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從鋁土礦中提取鋁 鋁的氧化物與氫氧化物 訓(xùn)練目標(biāo) 1.了解鋁元素在自然界中的主要存在形式。 2．了解從鋁土礦中得到金屬鋁的過(guò)程。 3．了解兩性氧化物和兩性氫氧化物的概念。 4．掌握Al2O3和Al(OH)3的性質(zhì)。 (10分鐘) 1．從鋁土礦中提取鋁的過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)的是(　　) A．Al2O3與NaOH溶液的反應(yīng) B．NaAlO2溶液與CO2的反應(yīng) C．Al(OH)3的分解反應(yīng) D．Al2O3在通電條件下發(fā)生的反應(yīng) 答案：D 解析：反應(yīng)前后沒(méi)有元素化合價(jià)發(fā)生變化的反應(yīng)不屬于氧化還原反應(yīng)，A、B、C項(xiàng)錯(cuò)誤；有單質(zhì)生成的分解反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng)，D項(xiàng)正確。 2．下列關(guān)于工業(yè)上冶煉鋁的敘述正確的是(　　) A．既可以電解熔融的AlCl3，也可以電解熔融的Al2O3 B．既可以電解熔融的Al2O3，也可以用氫氣或CO還原Al2O3來(lái)冶煉鋁 C．在氧化鋁中添加冰晶石，冰晶石作催化劑，可加快電解反應(yīng)速率 D．熔融的氧化鋁電離出Al3＋和O2－，通電后，Al3＋得電子被還原，O2－失電子被氧化 答案：D 解析：B項(xiàng)，Al的還原性較強(qiáng)，Al2O3不能被氫氣或CO還原，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，冰晶石作助熔劑，使氧化鋁的熔融溫度降低，從而減少冶煉過(guò)程中的能量消耗，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，Al3＋→Al得電子，O2－→O2失電子，D項(xiàng)正確。 3．把Fe2O3中混有的少量Al2O3除去，應(yīng)選用的試劑是(　　) A．稀硝酸 B．硫酸銅溶液 C．燒堿溶液 D．稀鹽酸 答案：C 解析：Al2O3能夠與燒堿溶液反應(yīng)，而Fe2O3不與燒堿溶液反應(yīng)，因此選擇用燒堿溶液除去Fe2O3中混有的少量Al2O3。 4．用含有少量鎂的鋁片制取純凈的氫氧化鋁，有下列操作步驟，最恰當(dāng)?shù)慕M合是(按先后順序排列)(　　) ①加鹽酸溶解　②加過(guò)量燒堿溶液溶解　③過(guò)濾?、芡ㄈ脒^(guò)量CO2生成Al(OH)3沉淀　⑤加入鹽酸生成Al(OH)3沉淀?、藜尤脒^(guò)量燒堿溶液生成Al(OH)3沉淀 A．①⑤⑥③ B．②③⑥③ C．②③④③ D．②③⑤③ 答案：C 解析：利用鋁既能與強(qiáng)酸反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)的特點(diǎn)，先加入過(guò)量燒堿溶液溶解，過(guò)濾除去鎂，氫氧化鋁不與弱酸反應(yīng)，所以向含AlO的溶液中通入過(guò)量CO2可以生成Al(OH)3沉淀，過(guò)濾即可得到氫氧化鋁沉淀。 5．下列關(guān)于氫氧化鋁性質(zhì)的敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．Al(OH)3是兩性氫氧化物 B．Al(OH)3是難溶于水的白色膠狀物質(zhì) C．Al(OH)3能凝聚水中懸浮物 D．Al(OH)3既能溶于NaOH溶液、氨水，又能溶于鹽酸 答案：D 解析：Al(OH)3既能溶于NaOH溶液，又能溶于鹽酸，但不能溶于氨水，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 6．氫氧化鋁可作為治療某種胃病的內(nèi)服藥，這是利用了氫氧化鋁的(　　) A．酸性 B．堿性 C．兩性 D．氧化性 答案：B 解析：氫氧化鋁治療胃病，主要是和胃酸中的HCl發(fā)生反應(yīng)，體現(xiàn)了氫氧化鋁的堿性。 7．氫氧化鋁[Al(OH)3]受熱易分解，產(chǎn)生水并吸收熱量，故可用作阻燃劑；它能與鹽酸、NaOH溶液反應(yīng)，是藥物“胃舒平”的主要成分之一。實(shí)驗(yàn)室制備Al(OH)3的方法為Al2(SO4)3＋6NH3H2O===2Al(OH)3↓＋3(NH4)2SO4，通常不選用NaOH溶液。下列判斷不正確的是(　　) A．氫氧化鋁的熱穩(wěn)定性好 B．“胃舒平”可用于治療胃酸過(guò)多 C．氫氧化鋁可滅火的原因之一是降低了可燃物的溫度 D．實(shí)驗(yàn)室不用NaOH溶液制備Al(OH)3是因?yàn)镹aOH會(huì)與Al(OH)3反應(yīng) 答案：A 解析：氫氧化鋁受熱易分解，所以氫氧化鋁的熱穩(wěn)定性差，A項(xiàng)錯(cuò)誤；“胃舒平”中含有氫氧化鋁，可用于治療胃酸過(guò)多，B項(xiàng)正確；氫氧化鋁受熱易分解，產(chǎn)生水并吸收熱量，能夠降低可燃物的溫度，因此可以用于滅火，C項(xiàng)正確；Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，故實(shí)驗(yàn)室不用NaOH溶液制備Al(OH)3，D項(xiàng)正確。 (35分鐘) 一、選擇題(單選) 1．下列化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)錯(cuò)誤的是(　　) A．Al2O3粉末溶于NaOH溶液中：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O B．NaAlO2溶液中通入足量的CO2：2NaAlO2＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋Na2CO3 C．灼燒氫氧化鋁固體：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O D．電解熔融的氧化鋁：2Al2O34Al＋3O2↑ 答案：B 解析：NaAlO2溶液中通入足量的CO2：NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3。 2．下列有關(guān)鋁土礦中提煉鋁的說(shuō)法不正確的是(　　) A．鋁土礦中的鋁元素是以化合態(tài)的形式存在的，需用化學(xué)方法把其轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x態(tài) B．提煉過(guò)程中，先將鋁土礦凈化提取出氧化鋁，再進(jìn)行冶煉 C．可用常見(jiàn)的還原劑把氧化鋁中的鋁還原出來(lái) D．冶煉鋁的方法與工業(yè)冶煉鈉、鎂的方法相似，可用電解法 答案：C 解析：鋁的還原性較強(qiáng)，用常見(jiàn)的還原劑不能把氧化鋁中的鋁還原出來(lái)，應(yīng)用電解法冶煉鋁。 3．對(duì)氧化鋁的分類中正確的是(　　) A．酸性氧化物 B．堿性氧化物 C．兩性氧化物 D．屬于低熔點(diǎn)氧化物 答案：C 解析：氧化鋁屬于兩性氧化物，C正確；氧化鋁熔點(diǎn)很高，常用作耐火材料，從熔點(diǎn)高低角度分類，它屬于高熔點(diǎn)氧化物。 4．電解法煉鋁時(shí)，冰晶石的作用是(　　) A．助熔劑 B．催化劑 C．還原劑 D．氧化劑 答案：A 解析：降低氧化鋁的熔點(diǎn)，使氧化鋁在較低溫度下熔化。 5．下列各組物質(zhì)只用膠頭滴管和試管不能鑒別的是(　　) A．KOH溶液與AlCl3溶液 B．MgCl2溶液與氨水 C．NaAlO2溶液與鹽酸 D．Na2CO3溶液與鹽酸 答案：B 解析：A項(xiàng)，KOH溶液逐滴滴入AlCl3溶液，開(kāi)始產(chǎn)生沉淀，隨后沉淀溶解，而AlCl3溶液逐滴滴入KOH溶液，開(kāi)始無(wú)沉淀產(chǎn)生，隨后產(chǎn)生沉淀，可以通過(guò)互滴鑒別；B項(xiàng)，MgCl2溶液與氨水不能通過(guò)互滴鑒別；C項(xiàng)，NaAlO2溶液中逐滴滴入鹽酸，開(kāi)始產(chǎn)生沉淀，隨后沉淀溶解，而鹽酸中逐滴滴入NaAlO2溶液，開(kāi)始無(wú)沉淀產(chǎn)生，隨后產(chǎn)生沉淀，可以通過(guò)互滴鑒別；D項(xiàng)，Na2CO3溶液中逐滴滴入鹽酸，開(kāi)始無(wú)氣體產(chǎn)生，隨后產(chǎn)生氣體，而鹽酸中逐滴滴入Na2CO3溶液，立即產(chǎn)生氣體，可以通過(guò)互滴鑒別。 6．如圖所示，下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．圖Ⅰ表示向AlCl3溶液中滴加氨水至過(guò)量 B．圖Ⅱ表示向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液至過(guò)量且邊滴邊振蕩 C．圖Ⅲ表示向NaAlO2溶液中滴加稀鹽酸至過(guò)量且邊滴邊振蕩 D．圖Ⅳ表示向NaAlO2溶液中緩慢通入二氧化碳至過(guò)量 答案：A 解析：向AlCl3溶液中滴加氨水，產(chǎn)生Al(OH)3沉淀，氨水過(guò)量時(shí)，Al(OH)3沉淀不溶解，A項(xiàng)錯(cuò)誤。 7．下列有關(guān)氧化鋁和氫氧化鋁的說(shuō)法正確的是(　　) A．氧化鋁是一種比較好的耐火材料，可用來(lái)制造耐火坩堝 B．氧化鋁是典型的兩性氧化物，可與氨水反應(yīng)生成偏鋁酸鹽 C．因?yàn)闅溲趸X受熱易分解，所以具有兩性 D．兩性氫氧化物既能與強(qiáng)堿反應(yīng)又能與弱堿反應(yīng) 答案：A 解析：Al2O3不能與弱堿氨水反應(yīng)；Al(OH)3受熱分解說(shuō)明Al(OH)3受熱不穩(wěn)定，不能說(shuō)明具有兩性；兩性氫氧化物與弱堿不反應(yīng)。 8．有100 mL氯化鎂和氯化鋁的混合溶液，其中c(Mg2＋)為0.1 molL－1，c(Cl－)為0.65 molL－1。要使Mg2＋全部轉(zhuǎn)化為沉淀分離出來(lái)，至少需加4 molL－1 NaOH溶液的體積為(　　) A．40 mL B．72 mL C．128 mL D．20 mL 答案：D 解析：使Mg2＋全沉淀而Al3＋不沉淀，所加NaOH既與Mg2＋反應(yīng)又與Al3＋反應(yīng)，由溶液中陰、陽(yáng)離子的電荷守恒可求Al3＋的物質(zhì)的量為0.015 mol可消耗NaOH 0.06 mol，再結(jié)合Mg2＋的量可求答案為D。 9．下列操作可得到純凈Al2O3的是(　　) A．向NaAlO2溶液中加入足量稀硫酸，蒸干并灼燒 B．向NaAlO2溶液中通入過(guò)量CO2，蒸干并灼燒 C．向AlCl3溶液中加入過(guò)量氨水，蒸干并灼燒 D．向AlCl3溶液中加入適量NaAlO2溶液，蒸干并灼燒 答案：C 解析：A項(xiàng)得到的Al2O3中含有Na2SO4；B項(xiàng)中反應(yīng)生成有NaHCO3，蒸干并灼燒后其轉(zhuǎn)化為Na2CO3；D項(xiàng)得到的Al2O3中含有NaCl。 10．工業(yè)上以鋁土礦(主要成分為Al2O3，含F(xiàn)e2O3雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如圖所示，下列敘述正確的是(　　) A．圖中試劑X是氫氧化鈉溶液 B．圖中濾渣為氫氧化鐵 C．圖中涉及的反應(yīng)包含一個(gè)氧化還原反應(yīng) D．將試劑X和氣體Y對(duì)換，最終可以達(dá)到相同的效果 答案：A 解析：A項(xiàng)，由溶液甲中通入過(guò)量氣體Y生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉溶液可知，氣體Y為二氧化碳，溶液甲為偏鋁酸鈉溶液，故試劑X為氫氧化鈉溶液，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，氧化鐵與氫氧化鈉不反應(yīng)，濾渣為氧化鐵，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，①、②過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)及Al(OH)3的分解反應(yīng)均不屬于氧化還原反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，將NaOH溶液和CO2對(duì)換，①過(guò)程不能分離氧化鐵和氧化鋁，不能達(dá)到相同的效果，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 二、非選擇題 11．向明礬溶液中加入Ba(OH)2溶液： (1)使Al3＋完全沉淀的離子方程式為_(kāi)_____________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)使SO完全沉淀的離子方程式為_(kāi)_____________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)2Al3＋＋3SO＋3Ba2＋＋6OH－===3BaSO4↓＋2Al(OH)3↓ (2)Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===2BaSO4↓＋AlO＋2H2O 12．某混合物A，含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3，在一定條件下可實(shí)現(xiàn)如圖所示的物質(zhì)之間的變化．(已知Fe2O3不溶于水和強(qiáng)堿溶液)： 據(jù)此回答下列問(wèn)題： (1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中對(duì)于溶液和沉淀的分離采取的方法是________________________________________________________________________。 (2)根據(jù)上述框圖反應(yīng)關(guān)系，寫(xiě)出下列B、E所含物質(zhì)的化學(xué)式：固體B________；溶液E________。 (3)寫(xiě)出②、④兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式 ②________________________________________________________________________； ④________________________________________________________________________。 答案：(1)過(guò)濾 (2)Al2O3　K2SO4和(NH4)2SO4 (3)②Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH ④2Al(OH)3Al2O3＋3H2O 13．下列四個(gè)圖像中，橫坐標(biāo)表示加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，縱坐標(biāo)表示生成沉淀的量，從A～D中選擇符合各題要求的序號(hào)填入表中。 A.　　　　　　B. C.　　　　　　D. 溶液 加入的物質(zhì) 答案序號(hào) AlCl3溶液 通入過(guò)量的NH3 含少量NaOH的 NaAlO2溶液 通入過(guò)量的CO2 NaAlO2溶液 滴加稀硫酸至過(guò)量 MgCl2、AlCl3的 混合溶液 滴加NaOH至過(guò)量 答案：C　D　B　A 解析：AlCl3溶液中通入過(guò)量的NH3，生成Al(OH)3沉淀，且沉淀不溶解，所以選C；含少量NaOH的NaAlO2溶液中通入過(guò)量的CO2，CO2先與NaOH溶液反應(yīng)，沒(méi)有沉淀生成，然后CO2與NaAlO2溶液反應(yīng)，生成Al(OH)3沉淀，且沉淀不溶解，所以選D；NaAlO2溶液中滴加稀硫酸至過(guò)量，先生成Al(OH)3沉淀，然后沉淀溶解，且生成沉淀和溶解沉淀所用H2SO4的物質(zhì)的量之比為13，所以選B；MgCl2、AlCl3的混合溶液中滴加NaOH至過(guò)量，先生成Al(OH)3和Mg(OH)2沉淀，然后Al(OH)3沉淀溶解，所以選A。 14．電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，若有0.3 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則理論上能得到金屬鋁多少克？需氧化鋁多少克？ 答案：2.7 g　5.1 g 解析： 2Al2O3　　～　　4Al　　～　　12e－ 2102 g 427 g 12 mol m(Al2O3) m(Al) 0.3 mol ＝＝ 解得：m(Al)＝2.7 g，m(Al2O3)＝5.1 g。