1、考点规范练 7 镁、铝及其重要化合物(时 间:45 分钟 满分:100 分)一、选择题(本题共 10 小题,每小题 5 分,共 50 分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.某化合物由两种单质直接反应生成,将其加入 Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生。下列化合物中符合上述条件的是( )A.AlCl3 B.Na2OC.FeCl2 D.SiO22.已知 NaOH+Al(OH)3 NaAl +2H2O。向集满 CO2的铝制易拉罐中加入过量 NaOH 浓溶液,立即封-2闭罐口,易拉罐渐渐凹瘪;再过一段时间,罐壁恢复原状。上述实验过程中没有发生的离子反应是( )A.CO2+2OH- C +H2
2、O2-3B.Al2O3+2OH- 2Al +H2O-2C.2Al+2OH-+2H2O 2Al +3H2-2D.Al3+4OH- Al +2H2O-23.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 a b cA Al2O3 NaAlO2 Al(OH)3B AlCl3 Al(OH)3 NaAlO2C Al Al(OH)3 Al2O3D MgCl2 Mg(OH)2 MgO4.下列各组物质相互混合反应后,最终有白色沉淀生成的是 ( )过量 Na2O2投入到 FeCl2溶液中过量 Ba(OH)2溶液和明矾溶液混合少量 Ca(OH)2投入过量 NaHCO3溶液中Na 2SiO3
3、溶液中通入过量 CO2CaCl 2与 NaOH 的混合溶液中通入过量 CO2A. B.C. D.5.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 MgO6.镁铝合金 5.1 g 溶于 300 mL 2 molL-1盐酸中,(标准状况)放出气体的体积为 5.6 L 下,向反应后的溶液中加入 500
4、 mL NaOH 溶液充分反应,最终产生白色沉淀。下列有关说法不正确的是( )A.5.1 g 镁铝合金中含有镁、铝的质量分别为 2.4 g、2.7 gB.溶解 5.1 g 镁铝合金时,剩余盐酸中溶质的物质的量为 0.1 molC.生成白色沉 淀的最大质量为 13.6 gD.若白色沉淀只有 Mg(OH)2,该 NaOH 溶液的物质的量浓度至少为 1.2 molL-17.某同学通过系列实验探究 Al 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,将铝条放入其中探究 Al 的活泼性B.将 NaOH 溶液缓慢滴入 Al2(SO4)3溶液中至过量,直到有沉淀生成C.将
5、Al(OH)3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 Al(OH)3沉淀放入蒸发皿中,加适量稀硫酸,加热蒸干得无水 Al2(SO4)3固体8.某研究性学习小组为了探究镁粉与溴水反应的机理,做了如下四组实验:将镁粉投入冷水中,未见任何现象;将镁粉放入溴水中,观察到只是开始时产生极少量的气泡,但溴水的颜色逐渐褪去;将镁粉放入液溴中,未观察到任何明显现象;向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水,观察到溴的红棕色很快褪去。则下列关于镁与溴水的反应机理的论述中正确的是( )A.镁粉只直接与溴水中的溴反应B.镁粉只与溴水中的酸反应C.极少量的气泡是由于镁粉与水反应得到的D.镁粉在水的催化下与溴发
6、生反应9.固体粉末 X 中可能含有 K2SO3、KAlO 2、MgCl 2、Na 2CO3中的一种或几种。为确定该固体粉末的成分,取X 少量溶于水得澄清透明溶液。再取 X 进行下列实验,实验过程及现象如下:根据上述实验,以下说法正确的是( )A.气体 1 可能为 SO2和 CO2的混合物B.沉淀 3 可能为 Mg(OH)2和 Al(OH)3的混合物C.固体粉末 X 中一定有 Na2CO3,可能有 KAlO2D.固体粉末 X 中一定有 K2SO3和 KAlO210.(2017 甘肃平凉一模)常温下,将一定量的钠铝合金置于水中,合金全部溶解,得到 20 mL pH=14的溶液,然后用 1 molL
7、-1的盐酸滴定,测得生成沉淀的质量与消耗盐酸的体积关系如图所示,则下列说法正确的是( )A.原合金质量为 0.92 gB.产生氢气的体积为 896 mL(标准状况下)C.图中 m 的值为 1.56D.图中 V2的值为 60二、非选择题(本题共 4 个小题,共 50 分)11.(2016 海南化学)(12 分)KAl(SO 4)212H2O(明矾)是一种复盐,在造纸等方面应用广泛。实验室中,采用废易拉罐(主要成分为 Al,含有少量的 Fe、Mg 杂质)制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题:易拉罐 滤液 A 沉淀 B 产物(1)为尽量少引入杂质,试剂应选用 (填标号)。 a.HCl 溶液 b.H
8、2SO4溶液c.氨水 d.NaOH 溶液(2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为 。 (3)沉淀 B 的化学式为 ;将少量明矾溶于水,溶液呈弱酸性,其原因是 。 (4)已知: KW=1.010-14,Al(OH)3 Al +H+H2O K=2.010-13。Al(OH) 3溶于 NaOH 溶液反应的平-2衡常数等于 。 12.(13 分)某混合溶液中可能含有 HCl、MgCl 2、AlCl 3、NH 4Cl、Na 2CO3、KCl 中的几种物质,往该溶液中逐滴加入 NaOH 溶液,产生沉淀的物质的量( n)与加入的 NaOH 溶液体积( V)的关系如图所示。回答下列问题:(1)溶液中一定含
9、有的溶质是 (填化学式)。 (2)溶液中一定不含有的溶质是 (填化学式)。 (3)溶液中可能含有的溶质是 (填名称),判断该物质是否存在的实验方法是 ,若存在则现象是 。 (4)分别写出 AB 段、 BC 段发生反应的离子方程式: AB段为 ; BC 段为 。 13.(14 分)无水 AlCl3可用作有机合成的催化剂、食品膨松剂等。工业上可由铝土矿(主要成分是Al2O3和 Fe2O3)和焦炭制备,流程如下:已知:AlCl 3、FeCl 3分别在 183 、315 时升华(1)Cl2的电子式为 。 (2)氯化炉中 Al2O3、Cl 2与焦炭在高温下发生反应的化学方程式为 。炉气中残余的少量 Cl
10、2,可用 NaOH 溶液吸收,其离子方程式为 。 (3)700 时,升华器中物质经充分反应后需降温实现 FeCl3和 AlCl3的分离。请选择合适的温度范围 (填序号)。 a.低于 183 b.介于 183 和 315 之间c.高于 315 (4)样品(含少量 FeCl3)中 AlCl3含量可通过下列操作测得(部分物质略去)。m g 样品 NaAlO2溶液 Al(OH)3 n g Al2O3计算该样品中 AlCl3的质量分数为 (结果用 m、 n 表示,不必化简)。 14.(11 分)离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系。由有机阳离子、Al 2C 和 AlC 组成的离子-7 -4液体作电解质溶
11、液时,可在钢制品上电镀铝。(1)钢制品应接电源的 极,已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,阴极电极反应式为 。 若改用 AlCl3溶液作电解液,则阴极产物为 。 (2)为测定镀层厚度,用 NaOH 溶液溶解钢制品表面的铝镀层,当反应转移 6 mol 电子时,所得还原产物的物质的量为 mol。 (3)用铝粉与 Fe2O3做铝热反应实验,需要的试剂还有 。 a.KCl b.KClO3c.MnO2 d.Mg取少量铝热反应所得的固体混合物,将其溶于足量稀硫酸,滴加 KSCN 溶液无明显现象, (填“能”或“不能”)说明固体混合物中无 Fe2O3,理由是 (用离子方程式说明)。 参考
12、答案考点规范练 7 镁、铝及其重要化合物1.A AlCl 3可由 Cl2和 Al 直接反应生成,在 Ba(HCO3)2溶液中加入 AlCl3,Al3+和 HC 发生相互促-3进的水解反应:Al 3+3HC Al(OH)3+3CO 2,同时生成沉淀和气体,A 项符合题意;Na 2O 可由 Na-3和 O2直接反应生成,在 Ba(HCO3)2溶液中加入 Na2O 有沉淀生成,但没有气体生成,B 项不符合题意;在 Ba(HCO3)2溶液中加入 FeCl2也有沉淀和气体生成,但 FeCl2不能由 Fe 和 Cl2直接化合得到,C 项不符合题意;SiO 2可由 Si 和 O2直接反应得到,但在 Ba(H
13、CO3)2溶液中加入 SiO2没有沉淀和气体生成,D项不符合题意。2.D 首先 CO2与氢氧化钠溶液反应,表现为铝罐变瘪,接着过量的氢氧化钠溶液再与铝罐反应,因铝罐表面有氧化膜 Al2O3,故可发生 A、B、C 的反应,故选 D。3.C Al 2O3与过量 NaOH 反应生成 NaAlO2,NaAlO2与 AlCl3反应生成 Al(OH)3,Al(OH)3受热分解得Al2O3,A 项符合图示转化关系;AlCl 3与少量 NaOH 反应生成 Al(OH)3,Al(OH)3与 NaOH 反应生 成NaAlO2,NaAlO2与过量盐酸反应生成 AlCl3,B 项符合图示转化关系;Al 不能一步生成
14、Al(OH)3,C 项不符合图示转化关系;MgCl 2与 NaOH 反应生成 Mg(OH)2,Mg(OH)2受热分解得 MgO,MgO 与盐酸反应生成MgCl2,D 项符合图示转化关系。4.C 二者发生氧化还原反应最终生成 Fe(OH)3红褐色沉淀;过量 Ba(OH)2溶液和明矾溶液混合,二者反应生成硫酸钡白色沉淀;少量 Ca(OH)2投入过量 NaHCO3溶液中,二者反应生成碳酸钙白色沉淀;向 Na2SiO3溶液中通入过量 CO2,二者反应生成白色不溶物硅酸;CaCl 2与 NaOH 的混合溶液中通入少量 CO2,生成碳酸钙白色沉淀,当二氧化碳过量时碳酸钙转化为可溶性的碳酸氢钙。5.B 氨水
15、与 Fe3+和 Al3+均能反应生成氢氧化物沉淀,不符合除杂的要求。6.D 盐酸中 n(HCl)=30010-3 L2 molL-1=0.6 mol,H2中氢原子的物质的量 n(H)=2=0.5 mol0.6 mol,说明盐酸过量,合金全部溶解,设金属镁的物质的量为 x,金5.6 22.4 -1属铝为 y,则有 24 gmol-1x+27 gmol-1y=5.1 g,根据得失电子守恒,2 x+3y= ,5.6 222.4 -1两式联立解得 x=y=0.1 mol。根据上述分析,合金中 Mg、Al 的质量分别是 2.4 g、2.7 g,A 项正确;剩余盐酸中溶质的物质的量为 0.1 mol,B
16、项正确;沉淀最多时,Mg 全部转化成 Mg(OH)2,Al 全部转化成 Al(OH)3,m(沉淀)= m(合金)+ m(OH-),n(OH-)=n(合金失电子)= n(H+得电子),因此沉淀的质量为 5.1 g+0.5 mol17 gmol-1=13.6 g,C 项正确;根据溶液呈电中性,反应后的溶质为 NaCl、NaAlO 2,即n(Na+)=n(Cl-)+n(Al )=0.6 mol+0.1 mol=0.7 mol,因此 NaOH 溶液的物质的量浓度最小为-2=1.4 molL-1,D 项错误。0.70.5 7.D A 项,稀释浓硫酸时应将浓硫酸加入水中并不断搅拌;B 项,将过量的 NaO
17、H 溶液滴入 Al2(SO4)3溶液中,最终生成 NaAlO2溶液;C 项,过滤时应将溶液用玻璃棒引流到漏斗中。8.D 由知镁粉与冷水并不反应;由知镁粉放入溴水中,开始放出少量的气泡,说明镁和溴水中的酸能反应产生 H2,但溴水很快褪色,说明镁粉也能与溴直接发生反应;由知镁粉与液溴并不反应;由知水应该是镁粉与溴反应的催化剂。9.D 固体 X 加入足量稀硝酸后的溶液 2 中加 BaCl2溶液有沉淀 4 生成,则沉淀 4 为 BaSO4,X 中一定含 K2SO3,它被稀硝酸氧化成 K2SO4,同时生成的气体不是 SO2,而是 NO。X 溶于水得澄清透明溶液,因K2SO3与 MgCl2在溶液中不能共存
18、,故 X 中无 MgCl2。固体 X 加足量稀硝酸后的溶液 2 中加足量氨水能生成沉淀 3,结合 Al +4H+ Al3+2H2O、Al 3+3NH3H2O Al(OH)3+3N ,可推知 X 中一定-2 +4有 KAlO2,沉淀 3 是 Al(OH)3。题给实验现象无法确定 Na2CO3是否存在。综上分析,可知 A、B、C 项错误,D 项正确。10.C 由图像可知,向合金溶解后的溶液中加盐酸,先发生反应 NaOH+HCl NaCl+H2O,后发生反应NaAlO2+HCl+H2O NaCl+Al(OH)3,最后发生反应 Al(OH)3+3HCl AlCl3+3H2O,合金溶解后剩余的氢氧化钠的
19、物质的量为 0.02 L1 molL-1=0.02 mol,则 V1为 0.02 mol1 molL-1=0.02 L=20 mL,生成沉淀时消耗的盐酸为 40 mL-20 mL=20 mL,其物质的量为 0.02 L1 molL-1=0.02 mol,生成沉淀的物质的量为 0.02 mol,合金中钠的物质的量为 0.04 mol,铝的物质的量为 0.02 mol。由原子守恒可知,合金的质量为 0.04 mol23 gmol-1+0.02 mol27 gmol-1=1.46 g,故 A 项错误;由 Al(OH)3+3HCl AlCl3+3H2O 可知,溶解沉淀需要 0.06 mol HCl,其
20、对应盐酸的体积为 60 mL,则V2为(40+60)mL= 100 mL,故 D 项错误;由上述计算可知,生成沉淀 0.02 mol,其质量为 0.02 mol78 gmol-1=1.56 g,C 项正确;由 2Na+2H2O 2NaOH+H2、2Al+2H 2O+2NaOH 2NaAlO2+3H2可知,生成氢气的物质的量为 0.02 mol+0.03 mol=0.05 mol,在标准状况下的体积为 0.05 mol22.4 Lmol-1=1.12 L,B 项错误。11.答案 (1)d(2)2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2(3)Al(OH)3 Al 3+水解,使溶液中 H+
21、浓度增大(4)20解析 (1)易拉罐(主要成分为 Al,含有少量的 Fe、Mg 杂质)成分均为活泼金属,可以与酸反应,只有Al 可以与强碱溶液反应生成 Al 进入溶液,所以 d 项的 NaOH 溶液合适。-2(2)Al 与 NaOH 溶液反应的化学方程式为 2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2。(3)滤液 A 的主要成分是 NaAlO2,向其水溶液中加入 NH4HCO3溶液,由于 Al 与 N 水解相互促进-2 +4彻底而生成 Al(OH)3沉淀。明矾溶于水,因 Al3+水解而呈酸性:Al 3+3H2O Al(OH)3+3H+。(4)Al(OH)3溶于 NaOH 溶液的离子方程
22、式为 Al(OH)3+OH- Al +2H2O,则该反应的平衡常数: K=-2=20。(-2)(-)=(-2)(+)(+)(-)=2.010-131.010-1412.答案 (1)HCl、AlCl 3、NH 4Cl (2)MgCl 2、Na 2CO3(3)氯化钾 焰色反应 透过蓝色钴玻璃观察焰色反应为浅紫色(4)Al3+3OH- Al(OH)3 N +OH- NH3H2O+4解析 首先分析图像,找出图像中的拐点、斜线及水平线,结合题意可知 OA 段 是 NaOH 与 HCl 的中和反应;加入过量 NaOH 溶液,沉淀全部溶解,说明无 MgCl2,所以沉淀只有 Al(OH)3;BC 段是 NaO
23、H 溶液与NH4Cl 反应,所以溶液中一定含有 HCl、AlCl 3及 NH4Cl,一定无 MgCl2;又因为 HCl、AlCl 3与 Na2CO3不能共存,所以一定无 Na2CO3;可能含 KCl,鉴别碱金属元素可利用焰色反应。13.答案 (1)(2)Al2O3+3Cl2+3C 2AlCl3+3CO Cl 2+2OH- ClO-+Cl-+H2O(3)b(4) 100%267102解析 (1)Cl 2是通过共价键形成的单质,故其电子式为。(2)由流程图知在氯化炉中 Al2O3、Cl 2与焦炭在高温下发生反应生成 AlCl3、CO;炉气中残余来源:学科网 的少量 Cl2,可用 NaOH 溶液吸收
24、生成 NaCl 和 NaClO。(3)AlCl 3、FeCl 3分别在 183 、315 时升华,为实现 FeCl3和 AlCl3的分离,应使温度介于 183 和 315 之间。(4) n g Al2O3中 Al 原子的物质的量为 mol,根据原子守恒,样品中 AlCl3的质量为 133.5 g,该样品中 AlCl3的质量分2102 2102数为 100%。26710214.答案 (1)负 4Al 2C +3e- Al+7AlC H 2-7 -4(2)3(3)b、d 不能 Fe 2O3+6H+ 2Fe3+3H2O、Fe+2Fe 3+ 3Fe2+(或只写 Fe+2Fe3+ 3Fe2+)解析 (1
25、)电镀时,镀件应作阴极,与电源负极相连,在阴极上发生得电子的还原反应生成铝。由电解质溶液的组成可知阴极电极反应式为 4Al2C +3e- Al+7AlC ;若用 AlCl3溶液作电解质溶液,-7 -4在阴极上 H+得电子生成 H2。(2)铝与 NaOH 溶液反应的还原产物是 H2,由化学方程式(或电子守恒)可知,每转移 6 mol 电子,生成3 mol H2。(3)铝热反应需要镁条和 KClO3引发反应;滴加 KSCN 溶液无明显现象,说明溶液中无 Fe3+,但是,固体溶于足量稀硫酸,由于 Fe2O3与 H2SO4反应生成 Fe2(SO4)3,生成的 Fe2(SO4)3能与 Fe 反应生成 FeSO4,所以不能说明固体中无 Fe2O3。
