1-3-1从铝土矿到铝合金.doc

1、1-3-1 从铝土矿到铝合金(时间：45 分钟 分值：100 分)基 础 巩 固一、选择题1镁、铝单质的化学性质以相似性为主，但也存在某些重大差异性，下列物质能用于证明二者存在较大差异性的是( )CO 2 盐酸 NaOH 溶液 水A BC D解析 镁能与 CO2反应而铝不能，铝能与 NaOH 溶液反应而镁不能。答案 C2下列图象表示 Al3 与 AlO 物质的量变化的曲线，实线表 2示 Al3 ，虚线表示 AlO ，其中正确的是( ) 2解析 由反应： Al3 3OH =Al(OH)3Al(OH)3OH =AlO 2H 2O 2可知，1 mol Al3 完全转化成 Al(OH)3消耗 OH 的

2、物质的量与1 mol Al(OH)3完全转化成 AlO 消耗 OH 的物质的量之比为 231，A 错，B 正确。同理由反应：AlO H H 2O=Al(OH) 23，Al(OH) 33H =Al3 3H 2O，判断选项 C、D 均错误。答案 B3将等体积、等 pH 的 NaOH 溶液和氨水，分别全部加入到甲、乙烧杯中。下列说法正确的是( )A甲中沉淀一定比乙多B乙中沉淀一定比甲多C甲中沉淀可能比乙多D甲和乙中沉淀可能一样多解析 NaOH 可以溶解 Al(OH)3，而 NH3H2O 不能溶解 Al(OH)3。等体积、等 pH 的 NaOH 溶液和氨水，显然 n(NH3H2O)n(NaOH)，当

3、n(NaOH)3n(Al 3 )时，甲和乙中沉淀一样多；当n(NaOH)3n(Al3 )时，甲中沉淀比乙少；不可能出现甲中沉淀比乙多的情况。答案 D4将下列各组物质分别按等物质的量混合后加水溶解，有沉淀生成的是( )ANa 2CO3、NaAlO 2、NaOH B AlCl3、K 2SO4、HClCCaCl 2、Na 2CO3、HCl DAlCl 3、Ba(OH) 3、HNO 3答案 D5取少量 MgO、Al 2O3、Fe 2O3、SiO 2 四种氧化物组成的混合粉末，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上述四种氧化物对应的水化物中，Al(OH) 3

4、的酸性最强B向沉淀 X 中加入氢氟酸，沉淀 X 不溶解C滤液 Y 中的阳离子主要有 Mg2 、Al 3 、Fe 3 、H D滤液 Y 中加入过量氨水，所得沉淀为 Fe(OH)3 和 Mg(OH)2解析 四种氧化物对应的水化物中，硅酸酸性最强；SiO 2不与盐酸反应，反应得到的沉淀是 SiO2，SiO 2能溶于氢氟酸；滤液 Y 中加入过量氨水，所得沉淀为 Fe(OH)3、Mg(OH) 2和 Al(OH)3。答案 C6铝及铝合金经过阳极氧化，铝表面能生成几十微米厚的氧化铝膜。某研究性学习小组模拟工业法对铝片表面进行氧化处理。分别以铅片、铝片为电极，以硫酸为电解液，按照如图所示装置连接电解池装置，电

5、解 40 min 后取出铝片，用水冲洗，放在水蒸气中封闭处理 2030 min，即可得到更加致密的氧化膜。下列有关说法正确的是( )A铝因为在空气中能形成致密氧化膜而具有抗腐蚀性B经过阳极氧化实验处理过的铝不怕酸或碱的腐蚀C电解过程阳极周围溶液的 pH 升高D电解的总反应为 2Al6H =2Al3 3H 2解析 阳极氧化后铝表面的氧化铝能与酸或碱反应，B 项错误；铝氧化后要生成氧化膜必须有 H2O 参加，故阳极电极反应式为2Al3H 2O6e =Al2O36H ，阳极周围溶液的 pH 下降；电解后 Al 变为 Al2O3，D 项错误。答案 A7a mol Na、b mol Mg、c mol A

6、l 分别与 m mol/L 的 V L 盐酸充分反应，生成等量的 n mol H2，下列有关比较肯定正确的是( )Aabc Ba2nbCmV2n Da3c解析 当盐酸不足时，镁、铝置换出的氢气量一定相等，此时a、b、c、n 之间的关系无法确定，A、B 错；若反应中盐酸过量，则 mV2n，C 错；因三种金属置换出的 H2的量一样多，故它们在反应中失去的电子数一样多，因钠一定可以反应完而铝可能有剩余，故有 a3c。答案 D8铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的 HCl 和 NaOH 的物质的量之比为( )A1:1 B2:1C3:1 D1:

7、3解析 铝分别与盐酸和氢氧化钠反应的化学方程式为2Al6HCl= =2AlCl33H 2，2Al2NaOH 2H 2O=2NaAlO23H2，易知消耗 HCl 和氢氧化钠的物质的量之比为 31，故答案为 C。答案 C9通过观察化学实验现象，分析归纳出正确的结论，是学习化学科学最基本的技能之一。下列由实验现象得出正确结论的是( )选项 实验现象 结论A把相同大小的一块铝和镁分别投入相同浓度的 NaOH 溶液中：铝溶解有气泡放出，而镁没有任何变化由此得出：铝的金属性比镁强B取一块铝箔，用酒精灯点燃：铝箔只熔化成液体而没有脱落由此得出：铝不易燃烧C向氯化铵溶液中投入一铝片：铝片上产生大量气泡由此得出

8、：该气体是氨气D向氯化铝溶液中逐滴滴加 NaOH溶液至过量：先产生白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，最后沉淀完全消失由此得出：氢氧化铝能溶于强碱溶液解析 铝及其化合物能与强酸性溶液或强碱性溶液反应，在分析实验现象时，要分析产生现象的真正原因，挖出本质，从而得出正确的结论。答案 D10(2012江西联考，14)将一定质量的 Mg 和 Al 的混合物投入500 mL 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 溶液的体积关系如上图所示，则下列说法正确的是( )A Mg 和 Al 的总质量为 8 gB硫酸的物质的量浓度为 5 molL

9、1C NaOH 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 根据图像分析，生成沉淀的最大量是 0.35 mol，沉淀包括Mg(OH)2和 Al(OH)3，继续加 NaOH溶液至沉淀不再溶解时，剩余的 0.15 mol沉淀是 Mg(OH)2，则 Al(OH)3的物质的量是 0.20 mol，故 Mg、Al 总质量为： 0.15 mol24 gmol1 0.20 mol27 gmol1 9 g；Mg 2 、Al 3 完全沉淀时消耗 NaOH的物质的量为：0.15 mol20.20 mol30.9 mol，其体积为 180 mL，则 c(NaOH)0.

10、9 mol/0.8 L5 molL1 ；沉淀量最大时，溶液中只有 Na2SO4，则 n(H2SO4)n(Na 2SO4) n(NaOH) 5 molL1 0.2 L0.5 12 12mol，c(H 2SO4)0.5 mol/0.5 L1 molL1 ；生成 H2的物质的量为0.45 mol，在标准状况下的体积为 10.08 L。综上所述选 C。答案 C二、非选择题11(2011重庆理综，26)用于金属焊接的某种焊条，其药皮由大理石、水泥、硅铁等配制而成。(1)Al 的原子结构示意图为_；Al 与 NaOH 溶液反应的离子方程式为_(2)30Si 的原子的中子数为_；SiO 2 的晶体类型为_(

11、3)Al3 与 Yn 的电子数相同， Y 所在族的各元素的氮化物的氢化物的水溶液均显酸性，则该族氢化物中沸点最低的是_。(4)焊接过程中，药皮在高温下产生了熔渣和使金属不被氧化的气体，该气体是_。(5)经处理后的熔渣 36.0g(仅含 Fe2O3、Al 2O3、SiO 2)，加入足量稀盐酸，分离得到 11.0 g 固体；滤液中加入过量 NaOH 溶液，分离得到 21.4g 固体；则此熔渣中 Al2O3 的质量分数为_。解析 本题主要考查了原子结构、物质沸点的高低比较方法、氧化物与酸碱之间的反应，考查了学生的计算能力。(1)Al的原子序数是 13，因此其原子结构示意图为：，与氢氧化钠反应生成偏铝

12、酸钠和氢气，方程式为： 2Al2OH 2H 2O=2AlO 3H 2 2(2)Si的原子序数是 14，故 30Si的种子数为 301416，SiO 2是原子晶体。(3)根据条件可知 Y为第七主族，由于 HF分子之间存在氢键，其沸点在该族中的氢化物中最高，其余的氢化物都是分子晶体，分子量越大，沸点越高，因此 HCl的沸点最低。(4)大理石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙高温受热分解产生 CO2气体。(5)SiO2与盐酸不反应，故 SiO2有 11.0g，氢氧化铁 21.4g即0.2mol，则 Fe2O3的物质的量为 0.1mol，质量为 16.0g，所以固体中Al2O3质量为： 36.011.016.

13、09g，其质量分数为：9/16 25%。答案 (1) 2Al2OH 2H 2O=2AlO 3H 2 2(2)16 原子晶体 (3)HCl (4)CO 2 (5) 25%12某工厂有废合金(含有铝、铁、铜)粉末，甲同学探索工业废料的利用，用该废合金粉末制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体(FeSO47H2O)和胆矾晶体 (CuSO45H2O)，其实验方案如下：试回答下列问题：(1)所加试剂、分别是_、_。(2)操作 的名称为 _，所用的仪器除铁架台、铁圈和烧杯，还需要的器材有_。(3)由滤液 A 制 AlCl3 溶液有途径和途径两种，你认为合理的是_，理由是_；写出 AD 反应的离子方程式：_。(4)

14、操作 的名称是 _。(5)丙同学提出可将方案中最初溶解合金的试剂改为盐酸，重新设计方案，也能得到三种物质，你认为后者的方案比原方案是否更合理_，理由是_。解析 由实验方案可知，加试剂后滤液中有 Al元素，滤渣 B中有 Fe、Cu ，则试剂是 NaOH溶液，操作是过滤。滤液 A是NaAlO2溶液，由 NaAlO2制取 AlCl3时，途径更合理，因为途径制得的 AlCl3溶液中有大量的 NaCl杂质，而途径可制得较纯净 z的 AlCl3溶液。滤渣 B是 Fe、Cu，试剂是稀硫酸，滤液 E是FeSO4溶液，滤渣 F是 Cu；由 FeSO4溶液得到绿矾需要蒸发结晶，即蒸发浓缩、冷却结晶。答案 (1)N

15、aOH 溶液或烧碱溶液 稀硫酸(2)过滤 漏斗、玻璃棒、滤纸(3)途径 途径制得的 AlCl3 溶液中含有大量的 NaCl，而途径能制得较纯净的 AlCl3 溶液 AlO CO 22H 2O=Al(OH) 23HCO 3(4)蒸发结晶(5)否 后者操作步骤多，消耗试剂量大( 写出其中一条即可)13铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，下图是从铝土矿中制备铝的工艺流程。已知：(1)铝土矿的主要成分是 Al2O3，此外还含有少量 SiO2、Fe 2O3 等杂质；(2)溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，反应方程式为2Na2SiO3 2NaAlO2 4H2O=Na2Al

16、2SiO2O82H 2O4NaOH回答下列问题：(1)写出向铝土矿中加入足量氢氧化钠溶液后，该步操作中发生反应的离子方程式：_。(2)滤渣 A 的主要成分为_；滤渣 A 的用途是_(只写一种) ；实验室过滤时使用玻璃棒，其作用是_。(3)在工艺流程第三步中，选用二氧化碳作酸化剂的原因是_。(4)若将铝溶解，下列试剂中最好选用_(填编号) 。A浓硫酸 B稀硫酸 C 稀硝酸解析 (1)Al2O3属于两性氧化物，SiO 2属于酸性氧化物，都能与强碱反应。(2)利用题目给出的信息“硅铝酸盐沉淀” ，可以知道滤渣 A的主要成分是 Fe2O3、Na 2Al2Si2O8。对于滤渣 A的用途一般很容易想到其可

17、以作为炼铁的原料。(3)因为 Al(OH)3是两性氢氧化物，若用强酸酸化滤液，无法保证将全部铝元素转化为 Al(OH)3过滤出来。(4)分析问题时，一般要同时考虑生产效益(原料利用率)和环保问题。答案 (1)Al2O32OH =2AlO H 2O、 SiO22OH =SiO 2H 2O23(2)Fe2O3、Na 2Al2Si2O8 炼铁的原料(其他合理答案也可) 引流(3)经过足量氢氧化钠溶液的溶解，大部分铝元素以 NaAlO2 的形式存在于滤液中，加入过量二氧化碳可以将 NaAlO2 完全转化为Al(OH)3(4)B 铝与浓硫酸在常温下发生钝化，加热溶解会产生有毒气体 SO2，原料利用率低；

18、稀硝酸能溶解铝且会产生 NO 污染空气，硝酸利用率低；而铝与稀硫酸反应速率较快，产生的 H2 对空气无污染能 力 提 升14.下图表示各物质之间的转化关系，其中 A、B 、C、G 为单质。为工业生产中常见反应，E 是一种具有漂白作用的盐，Y 易潮解，M 是一种两性化合物，L 是一种白色沉淀。试完成下列有关问题：(1)M 的化学式为_，Y 在实验室中的用途有_(列举一例) 。(2)X 的熔点为 801，实际工业冶炼中常常加入一定量的 Y 共熔，猜想工业上这样做的目的：_。工业生产中，还常常利用电解 X 和 F 的混合物制取_。(3)反应 的化学方程是_。(4)反应 的离子反应方程式是_。解析 本

19、题以框图的形式考查了铝及化合物的性质。由为工业生产中常见反应，E 是一种具有漂白作用的盐，Y 易潮解，可以联想到漂白粉的制取，A 是单质，即 A为 Cl2，D 为 Ca(OH)2，B 为Ca，F 为水；又 M是一种两性化合物，能和 H与 I反应，即可推出H与 I为强酸和强碱，G 和 A生成，可知 为盐酸，猜测 H可能为氢氧化钠，由此得到 C为 Na，X，Y 是氯化钠和氯化钙的混合物，因 L是一种白色沉淀，故 M是氧化铝。答案 (1)Al2O3 用作干燥剂(2)降低 X、Y 熔化时的温度，节约能源 Cl 2、H 2 和 NaOH(3)2Cl22Ca(OH) 2=CaCl2Ca(ClO) 22H

20、2O(4)Al3 3AlO 6H 2O=4Al(OH)3 215(2011全国理综，27)下图中，A、B 、C 、D 、E 是单质，G、H 、I 、 F 是 B、C 、D、E 分别和 A 形成的二元化合物。已知：反应 CG BH 能放出大量的热，该 高 温 反应曾应用于铁轨的焊接；是一种常见的温室气体，它和 E 可以发生反应：2E I2FD，F 中 E 元素的质量分数为 60%。= = = = =点 燃 回答问题：(1)中反应的化学方程式为_；(2)化合物 I 的电子式为_，它的空间构型是_；(3)1.6g G 溶于盐酸，得到的溶液与铜粉完全反应，计算至少所需铜粉的质量( 写出离子方程式和计算

21、过程 )_；(4)C 与过量 NaOH 溶液反应的离子方程式为_；反应后溶液与过量化合物反应的离子方程式为_；(5)E 在 I 中燃烧观察到的现象是_。解析 由 可知，反应 CG BH 应为铝热反应，则 C 高 温 为 Al，G 为 Fe2O3，B 为 Fe，H 为 Al2O3，则 A为 O2；由可知，应为 CO2，则 D为碳，反应 2E 2FD 为置换反= = = = =点 燃 应，可推知 E应为 Mg，F 为 MgO。(1)中反应的化学方程式为2AlFe 2O3 2FeAl 2O3。(2)化合物为 CO2，其电子式= = = = =高 温 为 C ，空间构型为直线形。(3)Fe 2O3溶于

22、盐酸的离子方程式为O O Fe2O36H =2Fe3 3H 2O，加入铜粉后发生的反应为2Fe3 Cu =2Fe2 Cu2 。n(Cu )n(Fe 2O3) 0.010 mol，所以铜粉的质量64 gmol1 0.010 16 g160 gmol 1mol0.64 g。(4)Al 与 NaOH溶液反应的离子方程式为：2Al2H 2O2OH =2AlO 3H 2。反应后的溶液中含有 AlO 2，所以过量的二氧化碳与 AlO 反应生成氢氧化铝沉淀和 2 2HCO ，离子方程式为 CO2AlO 2H 2O=Al(OH) 3 23HCO 。(5) Mg在 CO2中燃烧的现象为：镁条剧烈燃烧，生成 3白色粉末，反应器内壁附着有黑色的物质。答案 (1)2AlFe 2O3 2FeAl 2O3= = = = =高 温 (2) 直线形(3)Fe2O36H =2Fe3 3H 2O2Fe3 Cu =2Fe2 Cu 2n(Cu)n(Fe 2O3) 0.010 mol1.6 g160 gmol 1铜粉的质量64 gmol 1 0.010 mol0.64 g(4)2Al2H 2O2OH =2AlO 3H 2 2CO2 AlO 2H 2O=Al(OH)3HCO 2 3(5)镁条剧烈燃烧，生成白色粉末，反应器内壁附着有黑色的物质