1、1课时作业 7 铝及其化合物一、选择题1现有 Al、Cl 2、Al 2O3、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、Cl 2、Al 2O3、HCl(aq)、Al(OH) 3、NaOH(aq)中，只有 NaOH(aq)能与Al、Cl 2、Al 2O3、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
2、 HCl(aq)能与 Al、Al 2O3、Al(OH) 3、NaOH(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，Al 2O3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,2A
3、l3H 2SO4,2Al6HCl，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：A3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、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2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
4、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：AlCl 3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，CO 2先与 Ca(OH)2反应，再与 KOH反应，最后使碳酸钙溶解，C符合；NH 4Al(SO4)2
5、溶液中加入 NaOH，由于 NH 与 Al3 是 11 关系，所以沉淀 Al3 用的4NaOH与和 NH 反应用的 NaOH是 31 关系，D 不符合。4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DAlCl 3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
6、；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。3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 、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 pH解析：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 AlO ；C 项 b中含有 KCl、NaCl、HCl 等物质；D 项若不控制 pH，HCl 过量，2沉淀 aAl(OH
7、)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 23 23 2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 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 AlO2B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 =AlO 2H 2O2D若 Y是 NaOH溶液，则 X溶液中只存四种离子是 Al3
8、、Fe 3 、NH 、Cl 4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、H 2SiO3，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2 23 2 234CO ， bc段则是 Al(OH)3溶解。Al 3 与这三种酸根离子是不共存的，A 项、B 项均不正确。23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 NH 与 OH 发生4反应， bc段是溶解 Al(OH)3，因 Mg2 、Al 3 不能与 CO 、Si
9、O 、AlO 共存，故此时23 23 2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、Al 2O3、SiO 2、Fe 2O3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( )混 合 粉 末 盐 酸 a 过 滤 沉 淀 X 滤 液 YA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 、Al 3 、Fe 3 、H C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，
10、错误；B 项，盐酸过量，MgO、Al 2O3、Fe 2O3溶解生成 Mg2 、Al 3 、Fe 3 ，剩余 H ，正确；C 项，Al 3 也能生成 Al(OH)3沉淀，错误；D项，盐酸改为氢氧化钠溶液，Al 2O3、SiO 2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 Al3 3OH =5Al(OH)3C AB段消耗的 NaOH体积与 BC段消
11、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 H OH =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
12、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、Al 2(SO4)3和 Na2SO4，但是此时因 Al3 、Mg 2 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 N
13、a2SO4，根据元素守恒，可得 n(NaOH)2 n(H2SO4)， c(NaOH)0.2 L22.0 molL1 0.25 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 molL1 0.02 L5 molL1 20.45 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 Lmol1 10.08 L，D 项错误。答案：C11已知：2NaAlO 2CO 23H 2O=2Al(OH)3Na 2CO3，向含 2 mol NaOH、1 mol Ba(OH)2、2 mol NaAlO2的混合溶液中慢慢通入
14、 CO2，则通入 CO2的量和生成沉淀的量的关系正确的是( )选项 A B C D6n(CO2)/mol 2 3 4 5n(沉淀)/mol 2 2 3 2解析：反应的顺序依次为：Ba(OH)2CO 2=BaCO3H 2O1 mol 1 mol 1 mol2NaOHCO 2=Na2CO3H 2O2 mol 1 mol 1 mol2NaAlO2CO 23H 2O=2Al(OH)3Na 2CO32 mol 1 mol 2 mol 1 molCO CO 2H 2O=2HCO23 32 mol 2 mol 4 molBaCO3CO 2H 2O=Ba(HCO3)21 mol 1 mol结合选项，当通入 2
15、 mol CO2时，应生成 1 mol BaCO3沉淀；当通入 35 mol CO 2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= =NaClH
16、2O，后发生反应 NaAlO2HClH 2O=NaClAl(OH) 3，最后发生反应 Al(OH)33HCl= =AlCl3 3H2O，合金溶解后剩余的氢氧化钠的物质的量为 0.02 L1 molL1 0.02 mol，由 NaOHHCl= =NaClH 2O，可知 V1为 0.02 mol/1 molL1 0.02 7L20 mL；生成沉淀时消耗的盐酸的体积为 40 mL20 mL20 mL，其物质的量为 0.02 L1 molL1 0.02 mol，NaAlO2HClH 2O=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
17、为 0.04 mol23 gmol1 0.02 mol27 gmol1 1.46 g，故 A错误；由 Al(OH)33HCl= =AlCl33H 2O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 gmol1 1.56 g，故 C正确；由 2Na2H 2O=2NaOHH 2、2Al2H 2O2NaOH= =2NaAlO23H 2，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
18、 mol22.4 Lmol1 1.12 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(SO 4)212H2O、Al 2O3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：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 Al2O38而得到 D(O2)和 A(单质 Al)。甲加
19、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、Fe 2O3的混合物，再加入 NaOH溶液，则 Al2O3溶解，再24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、(NH 4)2SO4的混合物。答案：(1)Al Al 2O3 O 2 (2)D(3)AlO 2H 2OCO 2=Al(OH)3HCO2 3(4)K2SO4、(NH 4)2SO414一位同学在复习时遇到这样一道习题：某无色溶液中可能含有H 、OH 、Na 、NO ，加入铝粉后，只产生
20、H2，问该无色溶液中能大量存在哪几种离子。3(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。3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(3)再假设：若 OH
21、大量存在，NO 也可能不能大量存在。39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6H Al 2O3=2Al3 3H 2O。 液面上方呈浅棕色，一定不是氢气，为氮
22、的氧化物，由将湿润 KI淀粉试纸置于空气中未变蓝，说明 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3AlNO 4H =Al3 NO 2H 2O。3(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3反应为 8Al3NO 5OH 2H 2O=3N
23、H38AlO 。3 2(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 2Al2NaOH2H 2O=2NaAlO23H 2。答案：(1)还原性(2)6H Al 2O3=2Al3 3H 2Oa.NO 2 b对比实验，排除氧气使湿润的淀粉KI 试纸变蓝的可能 c1 1 4H 1 1 2H 2O10(3)NH 38Al3NO 5OH 2H 2O=3NH38AlO3 2(4)2Al2NaOH2H 2O=2NaAlO23H 215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
24、下两种实验方案。已知：AlNNaOHH 2O=NaAlO2NH 3【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 A
25、lN的纯度：(4)步骤生成沉淀的离子方程式为_ _。11(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
26、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 CO2AlO 2H 2O=HCO2Al(OH) 3。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%。m2102241m1 41m251m1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)CO2AlO 2H 2O=HCO Al(OH) 32 3(5)过滤、洗涤 100%41m251m1
