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

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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
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