课时作业(七) 铝及其重要化合物一、选择题(本题包括10个小题，每小题5分，共50分)1.用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁(如图)，将试管浸入硝酸汞溶液中，片刻取出，然后置于空气中，不久铝箔表面生出“白毛”，红墨水柱右端上升，根据实验现象判断下列说法错误的是( )A．实验中发生的反应都是氧化还原反应B．铝是一种较活泼的金属C．铝与氧气反应放出大量的热量D．铝片上生成的白毛是氧化铝和氧化汞的混合物2．某溶液能与Al粉反应放出H2，该溶液中可能大量共存的离子组是( )A．NH、Ba2＋、HCO、Cl－B．K＋、Al3＋、S2－、ClO－C．Na＋、Fe3＋、Cl－、SOD．H＋、Mg2＋、SO、NO解析：与Al反应放出H2的溶液，可能是酸也可能是碱。A项HCO无论在酸还是在碱中均不能存在；B项Al3＋与S2－要发生双水解，且S2－与ClO－之间要发生氧化还原反应；C项若为酸性条件，则能存在；D项，在碱性中Mg2＋要沉淀，在酸性条件下，相当于HNO3与Al不能产生H2，而是生成NO气体。答案：C3．将表面已完全钝化的铝条插入下列溶液中，不会发生反应的是( )A．稀硝酸B．稀盐酸C．硝酸铜D．氢氧化钠解析：铝钝化的实质是浓H2SO4或浓HNO3将Al表面氧化，形成了一层致密的氧化物保护膜。由于Al的氧化物Al2O3是一种两性氧化物，可与强酸和强碱反应，故A、B、D项不符合题意。只有Cu(NO3)2不与Al2O3反应，故不可能与钝化的铝条反应。答案：C7\n4．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( )A．1∶1 B．2∶1 C．3∶1 D．1∶3解析：题中涉及反应：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，据此可知，若产生等量的H2，消耗HCl和NaOH的物质的量之比为n(HCl)∶n(NaOH)＝6mol∶2mol＝3∶1。答案：C5．在杠杆的两端分别挂着质量和体积都相同的铝球和铁球，此时杠杆平衡。然后将两球分别浸没在氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液中片刻，如图，则下列说法正确的是( )A．两烧杯中均无气泡产生B．左边烧杯中的溶液质量减少了C．去掉两烧杯，杠杆仍平衡D．右边铁球上出现红色6．将AlCl3溶液和NaOH溶液等体积混合，得到的沉淀物中含铝元素的质量与溶液中所含铝元素的质量相等，则原AlCl3溶液与NaOH溶液的物质的量浓度之比可能是( )A．1∶3B．2∶3C．1∶4D．7∶2解析：本题应分两种情况进行讨论：①若AlCl3过量，NaOH量不足，溶液中铝元素应为Al3＋。AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl1mol 3mol 1mol依题意，溶液中剩余1molAl3＋，c(AlCl3)∶c(NaOH)＝n(AlCl3)∶n(NaOH)＝(1＋1)mol∶3mol＝2∶3。②若NaOH量稍多，AlCl3完全反应，生成的Al(OH)3部分溶解，溶液中铝元素的存在形式为AlO，不妨假设有2molAl3＋反应，依题意有关系式：AlCl3～3NaOH～Al(OH)37\n1mol 3mol 1molAlCl3～4NaOH～NaAlO21mol 4mol 1mol则c(AlCl3)∶c(NaOH)＝n(AlCl3)∶n(NaOH)＝(1＋1)mol∶(3＋4)mol＝2∶7。答案：B7．某无色透明溶液能与铝反应放出H2，则该溶液中可大量共存的离子是( )A．H＋、Cl－、Ba2＋、Cu2＋B．OH－、Ba2＋、K＋、Na＋C．H＋、Na＋、NO、Cl－D．OH－、Mg2＋、NH、Cl－8．现有100mLMgCl2和AlCl3的混合溶液，其中c(Mg2＋)＝0.2mol·L－1，c(Cl－)＝1.3mol·L－1，要使Mg2＋完全转化为Mg(OH)2且与Al3＋恰好分开，至少需要2mol·L－1的NaOH溶液的体积为( )A．80mLB．100mLC．120mLD．140mL解析：据电荷守恒，原溶液中c(Al3＋)×3＋c(Mg2＋)×2＝c(Cl－)×1，可得c(Al3＋)＝0.3mol·L－1，若将Mg2＋、Al3＋分开，则Mg(OH)2、AlO应作为反应产物，该反应后溶液中有NaAlO2、NaCl，依据原子守恒和电荷守恒：n(Na＋)＝n(AlO)＋n(Cl－)＝n(Al3＋)＋n(Cl－)＝0.3mol·L－1×0.1L＋1.3mol·L－1×0.1L，可得n(Na＋)＝n(NaOH)＝0.16mol,V(NaOH)＝＝＝0.08L＝80mL。答案：A9．有氯化铝和氯化镁的混合溶液，向其中滴加amLc1mol·L－1NaOH溶液之后，改成滴加c2mol·L－1HCl溶液，所得沉淀Y(mol)与试剂总体积V(mL)间的关系如图所示。则所加NaOH溶液的体积为( )A．9mLB．7.5mL7\nC．7mLD．6mL解析：OA段的反应是沉淀的生成：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓；AB段的反应是Al(OH)3溶解：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O；CD段的反应是Al(OH)3的生成：AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓。AB段溶解和CD段生成的Al(OH)3一样多，CD段消耗盐酸的体积是AB段消耗NaOH溶液体积的两倍，说明NaOH溶液的浓度是盐酸浓度的两倍，即c1/c2＝2。BC段没有沉淀的生成和溶解，发生的是盐酸和NaOH溶液的中和反应，在3mL溶液中，盐酸为2mL，NaOH溶液为1mL，所以V[NaOH(aq)]＝6mL＋1mL＝7mL。答案：C10．将一定量的钠铝合金置于水中，合金全部溶解，得到20mLpH＝14的溶液，然后用1mol/L的盐酸滴定，沉淀质量与消耗盐酸的体积关系如图所示，则下列选项正确的是( )A．原合金质量为0.92gB．标准状态下产生氢气896mLC．图中m值为1.56gD．图中V2为60mL二、非选择题(本题包括4个小题，共50分)11．(12分)某无色透明溶液，其中的溶质可能由H＋、Ba2＋、Mg2＋、OH－、SO、Cl－、CO、NO离子中的若干种组成，它能与铝作用，且生成的气体只有H2，请填写以下空白：(1)若原溶液呈明显的酸性，则除H＋外，溶液中还可能大量存在的离子有________________________________________________________________________。7\n(2)若原溶液呈明显的碱性，则除OH－外，溶液中还可能大量存在的离子有________________________________________________________________________。解析：Al和强酸(H＋)溶液及强碱(OH－)溶液都可反应产生H2。(1)若原溶液呈“明显的酸性”，则首先OH－不可能大量存在；其次是弱酸根离子SO、CO不能大量存在；最为隐蔽的是NO，若NO大量存在，则原溶液和Al反应产生的气体中至少还有氮的氧化物(NOx)，这与题设“只放出氢气”相矛盾。因此，NO也不可能大量存在。(2)若原溶液呈“明显的碱性”，则首先H＋不可能大量存在；由于Mg(OH)2为难溶氢氧化物，所以Mg2＋也不可能大量存在；因为溶液一定呈电中性，所以溶液中一定存在Ba2＋。因BaSO3和BaCO3都是难溶于水的物质，故SO和CO也不可能大量存在。答案：(1)Ba2＋、Mg2＋、Cl－ (2)Ba2＋、Cl－、NO12．(12分)物质X是中学化学中的常见物质，X既能与稀硫酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应。(1)若X为氧化物，X的化学式___________________________。(2)若X为单质，X与NaOH溶液反应的离子方程式为______________________________。(3)若X与稀硫酸反应生成无色无味的气体A，与氢氧化钠溶液加热反应生成气体B。等物质的量的A和B在水溶液中反应又生成X。X与稀硫酸反应的离子方程式是____________________________________________；X与足量氢氧化钠溶液加热反应的离子方程式是__________________________________。解析：(1)若X为氧化物，则应为两性氧化物，所以X为Al2O3。(2)若X为单质，则X既有金属性，又有非金属性，则X为Al，与NaOH溶液反应的离子方程式为：2Al＋2H2O＋2OH－===2AlO＋3H2↑。(3)据条件可知A为CO2，B为NH3，二者等物质的量在水中反应生成NH4HCO3，NH4HCO3与H2SO4反应离子方程式为HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，NH4HCO3与足量NaOH加热反应的离子方程式为NH＋HCO＋2OH－NH3↑＋CO＋2H2O。答案：(1)Al2O3(2)2Al＋2H2O＋2OH－===2AlO＋3H2↑(3)HCO＋H＋===CO2↑＋H2ONH＋HCO＋2OH－NH3↑＋2H2O＋CO13．(12分)由短周期元素组成的单质A、B、C和甲、乙、丙、丁、戊五种化合物有如图所示的转换关系，甲是工业上制取A的主要原料。请回答：7\n(1)写出下列物质的化学式：A________，乙________。(2)写出甲物质在工业上的任意两种主要用途___________________________________。(3)写出下列变化的化学方程式：①A与NaOH溶液反应的离子方程式：____________________________；②乙与过量CO2反应的离子方程式：____________________________________；③戊溶液与乙溶液混合的离子方程式：________________________________________。解析：本题的“突破口”是单质A与NaOH溶液反应，生成单质C，则C为H2，A可能是铝或硅，而A和B的产物甲能与盐酸反应，推知A为Al，B为O2。答案：(1)Al NaAlO2 (2)作耐高温材料；制取铝单质(3)①2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑②AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO③Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓14．(14分)把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量的水后，产生1.16g白色沉淀，再向所得浊液中加入1mol·L－1HCl溶液，加入HCl溶液的体积与生成沉淀的质量关系如图所示：请回答下列问题：(1)A点之前沉淀物的化学式为________，理由是______________________________。(2)写出A点到B点发生反应的离子方程式：______________________________。(3)原混合物中MgCl2的质量是________g，AlCl3的质量是________g，NaOH的质量是________g。(4)C点HCl溶液的体积为________mL。解析：(1)加入10mLHCl溶液后沉淀才增加，说明加入10mL7\nHCl溶液正好把过量的NaOH中和，故A点的沉淀物只有Mg(OH)2。(2)A→B，AlO生成Al(OH)3，反应为AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓。(3)n(MgCl2)＝n[Mg(OH)2]＝＝0.02molm(MgCl2)＝0.02mol×95g·mol－1＝1.9gn(AlCl3)＝n(AlO)＝1mol·L－1×(30mL－10mL)×10－3L·mL－1＝0.02molm(AlCl3)＝0.02mol×133.5g·mol－1＝2.67gn(NaOH)＝2n(MgCl2)＋4n(AlCl3)＋1mol·L－1×0.01L＝0.13molm(NaOH)＝0.13mol×40g·mol－1＝5.2g(4)从B→C，加入的HCl把Mg(OH)2、Al(OH)3溶解。n(HCl)＝30mL×10－3L·mL－1×1.00mol·L－1＋2n[Mg(OH)2]＋3n[Al(OH)3]＝0.13molV(HCl)＝＝0.13L＝130mL7
