1、课时作业7铝及其化合物一、选择题1现有Al、Cl2、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，下列推断中不合理的是()AN一定是HCl(aq)BX可能为Al或Cl2CY一定为NaOH(aq)DQ、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、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3五种物质反应，对照图示转化关系，可知Y为NaOH(aq)。只有HCl(aq)能与Al、Al2O3、Al(OH)3、N
2、aOH(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：B2足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是()A氢氧化钠溶液 B稀硫酸C盐酸 D稀硝酸解析：根据关系式2Al2NaOH,2Al3H2SO4,2Al6HCl，A项正确，B、C项错误；Al与稀硝酸反应不产生氢气，D项错误。答案：A
3、3下列叙述中错误的是()A常温下铝与浓硝酸反应制得大量的NO2BAl、Al2O3、Al(OH)3都可溶于NaOH溶液和盐酸中C向AlCl3溶液中滴加氨水，产生白色沉淀；再加过量NaHSO4溶液，沉淀消失D能用同一个离子方程式表示氨水滴入Al2(SO4)3溶液和Al2(SO4)3溶液滴入浓氨水的反应解析：常温下铝与浓HNO3发生“钝化”，A错误。答案：A4对溶液中的反应，如下图图象中m表示生成沉淀的物质的量，n表示参加反应的某一种反应物的物质的量，则下列叙述中错误的是()A符合甲图象的两种反应物可以是AlCl3和NaOHB符合乙图象的两种反应物可以是Ca(OH)2和CO2C符合丙图象的反应可以是
4、在Ca(OH)2和KOH的混合溶液中通入CO2D符合丙图象的反应可以是在NH4Al(SO4)2溶液中加入NaOH解析：AlCl3溶液中加入NaOH溶液，先沉淀后溶解，前后量为31，A符合；Ca(OH)2中通入CO2，先生成碳酸钙，再转化为碳酸氢钙，前后量为11，B符合；在Ca(OH)2和KOH的混合溶液中通入CO2，CO2先与Ca(OH)2反应，再与KOH反应，最后使碳酸钙溶解，C符合；NH4Al(SO4)2溶液中加入NaOH，由于NH与Al3是11关系，所以沉淀Al3用的NaOH与和NH反应用的NaOH是31关系，D不符合。答案：D5下列操作能达到目的的是()A将一块带有氧化膜的铝片与过量的
5、浓NaOH溶液完全反应后，取澄清溶液将其蒸干，得纯净的NaAlO2固体B向NaAlO2溶液中加入过量的AlCl3溶液，将所得沉淀过滤洗涤，加热灼烧去掉水分，可得纯净的Al(OH)3固体C铝块与适量的稀盐酸完全反应，将所得溶液蒸干，可得AlCl3固体DAlCl3溶液与足量氨水反应，将沉淀过滤、洗涤、灼烧去掉水分可得Al2O3固体解析：A项，混有NaOH固体；B项，灼烧得到的是Al2O3；C项，得到的是Al2O3。答案：D6某校化学兴趣小组用如图所示过程除去AlCl3溶液中含有的Mg2、K杂质离子并尽可能减少AlCl3的损失。下列说法正确的是()ANaOH溶液可以用氨水来代替B溶液a中含有Al3、
6、K、Cl、Na、OHC溶液b中只含有NaClD向溶液a中滴加盐酸需控制溶液的pH解析：A项用氨水将会使Al3、Mg2均沉淀下来，达不到分离的目的；B项溶液a中，Al3已转化为AlO；C项b中含有KCl、NaCl、HCl等物质；D项若不控制pH，HCl过量，沉淀aAl(OH)3将不能生成。答案：D7某无色稀溶液X中，可能含有下表所列离子中的某几种。阴离子CO、SiO、AlO、Cl阳离子Al3、Fe3、Mg2、NH、Na现取该溶液适量，向其中加入某试剂Y，产生沉淀的物质的量(n)与加入试剂Y体积(V)的关系如图所示，下列说法正确的是()A若Y是盐酸，则Oa段转化为沉淀的离子(上表中，下同)只有Al
7、OB若Y是盐酸，则溶液中可能含有的阳离子是Al3C若Y是NaOH溶液，则bc段反应的离子方程式为Al(OH)3OH=AlO2H2OD若Y是NaOH溶液，则X溶液中只存四种离子是Al3、Fe3、NH、Cl解析：因溶液是无色的，所以肯定不含Fe3。加入盐酸后能形成的沉淀有Al(OH)3、H2SiO3，前者能溶于过量盐酸而后者不能，由图象知溶液中肯定含有AlO、SiO，Oa段发生反应的离子为AlO、SiO，ab段发生反应的离子为CO，bc段则是Al(OH)3溶解。Al3与这三种酸根离子是不共存的，A项、B项均不正确。当向溶液中加入NaOH溶液时，生成的沉淀为Mg(OH)2、Al(OH)3，ab段是N
8、H与OH发生反应，bc段是溶解Al(OH)3，因Mg2、Al3不能与CO、SiO、AlO共存，故此时溶液中的阴离子只有Cl，则C项正确，D项错误。答案：C8取少量MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3的混合粉末，加入过量盐酸，充分反应后过滤，得到沉淀X和滤液Y。下列叙述正确的是()A向沉淀X中加入某种酸，沉淀X一定不溶解B滤液Y中的阳离子主要是Mg2、Al3、Fe3、HC向滤液Y中通入过量NH3气体，只能生成Mg(OH)2和Fe(OH)3沉淀D若将上述过程中盐酸改为氢氧化钠溶液，沉淀X仍为纯净物解析：A项，沉淀X为SiO2，能溶于氢氟酸，错误；B项，盐酸过量，MgO、Al2O3、Fe2O3溶
9、解生成Mg2、Al3、Fe3，剩余H，正确；C项，Al3也能生成Al(OH)3沉淀，错误；D项，盐酸改为氢氧化钠溶液，Al2O3、SiO2溶解，沉淀X为MgO和Fe2O3混合物，错误。答案：B9将一小块铝片加入某盐酸溶液中，铝片完全溶解，在所得溶液中继续滴加NaOH溶液，生成Al(OH)3的量与加入NaOH溶液体积的变化关系如图所示，下列说法正确的是()A盐酸与铝片反应后，盐酸还有剩余B图中B点之前发生的离子反应为Al33OH=Al(OH)3CAB段消耗的NaOH体积与BC段消耗的NaOH体积比31D溶解铝片的盐酸浓度与滴加的NaOH溶液浓度相等解析：从图象可知，刚滴入NaOH溶液时，不生成沉
10、淀，说明盐酸与铝片反应后仍有剩余，A正确；B点之前，在OA段，还发生了HOH=H2O的反应，B错误；AB段生成Al(OH)3，BC段溶解Al(OH)3，所以AB段消耗的NaOH体积与BC段消耗的NaOH体积比一定等于31，C错误；根据题目提供条件无法判断盐酸与NaOH溶液浓度的关系，D错误。答案：A10将一定质量的Mg和Al的混合物投入250 mL 2.0 molL1的稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系如图所示。则下列说法正确的是()A当加入氢氧化钠溶液的体积为20 mL时，溶液的pH等于7B当加入氢氧化
11、钠溶液的体积为20 mL时，溶液中的溶质只有硫酸镁和硫酸铝CNaOH溶液的物质的量浓度为5 molL1D生成的H2在标准状况下的体积为11.2 L解析：从图象可以看出加入的NaOH溶液先将过量的H2SO4中和，此时溶液中的溶质为MgSO4、Al2(SO4)3和Na2SO4，但是此时因Al3、Mg2水解使溶液呈酸性，A、B项错误；当加入NaOH溶液的体积为200 mL时，此时溶质只有Na2SO4，根据元素守恒，可得n(NaOH)2n(H2SO4)，c(NaOH)0.2 L22.0 molL10.25 L，则c(NaOH)5 molL1，C项正确；用于生成氢气的硫酸的物质的量为0.25 L2.0
12、molL10.02 L5 molL120.45 mol，即H2的物质的量为0.45 mol，标况下氢气的体积为0.45 mol22.4 Lmol110.08 L，D项错误。答案：C11已知：2NaAlO2CO23H2O=2Al(OH)3Na2CO3，向含2 mol NaOH、1 mol Ba(OH)2、2 mol NaAlO2的混合溶液中慢慢通入CO2，则通入CO2的量和生成沉淀的量的关系正确的是()选项ABCDn(CO2)/mol2345n(沉淀)/mol2232解析：反应的顺序依次为：Ba(OH)2CO2=BaCO3H2O 1 mol 1 mol 1 mol2NaOHCO2=Na2CO3H
13、2O 2 mol 1 mol 1 mol2NaAlO2CO23H2O=2Al(OH)3Na2CO3 2 mol 1 mol 2 mol 1 molCOCO2H2O=2HCO2 mol 2 mol 4 molBaCO3CO2H2O=Ba(HCO3)21 mol 1 mol结合选项，当通入2 mol CO2时，应生成1 mol BaCO3沉淀；当通入35 mol CO2时，应生成3 mol沉淀；当通入6 mol CO2时，还剩2 mol Al(OH)3沉淀。答案：C12常温下，将一定量的钠铝合金置于水中，合金全部溶解，得到20 mL pH14的溶液，然后用1 molL1的盐酸滴定，测得生成沉淀的质
14、量与消耗盐酸的体积关系如图所示，则下列说法正确的是()A原合金质量为0.92 gB产生氢气的体积为896 mL(标准状况下)C图中m的值为1.56D图中V2的值为60解析：由图象可知，向合金溶解后的溶液中加盐酸，先发生反应NaOHHCl=NaClH2O，后发生反应NaAlO2HClH2O=NaClAl(OH)3，最后发生反应Al(OH)33HCl=AlCl33H2O，合金溶解后剩余的氢氧化钠的物质的量为0.02 L1 molL10.02 mol，由NaOHHCl=NaClH2O，可知V1为0.02 mol/1 molL10.02 L20 mL；生成沉淀时消耗的盐酸的体积为40 mL20 mL2
15、0 mL，其物质的量为0.02 L1 molL10.02 mol，NaAlO2HClH2O=NaClAl(OH)3，0.02 mol 0.02 mol 0.02 mol由钠元素及铝元素守恒可知，合金的质量为0.04 mol23 gmol10.02 mol27 gmol11.46 g，故A错误；由Al(OH)33HCl=AlCl33H2O可知，溶解沉淀需要0.06 mol HCl，其体积为60 mL，则V2为40 mL60 mL100 mL，故D错误；由上述计算可知，生成沉淀的物质的量为0.02 mol，其质量为0.02 mol78 gmol11.56 g，故C正确；由2Na2H2O=2NaOH
16、H2、2Al2H2O2NaOH=2NaAlO23H2，生成氢气的物质的量为0.02 mol0.03 mol0.05 mol，其标准状况下的体积为0.05 mol22.4 Lmol11.12 L1 120 mL，故B错误。答案：C二、非选择题13某混合物甲中含有明矾KAl(SO4)212H2O、Al2O3和Fe2O3。在一定条件下由甲可实现下图所示的物质之间的转化。请回答下列问题：(1)写出A、B、D的化学式：A_、B_、D_。(2)试剂a最好选用_。ANaOH溶液B稀盐酸C二氧化碳 D氨水(3)写出反应的离子方程式：_ _。(4)固体E可以作为复合性的化学肥料，E中所含物质的化学式为_。解析：
17、根据已知信息中甲的成分，可以推断B为Al2O3，因此反应是通过电解Al2O3而得到D(O2)和A(单质Al)。甲加入水得到的溶液为明矾溶液，溶液中含有Al3、K和SO，甲加入水得到的沉淀为Al2O3、Fe2O3的混合物，再加入NaOH溶液，则Al2O3溶解，再通入CO2可以得到Al(OH)3沉淀。试剂a应该为氨水，如果加入的试剂a是NaOH溶液，则其加入的量不易控制，由此可推知E为K2SO4、(NH4)2SO4的混合物。答案：(1)AlAl2O3O2(2)D(3)AlO2H2OCO2=Al(OH)3HCO(4)K2SO4、(NH4)2SO414一位同学在复习时遇到这样一道习题：某无色溶液中可能
18、含有H、OH、Na、NO，加入铝粉后，只产生H2，问该无色溶液中能大量存在哪几种离子。(1)加入铝粉产生H2，说明铝具有_(填“氧化性”或“还原性”)。(2)该同学分析：若H大量存在，则NO就不能大量存在。设计实验证实如下：盐酸溶解Al2O3薄膜的离子方程式是_。根据现象，推测溶液中产生了NO，为进一步确认，进行如下实验：实验内容现象实验1将湿润KI淀粉试纸置于空气中未变蓝实验2用湿润KI淀粉试纸检验浅棕色气体试纸变蓝a.浅棕色气体是_。b实验1的目的是_ _。c实验1、2说明反应生成了NO，将生成NO的离子方程式补充完整：Al_NO_=_Al3_NO_。(3)再假设：若OH大量存在，NO也可
19、能不能大量存在。重新设计实验证实如下：装置现象.实验初始，未见明显现象.过一会儿，出现气泡，有刺激性气味为确认“刺激性气味”气体，进行如下实验：用湿润KI淀粉试纸检验，未变蓝；用湿润红色石蕊试纸检验，试纸变蓝。刺激性气味的气体是_ _。产生该气体的离子方程式是_ _。(4)在NaOH溶液中加入铝粉，结果只检验出有H2生成，其化学方程式是_ _。解析：(1)加入铝粉产生H2，Al失去电子，H得到电子，则Al为还原剂，具有还原性。(2)盐酸与氧化铝反应生成氯化铝和水，该离子反应为6HAl2O3=2Al33H2O。液面上方呈浅棕色，一定不是氢气，为氮的氧化物，由将湿润KI淀粉试纸置于空气中未变蓝，说
20、明KI在空气中不能被氧化，而用湿润KI淀粉试纸检验浅棕色气体试纸变蓝，则KI被氧化，即二氧化氮与水反应生成硝酸，再氧化碘离子生成碘单质。a.由上述分析可知，浅棕色气体是NO2；b.实验1的目的是对比实验；c.Al与H、NO发生氧化还原反应生成硝酸铝、NO和水，离子反应为AlNO4H=Al3NO2H2O。(3)用湿润KI淀粉试纸检验，未变蓝；用湿润红色石蕊试纸检验，试纸变蓝，则气体为NH3。由上述分析可知，碱性条件下Al与NO发生氧化还原反应生成氨气，离子反应为8Al3NO5OH2H2O=3NH38AlO。(4)NaOH溶液中加入铝粉，结果只检验出有H2生成，即反应生成偏铝酸钠和氢气，反应为2A
21、l2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。答案：(1)还原性(2)6HAl2O3=2Al33H2Oa.NO2b对比实验，排除氧气使湿润的淀粉KI试纸变蓝的可能c114H112H2O(3)NH38Al3NO5OH2H2O=3NH38AlO(4)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H215氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料。为了分析某AlN样品(样品中的杂质不与氢氧化钠溶液反应)中AlN的含量，某实验小组设计了如下两种实验方案。已知：AlNNaOHH2O=NaAlO2NH3【方案1】取一定量的样品，用下图所示装置测定样品中AlN的纯度(夹持装置已略去)。(1)上图C装置中球形干燥管的
22、作用是_ _。(2)完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先_，再加入实验药品。接下来的实验操作是_，打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液，至不再产生气体。打开K1，通入氮气一段时间，测定C装置反应前后的质量变化。通入氮气的目的是_。(3)若去掉装置B，则导致测定结果_(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。由于上述装置还存在缺陷，导致测定结果偏高，请提出改进意见：_ _。【方案2】按以下步骤测定样品中AlN的纯度：(4)步骤生成沉淀的离子方程式为_ _。(5)步骤的操作是_。AlN的纯度是_(用m1、m2表示)。解析：(1)由于氨气极易溶于水，则图C装置中球形干燥管的作用是防止倒吸。(2)完成以下
23、实验步骤：组装好实验装置，首先检查装置的气密性，再加入实验药品。接下来的实验操作是关闭K1，打开K2，打开分液漏斗活塞，加入浓NaOH溶液，至不再产生气体。打开K1，通入氮气一段时间，测定C装置反应前后的质量变化。由于反应中产生的氨气会残留在装置中，因此通入氮气的目的是把装置中残留的氨气全部赶入C装置。(3)生成的氨气中含有水蒸气，若去掉装置B，则C装置的质量增加，则导致测定结果偏高。由于空气中含有水蒸气，也会进入C装置，从而产生误差，所以导致测定结果偏高，因此改进的措施是C装置出口处连接一个干燥装置。(4)滤液中含有偏铝酸钠，则步骤生成沉淀的离子方程式为CO2AlO2H2O=HCOAl(OH
24、)3。(5)从溶液中分离出氢氧化铝的实验操作是过滤，即步骤的操作是过滤、洗涤。m2 g固体是氧化铝，则根据铝原子守恒可知AlN的纯度是100%100%。答案：(1)防止倒吸(2)检查装置的气密性关闭K1，打开K2把装置中残留的氨气全部赶入C装置(3)偏高C装置出口处连接一个干燥装置(4)CO2AlO2H2O=HCOAl(OH)3(5)过滤、洗涤100%予少家汉东，汉东僻陋无学者，吾家又贫无藏书。州南有大姓李氏者，其于尧辅颇好学。予为儿童时，多游其家，见有弊筐贮故书在壁间，发而视之，得唐昌黎先生文集六卷，脱落颠倒无次序，因乞李氏以归。读之，见其言深厚而雄博，然予犹少，未能悉究其义徒见其浩然无涯，若可爱。 是时天下学者杨、刘之作，号为时文，能者取科第，擅名声，以夸荣当世，未尝有道韩文者。予亦方举进士，以礼部诗赋为事。年十有七试于州，为有司所黜。因取所藏韩氏之文复阅之，则喟然叹曰：学者当至于是而止尔！因怪时人之不道，而顾己亦未暇学，徒时时独念于予心，以谓方从进士干禄以养亲，苟得禄矣，当尽力于斯文，以偿其素志。
