1、人教版高中化学必修一高三31铝与氢氧化钠溶液的反应1docx高中化学学习材料河南省罗山高中2016届高三化学复习精选课时练（含解析）：必修一 3.1铝与氢氧化钠溶液的反应（1）选择题1、向含1mol HCl和lmol MgSO4的混合溶液中加入1mol/L的Ba（OH）2溶液，产生沉淀的物质的量（n）与加入Ba（OH）2溶液体积（V）间的关系图正确的是（ ）A BC D【答案】D【解析】含1mol HCl和l mol MgSO4的混合溶液中加入Ba（OH）2后，首先发生反应Ba2+SO42=BaSO4，生成既不溶于水又不溶于酸的BaSO4沉淀，同时OH跟盐酸的H+发生中和反应OH+H+=H2O
2、，由于HCl的存在，OH不能与Mg2+产生沉淀Mg（OH）2，待H+完全反应，OH与Mg2+开始生成Mg（OH）2沉淀，由OH+H+=H2O可知，H+完全反应时加入的Ba（OH）2为0.5mol，加入Ba（OH）2溶液的体积为=0.5L=500mL，产生参加反应的硫酸根为0.5mol，此阶段沉淀n（BaSO4）=0.5mol，溶液中n（SO42）=1mol0.5mol=0.5mol，n（Mg2+）=1mol；继续加入Ba（OH）2，发生反应Ba2+SO42=BaSO4、Mg2+2OH=Mg（OH）2，此时加入相同质体积的Ba（OH）2溶液，生成的沉淀的量比上一阶段要多，当再加入0.5molBa
3、（OH）2时，溶液中的SO42恰好沉淀，参加反应的Mg2+物质的量为0.5mol，此阶段又产生沉淀n（BaSO4）=0.5mol，n=0.5mol，加入Ba（OH）2溶液的体积为=0.5L=500mL，此时溶液中n（Mg2+）=1mol0.5mol=0.5mol；在继续加入Ba（OH）2溶液，发生反应Mg2+2OH+=Mg（OH）2，沉淀的量继续增大，此时加入相同质体积的Ba（OH）2溶液，生成的沉淀的量较第二阶段小，但与第一阶段相同，但当再加入0.5molBa（OH）2时，0.5molMg2+完全沉淀，加入Ba（OH）2溶液的体积为=0.5L=500mL，此时沉淀达最大量，此阶段又产生沉淀n
4、=0.5mol，再加入Ba（OH）2溶液不再产生沉淀由上述分析可知三个阶段加入的加入Ba（OH）2溶液的体积相同为500mL；第一阶段产生沉淀n（BaSO4）=0.5mol；第二阶段又生成沉淀n（BaSO4）=0.5mol，n=0.5mol，此时沉淀总量为1.5mol，加入Ba（OH）2溶液的总体积为1L；第三阶段又生成沉淀n=0.5mol，此时沉淀总量为2mol，加入Ba（OH）2溶液的总体积为1.5L沉淀的量与Ba（OH）2溶液体积关系图为：故选：D2、甲、乙两烧杯中各盛有100 ml 3mol/L的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为V（甲
5、）：V（乙）=1：2，则加入铝粉的质量为( )A5.4g B3.6g C2.7g D1.8g【答案】A【解析】(1)假设铝都不足，按照铝来计算，则产生的H2之比为1:1 不符合（2）假设铝都过量，按照盐酸和氢氧化钠来计算，则产生的H2之比1:3 不符合（3）1个反应铝过量，1个反应铝不足。按照反应2Al-6HCl-3H2 2Al-2NaOH-3H2盐酸消耗的多的多，所以，盐酸中铝过量，按照盐酸来算，氢氧化钠中铝不足，按照铝来计算。2Al-6HCl-3H2 2Al-2NaOH-3H26 3 2 30.6 0.3 x 0.6计算得x=0.4 质量=0.427=10.8g,故选A正确。3、将13.0
6、g Al、Fe、Cu组成的合金溶于足量的NaOH溶液中，产生气体6.72L（标况）另取等质量的合金溶于过量的稀硝酸中生成6.72L（标况）NO，向反应后的溶液中加入过量的NaOH溶液，得到沉淀的质量是（）A11.85g B12.7g C27.45g D28.3g【答案】B【解析】合金溶于足量的NaOH溶液中，金属铝和氢氧化钠反应产生气体氢气6.72L（标准状况），物质的量为=0.3mol，根据电子转移守恒可知n（Al）=0.2mol，故金属铝的质量为0.2mol27g/mol=5.4g，金属铝提供电子的量是0.6mol，将合金溶于过量稀硝酸中，分别生成Al3+、Fe3+、Cu2+离子，根据电子
7、守恒，金属共提供电子的物质的量为3=0.9mol，故Fe、Cu共提供的电子物质的量为0.9mol0.6mol=0.3mol，向反应后的溶液中加入过量的NaOH溶液，铝离子全部转化为偏铝酸根离子，不会出现沉淀，所得沉淀为氢氧化铁、氢氧化铜，由电荷守恒可知，反应中金属铁、铜提供的电子的物质的量等于生成碱的氢氧根离子的物质的量，即n（OH）=0.3mol，所以反应后沉淀的质量等于13.0g5.4g+0.3mol17g/mol=12.7g，故选B4、将10.7gMg、Al和Fe组成的合金溶于足量的氢氧化钠溶液中，产生标准状况下3.36L气体另取等质量的合金溶于过量盐酸中，生成标准状况下7.84L气体，
8、向反应后的溶液中加入过量NaOH溶液，得到沉淀物质的量为（）A0.1mol B 0.2mol C 0.25mol D 0.3mol【答案】B【解析】Mg、Al和Fe组成的合金溶于足量的氢氧化钠溶液中，只有Al反应生成氢气，根据电子转移守恒，Al提供电子物质的量为：2=0.3mol；另取等质量的合金溶于过量盐酸中，金属均与盐酸反应生成氢气，两过程中Al反应生成氢气体积相等，根据电子转移守恒，Mg、Fe提供电子总物质的量为20.3mol=0.4mol，故Mg、Fe总物质的量为=0.2mol，向反应后的溶液中加入过量NaOH溶液，得到沉淀为氢氧化镁、氢氧化亚铁，根据原子守恒，沉淀物质的量等于金属物质
9、的量，即沉淀物质的量为0.2mol5、一定量的镁铝合金与足量的氢氧化钠溶液反应产生3.36L氢气。若将等质量的该合金完全溶于稀硝酸，反应中硝酸被还原只产生4.48L的NO（气体的体积均已折算到标准状况），在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为（ ）A11.4g B16.5g C9.7g D8.7g【答案】D【解析】标准状况下3.36L氢气的物质的量是3.36L/22.4L/mol=0.15mol，4.48LNO的物质的量是4.48L/22.4L/mol=0.2mol。Mg、Al合金中只有Al与氢氧化钠溶液反应，根据2Al3H2，可知Al的物质的量是0.1mol；与硝酸反应生
10、成0.2mol的NO，得到电子的物质的量是0.2mol3=0.6mol，设合金中Mg的物质的量是x，根据得失电子守恒，得2x+0.1mol3=0.6mol，所以x=0.15mol，所以加入足量氢氧化钠溶液时只生成氢氧化镁沉淀，质量是0.15mol58g/mol=8.7g，答案选D。6、常温下，将一定量的钠铝合金置于水中，合金全部溶解，得到20 mL pH14的溶液，然后用1 mol/L的盐酸滴定，测得生成沉淀的质量与消耗盐酸的体积关系如图所示，则下列说法正确的是（）A原合金质量为 0.92 g B产生氢气的体积为896 mL(标准状况下)C图中m的值为1.56 D图中V2的值为60【答案】C【
11、解析】由图象可知，向合金溶解后的溶液中加盐酸，先发生NaOH+HClNaCl+H2O，后发生NaAlO2+HCl+H2ONaCl+Al（OH）3，最后发生Al（OH）3+3HClAlCl3+3H2O，合金溶解后剩余的氢氧化钠的物质的量为0.02L1mol/L=0.02mol，由NaOH+HClNaCl+H2O0.02mol 0.02mol则V1为0.02mol1mol/L0.02L20mL，生成沉淀时消耗的盐酸为40mL-20mL20mL，其物质的量为由0.02L1mol/L0.02mol，由NaAlO2+HCl+H2ONaCl+Al（OH）30.02mol 0.02mol 0.02molA、
12、由钠元素及铝元素守恒可知，合金的质量为0.04mol23g/mol+0.02mol27g/mol=1.46g，故A错误；B、由2Na+2H2O2NaOH+H2、2Al+2H2O+2NaOH2NaAlO2+3H2，生成氢气的物质的量为0.02mol+0.03mol=0.05mol，其标况下的体积为0.05mol22.4L/mol=1.12L，故B错误；C、由上述计算可知，生成沉淀为0.02mol，其质量为0.02mol78g/mol=1.56g，故C正确；D、由Al（OH）3+3HClAlCl3+3H2O可知，溶解沉淀需要0.06molHCl，其体积为60mL，则V2为40mL+60mL100m
13、L，故D错误；故选C。7、将130g Al、Fe、Cu组成的合金溶于足量的NaOH溶液中，产生气体672L（标况）。另取等质量的合金溶于过量的稀硝酸中生成672L（标况）NO，向反应后的溶液中加入过量的NaOH溶液，得到沉淀的质量是（ ）A1185g B127g C2745g D283g【答案】B【解析】合金溶于足量的NaOH溶液中，金属铝和氢氧化钠反应产生气体氢气6.72L（标准状况），物质的量为0.3mol，所以金属铝的质量是5.4g，金属铝失电子的量是0.6mol，将合金溶于过量稀硝酸中，分别生成Al3+、Fe3+、Cu2+离子，生成NO的物质的量是6.72L22.4L/mol0.3mo
14、l，则根据电子守恒，金属共失去电子的物质的量为0.3mol30.9mol，向反应后的溶液中加入过量的NaOH溶液，铝离子全部转化为偏铝酸根离子，不会出现沉淀，反应中金属铁、铜失去电子的物质的量0.3mol等于生成碱的氢氧根离子的物质的量，即n（OH-）0.3mol，所以反应后沉淀的质量等于13.0g5.4g0.3mol17g/mol12.7g，选B。8、某同学将某种金属分别与等体积甲、乙两种溶液反应，所加金属的质量与相同条件下产生气体的体积关系如图所示，下列推论可能正确的是()A金属是镁，甲溶液为0.2 molL1盐酸，乙溶液为0.1 molL1盐酸B金属是铁，甲溶液为pH1的醋酸，乙溶液为p
15、H1的盐酸C金属是铝，甲溶液为0.1 molL1盐酸，乙溶液为0.1 molL1氢氧化钠溶液D金属是铝，甲溶液为0.1 molL1氢氧化钠溶液，乙溶液为0.1 molL1盐酸【答案】C【解析】根据图象可知甲、乙与过量金属反应时，乙与金属反应产生的气体多，由此可知A、B选项不正确，足量铝与等物质的量的氢氧化钠、盐酸反应，与氢氧化钠反应放出的氢气多，所以D不正确。9、某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：方案：铜铝混合物 测定生成气体的体积 方案：铜铝混合物 测定剩余固体的质量 下列有关判断中不正确的是（ ）A溶液A和溶液B均可以是盐酸或NaOH溶液 B溶液A和
16、溶液B选用稀硝酸C若溶液B选用浓硝酸，测得铜的质量分数偏小 D实验室中方案更便于实施【答案】B 【解析】 10、将5.1 g镁铝合金，投入到500 mL 2 molL的盐酸中，金属完全溶解，再加入4 molL 的NaOH溶液，若要生成的沉淀最多，加入的这种NaOH溶液的体积是（ ）A200 mL B250 mL C425 mL D560 mL【答案】B 【解析】 11、将足量的铝粉分别投入等物质的量浓度的NaOH溶液和盐酸中，待反应结束后，两者产生的气体在相同状况下占有相同的体积。下列叙述不正确的是( )A两反应中转移的电子数相等 B消耗铝的质量相等C消耗NaOH溶液和盐酸的体积不相等 D反应
17、后两溶液混合会产生白色沉淀且溶液中的溶质只有NaCl【答案】D 【解析】 12、某无色溶液能与Al反应生成H2，则能大量共存的离子组是（ ）ASO42、K+、Na+、CrO42 BMg2+、K+、HCO3、ClCCa2+、NH4+、Cl、NO3 DNa+、K+、S2O32、SO42【答案】D 【解析】 13、(能力挑战题)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 molL-1的盐酸和氢氧化钠溶液,向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,反应结束后测得生成的气体体积比为甲乙=12,则加入铝粉的质量为()A.5.4 g B.3.6 g C.2.7 g D.1.6 g【答案】A【解析】根据反应方程式:2Al+6
18、HCl=2AlCl3+3H2,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2,两者产生的气体量之比为12,若Al完全反应,则产生气体量相同。可判断出,两个反应中酸应该不足,碱应该过量。m(HCl)=0.1 L3 molL-136.5 gmol-1=10.95 g2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 636.5 32 10.95 g m(H2)=0.3 g则Al与NaOH反应生成的H2的质量为0.3 g2=0.6 g2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2227 32m(Al)=5.4 g 0.6 g14、为测定某镁铝合金样品中铝的含量，进行了下列实验：取一定量合金，加入10
19、0 mL0.3 mol/L稀硫酸，合金完全溶解，产生的气体在标准状况下体积为560 mL；再加入0.2 mol/L NaOH溶液至沉淀质量恰好不再变化，用去350 mL NaOH溶液。则所取样品中铝的物质的量为（ ）A0.005 mol B0.01 mol C0.025 mol D0.03 mol【答案】B 综合题15、为探索工业废料的再利用，某化学兴趣小组设计了如下实验流程，用含有铝、铁和铜的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO47H2O)和胆矾晶体。请回答：（1）写出步骤反应的离子方程式： 。（2）试剂X是 。步骤、中均需进行的实验操作是 。（3）进行步骤时，该小组用如图7所示装置及试剂
20、制取CO2并将制得的气体通入溶液A中。一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少。为了避免固体C减少，可采取的改进措施是 。（4）用固体F制备CuSO4溶液，可设计以下三种途径：写出途径中反应的离子方程式 ，请选出你认为的最佳途径并说明选择的理由 。【答案】（1）2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2 （2）稀硫酸或H2SO4 过滤 （3）在装置、之间增加一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶 （4）3Cu+2NO3+8H+=3Cu2+2NO+4H2O 途径最佳，理由是原料利用率高，环境污染小 【解析】16、金属铝质轻且有良好的防腐蚀性，在国防工业中有非常重要的作用。完成下列填空：1
21、.铝原子核外电子云有 种不同的伸展方向，有 种不同运动状态的电子。2.镓（Ga）与铝同族。写出镓的氯化物和氨水反应的化学方程式。3.硅与铝同周期。SiO2是硅酸盐玻璃（Na2CaSi6O14）的主要成分，Na2CaSi6O14也可写成Na2OCaO6SiO2。盛放NaOH溶液的试剂瓶若用玻璃瓶塞容易形成粘性的硅酸盐而无法打开，发生反应的化学方程式 。长石是铝硅盐酸，不同类长石其氧原子的物质的量分数相同。由钠长石化学式NaAlSi3O8可推知钙长石的化学式为 4.用铝和金属氧化物反应制备金属单质是工业上较常用的方法。如：2Al+4BaO3Ba+BaOAl2O3常温下Al的金属性比Ba的金属性 （
22、选填“强”“弱”）。利用上述方法可制取Ba的主要原因是 。a.高温时Al的活泼性大于Ba b.高温有利于BaO分解c.高温时BaOAl2O3比Al2O3稳定 d.Ba的沸点比Al的低【答案】（1）9 、13 ； （2）GaCl3+3NH3H2O3NH4Cl+Ga(OH)3 （3）SiO2+2NaOHNa2SiO3+2H2O 、CaAl2Si6O16 （4）弱 、 d【解析】（1）s轨道只有1个伸展方向、p轨道有3个伸展方向，Al核外电子排布为1s22s22p63s23p1，涉及3个s轨道、2个p轨道，因此其核外电子云（轨道）的伸展方向有9个；核外13个电子的运动状态各不相同，因此核外有13种不
23、同运动状态的电子。（2）同主族元素化学性质相似，因此类比氯化铝与氨水的反应可得氯化稼与氨水反应的方程式。（3）在Na2O、CaO、SiO2中，只有SiO2是酸性氧化物，可与NaOH作用生成可用作粘合剂的硅酸钠溶液；由“长石是铝硅酸盐”，结合钠长石的化学式可知钙长石就是将钠长石的中钠更换为钙，铝硅酸阴离子不变，以及化合物中化合价代数和等于0可得钙长石的化学式为：Ca(AlSi3O8)2，即CaAl2Si6O16。（4）利用元素Ba、Al在元素周期表的位置可知金属活泼性：AlBa；但Al在高温下可将氧化钡中钡置换出来，原因是Ba的沸点低于铝，高温时Ba转化为气体脱离反应体系，使反应正向进行。17、
24、将一只铝制的易拉罐内充满二氧化碳，然后往罐内注入足量的NaOH溶液，立即用胶布密封罐口，经过一段时间后，罐壁凹瘪，又过一段时间后，瘪了的罐壁重新鼓起来。(1)罐壁凹瘪的原因是 ；反应的化学方程式是 。(2) 瘪罐重新鼓起来的原因是 ；反应的离子方程式是 。【答案】(1) CO2与NaOH反应，罐内气体减少，压强减小CO2+2NaOH= Na2CO3+ H2O(2)铝与NaOH溶液反应放出氢气，罐内气体增多，压强增大2Al+2OH+6H2O=2Al(OH)4-+3H2【解析】试题分析：罐壁凹瘪的原因是罐内气体减少，说明二氧化碳被吸收。瘪罐重新鼓起来说明气体增加，可以生成的可以是铝与氢氧化钠溶液反
25、应生成了气体。考点：无机化合物反应点评：本题涉及到的都是简单的化学反应，关键是理解罐壁凹瘪和重新鼓起来的原因是气体的量在发生变化。18、向一金属易拉罐内(内空)放入一匙某白色晶体（CO2的固体干冰），摇动几下后，立即注入6molL过量的氢氧化钠溶液，用胶布密封罐口。过一段时间后，罐壁变瘪；再过一段时间后，瘪了的罐壁又重新鼓了起来。要产生上述实验现象，做易拉罐的金属是_；罐壁变瘪的原因是_，离子方程式是_；罐壁再度鼓起的原因是_。【答案】 铝 ； 二氧化碳与氢氧化钠反应后，罐内压强减小 CO2+2OH-=CO32-+H2O 铝与氢氧化钠溶液反应后产生氢气，罐内压强增大【解析】试题分析：（1）能和
26、氢氧化钠溶液反应的是铝，所以做易拉罐的金属是铝。（2）二氧化碳与氢氧化钠反应后，罐内压强减小，所以罐壁变瘪，反应的离子方程式是 CO2+2OH-CO32-+H2O。（3）铝与氢氧化钠溶液反应后产生氢气，罐内压强增大，所以罐壁再度鼓起。考点：考查铝的性质、离子方程式的书写点评：该题是中等难度的试题，试题基础性强，注重考查学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，有利于培养学生的逻辑思维能力和规范答题能力。19、如图是测定铝粉（含镁粉）的纯度的实验装置。所用的NaOH（足量）的物质的量浓度为4.5 molL1。不同时间电子天平的读数如下表所示：实验操作时间/min电子天平的读数/g烧杯NaOH溶液0
27、120烧杯NaOH溶液样品01351134.52134.13133.84133.8（1）反应中生成气体的质量 g。 （2）试计算样品中铝的质量分数。(写出解题过程) （3）反应后溶液(溶液的体积变化忽略)的c(OH)。(写出解题过程) 【答案】20、铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛（1）真空碳热还原氯化法可实现由铝矿制备金属铝，其相关的热化学方程式如下：Al2O3（s）+AlCl3（g）+3C（s）3AlCl（g）+3CO（g）H=+a kJ？mol13AlCl（g）3Al（l）+AlCl3（g）H=+b kJ？mol1则反应Al2O3（s）+3C（s）2A
28、l（l）+3CO（g）H= kJ？mol1（用含a、b的代数式表示）（2）Al4C3是真空碳热还原氯化法反应过程的中间产物，它可以与盐酸反应制取CH4，某新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质为KOH溶液某研究小组用该甲烷燃料电池作为电源，进行电解饱和MgCl2溶液的实验，如图所示回答下列问题：闭合K开关后，c、d电极上均有气体产生其中c电极产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝则b处通入的气体为 ，负极上发生的电极反应式为 电解氯化镁溶液的离子反应方程式为 ；若甲烷通入量为224mL（标准状况），且反应完全，则理论上通过电解池的电量为 （法拉第常数F=9
29、.65l04C？mol1），如果电能利用率为75%，则能产生的氯气体积为 mL（标准状况）（3）镁铝合金（Mg17Al12）是一种潜在的贮氢材料，可在氩气氛围中，将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为：Mg17Al12+17H217MgH2+12Al得到物质的量之比为17：12的MgH2和Al的混合物Y，Y在一定条件下释放出氢气熔炼制备镁铝合金（Mg17Al12）时通入氩气的目的是 在6.0mol/L HCl溶液中，混合物Y能完全释放出H21mol Mg17Al12完全吸氢后得到的混合物Y与上述盐酸完全反应，释放出H2的物质的量为 25时在
30、所得溶液中加入适量的NaOH溶液至沉淀恰好不再变化，过滤得滤液测得滤液的pH为13则该溶液中由水电离出的c（OH）为 【答案】（1）a+b；（2）O2；CH48e+10OHCO32+7H2O；Mg2+2Cl+2H2O Mg（OH）2+H2+Cl2；7.72103C，672ml；（3）防止Mg Al被空气氧化；52；0.1mol/L；【解析】解：（1）Al2O3（s）+AlCl3（g）+3C（s）3AlCl（g）+3CO（g）H=+a kJ？mol13AlCl（g）3Al（l）+AlCl3（g）H=+b kJ？mol1依据盖斯定律计算+得到：Al2O3（s）+3C（s）2Al（l）+3CO（g）H=a+bKJ/mol；
