2022年高考化学总复习 第3章 金属及其重要化合物 第2节 镁、铝及其重要化合物模拟预测通关 新人教版

2022年高考化学总复习 第3章 金属及其重要化合物 第2节 镁、铝及其重要化合物模拟预测通关 新人教版一、选择题1氧化还原反应在生产、生活中具有广泛的用途。下列做法中涉及到铝元素的还原性的是()A明矾净化水B用氢氧化铝治疗胃酸过多C用铝制容器存放浓硫酸D电解熔融氧化铝制单质铝解析：选C。A项是Al33H2OAl(OH)3(胶体)3H，Al(OH)3胶体吸附悬浮杂质而起到净化水的作用；B项是Al(OH)33HCl=AlCl33H2O；D项是电解时铝从化合物中被还原得到铝单质，表现出氧化性；而C项铝被浓硫酸氧化，表现出还原性，故选C项。2化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法中不正确的是()A铝比铁活泼，但铝制品比铁制品在空气中耐腐蚀B铝热反应不仅被用于焊接钢轨，而且还常被用于冶炼熔点较高的金属C电解AlCl3饱和溶液，可制得金属铝DAl2O3、MgO的熔点很高，可用于制作耐高温材料解析：选C。A铝比铁活泼，但铝制品表面容易形成致密的氧化物薄膜，比铁制品在空气中耐腐蚀，故A正确；B铝属于活泼的金属元素，具有较强的还原性，铝热反应不仅被用于焊接钢轨，而且还常被用于冶炼熔点较高的金属，故B正确；C冶炼铝，一般通过电解熔融状态的氧化铝，铝属于活泼的金属元素，电解AlCl3饱和溶液，得不到铝，故C错误；DAl2O3、MgO的熔点很高，可用于制作耐高温材料，故D正确。3下列反应的离子方程式书写正确的是()ACO2通入NaAlO2溶液中：AlOCO2H2O=Al(OH)3COBAl2O3与过量氨水：Al2O36NH3H2O=2Al36NHC向AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液：Al33OH=Al(OH)3D向AlCl3溶液中滴入过量的氨水：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH解析：选D。 A项电荷不守恒，质量不守恒；B项Al2O3不溶于氨水；C项AlCl3与过量NaOH溶液反应生成的是NaAlO2而不是Al(OH)3沉淀。4下列各组物质，不能按(“”表示反应一步完成)关系转化的是()选项abcAAl2O3NaAlO2Al(OH)3BAlCl3Al(OH)3NaAlO2CAlAl(OH)3Al2O3DMgCl2Mg(OH)2MgO解析：选C。A、B、D三项中的转化关系分别为，C项中Al不能经一步反应转化为Al(OH)3。5将等物质的量的金属Na、Mg、Al分别与100 mL 2 molL1的盐酸反应，实验测得生成气体的体积V(已折合为标准状况)与时间t的关系如图所示，则下列说法错误的是()Ax2.24B钠的物质的量为0.2 molC反应时，Na、Mg、Al均过量D曲线b为Mg与盐酸反应的图像解析：选C。由图像可以看出，生成气体的体积相等，则盐酸完全反应，x2.24，A正确。根据生成的H2为2.24 L，可知Na失去0.2 mol电子，则钠的物质的量为0.2 mol，B正确。反应时如果钠过量，则钠会与水反应，生成的气体必多于2.24 L，C错误。根据反应速率可知曲线a、b、c依次是Na、Mg、Al与盐酸反应的图像，D正确。6将铁铝矾Al2Fe(SO4)4xH2O溶于水中，得到浅绿色溶液，有关该溶液的叙述正确的是()A铁铝矾有净水作用，其水溶液显中性B向该溶液中加入Na2S溶液，有淡黄色沉淀C用惰性电极电解该溶液时，阴极区有沉淀D在空气中，蒸干并灼烧该溶液，最后所得的残留固体为Al2O3、Fe2O3解析：选C。A铁铝矾溶于水电离出铝离子和亚铁离子，Al3、Fe2水解显酸性，A项错误；BS2和Al3水解相互促进，生成氢氧化铝和H2S，B项错误；C阴极氢离子放电，所以会生成氢氧化铝和氢氧化亚铁沉淀，C项正确；DFe2易被空气中的氧气氧化成Fe3，Al3、Fe3水解生成硫酸，硫酸难挥发，所以最终得到的是硫酸铝和硫酸铁，D项错误。7某同学通过一系列实验探究Mg及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是()A将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁片于其中探究Mg的活泼性B将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成C将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀D将Mg(OH)2沉淀转入蒸发皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体解析：选B。A浓硫酸的密度大于水，因此稀释浓硫酸，应把浓硫酸加入到水中，边加边搅拌，故错误；BMg22OH=Mg(OH)2，故正确；C过滤时，沿着玻璃棒倒入漏斗中，故错误；D需要先在烧杯中加稀盐酸溶解沉淀；加热促进Mg2的水解，加热蒸干不能得到MgCl2固体，故错误。8已知NHAlO2H2O=Al(OH)3NH3H2O，向含有等物质的量的NH、Al3、H的混合溶液中，慢慢滴加NaOH溶液直至过量，并不断搅拌，发生以下离子反应：HOH=H2OAl(OH)3OH=AlO2H2OAl33OH=Al(OH)3NHOH=NH3H2O先后顺序正确的是()ABCD解析：选C。结合OH能力强的先反应，第一个反应为HOH=H2O；第二个反应为Al33OH=Al(OH)3；AlO与NH能相互促进水解而生成Al(OH)3，故第三个反应为NHOH=NH3H2O；最后一个反应为Al(OH)3OH=AlO2H2O。9通过观察化学实验现象，分析归纳出正确的结论，是学习化学科学最基本的技能之一。下列由实验现象得出的结论正确的是()选项实验现象结论A把相同大小的一块铝和镁分别投入相同浓度的NaOH溶液中：铝溶解有气泡放出，而镁没有任何变化由此得出：铝的金属性比镁强B取一块铝箔，用酒精灯点燃：铝箔只熔化成液体而没有脱落由此得出：铝不易燃烧C向氯化铵溶液中投入一铝片：铝片上产生大量气泡由此得出：该气体是氨气D向氯化铝溶液中逐滴滴加NaOH溶液至过量：先产生白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，最后沉淀完全消失由此得出：氢氧化铝能溶于强碱溶液解析：选D 。A项，比较金属性的强弱是用金属单质与水或酸反应产生H2的难易程度，错误；B项，由于生成了熔点很高的氧化铝，起到隔绝空气的作用，错误；C项，产生的气体应为H2，错误。10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下：对上述流程中的判断正确的是()A试剂X可以为氨水，沉淀中含有铁的化合物BCO2可以用H2SO4溶液或稀盐酸代替C反应中的离子方程式为CO2AlO2H2O=Al(OH)3HCOD工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al，成本更低解析：选C。A项，试剂X应为强碱溶液，使Al2O3溶解；B项，若用强酸代替CO2，强酸过量时，Al(OH)3会溶解，不能保证生成Al(OH)3沉淀；D项，因Al比Fe活泼，不能用Fe置换Al。二、非选择题11某混合物甲中含有明矾KAl(SO4)212H2O、Al2O3和Fe2O3。在一定条件下由甲可实现如图所示的物质之间的转化。请回答下列问题：(1)写出A、B、D的化学式：A_、B_、D_。(2)试剂a最好选用_。ANaOH溶液 B稀盐酸 C二氧化碳D氨水(3)写出反应的离子方程式：_。(4)固体E可以作为复合性的化学肥料，E中所含物质的化学式为_。解析：根据已知信息中甲的成分，可推断B为氧化铝，因此反应是通过电解Al2O3而得到D(氧气)和A(单质铝)。甲加入水过滤得到明矾溶液(溶液中含有Al3、K和SO)和氧化铝、氧化铁沉淀，再向沉淀中加入氢氧化钠溶液，则氧化铝溶解，再通入过量二氧化碳可以得到氢氧化铝沉淀。试剂a应该为氨水，如果加入的试剂a是氢氧化钠溶液，则其加入的量不易控制，由此可推知E为硫酸钾、硫酸铵的混合物。答案：(1)AlAl2O3O2(2)D (3)AlO2H2OCO2=Al(OH)3HCO(4)K2SO4、(NH4)2SO412铝是人类生活中继铜、铁之后又一个重要的金属。工业上冶炼金属铝的原料来源于自然界中重要的矿物质钒土(主要成分Al2O3；还有SiO2、Fe2O3、FeCO3、MgCO3等杂质)。从钒土中提取得到Al2O3的工艺流程如下图所示：请回答下列问题：(1)固体A所含物质的化学式是_。(2)写出溶液A与足量气体B反应的离子方程式：_。(3)工业冶炼金属铝通常用石墨碳块作电解槽的阳极，请你根据电解原理解释电解冶炼铝的过程中，需要定期补充阳极碳块的原因：_。(4)Al2O3的熔点很高，因而在工业冶炼时，需将Al2O3熔于熔化的冰晶石(Na3AlF6)中进行电解。请写出电解过程中阴极的电极反应式：_。工业上通常将Al(OH)3和Na2CO3一同溶于氢氟酸来制取冰晶石，反应时放出CO2气体，写出该反应的化学方程式：_。(5)有一位同学查阅资料发现，AlCl3的熔点很低。他提出：可通过电解熔融状态的AlCl3制取金属铝。你认为他提出的方案是否可行？为什么？_。(6)某企业用上述工艺流程进行生产，每10.0 t钒土可得到金属铝1.35 t。如果不考虑生产过程的损耗，则钒土中Al2O3的质量分数为_。解析：(1)钒土的主要成分是Al2O3，还有SiO2、Fe2O3、FeCO3、MgCO3等杂质，除SiO2不反应外，与盐酸反应生成的金属阳离子有Al3、Fe3、Fe2、Mg2等，这些金属阳离子再与氢氧化钠反应后生成的可溶物为NaAlO2，不溶物为Fe(OH)2、Fe(OH)3、Mg(OH)2；(2)由(1)知溶液A主要成分为NaAlO2和剩余的氢氧化钠，通入足量二氧化碳气体发生反应：CO2OH=HCO和AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO；(3)电解冶炼铝的阳极产物为O2，在高温条件下，O2与阳极碳发生反应消耗阳极碳块，所以需要定期补充阳极碳块；(4)电解熔融的氧化铝，阴极发生还原反应，即铝离子得电子生成单质铝，阴极的电极反应为Al33e=Al；工业上通常将Al(OH)3和Na2CO3一同溶于氢氟酸来制取冰晶石，反应时放出CO2气体，根据原子守恒配平，则该反应的化学方程式为2Al(OH)33Na2CO312HF=2Na3AlF63CO29H2O。(5)AlCl3是共价化合物，在熔融状态下不导电，不能用来电解，而氧化铝为离子化合物，在熔融状态下可导电，可以用来电解；(6)根据元素守恒，钒土中每1 mol Al2O3会生成2 mol Al，则钒土中Al2O3的质量分数(1.35 t102 gmol1)(27 gmol1210 t)100%25.5%。答案：(1)Fe(OH)2、Fe(OH)3、Mg(OH)2(2)CO2OH= HCO、AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO (3)电解冶炼铝的阳极产物为氧气，在高温条件下，氧气与阳极碳发生反应消耗阳极碳块(4)Al33e=Al2Al(OH)33Na2CO312HF=2Na3AlF63CO29H2O(5)不可行；AlCl3是共价化合物，熔融状态的AlCl3不导电(6)25.5%(或0.255)13聚合氯化铝晶体是介于AlCl3和Al(OH)3 之间的一种水溶性无机高分子聚合物，其制备原料主要是铝加工行业的废渣铝灰，它主要含Al2O3、Al，还有SiO2等杂质。聚合氯化铝生产的工艺流程如下：(1)反应中副产品a是_(用化学式表示)。(2)升高pH至4.05.0的目的是_。(3)生产过程中可循环使用的物质是_(用化学式表示)。(4)为使得到的晶体较纯净，生产过程中使pH升高的C物质可选用_(填编号)。aNaOHbAlc氨水dAl2O3eNaAlO2(5)聚合氯化铝晶体的化学式可表示为Al2(OH)nCl6nxH2Om，实验室测定n的值：称取a g晶体，制成粉末，加热至质量不再变化为止，称量为b g。此过程可能用到的下列仪器有_。a蒸发皿b坩埚c研钵d试管另取a g晶体，进行如下操作：用A试剂溶解加足量AgNO3溶液C操作烘干称量为c g。A试剂为_(填试剂名称)，C操作为_(填操作名称)。n_(用含b、c的代数式表示)。解析：(1)铝灰用水清洗后，加入盐酸，Al与盐酸反应产生H2，因此气体a为H2。(2)铝灰加入盐酸得到的B为AlCl3溶液，降温熟化后，升高pH可以促进AlCl3水解，从而使晶体析出。(3)生产过程中HCl可以循环使用。(4)生产过程中为使pH升高，可以加入Al、Al2O3，它们与AlCl3水解生成的H反应，且不会引入其他杂质。(5)将晶体制成粉末，需要用到研钵，加热粉末至质量不再变化，需要用到坩埚，得到的b g物质为Al2O3。将晶体溶解，选择硝酸，操作C为过滤、洗涤，得到的c g物质为AgCl。根据关系式：Al2O3(6n)AgCl，有102(861143.5n)bc，解得n。答案：(1)H2(2)促进AlCl3的水解，使晶体析出(3)HCl(4)bd(5)bc硝酸过滤、洗涤14铝镁合金是飞机制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的同学为测定某含镁3%5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数，设计了下列两种不同实验方案进行探究。方案一：实验方案将铝镁合金与足量NaOH溶液反应，测定剩余固体质量。实验中发生反应的化学方程式是_。实验步骤(1)称取10.8 g铝镁合金粉末样品，溶于体积为V mL、物质的量浓度为 4.0 molL1的NaOH溶液中，充分反应。则NaOH溶液的体积V_mL。(2)过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将_(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。方案二：实验方案将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体的体积。实验步骤(1)同学们拟选用下列实验装置完成实验：你认为最简易的装置连接顺序是A接()()接()()接()(填接口字母，可不填满)。(2)仔细分析实验装置后，同学们经讨论认为以下两点会引起较大误差：稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成H2，也会将瓶内空气排出，使所测H2体积偏大；实验结束时，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气体积偏小。于是他们设计了如图所示的实验装置。装置中导管a的作用是_。实验前后量气管(由碱式滴定管改装)中液面读数分别为V1 mL、V2 mL，则产生氢气的体积为_mL。若需确定产生氢气的量，还需测定的数据是_。答案：方案一：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 (1)97(2)偏高方案二：(1)EDG(2)使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下；滴入锥形瓶的稀硫酸的体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差(V1V2)实验时的温度和压强