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1、铝及其化合物练习题及答案【典型例题】类型一：铝与NaOH溶液的反应例题1 甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol/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12，则加入铝粉的质量为（ ）A5.4 g B3.6 g C2.7 g D1.8 g【答案】A【解析】2Al+6HCl2AlCl3+3H22Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2由反应方程式可知，若在等物质的量浓度的盐酸和NaOH溶液中分别加入足量铝，反应时产生H2的体积之比13，现在产生H2的体积之比为12，说明铝粉的量相对于盐酸来说是过量的，对于NaOH来说是不足量的，所以与
2、盐酸反应的铝粉质量为2.7 g，与NaOH反应的铝粉质量为5.4 g。【总结升华】因为铝与NaOH溶液反应是一个较为特殊的反应，所以当铝与NaOH溶液在同一题目中出现时，往往要用到2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2这一关系来解。举一反三：【变式1】取两份等质量的铝粉，分别与足量的盐酸、浓氢氧化钠溶液反应，在相同情况下产生的气体体积之比是（ ）A11 B12 C13 D32【答案】A【变式2】下列关于金属元素特征的叙述正确的是（ ）（1）金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性；（2）金属元素在化合物中只显正价；（3）金属性越强的元素相应的离子氧化性越弱；（4）价电子越多的金属原
3、子金属性越强；（5）离子化合物一定含金属元素A、(1)(2)(3) B、(2)(3) C、(1)(4)(5) D、全部【答案】B【解析】(1)对于变价金属中，较低价态的金属离子既有氧化性，又有还原性，如Fe2+。(2)金属元素的原子只具有还原性，故在化合物中只显正价。(4)金属性的强弱要看失电子的难易。（5）离子化合物不一定含金属元素，如NH4Cl。类型二：Al2O3、Al(OH)3的性质与制法例题2 既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应的化合物是（ ）Al NaHCO3 Al2O3 Mg(OH)2 Al(OH)3A B C D【答案】C【解析】注意审题，题目要求是“化合物”，防止错选A。特别
4、提示：两性物质是指既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的化合物。两性氧化物有Al2O3、ZnO等，两性氢氧化物有Al(OH)3、Zn(OH)2等。定义中的酸指非氧化性强酸溶液，碱指强碱溶液，其实质是与H+和OH反应。弱酸的铵盐如(NH4)2CO3、(NH4)2S等、弱酸的酸式盐（如NaHCO3）均既能与强酸（H+）反应又能与强碱（OH）反应，但它们不属于两性物质。举一反三：【变式1】氧化铝熔点很高，常用于制造耐火材料，例如制作坩埚，下列操作不能在氧化铝坩埚中进行的是（ ）A加热使CuSO45H2O失水 B加热使KMnO4分解C加热熔化烧碱 D加热分解碱式碳酸铜【答案】C 类型三：“铝三角”及其转
5、化例题3 向50 mL 1 molL1的Al2(SO4)3溶液中加入100 mL KOH溶液，充分反应后得到3.9 g沉淀，则KOH溶液的物质的量浓度可能是（ ）A1 molL1 B3 molL1 C1.5 molL1 D3.5 molL1【答案】C、D【解析】方法一：根据Al3+的物质的量与沉淀Al(OH)3的物质的量比较可推测KOH溶液的两种情况：（1）当加入KOH不足量时，故。（2）当加入KOH过量时，n (KOH)=4n (Al3+)n Al(OH)3=0.4 mol0.05 mol=0.35 mol。故。方法二：用图像法求解，如图所示，用纵坐标表示生成的Al(OH)3的物质的量，横坐
6、标表示KOH的物质的量。当生成沉淀0.05 mol时，需KOH的物质的量为0.15 mol或0.35 mol。 【总结升华】本题易漏选答案D，原因是未考虑到3.9 g沉淀可以是Al(OH)3被过量的KOH溶液溶解了一部分而剩余部分沉淀的情况。举一反三：【变式1】等体积的AlCl3和NaOH溶液混合后，沉淀物中含铝的质量与溶液中含铝的质量相等，则AlCl3和NaOH两种溶液的物质的量浓度之比为（ ）A、13 B、23 C、14 D、27【答案】B、D【解析】AlCl3和NaOH溶液混和有沉淀物生成，可能有两种情况：NaOH不足量，NaOH部分过量。假设溶液中含有2mol的AlCl3，如果为第一种
7、情况生成Al(OH)3沉淀的物质的量与未反应的AlCl3物质的量相等，所以耗NaOH 3mol。则答案为B。如果为第二种情况，则生成1mol的Al(OH)3，1mol的AlO2-，共消耗NaOH为7mol。所以答案为D。【变式2】向50mL1mol/L的AlCl3溶液中加入0.2mol/L的NaOH溶液，生成沉淀1.56g，需NaOH溶液多少mL?【解析】当NaOH不足时： 3NaOHAl(OH)3 3 78 x 1.56解得 x=0.06molV(NaOH)=0.3L=300mL当NaOH过量时：Al3+3NaOHAl(OH)31mol 3mol 78g0.05mol y x解得 x=3.9
8、g y=0.15molAl(OH)3NaOH 78g 1mol(3.9-1.56)g z解得 z=0.03moln(NaOH)=0.15+0.03 =0.18(mol)V(NaOH)=0.9L=900mL另解： nAl(OH)3=4n(Al3+) n(OH-)nAl(OH)3=1.56/78 = 0.02(mol) 0.02 = 40.05 - n(OH-) n(OH-) = 0.18mol V(NaOH)=0.18/0.2 =0.9L=900mL类型四：与Al(OH)3、Al3+、AlO2有关的图像例题4 把x溶液（或气体）慢慢加入（或通入）到一定量的y溶液中，产生的沉淀量与加入x物质的量的
9、关系如图所示，符合图中曲线的是（ ）A、x为CO2，y为Ca(OH)2B、x为NH3H2O，y为AlCl3C、x为NaOH，y为AlCl3D、x为HCl，y为NaAlO2【答案】D【解析】CO2通入Ca(OH)2溶液中可产生碳酸钙沉淀，继续通CO2沉淀溶解而生成Ca(HCO3)2溶液。氨水加入AlCl3溶液产生沉淀，但过量不溶，方程式为：Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NH4+NaOH溶液滴加到AlCl3溶液中生成Al(OH)3沉淀，继续加入沉淀溶解生成偏铝酸盐。AlCl3+3NaOH=Al(OH)3+3NaCl Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O盐酸加入到NaAlO2
10、溶液中，先生成Al(OH)3沉淀，继续加入沉淀溶解生成三价铝盐。HCl+NaAlO2+H2O=Al(OH)3+NaCl Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O从观察方程式的系数，定量角度分析。举一反三：【变式1】有一透明溶液，可能含有Al3+、Fe3+、K+、NH4+、Mg2+和Cu2+等离子中的一种或几种。现加入Na2O2粉末只有无色无味的气体放出，并同时析出白色沉淀。加入Na2O2的量与生成白色沉淀的量之间的关系用下图来表示。试推断： （1）原溶液中一定含有_。（2）一定不含有_。（3）可能含有_。（4）为了进一步确定可能含有的离子，应增加的实验操作为_。【答案】（1）Al3+和M
11、g2+ （2）Fe3+、NH4+、Cu2+ （3）K+ （4）焰色反应【解析】向溶液里加入过氧化钠粉末，会发生Na2O2和H2O的反应，生成NaOH和O2。因题目中没有刺激性气味气体产生，说明原溶液中不含有Fe3+和NH4+。又因生成的沉淀是白色的，所以原溶液中不含有Fe3+和Cu2+。根据图中曲线的变化，表明随Na2O2的加入（即NaOH的形成），白色沉淀逐渐增多，后来又逐渐减少，最后保持不变，说明原溶液中一定含有Al3+和Mg2+。K+可能存在，可通过焰色反应来检验。规律总结：解答图像计算题，必须抓住有关化学原理和有关物质的性质，结合图像的特点，综合分析逐步计算求解，其关键是抓住图像四点（
12、原点、交点、转折点、终点），数形结合，分析计算。【变式2】向20 mL某物质的量浓度AlCl3溶液中滴入2 molL1 NaOH溶液时，得到Al(OH)3沉淀质量与所滴加NaOH溶液的体积（mL）关系如右图所示，试回答下列问题：（1）图中A点表示的意义是_。（2）图中B点所示的意义是_。（3）上述两反应用总的离子方程式可表示为_。（4）假若溶液中有Al(OH)3沉淀0.39 g，则此时用去NaOH溶液的体积为_。【答案】（1）加入NaOH溶液15 mL时，沉淀达到最多，质量为0.78 g（2）当NaOH溶液达到20 mL时，生成的沉淀恰好全部溶液（3）Al3+4OHAlO2+2H2O（4）7.
13、5 mL或17.5 mL【巩固练习】一、选择题（每小题只有一个选项符合题意）1用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁（如图），将试管浸人硝酸汞溶液中，片刻取出，然后置于空气中，不久铝箔表面生出“白毛”，红墨水柱右端上升。根据实验现象判断下列说法错误的是（ ）。 A实验中发生的反应都是氧化还原反应 B铝是一种较活泼的金属 C铝与氧气反应放出大量的热量D铝片上生成的“白毛”是氧化铝和氧化汞的混合物 2某无色溶液中放入铝片有氢气产生，则下列离子在该溶液中肯定可以大量共存的是（ ）。 ANa+ BMg2+ CS2 DHCO3 3Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应，产生标准状况下的氢气4.48
14、 L，下列推断中不正确是（ ）。 A参加反应的Mg、Al共0.2 mol B参加反应的HCl为0.4 mol CMg、Al在反应中共失去0.4 mol电子 D若与足量的稀硫酸反应能产生0.2 mol H2 4下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是（ ）。 A铝在常温下不能与氧气反应 B铝不能与氯气反应 C铝既能溶于酸，又能溶于碱 D氧化铝只能与酸反应，不能与碱反应 5用含少量镁的铝片制取纯净的氢氧化铝，下述操作步骤中最恰当的组合是（ ）。 加盐酸溶解 加烧碱溶液溶解 过滤 通入过量CO2生成A1(OH)3沉淀 加入盐酸生成Al(OH)3沉淀 加入过量烧碱溶液生成A1(OH)3沉淀 A B C
15、D 6把4.6 g钠放入100 mL 0.1 moLL AlCl3溶液中，待其充分反应后（溶液体积不变），下列叙述中错误的是（ ）。 ACl浓度不变 B溶液仍有浑浊 C溶液中几乎不存在Al3+ D溶液中存在最多的是Na+ 7下列反应的离子方程式书写正确的是（ ）。 A铝片放入氢氧化钠溶液中：Al+2OHAlO2+H2 BNa与水反应：Na+2H2ONa+H2+2OH C向AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液：Al3+3OHAl(OH)3 DAlCl3溶液中滴入过量的氨水：Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3NH4+ 8甲、乙、丙、丁分别是Al2(SO4)3、FeSO4、NaOH、BaCl2
16、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，继续滴加则沉淀溶解。丁溶液滴人甲溶液时，无明显现象产生。据此可推断丙物质是（ ）。 AAl2(SO4)3 BNaOH CBaCl2 DFeSO4 9在0.1 molL1明矾溶液100 mL中，加入0.1 molL1的Ba(OH)2溶液，当SO42恰好沉淀完全时，同时得到的氢氧化铝的物质的量为（ ）。 A0.01 mol B0.005 mol C0.0133 mol D0 mo1 10下列说法正确的是（ ）。 A从明矾是常用的净水剂可推测凡含有铝元素的物质都有净水作用 B不同物质各有其特性，明矾可用作净水剂，Al2(SO4)3就不一定有
17、净水作用 C净水剂就是指能杀灭水中细菌和有害微生物的化学试剂 D从理论上说，铝盐和铁盐都可用作净水剂 11将5.1 g镁铝合金溶于70 mL 4 molL硫酸中，当合金完全溶解后，再加入70 mL 8 molL的NaOH溶液，得沉淀的质量为13.6 g，则加入硫酸时，产生H2的物质的量为（ ）。 A0.2 mol B0.25 mol C0.3 mol D0.35 mol 二、填空题1写出铝单质与强酸、强碱溶液反应的离子方程式，并标出电子转移的方向和数目：_、_。日常生活中接触到的易拉罐有铁质和铝质之分，听装啤酒是铝质易拉罐，向一只充满二氧化碳气体的铝质易拉罐中加入适量的氧氧化钠溶液，并及时堵住
18、，观察到的现象是_，用化学方程式表示产生这一现象的原因是_。若用薄铁质易拉罐做上述实验出现的结果是_。 2有A、B、C、D、E 5种化合物中，其中A、B、C、D是铝元素的化合物，F是一种气体，在标准状况下对空气的相对密度是1.103，且有下列反应：A+NaOHD+H2O BA+H2O C+NaOH (适量)B+NaCl E+H2ONaOH+F C+D+H2OB则A、B、C、D化学式分别是：A_、B_、C_、D_。写出4 mol C和6 mol E在水溶液中发生反应的化学方程式_。 3某混合物A含有明矾、Al2O3、CuO，在一定条件下可实现如下图所示的物质之间的转化： 据此判断： （1）固体B
19、所含物质的化学式为_。 （2）固体E所含物质的化学式为_。 （3）反应的离子方程式为_。 4工业上用铝土矿（主要成分是Al2O3、Fe2O3、SiO2）提纯Al2O3做冶炼铝的原料，提取的操作过程可用以下流程图表示：已知：2NaAlO2+CO2+3H2ONa2CO3+2Al(OH)3，SiO2能被NaOH溶解 （1）请写出下列各步反应的化学方程式：_，_。 _，_。_，_。 _，_。 （2）若步没有过滤操作而直接进入步骤，对后面的操作会有什么影响？ 5某化学兴趣小组按照下列方案进行“由含铁废铝制备硫酸铝晶体”的实验： 步骤1：取一定量含铁废铝，加足量的NaOH溶液，反应完全后过滤。 步骤2：边
20、搅拌边向滤液中滴加稀硫酸至溶液的pH=89，静置、过滤、洗涤。 步骤3：将步骤2中得到的固体溶于足量的稀硫酸。步骤4：将得到的溶液蒸发浓缩、冷却、结晶、过滤、干燥。请回答以下问题： （1）上述实验中的过滤操作需要玻璃棒、_、_等玻璃仪器。 （2）步骤1过滤的目的是_。 （3）当步骤2中的溶液pH=89时，检验沉淀是否完全的方法是_。 （4）步骤2中溶液的pH控制较难操作，可改为_。 【参考答案与解析】一、选择题1D 【解析】铝是一种活泼金属，当表面的氧化铝保护膜被破坏后，铝在空气中极易与氧气反应生成Al2O3，该反应是放热反应，从而使反应体系的温度升高，压强增大，红墨水柱右端上升。铝浸入硝酸汞
21、溶液中，发生反应2Al+3Hg2+=2Al3+3Hg，生成的Hg覆盖在铝的表面，Hg不活泼，很难与氧气反应生成氧化汞。 2A 【解析】无色溶液中放入铝片有氢气产生，说明该溶液中可能含有大量H+或大量OH。若是碱溶液，Mg2+2OH=Mg(OH)2，则Mg2+不能共存；若是酸溶液，S2+2H+=H2S，S2与H+不能共存，在此情况下，Mg2+、S2只能是可能共存；HCO3+H+=H2O+CO2，HCO3+OH=CO32+H2O，HCO3与H+、OH都不能共存，此情况说明HCO3一定不能共存。Na+与H+、OH都能大量共存，符合题意，故选A。 3A 【解析】反应的实质为：Mg+2H+=Mg2+H2
22、，2Al+6H+=2Al3+3H2。=0.2 mol，则参加反应的n (H+)=0.4 mol，故B正确。依据得失电子守恒，由2H+H2得电子总数为0.2 mol2=0.4 mol，故C正确。若换成稀硫酸，同样产生0.2 mol H2，故D正确。0.2 mol Mg提供0.4 mol电子，0.2 mol Al提供0.6 mol电子，0.2 mol Mg、Al混合物提供的电子数大于0.4 mol小于0.6 mol，A不正确。 4C 【解析】铝在常温下可被氧化为A12O3（氧化膜）。 5C 【解析】由，大致的流程应该是。 6B 【解析】4.6 g钠的物质的量为0.2 mol，与水生成0.2 mol
23、 NaOH。100 mL 0.1molL AlCl3溶液中Al3+的物质的量为0.01 mol。根据Al3+4OHAlO2+2H2O，所以溶液中铝元素以AlO2的形式存在，几乎不存在Al3+，溶液中存在最多的是Na+，物质的量为0.2 mol，Cl浓度不变。 7D 【解析】A和B两项电荷不守恒；C项NaOH过量，产物应是AlO2。 8D 【解析】丁溶液滴入乙溶液有白色沉淀生成，继续滴加沉淀溶解，则沉淀为Al(OH)3，丁为NaOH，乙为Al2(SO4)3。而NaOH溶液与BaCl2混合时无明显现象产生，即BaCl2为甲溶液。故丙物质为FeSO4。 9D 【解析】使SO42完全沉淀时，明矾与Ba
24、(OH)2的反应关系是KAl(SO4)2+2Ba(OH)22BaSO4+KAlO2+2H2O，即与2个Ba2+相匹配的4个OH恰与Al3+按n (Al3+)n (OH)=14的关系生成偏铝酸钾，得不到A1(OH)3沉淀。 10D 【解析】从净水原理上分析，铝盐在水溶液中可电离出Al3+，Al3+与水作用生成Al(OH)3胶体，Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮的杂质和泥沙等形成沉淀，使水澄清，从而达到净水的目的。铁盐也有类似的性质。可见，净水剂中并非一定要含铝元素，而含有铝元素的物质中也不一定有净水作用。在净水剂净水的过程中，对水中的细茵和微生物并无多大影响。 11B 【解析】由反应：Mg+H2
25、SO4MgSO4+H2 MgSO4+2NaOHMg(OH)2+Na2SO4 2A1+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2 Al2(SO4)3+6NaOH2Al(OH)3+3Na2SO4 H2SO4+2NaOHNa2SO4+2H2O n (H2SO4)=0.07 L4 molL=0.28 mol n (NaOH)=0.07L8 molL=0.56 mol 可知溶质全为Na2SO4，此时沉淀量最大，也就是Mg、A1全部转化为沉淀。13.6g5.1g=8.5g即为沉淀中OH的质量，则。则与Mg、Al反应的n (H+)=n(OH)=0.5 mol，产生n (H2)=0.25 mol。 二、填空题 1
26、 易拉罐先瘪下去，一会儿又鼓起来 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O，2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2薄铁质易拉罐瘪下去后，不再重新鼓起 2Al2O3 Al(OH)3 AlCl3 NaAlO2 4AlCl3+6Na2O2+6H2O4Al(OH)3+12NaCl+3O2【解析】由气体F在标准状况下对空气的相对密度知M (F)=291.103=32，故F是O2；由的反应知E中必含有Na，且能与水反应放出O2，故E为Na2O2；由反应可知C中一定含有Cl元素，又结合题给条件知C中还含有Al元素，故C为AlCl3；在铝的常见的化合物中，受热分解成一种化合物和水的物质应该是氢氧
27、化铝，故B为Al(OH)3，由此判定A一定为Al2O3，进而由反应知D为NaAlO2，4 mol C和6 mol E反应的化学方程式可由2Na2O2+2H2O4NaOH+O2和AlCl3+3NaOHAl(OH)3+3NaCl两式相加得到：4AlCl3+6Na2O2+6H2O 4Al(OH)3+12NaCl+3O2。 3（1）Al2O3 （2）(NH4)2SO4、K2SO4 （3）AlO2-+CO2+2H2OAl(OH)3+HCO3 【解析】加入水后，沉淀是Al2O3、CuO，Al2O3是两性氧化物，溶于NaOH溶液生成NaAlO2，NaAlO2+CO2+ 2H2OAl(OH)3+NaHCO3，
28、2Al(OH)3Al2O3+3H2O，KAl(SO4)2溶于水完全电离：KAl(SO4)2K+Al3+2SO42，Al3+3NH3H2OA1(OH)3+3NH4+，溶液中的离子组成为NH4+、K+、SO42，从而得出正确答案。 4（1）Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2O Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O FeCl3+3NaOHFe(OH)3+3NaCl AlCl3+4NaOH3NaCl+NaAlO2+2H2O 2Al(OH)3Al2O3+3H2O （2）中的不溶物SiO2在操作中会被NaOH溶解，造成所得Al2O3中混有SiO2 【解析】铝土矿中的Al2O3、Fe2O3与盐酸反应得到滤液A的成分为AlCl3、FeCl3，而SiO2与盐酸不反应。滤液A中的FeCl3与NaOH作用得到Fe(OH)3，AlCl3与过量NaOH溶液作用得到溶液B为NaAlO2，往NaAlO2中通入CO2得到Al(OH)3沉淀，Al(OH)3受热分解，得到Al2O3。若步没有进行过滤操作，则中的不溶物SiO2会在操作中被NaOH溶解以Na2SiO3的形式进入滤液B，最后得到的Al2O3中会有SiO2。 5（1）烧杯漏斗 （2）除去铁等不溶于碱的杂质 （3）取上层清液，逐滴加入稀硫酸，若变浑浊则说明沉淀不完全；若不变浑浊则说明沉淀完全（4）通入足量的CO2气体
