1、课时分层训练(十四) 铝及其化合物(建议用时：45 分钟)A 级 基础达标1下列叙述中错误的是( )AAl 与稀 HNO3反应可生成 H2BAl、Al 2O3、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A 稀 HNO3具有强氧化性，与 Al 反应生成的不是 H2。2(2018青岛模拟)下列说法不正确的是( )A铝箔插入稀硝酸中，无现象，说明铝箔表面被 HNO3氧化，形成致密的氧化膜B.如右图所示，中为 AlC
2、l3溶液，中为浓氨水，中有白色沉淀生成CAl 2O3 NaAl(OH)4(aq) Al(OH)3 NaOH aq CO2 DAlCl 3溶液中滴加 NaOH 溶液后铝的存在形式：A 铝与稀 HNO3发生反应有 NO 生成，不能形成氧化膜，A 不正确；浓氨水挥发出的NH3被 AlCl3溶液吸收生成白色沉淀 Al(OH)3，B 正确；Al 2O3为两性氧化物与 NaOH 反应生成NaAl(OH)4，NaAl(OH) 4溶液遇 CO2生成 Al(OH)3，C 正确；当 n(NaOH) n(AlCl3)3 时，恰好生成 Al(OH)3，当 n(NaOH) n(AlCl3)4 时，恰好生成 NaAl(O
3、H)4，D 正确。3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( ) 0080】ANaOH 溶液可以用氨水来代替B溶液 a 中含有 Al3 、K 、Cl 、Na 、OH C溶液 b 中只含有 NaClD向溶液 a 中滴加盐酸需控制溶液的 pHD A 项用氨水将会使 Al3 、Mg 2 均沉淀下来，达不到分离的目的；B 项溶液 a 中，Al3 已转化为Al(OH) 4 ；C 项 b 中含有 KCl、NaCl、HCl 等物质；D 项若不控制 pH，沉淀aAl(OH)3将不能分离出来。4(2015山东高考)某化合
4、物由两种单质直接反应生成，将其加入 Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生。下列化合物中符合上述条件的是( )AAlCl 3 BNa 2OCFeCl 2 DSiO 2A A.铝和氯气反应生成氯化铝，氯化铝和碳酸氢钡反应的离子方程式为 Al3 3HCO=Al(OH)33CO 2。B. 氧化钠加入碳酸氢钡溶液中只产生碳酸钡沉淀，没有气体产生。 3C.铁和氯气反应生成氯化铁，不是氯化亚铁。D.二氧化硅和碳酸氢钡溶液不反应。5.(2014安徽高考)室温下，在 0.2 molL1 Al2(SO4)3溶液中，逐滴加入 1.0 molL1 NaOH 溶液，实验测得溶液 pH 随 NaOH 溶液体积变化
5、曲线如图，下列有关说法正确的是( )Aa 点时，溶液呈酸性的原因是 Al3 水解，离子方程式为：Al3 3OH Al(OH) 3Bab 段，溶液 pH 增大，Al 3 浓度不变Cbc 段，加入的 OH 主要用于生成 Al(OH)3沉淀Dd 点时，Al(OH) 3沉淀开始溶解C A.Al 2(SO4)3为强酸弱碱盐，Al 3 水解使溶液显酸性，水解离子方程式为：Al3 3H 2OAl(OH) 33H ，A 错误。B.ab 段，加入 NaOH 消耗 H ，使Al3 3H 2OAl(OH) 33H 反应正向进行，Al 3 的浓度减小，B 错误。C.bc 段，pH 变化不明显，说明 OH 主要用于生成
6、 Al(OH)3沉淀，C 正确。D.cd 过程中，pH 变化较大，说明发生了反应：Al(OH) 3NaOH= =NaAl(OH)4，所以 c 点以后 Al(OH)3开始溶解，D 错误。6把 X 溶液逐滴滴入 Y 溶液中，与把 Y 溶液逐滴滴入 X 溶液中，反应现象不同的是 ( )选项 A B C DX NaHCO3 NaAl(OH)4 NaHCO3 MgCl2Y Ca(OH)2 HCl HCl NaOHB A、C、D 三项中，无论前者滴入到后者中，还是后者滴入到前者中，反应现象均相同；B 项，若将 NaAl(OH)4溶液滴入盐酸中，开始盐酸过量，没有沉淀生成，随着NaAl(OH)4溶液的增多，
7、会产生白色沉淀 Al(OH)3，若将盐酸滴入 NaAl(OH)4溶液中，开始盐酸少量，会立即产生白色沉淀 Al(OH)3，随着加入盐酸的过量，最后白色沉淀逐渐溶解，反应现象不同，符合题意。7甲和乙两烧杯中各盛有 100 mL 0.2 molL1 AlCl3溶液，向两烧杯中分别加入相同体积、相同浓度的 NaOH 溶液和氨水，两烧杯中都有沉淀生成。下列判断正确的是( ) 0081】A实验过程中甲中和乙中的现象始终保持一致B甲中沉淀一定比乙中的少C甲中沉淀可能比乙中的多D乙中沉淀可能比甲中的多D Al(OH) 3能溶于 NaOH 溶液，而不溶于氨水，NaOH 溶液和氨水均为一元碱的水溶液，根据加入的
8、碱溶液的量进行分析，可能出现以下几种情况：若加入的碱溶液均不足量或均恰好完全反应生成 Al(OH)3，则甲、乙中的现象一致，生成沉淀的量相等；若加入的碱溶液均过量，过量的 NaOH 会使生成的 Al(OH)3沉淀部分溶解或完全溶解，而加入氨水的烧杯中生成的 Al(OH)3不会溶解。综上分析，只有 D 项符合题意。8利用铝灰(主要成分为 Al、Al 2O3、AlN、FeO 等)制备铝鞣剂主要成分为 Al(OH)2Cl的一种工艺如下：(1)气体 A 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。铝灰在 90 水解生成 A 的化学方程式为_。 “水解”采用 90 而不在室温下进行的原因是_。(2)“酸溶”时，Al 2
9、O3发生反应的离子方程式为_。(3)“氧化”时，发生反应的离子方程式为_。(4)“废渣”成分为_(填化学式)。(5)采用喷雾干燥而不用蒸发的原因是_。【解析】 铝灰主要成分为 Al、Al 2O3、AlN、FeO 等加入水发生反应，AlN 和水反应生成氢氧化铝和氨气，加入盐酸酸溶后，生成氯化铝溶液和氯化亚铁溶液，加入漂白剂氧化亚铁离子为铁离子，加入纯碱调节溶液 pH 使铁离子全部沉淀，采用喷雾干燥制备铝鞣剂。(1)气体 A 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明生成的是氨气，铝灰中的 AlN 和水发生水解反应生成氢氧化铝沉淀和氨气，反应的化学方程式为AlN3H 2O Al(OH)3NH 3，加热可以促
10、进氮化铝水解生成氨气，降低 NH3= = = = =90 在水中的溶解度，促使 NH3逸出。(2)氧化铝是两性氧化物，酸溶时和盐酸发生反应生成氯化铝溶液，其反应的离子方程式为 Al2O36H =2Al3 3H 2O。(3)加入漂白液的作用是利用次氯酸根离子在酸溶液中的强氧化性氧化亚铁离子为铁离子，反应的离子方程式为 2Fe2 2H ClO =2Fe3 Cl H 2O。(4)上述分析可知“废渣”成分为氢氧化铁沉淀，化学式为 Fe(OH)3。(5)铝鞣剂主要成分为 Al(OH)2Cl，在加热蒸发时会发生水解，为防止水解利用喷雾干燥，减少铝鞣剂水解。【答案】 (1)AlN3H 2O Al(OH)3N
11、H 3 加快 AlN 水解反应速率；= = = = =90 降低 NH3在水中的溶解度，促使 NH3逸出(2)Al2O36H =2Al3 3H 2O(3)2Fe2 2H ClO =2Fe3 Cl H 2O(4)Fe(OH)3(5)防止 Al(OH)2Cl 水解生成 Al(OH)3B 级 专项突破9下列各组物质，不能按 abc(“ ”表示反应一步完成)关系转化的是( )选项 a b cA Al2O3 NaAl(OH)4 Al(OH)3B AlCl3 Al(OH)3 NaAl(OH)4C Al Al(OH)3 Al2O3D MgCl2 Mg(OH)2 MgOC A、B、D 三项中的转化关系分别为：
12、、 、 ，C 项中 Al 不能经一步反应转化为 Al(OH)3。10向甲溶液中缓慢滴加乙溶液，反应生成沉淀的质量如图所示，其中符合图像的一组是 ( )选项 甲 乙A AlCl3、Mg(NO 3)2、HNO 3 NaOHB Na2CO3、NH 4HCO3、Na 2SO4 Ba(OH)2CNH4NO3、Al(NO 3)3、Fe(NO 3)3、HClNaOHDNaAl(OH)4、氨水、NaOHH2SO4C A 项，向甲溶液中缓慢滴加 NaOH 溶液时，图像中间一段沉淀质量不变的反应不存在，与图像变化不符；B 项，向甲溶液中缓慢滴加 Ba(OH)2溶液时，不存在沉淀部分溶解的反应，与图像变化不符；C
13、项，在甲溶液中加入 NaOH 溶液时，NaOH 先与盐酸反应，没有沉淀生成；随后 Al3 、Fe 3 开始沉淀，当两种离子沉淀完全后，OH 和 NH 反应，此时沉淀 4质量不变，最后 OH 与 Al(OH)3反应，沉淀部分溶解与图像变化相符；D 项，向甲溶液中加硫酸时，最终沉淀会全部溶解，与图像变化不符。11向等物质的量浓度的 NaAl(OH)4、Na 2SiO3、Na 2CO3、NaOH 混合溶液中逐滴加入 1 molL1 的盐酸，生成沉淀的物质的量与加入盐酸的体积关系如图所示。下列有关说法不正确的是( )A在 O a 段加入的盐酸与 NaOH 发生中和反应B b c 段反应的离子方程式为
14、H CO =HCO23 3C在滴加盐酸的全过程中主要粒子参与反应的先后顺序是 OH 、SiO 、CO 、HCO23 23、Al(OH) 4 、Al(OH) 3 3D在 e f 段，盐酸与 Al(OH)3反应生成 AlCl3，使沉淀部分溶解 C HCl 溶液应先与 OH 反应，A 项正确；由图像中耗用 HCl 溶液的体积可知，在b c 段 HCl 与 CO 反应转化为 HCO ，B 项正确；从消耗 HCl 溶液的体积可推知，在滴23 3加盐酸的全过程中主要粒子参与反应的先后顺序是：OH 、SiO 、CO 、Al(OH) 423 23 、HCO 、Al(OH) 3，C 项错误；在 e f 段发生反
15、应的离子方程式为 Al(OH) 333H =Al3 3H 2O，而 H2SiO3不溶于 HCl 溶液，D 项正确。 12(2018黄冈高三检测)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 、Al(OH) 4 、Cl 23 23阳离子 Al3 、Fe 3 、Mg 2 、NH 、Na 4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)与加入试剂体积( V)的关系如图所示。(1)若 Y 是盐酸，则 Oa 段转化为沉淀的离子(指来源于 X 溶液的，下同)是_， ab 段发生反应的离子是_， bc 段发生反应的离子方程式为_。(2)若 Y 是 NaOH
16、溶液，则 X 中一定含有的阳离子是_，其物质的量之比为_， ab 段反应的离子方程式为_。【解析】 溶液为无色，说明溶液 X 中不含 Fe3 ；若 Y 为盐酸，由图像的特点判断溶液 X 中一定含有Al(OH) 4 、SiO 、CO ，其中 Oa 段发生的离子反应为Al(OH) 423 23 H =Al(OH)3H 2O，SiO 2H =H2SiO3，故转化为沉淀的离子为23SiO 、Al(OH) 4 ； ab 段发生的离子反应为23CO H =HCO ，HCO H =H2OCO 2，但仅有 CO 来源于 X 溶液； bc 段发生的23 3 3 23离子反应为 Al(OH)33H =Al3 3H
17、 2O。若 Y 为 NaOH 溶液，由图像特点判断溶液中一定含有 Mg2 、Al 3 、NH 。其中 Oa 段发生离子反应为 Al3 3OH =Al(OH) 43，Mg 2 2OH =Mg(OH)2 ； ab 段发生的离子反应为 NH OH =NH3H2O； bc 段发 4生的离子反应为 Al(OH)3OH =Al(OH)4 ； n(Al3 ) n(Mg2 ) n(NH ) 41(413) 2214。12【答案】 (1)SiO 、Al(OH) 4 CO Al(OH) 33H =Al3 3H 2O (2)23 23Al3 、Mg 2 、NH 214 4NH OH =NH3H2O 413(2015
18、天津高考，节选)向盛有 10 mL 1 molL1 NH4Al(SO4)2溶液的烧杯中滴加 1 molL1 NaOH 溶液，沉淀物质的量随 NaOH 溶液体积的变化示意图如下： 【导学号：95160082】(1)写出 m 点反应的离子方程式：_。(2)若在 NH4Al(SO4)2溶液中改加 20 mL 1.2 molL1 Ba(OH)2溶液，充分反应后，溶液中产生沉淀的物质的量为_mol。【解析】 (1)向 NH4Al(SO4)2溶液中加入 NaOH 溶液，由图像分析，先发生Al3 3OH =Al(OH)3，之后是 NH OH =NH3H2O，最后是沉淀的溶解：Al(OH) 43OH =Al(
19、OH)4 ，故 m 点的离子反应为 NH OH =NH3H2O。(2)因 NH4Al(SO4)2的 4物质的量为 0.01 L1 molL1 0.01 mol，Ba(OH) 2的物质的量为 0.02 L1.2 molL1 0.024 mol，产生沉淀的反应有两类，一是 SO Ba 2 =BaSO4， n(SO )24 240.01 mol20.02 mol,0.02 mol0.024 mol，故 n(BaSO4)0.02 mol；二是 OH 参与的反应，Al3 3OH = =Al(OH)3001 mol 0.03 mol 0.01 molOH 余 0.024 mol20.03 mol0.018
20、 mol，之后发生反应：NH OH =NH3H2O， n(NH )0.01 mol，再消耗 OH 0.01 mol，则剩余 OH 为 0.018 4 4mol0.01 mol0.008 mol，最后发生沉淀的溶解：Al(OH) 3OH =Al(OH)4 ，OH 为0.008 mol，溶解 Al(OH)3 0.008 mol，则剩余 Al(OH)3为 0.01 mol0.008 mol0.002 mol。溶液中产生沉淀的物质的量为 0.02 mol0.002 mol0.022 mol。【答案】 (1)NH OH =NH3H2O 4(2)0.022铝是现今人类生产生活中使用广泛性仅次于铁的重要金属
21、。工业上常以“钒土矿”为原料来冶炼金属铝。已知：钒土矿的主要成分是 Al2O3(其中含有 Fe2O3、SiO 2等杂质)。为了检测某“钒土矿”样中 Al2O3的含量，进行了如下实验过程：取矿样 10.0 g 加入过量稀盐酸溶解(假定其他未知成分的杂质都不溶于盐酸，也不和盐酸反应)，过滤弃去不溶残渣。将滤液稀释并在 250 mL 容量瓶中定容后，取 25.0 mL 逐滴滴加 2.0 molL1 的NaOH 溶液，得到如图所示的变化关系。请根据有关数据回答下列问题：(1)写出滴加 NaOH 溶液 2430 mL 时发生反应的离子方程式：_。(2)最后所得不溶于 NaOH 溶液的沉淀的化学式为_，其
22、物质的量为_。(3)该钒土矿样中 Al2O3的质量分数为_。【解析】 (2)中加入过量盐酸过滤后得到的滤液中含有 AlCl3、FeCl 3和 HCl，不溶残渣为 SiO2，中滴加 NaOH 溶液至过量得到的沉淀为 Fe(OH)3，溶液中含有NaOH、NaAl(OH) 4和 NaCl。根据 2430 mL 段， n(Al3 ) nAl(OH)32.0 molL1 0.006 L0.012 mol，根据 Fe3 3OH =Fe(OH)3、Al 3 3OH =Al(OH)3，则 3n(Al3 )3 n(Fe3 )(243)10 3 L2.0 molL1 0.042 mol，故 n(Fe3 )(0.0
23、42 mol0.012 mol3) 0.002 mol。13(3)10.0 g 矿样中 n(Al2O3)0.012 mol 100.06 mol，故 Al2O3的质量分数为12100%61.2%。0.06 mol102 gmol 110.0 g【答案】 (1)Al(OH) 3OH =Al(OH)4(2)Fe(OH)3 2.0010 3 mol (3)61.2%C 级 能力提升14将镁铝合金 5.1 g 溶于 300 mL 2 molL1 稀盐酸中，标准状况下放出气体 5.6 L，向反应后的溶液中加入 500 mL NaOH 溶液充分反应，最终产生白色沉淀。下列有关说法不正确的是( )A生成白色
24、沉淀的最大质量为 13.6 gB溶解 5.1 g 镁铝合金时，剩余 HCl 的物质的量为 0.1 mol C5.1 g 镁铝合金中含有镁、铝的质量分别为 2.4 g、2.7 g D若白色沉淀只有 Mg(OH)2，则 NaOH 溶液的浓度至少为 1.2 molL1D 设镁铝合金中 Mg、Al 的物质的量分别为 x mol、 y mol，则24x27 y5.1， x1.5 y ，解得 x0.1， y0.1，故生成白色沉淀的最大质量为 58 5.622.4gmol1 0.1 mol78 gmol1 0.1 mol13.6 g，A 项正确；剩余 HCl 的物质的量为0.3 L2 molL1 20.1
25、mol，B 项正确；镁铝合金中 Mg、Al 的质5.6 L22.4 Lmol 1量分别为 2.4 g、2.7 g，C 项正确；若白色沉淀只有 Mg(OH)2，且反应后 NaOH 无剩余，则滤液为 NaCl、NaAl(OH) 4溶液， n(NaOH) n(HCl) n(Al)0.3 L2 molL1 0.1 mol0.7 mol，故 c(NaOH) 1.4 molL 1 ，D 项错误。0.7 mol0.5 L15氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料。某 AlN 样品仅含有 Al2O3杂质，为测定AlN 的质量分数，设计如下两种实验方案。 【导学号：95160083】已知：AlNNaOH3H
26、2O=NaAl(OH)4NH 3方案 1 取一定量的样品，用图 1 装置测定样品中 AlN 的质量分数(夹持仪器已略去)。图 1 图 2(1)图 1 中碱石灰和球形干燥管的作用分别是_、_。(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 装置在反应前后的质量变化。通入氮气的目的是_。(3)由于装置存在缺陷，导致测定结果偏高，请提出改进意见_。方案 2 用图 2 装置测定 m g 样品中 AlN 的质量分数(部分夹持装置已略去)。(4)为测定生成气体的体积，量气装
27、置中的 X 液体可以是_(填字母序号)。aCCl 4 bH 2O cNH 4Cl 溶液 d苯(5)若 m g 样品完全反应，测得生成气体的体积为 V mL(标准状况)，则 AlN 的质量分数为_。若将 a 处胶管用弹簧夹夹住，其他操作均不变，则最终测定的结果_(填“偏大” “偏小”或“无影响”)。 【解析】 (1)分析装置和仪器作用，碱石灰吸收 A 中挥发出来的水蒸气；氨气与浓硫酸能发生反应，易发生倒吸，故 C 装置中球形干燥管的作用是防止倒吸。(2)组装好实验装置，根据原理可知有 NH3生成，制备气体时需要先检查装置的气密性，气密性完好，再加入实验药品，接下来关闭 K1，打开 K2，打开分液
28、漏斗的活塞，加入 NaOH 浓溶液，反应至不再产生气体，打开 K1，通入氮气一段时间，测定 C 装置在反应前后的质量变化，通入氮气的目的是把装置中生成的氨气全部赶入 C 装置被浓硫酸吸收，准确测定 C 装置在反应前后的质量。(3)装置存在的缺陷是 C 装置与外界相通，空气中的水蒸气也可以进入 C 装置，使测定结果偏高，故需要在 C 装置出口处连接一个盛有碱石灰的干燥管。(4)依据氨气极易溶于水的性质分析。CCl 4不能溶解氨气，可以用排四氯化碳的方法测定氨气的体积，故 a正确；氨气极易溶于水，不能用排水法测定氨气的体积，故 b 错误；氨气极易溶于水，不能用排 NH4Cl 溶液的方法测定氨气的体
29、积，故 c 错误；氨气不溶于苯，可以利用排苯的方法测定氨气的体积，故 d 正确。(5)若 m g 样品完全反应，测得生成氨气的体积为 V mL(已转换为标准状况)，AlNNaOH3H 2O=NaAl(OH)4NH 341 22.4 Lm g V103 L41V10 322.4则 AlN 的质量分数 100% 100%。若将 a 处胶管用弹簧夹夹41V10 322.4m 41V22 400m住，滴入的 NaOH 溶液体积引起气体体积增大。【答案】 (1)干燥氨气 防止倒吸(2)检查装置气密性 关闭 K1，打开 K2 把装置中残留的氨气全部赶入 C 装置(3)C 装置出口处连接一个干燥装置(4)a
30、d(5) 100% 偏大41V22 400m(2015浙江高考)某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO 2、Al 2O3，不考虑其他杂质)制备七水合硫酸亚铁(FeSO 47H2O)，设计了如下流程：下列说法不正确的是( )A溶解烧渣选用足量硫酸，试剂 X 选用铁粉B固体 1 中一定有 SiO2，控制 pH 是为了使 Al3 转化为 Al(OH)3进入固体 2C从溶液 2 得到 FeSO47H2O 产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解D若改变方案，在溶液 1 中直接加 NaOH 至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到 FeSO47H2OD A 项，由题
31、意知，要制得的产物是 FeSO47H2O(硫酸盐)，故溶解烧渣应选用硫酸，以防引入其他的杂质离子，溶液 1 中含有 Fe3 ，需加入 Fe 使之转化为 Fe2 ，A 项正确；B项，根据烧渣的成分，加入硫酸后只有 SiO2不能溶于硫酸，固体 1 中一定有 SiO2，同时，根据溶液 2 及最终产物可以判断，控制 pH 是为了使Al3 沉淀为 Al(OH)3，B 项正确；C 项，从溶液 2 得到 FeSO47H2O，要防止 Fe2 在空气中被 O2氧化，同时防止 FeSO47H2O 分解失水，C 项正确；D 项，改变方案，在溶液 1 中加入过量 NaOH 可以将 Al3 转化为Al(OH) 4 ，Fe 3 沉淀为 Fe(OH)3，但是加硫酸溶解后生成的是 Fe2(SO4)3，不是 FeSO4，D 项错误。
