等质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应至完全溶解,消耗碱量最多的是( )
分析:
选项中的各种物质和氢氧化钠反应的方程式为:2Al+2NaOH+2H$_2$O=2NaAlO$_2$+3H$_2$↑,
Al(OH)$_3$+NaOH═NaAlO$_2$+2H$_2$O,
AlCl$_3$+3NaOH(少量)═Al(OH)$_3$↓+3NaCl,
Al(OH)$_3$+NaOH(过量)═NaAlO$_2$+2H$_2$O,总反应式:AlCl$_3$+4NaOH(过量)═NaAlO$_2$+3NaCl+2H$_2$O,
Al$_2$O$_3$+2NaOH═2NaAlO$_2$+H$_2$O,在各物质质量相等的条件下,计算消耗的碱量.
解答:
解:假设各种物质的质量均为1g,则铝单质的物质的量为$\frac {1}{27}$mol,氢氧化铝的物质的量为$\frac {1}{78}$mol,氯化铝的物质的量为$\frac {1}{133.5}$mol,氧化铝的物质的量为$\frac {1}{102}$mol,
根据化学方程式:2Al+6H$_2$O+2NaOH═2Na[Al(OH)$_4$]↓+3H$_2$↑;
Al(OH)$_3$+NaOH═NaAlO$_2$+2H$_2$O;AlCl$_3$+3NaOH(少量)═Al(OH)$_3$↓+3NaCl,Al(OH)$_3$+NaOH(过量)═NaAlO$_2$+2H$_2$O,总反应式:AlCl$_3$+4NaOH(过量)═NaAlO$_2$+3NaCl+2H$_2$O;
Al$_2$O$_3$+2NaOH═2NaAlO$_2$+H$_2$O,
则Al~NaOH,消耗碱$\frac {1}{27}$mol,
Al(OH)$_3$~NaOH,消耗碱$\frac {1}{78}$mol,
AlCl$_3$~4NaOH,消耗碱4×$\frac {1}{133.5}$mol,
Al$_2$O$_3$,~2NaOH,消耗碱2×$\frac {1}{102}$mol,所以消耗碱量最多的是铝.
故选A.
点评:
本题考查学生有关铝及其化合物和强碱氢氧化钠反应的化学性质、化学方程式的书写知识,难度较大.
下列各项操作中,不发生“先沉淀后溶解”现象的是( )
分析:
A、根据石灰水和CO$_2$反应,生成CaCO$_3$沉淀,继续通入CO$_2$,会与CaCO$_3$反应生成可溶的Ca(HCO$_3$)$_2$;
B、偏铝酸钠和盐酸反应生成氢氧化铝和氯化钠,氢氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水;
C、盐酸和偏铝酸钠NaAlO$_2$溶液反应生成氯化钠、氯化铝,氯化铝还可以和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝;
D、硫酸铝可以和氢氧化钠反应生成氢氧化铝沉淀,氢氧化铝可以溶解于氢氧化钠中.
解答:
解:A、石灰水和CO$_2$反应,生成CaCO$_3$沉淀,继续通入CO$_2$,会与CaCO$_3$反应生成可溶的Ca(HCO$_3$)$_2$,沉淀又溶解,所以出现先沉淀后溶解现象,故A错误;
B、向NaAlO$_2$胶体中逐滴加入过量的稀盐酸,偏铝酸钠先和盐酸反应生成难溶性的氢氧化铝,氢氧化铝是两性氢氧化物能溶于强酸溶液,所以氢氧化铝和盐酸能继续反应生成可溶性的氯化铝,所以出现“先产生沉淀,然后沉淀又溶解”现象,故B错误;
C、盐酸中滴加偏铝酸钠,开始盐酸会和偏铝酸钠溶液反应生成氯化铝,随着偏铝酸钠的滴加,氯化铝还可以和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝,所以开始无沉淀,最后出现沉淀,沉淀最终不溶解,故C正确;
D、Al$_2$(SO$_4$)$_3$溶液中滴入氢氧化钠溶液,开始硫酸铝可以和氢氧化钠反应生成氢氧化铝沉淀,然后氢氧化铝可以溶解于过量氢氧化钠中,所以出现“先产生沉淀,然后沉淀又溶解”现象,故D错误.
故选C.
点评:
本题主要考查的是物质的性质,根据物质的性质结合方程式分析本题即可,需要注意的是物质量的多少会影响反应的产物.
现有100mL 3mol•L_NaOH溶液和100mL 1mol•L_的AlCl$_3$溶液.
①将NaOH溶液分多次加到AlCl$_3$溶液中;
②将AlCl$_3$溶液分多次加到NaOH溶液中.
比较两种操作是( )
分析:
将NaOH溶液分多次加到AlCl$_3$溶液中,发生:Al_+3OH_═Al(OH)$_3$↓,将AlCl$_3$溶液分多次加到NaOH溶液中,分别发生:
Al_+4OH_=AlO$_2$_+2H$_2$O,Al_+3AlO$_2$_+6H$_2$O=4Al(OH)$_3$↓,以此进行判断.
解答:
解:100mL 3mol•L_NaOH溶液中n(NaOH)=0.3mol,100mL 1mol•L_的AlCl$_3$溶液中n(AlCl$_3$)=0.1mol,则
①将NaOH溶液分多次加到AlCl$_3$溶液中,发生:Al_+3OH_═Al(OH)$_3$↓,现象为观察到白色沉淀;
②将AlCl$_3$溶液分多次加到NaOH溶液中,分别发生:Al_+4OH_=AlO$_2$_+2H$_2$O,Al_+3AlO$_2$_+6H$_2$O=4Al(OH)$_3$↓,先没有沉淀后出现沉淀,
所以二者现象不同,由于AlCl$_3$最后全部转化为Al(OH)$_3$,沉淀质量相等.
故选D.
点评:
本题考查的化合物的性质,题目难度不大,学习中注意相关基础知识的积累,特别是铝三角知识,为中学元素化合物中的重要内容.
实验室中,要使AlCl$_3$溶液中的Al_离子全部沉淀出来,适宜用的试剂是( )
分析:
根据题意,Al_转化为不溶于水的物质是Al(OH)$_3$,Al(OH)$_3$具有两性,既能和强酸反应又能和强碱反应,要使Al$_2$(SO$_4$)$_3$溶液中的Al_完全沉淀,选取试剂时就不能选强碱,只能是弱碱.
解答:
解:Al_转化为不溶于水的物质是Al(OH)$_3$,Al(OH)$_3$具有两性,既能和强酸反应又能和强碱反应,要使Al$_2$(SO$_4$)$_3$溶液中的Al_完全沉淀,选取试剂时就不能选强碱,只能是弱碱.
A、NaOH溶液是强碱,能溶解氢氧化铝沉淀,故A错误;
B、Ba(OH)$_2$ 溶液是强碱,能溶解氢氧化铝沉淀,故B错误;
C、盐酸是酸,与Al_不反应,故C错误;
D、氨水是弱碱,加入过量的氨水能把铝离子完全沉淀,故D正确;
故选D.
点评:
本题考查铝的重要化合物的性质,难度不大,注意题目要求意在考查氢氧化铝的两性这一特性.
氢氧化铝可作为治疗某种胃病的内服药,这是利用了氢氧化铝的哪个性质( )
分析:
人的胃液里含有胃酸,胃酸主要成分为盐酸.若胃酸分泌过多会引起胃病.氢氧化铝为弱碱性,可中和胃酸缓解病痛.
解答:
解:胃酸主要成分为盐酸,胃酸分泌过多会引起胃病.氢氧化铝为弱碱性,与胃液中含有的盐酸反应中和生成氯化铝和水,反应方程式为Al(OH)$_3$+3HCl=AlCl$_3$+3H$_2$O.故选B
点评:
本题考查了氢氧化铝性质,难度较小,依据酸碱的性质进行解答.
下列物质中,既能与强酸反应,又能跟强碱反应的是( )[br]①NaHCO$_3$ ②Al ③Al$_2$O$_3$ ④Al(OH)$_3$
分析:
解答:
点评:
本题考查物质的性质,题目难度不大,注意基础知识的积累.
在实验室里,要想使AlCl$_3$溶液中的Al_全部沉淀出来,应最好选用下列试剂中的( )
分析:
Al_全部沉淀可以和碱反应,也可以和能水解显碱性的盐反应;Al(OH)$_3$是两性氢氧化物能溶于强酸强碱,Al_离子全部沉淀需要所加的试剂过量,所以全部沉淀Al_最好不用强碱用弱碱.
解答:
解:氢氧化钠溶液、石灰水(氢氧化钙溶液)都是强碱溶液,沉淀Al_时生成的氢氧化铝能溶解在过量的强碱溶液中,所以Al_不能全部沉淀出来,故A、B不符合;稀硫酸不与氯化铝反应,故C不符合;氨水是弱碱溶液,可以全部沉淀Al_,因为AI(OH)$_3$不溶于弱碱溶液,故D正确.
故选:D.
点评:
本题考查了铝盐、氢氧化铝的性质应用,重点考查氢氧化铝的实验室制备.
实验室制备Al(OH)$_3$沉淀,最适宜的方法是( )
分析:
Al(OH)$_3$属于两性氢氧化物,能溶于强酸和强碱,但不能溶于弱碱,所以实验室用弱碱和可溶性铝盐制取氢氧化铝.
解答:
解:A.NaOH溶液为强碱溶液,能将氢氧化铝溶解,所以不适宜,故A错误;
B.氨水属于弱碱,能和氯化铝反应生成氢氧化铝沉淀,且氢氧化铝不溶于氨水,所以氨水最适宜,故B正确;
C.盐酸能与偏铝酸钠反应生成氢氧化铝,但是氢氧化铝能溶于盐酸,故C错误;
D.Al$_2$O$_3$难溶于水,与水不反应,故D错误.
故选B.
点评:
本题考查了实验室中氢氧化铝的制取,难度不大,明确氢氧化铝的性质是解本题关键,氢氧化铝能溶于强碱但不溶于弱碱,Al、氧化铝和氢氧化铝都能溶于强酸和强碱,可以利用氢氧化铝的这种性质进行除杂.
把一块镁铝合金投入到1mol•L_ 盐酸中,待合金完全溶解后,再往溶液里加入1mol•L_ NaOH溶液,生成沉淀的物质的量随加入NaOH溶液体积变化的关系如图所示.下列说法中错误的是( )
分析:
A、根据图中氢氧化钠的体积是80mL时溶液中溶质的成分来确定盐酸的体积;
B、根据第三阶段的反应确定铝离子的物质的量,假设只有铝离子时,根据消耗的氢氧化钠来确定a的取值范围;
C、根据图示知第四阶段无反应,沉淀全为Mg(OH)$_2$,若a=0,n(Mg_)取得最大值,据此来计算镁离子物质的量的范围;
D、根据a=30时,先确定镁离子消耗的氢氧化钠的量,再根据b点的含义来计算回答.
解答:
解:A、第一阶段,盐酸和氢氧化钠反应:H_+OH_=H$_2$O;第二阶段,氯化镁和氯化铝和氢氧化钠反应Mg_+2OH_=Mg(OH)$_2$↓,Al_+3OH_=Al(OH)$_3$↓,在V(NaOH)=80mL时,溶液中溶质全为NaCl,所以盐酸的体积为80mL,故A正确;
B、第三阶段,氢氧化铝溶解Al(OH)$_3$ +NaOH=NaAlO$_2$+2H$_2$O,因为此时消耗NaOH10mL,所以n(Al_)=0.01mol,和Al_反应的NaOH为30mL,因为第一阶段和Al_反应的NaOH为30mL,假设无Mg_,a=50,而实际存在Mg_,所以0<a<50,故B正确;
C、第三阶段,氢氧化铝溶解Al(OH)$_3$ +NaOH=NaAlO$_2$+2H$_2$O,因为此时消耗NaOH10mL,所以n(Al_)=0.01mol,第四阶段无反应,沉淀全为Mg(OH)$_2$,若a=0,n(Mg_)取得最大值,
第一阶段,和Al_反应的NaOH为30mL,所以此时和Mg_反应的NaOH为50ml,(Mg_)_max=0.025mol,而如图所示a>0,所以n(Mg_)<0.025mol,故C正确;
D、a=30时,和Mg_反应的NaOH为20ml,此时n(Mg_)=0.01mol,b=n(Mg_)+n(Al_)=0.02mol,故D错误.
故选D.
点评:
本题考查学生有关金属元素铝及其化合物的性质的知识,结合图象进行考查,增大了难度.
下列示意图与对应的反应情况正确的是( )
分析:
A、向一定量的氢氧化钙和氢氧化钾溶液中通入二氧化碳,开始先和氢氧化钙反应,会生成碳酸钙,当氢氧化钙完全反应后,再和氢氧化钾反应,最后将碳酸钙溶解;
B、NaHSO$_4$溶液中逐滴加入Ba(OH)$_2$溶液会产生越来越多的硫酸钡白色沉淀;
C、KAl(SO$_4$)$_2$溶液中逐滴加入Ba(OH)$_2$溶液开始铝离子和硫酸根逐渐形成沉淀,然后形成的氢氧化铝逐渐溶解,直到只剩余硫酸钡为止;
D、NaAlO$_2$溶液中逐滴加入盐酸,开始出现沉淀,然后沉淀逐渐溶解.
解答:
解:A、向一定量的氢氧化钙和氢氧化钾溶液中通入二氧化碳,开始先和氢氧化钙反应,会逐渐生成碳酸钙沉淀,沉淀量逐渐增大,当氢氧化钙完全反应后,再和氢氧化钾反应,此时沉淀量不变,当氢氧化钾消耗完毕时,将碳酸钙逐渐溶解,沉淀量逐渐减少,故A错误;
B、NaHSO$_4$溶液中逐滴加入Ba(OH)$_2$溶液会产生越来越多的硫酸钡白色沉淀,直到最大量,然后不再减少为止,故B正确;
C、KAl(SO$_4$)$_2$溶液中逐滴加入Ba(OH)$_2$溶液,开始阶段,铝离子和硫酸根分别和氢氧根和钡离子反应生成氢氧化铝和硫酸钡沉淀,然后形成的氢氧化铝被过量的氢氧根逐渐溶解,直到只剩余硫酸钡沉淀为止,故C错误;
D、NaAlO$_2$溶液中逐滴加入盐酸,开始出现沉淀,然后过量的盐酸又将沉淀逐渐溶解掉,故D错误.
故选B.
点评:
本题考查运用课本知识解决新问题的能力,并且要考虑反应的先后顺序问题,属于偏难题.
向30mL 1mol•L_的AlCl$_3$溶液中逐渐加入浓度为4mol•L_的NaOH溶液,若产生0.78g白色沉淀,则加入的NaOH溶液的体积可能为( )
分析:
n(AlCl$_3$)=0.03 mol,n[Al(OH)$_3$]=0.01 mol,由沉淀的物质的量小于氯化铝的物质的量可推知此题可能有两个答案:一是氢氧化钠不足,二是氢氧化钠过量,据此分析解答.
解答:
解:n(AlCl$_3$)=0.03 mol,n[Al(OH)$_3$]=0.01 mol,由沉淀的物质的量小于氯化铝的物质的量可推知此题可能有两个答案:一是氢氧化钠不足,二是氢氧化钠过量;
由两者反应的离子方程式知Al_+3OH_═Al(OH)$_3$↓、Al(OH)$_3$+OH_═AlO$_2$_+2H$_2$O知,
当碱的量不足时,只发生反应Al_+3OH_═Al(OH)$_3$↓,根据氢氧化铝和氢氧根离子之间的关系式得,则V(NaOH)=$\frac {$\frac {0.78g}{78g/mol}$×3}{4mol/L}$=7.5 mL;
当碱过量时,生成氢氧化铝发生的反应为Al_+3OH_═Al(OH)$_3$↓,根据氢氧化铝和氢氧根离子之间的关系式得,则V(NaOH)=$\frac {$\frac {0.78g}{78g/mol}$×3}{4mol/L}$=7.5 mL;
根据铝离子守恒得n(AlO$_2$_)=0.03mol-0.01mol=0.02mol,发生的反应为Al_+4OH_═AlO$_2$_+2H$_2$O,根据方程式知,生成偏铝酸根离子需要氢氧化钠体积=$\frac {0.02mol×4}{4mol/L}$=20mL,
所以一共需要氢氧化钠体积=7.5mL+20mL=27.5mL,
故选B.
点评:
本题考查了物质的量的有关计算,明确氯化铝和氢氧化钠之间的反应是解本题关键,注意要分情况讨论,很多同学往往漏掉氢氧化钠溶液和氢氧化铝的反应而导致错误,为易错题.
实验室用一定量的Al$_2$(SO$_4$)$_3$制取最大量的Al(OH)$_3$,最适合的试剂是( )
分析:
Al_转化为不溶于水的物质是Al(OH)$_3$,Al(OH)$_3$具有两性,既能和酸反应又能和强碱反应,故实验室用Al$_2$(SO$_4$)$_3$制取Al(OH)$_3$,选取试剂时不能选强碱,只能是弱碱.
解答:
解:A、氢氧化钠是强碱,可以溶解氢氧化铝,使铝元素不能完全沉淀,氢氧化铝的产率降低,故A不符合;
B、硫酸不能与硫酸铝反应生成氢氧化铝,故B不符合;
C、氨水是弱碱,与硫酸铝反应生成氢氧化铝沉淀,氢氧化铝不能溶于氨水,故C符合;
D、氢氧化钾是强碱,可以溶解氢氧化铝,使铝元素不能完全沉淀,氢氧化铝的产率降低,故D不符合;
故选C.
点评:
本题以氢氧化铝的制备为载体,考查铝的重要化合物的性质,难度不大,注意题目要求意在考查氢氧化铝的两性这一特性.
向100mL0.1mol.L_的AlCl$_3$溶液中,加入1mol.L_的NaOH溶液VmL后,再滴加1mol.L_盐酸.滴加盐酸的体积(横坐标)与生成沉淀的质量(纵坐标)如下图所示的关系,则加入的NaOH溶液的体积为( )
分析:
图象开始阶段沉淀的量为0,所以开始阶段是盐酸和氢氧化钠之间的中和反应,然后沉淀量逐渐增多,发生的是四羟基合铝酸钠与盐酸之间的反应,直到所有的沉淀被溶解完毕.
解答:
解:开始阶段是盐酸和氢氧化钠之间的中和反应,根据消耗盐酸的量,知道剩余的氢氧化钠的物质的量是0.01L×1mol.L_=0.01mol,然后沉淀量逐渐增多,发生的是四羟基合铝酸钠与盐酸之间的反应,即Na[Al(OH)$_4$]+HCl=NaCl+Al(OH)$_3$↓+H$_2$O,Al(OH)$_3$+3HCl=AlCl$_3$+3H$_2$O,根据各段消耗盐酸的量知道生成的Na[Al(OH)$_4$]的物质的量是0.01L×1mol.L_=0.01mol,根据铝元素守恒,所以铝离子的物质的量是0.01mol,生成四羟基合铝酸钠时消耗氢氧化钠就40mL,剩余氢氧化钠的量是10mL,所以加入氢氧化钠的量是50mL.
故选D.
点评:
本题考查铝的性质的计算,以图象题的形式考查,题目难度中等,分析图象各阶段的发生的反应是解题关键,再利用守恒计算.