3.2.2铝的重要化合物课时作业
一、选择题(每小题4分，共48分)
1．(双选题)将一定量的镁铝合金放入一定量的盐酸中，合金恰好全部溶解，向所得溶液中滴加一定浓度的NaOH溶液，加入的NaOH溶液的体积(V)与沉淀质量(m)的关系如图所示。下面说法正确的是( )
A．A点的沉淀是Mg(OH)2、Al(OH)3
B．B点的沉淀是Mg(OH)2、Al(OH)3
C．A点的沉淀是Al(OH)3
D．B点的沉淀是Mg(OH)2
解析：A点产生最大沉淀量。Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，之后再加入NaOH溶液，Al(OH)3溶解，Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，至B点时Al(OH)3溶解完全，只剩下Mg(OH)2。
答案：AD
2．下列各组离子中，在强碱性溶液中能共存，且在加入盐酸过程中会产生气体和沉淀的是( )
A．Na＋、NO、AlO、SO B．Na＋、Al3＋、NO、SO
C．K＋、Cl－、AlO、CO D．Na＋、Mg2＋、Cl－、HCO
解析：在强碱性溶液中不能共存的离子有B中的Al3＋，D中的Mg2＋和HCO，故先排除B、D；A中在加入HCl过程中不会产生气体，故A错误；C中加入HCl过程中将会有CO2气体和Al(OH)3沉淀生成。
答案：C
3．甲、乙、丙、丁分别是Al2(SO4)3、FeSO4、NaOH、BaCl2四种物质中的一种，若将丁溶液滴入乙溶液中，发现有白色沉淀生成，继续滴加则淀淀消失；若将丁溶液滴入甲溶液中，无明显现象发生，据此可推断丙物质是( )
A．Al2(SO4)3 B．NaOH
C．BaCl2 D．FeSO4
解析：由“将丁溶液滴入乙溶液中，发现有白色沉淀生成，继续滴加则沉淀消失”这一现象可知，丁为NaOH，乙为Al2(SO4)3，BaCl2和FeSO4两溶液中与NaOH溶液不反应的是BaCl2溶液，所以甲为BaCl2，则丙为FeSO4。
答案：D
4．将100 mL 3 mol·L－1的NaOH溶液与100 mL 1 mol·L－1的AlCl3溶液，按下列两种方法相混合：①将NaOH逐滴加入AlCl3中，边加边振荡 ②将AlCl3逐滴加入NaOH中，边加边振荡。对上述实验所得出的结论正确的是( )
A．现象相同，沉淀量相同 B．现象相同，沉淀量不相同
C．现象不相同，沉淀量相同 D．现象不相同，沉淀不相同
解析：①所发生的反应是：3NaOH＋AlCl3===Al(OH)3↓＋3NaCl，NaOH为0.3 mol，AlCl3为0.1 mol，正好完全反应，产生0.1mol Al(OH)3沉淀。②所发生的反应是：AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋2H2O＋3NaCl。由于碱过量，加入沉淀振荡又消失，0.3 mol NaOH，消耗AlCl3 mol，生成 mol NaAlO2，余 mol AlCl3，继续加入AlCl3反应方程式为：AlCl3＋3NaAlO2＋6H2O===4Al(OH)3↓＋3NaCl，这样 mol NaAlO2和 mol AlCl3正好反应，产生0.1 mol Al(OH)3沉淀，所以结论是现象不相同，沉淀量相同。
答案：C
5．下图表示AlCl3溶液与NaOH溶液的相互滴加，则下列说法中错误的是( )
A．①线表示Al3＋物质的量的变化
B．x表示AlCl3的物质的量
C．②③线表示Al(OH)3物质的量的变化
D．④线表示AlO物质的量的变化
解析：AlCl3溶液与NaOH溶液混合有两种方式：一种方式为向AlCl3溶液中逐滴滴加NaOH溶液，开始就有沉淀生成后沉淀溶解，且前后消耗NaOH的物质的量之比为3:1，显然符合本题意，则x表示NaOH的物质的量，B项错误；据此可判断A、C、D正确。另一种方式为向NaOH溶液中逐滴滴加AlCl3溶液，开始没有沉淀，后有沉淀，不符合本题。
答案：B
6．在某无色溶液中缓慢地滴入NaOH溶液直至过量，产生沉淀的质量与加入的NaOH溶液体积的关系如下图所示，由此确定，原溶液中含有的阳离子是( )
A．Mg2＋、Al3＋、Fe2＋ B．H＋、Mg2＋、Al3＋
C．H＋、Ba2＋、Al3＋ D．只有Mg2＋、Al3＋
解析：观察图像时，要注意图像的起始点，终点，及曲线的走势。从图象上看，开始时加入NaOH没有沉淀产生，说明溶液中有H＋，沉淀量逐渐增加，达到最大值，然后又减少说明溶液中存在Al3＋，沉淀量减少到一定量后，不再发生变化，说明溶液中还存在Mg2＋。
答案：B
7．有100 mL MgCl2和AlCl3的混合液，其中c(Mg2＋)＝0.2 mol/L，c(Cl－)＝1.3 mol/L，要使Mg2＋完全转化为Mg(OH)2且与Al3＋恰好分离，至少需要2 mol/L NaOH溶液的体积为( )
A．80 mL B．100 mL
C．120 mL D．110 mL
解析：溶液中阳离子为Mg2＋、Al3＋，阴离子只有Cl－。根据电荷守恒：2×0.2＋3×c(Al3＋)＝1.3 c(Al3＋)＝0.3 mol/L。要使Mg2＋和Al3＋恰好分离，即Mg2＋转化Mg(OH)2，而生成的Al(OH)3又恰好溶解。
n(NaOH)＝2n(Mg2＋)＋4n(Al3＋)＝2×0.02＋4×0.03＝0.16 mol
V＝＝＝0.08 L。
答案：A
8．下列各组物质，不能按bca(“→”表示反应一步完成)所示关系转化的是( )
选项 a b c
A Al2O3 NaAlO2 Al(OH)3
B AlCl3 Al(OH)3 NaAlO2
C Al Al(OH)3 Al2O3
D MgCl2 Mg(OH)2 MgO
解析：Al2O3和NaOH反应生成NaAlO2，NaAlO2和适量的稀盐酸反应生成Al(OH)3，Al(OH)3受热分解得Al2O3，A符合；AlCl3和氨水反应生成Al(OH)3，Al(OH)3和NaOH反应生成NaAlO2，NaAlO2和过量盐酸反应生成AlCl3，B符合；Al不能一步生成Al(OH)3，C不符合；MgCl2和NaOH反应生成Mg(OH)2，Mg(OH)2受热分解得MgO，MgO和盐酸反应生成MgCl2，D符合。
答案：C
9．等体积的AlCl3和NaOH两种溶液混合后，沉淀物中含铝元素的质量与溶液中含铝元素的质量相等，则AlCl3和NaOH两种溶液物质的量浓度之比是( )
①1:3 ②2:3 ③1:4 ④2:7
A．①② B．①③
C．②④ D．③④
解析：溶液中Al元素的存在可以是Al3＋或AlO。故当溶液中Al3＋与Al(OH)3物质的量之比为1:1时，n(Al3＋):n(OH－)＝2:3，当溶液中AlO与Al(OH)3的物质的量之比为1:1时，n(Al3＋)?n(OH－)＝2:7。
答案：C
10．使一镁铝合金粉末在过量稀H2SO4中溶解，在所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的质量W和加入NaOH溶液的体积V的关系如下图所示，则该合金中镁和铝的质量之比为( )
A．2:3 B．1:1
C．4:3 D．8;9
解析：先由一部分沉淀溶解入手，溶解氢氧化铝需要1体积NaOH溶液，则产生氢氧化铝需要3体积NaOH溶液，产生氢氧化镁需要2体积溶液，所以镁与铝的物质的量之比为1;1，质量比为;9。
答案：D
11．在V L Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水，过滤得沉淀，然后在高温中灼烧沉淀最后得到白色固体m g，溶液中SO的物质的量浓度是( )
A. mol·L－1 B. mol·L－1
C. mol·L－1 D. mol·L－1
解析：Al2(SO4)3与NH3·H2O反应生成白色Al(OH)3沉淀，灼烧沉淀后得Al2O3，则有Al2(SO4)3～2Al(OH)3～Al2O3，m(Al2O3 )＝m g，则n(Al2O3)＝mol，n[Al2(SO4)3]＝ mol，即可得出：n(SO)＝3n[Al2(SO4)3]＝ mol，c(SO)＝＝ mol·L－1。
答案：D
12．有镁铝混合粉末10.2 g，将它溶于500 mL 4 mol·L－1的盐酸中，若要使沉淀的质量最大，则需加入2 mol·L－1的氢氧化钠溶液的体积是( )
A．1 000 mL B．500 mL
C．100 mL D．1 500 mL
解析：可能发生的化学反应为：Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑；2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑；NaOH＋HCl===NaCl＋H2O；MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl；AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl。
当镁、铝全部以Mg(OH)2、Al(OH)3沉淀的形式存在时，沉淀的质量最大，此时，钠元素全部以氯化钠的形式存在，则由钠元素守恒和氯元素守恒得：n[NaOH]＝n(NaCl)＝n(HCl)＝0.5 L×4 mol·L－1＝2 mol，所以，V[NaOH(aq)]＝1 L＝1 000 mL。
答案：A
二、非选择题(共52分)
13．(10分)A、B、C、D、E五种物质均含有某种常见金属元素，它们的转化关系如图所示，某中B为白色难溶固体，E则易溶于水。
(1)写出化学式：A________、B__________、C__________、D________。
(2)写出下列反应的化学方程式：
B―→C_______________________________________________。
B―→D_______________________________________________。
(3)写出下列反应的离子方程式：
A―→D_______________________________________________。
C―→D_______________________________________________。
答案：(1)Al(OH)3 Al2O3 Al AlCl3
(2)2Al2O3熔融电解,4Al＋3O2↑ Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O
(3)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O 2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
14．(10分)某校化学兴趣小组用如图所示过程除去AlCl3中含有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：_____________________________________________。
(2)氢氧化钠溶液能否用氨水代替，为什么？_________________。
(3)溶液a中存在的离子有________；在溶液a中加入盐酸时需控制盐酸的量，为什么？_____________________________________。
为此，改进方法是_____________________________________。
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＋先与OH－反应生成Al(OH)3，生成的Al(OH)3继续与OH－反应生成NaAlO2和H2O。(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。
(3)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；因为氢氧化铝能与强酸反应，所以在加入盐酸沉淀AlO时，需要控制溶液的pH，以防止部分AlO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。
答案：(1)Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ Al3＋＋3OH－===
Al(OH)3↓ Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
(2)不能，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
(3)Cl－、K＋、AlO、OH－、Na＋ 因为氢氧化铝能与强酸反应，所以在加入盐酸沉淀AlO时，需要控制盐酸的量，以防止部分AlO转化成Al3＋ 通入过量二氧化碳气体
15．(10分)现用0.1 mol/L的AlCl3溶液和0.1 mol/L的氢氧化钠溶液，进行下面的实验。
在试管中盛有上述AlCl3溶液10 mL，向其中逐滴滴入上述的NaOH溶液。
(1)加入10 mL NaOH溶液时的现象是________，加入30 mL NaOH溶液时的现象是________，加入35 mL NaOH溶液时的现象是____________________。
(2)生成沉淀质量最多时，需NaOH溶液________mL。
解析：将NaOH溶液滴入10 mL 0.1 mol/L的AlCl3溶液中时，整个过程可用图像表示如下：
因为n(Al3＋)＝0.1 mol/L×10×10－3L＝0.001 mol，所以(1)当加入10 mL NaOH溶液时现象是产生白色沉淀；加入30 mL NaOH溶液时，沉淀量最多；加入35 mL NaOH溶液时，沉淀部分溶解。
(2)生成沉淀质量最多时，需NaOH溶液30 mL。
答案：(1)产生白色沉淀 沉淀量最多 沉淀部分溶解 (2)30
16．(11分)把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后有1.16 g白色沉淀，在所得的浊液中逐滴加入1 mol·L－1 HCl溶液，加入HCl溶液的体积与生成沉淀的质量关系如下图所示，试回答：
(1)A点的沉淀物的化学式为________；B点的沉淀物的化学式为________________________。
(2)原混合物中MgCl2的质量是________g，AlCl3的质量是________g，NaOH的质量是________g。
(3)Q点HCl溶液加入量是________mL。
解析：(1)因为在浊液中加入HCl溶液至10 mL，沉淀质量一直为1.16 g，说明浊液显碱性，Al元素以AlO形式存在，继续加入HCl溶液，AlO转变为Al(OH)3沉淀，加至30 mL时，AlO全部转变为Al(OH)3，所以在A点的沉淀物为Mg(OH)2，在A点至B点间，沉淀物为Mg(OH)2和Al(OH)3的混合物。当加入HCl溶液超过30 mL，Mg(OH)2和Al(OH)3同时溶解。
(2)原混合物中：m(MgCl2)＝×95 g·mol－1＝1.90 g，
又AlCl3～AlO～HCl。
n(AlCl3)＝1 mol·L－1×(30－10)×10－3 L＝0.02 mol。
m(AlCl3)＝0.02 mol×133.5 g·mol－1＝2.67 g。
NaOH：
①浊液中存在的：NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
1×0.01 mol
②MgCl2―→Mg(OH)2消耗的：
MgCl2～2NaOH
×2＝0.04 mol。
③AlCl3―→NaAlO2消耗的：
Al3＋～4NaOH～AlO
0．02 mol×4＝0.08 mol。
NaOH总质量＝(0.01 mol＋0.04 mol＋0.08 mol)×40 g·mol－1＝5.20 g。
(3)从B点开始，Al(OH)3―→AlCl3消耗的HCl：
0．02 mol×3＝0.06 mol
Mg(OH)2―→MgCl2消耗的HCl：
0．02 mol×2＝0.04 mol，所消耗HCl溶液的体积为：
×1 000 mL·L－1＝100 mL。
Q点HCl溶液总体积为30 mL＋100 mL＝130 mL。
答案：(1)Mg(OH)2 Mg(OH)2和Al(OH)3 (2)1.90 2.67 5.20 (3)130
17．(11分)Al(OH)3是治疗胃酸过多的药物胃舒平的主要成分。某课外兴趣小组用铝、稀硫酸、烧碱为原料，制备一定量的Al(OH)3。他们分别设计了两种实验方案：
方案一：AlAl2(SO4)3Al(OH)3
方案二：AlNaAlO2Al(OH)3
(1)从节约药品的角度思考，你认为哪一种方案好？____，方案一和方案二共同存在的问题是_________________________________
(2)请用相同的原料设计一个更为节约药品的方案，并写出有关反应的化学方程式。
解析：(1)设同样制备1 mol Al(OH)3，根据设计的方案中涉及的反应计算，方案一需1 mol Al、1.5 mol H2SO4、3 mol NaOH，方案二需1 mol Al、0.5 mol H2SO4、1 mol NaOH，故方案二比方案一节约药品。但方案一加入NaOH溶液和方案二中加入H2SO4溶液时，均难以控制加入的量以确定Al元素全部进入沉淀。
(2)按下图，将1 mol Al分成两部分去做，将所得溶液合并：
1 mol Al
1 mol Al(OH)3。
实验中只需1 mol Al、0.375 mol H2SO4、0.75 mol NaOH，且无需担心Al元素不能全部进入沉淀。
答案：(1)方案二较好 方案一在加入NaOH溶液和方案二在加入H2SO4溶液时，均难以控制加入的量以确保Al元素全部沉淀。
(2)将Al按1?3分成两份，第一份与硫酸溶液反应，第二份与NaOH溶液反应，然后将所得溶液混合即可。有关反应的化学方程式为：
2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
Al2(SO4)3＋6NaAlO2＋12H2O===8Al(OH)3↓＋3Na2SO43.2.2铝的重要化合物基础巩固训练
1．(双选题)关于Al2O3下列说法正确的是( )
A．Al2O3可以通过分解反应和化合反应制得
B．Al2O3是两性氧化物
C．Al2O3薄膜非常致密，所以可用铝制容器盛放HCl溶液和NaOH溶液等
D．擦去表面氧化铝的铝条，在酒精灯上灼烧时，熔化的铝纷纷滴落下来
解析：A项，4Al＋3O22Al2O3，Al(OH)3是不溶性碱，所以Al(OH)3受热分解可制取Al2O3，反应方程式为2Al(OH)3Al2O3＋3H2O；B项，Al2O3与酸、碱反应后都生成盐和水，所以是两性氧化物；C项，Al2O3能与HCl、NaOH反应，所以HCl、NaOH溶液不能盛放在铝制容器中；D项，擦去氧化膜的铝条，在酒精灯上加热时，由于铝很活泼，迅速与O2反应又生成一层氧化铝薄膜，包在熔化的铝的外面，使得铝不会滴落下来。故正确答案为AB。
答案：AB
2．等物质的量的下列物质，分别与足量NaOH溶液反应，消耗NaOH的物质的量最多的是( )
A．Al2O3 B．KAl(SO4)2
C．Al(OH)3 D．Al
解析：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O；2KAl(SO4)2＋8NaOH===K2SO4＋2NaAlO2＋3Na2SO4＋4H2O；Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O；2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。比较可知物质的量相同时， KAl(SO4)2消耗的NaOH最多。故正确答案为B。
答案：B
3．下列物质的稀溶液相互反应，无论是前者滴入后者，还是后者滴入前者，反应现象都相同的是( )
A．Na2CO3和盐酸 B．AlCl3和NaOH
C．NaAlO2和硫酸 D．Na2CO3和BaCl2
解析：将Na2CO3溶液滴入盐酸中，相当于盐酸过量，立即就会有大量气体产生；将盐酸滴入Na2CO3溶液，是碳酸钠过量，首先生成碳酸氢钠，没有气体产生，当碳酸钠与盐酸完全生成碳酸氢钠后，再滴入盐酸才开始有气体产生。将氯化铝溶液滴入氢氧化钠溶液中，氢氧化钠过量，开始时没有沉淀析出，当氯化铝过量时才开始出现沉淀；将氢氧化钠溶液滴入氯化铝溶液中，氯化铝过量，开始就有沉淀析出，当氢氧化钠过量时，沉淀溶解至无。将偏铝酸钠溶液滴入硫酸中，硫酸过量，开始时没有沉淀出现，当偏铝酸钠过量时，才有大量沉淀出现；将硫酸滴入偏铝酸钠溶液中，偏铝酸钠过量，开始就有沉淀出现，当硫酸过量时，沉淀又会溶解。所以A、B、C三个选项中前者滴入后者和后者滴入前者的现象都是不同的。碳酸钠溶液和氯化钡溶液反应，反应的产物与过量与否无关，将碳酸钠溶液滴入氯化钡溶液，开始就出现沉淀，沉淀一直增多，直至反应到氯化钡没有了，沉淀不再产生；将氯化钡溶液滴入到碳酸钠溶液中，也是开始就出现沉淀，随后沉淀一直增多，直至反应到碳酸钠反应没了，沉淀不再产生。
答案：D
4．下列物质中既能跟稀盐酸反应，又能跟氢氧化钠溶液反应且属于两性化合物的是( )
①NaHCO3 ②(NH4)2S ③Al2O3 ④Al(OH)3 ⑤Al
A．③④ B．③④⑤
C．①③④⑤ D．全部
解析：以上5种物质均既能与稀盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应。如NaHCO3与盐酸反应生成氯化钠、水、二氧化碳气体，与氢氧化钠溶液反应生成正盐(碳酸钠)和水；(NH4)2S与盐酸反应生成H2S气体和氯化铵，与氢氧化钠溶液反应生成硫化钠和氨水；Al2O3、Al(OH)3都是两性物质，Al在金属中也具有特殊性，既能与强酸反应又能与强碱溶液反应。但是两性物质必须是既与酸反应生成盐和水，又与碱反应生成盐和水，符合条件的只有氧化铝和氢氧化铝。
答案：A
5．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．AlO D．Al3＋和Al(OH)3
解析：根据明矾的化学式KAl(SO4)2·12H2O可知，1 mol明矾中的SO完全沉淀需2 mol Ba2＋，Al3＋完全转化为AlO需4 mol OH－，n(Ba2＋):n(OH－)＝1:2，即1 mol明矾加入2 mol Ba(OH)2时，SO完全被沉淀，Al3＋恰好转化为AlO，故选C项。
答案：C
6．下列离子方程式书写错误的是( )
A．铝粉投入到NaOH溶液中：2Al＋2OH－===2AlO＋H2↑
B．Al(OH)3溶于NaOH溶液中：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
C．NaAlO2溶液中通入少量的CO2：2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO
D．Al2O3粉末溶于NaOH溶液中：Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
解析：A项应为：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。
答案：A
7．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属于两性氧化物
D．Al2O3能与所有的酸、碱溶液反应
解析：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属于两性氧化物，与强酸、强碱反应，但不与弱酸、弱碱反应。
答案：C
8．把4.6 g钠放入100 mL 0.1 mol/L AlCl3溶液中，待其充分反应后(水蒸发不计)，下列叙述中错误的是( )
A．Cl－浓度不变
B．溶液仍有浑浊
C．溶液中几乎不存在Al3＋
D．溶液中存在最多的离子是Na＋
解析：4.6 g钠的物质的量为0.2 mol，与水反应生成0.2 mol NaOH。100 mL 0.1 mol/L AlCl3溶液中Al3＋的物质的量为0.01 mol。根据Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，所以溶液中铝元素以AlO的形式存在，几乎不存在Al3＋，溶液中存在最多的离子是Na＋，其物质的量为0.2 mol，Cl－浓度不变。
答案：B
