶液中逐滴滴加AlCl3溶液，開始沒有沉淀，后有沉淀，不符合本題。 答案：B 6．在某無色溶液中緩慢地滴入NaOH溶液直至過量，產生沉淀的質量與加入的NaOH溶液體積的關系如下圖所示，由此確定，原溶液中含有的陽離子是(　　) A．Mg2＋、Al3＋、Fe2＋ B．H＋、Mg2＋、Al3＋ C．H＋、Ba2＋、Al3＋ D．只有Mg2＋、Al3＋ 解析：觀察圖象時，要注意圖象的起始點，終點，及曲線的走勢。從圖象上看，開始時加入NaOH沒有沉淀產生，說明溶液中有H＋，沉淀量逐漸增加，達到最大值，然后又減少說明溶液中存在Al3＋，沉淀量減少到一定量后，不再發(fā)生變化，說明溶液中還存在Mg2＋。 答案：B 7．下列各組物質相混合后，可生成a mol沉淀的是(　　) A．含a mol NaAlO2的溶液與含a mol AlCl3的溶液 B．含有a mol NaAlO2的溶液通入a mol CO2 C．含a mol AlCl3的溶液與含2a mol Ba(OH)2的溶液 D．含a mol AlCl3的溶液與含a mol NaOH的溶液 解析：A組中反應： 　3NaAlO2＋AlCl3＋6H2O===4Al(OH)3↓＋3NaCl a mol a mol a mol B組中反應： NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3 a mol a mol a mol C組中反應： 2AlCl3＋4Ba(OH)2===Ba(AlO2)2＋3BaCl2＋4H2O a mol 2a mol D組中反應： AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl amol a mol mol 答案：B 8．下列各組物質，不能按 (“→”表示反應一步完成)所示關系轉化的是(　　) 選項 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：Al2O3和NaOH反應生成NaAlO2，NaAlO2和適量的稀鹽酸反應生成Al(OH)3，Al(OH)3受熱分解得Al2O3，A符合；AlCl3和氨水反應生成Al(OH)3，Al(OH)3和NaOH反應生成NaAlO2，NaAlO2和過量鹽酸反應生成AlCl3，B符合；Al不能一步生成Al(OH)3，C不符合；MgCl2和NaOH反應生成Mg(OH)2，Mg(OH)2受熱分解得MgO，MgO和鹽酸反應生成MgCl2，D符合。 答案：C 9．等體積的AlCl3和NaOH兩種溶液混合后，沉淀物中含鋁元素的質量與溶液中含鋁元素的質量相等，則AlCl3和NaOH兩種溶液物質的量濃度之比是(　　) ①13?、?3　③14?、?7 A．①②　　　　　　　　　 B．①③ C．②④ D．③④ 解析：溶液中Al元素的存在可以是Al3＋或AlO。故當溶液中Al3＋與Al(OH)3物質的量之比為11時，n(Al3＋)n(OH－)＝23，當溶液中AlO與Al(OH)3的物質的量之比為11時，n(Al3＋)n(OH－)＝27。 答案：C 10．使一鎂鋁合金粉末在過量稀H2SO4中溶解，在所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的質量W和加入NaOH溶液的體積V的關系如下圖所示，則該合金中鎂和鋁的質量之比為(　　) A．23 B．11 C．43 D．89 解析：先由一部分沉淀溶解入手，溶解氫氧化鋁需要1體積NaOH溶液，則產生氫氧化鋁需要3體積NaOH溶液，產生氫氧化鎂需要2體積溶液，所以鎂與鋁的物質的量之比為11，質量比為89。 答案：D 11．在V L Al2(SO4)3溶液中加入過量氨水，過濾得沉淀，然后在高溫中灼燒沉淀最后得到白色固體m g，溶液中SO的物質的量濃度是(　　) A. molL－1 B. molL－1 C. molL－1 D. molL－1 解析：Al2(SO4)3與NH3H2O反應生成白色Al(OH)3沉淀，灼燒沉淀后得Al2O3，則有Al2(SO4)3～2Al(OH)3～Al2O3，m(Al2O3 )＝m g，則n(Al2O3)＝mol，n[Al2(SO4)3]＝ mol，即可得出：n(SO)＝3n[Al2(SO4)3]＝ mol，c(SO)＝＝ molL－1。 答案：D 12．有鎂鋁混合粉末10.2 g，將它溶于500 mL 4 molL－1的鹽酸中，若要使沉淀的質量最大，則需加入2 molL－1的氫氧化鈉溶液的體積是(　　) A．1 000 mL B．500 mL C．100 mL D．1 500 mL 解析：可能發(fā)生的化學反應為：Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑；2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑；NaOH＋HCl===NaCl＋H2O；MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl；AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl。當鎂、鋁全部以Mg(OH)2、Al(OH)3沉淀的形式存在時，沉淀的質量最大，此時，鈉元素全部以氯化鈉的形式存在，則由鈉元素守恒和氯元素守恒得：n[NaOH]＝n(NaCl)＝n(HCl)＝0.5 L4 molL－1＝2 mol，所以，V[NaOH(aq)]＝1 L＝1 000 mL。 答案：A 二、非選擇題(共52分) 13．(10分)A、B、C、D、E五種物質均含有某種常見金屬元素，它們的轉化關系如圖所示，某中B為白色難溶固體，E則易溶于水。 (1)寫出化學式：A________、B__________、C__________、D________。 (2)寫出下列反應的化學方程式： B―→C___________________________________________。 B―→D___________________________________________。 (3)寫出下列反應的離子方程式： A―→D____________________________________________。 C―→D____________________________________________。 答案：(1)Al(OH)3　Al2O3　Al　AlCl3 (2)2Al2O3熔融電解,4Al＋3O2↑ Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O (3)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O 2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ 14．(10分)某?；瘜W興趣小組用如圖所示過程除去AlCl3中含有的Mg2＋、K＋雜質離子并盡可能減少AlCl3的損失。 請回答下列問題： (1)寫出混合物中加入足量氫氧化鈉溶液時，溶液中發(fā)生反應的離子方程式：_____________________________________________。 (2)氫氧化鈉溶液能否用氨水代替，為什么？_______________ ________________________________________________________。 (3)溶液a中存在的離子有________；在溶液a中加入鹽酸時需控制鹽酸的量，為什么？______________________________________ _________________________________________________________。 為此，改進方法是______________________________________ _________________________________________________________。 解析：(1)加入足量氫氧化鈉溶液，Mg2＋可與OH－反應生成Mg(OH)2沉淀，Al3＋先與OH－反應生成Al(OH)3，生成的Al(OH)3繼續(xù)與OH－反應生成NaAlO2和H2O。(2)氫氧化鈉溶液不能用氨水代替，因為在Al3＋與氨水反應生成Al(OH)3后，Al(OH)3不能與氨水繼續(xù)反應，從而不能將Al(OH)3與Mg(OH)2分開。 (3)加入氫氧化鈉溶液后除去了Mg2＋，但又引入了Na＋，同時Al3＋轉化成了AlO；因為氫氧化鋁能與強酸反應，所以在加入鹽酸沉淀AlO時，需要控制溶液的pH，以防止部分AlO轉化成Al3＋；氫氧化鋁只能與強堿或強酸反應，因此，可在溶液a中通入過量二氧化碳氣體。 答案：(1)Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O(或者寫Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O) (2)不能，因為在Al3＋與氨水反應生成Al(OH)3后，Al(OH)3不能與氨水繼續(xù)反應，從而不能將Al(OH)3與Mg(OH)2分開 (3)Cl－、K＋、AlO、OH－、Na＋　因為氫氧化鋁能與強酸反應，所以在加入鹽酸沉淀AlO時，需要控制鹽酸的量，以防止部分AlO轉化成Al3＋　通入過量二氧化碳氣體 15．(10分)現(xiàn)用0.1 mol/L的AlCl3溶液和0.1 mol/L的氫氧化鈉溶液，進行下面的實驗。 在試管中盛有上述AlCl3溶液10 mL，向其中逐滴滴入上述的NaOH溶液。 (1)加入10 mL NaOH溶液時的現(xiàn)象是________，加入30 mL NaOH溶液時的現(xiàn)象是________，加入35 mL NaOH溶液時的現(xiàn)象是____________________。 (2)生成沉淀質量最多時，需NaOH溶液________mL。 解析：將NaOH溶液滴入10 mL 0.1 mol/L的AlCl3溶液中時，整個過程可用圖象表示如下： 因為n(Al3＋)＝0.1 mol/L1010－3L＝0.001 mol，所以(1)當加入10 mL NaOH溶液時現(xiàn)象是產生白色沉淀；加入30 mL NaOH溶液時，沉淀量最多；加入35 mL NaOH溶液時，沉淀部分溶解。 (2)生成沉淀質量最多時，需NaOH溶液30 mL。 答案：(1)產生白色沉淀　沉淀量最多　沉淀部分溶解　(2)30 16．(11分)把NaOH、MgCl2、AlCl3三種固體組成的混合物溶于足量水后有1.16 g白色沉淀，在所得的濁液中逐滴加入1 molL－1 HCl溶液，加入HCl溶液的體積與生成沉淀的質量關系如下圖所示，試回答： (1)A點的沉淀物的化學式為________；B點的沉淀物的化學式為________________________。 (2)原混合物中MgCl2的質量是________g，AlCl3的質量是________g，NaOH的質量是________g。 (3)Q點HCl溶液加入量是________mL。 解析：(1)因為在濁液中加入HCl溶液至10 mL，沉淀質量一直為1.16 g，說明濁液顯堿性，Al元素以AlO形式存在，繼續(xù)加入HCl溶液，AlO轉變?yōu)锳l(OH)3沉淀，加至30 mL時，AlO全部轉變?yōu)锳l(OH)3，所以在A點的沉淀物為Mg(OH)2，在A點至B點間，沉淀物為Mg(OH)2和Al(OH)3的混合物。當加入HCl溶液超過30 mL，Mg(OH)2和Al(OH)3同時溶解。 (2)原混合物中： m(MgCl2)＝95 gmol－1＝1.90 g， 又AlCl3～AlO～HCl。 n(AlCl3)＝1 molL－1(30－10)10－3 L＝0.02 mol。 m(AlCl3)＝0.02 mol133.5 gmol－1＝2.67 g。 NaOH： ①濁液中存在的： NaOH＋HCl===NaCl＋H2O 　　　　　 10.01 mol ②MgCl2―→Mg(OH)2消耗的： MgCl2～2NaOH 2＝0.04 mol。 ③AlCl3―→NaAlO2消耗的： Al3＋～4NaOH～AlO 0．02 mol4＝0.08 mol。 NaOH總質量＝(0.01 mol＋0.04 mol＋0.08 mol)40 gmol－1＝5.20 g。 (3)從B點開始，Al(OH)3―→AlCl3消耗的HCl： 0．02 mol3＝0.06 mol Mg(OH)2―→MgCl2消耗的HCl： 0．02 mol2＝0.04 mol，所消耗HCl溶液的體積為： 1 000 mLL－1＝100 mL。 Q點HCl溶液總體積為30 mL＋100 mL＝130 mL。 答案：(1)Mg(OH)2　Mg(OH)2和Al(OH)3　(2)1.90　2.67　5.20　(3)130 17．(11分)Al(OH)3是治療胃酸過多的藥物胃舒平的主要成分。某課外興趣小組用鋁、稀硫酸、燒堿為原料，制備一定量的Al(OH)3。他們分別設計了兩種實驗方案： 方案一：AlAl2(SO4)3Al(OH)3 方案二：AlNaAlO2Al(OH)3 (1)從節(jié)約藥品的角度思考，你認為哪一種方案好？____，方案一和方案二共同存在的問題是__________________________________ _________________________________________________________。 (2)請用相同的原料設計一個更為節(jié)約藥品的方案，并寫出有關反應的化學方程式。 答案：(1)方案二較好　方案一在加入NaOH溶液和方案二在加入H2SO4溶液時，均難以控制加入的量以確保Al元素全部沉淀 (2)將Al按13分成兩份，第一份與硫酸溶液反應，第二份與NaOH溶液反應，然后將所得溶液混合即可。有關反應的化學方程式為： 2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑ 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ Al2(SO4)3＋6NaAlO2＋12H2O===8Al(OH)3↓＋3Na2SO4