铝的习题(1)

第2课时 铝的重要化合物 知识点一 Al2O3、Al(OH)3的两性

1．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．硝酸铜溶液 D．氢氧化钠溶液 答案：C

解析：铝条表面钝化，其表面上的物质为氧化铝，氧化铝为两性氧化物，既能与强酸反应，又能与强碱反应。

2．把Fe2O3中混有的少量Al2O3除去，应选用的试剂是( ) A．稀硝酸 B．硫酸铜溶液 C．烧碱溶液 D．稀盐酸 答案：C

解析：Al2O3能够与烧碱溶液反应，而Fe2O3不与烧碱溶液反应，因此选择烧碱溶液除去Fe2O3中混有的少量Al2O3。

3．以Al2(SO4)3溶液为原料之一，在实验室里制取少量Al(OH)3，并且易于分离，最好向溶液中加入( )

A．氢氧化钠溶液 B．氢氧化钡溶液 C．氨水 D．澄清石灰水 答案：C

解析：Al(OH)3能溶于强碱溶液，但不能溶于氨水，因此实验室里制取少量Al(OH)3，并且易于分离，最好向Al2(SO4)3溶液中加入氨水。

4．用含有少量镁的铝片制取纯净的氢氧化铝，有下列操作步骤，最恰当的组合是(按先后顺序排列)( )

①加盐酸溶解 ②加过量烧碱溶液溶解 ③过滤

④通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀 ⑤加入盐酸生成Al(OH)3沉淀 ⑥加入过量烧碱溶液生成Al(OH)3沉淀

A．①⑤⑥③ B．②③⑥③ C．②③④③ D．②③⑤③ 答案：C

解析：利用铝既能与强酸反应，又能与强碱反应的特点，先加入过量烧碱溶液溶解，过滤除去镁，氢氧化铝不与弱酸反应，所以向含AlO的溶液中通入过量CO2可以生成Al(OH)3沉淀，过滤即可得到氢氧化铝沉淀。

5．下列关于氢氧化铝性质的叙述错误的是( ) A．Al(OH)3是两性氢氧化物

B．Al(OH)3是难溶于水的白色胶状物质 C．Al(OH)3能凝聚水中悬浮物

D．Al(OH)3既能溶于NaOH溶液、氨水，又能溶于盐酸 答案：D

解析：Al(OH)3既能溶于NaOH溶液，又能溶于盐酸，但不能溶于氨水，D项错误。 6．氢氧化铝可作为治疗某种胃病的内服药，这是利用了氢氧化铝的( ) A．酸性 B．碱性 C．两性 D．氧化性 答案：B

解析：氢氧化铝治疗胃病，主要是和胃酸中的HCl发生反应，体现了氢氧化铝的碱性。 7．氢氧化铝[Al(OH)3]受热易分解，产生水并吸收热量，故可用作阻燃剂；能与盐酸、NaOH溶液反应，是药物“胃舒平”的主要成分之一。实验室制备Al(OH)3的方法为Al2(SO4)3＋6NH3·H2O===2Al(OH)3↓＋3(NH4)2SO4，通常不选用NaOH溶液。下列判断不正确的是( ) A．氢氧化铝的热稳定性好 B．复方胃舒平可用于治疗胃酸过多

C．氢氧化铝可灭火的原因之一是降低了可燃物的温度

D．实验室不用NaOH溶液制备Al(OH)3是因为NaOH会与Al(OH)3反应 答案：A

解析：氢氧化铝受热易分解，所以氢氧化铝的热稳定性差，A项错误；“胃舒平”中含有氢氧化铝，可用于治疗胃酸过多，B项正确；氢氧化铝受热易分解，产生水并吸收热量，能够降低可燃物的温度，因此可以用于灭火，C项正确；Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，故实验室不用NaOH溶液制备Al(OH)3，D项正确。

知识点二 铝的化合物之间的转化关系

8．向明矾溶液中滴加Ba(OH)2溶液，当SO沉淀完全时，铝元素的存在形式是( ) A．一部分为Al(OH)3沉淀，一部分以Al3＋形式存在于溶液中

B．一部分为Al(OH)3沉淀，一部分以AlO形式存在于溶液中 C．全部为Al(OH)3沉淀

D．几乎全部以AlO形式存在于溶液中 答案：D

解析：反应方程式为：KAl(SO4)2＋2Ba(OH)2===2BaSO4↓＋KAlO2＋2H2O，故D项正确。 10．已知单质A、B、C和甲、乙、丙、丁四种化合物有如图的转化关系，C为密度最小的气体，甲是一种高熔点的物质，丙常温下是一种液体。

根据以上转化关系回答： (1)写出下列物质的化学式：

A ________；B________；乙________。 (2)A原子的原子结构示意图为________。 (3)写出下列变化的方程式： ①A与NaOH溶液反应的化学方程式

________________________________________________________________________。 ②甲与NaOH溶液反应的离子方程式

________________________________________________________________________。 答案：(1)Al O2 NaAlO2 (2)

(3)①2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ ②Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O

解析：本题主要考查铝的化合物之间的相互转化关系，从物质A作为突破口，A与NaOH反应放出H2，判断A是Al；由C＋B→水，判断B为O2；由A＋B→甲，判断甲为Al2O3；其余则容易判断：乙为NaAlO2，丁为Al(OH)3。

11．A、B、C、D、E五种化合物，均含有某种常见元素，它们的转化关系如图所示，其中A为澄清溶液，C为难溶的白色固体，E则易溶于水，若取A溶液灼烧，焰色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃)。

请回答下列问题：

(1)写出化学式：A________，B________，C________，D________，E________。 (2)写出下列反应的离子方程式：

A→B：________________________________________________________________________。 B→E：________________________________________________________________________。 C→D：________________________________________________________________________。 答案：(1)KAlO2 Al(OH)3 Al2O3 AlCl3 NaAlO2 (2)AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O

解析：解题时，抓住B具有“两性”且受热分解，C具有“两性”且难溶于水。从物质B作为突破口，B既能与NaOH反应，又能与盐酸反应，且能受热分解，B为Al(OH)3，C为Al2O3，则D为AlCl3，E为NaAlO2，A与过量CO2反应生成B，且焰色反应为紫色，A为KAlO2。 知识点三 Al(OH)3沉淀量的计算

12．(双选)向50 mL 1 mol·L－1的Al2(SO4)3溶液中加入100 mL KOH溶液，充分反应得到3.9 g沉淀，则KOH溶液的物质的量浓度可能是( ) A．1 mol·L－1 B．3 mol·L－1 C．1.5 mol·L－1 D．3.5 mol·L－1 答案：CD

解析：经常出现的错误：忽略了氢氧化铝被过量的强碱溶解一部分。即用硫酸铝的物质的量作为计算的基本量，生成了0.1 mol的氢氧化铝沉淀；或认为3.9 g氢氧化铝中的OH－就是加入的氢氧化钾物质的量而少选一个答案。首先写出有关反应的化学方程式，根据所给的数据找出已知量和未知量的关系。

方法一：根据Al3＋的物质的量与沉淀Al(OH)3的物质的量比较可推测KOH的两种情况： ①加入溶液不足量时，n(KOH)＝3n[Al(OH)3]＝3×＝0.15 mol，c(KOH)＝＝1.5 mol·L－1。 ②当KOH溶液过量时，n(KOH)＝4n(Al3＋)－n[Al(OH)3]＝0.4 mol－0.05 mol＝0.35 mol， c(KOH)＝＝3.5 mol·L－1。

一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)

1．铝是一种低毒金属元素，它并非人体需要的微量元素，不会导致急性中毒，但食品中铝的含量超过国家标准就会对人体造成危害。下列关于铝元素的说法正确的是( ) A．铝在空气中不易被氧化是因为铝的性质不活泼 B．氢氧化铝可与胃酸反应，常用作中和胃酸的药物 C．明矾可用于饮用水的杀菌消毒 D．硫酸铝铵不溶于水

答案：B

解析：铝在空气中不易被氧化是因为铝表面生成致密的氧化膜保护内层金属，A项错误；明矾可用于饮用水的净化，但不能用于杀菌消毒，C项错误；硫酸铝铵能溶于水，D项错误。 2．铝、氧化铝、氢氧化铝和可溶性铝盐分别与过量强碱溶液反应，其生成物有一定的规律。下列说法正确的是( )

A．都有H2O生成 B．都有H2生成 C．都有AlO生成 D．都有Al3＋生成 答案：C

解析：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑，Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O，Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，据此可知C项正确。 3．下列物质中既能与稀硫酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应的是( ) ①NaHCO3 ②Al2O3 ③A1(OH)3 ④Al A．③④ B．②③④ C．①③④ D．全部 答案：D

解析：Al为两性金属，Al2O3为两性氧化物，Al(OH)3为两性氢氧化物，它们既能与强酸反应，又能与强碱反应；NaHCO3为弱酸的酸式盐，能与稀硫酸反应：2NaHCO3＋H2SO4===Na2SO4＋2H2O＋2CO2↑，也能与NaOH溶液反应：NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O。本题选D。 4．一块金属钠投入过量的AlCl3溶液中，生成物是( ) A．H2、NaOH B．H2、Al(OH)3

C．H2、NaCl、NaAlO2 D．H2、NaCl、Al(OH)3 答案：D

解析：Na与水反应生成NaOH和H2，NaOH与过量AlCl3反应生成NaCl和Al(OH)3。本题选D。

5．镁、铝、铜三种金属粉末混合物，加入过量盐酸充分反应，过滤后向滤液中加入过量烧碱溶液，再过滤，滤液中存在的离子有( ) A．AlO B．Cu2＋ C．Al3＋ D．Mg2＋ 答案：A

解析：加入过量盐酸，Mg、Al分别转化为Mg2＋、Al3＋，Cu不与盐酸反应，过滤后向滤液中加入过量烧碱溶液，Mg2＋转化为Mg(OH)2，Al3＋转化为AlO。本题选A。

6．下列各组物质能相互反应得到Al(OH)3的是( ) A．铝和NaOH溶液

B．Al(NO3)3和过量的NaOH溶液 C．Al2O3和热水

D．Al2(SO4)3溶液和过量的氨水 答案：D

解析：铝和NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2，A项错误；Al(NO3)3和过量的NaOH溶液反应生成NaAlO2、NaNO3和H2O，B项错误；Al2O3和热水不反应，C项错误。

7．把Ba(OH)2溶液滴入明矾溶液中，使SO全部转化成BaSO4沉淀，此时铝元素的主要存在形式是( ) A．Al3＋ B．Al(OH)3 C．Al3＋和Al(OH)3 D．AlO 答案：D

解析：根据反应KAl(SO4)2＋2Ba(OH)2===2BaSO4↓＋KAlO2＋2H2O可知，SO全部沉淀时铝元素的主要存在形式是AlO。

二、非选择题(本题包括5小题，共50分)

11．(10分)胃酸过多是常见的胃病，下面是甲、乙两种常见胃药的说明摘要。

甲：①白色结晶状粉末，可缓慢分解；②能溶于水；③遇酸及酸性药物则产生二氧化碳；④胃酸过多患者服用多见胃胀气，甚至有引起胃溃疡穿孔的危险。

乙：①与胃酸作用是中和反应，作用缓慢而持久，可维持3～4小时。②凝胶本身覆盖于溃疡面上具有保护作用。③可溶于稀酸或氢氧化钠溶液中。

(1)请你推测，甲中含有的主要化学成分是______________(填化学式)；乙中含有的主要化学成分是__________________(填化学式)。

(2)试写出甲中含有的主要化学成分引起胃胀气的反应的离子方程式

________________________________________________________________________________。

(3)试写出乙中的主要化学成分溶于NaOH溶液的离子方程式：

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)NaHCO3 Al(OH)3 (2)HCO＋H＋===H2O＋CO2↑

(3)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O

13．(10分)A、B、C是单质，其中A是金属，各物质间的转化关系如图： 根据图示转化关系回答： (1)写出下列物质的化学式。

A______，B______，乙______，丁______。

(2)写出下列变化的化学方程式。 ①A与NaOH溶液反应的化学方程式

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②甲与NaOH溶液反应的离子方程式

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)将一定量的A加入到NaOH溶液中，产生的C在标准状况下的体积为3.36 L，则消耗的A的物质的量为________，转移电子的物质的量为________。 答案：(1)Al O2 NaAlO2 Al(OH)3 (2)①2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ ②Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O (3)0.1 mol 0.3 mol

解析：常见金属单质能与NaOH溶液反应产生气体的只有Al，所以A是Al。乙是NaAlO2，C是H2，甲是Al的化合物，可和NaOH溶液反应产生NaAlO2，可能是Al2O3，则丙是H2O，B即是O2。根据NaAlO2＋CO2＋2H2O===NaHCO3＋Al(OH)3↓，丁是Al(OH)3。

14．(10分)氢氧化铝是典型的两性氢氧化物，既能与强酸反应又能与强碱反应。今用较纯净的铝屑制取氢氧化铝有多种方案： 方案一：AlAl2(SO4)3Al(OH)3

反应原理：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓或 Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH 方案二：AlNaAlO2Al(OH)3

反应原理：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓或

AlO＋CO2(过量)＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO 方案三：

反应原理：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓ 回答以下问题：

(1)方案一中最好加入碱是________ ，原因是

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)方案二中最好通入CO2而不是加硫酸，原因是

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)填一填下表。 得出的结论是

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)氨水 氢氧化铝易溶于过量强碱中，操作时不好控制 (2)氢氧化铝易溶于过量强酸中，操作时不好控制 (3)

结论：从以上三种方案的试剂用量来看，方案三制备1mol Al(OH)3需3/4mol H＋和3/4mol OH－，酸与碱的用量最少，是最佳方案。

解析：方案一：由Al3＋制取Al(OH)3时，应选用氨水，发生离子反应为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH，通常不用强碱，因为Al(OH)3会溶于过量的强碱中。 方案二：由AlO制取Al(OH)3时，应通入CO2，发生离子反应为AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO，通常不用强酸，因为Al(OH)3会溶于过量的强酸中。

在方案一中有关系式：Al—3H＋～Al3＋～3OH－～Al(OH)3，故产生1 mol Al(OH)3消耗1 mol Al,3 mol H＋，3 mol OH－；方案二中有关系式：Al—OH－～AlO—H＋—Al(OH)3，故产生1 mol Al(OH)3消耗1 mol Al,1 mol H＋，1 mol OH－；方案三中有关系式：4Al(OH)3—Al3＋～3AlO～3H＋～3OH－，故产生1 mol Al(OH)3消耗1 mol Al， mol H＋， mol OH－。故三种方案中方案三最节省原料。

(3)根据三种方案和反应原理不难算出抽取1molAl(OH)3所需的原料的物质的量。 15．(10分)有镁铝合金14.7 g，全部溶于500 mL 6.0 mol·L－1的盐酸中充分反应后，再加入400 mL 8.0 mol·L－1的NaOH溶液，结果得到沉淀26.3 g，则合金中镁、铝的质量分别是多少？

答案：合金中镁、铝的质量分别是1.2 g和13.5 g(或10.9 g和3.8 g)

解析：镁和铝都能溶于盐酸，溶解后生成的镁盐和铝盐都能与NaOH反应，剩余的盐酸也能与NaOH反应，若NaOH过量还能将Al(OH)3溶解。反应的离子方程式如下： 2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑ Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ H＋＋OH－===H2O 当NaOH过量时，还有： Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O

讨论：若26.3 g沉淀全都是Mg(OH)2，则镁的质量为26.3 g÷58 g·mol－1×24 g·mol－1＝10.9 g，铝的质量为14.7 g－10.9 g＝3.8 g；

若26.3 g沉淀为Mg(OH)2与Al(OH)3的混合物，则设合金中铝的物质的量为x，镁的物质的量为y，则：27 g·mol－1x＋24 g·mol－1y＝14.7 g

[x－(0.4×8－0.5×6)mol]×78 g·mol－1＋58 g·mol－1×y＝26.3 g， 解得：x＝0.5 mol，y＝0.05 mol。 合金中镁和铝的质量分别为： 0．05 mol×24 g·mol－1＝1.2 g； 0．5 mol×27 g·mol－1＝13.5 g；

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