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鋁的氧化物與氫氧化物 從鋁土礦中提取鋁 一、選擇題 1．下列各種物質既能與強酸反應又能與強堿反應的是(　　) ①Al　②AlCl3?、跱aCl?、蹵l(OH)3　⑤Al2O3?、轓aHCO3 A．①②③④⑤⑥　　　　 B．①③④⑤ C．④⑤ D．①④⑤⑥ 答案：　D 2．下列關于氧化鋁的說法中，不正確的是(　　) A．氧化鋁熔點高、硬度大，是一種耐火材料 B．氧化鋁是鋁元素在自然界的唯一存在形式 C．紅寶石、藍寶石的主要成分都是氧化鋁 D．氧化鋁為兩性氧化物，能溶于鹽酸和氫氧化鈉溶液 答案：　B 3．在MgO中混有少量的Al2O3雜質，欲將雜質除去可選用的試劑是(　　) A．稀硫酸 B．濃氨水 C．稀鹽酸 D．氫氧化鈉溶液 解析：　MgO不溶于NaOH溶液，Al2O3溶于NaOH溶液。 答案：　D 4．下列變化不可能通過一步實驗直接完成的是(　　) A．Al(OH)3―→Al2O3　　 B．Al2O3―→Al(OH)3 C．Al―→AlO D．Al3＋―→Al(OH)3 解析：　Al(OH)3加熱分解可直接得Al2O3，Al與強堿溶液反應可得AlO，Al3＋遇堿可直接得Al(OH)3，Al2O3難溶于水，不能通過一步反應得Al(OH)3，應將Al2O3與酸或堿反應得Al3＋或AlO，再與堿或酸反應，才能得Al(OH)3。 答案：　B 5．下列有關鋁土礦中提煉鋁的說法不正確的是 (　　) A．鋁土礦中的鋁元素是以化合態(tài)存在的，需用化學方法把鋁元素變成游離態(tài) B．提煉過程中，先將鋁土礦凈化提取氧化鋁，再進行冶煉 C．可用常見的還原劑把氧化鋁中的鋁還原出來 D．冶煉鋁的方法同工業(yè)冶煉鈉、鎂相似，可用電解法 解析：　 鋁是活潑金屬，常見的還原劑不能還原Al2O3，只能用電解熔融氧化鋁實現。 答案：　C 6．下列離子方程式正確的是(　　) A．鋁與氫氧化鈉溶液反應：2Al＋2OH－===2AlO＋H2↑ B．氫氧化鋁與稀鹽酸反應：H＋＋OH－===H2O C．氨水和氯化鋁溶液反應：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ D．少量氫氧化鈉溶液滴入氯化鋁溶液中：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ 解析：　A項，應為2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑；B項，氫氧化鋁不溶于水，正確離子方程式為：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O；C項，一水合氨為弱電解質，該離子方程式正確的寫法為Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH。 答案：　D 7．在強堿性溶液中，下列各組離子能在同一溶液中大量共存的是(　　) A．Na＋、Al3＋、Cl－、AlO B．K＋、H＋、SO、AlO C．Na＋、Al3＋、NO、Cl－ D．K＋、Na＋、AlO、SO 解析：　Al3＋與AlO不能大量共存，H＋與AlO不能大量共存，Al3＋與OH－不能大量共存。 答案：　D 8．鋁土礦的主要成分為氧化鋁、氧化鐵和二氧化硅，工業(yè)上經過下列工藝可以冶煉金屬鋁： ,③,④ 下列說法中錯誤的是(　　) A．①②中除加試劑外，還需要進行過濾操作 B．a、b中鋁元素的化合價相同 C．③中需要通入過量的氨氣 D．④進行的操作是加熱，而且d一定是氧化鋁 解析：　反應①后的體系中含有固體二氧化硅，需要過濾除去，反應②后的體系中有氫氧化鐵沉淀，需要過濾除去，A正確；a、b中Al元素分別以AlCl3和NaAlO2形式存在，其中鋁的化合價都是＋3，B正確；由NaAlO2制備Al(OH)3需要通入過量CO2，C錯誤；由Al(OH)3制備Al2O3，加熱即可，D正確。 答案：　C 9．在H2SO4酸化過的Al2(SO4)3溶液中滴加NaOH溶液，生成沉淀W(g)與所加NaOH溶液體積V的關系如圖，其中正確的是(　　) 解析：　NaOH溶液先與H2SO4反應，沒有沉淀生成，然后與Al2(SO4)3溶液反應，生成Al(OH)3沉淀與溶解Al(OH)3沉淀所用NaOH的物質的量之比為3∶1。 答案：　D 10．工業(yè)上電解熔化狀態(tài)下Al2O3制取Al，若電解時收集到標準狀況下O2體積為3.36 L，同時可得到鋁的質量為(　　) A．2.7 g B．3.6 g C．5.4 g D．1.8 g 解析：　由反應化學方程式可知n(Al)＝n(O2)＝＝0.2 mol。 m(Al)＝27 gmol－10.2 mol＝5.4 g。 答案：　C 二、非選擇題 11．在含有Ag＋、Al3＋、Ca2＋、Mg2＋四種離子的溶液中，逐一加入有關物質，填寫下列空白： (1)往混合溶液中加入鹽酸，生成________沉淀，反應的離子方程式是________________________________________________________________________。 (2)把(1)中所得的物質過濾，往濾液中加入氨水，使溶液呈堿性，又出現________色沉淀，是__________________(寫名稱)，反應的離子方程式是________________________________________________________________________。 (3)把(2)中所得的物質過濾，往濾液中加入碳酸鈉溶液，又出現________色沉淀，反應的離子方程式是________________________________________________________________________。 (4)向(2)中所得的沉淀中加入過量的NaOH溶液，所觀察到的現象是______________，反應的離子方程式是：________________________，不溶的物質是________。 解析：　弄清楚Mg2＋、Al3＋共存的環(huán)境與條件是解題的關鍵。正確的思路是Mg2＋、Al3＋都不能在堿性條件下共存，且Al(OH)3只溶于強堿和強酸，Mg(OH)2只溶于酸。 答案：　(1)AgCl　Ag＋＋Cl－===AgCl↓ (2)白　氫氧化鎂、氫氧化鋁　Mg2＋＋2NH3H2O===Mg(OH)2↓＋2NH，Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH (3)白　Ca2＋＋CO===CaCO3↓ (4)部分沉淀溶解　Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O Mg(OH)2 12．(2015廣州高一檢測)某校化學興趣小組用下圖所示過程除去AlCl3中含有的Mg2＋、K＋雜質并盡可能減少AlCl3的損失。請回答下列問題： (1)寫出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，為什么？________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 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 (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、H＋、OH－、Na＋　因為氫氧化鋁能與強酸反應，所以在加入鹽酸沉淀AlO時，需要控制鹽酸的量，以防止部分鋁轉化成Al3＋　通入過量二氧化碳氣體 13．某混合物A，含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3，在一定條件下可實現如下圖所示的物質之間的變化(已知Fe2O3不溶于水和強堿溶液)： 據此回答下列問題： (1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中對于溶液和沉淀的分離采取的方法是 __________________。 (2)根據上述框圖反應關系，寫出下列B、E所含物質的化學式：固體B________；溶液E________。 (3)寫出②④兩個化學反應方程式 ②________________________________________________________________________； ④________________________________________________________________________。 解析：　本題利用三種物質的性質，首先利用Al2O3、Fe2O3不溶于水把它們與KAl(SO4)2分離開。再利用Al2O3的兩性將Fe2O3與Al2O3分離。再利用Al3＋和AlO的性質分別與氨水和鹽酸反應轉化為Al(OH)3，最終得Al2O3。 答案：　(1)過濾　(2)Al2O3　K2SO4、NH3H2O和(NH4)2SO4 (3)②Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH ④2Al(OH)3Al2O3＋3H2O 14．將0.1 mol的鎂、鋁混合物溶于100 mL 2 mol/L H2SO4溶液中，然后再滴加1 mol/L NaOH溶液。請回答： (1)若在滴加NaOH溶液的過程中，沉淀質量m隨加入NaOH溶液的體積V變化如下圖所示。當V1＝160 mL時，則金屬粉末中n(Mg)＝________mol，V2＝________mL。 (2)若在滴加NaOH溶液過程中，欲使Mg2＋、Al3＋剛好沉淀完全，則滴入NaOH溶液的體積V(NaOH)＝________mL。 解析：　(1)由圖象可知：V1 mL的NaOH溶液是與過量H2SO4反應的，由與Mg、Al反應的H2SO4為： 0．2 mol－0.16 mol＝0.12 mol。 假設n(Mg)＝x mol，n(Al)＝y mol 則有方程組： 解得：x＝0.06 mol，y＝0.04 mol。 當加入V2 mL NaOH溶液時， 得到Mg(OH)2沉淀和NaAlO2關系式為： Mg2＋～2OH－，Al3＋～4OH－， 所以，V2＝160 mL＋103 mL/L＝440 mL。 (2)當Mg2＋、Al3＋剛好沉淀完全時，溶液中只有Na2SO4，關系式為2NaOH～H2SO4， 所以，V(NaOH)＝＝400 mL。 答案：　(1)0.06　440　(2)400