2021届高三专题练习系列Ⅰ化学：6.从铝土矿到铝合金

6.从铝土矿到铝合金了解地壳中铝元素的含量，知道铝元素在自然界的主要存在形式。

铝及其化合物的性质，综合考察铝土矿制备铝的工艺流程，掌握相关反应的化学方程式，对工艺流程的问题探究，从炼铝方法的变化中体验化学科学的发展对人类生活的影响。

1．【2020广州市联考】明矾KAl(SO4)2·12H2O]在造纸等方面应用广泛。

实验室中采用废易拉罐（含有Al和少量Fe、Mg杂质）制备明矾的流程如图所示：下列叙述错误的是（）A．回收处理废易拉罐有利于保护环境和资源再利用B．“沉淀”为Al2(CO3)3C．“操作a”中包含蒸发浓缩、冷却结晶D．上述流程中可用过量CO2代替NH4HCO3【答案】B【解析】A．可回收物是指各种废弃金属、金属制品、塑料等可回收的垃圾，废易拉罐属于可回收垃圾，回收处理废易拉罐有利于保护环境和资源再利用，选项A正确；B．偏铝酸钠与碳酸氢铵发生反应生成碳酸钠、碳酸铵和氢氧化铝，故“沉淀”为Al(OH)3，选项B错误；C．沉淀溶解于稀硫酸，再加入硫酸钾，“操作a”中包含蒸发浓缩、冷却结晶，最后得到明矾，选项C正确；D．上述流程中可用过量CO2代替NH4HCO3，过量二氧化碳与偏铝酸钠溶液反应得到氢氧化铝沉淀，选项D正确。

答案选B。

【点睛】铝能与强碱氢氧化钠反应，杂质不与其反应。

2．【2020安徽肥东县高级中学月考】工业上利用无机矿物资源生产部分材料的流程示意图如下。

下列说法不正确的是（）A．在铝土矿制备较高纯度Al的过程中常用到NaOH溶液、CO2气体、冰晶石B．石灰石、纯碱、石英、玻璃都属于盐，都能与盐酸反应C．在制粗硅时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2D．黄铜矿(CuFeS2)与O2反应产生的Cu2S、FeO均是还原产物【答案】B【解析】铝土矿中的氧化铝能够被氢氧化钠溶解生成偏铝酸钠进入溶液，再通入二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀，氢氧化铝受热分解生成氧化铝，然后电解熔融的氧化铝制得铝，整个过程中用到NaOH溶液、CO2气体、冰晶石，故A正确；石英和玻璃不能与盐酸反应，高温故B错误；二氧化硅与碳高温下反应生成硅和一氧化碳，反应的方程式为2C+SiO2=====Si+2CO，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，故C正确；黄铜矿(CuFeS2)与O2反应中，产生的Cu2S中铜盐酸的化合价降低被还原、FeO中O盐酸的化合价降低，被还原，Cu2S、FeO均是还原产物，故D正确；故选B。

【点睛】本题考查元素化合物知识，侧重考查金属冶炼，明确元素化合物的性质是解本题关键。

本题的易错点是D，要知道从化合价的角度分析判断。

3．【2020福建福州市罗源中学月考】下列关于铝及其化合物说法，不正确的是（）A．不能用铝制容器腌咸菜，因为铝单质会和较浓的Cl−发生络合反应B．铝热反应过程会放出大量的热，这说明构成氧化铝的微粒间存在着强烈的作用力C．氢氧化铝不溶于过量氨水，但氢氧化铜、氢氧化银沉淀都溶于过量氨水D．刚玉是一种高硬度、高熔点的化合物，刚玉坩埚不能用来熔融纯碱【答案】A【解析】铝制餐具表面有一层致密的氧化膜，平时可以用来保护餐具，但如果长时间蒸煮或存放具有酸性，碱性，或咸味的东西，由于氧化铝是两性的，所以会破化氧化膜，从而破化铝制餐具，同时产生有毒物质，而不是因为铝单质会和较浓的Cl−发生络合反应，A选项错误。

【点睛】易错点C，氨水是弱碱，氢氧化铝不溶于弱碱，但氢氧化铜、氢氧化银沉淀都溶于过量氨水形成配合物。

4．【2020甘肃天水市联考】向含Al2(SO4)3和AlCl3的混合溶液中逐滴加入1mol/L Ba(OH)2溶液至过量，加入Ba(OH)2溶液的体积和所得沉淀的物质的量的关系如图，下列说法不正确的是（）A．图中C点铝元素存在形式是AlO−2B．向D点溶液中通入CO2气体，立即产生白色沉淀C．原混合液中c[Al2(SO4)3]∶c(AlCl3)=1∶2D．OA段反应的离子方程式为：3Ba2++2Al3++8OH−+3SO2−4=3BaSO4↓+2AlO−2+4H2O【答案】D【解析】向含Al2(SO4)3和AlCl3的混合溶液与Ba(OH)2溶液反应的实质是Al3+与OH−、Ba2+与SO2−4之间的离子反应，如下：Ba2++SO2−4=BaSO4↓，Al3++3OH−=Al(OH)3↓，Al(OH)3+OH−=AlO−2+2H2O，假设1mol Al2(SO4)3中SO2−4完全被沉淀所需Ba(OH)2量为3mol，提供6mol OH−，1mol Al2(SO4)3中含有2 mol Al3+，由反应Al3++3OH−=Al(OH)3↓可知，2mol Al3+完全沉淀，需要6mol OH−，故：从起点到A点，可以认为是硫酸铝与氢氧化钡恰好发生反应生成硫酸钡、氢氧化铝沉淀，A点时SO2−4完全沉淀，A～B为氯化铝与氢氧化钡的反应，B点时溶液中Al3+完全沉淀，产生沉淀达最大值，溶液中溶质为BaCl2，B～C为氢氧化铝与氢氧化钡反应，C点时氢氧化铝完全溶解。

故C点铝元素存在形式是AlO−2，A正确；D点的溶液中含有Ba2+、AlO−2，通入二氧化碳立即产生碳酸钡、氢氧化铝沉淀，B正确；前3 L Ba(OH)2溶液与溶液中Al2(SO4)3反应，从3L～6L为Ba(OH)2溶液与溶液中AlCl3反应，二者消耗的氢氧化钡的物质的量相等为3L×1mol/L=3mol，由生成硫酸钡可知3n[Al2(SO4)3]=n[Ba(OH)2]，故n[Al2(SO4)3]=1mol，由氯化铝与氢氧化钡生成氢氧化铝可知3n(AlCl3)=2n[Ba(OH)2]=6mol，故n(AlCl3)=2mol，故原溶液中原混合液中c[Al2(SO4)3]∶c(AlCl3)=1∶2，C正确；OA段实质为硫酸铝与氢氧化钡恰好发生反应生成硫酸钡、氢氧化铝沉淀，反应离子方程式为：3Ba2++2Al3++6OH−+3SO2−4=3BaSO4↓+2Al(OH)3↓，D错误。

【点睛】根据图表中沉淀的量与加入的氢氧化钡的比例关系，判断每段的反应方程式，得到先得到的是氢氧化铝沉淀和硫酸钡沉淀，继续加入增加的是氢氧化铝沉淀，再而是氢氧化铝的溶解，最终剩余只有硫酸钡沉淀。

1．我国“复兴号”高速列车的运行速度达到350km·h−1。

高速列车制造要使用轻质金属材料。

下列可以作为轻质金属材料的是（）A．铝合金B．铁合金C．碳素纤维D．硅纤维【答案】A【解析】铝密度小，铝合金为轻金属材料，耐腐蚀，硬度大，符合高速列车制造使用材料要求，故A正确；铁是重金属，铁合金为重金属材料，不符合高速列车制造使用材料要求，故B错误；碳素纤维为非金属材料，不符合高速列车制造使用材料要求，故C错误；硅纤维为非金属材料，不符合高速列车制造使用材料要求，故D错误。

故选A。

【点睛】主要是考察铝合金的应用，质轻，硬度大。

2．下列关于铝及其化合物的说法，不正确．．．的是（）A．铝是地壳中含量最多的金属元素，自然界中铝以稳定化合态存在B．铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为铝的化学性质很稳定C．常温下，铝遇浓硝酸、浓硫酸时会在表面生成致密的氧化物膜而发生钝化D．向氯化铝溶液中滴加饱和NaF溶液，再滴加氨水，振荡后，没有观察到白色沉淀【答案】B【解析】A．Al是地壳中含量最高的金属元素，Al是活泼金属，在自然界中以化合态形式存在，故A正确；B．铝化学性质活泼，铝表面容易生成一层致密的氧化物保护膜，对内部的金属起到了保护作用，使得铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性，故B错误；C．铝在常温下能够与浓硫酸、浓硝酸发生钝化，在表面生成致密的氧化膜，阻止了反应的继续进行，故C正确；D．Al3+更易与F−结合成AlF3－6，向氯化铝溶液中滴加饱和NaF溶液，再滴加氨水，AlF3－6不与NH3·H2O反应生成白色沉淀，故D正确；故选B。

【点睛】主要侧重考察的是氧化铝的性质，铝在空气中已发生氧化形成致密氧化膜。

3．下列有关金属及其化合物的说法正确的是（ ）A ．钠在空气中燃烧生成淡黄色的Na 2OB ．铝和氢氧化钠溶液反应生成Al(OH)3和H 2OC ．铁在高温下与水蒸气反应生成Fe 3O 4和H 2D ．铝、铁、铜在潮湿的空气中生锈均生成对应的氧化物【答案】C【解析】A ．钠在空气中燃烧生成淡黄色的Na 2O 2，A 错误；B ．铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠、氢气，B 错误；C ．铁在高温下与水蒸气反应生成Fe 3O 4和H 2，C 正确；D ．铜在潮湿的空气中生锈生成铜绿，为碱式碳酸铜，不是氧化物，D 错误。

【点睛】金属及其化合物性质的考查，主要是熟记常见物质的颜色，实验现象，反应方程式产物。

4．银铜合金广泛应用于航空工业。

从银铜合金的切割废料中回收银和制备CuAlO 2的流程如下。

已知：Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450∶和80∶。

下列说法错误的是（ ） A ．电解精炼时，粗银做阳极，纯银做阴极B ．为提高原料利用率，流程中应加过量的稀NaOHC ．滤渣B 煅烧时发生的反应为4CuO+4Al(OH)3=====高温4CuAlO 2+O 2↑+6H 2OD ．若用1.0kg 银铜合金（铜的质量分数为64%)最多可生成10.0mol CuAlO 2【答案】B【解析】A ．电解精炼时，粗银做阳极、纯银做阴极、电解液选可溶性银盐，阳极上银及比它活泼的金属溶解，阴极上电解液中银离子得到电子被还原析出银，A 正确；B ．流程中硫酸铜溶液中加硫酸铝和稀NaOH 、未煮沸之前得Cu(OH)2和Al(OH)3，根据Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450∶和80∶可知B 为Al(OH)3和CuO 在生成固体B 的过程中，需控制NaOH 的加入量，若NaOH 过量，则因过量引起的反应为：Al(OH)3+OH −=AlO −2 +2H 2O ，B 错误；C ．滤渣B 为Al(OH)3和CuO 的混合物，煅烧时铜化合价降低到+1价，则发生氧化还原反应，反应方程式为4CuO+4Al(OH)3=====高温4CuAlO 2+O 2↑+6H 2O ，C 正确；D ．1.0kg 银铜合金（铜的质量分数为64%)中铜的物质的量为1000.0g 64%10.0mol 64g/mol⨯=，则由铜元素守恒知最多可生成10.0mol CuAlO 2，D 正确；答案选B 。

【点睛】熟练掌握电解精炼铜的工作原理，元素守恒在计算中的应用。

5．钾长石(KAlSi 3O 8)是一种钾的铝硅酸盐，可用于制备Al 2O 3、K 2CO 3等物质，制备流程如图所示：下列有关说法正确的是（ ）A ．上述流程中可以重复利用的物质只有Na 2CO 3B ．钾长石用氧化物的形式可表示为K 2O·Al 2O 3·3SiO 2C ．煅烧过程中Si 、K 和Al 元素转化为CaSiO 3、KAlO 2和NaAlO 2D ．沉淀过程中的离子方程式为CO 2+2AlO −2+3H 2O=CO 2−3+2Al(OH)3↓【答案】C【解析】CO 2、Na 2CO 3既是反应的产物，也是反应过程中需要加入的物质，因此上述流程中可以重复利用的物质有Na 2CO 3、CO 2，A 错误；根据元素守恒可知钾长石用氧化物的形式可表示为K 2O·Al 2O 3·6SiO 2，B 错误；煅烧过程中钾长石中的Si 元素与CaCO 3转化为CaSiO 3，K 和Al 元素与Na 2CO 3反应转化为KAlO 2和NaAlO 2，C 正确；向KAlO 2和NaAlO 2溶液中通入过量CO 2气体，会产生HCO −3，发生反应CO 2+AlO −2+2H 2O=HCO −3+Al(OH)3↓，D错误。