第9講 從鋁土礦到鋁合金1．在鋁熱反應中，鋁粉的作用是(　　)A．催化劑　　　　　　　　   B．氧化劑C．還原劑           D．熔劑解析：鋁熱反應為Al與金屬氧化物的反應，如2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，反應中Al元素的化合價升高，則鋁熱反應中Al為還原劑，金屬氧化物為氧化劑，與催化劑無關(guān)，故選C。答案：C2.用除去表面氧化膜的細鋁條緊緊纏繞在溫度計上(如圖)，將少許硝酸汞溶液滴到鋁條表面，置于空氣中，很快鋁條表面產(chǎn)生“白毛”，且溫度明顯上升。下列分析錯誤的是(　　)A．Al和O2化合放出熱量B．硝酸汞是催化劑C．涉及反應：2Al＋3Hg2＋===2Al3＋＋3HgD．“白毛”是氧化鋁解析：白毛為氧化鋁，發(fā)生反應為4Al＋3O2===2Al2O3，溫度明顯上升，說明鋁與氧氣的反應為放熱反應，故A正確；硝酸汞與Al發(fā)生置換反應，硝酸汞為氧化劑，不是催化劑，故B錯誤；發(fā)生反應有4Al＋3O2===2Al2O3、2Al＋3Hg2＋===2Al3＋＋3Hg，故C正確；白毛只能是鋁與氧氣反應生成的氧化鋁，故D正確。答案：B3．用鋁熱反應還原下列物質(zhì)，制得金屬各1 mol時，消耗鋁最少的是(　　)A．MnO2　　　　　　　　    B．Cr2O3C．V2O5            D．Fe3O4解析：制得1 mol金屬需要電子最少的消耗鋁最少。A～D項制得1 mol金屬需要電子的物質(zhì)的量依次為4 mol、3 mol、5 mol、 mol。答案：D4．(2021·福建省福州月考)等體積、等物質(zhì)的量濃度的稀硫酸、氫氧化鈉溶液分別放在甲、乙兩燒杯中，各加等質(zhì)量的鋁，生成氫氣的體積比為5∶6，則甲、乙兩燒杯中的反應情況可能分別是(　　)A．甲、乙中都是鋁過量B．甲中鋁過量，乙中堿過量C．甲中酸過量，乙中鋁過量D．甲中酸過量，乙中堿過量解析：根據(jù)鋁和稀硫酸、氫氧化鈉反應的化學方程式：2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知：相同物質(zhì)的量的鋁，消耗的氫氧化鈉少于消耗的硫酸，所以根據(jù)生成的氫氣是5∶6可知，鋁在與稀硫酸反應時，鋁是過量的，硫酸是不足的，而與氫氧化鈉反應時，鋁是不足的，氫氧化鈉是過量的，所以正確的答案選B。答案：B5．下列說法正確的是(　　)A．只滴加氨水可以鑒別NaCl、AlCl3、MgCl2、Na2SO4四種溶液B．氫氧化鋁可作胃酸的中和劑C．氯化鋁是一種電解質(zhì)，可用于電解法制鋁D．明礬溶于水產(chǎn)生Al(OH)3膠體的離子方程式Al3＋＋3H2O===3H＋＋Al(OH)3↓解析：滴加氨水，NaCl與Na2SO4溶液均無現(xiàn)象，AlCl3與MgCl2溶液均有白色沉淀產(chǎn)生，無法鑒別，A項錯誤；氯化鋁是共價化合物，屬于分子晶體，熔融狀態(tài)下不導電，不能用于電解法制鋁，C項錯誤；Al(OH)3膠體不是沉淀，離子方程式中不能用沉淀符號標注，且反應符號應用?，D項錯誤。答案：B6．如圖是鋁在氧氣中燃燒的實驗，鋁條點燃后，為維持燃燒繼續(xù)，正確的操作是(　　)A.鋁條應始終置于集氣瓶瓶口位置B．迅速將鋁條插入集氣瓶接近瓶底位置C．將鋁條從瓶口位置慢慢伸向瓶底位置D．鋁條應不斷上下移動答案：C7．(2021·福建省福州月考)鎵(Ga)與鋁同主族，曾被稱為“類鋁”，其氧化物和氫氧化物均為兩性化合物。工業(yè)制備鎵的流程如圖所示：下列判斷不合理的是(　　)A．Al、Ga均處于ⅢA族B．Ga2O3可與鹽酸反應生成GaCl3C．酸性：Al(OH)3>Ga(OH)3D．Ga(OH)3可與NaOH反應生成NaGaO2解析：A.Al與Ga同主族，均處于ⅢA族，故A正確；B.Ga2O3與Al2O3性質(zhì)具有相似性，可與鹽酸反應生成GaCl3，故B正確；C.化學反應遵循強酸制弱酸的原理，在NaGaO2和NaAlO2的混合溶液里通入二氧化碳，只有Al(OH)3沉淀，而沒有Ga(OH)3沉淀，可能的原因是鎵酸酸性強于碳酸，則酸性：Al(OH)3<Ga(OH)3，故C錯誤；D. Ga(OH)3與Al(OH)3的性質(zhì)相似，都是兩性氫氧化物，Ga(OH)3可與NaOH反應生成NaGaO2，故D正確。答案：C8．下列示意圖與對應的反應情況正確的是(　　)A.　 B.C．D．解析：A.首先CO2先與Ca(OH)2反應，產(chǎn)生CaCO3沉淀，此時沉淀量逐漸增大，CO2再和KOH反應，此時無沉淀，之后二氧化碳和K2CO3反應，生成酸式鹽，當反應完全之后再和沉淀CaCO3反應，生成碳酸氫鈣，從而沉淀出現(xiàn)溶解現(xiàn)象，所以圖像應該是“等腰梯形”的形狀，A項錯誤；B.假設(shè)溶液中含1 mol KAl(SO4)2，加入1.5 mol的Ba(OH)2時生成1.5 mol BaSO4和1 mol Al(OH)3，沉淀的物質(zhì)的量最大為2.5 mol，再加入0.5 mol Ba(OH)2，生成0.5 mol BaSO4，溶解1 mol Al(OH)3，故沉淀的總物質(zhì)的量減少，最后只剩下硫酸鋇沉淀，B項錯誤；C.NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液，只產(chǎn)生硫酸鋇沉淀，當把硫酸根反應完全，再加氫氧化鋇不產(chǎn)生沉淀，所給圖像恰好能表達該反應過程，C項正確；D.NaAlO2溶液中逐滴加入鹽酸，現(xiàn)象是先生成沉淀，后沉淀溶解，不會出現(xiàn)第3個階段隨著鹽酸的加入沉淀量不改變的情況，D項錯誤。答案：C9．(雙選)通過觀察化學實驗現(xiàn)象，分析歸納出正確的結(jié)論，是學習化學科學最基本的技能之一。下列由實驗現(xiàn)象得出錯誤結(jié)論的是(　　)選項實驗現(xiàn)象結(jié)論A把相同大小的一塊鋁和鎂分別投入相同濃度的NaOH溶液中：鋁溶解有氣泡放出，而鎂沒有任何變化由此得出：鋁的金屬性比鎂強B取一塊鋁箔，用酒精燈點燃：鋁箔只熔化成液體而沒有脫落由此得出：Al2O3的熔點大于鋁C向氯化銨溶液中投入一鋁片：鋁片上產(chǎn)生大量氣泡由此得出：該氣體是氨氣D向氯化鋁溶液中逐滴滴加NaOH溶液至過量：先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀逐漸溶解，最后沉淀完全消失由此得出：氫氧化鋁能溶于強堿溶液解析：比較金屬性的強弱是利用金屬單質(zhì)與水或酸反應產(chǎn)生H2的快慢程度，A項錯誤；由于生成了熔點很高的氧化鋁，起到隔絕空氣的作用，B項正確；產(chǎn)生的氣體應為H2和NH3的混合氣體，C錯誤；D正確。答案：AC10．(雙選)已知A、B、D、E均為中學化學中常見的單質(zhì)或化合物，它們之間的關(guān)系如圖所示(部分產(chǎn)物略去)。下列說法錯誤的是(　　)A．A、B、D可能是鈉的化合物B．A、B、D可能是鎂及其化合物C．A、B、D可能是鋁的化合物D．A、B、D不可能是非金屬及其化合物解析：A項，A為NaOH、B為NaHCO3、D為Na2CO3、E為CO2時滿足框圖轉(zhuǎn)化關(guān)系，A正確；B項，鎂及其化合物不滿足此轉(zhuǎn)化關(guān)系，B錯誤；C項，A為AlCl3，E為NaOH，B為NaAlO2，D為Al(OH)3時滿足框圖轉(zhuǎn)化關(guān)系，C正確；D項，A為C、E為O2、B為CO2、D為CO時滿足框圖轉(zhuǎn)化關(guān)系，所以A、B、D可能是非金屬及其化合物，D錯誤。答案：BD11．(雙選)工業(yè)上用某種氧化鋁礦石(含F(xiàn)e2O3雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如下：對上述流程中的判斷錯誤的是(　　)A．試劑X可以為NaOH溶液，沉淀中含有鐵的化合物B．CO2可以用H2SO4溶液或稀鹽酸代替C．反應Ⅱ中的離子方程式為CO2＋AlO＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCOD．工業(yè)上還可采用Fe還原Al2O3的方法制Al，成本更低解析：試劑X應為強堿溶液，使Al2O3溶解，A正確；B項，若用強酸代替CO2，強酸過量時，Al(OH)3會溶解，不能保證生成Al(OH)3沉淀，B錯誤；C正確；因Al比Fe活潑，不能用Fe置換Al，D錯誤。答案：BD12．某?；瘜W興趣小組用如圖所示過程除去AlCl3中含有的Mg2＋、K＋雜質(zhì)并盡可能減少AlCl3的損失。請回答下列問題：(1)寫出向混合物中加入足量氫氧化鈉溶液時，溶液中發(fā)生反應的離子方程式：___________________________________________________________________。(2)氫氧化鈉溶液能否用氨水代替，為什么？___________________________。(3)溶液a中存在的離子有________________；在溶液a中加入鹽酸時需控制鹽酸的量，原因是__________________________。為此，改進方法是______________________________________________。答案：(1)Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O或Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O(2)不能，因為在Al3＋與氨水反應生成Al(OH)3后，Al(OH)3不能與氨水繼續(xù)反應，從而不能將Al(OH)3與Mg(OH)2分開(3)Cl－、K＋、AlO、OH－、Na＋　Al(OH)3能與鹽酸反應，所以在加入鹽酸時，需要控制鹽酸的量，以防止部分Al(OH)3轉(zhuǎn)化成Al3＋　向溶液a中通入過量的二氧化碳氣體代替鹽酸13．鋁是一種應用廣泛的金屬，工業(yè)上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融電解制得。①鋁土礦的主要成分是Al2O3和SiO2等。從鋁土礦中提煉Al2O3的流程如下：②以螢石(CaF2)和純堿為原料制備冰晶石的流程如下：回答下列回題：(1)寫出反應1的化學方程式_________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)濾液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是________，反應2的離子方程式為___________________________________________________________________。(3)E可作為建筑材料，化合物C是________，寫出由D制備冰晶石的化學方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)電解法制鋁的化學方程式是___________________________________________________________________________________________________________，以石墨為電極，陽極產(chǎn)生的混合氣體的成分是______。解析：(1)在加入NaOH溶液時，Al2O3和SiO2都能與NaOH反應，分別生成NaAlO2和Na2SiO3。(2)加入CaO后，SiO與Ca2＋結(jié)合生成難溶物CaSiO3；濾液Ⅱ中主要含有AlO，通入CO2后生成沉淀Al(OH)3，煅燒后生成Al2O3。(3)螢石能與濃硫酸反應生成CaSO4和HF氣體；HF、Na2CO3、Al(OH)3三者均沒有發(fā)生氧化還原反應，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可寫出化學方程式。(4)電解Al2O3制取金屬鋁，加入的冰晶石為助熔劑；陽極產(chǎn)生的O2能與石墨電極反應生成CO2(可能含有CO)。答案：(1)2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O、2NaOH＋Al2O3===2NaAlO2＋H2O(2)CaSiO3　2AlO＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋CO[或AlO＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO](3)濃H2SO4　12HF＋3Na2CO3＋2Al(OH)3===2Na3AlF6＋3CO2＋9H2O(4)2Al2O34Al＋3O2↑　O2、CO2(CO)14．氯離子插層鎂鋁水滑石[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]是一種新型離子交換材料，其在高溫下完全分解為MgO、Al2O3、HCl和水蒸氣?，F(xiàn)用如圖所示裝置進行實驗確定其化學式(固定裝置略去)(1)Mg2Al(OH)6Cl·xH2O受熱分解的化學方程式為___________________________________________________________________。(2)若只通過測定裝置C、D的增重來確定x，則裝置的連接順序為______________(按氣流方向，用接口字母表示)，其中C的作用是___________________________________________________________________。裝置連接后，首先要進行的操作的名稱是_____________________________。(3)加熱前先通N2排盡裝置中的空氣，稱取C、D的初始質(zhì)量后，再持續(xù)通入N2的作用是____________________________________________________________________________________________________________________________、_________________________________________________________________等。(4)完全分解后測得C增重3.65 g，D增重9.90 g，則x＝________。若取消冷卻玻璃管B后進行實驗，測定的x值將________(填“偏高”或“偏低”)。(5)上述水滑石在空氣中放置時易發(fā)生反應生成[Mg2Al(OH)6Cl1－2y(CO3)y·zH2O]，該生成物能發(fā)生類似的熱分解反應。現(xiàn)以此物質(zhì)為樣品，用(2)中連接的裝置和試劑進行實驗測定z，除測定D的增重外，至少還需測定________________。解析：(2)根據(jù)(1)中化學反應方程式可知，若要測定x的值，需要測定分解產(chǎn)生的HCl及H2O的量，由于吸收HCl采用NaOH溶液，出來的氣體帶出水蒸氣，則分解產(chǎn)生的氣體應先通過濃硫酸吸收水蒸氣，否則測得的水蒸氣數(shù)值偏大，影響測定結(jié)果，且洗氣時應長管進，短管出。(4)根據(jù)C、D的增重可知，分解生成n(HCl)＝＝0.1 mol，n(H2O)＝＝0.55 mol，則由[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]可知，其物質(zhì)的量等于HCl的物質(zhì)的量，由氫元素守恒可知：0.1 mol×(6＋2x)＝0.1 mol＋0.55 mol×2，解得x＝3。若氣體未經(jīng)冷卻會由于氣流流速過高而使水蒸氣在濃硫酸中的吸收不充分，導致x數(shù)值偏低。(5)題中所給物質(zhì)若發(fā)生分解反應，除水滑石分解的幾種產(chǎn)物外，還含有CO2氣體，則裝置C增重為HCl與CO2的質(zhì)量，通過裝置C的增重無法判斷HCl及樣品的物質(zhì)的量，由氯元素及碳元素守恒可知，n(HCl)/n(CO2)＝(1－2y)/y，若已知樣品的質(zhì)量，分別列出含有兩個未知數(shù)的兩個方程式，可以求得z的值。答案：(1)2[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]4MgO＋Al2O3＋2HCl↑＋(5＋2x)H2O↑(2)aedbc　吸收HCl氣體　檢查裝置氣密性(3)將分解產(chǎn)生的氣體全部帶入裝置C、D中完全吸收　防止產(chǎn)生倒吸(4)3　偏低　(5)樣品的質(zhì)量  

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