2019版高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第3章 金屬及其重要化合物 第2節(jié) 鎂、鋁及其重要化合物模擬預(yù)測通關(guān) 新人教版.doc

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第2節(jié) 鎂、鋁及其重要化合物 一、選擇題 1．氧化還原反應(yīng)在生產(chǎn)、生活中具有廣泛的用途。下列做法中涉及到鋁元素的還原性的是(　　) A．明礬凈化水 B．用氫氧化鋁治療胃酸過多 C．用鋁制容器存放濃硫酸 D．電解熔融氧化鋁制單質(zhì)鋁 解析：選C。A項(xiàng)是Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋，Al(OH)3膠體吸附懸浮雜質(zhì)而起到凈化水的作用；B項(xiàng)是Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O；D項(xiàng)是電解時鋁從化合物中被還原得到鋁單質(zhì)，表現(xiàn)出氧化性；而C項(xiàng)鋁被濃硫酸氧化，表現(xiàn)出還原性，故選C項(xiàng)。 2．化學(xué)在生產(chǎn)和日常生活中有著重要的應(yīng)用。下列說法中不正確的是(　　) A．鋁比鐵活潑，但鋁制品比鐵制品在空氣中耐腐蝕 B．鋁熱反應(yīng)不僅被用于焊接鋼軌，而且還常被用于冶煉熔點(diǎn)較高的金屬 C．電解AlCl3飽和溶液，可制得金屬鋁 D．Al2O3、MgO的熔點(diǎn)很高，可用于制作耐高溫材料 解析：選C。A．鋁比鐵活潑，但鋁制品表面容易形成致密的氧化物薄膜，比鐵制品在空氣中耐腐蝕，故A正確；B．鋁屬于活潑的金屬元素，具有較強(qiáng)的還原性，鋁熱反應(yīng)不僅被用于焊接鋼軌，而且還常被用于冶煉熔點(diǎn)較高的金屬，故B正確；C．冶煉鋁，一般通過電解熔融狀態(tài)的氧化鋁，鋁屬于活潑的金屬元素，電解AlCl3飽和溶液，得不到鋁，故C錯誤；D．Al2O3、MgO的熔點(diǎn)很高，可用于制作耐高溫材料，故D正確。 3．下列反應(yīng)的離子方程式書寫正確的是(　　) A．CO2通入NaAlO2溶液中：AlO＋CO2＋H2O===Al(OH)3↓＋CO B．Al2O3與過量氨水：Al2O3＋6NH3H2O===2Al3＋＋6NH C．向AlCl3溶液中加入過量NaOH溶液：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ D．向AlCl3溶液中滴入過量的氨水：Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH 解析：選D。 A項(xiàng)電荷不守恒，質(zhì)量不守恒；B項(xiàng)Al2O3不溶于氨水；C項(xiàng)AlCl3與過量NaOH溶液反應(yīng)生成的是NaAlO2而不是Al(OH)3沉淀。 4．下列各組物質(zhì)，不能按(“→”表示反應(yīng)一步完成)關(guān)系轉(zhuǎn)化的是(　　) 選項(xiàng) a b c A Al2O3 NaAlO2 Al(OH)3 B AlCl3 Al(OH)3 NaAlO2 C Al Al(OH)3 Al2O3 D MgCl2 Mg(OH)2 MgO 解析：選C。A、B、D三項(xiàng)中的轉(zhuǎn)化關(guān)系分別為，，，C項(xiàng)中Al不能經(jīng)一步反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Al(OH)3。 5．將等物質(zhì)的量的金屬Na、Mg、Al分別與100 mL 2 molL－1的鹽酸反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)測得生成氣體的體積V(已折合為標(biāo)準(zhǔn)狀況)與時間t的關(guān)系如圖所示，則下列說法錯誤的是(　　) A．x＝2.24 B．鈉的物質(zhì)的量為0.2 mol C．反應(yīng)時，Na、Mg、Al均過量 D．曲線b為Mg與鹽酸反應(yīng)的圖像 解析：選C。由圖像可以看出，生成氣體的體積相等，則鹽酸完全反應(yīng)，x＝2.24，A正確。根據(jù)生成的H2為2.24 L，可知Na失去0.2 mol電子，則鈉的物質(zhì)的量為0.2 mol，B正確。反應(yīng)時如果鈉過量，則鈉會與水反應(yīng)，生成的氣體必多于2.24 L，C錯誤。根據(jù)反應(yīng)速率可知曲線a、b、c依次是Na、Mg、Al與鹽酸反應(yīng)的圖像，D正確。 6．將鐵鋁礬[Al2Fe(SO4)4xH2O]溶于水中，得到淺綠色溶液，有關(guān)該溶液的敘述正確的是(　　) A．鐵鋁礬有凈水作用，其水溶液顯中性 B．向該溶液中加入Na2S溶液，有淡黃色沉淀 C．用惰性電極電解該溶液時，陰極區(qū)有沉淀 D．在空氣中，蒸干并灼燒該溶液，最后所得的殘留固體為Al2O3、Fe2O3 解析：選C。A．鐵鋁礬溶于水電離出鋁離子和亞鐵離子，Al3＋、Fe2＋水解顯酸性，A項(xiàng)錯誤；B．S2－和Al3＋水解相互促進(jìn)，生成氫氧化鋁和H2S，B項(xiàng)錯誤；C．陰極氫離子放電，所以會生成氫氧化鋁和氫氧化亞鐵沉淀，C項(xiàng)正確；D．Fe2＋易被空氣中的氧氣氧化成Fe3＋，Al3＋、Fe3＋水解生成硫酸，硫酸難揮發(fā)，所以最終得到的是硫酸鋁和硫酸鐵，D項(xiàng)錯誤。 7．某同學(xué)通過一系列實(shí)驗(yàn)探究Mg及其化合物的性質(zhì)，操作正確且能達(dá)到目的的是(　　) A．將水加入濃硫酸中得到稀硫酸，置鎂片于其中探究Mg的活潑性 B．將NaOH溶液緩慢滴入MgSO4溶液中，觀察Mg(OH)2沉淀的生成 C．將Mg(OH)2濁液直接倒入已裝好濾紙的漏斗中過濾，洗滌并收集沉淀 D．將Mg(OH)2沉淀轉(zhuǎn)入蒸發(fā)皿中，加足量稀鹽酸，加熱蒸干得無水MgCl2固體 解析：選B。A．濃硫酸的密度大于水，因此稀釋濃硫酸，應(yīng)把濃硫酸加入到水中，邊加邊攪拌，故錯誤；B．Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，故正確；C．過濾時，沿著玻璃棒倒入漏斗中，故錯誤；D．需要先在燒杯中加稀鹽酸溶解沉淀；加熱促進(jìn)Mg2＋的水解，加熱蒸干不能得到MgCl2固體，故錯誤。 8．已知NH＋AlO＋2H2O===Al(OH)3↓＋NH3H2O，向含有等物質(zhì)的量的NH、Al3＋、H＋的混合溶液中，慢慢滴加NaOH溶液直至過量，并不斷攪拌，發(fā)生以下離子反應(yīng)： ①H＋＋OH－===H2O ②Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O ③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ ④NH＋OH－===NH3H2O 先后順序正確的是(　　) A．①→②→③→④ B．①→③→②→④ C．①→③→④→② D．①→④→②→③ 解析：選C。結(jié)合OH－能力強(qiáng)的先反應(yīng)，第一個反應(yīng)為H＋＋OH－===H2O；第二個反應(yīng)為Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓；AlO與NH能相互促進(jìn)水解而生成Al(OH)3，故第三個反應(yīng)為NH＋OH－===NH3H2O；最后一個反應(yīng)為Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。 9．通過觀察化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析歸納出正確的結(jié)論，是學(xué)習(xí)化學(xué)科學(xué)最基本的技能之一。下列由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出的結(jié)論正確的是(　　) 選項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論 A 把相同大小的一塊鋁和鎂分別投入相同濃度的NaOH溶液中：鋁溶解有氣泡放出，而鎂沒有任何變化 由此得出：鋁的金屬性比鎂強(qiáng) B 取一塊鋁箔，用酒精燈點(diǎn)燃：鋁箔只熔化成液體而沒有脫落 由此得出：鋁不易燃燒 C 向氯化銨溶液中投入一鋁片：鋁片上產(chǎn)生大量氣泡 由此得出：該氣體是氨氣 D 向氯化鋁溶液中逐滴滴加NaOH溶液至過量：先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀逐漸溶解，最后沉淀完全消失 由此得出：氫氧化鋁能溶于強(qiáng)堿溶液 解析：選D 。A項(xiàng)，比較金屬性的強(qiáng)弱是用金屬單質(zhì)與水或酸反應(yīng)產(chǎn)生H2的難易程度，錯誤；B項(xiàng)，由于生成了熔點(diǎn)很高的氧化鋁，起到隔絕空氣的作用，錯誤；C項(xiàng)，產(chǎn)生的氣體應(yīng)為H2，錯誤。 10．工業(yè)上用某種氧化鋁礦石(含F(xiàn)e2O3雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如下： 對上述流程中的判斷正確的是(　　) A．試劑X可以為氨水，沉淀中含有鐵的化合物 B．CO2可以用H2SO4溶液或稀鹽酸代替 C．反應(yīng)Ⅱ中的離子方程式為CO2＋AlO＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO D．工業(yè)上還可采用Fe還原Al2O3的方法制Al，成本更低 解析：選C。A項(xiàng)，試劑X應(yīng)為強(qiáng)堿溶液，使Al2O3溶解；B項(xiàng)，若用強(qiáng)酸代替CO2，強(qiáng)酸過量時，Al(OH)3會溶解，不能保證生成Al(OH)3沉淀；D項(xiàng)，因Al比Fe活潑，不能用Fe置換Al。 二、非選擇題 11．某混合物甲中含有明礬[KAl(SO4)212H2O]、Al2O3和Fe2O3。在一定條件下由甲可實(shí)現(xiàn)如圖所示的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化。 請回答下列問題： (1)寫出A、B、D的化學(xué)式：A______________、B______________、D______________。 (2)試劑a最好選用________。 A．NaOH溶液 　　　 B．稀鹽酸 C．二氧化碳 D．氨水 (3)寫出反應(yīng)②的離子方程式：______________________________________________。 (4)固體E可以作為復(fù)合性的化學(xué)肥料，E中所含物質(zhì)的化學(xué)式為_______________。 解析：根據(jù)已知信息中甲的成分，可推斷B為氧化鋁，因此反應(yīng)③是通過電解Al2O3而得到D(氧氣)和A(單質(zhì)鋁)。甲加入水過濾得到明礬溶液(溶液中含有Al3＋、K＋和SO)和氧化鋁、氧化鐵沉淀，再向沉淀中加入氫氧化鈉溶液，則氧化鋁溶解，再通入過量二氧化碳可以得到氫氧化鋁沉淀。試劑a應(yīng)該為氨水，如果加入的試劑a是氫氧化鈉溶液，則其加入的量不易控制，由此可推知E為硫酸鉀、硫酸銨的混合物。 答案：(1)Al　Al2O3　O2 (2)D (3)AlO＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO (4)K2SO4、(NH4)2SO4 12．鋁是人類生活中繼銅、鐵之后又一個重要的金屬。工業(yè)上冶煉金屬鋁的原料來源于自然界中重要的礦物質(zhì)釩土(主要成分Al2O3；還有SiO2、Fe2O3、FeCO3、MgCO3等雜質(zhì))。從釩土中提取得到Al2O3的工藝流程如下圖所示： 請回答下列問題： (1)固體A所含物質(zhì)的化學(xué)式是________________________________。 (2)寫出溶液A與足量氣體B反應(yīng)的離子方程式：_____________________________。 (3)工業(yè)冶煉金屬鋁通常用石墨碳塊作電解槽的陽極，請你根據(jù)電解原理解釋電解冶煉鋁的過程中，需要定期補(bǔ)充陽極碳塊的原因：_____________________________________。 (4)Al2O3的熔點(diǎn)很高，因而在工業(yè)冶煉時，需將Al2O3熔于熔化的冰晶石(Na3AlF6)中進(jìn)行電解。請寫出電解過程中陰極的電極反應(yīng)式：________________________________。 工業(yè)上通常將Al(OH)3和Na2CO3一同溶于氫氟酸來制取冰晶石，反應(yīng)時放出CO2氣體，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________。 (5)有一位同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)，AlCl3的熔點(diǎn)很低。他提出：可通過電解熔融狀態(tài)的AlCl3制取金屬鋁。你認(rèn)為他提出的方案是否可行？為什么？____________________________。 (6)某企業(yè)用上述工藝流程進(jìn)行生產(chǎn)，每10.0 t釩土可得到金屬鋁1.35 t。如果不考慮生產(chǎn)過程的損耗，則釩土中Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______________。 解析：(1)釩土的主要成分是Al2O3，還有SiO2、Fe2O3、FeCO3、MgCO3等雜質(zhì)，除SiO2不反應(yīng)外，與鹽酸反應(yīng)生成的金屬陽離子有Al3＋、Fe3＋、Fe2＋、Mg2＋等，這些金屬陽離子再與氫氧化鈉反應(yīng)后生成的可溶物為NaAlO2，不溶物為Fe(OH)2、Fe(OH)3、Mg(OH)2； (2)由(1)知溶液A主要成分為NaAlO2和剩余的氫氧化鈉，通入足量二氧化碳?xì)怏w發(fā)生反應(yīng)：CO2＋OH－===HCO和AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO； (3)電解冶煉鋁的陽極產(chǎn)物為O2，在高溫條件下，O2與陽極碳發(fā)生反應(yīng)消耗陽極碳塊，所以需要定期補(bǔ)充陽極碳塊； (4)電解熔融的氧化鋁，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，即鋁離子得電子生成單質(zhì)鋁，陰極的電極反應(yīng)為Al3＋＋3e－===Al；工業(yè)上通常將Al(OH)3和Na2CO3一同溶于氫氟酸來制取冰晶石，反應(yīng)時放出CO2氣體，根據(jù)原子守恒配平，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al(OH)3＋3Na2CO3＋12HF===2Na3AlF6＋3CO2↑＋9H2O。 (5)AlCl3是共價化合物，在熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電，不能用來電解，而氧化鋁為離子化合物，在熔融狀態(tài)下可導(dǎo)電，可以用來電解； (6)根據(jù)元素守恒，釩土中每1 mol Al2O3會生成2 mol Al，則釩土中Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝(1.35 t102 gmol－1)(27 gmol－1210 t)100%＝25.5%。 答案：(1)Fe(OH)2、Fe(OH)3、Mg(OH)2 (2)CO2＋OH－=== HCO、AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO (3)電解冶煉鋁的陽極產(chǎn)物為氧氣，在高溫條件下，氧氣與陽極碳發(fā)生反應(yīng)消耗陽極碳塊 (4)Al3＋＋3e－===Al　2Al(OH)3＋3Na2CO3＋12HF===2Na3AlF6＋3CO2↑＋9H2O (5)不可行；AlCl3是共價化合物，熔融狀態(tài)的AlCl3不導(dǎo)電 (6)25.5%(或0.255) 13．聚合氯化鋁晶體是介于AlCl3和Al(OH)3 之間的一種水溶性無機(jī)高分子聚合物，其制備原料主要是鋁加工行業(yè)的廢渣——鋁灰，它主要含Al2O3、Al，還有SiO2等雜質(zhì)。聚合氯化鋁生產(chǎn)的工藝流程如下： (1)反應(yīng)中副產(chǎn)品a是________(用化學(xué)式表示)。 (2)升高pH至4.0～5.0的目的是___________________________________________。 (3)生產(chǎn)過程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是___________________________(用化學(xué)式表示)。 (4)為使得到的晶體較純凈，生產(chǎn)過程中使pH升高的C物質(zhì)可選用________(填編號)。 a．NaOH　b．Al　c．氨水　d．Al2O3　e．NaAlO2 (5)聚合氯化鋁晶體的化學(xué)式可表示為[Al2(OH)nCl6－nxH2O]m，實(shí)驗(yàn)室測定n的值： ①稱取a g晶體，制成粉末，加熱至質(zhì)量不再變化為止，稱量為b g。此過程可能用到的下列儀器有________。 a．蒸發(fā)皿　　b．坩堝　　c．研缽　　d．試管 ②另取a g晶體，進(jìn)行如下操作：用A試劑溶解→加足量AgNO3溶液→C操作→烘干→稱量為c g。 A試劑為_________(填試劑名稱)，C操作為__________(填操作名稱)。n＝__________(用含b、c的代數(shù)式表示)。 解析：(1)鋁灰用水清洗后，加入鹽酸，Al與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生H2，因此氣體a為H2。 (2)鋁灰加入鹽酸得到的B為AlCl3溶液，降溫熟化后，升高pH可以促進(jìn)AlCl3水解，從而使晶體析出。 (3)生產(chǎn)過程中HCl可以循環(huán)使用。 (4)生產(chǎn)過程中為使pH升高，可以加入Al、Al2O3，它們與AlCl3水解生成的H＋反應(yīng)，且不會引入其他雜質(zhì)。 (5)①將晶體制成粉末，需要用到研缽，加熱粉末至質(zhì)量不再變化，需要用到坩堝，得到的b g物質(zhì)為Al2O3。 ②將晶體溶解，選擇硝酸，操作C為過濾、洗滌，得到的c g物質(zhì)為AgCl。根據(jù)關(guān)系式：Al2O3～(6－n)AgCl，有102∶(861－143.5n)＝b∶c，解得n＝。 答案：(1)H2　(2)促進(jìn)AlCl3的水解，使晶體析出 (3)HCl　(4)bd　(5)①bc?、谙跛帷∵^濾、洗滌　 14．鋁鎂合金是飛機(jī)制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料。研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)為測定某含鎂3%～5%的鋁鎂合金(不含其他元素)中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)了下列兩種不同實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究。 方案一： [實(shí)驗(yàn)方案]　將鋁鎂合金與足量NaOH溶液反應(yīng)，測定剩余固體質(zhì)量。 實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________________________。 [實(shí)驗(yàn)步驟] (1)稱取10.8 g鋁鎂合金粉末樣品，溶于體積為V mL、物質(zhì)的量濃度為 4.0 molL－1的NaOH溶液中，充分反應(yīng)。則NaOH溶液的體積V≥________mL。 (2)過濾、洗滌、干燥、稱量固體。該步驟中若未洗滌固體，測得鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。 方案二： [實(shí)驗(yàn)方案]　將鋁鎂合金與足量稀硫酸溶液反應(yīng)，測定生成氣體的體積。 [實(shí)驗(yàn)步驟] (1)同學(xué)們擬選用下列實(shí)驗(yàn)裝置完成實(shí)驗(yàn)： 你認(rèn)為最簡易的裝置連接順序是A接(　)(　)接(　)(　)接(　)(填接口字母，可不填滿)。 (2)仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)裝置后，同學(xué)們經(jīng)討論認(rèn)為以下兩點(diǎn)會引起較大誤差：稀硫酸滴入錐形瓶中，即使不生成H2，也會將瓶內(nèi)空氣排出，使所測H2體積偏大；實(shí)驗(yàn)結(jié)束時，連接廣口瓶和量筒的導(dǎo)管中有少量水存在，使所測氫氣體積偏小。于是他們設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。 ①裝置中導(dǎo)管a的作用是_________________________________________________。 ②實(shí)驗(yàn)前后量氣管(由堿式滴定管改裝)中液面讀數(shù)分別為V1 mL、V2 mL，則產(chǎn)生氫氣的體積為________mL。 ③若需確定產(chǎn)生氫氣的量，還需測定的數(shù)據(jù)是________________________。 答案：方案一：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 　(1)97　(2)偏高 方案二：(1)E　D　G　(2)①使分液漏斗內(nèi)氣體壓強(qiáng)與錐形瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)相等，打開分液漏斗活塞時稀硫酸能順利滴下；滴入錐形瓶的稀硫酸的體積等于進(jìn)入分液漏斗的氣體體積，從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差　②(V1－V2)?、蹖?shí)驗(yàn)時的溫度和壓強(qiáng)