衡水中学届高考化学一轮讲练镁铝及其重要化合物答案+详解Word下载.docx
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含有金属镁
D
用盐酸溶解并放置一会儿后,加入KSCN溶液
溶液呈红色;
含有铁元素
选D 铝、铁、镁都可与盐酸反应产生无色气体,不能得出含铝、铁、镁三种金属的结论,A错误;
铝、铁、镁三种金属中只有铝能与NaOH溶液反应产生无色气体,B错误;
氢氧化镁与氢氧化铝均为白色沉淀,C错误;
用盐酸溶解后生成的亚铁离子在空气中易被氧化成Fe3+,加入KSCN溶液呈红色,D正确。
4.如表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间因果关系的判断,完全正确的是( )
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断
铝制炊具最好不要盛放酸性或碱性较强的液体食物
因为Al和Al2O3既可以与酸反应又可以与碱反应
Ⅰ对,Ⅱ对,有
铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落
铝箔对熔化的铝有较强的吸附作用
海啸使水源发生污染可用明矾进行消毒和净化
因为明矾水解生成Al(OH)3胶体,具有吸附性
Ⅰ对,Ⅱ错,无
铁或铝制成的槽车可以密封贮运浓硫酸或浓硝酸
因为铁和铝不能与浓硫酸或浓硝酸反应
Ⅰ错,Ⅱ对,无
选A 因为Al和Al2O3既可以与酸反应,又可以与碱反应,故最好不要盛放酸性或碱性较强的液体食物,两者有因果关系,A正确;
铝与氧气反应生成氧化铝,其熔点高,铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落,Ⅱ错,B错误;
明矾中铝离子水解生成氢氧化铝胶体,胶体吸附水中的悬浮物而净化水,不能杀菌消毒,C错误;
铁和铝与浓硫酸或浓硝酸发生钝化反应,D错误。
5.下列关于铝及其化合物的说法不正确的是( )
A.Al既可用于食品包装,也可用作建筑材料
B.Al2O3既可用来冶炼金属Al,也可用作耐火材料
C.明矾[KAl(SO4)2·
12H2O]既可用作净水剂,也可用作消毒剂
D.Al(OH)3既可用作治疗胃酸过多的药物,也可用来制备一些铝盐
选C A项,金属铝具有良好的延展性,因此铝可以制成铝箔用于食品包装,金属铝也可用作建筑材料,如铝合金门窗等,正确;
B项,电解熔融的Al2O3可冶炼金属Al,由于Al2O3具有耐高温的性质,也可用作耐火材料,正确;
C项,明矾[KAl(SO4)2·
12H2O]溶于水后,Al3+能发生水解反应,生成的Al(OH)3胶体具有吸附作用,可用作净水剂,但Al(OH)3并不具有消毒作用,错误;
D项,Al(OH)3与胃酸中的盐酸反应生成氯化铝和水,正确。
6.下列反应的离子方程式书写正确的是( )
A.CO2通入NaAlO2溶液中:
AlO
+CO2+H2O===Al(OH)3↓+CO
B.Al2O3与过量氨水:
Al2O3+6NH3·
H2O===2Al3++6NH
C.向AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液:
Al3++3OH-===Al(OH)3↓
D.向AlCl3溶液中滴入过量的氨水:
Al3++3NH3·
H2O===Al(OH)3↓+3NH
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。
7.既能跟稀盐酸反应,又能跟氢氧化钠溶液反应的化合物是( )
①NaHCO3 ②Al2O3 ③Al(OH)3 ④Al
A.①②③ B.①④
C.②③④D.①②③④
选A 题给4种物质均既能与稀盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应,但铝是单质,不属于化合物。
8.将等物质的量的金属Na、Mg、Al分别与100mL2mol·
L-1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( )
A.x=2.24
B.钠的物质的量为0.2mol
C.反应时,Na、Mg、Al均过量
D.曲线b为Mg与盐酸反应的图像
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,x=2.24,A正确;
根据生成的H2为2.24L,可知Na失去0.2mol电子,则钠的物质的量为0.2mol,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2.24L,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。
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正确结论的是( )
实验现象
结论
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
取一块铝箔,用酒精灯点燃:
铝箔只熔化成液体而没有脱落
铝不易燃烧
向氯化铵溶液中投入一铝片:
铝片上产生大量气泡
该气体是氨气
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
氢氧化铝能溶于强碱溶液
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的快慢程度,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和NH3的混合气体,错误。
10.向含有1mol明矾的溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液,充分反应,下列说法不正确的是( )
A.当Al3+恰好完全沉淀时,消耗Ba(OH)21.5mol
B.当SO
恰好完全沉淀时,Al3+全部转化为AlO
C.随着加入的Ba(OH)2的物质的量不断增大,沉淀的物质的量不断增大
D.当向溶液中加入1.5molBa(OH)2时,反应可用离子方程式2Al3++3SO
+3Ba2++6OH-===2Al(OH)3↓+3BaSO4↓表示
选C A项,第一阶段:
从开始滴入Ba(OH)2到1.5mol时,反应按2KAl(SO4)2+3Ba(OH)2===K2SO4+2Al(OH)3↓+3BaSO4↓进行,即当1molAl3+恰好完全沉淀时,消耗氢氧化钡1.5mol,正确;
B项,1molKAl(SO4)2的溶液中含有2mol的SO
,当SO
恰好完全沉淀时,需要2mol的Ba2+,即消耗了2mol的Ba(OH)2,即KAl(SO4)2+2Ba(OH)2===KAlO2+2BaSO4↓+2H2O,Al3+全部转化为偏铝酸根离子,正确;
C项,随加入的氢氧化钡的物质的量不断增大,开始沉淀量增多,随后氢氧化铝会溶解,故沉淀的物质的量先增大后减小,错误;
D项,当向溶液中加入1.5mol氢氧化钡时,离子方程式为2Al3++3SO
+3Ba2++6OH-===2Al(OH)3↓+3BaSO4↓,正确。
11.镁、铝单质的化学性质以相似性为主,但也存在某些重大差异性,下列物质能用于证明二者存在较大差异性的是( )
A.CO2 B.盐酸
C.NaOH溶液D.CuSO4溶液
选AC A项,Mg能在CO2中燃烧而Al不能;
B项,两者都可以跟盐酸反应,放出氢气;
C项,Al能与NaOH溶液反应而Mg不能;
D项,两者都与CuSO4溶液反应。
所以①③能证明镁、铝单质的化学性质有较大差异性。
12.pH与体积均相同的氢氧化钠溶液和氨水,分别与同浓度、同体积的AlCl3溶液反应,生成沉淀的质量也相同,则可能是( )
A.AlCl3过量
B.AlCl3的量恰好与氢氧化钠完全反应
C.两种碱均过量
D.AlCl3的量恰好与氨水完全反应
选B pH与体积均相同的氢氧化钠溶液和氨水,NH3·
H2O在溶液中部分电离,所以c(NH3·
H2O)>
c(OH-),而c(NaOH)=c(OH-),所以c(NH3·
c(NaOH),分别与同浓度、同体积的AlCl3溶液反应,生成沉淀的质量也相同;
所以NH3·
H2O过量,而NaOH恰好与氯化铝反应;
A项,AlCl3不能过量,由于氨水的浓度大,若AlCl3过量,则氨水中生成的氢氧化铝沉淀多,两个溶液中生成的沉淀质量不同,不符合题意,错误;
B项,NH3·
H2O过量,而NaOH恰好与氯化铝反应,则两个溶液中生成的氢氧化铝的物质的量等于氯化铝的物质的量,所以生成沉淀的质量相同,正确;
C项,两种碱均过量,过量的NaOH会与氢氧化铝反应,沉淀质量减小,而氢氧化铝不与氨水反应,所以生成沉淀质量不同,错误;
D项,由于氨水的物质的量大于氢氧化钠,AlCl3的量恰好与氨水完全反应,则氨水中生成的沉淀多,所以生成沉淀质量不同,错误。
13.用含有少量镁的铝片制取纯净的Al(OH)3,可能有的步骤为:
①加盐酸溶解;
②加过量苛性钠溶液;
③过滤;
④通入过量CO2;
⑤加过量纯碱溶液,实验操作最合理的组合及顺序是( )
A.①②③④⑤B.①⑤④③
C.②③④③D.①⑤③
选C 根据题干提供信息,制取Al(OH)3可有两个途径:
途径
(1):
含镁铝片
Al(OH)3,即:
①②③④③
途径
(2):
Al(OH)3
即:
②③④③,故C正确。
14.(2019·
湖南衡阳八中月考)下列说法不正确的是( )
A.把用砂纸打磨过的Al箔插入稀HNO3中,无现象,说明Al箔表面被HNO3氧化,形成致密的氧化膜
B.如图所示
,①中为AlCl3溶液,②中为浓氨水,一段时间后①中有白色沉淀生成
C.AlCl3
NaAlO2(aq)
D.向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液后铝的存在形式:
选A 常温下铝与稀硝酸发生反应,铝箔溶解,有气体生成,A项错误;
浓氨水会挥发出氨气,氨气进入AlCl3溶液,生成Al(OH)3白色沉淀,B项正确;
Al3++4OH-===AlO
+2H2O,AlO
+2H2O+CO2===Al(OH)3↓+HCO
,C项正确;
≤3时,发生反应Al3++3OH-===Al(OH)3↓,
≥4时,发生反应Al3++4OH-===AlO
+2H2O,3<
<
4时,两反应都发生,D项正确。
15.铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅,工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝。
下列说法中不正确的是( )
A.①②中除加试剂外,还需要进行过滤操作
B.a、b中铝元素的化合价相同
C.③中需要通入过量的氨气
D.④进行的操作是过滤、加热,而且d一定是氢氧化铝
选CD 根据铝土矿的成分,Al2O3为两性氧化物,Fe2O3为碱性氧化物,SiO2为酸性氧化物,加入盐酸后,Al2O3→AlCl3,Fe2O3→FeCl3,SiO2不与盐酸,且也不溶于盐酸,然后进行过滤,除去SiO2,即a为AlCl3和FeCl3,利用氢氧化铝的两性,加入过量的NaOH,AlCl3→NaAlO2,FeCl3→Fe(OH)3,然后进行过滤,除去Fe(OH)3,b溶液为NaAlO2,碳酸的酸性强于氢氧化铝,且氢氧化铝不溶于碳酸,因此③通入CO2,然后过滤,得到Al(OH)3沉淀,加热氢氧化铝,使之分解成氧化铝和H2O,最后电解熔融状态的氧化铝冶炼铝;
A项,根据上述分析,正确;
B项,a是AlCl3和FeCl3混合液,b是NaAlO2溶液,两个溶液中Al的化合价都是+3价,正确;
C项,根据上述分析,③中通入CO2,错误;
D项,反应④为氢氧化铝受热分解成氧化铝和水,步骤是过滤、加热,d一定是Al2O3,错误。
16.某无色溶液中可能含有H+、OH-、Na+、NO
,加入铝粉后,只产生H2,问该无色溶液中能大量存在哪几种离子。
(1)加入铝粉产生H2,说明铝具有(填“氧化性”或“还原性”)。
(2)若H+大量存在,则NO
就不能大量存在。
设计实验证实如下:
装置
现象
Ⅰ.实验初始,未见明显现象
Ⅱ.过一会儿,出现气泡,液面上方呈浅棕色
Ⅲ.试管变热,溶液沸腾
①盐酸溶解Al2O3薄膜的离子方程式是
。
②根据现象Ⅱ,推测溶液中产生了NO,为进一步确认,进行如下实验:
实验
内容
实验1
将湿润KI淀粉试纸置于空气中
试纸未变蓝
实验2
用湿润KI淀粉试纸检验浅棕色气体
试纸变蓝
a.浅棕色气体是。
b.实验1的目的是。
c.实验1、2说明反应生成了NO,将生成NO的离子方程式补充完整:
Al+NO
+===Al3++NO↑+。
(3)再假设:
若OH-大量存在,NO
也可能不大量存在。
重新设计实验证实如下:
Ⅱ.过一会儿,出现气泡,有刺激性气味
为确认:
“刺激性气味”气体,进行如下实验:
用湿润KI淀粉试纸检验,未变蓝;
用湿润红色石蕊试纸检验,试纸变蓝。
①刺激性气味的气体是。
②产生该气体的离子方程式是。
(4)在NaOH溶液中加入铝粉,结果只检验出有H2生成,其化学方程式是。
(1)加入铝粉产生H2,Al为还原剂,具有还原性。
(2)①盐酸与氧化铝反应的离子反应方程式为6H++Al2O3===2Al3++3H2O。
②液面上方呈浅棕色,一定不是氢气,为氮的氧化物,将湿润KI淀粉试纸置于空气中未变蓝,说明KI在空气中不能被氧化,而用湿润KI淀粉试纸检验浅棕色气体试纸变蓝,则KI被氧化,即二氧化氮与水反应生成硝酸,再氧化碘离子生成碘单质。
a.由上述分析可知,浅棕色气体是NO2;
b.实验1的目的是对比实验;
c.Al与H+、NO
发生反应的离子方程式为Al+NO
+4H+===Al3++NO↑+2H2O。
(3)①用湿润KI淀粉试纸检验,未变蓝;
用湿润红色石蕊试纸检验,试纸变蓝,则气体为NH3。
②由上述分析可知,碱性条件下Al与NO
发生反应的离子方程式为8Al+3NO
+5OH-+2H2O===3NH3↑+8AlO
。
(4)NaOH溶液中加入铝粉,反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑。
答案:
(1)还原性
(2)①6H++Al2O3===2Al3++3H2O
②a.NO2b.对比实验,排除氧气使湿润的KI淀粉试纸变蓝的可能 c.1 1 4H+ 1 1 2H2O
(3)①NH3
②8Al+3NO
(4)2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑
17.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4.0~5.0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)。
a.NaOHb.Al c.氨水 d.Al2O3 e.NaAlO2
(5)聚合氯化铝晶体的化学式可表示为[Al2(OH)nCl6-n·
xH2O]m,实验室测定n的值:
①称取ag晶体,制成粉末,加热至质量不再变化为止,称量为bg。
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
②另取ag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cg。
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)。
(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)①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bg物质为Al2O3。
②将晶体溶解,选择硝酸,操作C为过滤、洗涤,得到的cg物质为AgCl。
根据关系式:
Al2O3~(6-n)AgCl,有102∶(861-143.5n)=b∶c,解得n=
(1)H2
(2)促进AlCl3的水解,使晶体析出
(3)HCl (4)bd
(5)①bc ②硝酸 过滤、洗涤
18.已知:
Mg能在NO2中燃烧,可能产物为Mg3N2、MgO和N2。
Mg3N2容易与水反应。
(1)某实验探究小组探究Mg与NO2反应的固体产物成分,对固体产物提出三种假设:
Ⅰ.假设为:
固体产物为MgO;
Ⅱ.假设为;
Ⅲ.假设为。
(2)该小组通过如下实验装置来验证Mg在NO2中燃烧反应产物(夹持装置省略,部分仪器可重复使用。
①实验装置连接的顺序为(填字母序号);
②装置B中盛装的试剂可以是(填字母)
a.浓硫酸b.碱石灰
c.无水CaCl2D.五氧化二磷
③确定产物中有N2生成的实验现象为。
(3)设计实验证明:
产物中存在Mg3N2:
(4)已知装置C中初始加入Mg粉质量为13.2g,在足量的NO2中充分燃烧,实验结束后,硬质玻璃管冷却至室温、称量,测得硬质玻璃管中剩余固体的质量为21.0g,产生N2的体积为1120mL(标准状况)。
写出玻璃管中发生反应的化学方程式:
(1)根据已知的Mg在NO2中燃烧产物的可能性分析判断,Ⅰ.固体产物为MgO;
Ⅱ.固体产物为Mg3N2;
Ⅲ.固体产物为MgO和Mg3N2。
(2)①A中铜与浓硝酸反应产生二氧化氮,用B中干燥剂干燥后,通入硬质玻璃管C中与镁粉反应,用NaOH溶液除去多余的二氧化氮,最后用排水法收集氮气,为确保C中无水蒸气,在C和E之间也应连接吸水干燥装置,故装置的连接顺序为ABCBED;
②二氧化氮不能使用碱性干燥剂来干燥,U形管装的是固体干燥剂,故盛放的干燥剂可以是无水氯化钙或五氧化二磷等,选c、d;
③从C中导出的气体通过NaOH溶液吸收NO2后,仍有气体将D中试剂瓶中的水压入烧杯中,则确定产物中有N2生成。
(3)Mg3N2能与水反应生成氨气,氨气是具有刺激性气味的碱性气体,所以取少量反应后的固体产物,加入到水中产生有刺激性气味的气体,该气体能使湿润的红色石蕊试纸变成蓝色,则证明产物中有Mg3N2。
(4)13.2g镁的物质的量为0.55mol,设生成Mg3N2的物质的量为xmol,MgO的物质的量为ymol,根据镁原子守恒得:
3x+y=0.55mol,根据固体质量得:
100x+40y=21.0g,解得:
x=0.05,y=0.4;
氮气的物质的量为1.12L÷
22.4L·
mol-1=0.05mol,综上分析反应物为Mg和NO2,生成物为Mg3N2、MgO和N2,且物质的量之比为1∶8∶1,所以化学方程式为11Mg+4NO2
Mg3N2+8MgO+N2。
(1)Ⅱ.Mg3N2
Ⅲ.MgO和Mg3N2
(2)①ABCBED ②cd ③D中试剂瓶中的水被气体压入烧杯中
(3)取C中少量反应产物,加入到水中产生刺激性气味的气体,该气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝
(4)11Mg+4NO2
Mg3N2+8MgO+N2
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