课时跟踪检测（十五） 从铝土矿中提取铝
1．下列关于铝及其化合物的叙述正确的是( )
A．常温下，铝不能与氧气反应，加热条件下可以与氧气、氯气反应 B．铝是地壳中含量最多的金属元素 C．用于熔化烧碱的坩埚可用Al2O3制成 D．因为氢氧化铝受热易分解，所以具有两性
解析：选B 铝在常温下就能与氧气反应形成一层致密的氧化膜，A项错误；Al2O3能与烧碱(NaOH)反应，C项错误；氢氧化铝受热易分解，说明其不稳定，既能与酸反应生成盐和水又能与碱反应生成盐和水是其两性的体现，D项错误。
2．下列有关铝土矿中提炼铝的说法不正确的是( )
A．铝土矿中的铝元素是以化合态存在的，需用化学方法把铝元素变成游离态 B．提炼过程中，先将铝土矿净化提取氧化铝，再进行冶炼 C．可用常见的还原剂把氧化铝中的铝还原出来 D．冶炼铝的方法同工业冶炼钠、镁相似，可用电解法
解析：选C 铝是活泼金属，常见的还原剂不能还原Al2O3，只能用电解熔融氧化铝实现。 3.将物质X逐滴加入Y溶液中，生成沉淀的物质的量(n2)与所加X的物质的量(n1)的关系如图所示，符合该图所示情况的是下表中的( )
选项 X Y A NaOH AlCl3 B AlCl3 NaOH C HCl NaAlO2 D NaAlO2 HCl 解析：选C 滴入X立即有沉淀产生，可排除B、D两项，而向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液时，产生沉淀消耗的NaOH溶液与溶解沉淀消耗的NaOH溶液的物质的量之比为3∶1，故排除A项，C正确。
4．下列各组物质，不能按abc(“―→”表示反应一步完成)关系转化的是( )
选项 A B C D a Al2O3 AlCl3 Al MgCl2 b NaAlO2 Al(OH)3 Al(OH)3 Mg(OH)2 c Al(OH)3 NaAlO2 Al2O3 MgO NaOHCO2△NH3·H2O解析：选C A项，Al2O3――→NaAlO2――→Al(OH)3――→Al2O3；B项，AlCl3――→
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NaOHHClNaOH△HCl
Al(OH)3――→NaAlO2――→AlCl3；D项，MgCl2――→Mg(OH)2――→MgO――→MgCl2；C项中，Al不能一步转化成Al(OH)3。
5．向10 mL 0.1 mol·L AlCl3溶液中逐滴加入0.1 mol·L NaOH溶液V mL，则下列图像正确的是( )
－1
－1
解析：选B 向10 mL 0.1 mol·L AlCl3溶液中逐滴加入0.1 mol·L NaOH溶液V mL，反应的化学方程式为AlCl3＋3NaOH===3NaCl＋Al(OH)3↓，Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O。因此沉淀达到最大值时消耗氢氧化钠溶液是30 mL，溶解氢氧化铝时又消耗氢氧化钠溶液10 mL，B项符合。
6．在MgCl2、AlCl3的混合溶液中加入足量的氨水，下列能正确表示加入氨水的量(x)与生成沉淀的量(y)的关系是( )
－1
－1
解析：选D 在MgCl2、AlCl3的混合溶液中加入足量氨水，生成的Mg(OH)2、Al(OH)3与过量的氨水均不反应，故沉淀的量不再发生变化，D项正确。
7．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溶液体积的关系如图所示，由此确定，原溶液中含有的阳离子是( )
A．Mg、Al、Fe C．H、Ba、Al
＋
2＋
3＋
2＋
3＋
2＋
B．H、Mg、Al D．只有Mg、Al
2＋
3＋
＋2＋3＋
解析：选B 观察图像时，要注意图像的起始点、终点及曲线的走势。从图像上看，开始时加入NaOH溶液没有沉淀产生，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Al，沉淀量减少到一定量后，不再发生变化，说明溶液中还存在Mg。
8．工业上用某种氧化铝矿石(含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图 K12的学习需要努力专业专心坚持
2＋
3＋
＋
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对上述流程的判断正确的是( )
A．试剂X可以为氨水，沉淀中含有铁的化合物 B．CO2可以用稀硫酸或稀盐酸代替
C．反应Ⅱ的离子方程式为CO2＋AlO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3 D．工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al，成本更低
解析：选C 氨水不能与氧化铝反应，试剂X应是强碱溶液，A项错误；根据Al(OH)3
的制备原理可知，CO2不能用稀硫酸或稀盐酸代替；Al比Fe活泼，故不能采用Fe还原Al2O3的方法制Al，D项错误。
9．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)：
－
－
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：由框图可推知：A溶质为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。
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
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高温
②CaCO3===== CaO＋CO2↑
(3)(Ⅰ)、(Ⅱ)为工业原料的循环利用，可充分利用资源，减少污染
10．某混合物A，含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现如下图所示的物质之间的变化(已知Fe2O3不溶于水和强碱溶液)：
据此回答下列问题：
(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是______________。 (2)根据上述框图反应关系，写出下列B、E所含物质的化学式：固体B__________；溶液E__________。
(3)写出②、④两个反应的离子方程式或化学方程式
②________________________________________________________________________； ④________________________________________________________________________。 解析：首先利用Al2O3、Fe2O3不溶于水把它们与KAl(SO4)2分离开。再利用Al2O3的两性将Fe2O3与Al2O3分离，最后利用Al和AlO2的性质分别与氨水和盐酸反应转化为Al(OH)3，最终得到Al2O3。
答案：(1)过滤
(2)Al2O3 K2SO4、NH3·H2O和(NH4)2SO4 (3)②Al＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4 △④2Al(OH)3===== Al2O3＋3H2O
3＋
＋
3＋
－
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( )
①1∶3 ②2∶3 ③1∶4 ④2∶7 A．①② C．①③
B．②③ D．②④
解析：选D AlCl3和NaOH溶液混合有沉淀生成，可能有两种情况：(1)NaOH不足量；(2)NaOH部分过量。若原溶液中AlCl3为2 mol，如果NaOH不足，应为生成的Al(OH)3沉淀的物质的量与未反应的AlCl3的物质的量相等，则参与反应的AlCl3为1 mol，消耗NaOH 3 mol，②正确；如果NaOH部分过量，则生成1 mol Al(OH)3、1 mol AlO2，共消耗NaOH 7 mol，K12的学习需要努力专业专心坚持
－
生活的色彩就是学习 ④正确。
2．有200 mL氯化镁和氯化铝的混合溶液，其中c(Mg)为0.2 mol·L，c(Cl)为1.3 mol·L。要使Mg全部转化为沉淀分离出来，至少需加4 mol·L NaOH溶液的体积为( )
A．40 mL C．80 mL
B．72 mL D．128 mL
2＋
3＋
－
－1
－1
2＋
－1
2＋
－1
－
解析：选C 由溶液呈电中性，得2×c(Mg)＋3×c(Al)＝c(Cl)＝1.3 mol·L，
c(Al3＋)＝0.3 mol·L－1，使Mg2＋全部转化为沉淀分离出来，反应产物为Mg(OH)2、NaAlO2、
NaCl，由Al～NaAlO2～NaOH和Cl～NaCl～NaOH，得：消耗NaOH的物质的量：c(Al)×0.2 0.32 mol－
L＋c(Cl)×0.2 L＝0.32 mol，其溶液的体积为－1＝0.08 L＝80 mL。
4 mol·L
3.将一小块铝片加入某盐酸中，铝片完全溶解，在所得溶液中继续滴加NaOH溶液。生成Al(OH)3的量与加入NaOH溶液体积的变化关系如图所示，下列说法正确的是( )
A．盐酸与铝片反应后，盐酸还有剩余
B．图中B点之前发生的离子反应为Al＋3OH===Al(OH)3↓
C．A→B段消耗的NaOH溶液的体积与B→C段消耗的NaOH溶液的体积比≥3∶1 D．溶解铝片的盐酸浓度与滴加的NaOH溶液浓度相等
解析：选A A项，从图像可知，刚滴入NaOH溶液时，不生成沉淀，说明盐酸与铝片反应后仍有剩余，正确；B项，B点之前，在O →A段，还发生了H＋OH===H2O的反应，错误；C项，A→B段消耗的NaOH溶液的体积与B→C段消耗的NaOH溶液的体积比一定等于3∶1，错误；D项，根据题目提供条件，不能判断盐酸与NaOH溶液的浓度关系，错误。
4．有一块镁铝合金，其中镁与铝的质量比是8∶9，加入足量稀硫酸使其完全溶解后，再加入NaOH溶液，生成沉淀的质量随NaOH溶液体积变化的曲线如下图，其中正确的是( )
＋
－
3＋
－
3＋
－
3＋
解析：选A Mg＋2H===Mg＋H2↑，2Al＋6H===2Al＋3H2↑，因为硫酸是足量的，所以加入NaOH溶液后发生反应H＋OH===H2O，Al＋3OH===Al(OH)3↓，Mg＋2OH
－
－＋
－
3＋
－
2＋
－
＋
2＋
＋
3＋
===Mg(OH)2↓，Al(OH)3＋OH===AlO2＋2H2O。镁铝质量比是8∶9，其物质的量比为1∶1，设Mg的质量为24 g，铝的质量为27 g，根据元素守恒，沉淀最大质量为58 g＋78 g＝136 g，当氢氧化钠过量，沉淀只有氢氧化镁，其质量为58 g，比136 g的一半少，因此根据上述分析，A符合。
5．如图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加过程中微粒数量的关系曲线。判断下列说K12的学习需要努力专业专心坚持
生活的色彩就是学习 法不正确的是( )
A．A线表示Al的物质的量的变化 B．x表示NaOH的物质的量
C．C线表示Al(OH)3的物质的量的变化 D．D线表示Al(OH)3的物质的量的变化
解析：选D AlCl3溶液与NaOH溶液混合有两种方式：向AlCl3溶液中缓慢滴加NaOH溶液，开始有沉淀生成，后沉淀溶解，且生成沉淀与沉淀溶解消耗的NaOH的物质的量之比为3∶1，对比本题中图像，则x表示NaOH的物质的量，B项正确；另一种方式是向NaOH溶液中缓慢滴加AlCl3溶液，开始没有沉淀，后有沉淀生成，与本题图示情况不符。
6．将一定质量的镁铝混合物投入100 mL盐酸中，固体全部溶解后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示。若不考虑金属和盐酸反应时HCl的挥发，则下列说法正确的是( )
3＋
A．镁和铝的总质量为9 g
B．盐酸的物质的量浓度为5 mol·L C．NaOH溶液的物质的量浓度为10 mol·L D．生成的氢气在标准状况下的体积为11.2 L
解析：选A AB段发生反应H＋OH===H2O，BC段发生两个反应：Mg＋2OH
3＋
－
－
－
＋
－
2＋
－
－1
－1
===Mg(OH)2↓、Al＋3OH===Al(OH)3↓，CD段发生反应Al(OH)3＋OH===AlO2＋2H2O。所以
D点得到的沉淀全部是Mg(OH)2，n(Mg)＝n[Mg(OH)2]＝0.15 mol，m(Mg)＝0.15 mol×24 g·mol
－1
＝3.6 g，由Mg～H2可得金属镁与盐酸反应生成的H2的物质的量为0.15 mol；C点得到的
沉淀是Al(OH)3和Mg(OH)2的混合物，n[Al(OH)3]＝n(Al)＝0.35 mol－0.15 mol＝0.20 mol，
m(Al)＝0.20 mol×27 g·mol－1＝5.4 g，由2Al～3H2可得金属铝与盐酸反应生成的H2的物
质的量为0.30 mol。m(Al)＋m(Mg)＝9 g，A项正确；标准状况下，V(H2)＝(0.15 mol＋0.30 mol)×22.4 L·mol＝10.08 L，D项错误；CD段消耗40 mL NaOH溶液，根据Al(OH)3＋OH
－
－1
===AlO2＋2H2O，此阶段消耗NaOH的物质的量n(NaOH)＝n[Al(OH)3]＝0.20 mol，c(NaOH)
－
0.20 mol－1－
＝＝5 mol·L，C项错误；C点溶液中溶质全部是NaCl，n(HCl)＝n(Cl)＝n(Na0.04 LK12的学习需要努力专业专心坚持
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＋
1 mol－1－1
)＝n(NaOH)＝5 mol·L×0.2 L＝1 mol，所以c(HCl)＝＝10 mol·L，B项错误。
0.1 L7．铝土矿(主要成分为Al2O3，还有少量杂质)是提取铝的原料。提取铝的工艺流程如下：
(1)请用离子方程式表示以上工艺流程中第①步反应：______________________________________________。
(2)写出以上工艺流程中第③步反应的化学方程式：______________________________________________。
(3)若第①步加入的是盐酸，则发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。 解析：铝土矿的主要成分是Al2O3，既可用氢氧化钠溶液溶解，也可用盐酸溶解，发生的离子反应分别为Al2O3＋2OH===2AlO2＋H2O，Al2O3＋6H===2Al＋3H2O，原方案中为保证把偏铝酸钠溶液中的铝元素完全转化为氢氧化铝沉淀，应通入足量的二氧化碳气体，所以发生的化学反应为NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3。
答案：(1)Al2O3＋2OH===2AlO2＋H2O (2)NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3 (3)Al2O3＋6H===2Al＋3H2O
8．把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后，产生1.16 g白色沉淀，再向所得浊液中逐滴加入1.00 mol·L盐酸，加入盐酸的体积与生成沉淀的关系如图所示。
－1
＋
3＋－
－
－
－
＋
3＋
(1)A点的沉淀物的化学式为____________________________________________。 理由_________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)写出A点至B点发生反应的离子方程式_________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)原混合物中MgCl2的质量是________g，AlCl3的质量是________g，NaOH的质量是________g。
(4)C点盐酸的体积为____________mL。
解析：(1)加入10.0 mL 盐酸后沉淀才增加，说明加入10.0 mL 盐酸正好与过量的NaOH
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完全反应，故A点的沉淀物只有Mg(OH)2。
(2)A点至B点，AlO2刚好生成Al(OH)3，反应为AlO2＋H＋H2O===Al(OH)3↓。 1.16 g
(3)n(MgCl2)＝n[Mg(OH)2]＝－1＝0.02 mol，m(MgCl2)＝0.02 mol×95 g·mol
58 g·mol
－1
－
－
＋
＝1.90 g。
－1－3
n(AlCl3)＝n(AlO－L·mL2)＝n(HCl)10.0～30.0＝1.00 mol·L×(30.0 mL－10.0 mL)×10
－1
＝0.02 mol，m(AlCl3)＝0.02 mol×133.5 g·mol＝2.67 g。
－1
n(NaOH)＝2n(MgCl2)＋4n(AlCl3)＋1.00 mol·L－1×0.01 L＝0.13 mol，m(NaOH)＝0.13
mol×40.0 g·mol＝5.20 g。
(4)从B点至C点，加入的盐酸刚好把Mg(OH)2、Al(OH)3完全溶解，则n(HCl)＝n(NaOH)0.13 mol＝0.13 mol，V(盐酸)＝－1＝0.13 L＝130 mL。
1.00 mol·L
答案：(1)Mg(OH)2 因为加入10.0 mL 盐酸恰好中和过量NaOH，再加盐酸沉淀增多，说明AlO2转化为Al(OH)3，故A点沉淀为Mg(OH)2
(2)AlO2＋H＋H2O===Al(OH)3↓ (3)1.90 2.67 5.20 (4)130
－
＋
－
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