限时集训(七)　铝及其化合物

(限时：60分钟　满分：100分)

一、选择题(本题包括9小题，每小题5分，共45分)

1．下列除去杂质的方法不正确的是(　　)

A．镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥

B．用过量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋

C．Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤，向滤液中通入过量CO2后过滤

D．可以用过量氢氧化钠溶液除去MgO中的少量Al2O3

2．向明矾溶液中滴入Ba(OH)2溶液时，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．几乎全部为Al(OH)3沉淀

D．几乎全部以AlO的形式存在于溶液中

3．(2012·济南模拟)下列操作可得纯净Al2O3的是(　　)

A．向NaAlO2溶液中加入适量的稀H2SO4后，蒸干并灼烧

B．向NaAlO2溶液中通入过量的CO2后，过滤并灼烧

C．向AlCl3溶液中加入适量的NaAlO2溶液后，蒸干并灼烧

D．向AlCl3溶液中加入过量的NaOH溶液后，过滤并灼烧

4．(2012·秦皇岛模拟)将铝粉与Fe3O4粉末配制成铝热剂，分成三等份。

①一份直接放入足量的烧碱溶液中，充分反应后放出气体在标准状况下的体积为V1；

②一份在高温下恰好反应完全，反应后的混合物与足量的盐酸反应后，放出的气体在标准状况下的体积为V2；

③一份直接放入足量的盐酸中，充分反应后放出的气体在标准状况下的体积为V3。

下列说法正确的是(　　)

A．V1＝V3>V2　　　　 B．V1>V2＝V3

C．V1＝V2>V3 D．V1>V3>V2

5．(2013·西安联考)将a g镁铝合金投入到x mL 2 mol·L－1的盐酸中，金属完全溶解后，再加入y mL 1 mol·L－1的氢氧化钠溶液，得到的沉淀量最大，沉淀质量为(a＋1.7) g，则下列说法不正确的是(　　)

A．镁铝合金与盐酸反应时电子转移数为0.1NA

B．x＝2y

C．沉淀的主要成分为Mg(OH)2和Al(OH)3

D．2x＝y

6．在标准状况下，进行甲、乙、丙三组实验，三组各取60 mL同浓度盐酸，加入同一种镁铝合金粉末，产生气体，有关数据列表如下：

实验序号

甲

乙

丙



合金质量/mg

510

770

918



气体体积/mL

560

672

672





则下列说法正确的是(　　)

A．甲组和乙组的实验中，盐酸均是过量的

B．盐酸的物质的量浓度为0.8 mol·L－1

C．合金中镁铝的物质的量之比为1∶1

D．丙组中铝的物质的量为0.009 mol

7.已知A、B、D、E均为中学化学常见单质或化合物，它们之间的关系如图所示(部分产物略去)。下列说法错误的是(　　)

A．A、B、D可能是钠及其化合物

B．A、B、D可能是镁及其化合物

C．A、B、D可能是铝及其化合物

D．A、B、D可能是非金属及其化合物

8．(2012·衡阳六校联考)将5.1 g镁铝合金投入到500 mL 2.0 mol/L的盐酸中，金属完全溶解，再加入4.0 mol/L的NaOH溶液，若要生成的沉淀最多，则应加入NaOH溶液的体积是(　　)

A．200 mL B．250 mL

C．425 mL D．560 mL

9．某溶液中可能含有H＋、NH、Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、CO、SO、NO中的几种。①若加入锌粒，产生无色无味的气体；②若加入NaOH溶液，产生白色沉淀，且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示。则下列说法正确的是(　　)

A．溶液中的阳离子只有H＋、Mg2＋、Al3＋

B．溶液中n(NH)＝0.2 mol

C．溶液中一定不含CO，可能含有SO和NO

D．n(H＋)∶n(Al3＋)∶n(Mg2＋)＝1∶1∶1

二、非选择题(本题包括5小题，共55分)

10．(10分)如图所示，横坐标为某溶液中加入溶质的物质的量，纵坐标为沉淀量。

从A～D中选择符合要求的选项填入下表的相应位置：

编号

溶液

加入物质

图像序号



①

饱和石灰水

通入过量CO2





②

含少量NaOH的NaAlO2溶液

通入过量CO2





③

含少量NaOH的NaAlO2溶液

滴入稀盐酸





④

MgCl2、AlCl3混合溶液

滴加NaOH浓溶液至过量





⑤

NaOH溶液

滴加AlCl3溶液至过量





11.(10分)某铝合金中含有合金元素镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，设计如下实验方案，请完成有关问题：

(1)称取样品a g，称量时应该使用的仪器名称是________。

(2)将样品溶于足量的稀盐酸中，过滤，滤液中主要含有________(写化学式，下同)，滤渣中含有________。

(3)滤液中加入过量的NaOH溶液，过滤。所得滤渣为________。

(4)往步骤(3)的滤液中通入足量的CO2气体，过滤。反应的离子方程式为________________________________________________________________________。

(5)步骤(4)过滤所得的滤渣用蒸馏水洗涤3次，烘干后高温灼烧至质量不再减轻为止，称得其质量为b g，则原样品中铝的质量分数为______________(用a、b表示)。

12．(10分)锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物既能溶于强酸，又能溶于强碱。但氢氧化铝不溶于氨水，而氢氧化锌能溶于氨水，生成[Zn(NH3)4]2＋。

回答下列问题：

(1)单质铝溶于氢氧化钠溶液后，溶液中铝元素的存在形式为________(用化学式表示)。

(2)写出锌和氢氧化钠溶液反应的化学方程式：___________________________________

________________________________________________________________________。

(3)下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法即可鉴别的是________。

①硫酸铝和氢氧化钠；②硫酸铝和氨水；③硫酸锌和氢氧化钠；④硫酸锌和氨水

(4)写出可溶性铝盐与氨水反应的离子方程式：__________________________________

________________________________________________________________________。

试解释在实验室不适宜用可溶性锌盐与氨水反应制备氢氧化锌的原因：________________________________________________________________________。

13．(12分)从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下：

(1)流程甲加入盐酸后生成Al3＋的离子方程式为__________________________________

________________________________________________________________________。

(2)流程乙加入烧碱后生成SiO的离子方程式为_____________________。

(3)验证滤液B中含Fe3＋，可取少量滤液并加入__________________(填试剂名称)。

(4)滤液E、K中溶质的主要成分是________(填化学式)，写出该溶液的一种用途：________________________________________________________________________。

(5)已知298 K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp＝5.6×10－12，取适量的滤液B，加入一定量的烧碱达到沉淀溶解平衡，测得pH＝13.00，则此温度下残留在溶液中的c(Mg2＋)＝__________。

14．(13分)某研究小组探究将MgCl2和AlCl3混合溶液加入到氢氧化钠溶液中生成沉淀及沉淀溶解的情况，实验过程中可能用到的仪器与药品如下：过滤装置，烧杯，滴管，0.5 mol/L MgCl2、AlCl3各100 mL,1 mol/L NaOH溶液，1 mol/L盐酸。

探究一：实验开始时产生沉淀的成分

[假设一]实验开始时产生的沉淀是Mg(OH)2

[假设二]__________________________________________________________

[假设三]实验开始时产生的沉淀是Al(OH)3和Mg(OH)2

基于假设二成立，请利用下表完成实验过程：

实验步骤

预期实验现象

预期实验结论





















探究二：何时产生氢氧化镁沉淀

实验步骤

实验现象

实验结论



①另取0.5 mol/L MgCl2、AlCl3溶液各30 mL于不同烧杯中







②向0.5 mol/L AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至刚好反应完全

产生沉淀，沉淀增多，沉淀溶解，沉淀消失

产生氢氧化铝沉淀，加过量的氢氧化钠溶液后氢氧化铝又溶解



③将MgCl2溶液全部倒入②反应后的溶液中

产生大量白色沉淀







请用离子方程式表示上述实验步骤③的结论：________________________________

________________________________________________________________________

答 案

限时集训(七) 　铝及其化合物

1．B　2.D　3.B　4.B

5．选B　发生的反应为：Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑、2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑、Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，最后溶液中的溶质为NaCl，所以所加盐酸中HCl和氢氧化钠溶液中NaOH的物质的量相等，2x＝y，B不正确，生成的沉淀为Mg(OH)2和Al(OH)3，质量为(a＋1.7)g时，OH－的质量为1.7 g，n(OH－)＝0.1 mol，所以合金与盐酸反应转移电子数为0.1 NA。

6．选C　比较几组数据可知，60 mL盐酸共能产生气体的体积为672 mL，则甲组说明盐酸过量，乙组不能够说明，A选项错误；根据关系：2HCl～H2，所以n(HCl)＝0.06 mol，c(HCl)＝1 mol·L－1，B选项错误；通过甲组数据来计算金属的物质的量，设镁、铝的物质的量分别为x、y，则有24 g·mol－1×x＋27 g·mol－1×y＝0.51 g，x＋3/2y＝0.025 mol，求出x＝0.01 mol，y＝0.01 mol，C选项正确；因为合金的组成是均匀的，所以丙组中镁和铝的物质的量之比依然为1∶1，则有24 g·mol－1×n＋27 g·mol－1×n＝0.918 g，n＝0.018 mol，D选项错误。

7．选B　选项A，A为NaOH、B为NaHCO3、D为Na2CO3、E为CO2时满足框图转化关系。选项B，镁及其化合物不满足此转化关系。选项C，A为AlCl3、E为NaOH、B为NaAlO2、D为Al(OH)3时满足框图转化关系。选项D，A为C、E为O2、B为CO2、D为CO时满足框图转化关系，所以A、C、D正确。

8．B

9．选B　由①知溶液中一定含有H＋，一定没有CO、NO， 由②知溶液中一定含有Mg2＋、Al3＋，一定没有Fe3＋，由图像可知溶液中还一定含有NH，且n(NH)＝0.7 mol－0.5 mol＝0.2 mol, n(H＋)＝0.1 mol，n(Al3＋)＝0.8 mol－0.7 mol＝0.1 mol，沉淀Al3＋、Mg2＋共消耗0.4 mol OH－，其中沉淀Al3＋消耗0.3 mol OH－，沉淀Mg2＋消耗0.1 mol OH－，根据Mg2＋～2OH－可得，n(Mg2＋)＝0.05 mol，故只有选项B正确。

10．解析：①向饱和石灰水中通入CO2，立即生成沉淀，当CO2过量时，沉淀溶解：Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2，故选B。

②CO2通入含少量NaOH的NaAlO2溶液中，先跟NaOH反应，无沉淀生成：2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O。

然后再与NaAlO2反应生成沉淀：NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3，故选C。

③把稀盐酸滴入含少量NaOH的NaAlO2溶液中，先中和NaOH，无沉淀生成：NaOH＋HCl===NaCl＋H2O。

然后HCl再与NaAlO2反应生成沉淀，盐酸再过量，沉淀又溶解：NaAlO2＋HCl＋H2O===Al(OH)3↓＋NaCl，

Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O，故选D。

④把NaOH浓溶液滴入MgCl2、AlCl3混合溶液中，立即有白色沉淀生成，沉淀逐渐增多，后又逐渐减少，最后沉淀保持不变：MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl，

AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl，

Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，故选A。

⑤把AlCl3溶液逐滴加到NaOH溶液中，出现白色沉淀随即消失，直到NaOH消耗完：AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O，继续滴加AlCl3溶液出现白色沉淀，AlCl3过量后生成的沉淀量不再变化：3NaAlO2＋AlCl3＋6H2O===4Al(OH)3↓＋3NaCl，故选C。

答案：①B　②C　③D　④A　⑤C

11．(1)托盘天平　(2)MgCl2、AlCl3　Cu、Si

(3)Mg(OH)2

(4)AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO

(5)×100%

12．(1)AlO

(2)Zn＋2NaOH===Na2ZnO2＋H2↑

(3)①③④

(4)Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH　可溶性锌盐与氨水反应产生的Zn(OH)2可溶于过量氨水中，生成[Zn(NH3)4]2＋，氨水的用量不易控制

13．解析：本题考查铝土矿中氧化铝提取的工艺流程。铝土矿中的成分能与HCl反应的有Al2O3、Fe2O3、MgO，不反应的是SiO2，所以固体A为SiO2，滤液B中有Al3＋、Fe3＋、Mg2＋，再加入过量烧碱，Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，沉淀C为Fe(OH)3、Mg(OH)2混合物，滤液D为NaAlO2、NaOH(过量)，NaAlO2能与CO2反应，NaAlO2＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋NaHCO3，滤液E为NaHCO3，沉淀F为Al(OH)3，Al(OH)3灼烧得到Al2O3。铝土矿中能与NaOH溶液反应的有Al2O3、SiO2，其余均不反应，所以固体X为Fe2O3、MgO，Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O，SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。

(5)题中应用Ksp的有关计算，Ksp＝c(Mg2＋)·c2(OH－)，c(OH－)＝1.0×10－1 mol·L－1，所以c(Mg2＋)＝ mol·L－1＝ mol·L－1＝5.6×10－10 mol·L－1。

答案：(1)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O

(2)SiO2＋2OH－===SiO＋H2O

(3)硫氰化钾(或硫氰酸钾溶液等合理答案均可)

(4)NaHCO3　制纯碱(或做发酵粉等合理答案均可)

(5)5.6×10－10 mol·L－1

14．解析：探究一中，向MgCl2、AlCl3混合溶液中加入NaOH溶液开始产生的沉淀有三种可能：一是只有Mg(OH)2、二是只有Al(OH)3、三是Mg(OH)2和Al(OH)3都存在，据此可推断出假设二为实验开始时产生的沉淀是Al(OH)3。设计实验探究实验开始时产生的沉淀是Al(OH)3，首先应取一定体积的0.5 mol/L MgCl2、AlCl3溶液进行充分混合，然后向混合溶液中逐滴加入0.1 mol/L NaOH溶液，根据Mg2＋、Al3＋的性质，可观察到溶液中生成白色絮状沉淀，据此推测出沉淀可能是Mg(OH)2或Al(OH)3或Mg(OH)2和Al(OH)3的混合物，最后将沉淀过滤、洗涤，再向沉淀中加入过量的0.1 mol/L NaOH溶液，若沉淀全部溶解，则可推测出沉淀只有Al(OH)3。需要注意的是最后一步一定要将沉淀过滤出来并将沉淀洗涤干净，防止其他离子干扰。

探究二中，通过比较步骤①②③的现象差异来探究何时产生氢氧化镁沉淀，步骤②生成的沉淀只有Al(OH)3，向Al(OH)3溶液中加入过量NaOH时，Al(OH)3沉淀又溶解，最后得到的是NaAlO2溶液，因为NaAlO2溶液中AlO的水解导致溶液呈碱性，MgCl2溶液中Mg2＋的水解导致溶液呈酸性，将二者混合时水解相互促进，最终生成Mg(OH)2和Al(OH)3沉淀。

答案：探究一：实验开始时产生的沉淀是Al(OH)3

实验步骤

预期实验现象

预期实验结论



①分别取30 mL 0.5 mol/L MgCl2、AlCl3溶液于烧杯中，充分混合







②向混合溶液中滴入2滴酚酞试液，逐滴加入1 mol/L NaOH溶液

当溶液中生成大量的白色絮状沉淀后溶液的颜色不变

产生的沉淀可能是氢氧化铝、氢氧化镁或二者的混合物



③将上述混合溶液过滤、洗涤，再向滤渣中加入过量的1 mol/L NaOH溶液

滤渣全部溶解

产生的沉淀只有氢氧化铝





探究二：2AlO＋Mg2＋＋4H2O===Mg(OH)2↓＋2Al(OH)3↓