铝及其重要化合物1.下列叙述不正确的是()A.铝制容器可盛装冷的浓硫酸B.用氢氧化钠溶液除去铝表面的氧化膜:Al2O3+2OH-===2AlO-2+H2OC.明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物,可用于水的净化D.日用铝制品表面覆盖着氧化膜,对内部金属起保护作用,所以能用铝制容器存放盐酸解析:选D。
铝在冷浓硫酸中发生钝化。
Al2O3能溶于NaOH溶液,生成偏铝酸盐;明矾净水的原理是Al3+水解生成Al(OH)3胶体,利用Al(OH)3胶体的吸附性进行净水;铝表面生成致密的氧化膜Al2O3,其熔点高,难熔化,起保护作用,但存放盐酸时,会与酸反应,即D项不正确。
2.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.铝在空气中不易氧化是因为其性质不活泼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.硫酸铝铵常用作面粉膨化剂,该物质不溶于水解析:选B。
铝在空气中会与O2反应生成致密的氧化物薄膜,A项错误;C项中明矾溶于水生成Al(OH)3胶体,具有吸附杂质的性能,通常用作净水剂,但不能用于杀菌消毒;铵盐都溶于水,D项错误。
3.(2013·哈尔滨高三模拟)下列有关铝及其化合物的叙述正确的是()A.铝粉与氧化镁共热可制取金属镁B.足量铝分别与含1 mol HCl、1 mol NaOH的溶液反应,产生相同量的氢气C.工业上用电解熔融Al2O3的方法冶炼铝D.在浓硝酸中加入等体积的浓硫酸后,立即加入铝片,铝片表面发生钝化解析:选C。
Mg的活泼性强于铝,因而A项不能发生反应;B项后者产生的H2多;D 项不再发生钝化,因为浓H2SO4稀释后会释放出大量的热,而热的浓HNO3与铝会发生反应。
4.(2013·黄冈高三模拟)等量镁铝合金粉末分别与下列4种过量的溶液充分反应,放出氢气最多的是()A.2 mol·L-1H2SO4溶液B.18 mol·L-1H2SO4溶液C.6 mol·L-1KOH溶液D.3 mol·L-1HNO3溶液解析:选A。
Mg、Al都可与稀H2SO4反应放出H2,但遇浓H2SO4时Al在常温下发生钝化,Mg虽反应但不产生H2。
与KOH只有Al反应。
Mg、Al都与HNO3反应,但HNO3为强氧化性酸,都不会产生H2。
5.下列各组物质,前者逐滴滴加到后者中直至过量,先出现白色沉淀,后来沉淀又消失的是()A.H2SO4滴入NaAlO2溶液中B.Ba(OH)2溶液滴入Al2(SO4)3溶液中C.Al2(SO4)3溶液滴入NaOH溶液中D.氨水滴入Al2(SO4)3溶液中解析:选A。
将H2SO4滴入NaAlO2溶液中,先生成Al(OH)3沉淀,Al(OH)3又溶于过量的H2SO4中,A正确;Ba(OH)2滴入Al2(SO4)3溶液中,先生成BaSO4、Al(OH)3沉淀,而Al(OH)3又溶于Ba(OH)2,但BaSO4不溶解,B错误;Al2(SO4)3滴入NaOH溶液中,开始由于OH-过量发生Al3++4OH-===AlO-2+2H2O,故开始无沉淀生成,C错误;氨水滴入Al2(SO4)3溶液中,立即产生Al(OH)3沉淀,但沉淀不溶于过量氨水,D错误。
6.(2013·南京高三模拟)在硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中,逐滴加入稀氢氧化钠溶液,直至过量。
下列表示氢氧化钠加入量(x)与溶液中沉淀的量(y)的关系示意图中正确的是()解析:选C。
向混合溶液中加入NaOH溶液的过程中,Mg(NO3)2会生成难溶物Mg(OH)2,Al(NO3)3会生成难溶物Al(OH)3,随着NaOH溶液的加入,Al(OH)3逐渐溶解,而Mg(OH)2不能溶解。
7.将2.7 g Al与100 mL 2 mol/L H2SO4溶液充分反应后,再慢慢滴入25 mL 4 mol/L NaOH溶液,其结果是()A.所得溶液的pH<7B.溶液中有较多Al(OH)3沉淀C.取少量所得溶液,加NaHCO3,无明显现象发生D.另取少量所得溶液,加入几滴浓NaOH溶液,无明显变化解析:选A。
先求出各物质的物质的量,然后按照反应先后写出反应式,根据反应式求解。
特别注意反应的先后,NaOH遇到H2SO4和Al2(SO4)3,先发生酸碱中和反应,然后才有沉淀反应。
8.(2013·辽宁五校高三教学质量检测)将一定量的钠铝合金置于水中,合金全部溶解,得到20 mL pH=14的溶液,然后用1 mol/L的盐酸滴定,沉淀质量与消耗盐酸的体积关系如图所示,则下列选项正确的是()A.原合金质量为0.92 gB.标准状况下产生氢气896 mLC.图中m值为1.56 gD.图中V2为60 mL解析:选C。
由已知可得反应过程为钠与水反应生成氢氧化钠,铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠,因溶液pH为14,则说明氢氧化钠过量,滴加盐酸后先与氢氧化钠反应,再与偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀,继续滴加盐酸,则氢氧化铝沉淀溶解。
当沉淀量最大时溶液中只有氯化钠,n(Na+)=n(Cl-)=1 mol·L-1×0.04 L=0.04 mol,即合金中钠的物质的量为0.04 mol,与水反应生成0.04 mol NaOH,由合金全部溶解后的溶液为20 mL,pH=14,可知铝与氢氧化钠反应后过量的氢氧化钠为0.02 mol,则反应的氢氧化钠为0.02 mol,铝的物质的量也是0.02 mol,所以原合金的质量为0.92 g+0.54 g=1.46 g。
0.04 mol钠与水反应生成0.02 mol氢气,0.02 mol 铝与氢氧化钠溶液反应生成0.03 mol 氢气,故标况下体积为1 120 mL,B错误。
沉淀量最大时生成氢氧化铝的质量为0.02 mol×78 g·mol-1=1.56 g,C 正确。
0.02 mol氢氧化铝完全溶解需1 mol·L-1的HCl 60 mL,则V2=100 mL,D错误。
9.某校化学兴趣小组用如图所示过程除去AlCl3中含有的Mg2+、K+杂质离子并尽可能减少AlCl3的损失。
请回答下列问题:(1)写出混合物中加入足量氢氧化钠溶液时,溶液中发生反应的离子方程式:_____________________________________________________________________、________________________________________________________________________、________________________________________________________________________。
氢氧化钠溶液________(填“能”或“不能”)用氨水代替,为什么?________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(2)溶液a中存在的离子有________________________________________________________________________;在溶液a中加入盐酸时需控制溶液的pH,为什么?_________________________________________________________________________;为此,改进方法是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(3)为了研究AlCl3晶体的性质,在得到AlCl3溶液后,如何得到AlCl3晶体?________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
解析:(1)加入足量氢氧化钠溶液,Mg2+可与OH-反应生成Mg(OH)2沉淀,Al3+与OH -反应生成AlO-2;氢氧化钠溶液不能用氨水代替,因为在Al3+与氨水反应生成Al(OH)3后,Al(OH)3不能与氨水继续反应,从而不能将Al(OH)3与Mg(OH)2分开;(2)加入氢氧化钠溶液后除去了Mg2+,但又引入了Na+,同时Al3+转化成了AlO-2;因为氢氧化铝能与强酸反应,所以在加入盐酸时,需要控制溶液的pH,以防止部分铝转化成Al3+;氢氧化铝只能与强碱或强酸反应,因此,可在溶液a中通入过量二氧化碳气体;(3)直接加热蒸发AlCl3溶液会因为AlCl3的水解而得不到AlCl3晶体,为此可在酸性气氛下进行蒸发结晶。
答案:(1)Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓Al3++3OH-===Al(OH)3↓Al(OH)3+OH-===AlO-2+2H2O不能因为在Al3+与氨水反应生成Al(OH)3后,不能继续与氨水反应,不能将Al(OH)3与Mg(OH)2分开(2)K+、Cl-、Na+、AlO-2因为Al(OH)3能溶于强酸,所以需控制pH,防止部分Al(OH)3转化成Al3+在a溶液中通入过量CO2气体(3)在HCl气氛中对AlCl3溶液进行蒸发结晶10.对金属制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命。
以下为铝材表面处理的一种方法:(1)碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜,碱洗时常有气泡冒出,原因是________________________________________________________________________(用离子方程式表示)。
(2)为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列试剂中的________。
a.NH3b.CO2c.NaOH d.HNO3(3)若向碱洗槽液中加入过量的(2)中选择的试剂,试写出反应的离子方程式:________________________________________________________________________。