专题十二 钠、铝及其重要化合物
高考试题
考点一 钠及其化合物的性质
入浓HNO 3中会发生钝化,钝化也是一种化学反应,B 项错误;Na 与无水乙醇反应得到H 2,Na 置换出醇羟基中的氢,C 项正确;水蒸气通过灼热的铁粉,得到的应是黑色的Fe 3O 4,D 项错误。 答案:AC
2.(2012年北京理综,7,6分)下列解释实验现象的反应方程式正确的是( ) A.切开的金属Na 暴露在空气中,光亮表面逐渐变暗 2Na+O 2Na 2O 2
B.向AgCl 悬浊液中滴加Na
2S 溶液,白色沉淀变成黑色2AgCl+S 2-Ag 2S ↓+2Cl - C.Na 2O 2在潮湿的空气中放置一段时间,变成白色粘稠物2Na 2O 2+2CO 22Na 2CO 3+O 2
D.向NaHCO
3溶液中加入过量的澄清石灰水,出现白色沉淀2HC 3O -+Ca 2+
+2OH
-
CaCO 3↓
+C 23O -+2H 2O
解析:常温下金属钠在空气中生成Na 2O,A 错;Ag 2S 较AgCl 更难溶,故沉淀转化为Ag 2S,B 正确;Na 2O 2在潮湿空气中放置会先与水反应:2Na 2O 2+2H 2O 4NaOH+O 2↑,C 错;NaHCO 3溶液与过
量澄清石灰水反应的离子方程式为:HC
3O -+OH -+Ca
2+
CaCO 3↓+H 2O,D 错。
答案:B
3.(2011年重庆理综,7,6分)下列叙述正确的是( ) A.Fe 分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同
B.K 、Zn 分别与不足量的稀硫酸反应所得溶液均呈中性
C.Li 、Na 、K 的原子半径和密度随原子序数的增加而增大
D.C 、P 、S 、Cl 的最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强
解析:Fe 与氯气、稀盐酸分别反应生成的氯化物为FeCl 3、FeCl 2,A 错误;过量的钾与水反应
生成KOH,溶液显碱性,Zn 与不足量的稀硫酸反应生成的ZnSO 4溶液中因Zn 2+
的水解显酸性,B 错误;K 的密度小于Na 的密度,C 错误;C 、P 、S 、Cl 非金属性逐渐增强,最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强,D 正确。 答案:D
4. (2011年北京理综,11,6分)下列实验方案中,不能测定Na 2CO 3和NaHCO 3混合物中Na 2CO 3质量分数的 是( )
A.取a 克混合物充分加热,减重b 克
B.取a 克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b 克固体
C.取a 克混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重b 克
D.取a 克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得b 克固体 解析:A 项可用差量法: 2NaHCO 3Na 2CO 3+H 2O+CO 2↑ Δm
168 62 m 1 b g m 1=84 31
b
g 则Na 2CO 3的质量m 2=(a-84 31
b
)g w(Na 2CO 3)=
2m ag ×100%=(1-84 31b a
)×100%;
B 项,设混合物中含Na 2CO 3为x mol,NaHCO 3为y mol,可联立方程组10684,258.5x y a
b x y +=??
?+=??
求出x 及
y 可进一步求出w(Na 2CO 3);C 项反应后被碱石灰吸收的气体为CO 2及部分水蒸气,无法计算;D 项沿用B 项假设,可联立方程组10684,2197x y a
b x y +=??
?+=??
求出x 、y,可进一步求出w(Na 2CO 3)。
答案:C
5.(2010年安徽理综,13,6分)将0.01 mol 下列物质分别加入100 mL 蒸馏水中,恢复至室温,所得溶液中阴离子浓度的大小顺序是(溶液体积变化忽略不计)( )
①Na 2O 2 ②Na 2O ③Na 2CO 3 ④NaCl A.①>②>③>④ B.①>②>④>③ C.①=②>③>④ D.①=②>③=④
解析:①②溶于水,溶质都是NaOH,且物质的量都为0.02 mol,故c(OH -) 相等,即①=②;③中
C 23O -水解,溶液中出现了OH -
、HC 3O -,C 23O -+H 2O
HC 3O -
+OH -
,由定量关系可以看出每有1 mol
C 23O -
消耗会生成2 mol 阴离子,故溶液中阴离子浓度稍大于④;故C 正确。
答案:C
6.(2010年上海化学,11,3分)将0.4 g NaOH 和1.06 g Na 2CO 3混合并配成溶液,向溶液中滴
加0.1 mol ·L -1
稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO 2的物质的量的关系的是(
)
解析:此题考查了元素化合物、图像数据的处理知识。向NaOH 和Na 2CO 3混合溶液中滴加盐酸时,首先和NaOH 反应生成水和氯化钠,当滴入0.1 L 时,两者恰好反应完全;继续滴加时,盐酸
和Na 2CO 3开始反应,首先发生:HCl+Na 2CO 3NaHCO 3+NaCl,不放出气体,当再加入0.1 L 时,此步反应进行完全;继续滴加时,发生反应:NaHCO 3+HCl NaCl+H 2O+CO 2↑;此时开始放出气体,分析图像,C 正确。在解答本题时关键是准确理解向碳酸钠溶液中滴加盐酸的反应是分步进行的。 答案:C
7.(2009年全国理综Ⅱ,8,6分) 下列叙述中正确的是( )
A.向含有CaCO 3沉淀的水中通入CO 2 至沉淀恰好溶解,再向溶液中加入NaHCO 3 饱和溶液,又有CaCO 3沉淀 生成
B.向Na 2CO 3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸,生成的CO 2与原Na 2CO 3的物质的量之比为1∶2
C.等质量的NaHCO 3和Na 2CO 3分别与足量盐酸反应,在同温同压下,生成的CO 2体积相同
D.向Na 2CO 3饱和溶液中通入CO 2,有NaHCO 3结晶析出
解析:CaCO 3与CO 2、H 2O 反应生成Ca(HCO 3)2,再加入NaHCO 3饱和溶液是没有现象的,A 项错;向Na 2CO 3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸,仅生成NaHCO 3,无CO 2气体放出,B 项错;等质量的NaHCO 3和Na 2CO 3,其中NaHCO 3的物质的量多,与足量HCl 反应时,放出的CO 2多,C 项错;D 项,发生的反应为:Na 2CO 3+CO 2+H 2O 2NaHCO 3↓,反应消耗水且NaHCO 3的溶解性较小,故有结晶析出,正确。 答案:D
考点二 铝及其化合物的性质
1.(2013年山东理综,9,4分)足量下列物质与相同质量的铝反应,放出氢气且消耗溶质物质的量最少的 是( )
A.氢氧化钠溶液
B.稀硫酸
C.盐酸
D.稀硝酸
解析:Al 与稀硝酸反应不产生氢气,D 项错;Al 与A 、B 、C 反应的关系式为:2Al ～2NaOH,2Al ～3H 2SO 4,2Al ～6HCl,由此可知与NaOH 反应时,消耗最少,A 项正确。 答案:A
2.(2012年重庆理综,11,6分) 向10 mL 0.1mol ·L -1
NH 4Al ()42SO 溶液中,滴加等浓度Ba(OH)2
溶液x mL,下列叙述正确的是( )
A.x=10时,溶液中有N 4H +、Al 3+
、S 24O -,且c(N 4H +)>c(Al 3+
)
B.x=10时,溶液中有N 4H +、Al 2O -、S 24O -,且c(N 4H +)>c(S 24O -)
C.x=30时,溶液中有Ba 2+、Al 2O -、OH -,且c(OH -
) D.x=30时,溶液中有Ba 2+、Al 3+、OH -,且c(OH -)=c(Ba 2+ ) 解析:在N 4H +、Al 3+ 同时存在时,OH -先与Al 3+ 反应。当向10 mL 0.1 mol ·L -1 NH 4Al(SO 4)2溶液 中加入10 mL 等浓度的Ba(OH)2溶液时,两者按1∶1反应。S 24O -消耗一半,Al 3+ 消耗一部分, 生成Al(OH)3沉淀,所以溶液中存在N 4H +、Al 3+和S 24O -,且c(N 4H +)>c(Al 3+ )。当加入30 mL 等浓度的Ba(OH)2 溶液时,Al 3+ 完全转化为Al 2O -,并且生成NH 3·H 2O,溶液中还有剩余的 Ba(OH)2,NH 3·H 2O 发生电离,Al 2O -发生水解,最终使c(OH - )>c(Al 2O -)。 答案:A 3.(2009年上海化学,15,3分)镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应,产生气体的体积(V)与时间(t)关系如图。反应中镁和铝的( ) A.物质的量之比为3∶2 B.质量之比为3∶2 C.摩尔质量之比为2∶3 D.反应速率之比为2∶3 解析:由图像可知,两个反应中生成的氢气一样多,说明两种金属提供的电子数目一样多,则镁、铝的物质的量之比为3∶2,质量之比为4∶3,故A 项正确,B 项错误;镁、铝的摩尔质量之比为8∶9,C 项错;由图像镁、铝与硫酸反应需要的时间之比为2∶3,则两者的速率之比为3∶2,D 项错。 答案:A 4.(2013年重庆理综,8,14分)合金是建造航空母舰的主体材料。 (1)航母升降机可由铝合金制造。 ① 铝元素在周期表中的位置为 。工业炼铝的原料由铝土矿提取而得,提取过程中通入的气体为 。 ② Al-Mg 合金焊接前用NaOH 溶液处理Al 2O 3膜,其化学方程式为 。 焊接过程中使用的保护气为 (填化学式)。 (2)航母舰体材料为合金钢。 ① 舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要 为 。 ② 航母用钢可由低硅生铁冶炼而成,则在炼铁过程中为降低硅含量需加入的物质为 。 (3) 航母螺旋桨主要用铜合金制造。 ① 80.0 g Cu Al 合金用酸完全溶解后,加入过量氨水,过滤得白色沉淀39.0 g,则合金中Cu 的质量分数为 。 ② 为分析某铜合金的成分,用酸将其完全溶解后,用NaOH 溶液调节pH,当pH=3.4时开始出现沉淀,分别在pH 为7.0、8.0时过滤沉淀,结合题图信息推断该合金中除铜外一定含有 。 解析:(1)①Al 在周期表中的第三周期第ⅢA 族,将NaAlO 2转化为Al(OH)3,通入的气体是CO 2;②Al 2O 3为两性氧化物,与NaOH 溶液反应生成NaAlO 2和H 2O,由于Mg 与O 2、N 2、CO 2在高温下剧 烈反应,故Al—Mg合金焊接用Ar作保护气。(2)①海水为弱碱性,舰体在海水中发生吸氧腐蚀;炼铁过程中,常加入CaCO3或CaO将SiO2转化为CaSiO3而除去。(3)①由于Cu(OH)2溶于过量的氨水,故白色沉淀为Al(OH)3,根据Al元素守恒可知Al的质量为13.5 g,故Cu的质量 分数为:80.0g13.5g 80.0g ×100%=83.1%;②溶解铜合金的酸应是强氧化性酸,如稀硝酸,则溶液中 没有Fe2+,由图像可知,Fe3+在pH≈1.9时开始沉淀,在pH≈3.2时沉淀完全,依次类推。pH=3.4时才开始出现沉淀,说明溶液中没有Fe3+,此时的沉淀为Al(OH)3;pH=7.0时过滤出的沉淀为Al(OH)3和Cu(OH)2;pH=8.0时过滤出的沉淀为Ni(OH)2。 答案:(1)①第三周期第ⅢA族CO 2②Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O Ar(其他合理答案均可得分) (2)①吸氧腐蚀②CaCO3或CaO (3)①83.1% ②Al、Ni 5.(2013年四川理综节选,11)明矾石经处理后得到明矾[KAl(SO4)2·12H2O]。从明矾制备Al、K2SO4和H2SO4的工艺过程如下所示: 焙烧明矾的化学方程式为:4KAl(SO 4)2·12H2O+3S2K2SO4+2Al2O3+9SO2↑+48H2O 请回答下列问题: (1)在焙烧明矾的反应中,还原剂是。 (2)从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是。 (4)以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时NiO(OH)转化为 Ni(OH)2,该电池反应的化学方程式是。 (5)焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25 ℃、101 kPa时: 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH1= -197 kJ/mol; H 2O (g)H2O(l) ΔH2=-44 kJ/mol; 2SO 2(g)+O2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l) ΔH3=-545 kJ/mol。 则SO3 (g)与H2O(l)反应的热化学方程式是 。 焙烧948 t明矾(M=474 g/mol ),若SO2的利用率为96%,可生产质量分数为98%的硫酸 t。 解析:(1)由焙烧明矾的化学方程式看出,单质硫中S元素化合价升高,被氧化作还原剂;(2)从K2SO4溶液中获得溶质K2SO4应蒸发结晶;(4)由Al只能发生氧化反应作负极,NiO(OH) 转化为Ni(OH)2为还原反应,在正极上发生,结合电解质NaOH溶液,电子守恒规律,可写出电池反应为Al+3NiO(OH)+NaOH+H 2O3Ni(OH)2+NaAlO2;(5)将反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3对应的热化学方程式编号为①、②、③, 根据盖斯定律,③×1 2 -①× 1 2 -②,整理后得 SO 3(g)+H2O(l)H2SO4(l) ΔH=1 2 ΔH3- 1 2 ΔH1-ΔH2=-130 kJ/mol, 根据关系式,设生产质量分数为98%的硫酸x t, 4KAl(SO4)2·12H2O～9SO2～9SO3～9H2SO4 4×474 9×98 948 t ×96% x ×98% 447494896%??=998 98% x ?? x=432。 答案:(1)硫(S) (2)蒸发结晶 (4)Al+3NiO(OH)+NaOH+H 2O 3Ni(OH)2+NaAlO 2 (5)SO 3(g)+H 2O(l)H 2SO 4(l) ΔH=-130 kJ/mol 432 6.(2012年重庆理综,27,15分)氯离子插层镁铝水滑石[Mg 2Al(OH)6Cl ·xH 2O]是一种新型离子交换材料,其在高温下完全分解为MgO 、Al 2O 3、HCl 和水蒸气,现用如图装置进行实验确定其化学式(固定装置略去)。 (1)Mg 2Al(OH)6Cl ·xH 2O 热分解的化学方程式为 。 (2)若只通过测定装置C 、D 的增重来确定x,则装置的连接顺序为 (按气流方向,用接口字母表示),其中C 的作用是 。装置连接后,首先要进行的操作的名称是 。 (3)加热前先通N 2排尽装置中的空气,称取C 、D 的初始质量后,再持续通入N 2的作用是 、 等。 (4)完全分解后测得C 增重3.65 g 、D 增重9.90 g,则x= 。若取消冷却玻管B 后进行实验,测定的x 值将 (填“偏高”或“偏低”)。 (5)上述水滑石在空气中放置时易发生反应生成[Mg 2Al(OH)6Cl 1-2y (CO 3)y ·zH 2O],该生成物能发生类似的热分解反应,现以此物质为样品,用(2)中连接的装置和试剂进行实验测定z,除测定D 的增重外,至少还需测定 。 解析:(1)据题意写出反应物和产物,然后配平: 2[Mg 2Al(OH)6Cl ·xH 2O]4MgO+Al 2O 3+2HCl ↑+(5+2x)H 2O ↑。 (2)A 装置的作用是提供高温,使氯离子插层镁铝水滑石分解;C 装置的作用是吸收生成的HCl 气体;D 装置考查浓H 2SO 4的吸水性,其增重为生成H 2O 的质量。欲确定x 的值,可通过C 、D 的增重来计算,即生成HCl 和水蒸气质量。故气流需先通过D 装置,再通入C 中,否则水蒸气的质量不能准确得到,同时注意气体长进短出。故装置的连接顺序为a —e —d —b 。凡是产生气体的装置,连接好仪器后,首先要检查装置的气密性。 (3)持续通入N 2可将分解产生的气体全部带入装置C 、D 中,吸收完全;还可防倒吸。 (4)由题意知:n(H 2O)=0.55 mol,n(HCl)=0.1 mol 2[Mg 2Al(OH)6Cl ·xH 2O] 4MgO+Al 2O 3+2HCl ↑+(5+2x)H 2O ↑ 2 5+2x 0.1 mol 0.55 mol 252x =0.1mol 0.55mol ,x=3 若取消B 装置,可使气流速度过快,水蒸气吸收不完全,则测得x 值偏低。 (5)类比可得出:此物质发生热分解反应时生成HCl 、H 2O 、CO 2三种气体;利用(2)中装置可知,D 的增重为生成H 2O 的质量,C 的增重为生成的HCl 和CO 2的质量和。欲确定z 值,至少还需测定装置C 的增重及样品质量。 答案:(1)2[Mg 2Al(OH)6Cl ·xH 2O]4MgO+Al 2O 3+2HCl ↑+(5+2x)H 2O ↑ (2)a —e —d —b 吸收HCl 气体 检查气密性 (3)将分解产生的气体全部带入装置C 、D 中完全吸收 防止产生倒吸 (4)3 偏低 (5)装置C 的增重及样品质量(样品质量及样品分解后残余物质量或装置C 的增重及样品分解后残余物质量) 7.(2011年广东理综,32,16分)由熔盐电解法获得的粗铝含一定量的金属钠和氢气,这些杂质可采用吹气精炼法除去,产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下: (注:NaCl 熔点为801 ℃;AlCl 3在181 ℃升华) (1)精炼前,需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂,防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生 新的杂质,相关的化学方程式为① 和② 。 (2)将Cl 2连续通入坩埚中的粗铝熔体,杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl 2外还含有 ;固态杂质粘附于气泡上,在熔体表面形成浮渣,浮渣中肯定存在 。 (3)在用废碱液处理气体A 的过程中,所发生反应的离子方程式为 。 (4)镀铝电解池中,金属铝为 极。熔融盐电镀液中铝元素和氯元素主要以AlC -4l 和 Al 2C -7l 形式存在,铝电极的主要电极反应式为 。 (5)钢材镀铝后,表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀,其原因是 。 解析:(1)在高温下,Al 易与Fe 2O 3、SiO 2发生置换反应,造成产品Al 的损耗,又会产生新杂质Fe 、Si 、Al 2O 3。 (2)Cl 2除了和杂质Na 、H 2反应生成NaCl 、HCl 外,还与Al 反应生成AlCl 3,因精炼温度为700 ℃,此时AlCl 3以气态形式存在,NaCl 以固态形式存在,所以气泡成分除Cl 2外还有HCl 、AlCl 3,浮渣为NaCl 。 (3)尾气中主要含3种气体,Cl 2、HCl 、AlCl 3通过冷凝降温把AlCl 3分离出去,在气体A 中仅含有Cl 2、HCl,均可与废碱液反应。 (4)电镀池中,镀层金属作阳极,镀件作阴极,故Al 为阳极,因电镀液为熔融盐(KCl 、NaCl), 需考虑Cl -与Al 3+的结合方式,故Cl -参与电极反应,阳极反应式为Al-3e -+4Cl - AlC - 4l ,2Al-6e -+7Cl - Al 2C -7l 。 (5)致密氧化铝膜稳定性较好,覆盖在钢材表面可防止钢材与空气、水、氧气接触发生电化学腐蚀。 答案:(1)2Al+Fe 2O 3Al 2O 3+2Fe 4Al+3SiO 22Al 2O 3+3Si (2)HCl 、AlCl 3 NaCl (3)Cl 2+2OH -Cl -+ClO -+H 2O 、H ++OH -H 2O (4)阳 Al-3e -+4Cl - AlC - 4I ,2Al-6e -+7Cl - Al 2C -7I (5)氧化铝膜能隔绝空气,阻碍钢铁被腐蚀 8.(2009年福建理综,24,13分)从铝土矿(主要成分是Al 2O 3,含SiO 2、Fe 2O 3、MgO 等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下: 请回答下列问题: (1)流程甲加入盐酸后生成Al 3+ 的离子方程式为 。 (2)流程乙加入烧碱后生成Si 23O - 的离子方程式为 。 (3)验证滤液B 含Fe 3+ ,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K sp =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(Mg 2+ ) = 。 解析:本题考查铝土矿中氧化铝提取的工艺流程。 (1)与HCl 反应生成Al 3+ 的应为铝土矿中Al 2O 3。 (2)SiO 2可以溶于NaOH 中生成Na 2SiO 3。(3)滤液B 为MgCl 2、FeCl 3、AlCl 3及盐酸的混合液, 检验3+Fe 的特征反应很多,如与KSCN 显血红色,与苯酚显紫色,与OH -显红褐色沉淀等。(4) 生成E 、K 时,CO 2均是过量的,故应生成NaHCO 3。(5)pH=13.00,则c(OH -)=0.1 mol/L,K sp =c(Mg 2+ )·c 2 (OH -),c(Mg 2+ )=() 12 2 5.6100.1-? mol/L=5.6× 10-10 mol/L 。 答案:(1)Al 2O 3+6H + 2Al 3+ +3H 2O (2)SiO 2+2OH -Si 23O - +H 2O (3)硫氰化钾(或硫氰酸钾、苯酚溶液等合理答案) (4)NaHCO 3 制纯碱(或做发酵粉等合理答案) (5)5.6×10-10 mol/L 模拟试题 考点一 钠及其化合物的性质 1.(2012中山六校联考)下列关于钠与水反应的说法不正确的是( ) ①将小块钠投入滴有石蕊试液的水中,反应后溶液变红 ②将钠投入稀盐酸中,钠先与水反应,后与盐酸反应③将两小块质量相等的金属钠,一块直接投入水中,另一块用铝箔包住,在铝箔上刺些小孔,然后投入水中,两者放出的氢气质量相等 A.只有①② B.只有③ C.只有②③ D.①②③ 解析:钠与水反应生成的NaOH能使石蕊试液变蓝,①不正确;钠投入稀盐酸中先与盐酸反应,过量的钠再与水反应,②不正确;用铝箔包住的钠除Na与水反应生成H2外,Al与NaOH溶液反应也会产生H2,故③不正确。 答案:D 2.(2013重庆南开中学期末)一定量碳酸氢钠与过氧化钠的混合物在密闭体系中充分加热后,排出气体,测出固体残留物中有两种成分,则该固体组成中一定含有( ) A.NaHCO3、Na2CO3 B.NaOH、Na2CO3 C.Na2O2、Na2CO3 D.Na2O2、NaOH 解析:碳酸氢钠充分加热,完全分解:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,所以固体残留物中一定有Na2CO3。CO2、 H2O与Na2O2的反应中,先与CO2反应生成Na2CO3,然后与H2O反应生成NaOH。如果Na2O2过量的话,还会有Na2O2。若固体残留物中有两种成分,则一定是Na2CO3、NaOH。 答案:B 3.(2013浙江金华十校期末)利用下列实验装置,不能完成实验目的的是( ) A.利用装置Ⅰ进行H2O2分解反应速率的定量测定 B.利用装置Ⅱ进行碳酸氢钠与碳酸钠的检验 C.利用装置Ⅲ证明铁生锈时空气参与反应 D.利用装置Ⅳ进行碳酸氢钠与碳酸钠稳定性强弱比较 解析:装置Ⅰ中用长颈漏斗会使生成的氧气跑掉,应该用分液漏斗,A错误;由于碳酸氢钠与 盐酸反应的速率比碳酸钠快,相同时间内气球涨的更大,B正确;铁生锈时空气参与反应,造 成瓶内压强减小,U形管两侧液面出现液面差,C正确;只要把碳酸氢钠放到内管,碳酸钠放到外管,接内管的澄清石灰水变浑浊,而接外管的澄清石灰水无变化,则可证明碳酸钠稳定性强于碳酸氢钠,D正确。 答案:A 考点二铝及其化合物的性质 4.(2013广东佛山质检)下列说法正确的是( ) A.工业上冶炼铝常用焦炭还原氧化铝 B.CO 2、 NO 2或SO 2都会导致酸雨的形成 C.光导纤维、聚乙烯、油脂都是高分子化合物 D.可通过加水吸收后再用半透膜渗析的方法分离PM 2.5微粒与可溶性吸附物 解析:工业上冶炼铝只能用通电电解的方法,A 错;CO 2不会导致酸雨的形成,B 错;光导纤维的主要成分是SiO 2,与油脂两者都不属于高分子化合物,C 错;PM 2.5微粒是指直径小于2 500 nm 的颗粒,半透膜的孔洞直径要小于1 nm,所以可以用半透膜渗析的方法分离PM 2.5微粒与其所吸附的可溶物,D 正确。 答案:D 5.(2013安徽示范高中名校联考)工业上可用硫酸铝与硫磺焙烧制备氧化铝:2Al 2(SO 4)3+3S 2Al 2O 3+9SO 2↑,下列有关说法中正确的是( ) A.反应中Al 2(SO 4)3被氧化 B.Al 2 (SO 4)3、Al 2O 3均含有离子键和共价键 C.5.1 g Al 2O 3含有9.03×1022 个阴离子 D.该反应中,每转移0.3 mol 电子生成5.04 L SO 2 解析:该反应中Al 2(SO 4)3中的S 元素从+6价转变为SO 2中的+4价,被还原,A 错;Al 2O 3是离子化合物,只含有离子键,B 错;n(Al 2O 3)=5.1g/102g ·mol -1 =0.05 mol,则氧离子个数为:0.05 mol ×3×6.02×1023 mol -1 =9.03×1022 ,C 正确;由于没有说明标准状况,故生成SO 2气体的体积不能确定,D 错误。 答案:C 6.(2012合肥八中月考)某Na 2CO 3、NaAlO 2的混合溶液中逐滴加入1 mol ·L -1 的盐酸,测得溶 液中的C 23O -、HC 3O - 、Al 2O -、Al 3+ 的物质的量与加入盐酸的体积变化关系如图所示,则下列 说法正确的是( ) A.原混合溶液中的C 23O -与Al 2O -的物质的量之比为1∶2 B.V 1∶V 2=1∶5 C.M 点时生成的CO 2为0.05 mol D.a 线表示的离子方程式为:Al 2O -+H + +H 2O Al(OH)3↓ 解析:因为酸性有:HCl>H 2CO 3>HC 2O ->C 23O ->Al(OH)3,所以在向Na 2CO 3、NaAlO 2的混合溶液中逐 滴加入 1 mol ·L -1 的盐酸的过程中,首先发生反应①Al 2O -+H + +H 2O Al(OH)3↓,则a 线表示的是 Al 2O -的物质的量,D 选项正确,且n(Al 2O -)=n(HCl)=0.05 mol;然后发生反应② C 2 3O -+H + HC 3O -,b 线表示的是C 23O -的物质的量,c 线表示的是HC 3O - 的物质的 量,n(C 23O -)=n(HCl)=0.05 mol,则n(C 23O -)∶n(Al 2O -)=1∶1,A 选项错;V 1表示C 23O -与HC 3 O - 物质的量相等时加入盐酸的体积,此时V 1=75 mL,M 表示反应C 23O -+H + HC 3O - 恰好完成,此 时并没有放出CO 2,C 选项错;再后发生反应③H + +HC 3 O - CO 2↑+H 2O,HC 3O - 的物质的量对应的 是d 线,再后发生反应④Al(OH) 3+3H + Al 3+ +3H 2O,Al 3+ 的物质的量对应的是e 线,V 2=3×50 mL+150 mL= 300 mL,V 1∶V 2=75∶300=1∶4,B 选项错。 答案:D 综合演练 7.(2013广东汕头质检)下列对物质用途的描述中,错误的是( ) A.铝可用于冶炼某些熔点较高的金属 B.Na 2O 2可用作漂白剂 C.碱石灰可用于干燥CO 2、O 2等气体 D.NaClO 可用作消毒剂 解析:利用铝热反应放出大量热的特点可用于冶炼某些熔点较高的金属,A 正确;Na 2O 2具有强氧化性,可用作漂白剂,B 正确;碱石灰是碱性干燥剂能够吸收CO 2气体,C 错;NaClO 在溶液中水解生成HClO 具有强氧化性,可用来杀菌消毒,D 正确。 答案:C 8.(2012江南十校联考)潜艇上的核反应堆使用液态铝钠合金(单质钠和单质铝熔合而成)作载热介质,下列有关说法正确的是( ) A.该合金的熔点介于钠、铝之间 B.钠或铝形成的氧化物均为碱性氧化物 C.钠和铝分别与不足量的盐酸反应所得溶液均呈中性 D.若合金中n(Na)>n(Al),将其投入到适量的水中可得无色透明溶液 解析:铝钠合金为液态,故熔点低于钠和铝,A 错误;过氧化钠、氧化铝不属于碱性氧化物,B 错误;钠与不足量的盐酸反应后所得溶液呈碱性,铝与不足量的盐酸反应后所得溶液呈酸性,C 错误;因2Na+2H 2O 2NaOH+H 2↑,2Al+2NaOH+2H 2O 2NaAlO 2+3H 2↑,所以2Al ～2NaOH ～2Na,当n(Na)>n(Al),投入到适量水中,铝能全部溶解转化成NaAlO 2溶液,且剩余NaOH 。 答案:D 9.(2013广东肇庆统一检测)下列物质转化在给定条件下能实现的是( ) ①Al 2O 3NaAlO 2(aq)Al(OH)3 ②S SO 3 H 2SO 4 ③饱和NaCl(aq)NaHCO 3Na 2CO 3 ④Fe 2O 3 FeCl 3(aq) 无水FeCl 3 ⑤MgCl 2(aq) Mg(OH)2 MgO A.①③⑤ B.①④⑤ C.②③④ D.②④⑤ 解析:②中的S 在点燃条件下只能生成SO 2;③中先用NH 3使溶液碱化,再通入足量的CO 2,发生反应:NH 3+CO 2+H 2O+NaCl NH 4Cl+NaHCO 3↓,由于NaHCO 3的溶解度小于Na 2CO 3,就会析出NaHCO 3, 这就是侯德榜制碱法的原理。④中的FeCl 3溶液加热,由于Fe 3+ 的水解,最终得到Fe(OH)3。 答案:A 10.(2013广东华附、省实、广雅、深中四校联考)铝广泛应用于化学工业和日常生活中。工业上由铝土矿(Al 2O 3·3H 2O 的含量约为85%,其余主要为SiO 2、Fe 2O 3等)冶炼金属铝的流程如下。 已知拜耳法生产Al 2O 3·3H 2O 的基本原理为: Al 2O 3·3H 2O+2NaOH(aq) 2NaAlO 2(aq)+4H 2O,[Al 2O 3·3H 2O 也可表示为2Al(OH)3] (1)操作Ⅰ的名称为 ,赤泥中除含有铝硅酸盐外,还含有的主要物质有 (2)为了提高铝土矿的溶出速率可采取的有效措施为 (任写三点)。 (3)用化学平衡理论解释稀释溶液Ⅰ有利于Al 2O 3·3H 2O 结晶的原因 。 (4)为了析出Al 2O 3·3H 2O,也可向溶液Ⅰ中通入过量CO 2气体,写出生成Al 2O 3·3H 2O 的离子方程式: 。 (5)为了回收赤泥附着液带走的有用成分,工业上将用热水洗涤后的洗液用作溶液Ⅰ的稀释剂,请指出流程图中另一处类似的做法 。 解析:流程原理分析如下:铝土矿(Al 2O 3、SiO 2、Fe 2O 3)经NaOH 溶液处理,Al 2O 3、SiO 2转化为NaAlO 2、Na 2SiO 3,然后过滤,滤出的Fe 2O 3成为赤泥。对于NaAlO 2、Na 2SiO 3的混合液,经稀释,NaOH 浓度降低,使NaAlO 2的水解平衡向结晶方向移动(或向左移动),从而得到 Al(OH)3(Al 2O 3·3H 2O),然后煅烧去水得到Al 2O 3,电解熔融Al 2O 3得到金属Al 。在促使Al(OH)3(Al 2O 3·3H 2O)析出的过程中也可以用通入CO 2气体的方法,通过反应CO 2(过量)+Al 2O -+2H 2O Al(OH)3↓+HC 3O - 得到Al(OH)3。溶液Ⅱ主要是析出Al(OH)3后,残留有 NaAlO 2、Na 2SiO 3的NaOH 溶液,经蒸发浓缩可以继续溶解铝土矿。 答案:(1)过滤 Fe 2O 3 (2)将铝土矿粉碎、加热、搅拌、增大NaOH 的浓度(任答三点即可) (3)稀释降低了NaOH 的浓度,有利于NaAlO 2的水解,使平衡向结晶方向移动(或向左移动) (4)CO 2(过量)+Al 2O -+2H 2O Al(OH)3↓+HC 3O - 或2CO 2(过量)+2Al 2O -+4H 2O Al 2O 3·3H 2O ↓ +2HC 3O - (5)将溶液Ⅲ循环使用溶解铝土矿 11.(2013广东东莞质检)发酵粉是一种化学膨松剂,可由小苏打、臭粉(碳酸氢铵)、明矾中 的两种物质组成。某小组为探究不同品牌的发酵粉的化学成分,进行如下实验。 【提出假设】 (1)假设1:由小苏打和臭粉组成 假设2:由小苏打和明矾组成 假设3:由 组成 【方案与流程】 为探究甲品牌的发酵粉的成分,某同学设计如下实验,得到如下现象: (2)结合步骤①～③分析,气体A 为 ,该发酵粉的成分为 (填化学式)。 (3)若步骤①和②操作不变(现象也相同),将步骤③中足量稀盐酸改为足量氯化钡溶液,观察 到有白色沉淀生成,能否确定发酵粉的成分并说明理由: 。 (4)乙品牌的发酵粉的化学组成可能为假设2情况,请你设计实验验证。 实验仪器和用品任选,限选试剂:稀盐酸、0.1 mol/L NaOH 溶液 式,另一种假设只能是臭粉(碳酸氢铵)和明矾组成。(2)步骤①与熟石灰Ca(OH)2研磨能够放 出气体,则该气体为NH3,所以发酵粉中一定有臭粉(碳酸氢铵);步骤②经加热NaHCO3和 NH4HCO3都会发生分解:2NaHCO 3Na2CO3+CO2↑+ H2O↑、NH4HCO 3NH3↑+H2O↑+CO2↑。得到固体是Na2CO3。再与稀盐酸反应生成气体B(CO2),若发酵粉由臭粉和明矾组成,则不会产生气体B,所以该发酵粉由NaHCO3和NH4HCO3组成。(3)不能确定发酵粉的成分。因为加热NaHCO3分解成了Na2CO3,Na2CO3和KAl(SO4)2都能与BaCl2溶液反应生成白色沉淀。(4)Na+需要通过焰色反应来确定,Al3+可以通过滴加NaOH溶液来检验确定,也可以用焰色反应通过证明K+的存在来证明明矾的存在。 答案:(1)臭粉和明矾(2)氨气(或NH3) NaHCO3和NH4HCO3(写名称也给分) (3)不能,因为加热NaHCO3分解成Na2CO3,Na2CO3和KAl(SO4)2都能与BaCl2溶液反应生成白色沉淀。
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