备战2021 高考化学 加餐练7 镁铝及其化合物 8页

加餐练 7 镁、铝及其化合物 基础题 1.絮凝剂有助于去除工业和生活废水中的悬浮物。下列物质可作为絮凝剂的是( ) A．CoC2O4·2H2O B．CaSO4·2H2O C．Pb(CH3COO)2·3H2O D．KAl(SO4)2·12H2O 2．下列关于镁、铝的说法正确的是( ) A．镁－铝制品在空气中能稳定存在是因为铝不活泼 B．浓 HNO3、浓 H2SO4 能用铝制器皿盛装是因为铝与浓 HNO3、浓 H2SO4 不反应 C．镁、铝均能与 NaOH 溶液反应 D．铝与 Fe2O3 发生铝热反应是利用了 Al 的还原性比 Fe 强 3．下列物质的制备方法正确的是( ) A．氯化铝溶液和硫化钠溶液反应制备 Al2S3 B．用镁粉和空气反应制备 Mg3N2 C．用铝粉和 MnO2 制得锰 D．电解熔融氯化铝的方法制得单质铝 4．下列叙述正确的是( ) A．镁制容器可盛装热的浓硫酸 B．镁的金属性比铝的金属性强 C．氢氧化镁能溶于过量氨水 D．镁在空气中燃烧生成的固体只有 MgO 5．下列叙述中正确的是( ) A．依据铝热反应原理，能发生反应 2Al＋3MgO===== 高温 3Mg＋Al2O3 B．在加入铝粉能放出氢气的溶液中，K＋、NH＋ 4 、CO2－ 3 、Cl－一定能够大量共存 C．镁铝合金既可完全溶于过量盐酸又可完全溶于过量 NaOH 溶液 D．氯化铝溶液中加入过量氨水反应实质是： Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋ 4 6．下列除去杂质的方法不正确的是( ) A．镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥 B．用过量氨水除去 Fe3＋溶液中的少量 Al3＋ C．Al(OH)3 中混有少量 Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通 入过量 CO2 后过滤 D．MgO 中混有少量 Al2O3：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥得到 MgO 7．下列关于铝及其化合物的叙述正确的是( ) A．氧化铝坩埚可用于熔融 NaOH 实验 B．铝与 Fe2O3 发生铝热反应，反应后固体物质增重 C．氧化铝熔点很高，可作耐火材料 D．明矾用作净水剂，可以除去废水中的铜离子 8．下列有关说法不正确的是( ) A．Al(OH)3 在用于治疗胃酸过多类疾病时表现出弱碱性 B．氯化铝溶液中加入过量氨水反应的实质是 Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋ 4 C．Al(OH)3 可用于中和馒头制作过程(如发酵阶段)中产生的酸 D．Al2O3 可用于制作耐火材料而 Al(OH)3 不能 9．下列叙述正确的是( ) ①含有大量 AlO － 2 的溶液中，NH＋ 4 、NO－ 3 、H＋、Cl－可以大量共存 ②0.1 mol·L－1 的 AlCl3 溶液中，Na＋、K＋、SO2－ 4 、HCO － 3 可以大量共存 ③向 AlCl3 溶液中加入过量的稀氨水，发生反应：Al3＋＋4NH3·H2O===AlO－ 2 ＋4NH＋ 4 ＋ 2H2O ④加入铝粉能放出 H2 的溶液中，Ca2＋、Fe2＋、Cl－、NO － 3 一定能够大量共存 ⑤用 NaOH 溶液除去铝条表面的氧化膜：Al2O3＋2OH－===2AlO－ 2 ＋H2O ⑥依据铝热反应原理，能发生反应 2Al＋3MgO===== 高温 3Mg＋Al2O3 ⑦向明矾溶液中加入过量 Ba(OH)2 溶液，发生反应：2SO2－ 4 ＋2Ba2＋ ＋Al3＋ ＋4OH － ===2BaSO4↓＋AlO－ 2 ＋2H2O ⑧常温下，铝可溶于过量浓硝酸，也可溶于过量 NaOH 溶液 A．⑤⑦ B．③⑤ C．④⑥ D．⑦⑧ 10．有 a g、b g 两份铝粉，分别置于足量的 NaOH 溶液和盐酸中，在相同条件下，收 集到 H2 的体积相同。下列有关叙述一定正确的是( ) A．a＝b B．a>b C．c(NaOH)＝c(HCl) D．消耗的 n(NaOH)与消耗的 n(HCl)相等 11．Na2O2、HCl、Al2O3 三种物质在水中完全反应后，溶液中只含有 Na＋、H＋、Cl－、 OH－；且溶液呈中性，则 Na2O2、HCl、Al2O3 的物质的量之比可能为( ) A．3:2:1 B．2:4:1 C．2:3:1 D．4:2:1 12．某溶液中可能含有大量的 Mg2＋、Al3＋、H＋、Cl－和少量 OH－，向该溶液中逐滴加 入 0.5 mol·L－1 的 NaOH 溶液，生成沉淀的质量和加入 NaOH 溶液的体积之间的关系如图所 示，则可判断原溶液中( ) A．有 Mg2＋，没有 Al3＋ B．有 Al3＋，没有 Mg2＋ C．有大量的 H＋、Mg2＋和 Al3＋ D．有 Mg2＋和 Al3＋ 13．铝热反应的实验装置如图所示，下列有关说法错误的是( ) A．X 物质为 KClO3 B．镁条燃烧提供引发反应所需的热量 C．若转移 0.3 mol 电子，被还原的 Fe2O3 为 16 g D．可利用铝热反应冶炼铁 能力题 14.铝自然形成的氧化膜易脱落。以硫酸为电解液，分别以石墨和铝材做阴、阳极材料， 经过电解处理形成氧化铝膜，抗蚀能力强。其制备的简要流程如图所示。下列用来解释流程 中反应的方程式不正确的是( ) A．碱洗目的是除去铝材表面的自然氧化膜：2OH－＋Al2O3＋3H2O===2[Al(OH)4]－ B．碱洗时铝材表面会出现气泡：2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑ C．获得耐蚀铝材的电极反应：4Al－12e－＋3O2===2Al2O3 D．用稀氨水洗去耐蚀铝材表面的酸：NH3·H2O＋H＋===NH＋ 4 ＋H2O 15．某铝土矿中主要含有 Al2O3、Al(OH)3、AlO(OH)，还含有 Fe2O3 等杂质。利用拜耳 法生产氧化铝的流程如图所示： 请回答下列问题： (1)粉碎后的铝土矿碱浸时应在高温下进行，其目的是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)AlO(OH)与 NaOH 溶液反应的化学方程式为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)在稀释、结晶过程中，稀释的目的是 ________________________________________________________________________ __________________；加 Al(OH)3 晶核的目的是促进 Al(OH)3 的析出。上述“稀释、结 晶”工艺，也可用通入足量的________气体的方法来代替。 (4)浓缩所得的 NaOH 溶液由于吸收了空气中的 CO2 而含有杂质，该杂质可通过苛化反 应除去，写出苛化反应的化学方程式： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)该生产流程能实现________(填化学式)的循环利用。 16．某化学实验室以一种工业上的废渣(废渣主要含有 MgCO3、MgSiO3 和少量 Fe、Al 的氧化物)为原料，制备 MgCO3·3H2O。实验流程如下图所示： (1)为了加快废渣的酸溶速率。可采取的办法有________________(任写一点)，酸溶时废 渣中主要成分发生反应的离子方程式为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)加入 30%H2O2 的目的是 ________________________________________________________________________。 (3)用萃取分液的方法除去溶液中的 Fe3＋。 ①加入 30%H2O2 后，检验溶液中是否含有 Fe2＋的最佳试剂是________。 ②萃取分液完成后．检验水相中是否含有 Fe3＋的最佳试剂是________。 (4)室温下，除去 MgSO4 溶液中的 Al3＋(使 Al3＋浓度小于 1×10－6 mol/L)而不引入其他杂 质，应加入的试剂 X 为________。应调节 pH 的范围为________。 已知： ①Ksp[Al(OH)3]＝1.0×10－33 ②pH＝8.5 时，Mg(OH)2 开始沉淀 (5)向滤液中加入 Na2CO3 溶液生成 MgCO3 沉淀并用蒸馏水洗涤，确认沉淀洗净的操作 及现象是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 加餐练 7 镁、铝及其化合物 1．答案：D 2．解析：镁－铝制品在空气中稳定存在的原因是形成了一层致密氧化膜保护内部金属， A 错误；浓 HNO3、浓 H2SO4 能用铝制器皿盛装是因为铝遇浓 HNO3、浓 H2SO4 钝化，发生 了化学反应，B 错误；镁与 NaOH 溶液不反应，C 错误。 答案：D 3．解析：Na2S 溶液与 AlCl3 溶液反应，S2－与 Al3＋发生水解相互促进反应生成氢氧化铝 沉淀和硫化氢，反应的离子方程式为 2Al3＋＋3S2－＋6H2O===3H2S↑＋2Al(OH)3↓，反应无法 获得硫化铝，故 A 错误；镁粉在空气中燃烧，主要是和氧气反应生成氧化镁，故 B 错误； 铝热法可冶炼锰，故 C 正确；氯化铝属于共价化合物，熔融状态不导电，工业上用电解熔 融氧化铝的方法冶炼 Al，故 D 错误。 答案：C 4．解析：镁与热的浓硫酸发生反应；氢氧化镁不能溶于氨水；镁在空气中燃烧生成的 固体有 MgO、Mg3N2 和 C。 答案：B 5．解析：铝热反应的原理：Al 与活动性比其差的金属氧化物发生置换反应，Mg 的活 动性强于铝，故 Al 与 MgO 不能反应，故 A 错误；加入铝粉产生 H2 的溶液中，可能存在 H ＋或 OH－，NH ＋ 4 与 OH－不能大量共存，CO 2－ 3 与 H＋不能大量共存，故 B 错误；镁铝合金可 溶于过量盐酸，但 Mg 不与 NaOH 反应，故不能完全溶于 NaOH 溶液，故 C 错误；Al(OH)3 不溶于氨水，只溶于强碱，故 D 正确。 答案：D 6．解析：Al(OH)3 不溶于氨水，故向含少量 Al3＋的 Fe3＋溶液中加入过量氨水时，Fe3＋、 Al3＋均转化为氢氧化物沉淀，达不到除杂的目的。 答案：B 7．解析：A 项，氧化铝能与 NaOH 反应，氧化铝坩埚不能用于熔融 NaOH 实验，错误； B 项，根据质量守恒定律，反应后固体物质的质量不变，错误；C 项，氧化铝熔点很高，可 用于制耐火砖、耐火坩埚、耐火高温实验仪器，正确；D 项，明矾净水时 Al3＋水解生成 Al(OH)3 胶体，可吸附水中不溶于水的杂质形成沉淀，从而起到净水作用，错误。 答案：C 8．解析：治疗胃酸过多时要消耗胃中的酸，因此 Al(OH)3 表现出碱性，A 项正确；Al(OH)3 不溶于氨水，B 项正确；馒头制作过程中加小苏打是用于发泡和中和酸的，不用 Al(OH)3， C 项错误；耐火材料本身有良好的热稳定且熔点很高，而 Al(OH)3 受热易分解，D 项正确。 答案：C 9．解析：①含大量 AlO － 2 的溶液呈碱性，H＋不能大量存在，错误；②Al3＋与 HCO － 3 发 生双水解反应：Al3＋＋3HCO－ 3 ===Al(OH)3↓＋3CO2↑，不能大量共存，错误；③Al(OH)3 不溶 于 NH3·H2O，错误；④加入铝粉放出 H2 的溶液，可能呈酸性，也可能呈碱性，若呈酸性， 不能存在 NO－ 3 ，若呈碱性，Ca2＋、Fe2＋不能大量共存，错误；⑥金属性：Mg>Al，铝不能置 换出 Mg，错误；⑧常温下，铝在浓硝酸中钝化，错误。故 A 项符合题意。 答案：A 10．解析：依得失电子守恒知 a＝b，A 项正确，B 项错误；因酸、碱均是足量的，且 体积未知，故无法确定酸、碱的浓度，c(NaOH)和 c(HCl)可能相等 ，也可能不相等，C 项 不合题意；由 2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－ 2 ＋3H2↑知消耗酸、碱 的物质的量不相等，D 项错误。 答案：A 11．解析：溶液中只含有 Na＋、H＋、Cl－、OH－，且溶液呈中性，所以中性溶液的溶质 为 NaCl，由反应 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，4NaOH＋4HCl===4NaCl＋4H2O，可看成 Al2O3 不反应，只要 Na2O2、HCl 的物质的量之比为 2:4 即符合题意，则 Na2O2、HCl、Al2O3 的物质的量之比可以为 2:4:n，n 可以是任意值。 答案：B 12．解析：根据图示可以推断，加入氢氧化钠溶液就发生了沉淀，故溶液中一定没有大 量 H＋；能够和氢氧化钠反应生成沉淀的离子有 Mg2＋、Al3＋，生成的沉淀部分溶解，不溶解 的是氢氧化镁，溶解的是氢氧化铝，所以一定含有 Mg2＋、Al3＋，一定没有 OH－，故 D 项正 确。 答案：D 13．解析：A 项，KClO3 受热分解产生氧气，助燃，图示装置中 X 物质为助燃剂 KClO3， 正确；B 项，镁条燃烧放出大量热，可为铝热反应提供引发反应所需的热量，正确；C 项， 反应 2Al＋Fe2O3===== 高温 Al2O3＋2Fe 中，Fe 元素化合价从＋3 变为 0 价，还原 1 mol Fe2O3 转 移 6 mol 电子，则转移 0.3 mol 电子还原 Fe2O3 的物质的量为：0.3 mol 6 ＝0.05 mol，其质量为： 160 g·mol－1×0.05 mol＝8 g，错误；D 项，Fe 的活泼性小于 Al，可利用铝热反应冶炼铁，正 确。 答案：C 14． 解析 ： A 项 ，氧 化 铝 能够 溶 于氢 氧 化 钠， 离 子 方程 式 为 2OH － ＋ Al2O3 ＋ 3H2O===2[Al(OH)4]－，正确；B 项，铝能够与氢氧化钠反应放出氢气，离子方程式为 2Al＋ 2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑，正确；C 项，电极反应为：2Al＋3H2O－6e－===Al2O3 ＋6H＋，错误；D 项，氨水是弱电解质，用化学式表示，离子方程式为 NH3·H2O＋H＋===NH＋ 4 ＋H2O，正确。 答案：C 15．解析： (1)粉碎后的铝土矿碱浸时应在高温下进行，是因为温度越高，反应速率越快。 (2)AlO(OH)与 NaOH 溶液反应，最后得到偏铝酸钠，钠和铝的物质的量之比为 1:1 所以 AlO(OH) 与 NaOH 以 物 质 的 量 之 比 1:1 反 应 ， 即 反 应 的 化 学 方 程 式 为 AlO(OH) ＋ NaOH===NaAlO2＋H2O。 (3)AlO － 2 在溶液中会发生水解：AlO－ 2 ＋2H2O Al(OH)3＋OH－，依据越稀越水解，可 知加水稀释是为了促进 AlO － 2 的水解。“稀释、结晶”工艺中，也可以用偏铝酸盐与 CO2 反应 代替，即 2H2O＋AlO－ 2 ＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO－ 3 。 (4)浓缩所得的 NaOH 溶液由于吸收了空气中的 CO2 而含有杂质，杂质是碳酸钠，碳酸 钠 与 氢 氧 化 钙 反 应 生 成 苛 性 钠 ， 从 而 除 去 碳 酸 根 离 子 ， 化 学 方 程 式 为 Na2CO3 ＋ Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH。 (5)后续反应中又生成氢氧化钠，而开始时是用氢氧化钠溶液溶解铝土矿，故该生产流 程能实现循环利用的是 NaOH。 答案： (1)加快反应速率 (2)AlO(OH)＋NaOH===NaAlO2＋H2O (3)促进 AlO － 2 的水解 CO2 (4)Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH (5)NaOH 16．解析： (1)为了加快废渣的酸溶速率，可采取的办法有升高温度、搅拌、提高硫酸浓度等，酸 溶时废渣中主要成分是碳酸镁和硅酸镁，发生反应的离子方程式为 MgCO3＋2H＋===Mg2＋ ＋H2O＋CO2↑、MgSiO3＋2H＋===Mg2＋＋H2SiO3↓。 (2)溶液中含有亚铁离子，双氧水具有强氧化性，能把亚铁离子氧化为铁离子，便于除 去。 (3)①检验溶液中是否含有 Fe2＋的最佳试剂是 K3[Fe(CN)6]溶液。②萃取分液完成后，检 验水相中是否含有 Fe3＋的最佳试剂是 KSCN 溶液。 (4)室温下，除去 MgSO4 溶液中的 Al3＋(使 Al3＋浓度小于 1×10－6 mol/L)而不引入其他杂 质，应加入的试剂 X 为 MgO、Mg(OH)2、MgCO3 或 Mg2(OH)2CO3。根据氢氧化铝的溶度积 常数可知当铝离子浓度是 1×10－6 mol/L 时，氢氧根的浓度是 3 10－33 10－6 mol/L＝10－9 mol/L， 又因为 pH＝8.5 时，Mg(OH)2 开始沉淀，所以应调节 pH 的范围为 5.0