3.3.2
二氧化硅的性质
1．(双选)下列物质的主要化学成分为二氧化硅的是( )
A．玛瑙
B．水晶
C．黏土
D．石灰石
【解析】 黏土的主要成分是硅酸盐，石灰石的主要成分是CaCO3，纯净的二氧化硅晶体，叫水晶，而玛瑙是含有杂质的石英晶体。
【答案】 AB
2．硅及其化合物在材料领域中应用广泛。下列叙
述不正确的是( )
A．硅单质可用来制造太阳能电池
B．二氧化硅是制造光导纤维的材料
C．二氧化硅是制造玻璃的主要原料
D．集成电路是二氧化硅制造的
【解析】 用硅制造集成电路，故D不正确。
【答案】 D
3．下列说法正确的是( )
A．二氧化硅溶于水显酸性
B．二氧化硅和晶体硅都是半导体材料
C．二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸
D．工业上以二氧化硅为原料生产硅
【答案】 D
4．在反应SiO2＋3CSiC＋2CO中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为( )
A．1?：3
B．3?：1
C．2?：1
D．1?：2
【答案】 D
5．(双选)下列说法正确的是( )
A．二氧化硅不能与水反应，但它对应的水化物有不同的组成
B．二氧化碳通入水玻璃可得到硅酸，说明碳酸的酸性比硅酸强
C．高温时二氧化硅与纯碱反应放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸强
D．二氧化硅是酸性氧化物，因此它不能溶于任何酸
【解析】 二氧化硅与水不反
( http: / / www.21cnjy.com )应，对应的水化物有H2SiO3和H4SiO4两种，A正确；根据强酸制弱酸原理，二氧化碳通入水玻璃可得硅酸，说明碳酸的酸性比硅酸强，B正确，C错误；二氧化硅能与氢氟酸发生反应，D错误。
【答案】 AB
6．被誉为“光纤之父”的华人科学家高锟曾荣获诺贝尔化学奖。下列叙述正确的是( )
A．CO2与SiO2都能跟H2O反应生成相应的酸
B．SiO2与CO2都属于酸性氧化物，都不能与酸反应
C．SiO2与CO2(干冰)都能够与氢氧化钠溶液反应
D．水晶的主要成分是SiC
【解析】 A项，CO2与水反应，
( http: / / www.21cnjy.com )SiO2与水不反应，也不溶于水；B项，SiO2为酸性氧化物，能与氢氟酸反应，但CO2不能与酸反应；D项，SiC俗称金刚砂。
【答案】 C
【点拨】 碳和硅原子结构相似，但CO2和SiO2在结构、性质上却有很大差异。解答此类问题时应注意SiO2的特性，避免机械套用CO2的性质。
7．如下图为刻蚀在玻璃上的精美的花纹图案，则该刻蚀过程中发生的主要化学反应为( )
A．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
B．NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
C．Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑
D．SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
【解析】 玻璃的成分中含有SiO2，SiO2易与氢氟酸反应，生成气体，不留残迹。
【答案】 D
知识点2 硅的性质、制备及其重要用途
8．(双选)下列关于硅的说法中不正确的是( )
A．硅是非金属元素，但它的单质是灰黑色的，有金属光泽的固体
B．硅晶体的导电性介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料
C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应
D．硅与氟、氯、溴、碘在加热条件下不能直接化合
【解析】 硅的晶体是灰黑色、有金属
( http: / / www.21cnjy.com )光泽、硬而脆的固体，晶体硅的一个重要性质就是它的导电性介于导体和绝缘体之间，作为一种使用十分广泛的半导体材料。在常温下，硅化学性质不活泼，但能与氢氟酸(浓HNO3和HF的混合酸也可以)、强碱溶液反应，在加热条件下还能与O2、F2、Cl2、Br2、I2化合，如2F2＋Si===SiF4，Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑，Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑，Si＋2Cl2SiCl4，Si＋2Br2SiBr4。
【答案】 CD
9．A、B、C、D四种物质均含有硅元素，各物质之间的相互转化关系如下图所示：
B??A―→C??D
已知C是A与烧碱溶液反应的产物。
据此，回答下列问题：
(1)试写出各物质的化学式：A________，B________，C________，D________。
(2)写出A→B的化学方程式：________________。
(3)分别写出A→C，C→D的离子方程式：
________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________。
【解析】 由A、B、C、D均含有硅元素
( http: / / www.21cnjy.com )，且C是A与NaOH溶液反应的产物，可知C是Na2SiO3，D是H2SiO3，A是SiO2，B是Si。
【答案】 (1)SiO2 Si Na2SiO3 H2SiO3
(2)SiO2＋2CSi＋2CO↑
(3)SiO2＋2OH－===SiO＋H2O
SiO＋2H＋??H2SiO3↓
巩固提升
1．据最新《参考消息》报道，有科
( http: / / www.21cnjy.com )学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”的观点，假如硅作为普遍适用的新型能源被开发利用，关于其有利因素的下列说法中，你认为不正确的是( )
A．硅便于运输、贮存，从安全的角度考虑，硅是最佳的燃料
B．自然界中存在大量的单质硅
C．硅燃烧放出的热量多，且燃烧产物对环境污染程度低，容易有效控制
D．自然界中硅的贮量丰富
【解析】 自然界硅的含量
( http: / / www.21cnjy.com )居第二位，以化合态存在；硅单质是固体，其化学性质不活泼，故便于运输、贮存；其燃烧产物SiO2对环境污染程度低，容易有效控制。
【答案】 B
2．(2015·新题调研)用胶头滴管向用
( http: / / www.21cnjy.com )石蜡围成的“Spark”凹槽内注入某溶液，即可在玻璃上刻蚀出“Spark”的字样，则该溶液是( )
A．盐酸
B．氢氟酸
C．烧碱
D．饱和食盐水
【答案】 B
【点拨】 能腐蚀玻璃的是氢氟酸。
3．下列叙述中，正确的是( )
A．自然界中存在大量的游离态的硅
B．石英、水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅
C．二氧化硅的化学性质活泼，能跟酸或碱的溶液发生化学反应
D．二氧化硅与水反应可制备硅酸
【解析】 自然界中的硅都以化合态
( http: / / www.21cnjy.com )存在，硅是亲氧元素，主要以氧化物及硅酸盐形式存在，如石英、水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅。二氧化硅性质稳定，一般不与酸或碱溶液反应，且既不溶于水也不与水反应。
【答案】 B
4．下列各项应用中，利用了硅的化学性质的是( )
A．用硅制造集成电路、晶体管等半导体器件
B．做石英钟的原料
C．在野外，用硅、石灰、烧碱的混合物制取氢气
D．利用硅钢合金制造变压器铁芯
【解析】 A项是利用硅的导电性介
( http: / / www.21cnjy.com )于导体与绝缘体之间的性质，属于硅的物理性质。B项是利用二氧化硅即石英薄片在电场作用下能做间歇性的伸张和收缩。C项是利用了硅的化学性质。D项是利用了该合金具有良好的导磁性，是物理性质。答案为C。
【答案】 C
5．(双选)下列关于碳和硅的叙述中，不正确的是( )
A．氧化物都能与氢氧化钠溶液反应
B．单质在加热时都能跟氧气反应
C．氧化物溶于水都生成相应的酸
D．碳和硅两种元素都有同素异形体
【解析】 CO2、SiO
( http: / / www.21cnjy.com )2为酸性氧化物能与NaOH溶液反应，CO为不成盐氧化物不与NaOH溶液反应，A不正确。C、Si在高温下与O2反应生成相应的氧化物。CO2＋H2O??H2CO3，但CO不溶于水，SiO2不溶于水也不与水反应，C不正确。晶体硅和无定形硅是硅的同素异形体。
【答案】 AC
6．(双选)在自然界里，硅存在于地壳中的各种矿物和岩石中的形式是( )
A．晶体硅
B．二氧化硅
C．硅酸
D．硅酸盐
【解析】 自然界里硅以二氧化硅和硅酸盐的形式存在于各种矿物和岩石中。
【答案】 BD
7．(双选)能制取硅酸的反应是( )
A．SiO2与水共热
B．将硅酸钠溶液与盐酸反应
C．SiO2与NaOH溶液共热
D．向硅酸钠溶液中通CO2气体
【解析】 SiO2不溶于水，因
( http: / / www.21cnjy.com )此制取硅酸必须用间接的方法来制取；SiO2和NaOH溶液反应生成Na2SiO3溶液，然后向Na2SiO3溶液中加入比硅酸强的酸即可析出硅酸。
【答案】 BD
8．2009年10月6日，瑞典
( http: / / www.21cnjy.com )皇家科学院宣布，被誉为“光纤之父”的华人科学家高锟以及两名美国科学家韦拉德—博伊尔(Willard
Boyle)和乔治—史密斯(George
Smith)获得2009年诺贝尔物理学奖，高锟的获奖理由为——“在光学通信领域光在光纤中传输方面所取得的开创性成就”。目前应用最广泛的无机光导纤维的主要原料为二氧化硅，下列关于二氧化硅的说法正确的是( )
A．SiO2溶于水生成的H2SiO3的酸性弱于H2CO3
B．SiO2是一种空间立体网状结构的晶体，熔点高、硬度大
C．在SiO2晶体中，每个硅原子周围结合2个氧原子
D．SiO2是一种酸性氧化物，所以不和任何酸反应
【解析】 SiO2不溶于水；在SiO2晶体中，每个硅原子周围结合4个氧原子；SiO2能与氢氟酸反应。
【答案】 B
9．判断下列说法的正误，并加以解释。
(1)二氧化硅溶于水显酸性。
________________________________________________________________________；
(2)二氧化碳通入水玻璃可得到硅酸。
________________________________________________________________________；
(3)已知高温时有CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强。
________________________________________________________________________；
(4)因为二氧化硅属于酸性氧化物，所以它不溶于任何酸。
________________________________________________________________________。
【答案】 (1)错误。由于二氧化硅既不溶于水，也不和水反应，所以溶液不会显酸性
(2)正确。由H2CO3的酸性比H2SiO3强，所以有Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓
(3)错误。酸的酸性强弱是指酸在溶液中电
( http: / / www.21cnjy.com )离出H＋的难易，而CaCO3与SiO2的反应是因为高温时CaSiO3很稳定，CO2从反应体系中逸出才得以发生，所以(3)说法错误。
(4)错误，酸性氧化物通常不和酸反应，但SiO2溶于氢氟酸。
10．有A、B、C、D、E五
( http: / / www.21cnjy.com )种都含硅元素的物质，它们能发生如下变化：①C受热后失水生成D；②A溶液与钙盐溶液反应生成白色沉E；③D与烧碱反应生成A和水；④B在空气中燃烧生成D；⑤D在高温下与碳酸钙反应生成E和一种气体；⑥A溶液与盐酸反应可生成白色胶状沉淀C；⑦D在高温下与碳反应生成单质B。
试回答：
(1)写出下列物质的化学式：
A________、C________、E________。
(2)写出下列反应的离子方程式：
①A溶液＋钙盐溶液→白色沉淀E：
________________________________________________________________________。
②D＋NaOH(aq)→A＋H2O；
________________________________________________________________________。
③A溶液＋盐酸→白色胶状沉淀C：
________________________________________________________________________。
【解析】 由③可知，A是Na2SiO3
( http: / / www.21cnjy.com )；再由⑥可知，C为H2SiO3；再由①可知D为SiO2；再由④可知，B为Si；再由⑤可知E为CaSiO3。
【答案】 (1)Na2SiO3 H2SiO3 CaSiO3
(2)①SiO＋Ca2＋===CaSiO3↓
②2OH－＋SiO2===SiO＋H2O
③SiO＋2H＋===H2SiO3↓
11．除去下列各粉末状混合物中的
( http: / / www.21cnjy.com )杂质(括号内物质为杂质)，请按下列提供的试剂和操作，将序号填在下表内。试剂：A.盐酸；B.烧碱溶液；C.氧气；D.水；E.二氧化碳；F.不需要其他试剂
操作：①加热；②过滤；③蒸发；④蒸馏；⑤结晶；⑥萃取
混合物
试剂
操作
SiO2(CaCO3)
NaCl(SiO2)
SiO2(H2SiO3)
Fe2O3(SiO2)
【答案】
混合物
试剂
操作
SiO2(CaCO3)
A
②
NaCl(SiO2)
D
②③
SiO2(H2SiO3)
F
①
Fe2O3(SiO2)
B
②
【点拨】 除杂的原则：除杂质不引入新杂质；优先考虑杂转纯；操作简单，易分离、易还原；除杂试剂不能和被提纯物质发生反应。3.1.2课时作业铝与酸、碱、非金属单质反应
1．下面四个表示铝和过量的NaOH溶液反应的化学方程式，从氧化还原的角度考虑，正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
【解
析】 铝先与H2O反应产生H2，而后NaOH溶解Al(OH)3，使反应进行到底，即水电离的H＋得电子。
【答案】 D
2．常温下，下列溶液可以用铝制器皿盛放的是( )
A．浓盐酸
B．浓硝酸
C．烧碱
D．氯化钠
【解析】 常温下，铝在浓硝酸中产生钝化现象。
【答案】 B
3．下列关于铝的叙述正确的是( )
A．铝是一种既可以与酸反应又可以与碱反应的金属
B．铝热反应是指铝和一些氧化物及某些盐在高温下的氧化还原反应
C．铝合金常用于制导线
D．在我国南海打捞的明代沉船上存在大量铝制餐具
【答案】 A
4．下列有关厨房铝制品的使用中，你认为合理的是( )
A．盛放食醋
B．烧煮开水
C．用金属丝擦表面的污垢
D．用烧碱溶液洗涤
【解析】 Al2O3不与H2O反应。
【答案】 B
5．用铝箔包装0.1
mol金属钠，用针扎
( http: / / www.21cnjy.com )出一些小孔，放入水中，完全反应后，用排水集气法收集产生的气体，则收集到的气体为(标准状况下)( )
A．O2和H2的混合气体
B．1.12
L
H2
C．大于1.12
L
D．小于1.12
L
【解析】 铝也与生成的NaOH溶液反应，生成H2。
【答案】 C
6．如下图所示的实验中，投入铝片后( )
A．①中产生气泡，②中不产生气泡
B．①和②中都不产生气泡
C．①和②中都产生气泡，①中是H2，②中是O2
D．①和②中都产生气泡，且都是H2
【解析】 铝既能与酸反应，也能与碱反应，且反应都有氢气产生。
【答案】 D
7．铝制品比铁制品在空气中不易被锈蚀，原因是( )
A．铝的金属活动性比铁弱
B．铝的密度比铁的密度小
C．铝在空气中易与氧气形成一层致密的氧化膜
D．铝不能跟氧气发生化学反应
【答案】 C
8．在用少量盐酸处理过的铝制易拉罐里充满CO
( http: / / www.21cnjy.com )2气体，迅速倒入10%的NaOH溶液20
mL，立即把口密封，不一会听到罐“卡卡”作响，发现易拉罐变瘪，又过一段时间，易拉罐又鼓起来了，变瘪的原因是____________________，其离子方程式是__________________________，又鼓起来的原因是______________________________，其离子方程式是________________________________________________________________________。
【答案】 CO2与NaOH溶液反应，使罐内压
( http: / / www.21cnjy.com )强减小 CO2＋2OH－===CO＋H2O 过量的NaOH溶液与铝反应生成了H2，使罐内压强增大 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
知识点2 铝热反应
9．不能用铝热反应制备的金属是( )
A．Cr
B．Mg
C．Mn
D．V
【解析】 铝可以将活动性在Al之后的金属从它的氧化物中置换出来。
【答案】 B
10．铝热反应原理可以应用在生产上，如用于焊接钢轨等。实验室铝热反应的实验装置如下：
(1)该实验步骤如下：用两张
( http: / / www.21cnjy.com )圆形滤纸分别折叠成漏斗状，套在一起，使四周都有四层。把内层漏斗取出，在底部剪一个孔，用水湿润再跟另一个漏斗套在一起，架在铁圈上，下面放置盛沙的________。把5
g炒干的氧化铁粉末和2
g铝粉混合均匀，放在漏斗中，上面加少量氯酸钾并在混合物中间插一根镁条，用小木条点燃镁条。观察发生的现象。
(2)图中漏斗的材质是________(填“玻璃”或“纸”)。
(3)镁条的作用是________________________________________________________________________。
(4)实验现象有：①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________；
④待熔融物冷却后，除去外层熔渣，仔细观察，可以发现落下的是________珠。
(5)写出该反应的化学反应方程式
( http: / / www.21cnjy.com )：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】 (1)蒸发皿 (2)纸 (3)镁条燃烧放出热量，在高温下促使氧化铁粉末和铝粉发生剧烈反应
(4)①镁条剧烈燃烧 ②氧化铁粉末
( http: / / www.21cnjy.com )和铝粉发生剧烈反应，放出大量热，并发出耀眼的光芒 ③纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中 ④铁 (5)2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3
知识点3 铝及铝合金的用途
11．金属铝的下列用途主要由它的哪些性质决定的？
(1)家用铝锅：________________________________________________________________________。
(2)贮运浓硝酸的容器：________________________________________________________________________。
(3)导线：________________________________________________________________________。
(4)包装用的铝箔：________________________________________________________________________。
(5)和Fe2O3混合用
( http: / / www.21cnjy.com )于野外焊接钢轨：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】 此题主要考查金属铝的性
( http: / / www.21cnjy.com )质与用途的关系。另外，在常温下，铝遇浓HNO3钝化，形成一层致密的氧化物保护膜，阻碍反应继续进行。在高温下，铝可和某些金属氧化物发生铝热反应，表现出强还原性。
【答案】 (1)导热性 (2)常温
( http: / / www.21cnjy.com )下遇浓硝酸钝化 (3)导电性 (4)延展性 (5)强还原性，和某些金属氧化物反应，置换出金属单质，同时放出大量热
巩固提升
1．下列物质中，属于合金的是( )
A．硬铝
B．铝箔
C．冰晶石
D．水银
【解析】 合金是由两种或两
( http: / / www.21cnjy.com )种以上的金属(或金属与非金属)熔合在一起而形成的具有金属特性的物质。硬铝是由Al、Cu、Mg、Mn、Si等形成的合金，铝箔是Al，冰晶石是一种化合物，水银是Hg。
【答案】 A
2．在常温下，下列溶液可以用铝制容器盛放的是( )
A．浓硝酸
B．氢氧化钠
C．硫酸铜
D．氯化氢
【解析】 常温下铝在浓硝酸、浓硫酸中钝化，而与NaOH、CuSO4、HCl溶液反应，不能用铝制容器盛放。
【答案】 A
3．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－1
H2SO4溶液
B．18
mol·L－1
H2SO4溶液
C．6
mol·L－1
KOH溶液
D．3
mol·L－1
HNO3溶液
【解析】 镁、铝与稀H2SO4
( http: / / www.21cnjy.com )均可反应放出H2，在KOH溶液中只有铝与之反应放出H2，镁与浓H2SO4反应不生成H2，Al在浓H2SO4中钝化，Mg、Al与HNO3作用也不生成H2。故正确答案为A。
【答案】 A
4．Mg、Al两种金属分别跟相同体积、相同浓
( http: / / www.21cnjy.com )度的稀H2SO4反应，同温同压下生成氢气的体积相同，则Mg、Al两种金属之间的量的关系一定正确的是( )
A．两个反应转移的电子数目相等
B．加入镁、铝的质量比为4?：3
C．金属溶解的物质的量相等
D．加入的两种金属的质量不等
【解析】 由反应可知：2H＋～H2～
( http: / / www.21cnjy.com )2e－，生成氢气的体积相同，则两反应转移的电子数目一定相等，A正确；无法确定加入金属的质量，故B、D错误；由反应方程式可得：Mg～H2,2Al～3H2，故金属溶解的物质的量不等，C错误。
【答案】 A
5．把铝粉和Fe3O4粉
( http: / / www.21cnjy.com )末配成铝热剂，并均分成两份。第一份在高温下恰好完全反应，然后将生成物与足量盐酸充分反应；第二份直接加入足量的氢氧化钠溶液使之充分反应，前后两种情况下生成的气体在相同状况下的体积比是( )
A．1?：1
B．9?：8
C．3?：4
D．4?；3
【解析】 铝粉与Fe3O
( http: / / www.21cnjy.com )4在高温下的反应方程式：8Al＋3Fe3O44Al2O3＋9Fe，第一份恰好完全反应，则可设每份铝热剂中铝粉8
mol，Fe3O4粉末3
mol。第一份中生成Fe为9
mol，与盐酸反应生成Fe2＋，转移18
mol
e－，生成H2
9
mol。第二份只有铝粉与NaOH溶液反应，8
mol铝粉转移24
mol
e－，生成H2为12
mol。故前后两种情况生成H2的体积比为3?：4。
【答案】 C
6．已知A为金属单质，在以下各步反应的最后生成物是白色沉淀。
(1)写出物质的化学式：A________、B________、C________、D________、E________。
(2)写出各步反应的离子方程式(若不是离子反应，则写化学方程式)。
A→B：________________________________________________________________________；
B→E：________________________________________________________________________；
A→C：________________________________________________________________________；
C→E：________________________________________________________________________；
A→D：________________________________________________________________________。
【解析】 中学阶段，既能与稀硫
( http: / / www.21cnjy.com )酸反应又能与氢氧化钠溶液反应的金属单质为Al，则B、C、D、E分别为AlCl3、NaAlO2、Al2(SO4)3、Al(OH)3。
【答案】 (1)Al AlCl3 NaAlO2 Al2(SO4)3
Al(OH)3
(2)A→B：2Al＋3Cl2===2AlCl3
B→E：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
A→C：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
C→E：AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO
A→D：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
7．为确定某铝热剂(含氧化铁和铝)的组成，分别进行下列实验。
(1)若取a
g样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成的气体(标准状况，下同)体积为b
L。
反应的化学方程式是________________。样品中铝的质量是________g。
(2)若取a
g样品加高温，恰好完全反应，该反应的化学方程式是________________，氧化铁与铝的质量比是________。
(3)待(2)中反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为c
L，该气体与(1)中所得气体的体积比c?：b＝________。
【解析】 (1)样品中的Fe2O3不与NaOH溶液反应，而铝能与NaOH溶液反应：
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NAlO2＋3H2↑
54
g
67.2
L
m(Al)
b
L
m(Al)＝＝
g
(2)发生的反应为：2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，由此可判断Fe2O3与铝的质量比为80?：27。
(3)从铝热反应的化学方程式可以看
( http: / / www.21cnjy.com )出，铝与铁的物质的量是相等的，但在与酸的反应中，铝的价态升高到＋3价，铁的价态升高到＋2价，因此c?：b＝2?：3。
【答案】 (1)2Al＋2N
( http: / / www.21cnjy.com )aOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ (2)Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 80?：27 (3)2?：3
8．分别含有甲、乙两种常见1～18号元素中的
( http: / / www.21cnjy.com )金属元素的两种正盐A和B的混合物溶于水，通入氯气，然后向反应后的溶液中加入四氯化碳并振荡、静置，溶液分层，下层液体呈橙红色。若在该混合物的溶液中滴加一定浓度的氨水至过量，可得到白色沉淀C。向沉淀C中加入过量NaOH溶液，沉淀部分溶解，剩余白色沉淀D。将D溶于盐酸，可得到A溶液，将D灼烧可得到优质的耐高温材料。
(1)试写出A和B的化学式：A________；B________。
(2)元素乙的单质可与某黑色固体反应置换出
( http: / / www.21cnjy.com )熔融态的铁，写出该反应的化学方程式：____________________________________。
【解析】 (1)甲、乙两种常见1～18号金属
( http: / / www.21cnjy.com )元素的两种正盐A和B，已知沉淀溶解，剩余白色沉淀D。将D溶于盐酸，可得到A溶液，将D灼烧可得到优质的耐高温材料。可以得出A为MgCl2；下层液体呈橙红色，所以B为AlBr3。
(2)铝和氧化铁高温反应的化学方程式为：8Al＋3Fe3O49Fe＋4Al2O3。
【答案】 (1)MgCl2 AlBr3
(2)8Al＋3Fe3O49Fe＋4Al2O33.1.1
从铝土矿中提取铝
1．下列关于工业采用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝的叙述，不正确的是( )
A．由于氧化铝较稳定，而铝单质的活泼性又强，因此采用电解的方法
B．氧化铝的熔点高，采用电解法冶炼能量消耗很大
C．美国化学家霍尔在氧化铝中添加冰晶石，使氧化铝的熔融温度降低，从而减少冶炼过程中的能量消耗
D．熔融的氧化铝电离出Al3＋和O2－，通电后，Al3＋得电子被氧化，O2－失电子被还原
【解析】 Al3＋得电子被还原，O2－失电子被氧化。
【答案】 D
2．铝的存在
(1)含量：铝元素是地壳中含量________的金属元素。
(2)存在：地壳中铝以________态存在于铝土矿中，铝土矿的主要成分是________。
【答案】 (1)最多 (2)化合 Al2O3
3．电解熔融的氧化铝制取金属铝，若有0.3
mol电子发生转移，则理论上能得到金属铝多少克？需要氧化铝多少克？
【解析】
( http: / / www.21cnjy.com )
2Al2O3 ～ 4Al ～ 12e－
2×102
g
4×27
g
12
mol
m(Al2O3)
m(Al)
0.3
mol
＝＝
解得：m(Al)＝2.7
g，m(Al2O3)＝5.1
g。
【答案】 2.7
g 5.1
g
知识点2 铝的氧化物与氢氧化物
4．下列变化不可能通过一步实验直接完成的是( )
A．Al(OH)3―→Al2O3
B．Al2O3―→Al(OH)3
C．Al―→AlO
D．Al3＋―→Al(OH)3
【解析】 Al(OH)3加热分解可直接得
( http: / / www.21cnjy.com )Al2O3，Al与强碱溶液反应可得AlO，Al3＋遇碱可直接得Al(OH)3，Al2O3难溶于水，不能通过一步反应得Al(OH)3，应将Al2O3与酸或碱反应得Al3＋或AlO，再与碱或酸反应，才能得Al(OH)3。
【答案】 B
5．实验室中，要使AlCl3溶液中的Al3＋全部沉淀出来，适宜用的试剂是( )
A．NaOH溶液
B．Ba(OH)2溶液
C．盐酸
D．氨水
【解析】 盐酸和AlCl3溶液不反应，Al(OH)3可溶于强碱如NaOH溶液、Ba(OH)2溶液，但不溶于弱碱如氨水。
【答案】 D
6．由Al3＋→Al(OH)3→AlO→→Al3＋系列变化中，中应填写的是( )
A．Al(OH)3
B．AlCl3
C．HCl
D．NaOH
【解析】 由Al3＋转变为Al(OH)3，
( http: / / www.21cnjy.com )再转变为AlO，是通过加入OH－实现的，故由AlO再转变为Al3＋，应加入H＋，AlO首先转化为Al(OH)3，然后转化为Al3＋，A项符合题意。
【答案】 A
7．要除去Fe2O3中混有的Al2O3，最好的方法是( )
A．用盐酸洗涤过滤
B．加热用H2还原
C．加热用CO还原
D．用NaOH洗涤、过滤
【解析】 Fe2O3、Al2O3都能与酸反应，故要除去Al2O3选用NaOH溶液为好，利用Al2O3两性的特点。
【答案】 D
8．(双选)下列反应的离子方程式书写正确的是( )
A．Na与水反应：Na＋2H2O===Na＋＋H2↑＋2OH－
B．电解饱和食盐水：
2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑
C．NaAlO2溶液中通入过量的CO2：
2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO
D．Al2O3粉末溶于NaOH溶液：
Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
【解析】 A项中电荷不守恒，错误；C项中通入过量CO2后会生成HCO，故错误；B、D项中离子方程式书写正确。
【答案】 BD
9．阅读材料，回答下列问题。
材料 近年来，科技人员研究得到一种新型材料
( http: / / www.21cnjy.com )——泡沫铝。它是把发泡剂加到熔融或固体粉末的铝合金中而制成的，其优点是硬度高，密度小(约为0.16～0.5克/厘米3)，比木材还轻，可浮于水面，又有很大刚性，且隔音、保温，是一种良好的建筑材料和轻质材料，可大批量投放市场。
(1)铝制成铝箔作食品包装，是利用它的哪一性质( )
A．金属光泽
B．延展性
C．导电性
D．导热性
(2)铝在空气中会被氧化生成一层致密的氧化膜(氧化物)，而对铝起保护作用，但这层氧化膜(氧化物)遇到强酸或强碱都会溶解，请写出：
其与盐酸反应的离子方程式：
( http: / / www.21cnjy.com )________________________________________________________________________。
与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：___
( http: / / www.21cnjy.com )_____________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】 (1)B (2)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O
知识点3 有关图像
10．下列四个图像中，横坐标表示加入物质的物质的量，纵坐标表示生成沉淀的量，从A～D中选择符合各题要求的序号填入表中。
溶液
加入的物质
答案序号
AlCl3溶液
通入过量的NH3
含少量NaOH的NaAlO2溶液
通入过量的CO2
NaAlO2溶液
滴加稀硫酸至过量
MgCl2、AlCl3的混合溶液
滴加NaOH至过量
【解析】 AlCl3溶液中通入过量
( http: / / www.21cnjy.com )的NH3，生成Al(OH)3沉淀，且沉淀不溶解，所以选C；含少量NaOH的NaAlO2溶液中通入过量的CO2，CO2先与NaOH溶液反应，没有沉淀生成，然后CO2与NaAlO2溶液反应，生成Al(OH)3沉淀，且沉淀不溶解，所以选D；NaAlO2溶液中滴加稀硫酸至过量，先生成Al(OH)3沉淀，然后沉淀溶解，且生成沉淀和溶解沉淀所用H2SO4的物质的量之比为1?3，所以选B；MgCl2、AlCl3的混合溶液中滴加NaOH至过量，先生成Al(OH)3和Mg(OH)2沉淀，然后Al(OH)3沉淀溶解，所以选A。
【答案】 C D B A
巩固提升
1．电解法炼铝时，冰晶石的作用是( )
A．助熔剂
B．催化剂
C．还原剂
D．氧化剂
【解析】 降低氧化铝的熔点，使氧化铝在较低温度下熔化。
【答案】 A
2．使溶液中的AlO完全转化成Al(OH)3，应选择的最好试剂是( )
A．H2SO4
B．HCl
C．CO2
D．NH3·H2O
【解析】 AlO与酸反应可转化为Al(OH)3，而Al(OH)3可溶于强酸，故要制得Al(OH)3，最好选用弱酸。
【答案】 C
3．向100
mL
1.0
mol/L的Al
( http: / / www.21cnjy.com )Cl3溶液中逐滴加入0.5
mol/L的NaOH溶液至过量，生成沉淀的物质的量与加入NaOH的物质的量的理论曲线图正确的是( )
【解析】 向AlCl3溶液
( http: / / www.21cnjy.com )中逐滴加入NaOH溶液至过量，发生的反应依次是：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，其现象是先产生白色沉淀，后沉淀逐渐减少，直到全部消失，而且沉淀最多和沉淀恰好消失时前后消耗的NaOH的物质的量之比为3?:1。
【答案】 D
4．向下列溶液中滴加稀H2SO4，一开始出现白色沉淀，继续滴加稀H2SO4，沉淀又溶解的是( )
A．AlCl3
B．NaAlO2
C．MgCl2
D．BaCl2
【解析】 将稀H2SO4滴加到NaAlO2溶液中，发生反应的离子方程式为：
AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
一开始出现白色沉淀Al(OH)3，后随着稀H2SO4的加入，沉淀又溶解。
【答案】 B
5．将过量的CO2通入下列溶液中，不会出现浑浊的是( )
A．CaCl2溶液
B．NaAlO2溶液
C．饱和Na2CO3溶液
D．Ca(ClO)2溶液
【解析】 CaCl2溶液
( http: / / www.21cnjy.com )与CO2不反应，无沉淀产生；NaAlO2溶液与过量CO2反应：CO2＋NaAlO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3；饱和Na2CO3溶液与CO2反应：Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3↓，因NaHCO3的溶解度小于Na2CO3，故有NaHCO3固体析出，溶液变浑浊；Ca(ClO)2与CO2反应生成CaCO3沉淀。
【答案】 A
6．向30
mL
1
mol·L－1的
( http: / / www.21cnjy.com )AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4
mol·L－1的NaOH溶液，若产生0.78
g白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为( )
A．3
mL
B．7.5
mL
C．15
mL
D．17.5
mL
【解析】 已知n(AlCl3)＝0.0
( http: / / www.21cnjy.com )3
mol，n[Al(OH)3]＝0.01
mol，由沉淀的物质的量小于氯化铝的物质的量可推知此题可能有两个答案：一是氢氧化钠不足，二是氢氧化钠过量。反应的离子方程式为Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。当碱的量不足时，则V(NaOH)＝＝
L＝0.007
5L＝7.5
mL；当碱过量时，则V(NaOH)＝
L＝0.027
5
L＝27.5
mL。
【答案】 B
7．电解氧化铝时每生成1
mol
Al转移的电子为( )
A．3
mol
B．6
mol
C．12
mol
D．4
mol
【解析】 据2Al2O34Al＋3O2↑，反应过程中Al由＋3价变成0价，每生成1
mol
Al得到3
mol电子。
【答案】 A
8．以下为从铝土矿(Al2O3、Fe2O3、泥沙)提取铝的流程图(注：整个流程中，不考虑泥沙的溶解及有关反应)：
( http: / / www.21cnjy.com )据此，回答下列问题：
(1)写出A溶质名称________；D的化学式________，Y的名称________。
(2)写出①C＋Ca(OH)2的反
( http: / / www.21cnjy.com )应方程式：________________________________________________________________________，
②F→B的反应方程式：________________________________________________________________________。
(3)操作(Ⅰ)、(Ⅱ)在工业生产中的意义________________________。
【解析】 (1)由框图可推知：A溶质
( http: / / www.21cnjy.com )为NaOH、B为CO2、C为NaHCO3或Na2CO3溶液、D为Al(OH)3、E为Al2O3、F为CaCO3、H为Al、Y为冰晶石。
(3)(Ⅰ)、(Ⅱ)为工业原料的循环利用，使资源充分利用，可减少污染。
【答案】 (1)氢氧化钠 Al(OH)3 冰晶石
(2)①Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH或NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋NaOH＋H2O
②CaCO3CaO＋CO2↑
(3)(Ⅰ)、(Ⅱ)为工业原料的循环利用，使资源充分利用，可减少污染
9．某盐溶液的焰色反应呈紫色，向该溶液
( http: / / www.21cnjy.com )中加入少量盐酸，开始有白色沉淀，继续加盐酸沉淀溶解，再加入过量氨水又产生白色沉淀，加入过量NaOH溶液沉淀溶解，则该盐的化学式________，有关离子方程式(1)________；(2)________；(3)________；(4)________。
【解析】 根据焰色反应为紫色说明有K＋，而根据题目中所给信息又可推断含AlO。
【答案】 KAlO2
(1)AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓
(2)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
(3)Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
(4)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
