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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第三章 第二講 鋁及其化合物 一、選擇題 1．將等物質(zhì)的量的鎂和鋁均勻混合，取等質(zhì)量該混合物四份，分別加到足 量的下列溶液中，充分反應(yīng)后，放出氫氣最多的是(　　) A．3 molL－1鹽酸 B．4 molL－1HNO3溶液 C．5 molL－1NaOH溶液 D．18.4 molL－1H2SO4溶液 解析 B項(xiàng)中硝酸和D項(xiàng)中濃硫酸與金屬反應(yīng)不產(chǎn)生氫氣；C項(xiàng)中NaOH溶液只與鋁反應(yīng)而不與鎂反應(yīng)，而A項(xiàng)中鹽酸與鎂和鋁均能反應(yīng)，A項(xiàng)正確。 答案 A 2.在Al2(SO4)3和MgSO4的混合溶液中，滴加NaOH溶液，生成沉淀的量與滴入NaOH溶液的體積關(guān)系如右圖所示，則原混合液中Al2(SO4)3與MgSO4的物質(zhì)的量濃度之比為(　　)。 A．6∶1 B．3∶1 C．2∶1 D．1∶2 解析　溶解Al(OH)3耗堿10 mL，則生成Al(OH)3耗堿為30 mL，生成Mg(OH)2耗堿(50－30)mL，故Al3＋與Mg2＋濃度之比1∶1，則Al2(SO4)3與MgSO4的物質(zhì)的量濃度之比為1∶2。 答案　D 3．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．用新制的生石灰，通過加熱蒸餾，以除去乙醇中的少量水 D．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 解析　Al可與燒堿溶液反應(yīng)，而Mg不能反應(yīng)，A項(xiàng)正確；Al(OH)3只能溶于強(qiáng)堿，不溶于氨水，B項(xiàng)錯(cuò)誤；CaO吸水生成Ca(OH)2，再蒸餾乙醇蒸發(fā)分離，C項(xiàng)正確；Mg(OH)2不與燒堿反應(yīng)，Al(OH)3溶于燒堿生成NaAlO2，再通入過量CO2又生成Al(OH)3，D項(xiàng)正確。 答案　B 4．下列各項(xiàng)操作中，不發(fā)生“先產(chǎn)生沉淀，然后沉淀又溶解”現(xiàn)象的是①向飽和碳酸鈉溶液中通入過量的CO2；②向NaAlO2溶液中逐滴加入過量的稀鹽酸；③向AlCl3溶液中逐滴加入過量的稀氫氧化鈉溶液；④向硅酸鈉溶液中逐滴加入過量的鹽酸 A．①② B．①③ C．①④ D．②③ 解析?、傧蝻柡吞妓徕c溶液中通入過量的CO2會(huì)產(chǎn)生沉淀，因?yàn)榉磻?yīng)會(huì)生成碳酸氫鈉，碳酸氫鈉的溶解度比碳酸鈉的小，所以有NaHCO3沉淀產(chǎn)生，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3↓；向硅酸鈉溶液中逐滴加入過量的鹽酸，鹽酸和Na2SiO3溶液反應(yīng)生成白色膠狀H2SiO3沉淀，2HCl＋Na2SiO3===2NaCl＋H2SiO3↓。 答案　C 5．美國普度大學(xué)研究開發(fā)出一種利用鋁鎵合金制備氫氣的新工藝(如圖所示)。下列有關(guān)該工藝的說法錯(cuò)誤的是(　　)。 A．該過程中，能量的轉(zhuǎn)化形式只有兩種 B．鋁鎵合金可以循環(huán)使用 C．鋁鎵合金與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Al＋3H2OAl2O3＋3H2↑ D．總反應(yīng)式為2H2O2H2↑＋O2↑ 解析　鋁鎵合金與水反應(yīng)的過程中必然伴隨著能量變化，主要是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能；太陽能電池工作時(shí)，太陽能轉(zhuǎn)化為電能；電解過程中電能又轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。因此，上述過程中能量的轉(zhuǎn)化形式有三種，故A錯(cuò)誤。根據(jù)題意可知B、C、D均正確。 答案　A 6．在杠桿的兩端分別掛著質(zhì)量和體積都相同的鋁球和鐵球，此時(shí)杠桿平衡。然后將兩球分別浸沒在氫氧化鈉溶液和硫酸銅溶液中片刻，如圖，則下列說法正確的是(　　) A．兩燒杯中均無氣泡產(chǎn)生 B．左邊燒杯中的溶液質(zhì)量減少了 C．去掉兩燒杯，杠桿仍平衡 D．右邊鐵球上出現(xiàn)紅色 解析 鋁球與NaOH溶液反應(yīng)生成可溶性NaAlO2，鐵球與CuSO4溶液發(fā)生置換反應(yīng)生成銅，因此鋁球變輕，鐵球變重。 答案 D 7．下列反應(yīng)的離子方程式書寫正確的是(　　) A．氯化鋁溶液中加入過量氨水： Al3＋＋4NH3H2O===AlO＋4NH＋2H2O B．濃燒堿溶液中加入鋁片： Al＋2OH－===AlO＋H2↑ C．用濃NaOH溶液溶解Al2O3： 2OH－＋Al2O3===2AlO＋H2O D．往碳酸鎂中滴加稀鹽酸： CO＋2H＋===CO2↑＋H2O 解析 A中應(yīng)生成Al(OH)3而不是AlO，因?yàn)锳l(OH)3不溶于氨水；B中電荷不守恒；D中MgCO3難溶，不能拆寫為CO。 答案 C 二、非選擇題 8．下列圖像中，縱坐標(biāo)為沉淀量，橫坐標(biāo)為某溶液中加入的反應(yīng)物的物質(zhì)的量，選擇合適圖像對(duì)應(yīng)的字母填空。 (1)AlCl3溶液中加入氨水至過量________。 (2)AlCl3溶液中加入NaOH溶液至過量________。 (3)AlCl3、MgCl2混合溶液中加入NaOH溶液至過量________。 (4)澄清石灰水中通入過量CO2________。 (5)含有少量鹽酸的AlCl3溶液中加入過量NaOH溶液________； (6)含有少量HCl的AlCl3溶液中加入過量氨水________。 答案：(1)③　(2)⑥　(3)①　(4)②　(5)⑤　(6)④ 9．鋅和鋁都是活潑金屬，其氫氧化物既能溶于強(qiáng)酸，又能溶于強(qiáng)堿。但是氫氧化鋁不溶于氨水，而氫氧化鋅能溶于氨水，生成[Zn(NH3)4]2＋。 回答下列問題： (1)單質(zhì)鋁溶于氫氧化鈉溶液后，溶液中鋁元素的存在形式為________________(用化學(xué)式表示)。 (2)寫出鋅和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)下列各組中的兩種溶液，用相互滴加的實(shí)驗(yàn)方法即可鑒別的是________________。 ①硫酸鋁和氫氧化鈉?、诹蛩徜X和氨水?、哿蛩徜\和氫氧化鈉　④硫酸鋅和氨水 (4)寫出可溶性鋁鹽與氨水反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 試解釋在實(shí)驗(yàn)室不適宜用可溶性鋅鹽與氨水反應(yīng)制備氫氧化鋅的原因：_____________________________________________________________________________________________________________________________。 解析　(1)Al與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Al＋2NaOH＋6H2O===2NaAlO2＋3H2↑。溶液中Al以AlO形式存在。 (2)仿照Al與NaOH溶液的反應(yīng)，可以寫出Zn與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Zn＋2NaOH===Na2ZnO2＋H2↑。 (3)①少量Al2(SO4)3溶液滴入NaOH溶液中沒有沉淀，生成AlO；少量NaOH溶液滴入Al2(SO4)3溶液中有沉淀。 ②Al2(SO4)3溶液滴入氨水中有沉淀；氨水滴入Al2(SO4)3溶液中也有沉淀。 ③少量ZnSO4溶液滴入NaOH溶液中沒有沉淀，生成ZnO；少量NaOH溶液滴入ZnSO4溶液中有沉淀。 ④少量ZnSO4溶液滴入氨水中沒有沉淀，生成[Zn(NH3)4]2＋；少量氨水滴入ZnSO4溶液中有沉淀。 所以，用相互滴加的實(shí)驗(yàn)方法就能鑒別的有①③④。 (4)根據(jù)給出信息，寫出化學(xué)方程式： Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH 可溶性鋅鹽與氨水反應(yīng)產(chǎn)生的Zn(OH)2可溶于過量氨水，生成[Zn(NH3)4]2＋，所以實(shí)驗(yàn)過程中加入氨水的用量不易控制。 答案　(1)AlO (2)Zn＋2NaOH===Na2ZnO2＋H2↑ (3)①③④ (4)Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH　可溶性鋅鹽與氨水反應(yīng)產(chǎn)生的Zn(OH)2可溶于過量氨水中，生成[Zn(NH3)4]2＋，氨水的用量不易控制 10．下面是有關(guān)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖(有些物質(zhì)已省略)。 若A為單質(zhì)，E在常溫下為液體，C的相對(duì)分子質(zhì)量為78。請回答下列問題： (1)畫出A的原子結(jié)構(gòu)示意圖________，F(xiàn)的電子式是________。 (2)下面對(duì)C物質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的推斷中，不正確的是________。 A．久置于空氣中會(huì)變成白色 B．具有強(qiáng)氧化性 C．晶體中存在離子鍵和共價(jià)鍵 D．遇濕潤的紫色石蕊試紙只能使其變藍(lán)色 (3)若C是含氧化合物且氧為18O時(shí)，則C與D反應(yīng)所得產(chǎn)物的摩爾質(zhì)量分別為__________________。 解析 單質(zhì)A的兩種化合物(其中一種的相對(duì)分子質(zhì)量為78)能與同種物質(zhì)反應(yīng)，且生成物中也有相同的物質(zhì)，則A是Na，B是Na2O、C是Na2O2、D是CO2、G是Na2CO3、F是NaOH。Na2O2具有強(qiáng)氧化性，能漂白包括酸堿指示劑在內(nèi)的許多有色物質(zhì)。Na2O2與CO2的反應(yīng)是一個(gè)自身氧化還原反應(yīng)，Na2O2中的18O一半轉(zhuǎn)化為氧氣、一半轉(zhuǎn)化為Na2CO3中化合價(jià)－2價(jià)的氧，且Na2CO3中18O占全部氧原子數(shù)目的三分之一。 答案 (1) (2)D (3)M(Na2CO3)＝108 g/mol，M(O2)＝36 g/mol 11．某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)展開研究?，F(xiàn)行高中化學(xué)教材中對(duì)“鋁熱反應(yīng)”的現(xiàn)象有這樣的描述：“反應(yīng)放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的光芒”“紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中”。查閱《化學(xué)手冊》知，Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)數(shù)據(jù)如下： 物質(zhì) Al Al2O3 Fe Fe2O3 熔點(diǎn)/℃ 660 2 054 1 535 1 462 沸點(diǎn)/℃ 2 467 2 980 2 750 － Ⅰ.(1)某同學(xué)推測，鋁熱反應(yīng)所得到的熔融物應(yīng)是鐵鋁合金。理由是：該反應(yīng)放出的熱量使鐵熔化，而鋁的熔點(diǎn)比鐵低，此時(shí)液態(tài)的鐵和鋁熔合形成鐵鋁合金。你認(rèn)為他的解釋是否合理？________(填“合理”或“不合理”)。 (2)設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)方案，證明上述所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁。該實(shí)驗(yàn)所用試劑是________，反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)實(shí)驗(yàn)室溶解該熔融物，在下列試劑中最適宜的試劑是________(填序號(hào))。 A．濃硫酸 B．稀硫酸 C．稀硝酸 D．氫氧化鈉溶液 Ⅱ.實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)，硝酸的濃度越稀，對(duì)應(yīng)還原產(chǎn)物中氮元素的化合價(jià)越低。某同學(xué)取一定量上述的熔融物與一定量很稀的硝酸充分反應(yīng)，反應(yīng)過程中無氣體放出。在反應(yīng)結(jié)束后的溶液中，逐滴加入4 molL－1的氫氧化鈉溶液，所加氫氧化鈉溶液的體積(mL)與產(chǎn)生的沉淀的物質(zhì)的量(mol)的關(guān)系如圖所示。試回答下列問題： (1)圖中OC段沒有沉淀生成，此階段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________。 (2)在DE段，沉淀的物質(zhì)的量沒有變化，則此階段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________； 上述現(xiàn)象說明溶液中________結(jié)合OH－的能力比________強(qiáng)(填離子符號(hào))。 (3)B與A的差值為________mol。 (4)B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的沉淀的物質(zhì)的量為________mol，C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的氫氧化鈉溶液的體積為________mL。 解析?、?由表中數(shù)據(jù)比較可知，鋁的熔點(diǎn)比鐵低，該反應(yīng)放出的熱量使鐵熔化，此時(shí)液態(tài)的鐵和鋁熔合形成鐵鋁合金。利用金屬Al與強(qiáng)堿液反應(yīng)放出氫氣的性質(zhì)即可驗(yàn)證。由于Fe與Al都是活潑的金屬，所以可以用稀硫酸或者稀鹽酸溶解。Ⅱ.由圖像可知硝酸過量，OC段發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，CD段為Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀的生成，DE段消耗了NaOH，由此證明硝酸和金屬反應(yīng)的還原產(chǎn)物為較低價(jià)態(tài)的NH，EF段為Al(OH)3的消失，只剩下Fe(OH)3沉淀。B與A的差值為Al(OH)3，為4 molL－1(36－34)10－3 L＝0.008 mol，參加反應(yīng)的n(Al)＝0.008 mol，因?yàn)? mol的Al3＋、Fe3＋均與3 mol的NaOH反應(yīng)，由電子守恒可知Fe和Al化合價(jià)升高的總數(shù)等于HNO3生成NH降低的總數(shù)，即3n(Fe)＋3n(Al)＝n(NH)8＝4 molL－1(34－31)10－3 L8，解得n(Fe)＋n(Al)＝0.032 mol，n(Fe)＝0.024 mol，兩種沉淀的物質(zhì)的量為0.032 mol。生成兩種沉淀共消耗n(NaOH)＝0.032 mol3＝0.096 mol，所以C點(diǎn)體積為： 31 mL－103 mLL－1＝7 mL。 答案?、?(1)合理　(2)NaOH溶液　2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑　(3)B Ⅱ.(1)H＋＋OH－===H2O　(2)NH＋OH－===NH3H2O　Al3＋、Fe3＋、H＋　NH　(3)0.008　(4)0.032　7