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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)18 鋁及其化合物檢測(cè)與評(píng)估 一、 單項(xiàng)選擇題 1. 下列除去雜質(zhì)的方法不正確的是 (　　) A. 鎂粉中混有少量鋁粉:加入過量燒堿溶液充分反應(yīng)，過濾、洗滌、干燥 B. 用過量氨水除去Fe3+溶液中的少量Al3+ C. Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2:加入足量燒堿溶液，充分反應(yīng)，過濾，向?yàn)V液中通入過量CO2后過濾 D. MgO中混有少量Al2O3:加入足量燒堿溶液，充分反應(yīng)，過濾、洗滌、干燥得到MgO 2. 下列離子方程式不正確的是 (　　) A. 鋁片堿洗時(shí)常有氣泡:2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑ B. Al2O3溶于氨水:Al2O3+2OH-2Al+H2O C. AlCl3溶液中加入過量NaOH溶液:Al3++4OH-Al+2H2O D. 實(shí)驗(yàn)室用鋁鹽制Al(OH)3:Al3++3NH3H2OAl(OH)3↓+3N 3. 鋁是一種很重要的金屬，可以發(fā)生一系列反應(yīng)制備物質(zhì)。下列說法錯(cuò)誤的是 (　　) A. 反應(yīng)①又稱鋁熱反應(yīng)，曾用于野外焊接鐵軌 B. 利用②③反應(yīng)都能產(chǎn)生氫氣，產(chǎn)生等量氫氣消耗Al的質(zhì)量也相等且轉(zhuǎn)移電子數(shù)也相等 C. 常用反應(yīng)⑥制備Al(OH)3，方法是向Al2(SO4)3溶液中滴加NaOH溶液至恰好完全沉淀 D. 工業(yè)上常用反應(yīng)⑦制備金屬鋁，制備過程中常加入冰晶石以降低Al2O3的熔點(diǎn) 4. 向MgCl2和AlCl3的混合溶液中加入氫氧化鈉溶液，所得沉淀的物質(zhì)的量(n)與加入氫氧化鈉溶液的體積(V)關(guān)系如右圖所示。則下列說法正確的是 (　　) A. a、c兩點(diǎn)沉淀物成分相同，d、e兩點(diǎn)沉淀物成分相同 B. 在反應(yīng)過程中，各狀態(tài)點(diǎn)溶液的pH大小順序:e>d>c>a>b C. b~c段與c~d段溶液中陰離子的物質(zhì)的量相等 D. 在d點(diǎn)，向溶液中加入鹽酸，沉淀量將減少 5. 元素及其化合物豐富了物質(zhì)世界，下列說法不正確的是 (　　) A. Al2O3熔點(diǎn)很高，可用作耐火材料 B. NaOH溶液和AlCl3溶液相互滴加的現(xiàn)象不同 C. 金屬比非金屬易失電子，所以金屬可以置換非金屬，而非金屬不能置換金屬 D. 等量的鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)，生成的氫氣是一樣多的 6. 下列化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作，正確的是 (　　) A. 將一塊帶有氧化膜的鋁片浸入到濃燒堿溶液中，當(dāng)恰好全部反應(yīng)完畢時(shí)，再將生成的溶液加熱蒸干，便得到了純凈的NaAlO2 B. 向NaAlO2溶液中加入適量的AlCl3溶液，將所得沉淀過濾、洗滌、加熱灼燒，便得到純凈的化合物Al(OH)3 C. 將鋁塊放入過量鹽酸中，待反應(yīng)結(jié)束加熱溶液至無液體，其剩余固體為AlCl3 D. 向AlCl3溶液中加入足量氨水進(jìn)行反應(yīng)，將所得沉淀過濾、洗滌、灼燒去掉水分，不能得到純凈的Al2O3 7. 等質(zhì)量的鋁分別與足量的NaOH、鹽酸反應(yīng)，兩者生成的H2體積比為 (　　) A. 1∶1　 B. 2∶1　 C. 1∶2　 D. 2∶3 8. 把一塊鎂鋁合金投入到1 molL-1鹽酸里，待合金完全溶解后，再往溶液里加入1 molL-1 NaOH溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量隨加入NaOH溶液體積變化的關(guān)系如下圖所示。下列說法中錯(cuò)誤的是 (　　) A. 無法確定鹽酸的體積 B. a的取值范圍為0≤a<50 C. 當(dāng)a值為30時(shí)，b值為0.02 D. 當(dāng)a值為10時(shí)，b值為0.03 二、 非選擇題 9. (xx大綱全國卷)鋁是一種應(yīng)用廣泛的金屬，工業(yè)上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融電解制得。 ①鋁土礦的主要成分是Al2O3和SiO2等。從鋁土礦中提煉Al2O3的流程如下: ②以螢石(CaF2)和純堿為原料制備冰晶石的流程如下: 回答下列問題: (1) 寫出反應(yīng)1的化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2) 濾液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是　　　　，反應(yīng)2的離子方程式為　 。 (3) E可作為建筑材料，化合物C是　　　　，寫出由D制備冰晶石的化學(xué)方程式:　 。 (4) 電解制鋁的化學(xué)方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，以石墨為電極，陽極產(chǎn)生的混合氣體的成分是　　　　　　。 10. 由熔鹽電解法獲得的粗鋁含有一定量的金屬鈉和氫氣，這些雜質(zhì)可采用吹氣精煉法除去，產(chǎn)生的尾氣經(jīng)處理后可用于鋼材鍍鋁。工藝流程如下: (注 :NaCl熔點(diǎn)為801 ℃;AlCl3在181 ℃升華) (1) 精煉前，需清除坩堝表面的氧化鐵和石英砂，防止精煉時(shí)它們分別與鋁發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生新的雜質(zhì)，相關(guān)的化學(xué)方程式為①　　　　　　　　　　　　　　　　　，②　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2) 將Cl2連續(xù)通入坩堝中的粗鋁熔體，雜質(zhì)隨氣泡上浮除去。氣泡的主要成分除Cl2外還含有　　　　;固態(tài)雜質(zhì)粘附于氣泡上，在熔體表面形成浮渣，浮渣中肯定存在　　　　。 (3) 在用廢堿液處理A的過程中，所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為　 。 (4) 鍍鋁電解池中，金屬鋁為　　　　極，熔融鹽電鍍中鋁元素和氯元素主要以AlC和Al2C形式存在，鋁電極的主要電極反應(yīng)式為　　　　　　　　。 (5) 鋼材鍍鋁后，表面形成的致密氧化鋁膜能防止鋼材腐蝕，其原因是　 。 11. (xx四川高考改編)明礬石經(jīng)處理后得到明礬[KAl(SO4)212H2O]。從明礬制備 Al、K2SO4和H2SO4的工藝過程如下所示: 焙燒明礬的化學(xué)方程式為4KAl(SO4)212H2O+3S2K2SO4+2Al2O3+9SO2↑+48H2O。 請(qǐng)回答下列問題: (1) 在焙燒明礬的反應(yīng)中，還原劑是　　 　　。 (2) 從水浸后的濾液中得到K2SO4晶體的方法是　 。 (3) 高純氧化鋁可用于制高壓鈉燈的陶瓷管。實(shí)驗(yàn)室制取高純氧化鋁的流程如下: ①配制硫酸鋁溶液時(shí)，需用硫酸酸化，酸化的目的是　 。 ②結(jié)晶操作中，母液經(jīng)蒸發(fā)濃縮至溶液表面剛出現(xiàn)薄層的結(jié)晶為止，冷卻結(jié)晶，得到銨明礬(含結(jié)晶水)。母液不能蒸干的原因是　 。 (4) 以Al和NiO(OH)為電極，NaOH溶液為電解液組成一種新型電池，放電時(shí)NiO(OH)轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2，該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式是　　　　　　　　　　　　　　。 12. 石墨在材料領(lǐng)域有重要應(yīng)用。某初級(jí)石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等雜質(zhì)。設(shè)計(jì)的提純與綜合利用工藝如下: (注:SiCl4的沸點(diǎn)為57.6 ℃，金屬氯化物的沸點(diǎn)均高于150 ℃) (1) 向反應(yīng)器中通入Cl2前，需通一段時(shí)間N2，主要目的是　　　　　　　　　　　。 (2) 高溫反應(yīng)后，石墨中氧化物雜質(zhì)均轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的氯化物。氣體Ⅰ中的碳氧化物主要為　　　　。由氣體Ⅱ中某物得到水玻璃的化學(xué)方程式為　 。 (3) 步驟①為:攪拌、　　　　。所得溶液Ⅳ中的陰離子有　　　　。 (4) 由溶液Ⅳ生成沉淀Ⅴ的總反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　，100 kg初級(jí)石墨最多可能獲得Ⅴ的質(zhì)量為　　　　kg。 (5) 石墨可用于自然水體中銅件的電化學(xué)防腐，完成右圖防腐示意圖，并作相應(yīng)標(biāo)注。 課時(shí)18　鋁及其化合物 1. B　【解析】　A項(xiàng)、C項(xiàng)、D項(xiàng)均是利用Al、Al(OH)3、Al2O3與燒堿反應(yīng)的原理進(jìn)行除雜,均正確;B項(xiàng),Fe3+、Al3+與氨水均生成沉淀,錯(cuò)誤。 2. B　【解析】　Al2O3是兩性氧化物,能溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿,但不溶于氨水。 3. C　【解析】　根據(jù)鋁熱反應(yīng)的作用,A項(xiàng)的說法正確;鋁與酸堿反應(yīng)都生成+3價(jià)的鋁,即轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同,故生成的氫氣量也相同,B項(xiàng)的說法正確;實(shí)驗(yàn)室常用鋁鹽與弱堿氨水反應(yīng),不用強(qiáng)堿NaOH溶液反應(yīng),C項(xiàng)的說法錯(cuò)誤;D項(xiàng)的說法正確。 4. A　【解析】　d、e點(diǎn)的沉淀物都是氫氧化鎂,A項(xiàng)正確;b點(diǎn)時(shí)鋁的存在形式為Al(OH)3,鎂的存在形式為Mg(OH)2,其pH大于a點(diǎn),B項(xiàng)錯(cuò)誤;由b到d點(diǎn)溶液中c(Al)不斷增大,C項(xiàng)錯(cuò)誤;d點(diǎn)時(shí),鋁的存在形式為Al,加入鹽酸發(fā)生反應(yīng):Al+H++H2OAl(OH)3↓,沉淀量增加,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 5. C　【解析】　非金屬也能置換金屬,如C與氧化銅反應(yīng)。 6. A　【解析】　B項(xiàng)在灼燒條件下,Al(OH)3分解為Al2O3和H2O,得到的是Al2O3。C項(xiàng)也是對(duì)AlCl3溶液加熱、蒸干,會(huì)有Al2O3產(chǎn)生。D項(xiàng)可以得到純凈的Al2O3。 7. A　【解析】　從Al與NaOH、鹽酸反應(yīng)的方程式可得,等量的鋁得到的H2的量相同。 8. A　【解析】　解答本題時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn):①當(dāng)沉淀量達(dá)最大值時(shí),溶液中的溶質(zhì)只有NaCl;②結(jié)合曲線的拐點(diǎn)和NaOH的體積求出Al的量;③根據(jù)各物質(zhì)間的反應(yīng)關(guān)系分析a值。A項(xiàng),由圖像知,當(dāng)沉淀達(dá)到最大值時(shí),溶液中的溶質(zhì)只有NaCl,則有n(Na+)=n(Cl-),即n(NaOH)=n(HCl),故鹽酸的體積為80 mL;B項(xiàng),若鎂鋁合金恰好與鹽酸反應(yīng),則a=0,由圖像知,加入的80~90 mL 的NaOH溶液用于溶解Al(OH)3,得n[Al(OH)3]=0.01 mol,若合金中無鎂,則0.01 mol Al3+需消耗NaOH溶液30 mL,所以a<50,綜合分析得:0≤a<50;C項(xiàng),當(dāng)a值為30時(shí),則n(Mg2+)=0.01 mol,所以b值為0.02;D項(xiàng),當(dāng)a值為10時(shí),則n(Mg2+)=0.02 mol,所以b值為0.03。故選AC項(xiàng)。 9. (1) 2NaOH+SiO2Na2SiO3+H2O、 2NaOH+Al2O32NaAlO2+H2O (2) CaSiO3　2Al+CO2+3H2O2Al(OH)3↓+C[或Al+CO2+2H2OAl(OH)3↓+HC] (3) 濃硫酸 12HF+3Na2CO3+2Al(OH)32Na3AlF6+3CO2+9H2O (4) 2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑　O2、CO2(或CO) 【解析】　 (1) 反應(yīng)1為鋁土礦中的Al2O3、SiO2與NaOH反應(yīng)。(2) 濾液Ⅰ含Si、Al,加入CaO后,與水反應(yīng)生成Ca(OH)2,Ca2+與Si反應(yīng)生成CaSiO3;濾液Ⅱ中離子為Al,能與CO2、H2O反應(yīng)生成Al(OH)3。(3) E為建筑材料硫酸鈣,結(jié)合轉(zhuǎn)化關(guān)系可確定C為濃硫酸;氣體D為HF,再結(jié)合轉(zhuǎn)化關(guān)系,可完成化學(xué)方程式。(4) 電解氧化鋁制備鋁,以石墨為陽極,2O2--4e-O2↑,高溫條件下,石墨可能被O2氧化生成CO2或CO,故混合氣體為O2、CO2或CO。 10. (1) 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 4Al+3SiO23Si+2Al2O3 (2) HCl、AlCl3　NaCl (3) H++OH-H2O; Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O (4) 陽　Al+4Cl--3e-AlC; 2Al+7Cl--6e-Al2C (5) 鋼鐵表面的致密氧化鋁膜能阻止內(nèi)部鋼材接觸空氣,從而防止鋼材被腐蝕 【解析】　(1) 鋁能置換氧化鐵中的鐵單質(zhì)和石英砂中的硅單質(zhì),發(fā)生的反應(yīng)分別為2Al+Fe2O32Fe+Al2O3,4Al+3SiO23Si+2Al2O3。(2) 因?yàn)榇咒X中存在氫氣,高溫下通入氯氣會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成氯化氫,同時(shí)部分鋁單質(zhì)與氯氣反應(yīng)生成AlCl3氣體,所以氣泡中還存在HCl和AlCl3氣體;氯氣與鈉反應(yīng)生成NaCl,NaCl熔點(diǎn)為801 ℃,精煉溫度只有700 ℃,所以浮渣中肯定存在NaCl。(3) 氣體冷凝以后只剩余氯氣和氯化氫,所以用堿液吸收時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為H++OH-H2O;Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O。(4) 電鍍時(shí),鍍層金屬為陽極,所以金屬鋁為陽極;其電極反應(yīng)式為Al+4Cl--3e-AlC;2Al+7Cl--6e-Al2C。(5) 鋼材表面的致密氧化鋁膜能阻止內(nèi)部鋼材接觸空氣,從而防止鋼材被腐蝕。 11. (1) S(硫) (2) 蒸發(fā)結(jié)晶 (3) ①抑制Al3+水解?、跍p少可溶性雜質(zhì)析出和防止Al3+水解 (4) Al+3NiO(OH)+NaOH+H2ONaAlO2+3Ni(OH)2 【解析】　 (1) 結(jié)合明礬煅燒的化學(xué)方程式可知,S的化合價(jià)升高,被氧化,作還原劑。(2) 從溶液中得到晶體的方法為蒸發(fā)結(jié)晶。(3) ①硫酸鋁是強(qiáng)酸弱堿鹽,水解呈酸性,加入硫酸酸化,可抑制硫酸鋁中Al3+的水解。②母液蒸發(fā)濃縮時(shí),當(dāng)有大量晶體析出時(shí)加熱溫度較高,Al3+易水解,需要冷卻,同時(shí)避免可溶性雜質(zhì)析出。(4) 利用題中放電時(shí)信息可知NiO(OH)作正極(放電時(shí)發(fā)生還原反應(yīng)),則Al作負(fù)極,因電解質(zhì)溶液為NaOH,則放電時(shí)Al電極發(fā)生氧化反應(yīng)生成NaAlO2,由此容易寫出電池的總反應(yīng)方程式。 12. (1) 排除裝置中的空氣 　 (2) CO　 SiCl4+6NaOHNa2SiO3+4NaCl+3H2O (3) 過濾　Al和Cl- (4) Al+CH3COOCH2CH3+2H2OCH3COO-+CH3CH2OH+Al(OH)3↓　7.8 (5) 【解析】　 (1) 通入N2的目的是為了排除裝置中的空氣(特別是氧氣),防止在高溫時(shí)石墨與氧氣反應(yīng)。(2) 高溫反應(yīng)后,SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO分別轉(zhuǎn)化為SiCl4、AlCl3、FeCl3、MgCl2。因?yàn)槭沁^量的,故高溫條件下,C和SiO2、Fe2O3反應(yīng)生成的是CO。由于SiCl4的沸點(diǎn)為57.6 ℃,低于80 ℃,故氣體Ⅱ?yàn)镾iCl4,在NaOH溶液中水解生成Na2SiO3和NaCl: SiCl4+6NaOHNa2SiO3+4NaCl+3H2O。(3) AlCl3、FeCl3、MgCl2的沸點(diǎn)均高于150 ℃,在80 ℃下變?yōu)楣腆wⅢ, AlCl3、FeCl3、MgCl2和過量NaOH反應(yīng)后生成NaAlO2、Fe(OH)3、Mg(OH)2和NaCl,通過過濾將沉淀Fe(OH)3和Mg(OH)2濾出,得到的溶液Ⅳ主要含NaAlO2和NaCl。(4) NaAlO2發(fā)生水解導(dǎo)致溶液顯堿性:NaAlO2+2H2OAl(OH)3+NaOH,加入乙酸乙酯后,發(fā)生水解:CH3COOCH2CH3+NaOHCH3COONa+CH3CH2OH,促使NaAlO2徹底水解生成Al(OH)3沉淀。溶液Ⅳ轉(zhuǎn)化為沉淀Ⅴ的反應(yīng)為NaAlO2+2H2O+CH3COOCH2CH3Al(OH)3↓+CH3COONa+CH3CH2OH。根據(jù)Al原子守恒,可知100 kg初級(jí)石墨可得m[Al(OH)3]=278 gmol-1=7.8 kg。(5) 水體中銅件的電化學(xué)防腐利用了電解保護(hù)法,該方法中石墨作陽極,銅件作陰極,即外加電流的陰極保護(hù)法;若將石墨與銅件直接相連,形成原電池,則銅作負(fù)極被氧化,所以不可采用。