2019-2020年高中化学 课时分层作业17 铝的氧化物与氢氧化物 从铝土矿中提取铝（含解析）苏教

课时分层作业(十七)(建议用时：45分钟)[合格基础练]1．下列关于铝及其化合物的叙述正确的是()A．铝罐可久盛食醋B．氢氧化铝可作胃酸的中和剂C．明矾用作净水剂不涉及化学变化D．铝与Fe2O3发生铝热反应，反应后固体物质增重B[铝罐容易受食醋中的醋酸腐蚀而破裂，无法久盛食醋，A错；明矾用作净水剂是利用Al3＋水解生成的氢氧化铝胶体的吸附性，涉及化学变化，C错；铝与氧化铁反应，反应前后都是固体，质量不变，D错。]2．下列操作中最终可以得到Al(OH)3的是()A．Al2O3和水混合加热B．Al和水反应C．过量的NaOH溶液加入AlCl3溶液中D．过量的氨气通入AlCl3溶液中D[Al2O3和Al都不能和水反应，过量的NaOH溶液与AlCl3反应生成NaAlO2、NaCl和H2O。]3．下列说法正确的是()A．Al2O3难溶于水，不跟水反应，所以它不是Al(OH)3对应的氧化物B．因为Al2O3是金属氧化物，所以它是碱性氧化物C．Al2O3能跟所有的酸、碱溶液反应D．Al2O3能跟强的酸、碱溶液反应D[Al2O3虽然难溶于水，但是2Al(OH)3=====△Al2O3＋3H2O，Al2O3和Al(OH)3中Al的化合价相同，所以Al2O3是Al(OH)3对应的氧化物；金属氧化物与碱性氧化物是两个不同的概念，二者没有必然的联系；Al2O3是两性氧化物，Al2O3与强酸、强碱反应，与弱碱不反应。]4．实验室中要使AlCl3溶液中的Al3＋和NaAlO2溶液中的AlO－2全部沉淀出来，最适宜的试剂分别是()A．NaOH溶液，盐酸B．Ba(OH)2溶液，醋酸C．盐酸，氨水D．氨水，CO2D[用弱碱和弱酸使Al3＋和AlO－2沉淀，防止Al(OH)3溶解。]5．从铝土矿制备铝所涉及的下列有关反应中，属于氧化还原反应的是()A．铝土矿溶于NaOH溶液中B．偏铝酸钠溶液的酸化C．灼烧氢氧化铝固体D．电解熔融的氧化铝D[铝土矿溶于NaOH溶液中、偏铝酸钠溶液的酸化反应主要为复分解反应；灼烧氢氧化铝固体为分解反应，没有元素价态的变化；电解熔融的氧化铝为分解反应，同时有单质生成，属于氧化还原反应。]6．下列反应的离子方程式书写正确的是()A．铝片放入氢氧化钠溶液中：Al＋2OH－===AlO－2＋H2↑B．新制的氧化铝溶于氢氧化钠溶液：Al2O3＋OH－===2AlO－2＋H2OC．向AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓D．向AlCl3溶液中滴入过量的氨水：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4D[电荷不守恒，A错误；原子及电荷都不守恒，B错误；NaOH过量，产物应为AlO－2，C错误。]7．向用盐酸酸化过的AlCl3溶液中逐滴滴入NaOH溶液，图中能正确表示这个反应的是()ABCDD[向AlCl3溶液中逐滴滴入NaOH溶液，先生成白色沉淀，再加入NaOH溶液，沉淀逐渐溶解，最后完全消失，生成1molAl(OH)3需3molNaOH，溶解1molAl(OH)3需1molNaOH。NaOH的用量应是3∶1，A、B错误，用盐酸酸化过的AlCl3溶液中含有酸，加入NaOH溶液先中和溶液中的酸，然后才生成Al(OH)3沉淀，故C也是错误的。]8．如图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加过程中微粒的量的关系曲线。下列判断错误的是()A．①线表示Al3＋的物质的量的变化B．x表示AlCl3的物质的量C．③线表示Al(OH)3的物质的量的变化D．④线表示AlO－2的物质的量的变化B[AlCl3溶液与NaOH溶液混合有两种方式：向AlCl3溶液中缓慢滴加NaOH溶液，开始有沉淀生成后沉淀溶解，且生成沉淀与沉淀溶解消耗的NaOH的物质的量之比为3∶1，显然符合题意，则x表示NaOH的物质的量，B项错误；另一种方式是向NaOH溶液中缓慢滴加AlCl3溶液，开始没有沉淀，后有沉淀生成，与本题图示情况不符。]9．用一无色透明的溶液做如下实验：①取少量溶液滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成。②另取部分溶液加入Na2O2，有无色无味气体放出且有白色沉淀生成，加入Na2O2的量与生成沉淀的量的关系如图所示：试问：(1)Cu2＋、NH＋4、Al3＋、Mg2＋、Na＋、Fe3＋、CO2－3、K＋、SO2－4等离子中一定存在的离子是________；可能存在的离子是________；一定不存在的离子是________。(2)上述溶液至少由________等物质混合成。[解析](1)因为加入用盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀生成，一定含有SO2－4，不能判断是否有CO2－3；加入Na2O2生成无色无味气体是氧气，所以一定不存在NH＋4；溶液无色透明说明没有Cu2＋、Fe3＋；溶液中加入Na2O2有NaOH生成，随着Na2O2加入量的增加，白色沉淀增加，但再加入Na2O2沉淀量反而减少，说明一定含有Al3＋，沉淀减少到一定量后就不再减少，说明含有Mg2＋。有Al3＋存在则不能含有CO2－3，所以一定存在的离子是Al3＋、Mg2＋、SO2－4；可能存在的离子是Na＋、K＋；一定不存在的是Cu2＋、NH＋4、Fe3＋、CO2－3。(2)一定存在的离子组合成物质为MgSO4和Al2(SO4)3。[答案](1)SO2－4、Al3＋、Mg2＋Na＋、K＋NH＋4、Cu2＋、Fe3＋、CO2－3(2)MgSO4、Al2(SO4)310．欲将MgCl2、AlCl3的混合溶液分离开，某同学设计了如下方案：(1)试剂①应选用________(填“NaOH溶液”或“氨水”)。该试剂的用量是________(填“过量”或“少量”)。(2)过滤后所得沉淀①需进行洗涤，洗涤的方法是__________________________________________________________________________________________________________。(3)写出生成溶液①的离子方程式：_____________________________________________________。(4)以上实验设计明显存在缺陷，请将其指出：_____________________________________________________。[解析](1)氢氧化铝是两性氢氧化物，可溶于过量强碱，而氢氧化镁不可以，从而固、液分离；(2)洗涤紧接在过滤操作之后，方法：在过滤器中加蒸馏水至浸没沉淀，然后使水自然流下，重复2～3次即可。(3)NaOH过量，Al3＋与OH－发生两步反应。(4)溶液①中含有NaOH，加入盐酸后生成NaCl。[答案](1)NaOH溶液过量(2)在过滤器中加蒸馏水至浸没沉淀，然后使水自然流下，重复2～3次即可(3)Al3＋＋4OH－===AlO－2＋2H2O[或分步写：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O](4)所得AlCl3溶液混有NaCl[等级过关练]11．向30mL1mol·L－1的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4mol·L－1的NaOH溶液，若产生0.78g白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为()A．3mLB．7.5mLC．15mLD．17.5mLB[解法一：把该题的信息转化为图像，用图像法求解，如图所示：当生成沉淀0.01mol时需NaOH0.03mol或0.11mol，显然B项符合题意。解法二：已知n(AlCl3)＝0.03mol，n[Al(OH)3]＝0.01mol，由沉淀的物质的量小于氯化铝的物质的量可推知此题可能有两个答案：一是氢氧化钠不足，二是氢氧化钠过量。当碱的量不足时，则V(NaOH)＝0.01×34L＝0.0075L＝7.5mL；当碱过量时，则V(NaOH)＝0.03×4－0.014L＝0.0275L＝27.5mL。]12．现有AlCl3和MgSO4混合溶液，向其中不断加入NaOH溶液，得到沉淀的量与加入NaOH溶液的体积如下图所示。原溶液中Cl－与SO2－4的物质的量之比为()A．1∶3B．2∶3C．6∶1D．3∶1C[OA上升的直线表示Al(OH)3和Mg(OH)2一起沉淀，AB下降的直线表示Al(OH)3沉淀溶解，B点表示Al(OH)3完全溶解。AB段完全溶解Al(OH)3消耗NaOH溶液0.1L，则Al3＋生成Al(OH)3消耗NaOH溶液0.3L，沉淀Mg2＋消耗NaOH溶液0.1L，因而n(AlCl3)∶n(MgSO4)＝2∶1，所以，n(Cl－)∶n(SO2－4)＝6∶1。]13．如下六个图中，横坐标为某溶液中加入某物质的物质的量，纵坐标为生成沉淀的物质的量，将图中的字母代号填入下表。溶液加入的物质字母代号①饱和石灰水通过量CO2②AlCl3溶液通过量NH3③MgCl2、AlCl3混合溶液逐滴滴加NaOH溶液至过量④AlCl3溶液逐滴滴加NaOH溶液至过量⑤含少量HCl的AlCl3溶液逐滴滴加NaOH溶液至过量⑥向NaAlO2溶液中通入CO2至过量[解析]①发生如下反应：Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2，故其沉淀生成与消失时消耗的CO2的物质的量是相同的，其图像应为B。②AlCl3溶液中通入NH3只发生反应：AlCl3＋3NH3＋3H2O===3NH4Cl＋Al(OH)3↓，生成的Al(OH)3不能溶于弱碱溶液中，其对应图像应为C。③发生如下反应：MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl，AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl，故先生成沉淀，当NaOH过量时又发生如下反应而沉淀部分溶解：Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，因Mg(OH)2与碱不反应，故沉淀不能完全消失，因此其对应图像为A。④发生如下反应：AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl，Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O。其反应现象为先生成白色沉淀，再逐渐溶解且前后消耗NaOH的物质的量之比为3∶1，故其对应图像为E。⑤发生的反应：HCl＋NaOH===NaCl＋H2O，AlCl3＋3NaOH===3NaCl＋Al(OH)3↓，Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O；此时优先发生的是酸碱中和反应，故开始时应无沉淀产生，后续反应与上述④中相同，故其对应图像应为F。⑥发生反应：NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3沉淀不溶解，故其对应图像为C。[答案]①B②C③A④E⑤F⑥C14．下图所示是从铝土矿(主要成分是Al2O3，含Fe2O3、SiO2等杂质)中提取氧化铝的工艺流程之一。已知：SiO2能和氢氧化钠反应，不和盐酸反应。回答下列问题：(1)用盐酸溶解铝土矿后，所得溶液中的阳离子有_____________________________________________________。(2)固体A的主要成分是________。(3)进行步骤Ⅱ时，为了达到分离要求，加入的NaOH应该_____________________________________________________。(4)进行步骤Ⅲ时，一般通入过量CO2，其反应的化学方程式是__________________________________________________________________________________________________________。(5)溶液X和盐酸反应的离子方程式为__________________________________________________________________________________________________________。[解析]铝土矿中的Fe2O3、Al2O3溶于盐酸得到的阳离子是Fe3＋、Al3＋，由于盐酸过量，阳离子还有H＋，过