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(时间：45分钟 分值：100分)
一、选择题(本题共7个小题，每题6分，共42分，每个小题只有一个选项符合题意。)
1．下列有关铝及其化合物的叙述正确的是 ( )。
A．铝粉与氧化镁共热可制取金属镁
B．足量铝分别与含1 mol HCl、1 mol NaOH的溶液反应，产生相同量的氢气
C．工业上用电解熔融Al2O3的方法冶炼铝
D．在浓硝酸中加入等体积的浓硫酸后，马上加入铝片，铝片表面发生钝化
解析 镁比铝活泼，不能用铝粉制取镁，A错误；依据关系式2Al～6HCl～3H2,2Al～2NaOH～3H2，当铝足量时，等物质的量的HCl和NaOH产生H2的体积比为1∶3，B错误；浓H2SO4溶解于浓HNO3中放出大量热，同时也促进HNO3挥发，使两种酸的浓度减小，铝片不钝化，D错误。
答案 C
2．(2021·淄博模拟)美、德两国成功合成具有化学特性的氢铝化合物(AlH3)n，关于氢铝化合物的推想不正确的是 ( )。
A．氢铝化合物与水反应生成氢氧化铝和氢气
B．氢铝化合物中铝显＋3价，氢显－1价
C．铝与水蒸气在高温下反应可生成氢铝化合物
D．氢铝化合物具有强还原性
解析 由化合物中元素正负化合价代数和为零，并结合H、Al原子结构特点可知氢铝化合物中Al为＋3价、H为－1价；该化合物中H元素处于最低价态，具有强还原性，可与水发生氧化还原反应生成氢气，同时生成氢氧化铝。
答案 C
3．相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应，至体系中均无固体物质，消耗碱量最多的是
( )。
A．Al B．Al(OH)3
C．AlCl3 D．Al2O3
解析 假设上述四种物质均为1 g，则物质的量分别为 mol， mol， mol， mol，完全溶解转化为Na[Al(OH)4]时，所需NaOH的物质的量分别为 mol、 mol，×4 mol＝mol，×2 mol＝ mol，所以选A。
答案 A
4．某溶液既能溶解Al(OH)3，又能溶解Al，但不能溶解Fe，在该溶液中可以大量共存的离子组是 ( )。
A．K＋、Na＋、HCO、NO
B．Na＋、SO、Cl－、S2－
C．NH、Mg2＋、SO、NO
D．H＋、K＋、Cl－、Na＋
解析 能溶解Al(OH)3、Al，而不能溶解Fe的溶液只能是强碱溶液，A项中的HCO，C项中的NH、Mg2＋，D项中的H＋都不能在强碱溶液中大量共存。
答案 B
5．工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：
下列叙述正确的是( )。
A．试剂X可以是氢氧化钠溶液，也可以是盐酸
B．反应①过滤后所得沉淀为氢氧化铁
C．图中所示转化反应都不是氧化还原反应
D．反应②的化学方程式为Na[Al(OH)4]＋CO2===Al(OH)3↓＋NaHCO3
解析 试剂X只能是氢氧化钠溶液，不能是盐酸；反应①过滤后所得沉淀为Fe2O3；电解氧化铝制铝的反应是氧化还原反应。
答案 D
6．(2021·长春调研)3 g镁铝合金与100 mL稀硫酸恰好完全反应，将反应后的溶液加热蒸干， g，则原硫酸的物质的量浓度为( )。
A．1 mol·L－1 B． mol·L－1
C．2 mol·L－1 D． mol·L－1
解析 由镁铝合金到无水硫酸盐，固体增加的质量为SO的质量，则n(H2SO4)＝mol＝ mol，故c(H2SO4)＝＝ mol·L－1，B对。
答案 B
7．(2021·秦皇岛模拟)将铝粉与Fe3O4粉末配制成铝热剂，分成三等份。
①一份直接放入足量的烧碱溶液中，充分反应后放出气体在标准状况下的体积为V1；
②一份在高温下恰好反应完全，反应后的混合物与足量的盐酸反应后，放出的气体在标准状况下的体积为V2；
③一份直接放入足量的盐酸中，充分反应后放出气体在标准状况下的体积为V3。
下列说法正确的是 ( )。
A．V1＝V3＞V2 B．V2＞V1＝V3
C．V1＝V2＞V3 D．V1＞V3＞V2
解析 发生反应的化学方程式为：8Al＋3Fe3O44Al2O3＋9Fe则第一份和第三份都是8 mol Al失去24 mol电子供应应氢离子生成氢气，故得到的氢气是相等的；其次份，由化学方程式可知8 mol Al失去24 mol电子，生成9 mol Fe，而9 mol Fe只能失去18 mol e－供应应氢离子生成氢气，故生成的氢气比第一份和第三份少，答案A正确。
答案 A
二、非选择题(本题共4个小题，共58分)
8．(15分)某铝合金(硬铝)中含有镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，有人设计如下试验：
(1)取样品a g，称取时使用的仪器名称为________。
(2)将样品溶于足量稀盐酸中，过滤，滤液中主要含有________；滤渣中含有________；在溶解过滤时使用的主要玻璃仪器有___________________。
(3)往滤液中加入过量NaOH溶液，过滤，写出该步操作中有关的化学方程式_______________________________________________________________。
(4)在第(3)步的滤液中通入足量CO2，过滤，将沉淀用蒸馏水洗涤数次后，烘干并灼烧至重量不再削减为止，冷却后称量，质量为b g。有关反应的化学方程式为____________________________________________________。
(5)该样品中铝的质量分数的表达式为_______________________________。
解析 用酸溶解硬铝时，铜、硅成为滤渣，滤液成分为MgCl2、AlCl3；滤液中加入足量NaOH后，过滤，滤渣为Mg(OH)2，滤液中溶质主要是Na[Al(OH)4]，滤液中通入足量CO2后析出Al(OH)3，Al(OH)3烘干灼烧成为Al2O3，由关系式：2Al～Al2O3
＝，m(Al)＝ g
Al的质量分数为：×100%
答案 (1)托盘天平
(2)MgCl2、AlCl3 Cu、Si 漏斗、烧杯、玻璃棒
(3)MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl，
AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl，
Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4]
(4)Na[Al(OH)4]＋CO2===NaHCO3＋Al(OH)3↓，
2Al(OH)3Al2O3＋3H2O
(5)×100%
9．(14分)(2021·银川模拟)某无色稀溶液X中，可能含有下表所列离子中的某几种。
阴离子
CO、SiO、[Al(OH)4]－、Cl－
阳离子
Al3＋、Fe3＋、Mg2＋、NH、Na＋
现取该溶液适量，向其中加入某试剂Y，产生沉淀的物质的量(n)与加入试剂体积(V)的关系如图所示。
(1)若Y是盐酸，则Oa段转化为沉淀的离子(指来源于X溶液的，下同)是______________________________________________________________，
ab段发生反应的离子是________，bc段发生反应的离子方程式为_______________________________________________________________。
(2)若Y是NaOH溶液，则X中确定含有的离子是________，ab段反应的离子方程式为__________________________________________________。
解析 (1)因溶液是无色的，所以确定不含Fe3＋，加入盐酸后能形成的沉淀有Al(OH)3、H2SiO3，前者能溶于过量盐酸而后者不能，由图像知溶液中确定含有[Al(OH)4]－、SiO，Oa段发生反应的离子为[Al(OH)4]－、SiO，ab段发生反应的离子为CO，bc段则是Al(OH)3溶解。(2)当向溶液中加入NaOH溶液时，生成的沉淀为Mg(OH)2、Al(OH)3，ab段是NH与OH－发生反应，因Mg2＋、Al3＋不能与CO、SiO、[Al(OH)4]－共存，故此时溶液中的阴离子只有Cl－。
答案 (1)SiO、[Al(OH)4]－ CO Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
(2)Al3＋、Mg2＋、NH、Cl－ NH＋OH－===NH3·H2O
10．(14分)某课外小组对一些金属单质和化合物的性质进行探究。
(1)下表为“铝与氯化铜溶液反应”试验报告的一部分：
试验步骤
试验现象
将打磨过的铝片(过量)放入确定浓度的CuCl2溶液中
产生气泡，析出疏松的红色固体，溶液渐渐变为无色
反应结束后分别出溶液备用
红色固体用蒸馏水洗涤后，置于潮湿空气中
一段时间后固体由红色变为绿色[设其主要成分为Cu2(OH)2CO3]
按反应类型写出试验中发生反应的化学方程式各一个(是离子反应的只写离子方程式)
置换反应________________________________；
化合反应________________________________。
(2)用石墨作电极，电解上述试验分别出的溶液，两极产生气泡。持续电解，在阴极四周的溶液中还可以观看到的现象是_____________________。
解释此现象的离子方程式是______________________________________。
(3)工业上可用铝与软锰矿(主要成分为MnO2)反应来冶炼金属锰。
①用铝与软锰矿炼锰的原理是(用化学方程式来表示)_____ __________。
②MnO2在H2O2分解反应中作催化剂。若将适量MnO2加入酸化的H2O2溶液中，MnO2溶解产生Mn2＋，该反应的离子方程式是__________________。
解析 (1)由CuCl2溶液中Cu2＋的水解使溶液呈酸性，所以会有2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，也有2Al＋3Cu2＋===2Al3＋＋3Cu；单质铜在潮湿空气中由红色变为绿色，化学方程式可写出2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3。
(2)用石墨作电极，电解AlCl3溶液，电解的化学方程式为：2AlCl3＋6H2O2Al(OH)3↓＋3H2↑＋3Cl2↑
持续电解，阴极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－从而使阴极区OH－浓度增大，所以会看到有白色沉淀生成，后沉淀渐渐溶解至消逝。
(3)①类似于铝热反应。
②依据题意可写出离子方程式：MnO2＋H2O2＋2H＋===Mn2＋＋O2↑＋2H2O。
答案 (1)2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑或2Al＋3Cu2＋===2Al3＋＋3Cu 2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3 (2)有白色沉淀生成，后沉淀渐渐溶解至消逝 Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－
(3)①3MnO2＋4Al高温,3Mn＋2Al2O3 ②MnO2＋H2O2＋2H＋===Mn2＋＋O2↑＋2H2O
11．(15分)2021年1月26日15时整，中国国产大型军用运输机运－20成功降落，标志着运－20首飞圆满成功。请回答下列问题：
Ⅰ.运－20依据结构和性能要求不同，使用的材料也不同，你认为下列材料中用于运－20制造，合理的是________(填序号)。
A．利用纯铝制造运－20发动机
B．用镁铝合金制造运－20座椅
C．用氧化铝制造运－20电器线路的导线
D．用一般钢制造运－20灭火器的外壳
Ⅱ.制造铝合金所需的铝从铝土矿中提取，已知铝土矿的主要成分为氧化铝(含有Fe2O3、SiO2杂质)，SiO2不与盐酸反应但能溶解在NaOH溶液中生成可溶性Na2SiO3。工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝：
(1)①②中除加试剂外，还需要进行的操作是__________________。
(2)写出步骤②反应的化学方程式：________________________________。
(3)③中需要通入过量的二氧化碳，写出该过程中含铝化合物发生反应的离子方程式：__________________________。
(4)一种新型镁铝合金的化学式为Mg17Al12，科学家发觉它具有储氢性能，是一种潜在的储氢材料，可在氩气疼惜下，将确定比例的Mg、Al单质在确定温度下熔炼获得。该合金在确定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg17Al12＋17H2===17MgH2＋12Al，得到的混合物Y(17MgH2＋12Al)在确定条件下能释放出氢气。
①制备镁铝合金(Mg17Al12)时通入氩气的目的是______________________。
② mol·L－1盐酸中，混合物Y能完全释放出H2。1 mol Mg17Al12完全吸氢后得到的混合物Y与上述盐酸完全反应，消耗盐酸的体积为______________________________________________________________L。
解析 Ⅰ.选项A，纯铝硬度差，不耐高温，不能用于制造飞机发动机。选项B，镁铝合金具有质量轻、密度低、散热性好、抗压性强和易于加工等性能，能用于制造运－20的座椅。选项C，固态氧化铝不导电，不能用于制造运－20电器线路的导线。选项D，一般钢制造的容器具有较好的抗压和抗冲击力气等特性，适合制造灭火器的外壳。
Ⅱ.(1)铝土矿中的Al2O3、Fe2O3能与盐酸反应生成可溶性AlCl3、FeCl3，SiO2不反应，a中含有固体SiO2，b中含有固体Fe(OH)3，均需要利用过滤除去。
(2)向AlCl3、FeCl3溶液中加入过量NaOH溶液，AlCl3、FeCl3与过量NaOH溶液反应生成可溶的Na[Al(OH)4]和难溶的Fe(OH)3沉淀，据此可写出相应反应的化学方程式。
(3)Na[Al(OH)4]溶液与过量CO2反应生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3，其反应的离子方程式为[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO。
(4)①由于Mg、Al都易在空气中燃烧，所以制备镁铝合金时通入氩气的目的是防止Mg、Al与空气中的成分反应。
②1 mol Mg17Al12完全吸氢后得到的混合物为17 mol MgH2和12 mol Al，与盐酸反应的化学方程式为MgH2＋2HCl===MgCl2＋2H2↑、2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，17 mol MgH2消耗34 mol HCl,12 mol Al消耗36 mol HCl，共消耗70 mol HCl， mol·L－1盐酸的体积为70 mol÷ mol·L－1＝14 L。
答案 Ⅰ.BD Ⅱ.(1)过滤 (2)AlCl3＋4NaOH===Na[Al(OH)4]＋3NaCl、FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl (3)[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO (4)①防止Mg、Al与空气中的成分反应 ②14