高考化学一轮复习 第二板块 专题三 金属及其化合物 跟踪检测(六)铝、镁及其重要化合物

跟踪检测（六）铝、镁及其重要化合物
1．足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是( ) A．氢氧化钠溶液B．稀硫酸
C．盐酸 D．稀硝酸
解析：选A Al与稀硝酸反应不产生氢气，D项错；Al与A、B、C反应的关系式为2Al～2NaOH、2Al～3H2SO4、2Al～6HCl，由此可知消耗NaOH的物质的量最少，A项正确。

2．下列离子方程式不正确的是( )
A．铝片碱洗时常有气泡产生：
2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑
B．Al2O3溶于氨水：
Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O
C．AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液：
Al3＋＋4OH－===AlO－2＋2H2O
D．实验室用铝盐制Al(OH)3：
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4
解析：选B Al2O3是两性氧化物，能溶于强酸和强碱，但不溶于氨水，且氨水在离子方程式中应写成分子形式。

3．下列关于物质性质的说法不合理的是( )
A．金属Mg与稀硫酸和CO2均能反应，其反应类型相同
B．FeCl3、Na2O2、Cu2S均可由相应单质直接化合生成
C．SO2气体通入紫色石蕊溶液中，溶液先变红后褪色
D．氢氧化铝、碳酸铵、碳酸氢钠都既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应
解析：选C A项，金属Mg与稀硫酸和CO2的反应都属于置换反应，正确；B项，铁与氯气反应生成FeCl3，钠在氧气中燃烧生成Na2O2，铜与硫单质反应生成Cu2S，正确；C项，二氧化硫不能漂白酸碱指示剂，所以SO2气体通入紫色石蕊溶液中，溶液变红后不会褪色，错误；D项，氢氧化铝为两性氢氧化物，碳酸铵中含有碳酸根离子和铵根离子，碳酸氢钠中含有碳酸氢根离子，它们既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应，正确。

4.室温下，在0.2 mol·L－1Al2(SO4)3溶液中，逐滴加入1.0 mol·L
－1 NaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如图，下列
有关说法正确的是( )
A．a点时，溶液呈酸性的原因是Al3＋水解，离子方程式为Al3＋＋
3OH－Al(OH)3
B．a→b段，溶液pH增大，Al3＋浓度不变
C．b→c段，加入的OH－主要用于生成Al(OH)3沉淀
D．d点时，Al(OH)3沉淀开始溶解
解析：选C a点，Al3＋水解，其离子方程式为Al3＋＋3H2O Al(OH)3＋3H＋。

所以溶液呈酸性；滴加NaOH溶液，发生反应Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓， Al3＋浓度减小，pH增大，直至约为5.2。

后再继续滴加NaOH溶液，Al(OH)3开始溶解，d点时Al(OH)3基本溶解完，此后溶液pH的增大是加入NaOH溶液所引起的，C正确。

5．化学小组为分析某铝合金组成，用足量稀硝酸将合金溶解，用NaOH溶液调pH，在pH为3.4时开始出现沉淀，在pH为5、9时分别过滤沉淀，继续滴加NaOH无沉淀析出。

下列说法错误的是( )
A．在pH为9时过滤所得沉淀为Cu(OH)2
B．该合金中还含有金属铁
C．该合金的成分为Al和Cu
D．等量铝合金分别与足量的硫酸溶液或氢氧化钠溶液反应得到的氢气一样多
解析：选B 铝合金用足量稀硝酸溶解，加入NaOH调pH，在pH为3.4时开始出现沉淀，由图像可知，合金中不含Fe，在pH为5时过滤出的是Al(OH)3沉淀，在pH为9时过滤出的是Cu(OH)2沉淀，继续滴加无沉淀析出，则合金中不含金属Mg。

A项，在pH为9时过滤出的是Cu(OH)2沉淀，正确；B项，合金中不含Fe，错误；C项，由以上分析可知，该合金中含有Al和Cu，正确；D项，合金中只有Al与NaOH和H2SO4反应，等量的Al得到的H2一样多，正确。

6．海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源等(如下图所示)。

下列有关说法正确的是( )
A．大量的氮、磷废水排入海洋，易引发赤潮
B．工段②中结晶出的MgCl2· 6H2O可在空气中受热分解制无水MgCl2
C．在工段③④⑤中溴元素均被氧化
D．工段①中除去粗盐中的SO2－4、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等杂质，加入的试剂顺序为：Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸
解析：选A 由MgCl 2· 6H 2O 制无水MgCl 2必须在HCl 气流中加热，以抑制Mg 2＋
的水解；④中溴元素均被还原；除去粗盐中的SO 2－4、Ca 2＋ 、Mg 2＋、Fe 3＋等杂质，应先加入BaCl 2溶液，再加入Na 2CO 3溶液以除去过量的BaCl 2。

7．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 c A
Al 2O 3 NaAlO 2 Al(OH)3 B
AlCl 3 Al(OH)3 NaAlO 2 C
Al Al(OH)3 Al 2O 3 D
MgCl 2 Mg(OH)2 MgO
解析：选 C A 项，Al 2O 3――→NaOH NaAlO 2――→CO 2＋H 2O Al(OH)3――→△Al 2O 3；B 项，AlCl 3――→
氨水Al(OH)3――→NaOH NaAlO 2――→HCl AlCl 3；C 项，Al ―→Al(OH)3不能一步完成；D 项，MgCl 2――→NaOH Mg(OH)2――→△MgO ――→HCl MgCl 2。

8．某同学在实验室利用氢氧化钠、盐酸分离铁粉和铝粉混合物，物质转化关系如图所示：
下列说法不正确的是( )
A ．X 为NaOH 溶液，Y 为盐酸
B ．a→b 发生的反应为AlO －2＋H ＋
＋H 2O===Al(OH)3↓
C ．b→c→Al 的反应条件分别为：加热、电解
D ．a 、b 、c 既能与酸又能与碱反应
解析：选D A 项，在铁粉和铝粉混合物中加入试剂X ，过滤得到铁，试剂X 能溶解铝不能溶解铁，X 为NaOH 溶液，a 为NaAlO 2溶液，NaAlO 2和适量盐酸反应生成Al(OH)3沉淀，X 为NaOH 溶液，Y 为盐酸，正确；B 项，a 为NaAlO 2溶液，b 为Al(OH)3，a→b 发生的反应为AlO －2＋H ＋＋H 2O===Al(OH)3↓，正确；C 项，b 为Al(OH)3，Al(OH)3受热分解生成Al 2O 3和水，电解Al 2O 3生成铝和氧气，正确；D 项，b 为Al(OH)3，c 为Al 2O 3，均既能与酸又能与碱反应，a 为NaAlO 2溶液，只能和酸反应，不能和碱反应，错误。

9．把NaOH 、MgCl 2、AlCl 3三种固体组成的混合物溶于足量的水后，产生1.16 g 白色沉淀，再向所得浊液中加入1 mol·L －1HCl 溶液，加入HCl 溶液的体积与生成沉淀的质量关系如下图所示。

请回答下列问题：
(1)A点之前沉淀物的化学式为__________，理由是_________________________。

(2)写出A点到B点发生反应的离子方程式：_______________________________。

(3)原混合物中MgCl2的质量是________g，AlCl3的质量是________g，NaOH的质量是________g。

(4) C点HCl溶液的体积为__________mL。

解析：(2)A→B，AlO－2生成Al(OH)3，反应的离子方程式为AlO－2＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓。

(3)n(MgCl2)＝n[Mg(OH)2]＝1.16 g
58 g·mol－1
＝0.02 mol
m(MgCl2)＝0.02 mol×95 g·mol－1＝1.9 g
n(AlCl3)＝n(AlO－2)＝1 mol·L－1×(30 mL－10 mL)×10－3L·mL－1＝0.02 mol m(AlCl3)＝0.02 mol×133.5 g·mol－1＝2.67 g
n(NaOH)＝2n(MgCl2)＋4n(AlCl3)＋1 mol·L－1×0.01 L＝0.13 mol
m(NaOH)＝0.13 mol×40 g·mol－1＝5.2 g。

(4) 从B→C，加入的HCl溶液把Mg(OH)2、Al(OH)3全部溶解，
n(HCl)＝30 mL×10－3L·mL－1×1 mol·L－1＋
2n[Mg(OH)2]＋3n[Al(OH)3]＝0.13 mol
V(HCl)＝0.13 mol
1 mol·L－1
＝0.13 L＝130 mL。

答案：(1)Mg(OH)2加入10 mL HCl溶液正好中和过量的NaOH，再加入HCl溶液，沉淀增多，为AlO－2转化为Al(OH)3，故A点之前沉淀为Mg(OH)2
(2)AlO－2＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓
(3)1.9 2.67 5.2 (4)130
10．(2018·江西第一次联考)如图是工业利用菱镁矿MgCO3(含杂质Al2O3、FeCO3)制取镁的工艺流程。

回答有关问题：
(1)菱镁矿送入酸浸池前需要粉碎，目的是_________________________________。

(2)氧化池中通入氯气的目的是氧化________，工业上不选用硝酸作氧化剂的原因是
________________________和____________________。

(3)沉淀混合物为_________和_________(填化学式)。

(4)利用熔融氯化镁制取金属镁，选用的方法是________(填字母)。

A．电解法 B．氧气还原法
C．碳还原法 D．分解法
解析：(1)粉碎菱镁矿，增大固相反应物的接触面积，提高酸浸速率。

(2)通入Cl2是为了将Fe2＋(或FeCl2)氧化为Fe3＋(或FeCl3)，工业上不用HNO3是因为会产生污染性气体NO x，也会引入杂质离子NO－3。

(3)氧化池中存在Al3＋、Fe3＋、H＋，所以加入MgO后与H＋反应使溶液碱性增强，Al3＋和Fe3＋转化为Al(OH)3和Fe(OH)3，故沉淀池中的沉淀为Al(OH)3和Fe(OH)3。

(4)金属镁比较活泼，一般采用电解熔融MgCl2的方法进行冶炼。

答案：(1)提高酸浸速率(2)Fe2＋(或FeCl2) 会产生污染性气体NO x会引入杂质离子NO－3
(3)Al(OH)3Fe(OH)3(4)A
11．铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，如图是从铝土矿中制备铝的工艺流程：
已知：①铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质；
②溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学反应方程式为2Na2SiO3＋2NaAlO2＋2H2O===Na2Al2Si2O8↓＋4NaOH。

请回答下列问题：
(1)铝土矿中Al2O3与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。

(2)在工艺流程中“酸化”时，加入的最佳物质B是______，理由是______________________________________________，
写出酸化过程发生反应的化学方程式：____________________________________。

(3)工业上用Al2O3与C、Cl2在高温条件下反应制取AlCl3，理论上每消耗6.0 g碳单质，转移1 mol电子，则反应的化学方程式为_____________________________。

(4)某同学推测铝与氧化铁发生铝热反应得到的熔融物中还含有Fe2O3，设计了如下方案来验证：取一块该熔融物投入少量稀硫酸中，反应一段时间后，向反应后的混合液中滴加物质甲的溶液，观察溶液颜色的变化，即可证明熔融物中是否含有Fe2O3。

则物质甲是________(填化学式)，请判断该同学设计的实验方案的合理性________(填“合理”或“不合理”)。

原因是____________________________(若合理，则不用填写)。

解析：(1)铝土矿主要成分是Al 2O 3还有少量SiO 2，加入足量NaOH 溶液后发生反应：Al 2O 3＋2OH －===2AlO －2＋H 2O ；SiO 2＋2OH －===SiO 2－
3＋H 2O ；Fe 2O 3不与NaOH 溶液发生反应。

(2)根据题干已知反应，滤液中主要含NaAlO 2，通入过量CO 2可以将NaAlO 2完全转化为Al(OH)3。

(3)每消耗6.0 g(0.5 mol)碳单质，转移1 mol 电子，说明碳被氧化为CO ，化学方程式
为Al 2O 3＋3Cl 2＋3C=====高温2AlCl 3＋3CO 。

(4)Fe 3＋的检验可用KSCN ，但该同学的实验方案不合理，因为Fe 3＋能与Fe 、Al 发生反应生成Fe 2＋，不能检验是否含有Fe 3＋。

答案：(1)Al 2O 3＋2OH －===2AlO －2＋H 2O
(2)CO 2 CO 2过量时氢氧化铝不会溶解，反应易控制，且原料廉价 CO 2＋NaAlO 2＋
2H 2O===Al(OH)3↓＋NaHCO 3 (3)Al 2O 3＋3C ＋3Cl 2=====高温2AlCl 3＋3CO
(4)KSCN 不合理 Fe 3＋能与Fe 、Al 反应生成Fe 2＋，不能检出Fe 3＋
12．氮化铝(AlN)是一种综合性能优良的陶瓷材料，能缓慢水解，不耐酸碱腐蚀。

某化学实验小组在实验室制备AlN 并测定产品纯度，设计实验如下。

请回答：
Ⅰ.制备AlN
(1)实验时，以空气为原料制备AlN 。

按气流从左向右的方向，上述装置的正确连接顺序为j→______________→i(填仪器接口字母编号)。

(2)上述装置中，需要检漏的仪器名称为_______________________________。

(3)试剂X 的作用为______________________________________________。

(4)装置D 中发生反应的化学方程式为___________________________________。

Ⅱ.测定产品纯度
(5)设计实验证明装置D 的产品中含有Al 单质：________________________________。

(6)测定产品纯度：取装置D 中产品4.37 g ，加入足量NaOH 浓溶液，充分反应后，通入水蒸气，将生成的气体全部赶出，用V 1 mL c 1 mol·L
－1的盐酸吸收；以酚酞作指示剂，
用c 2 mol·L －1的NaOH 标准溶液滴定过量的盐酸，达到滴定终点时，消耗V 2 mL NaOH 标准溶液。

则：
①达到滴定终点的现象为________________________________________。

②产品中AlN 的质量分数为____________________(列出计算式即可)。

解析：Ⅰ.(1)高温下，空气中的CO 2、O 2和H 2O(g)会干扰实验，应先用NaOH 溶液除去CO 2，再用浓硫酸除去水蒸气，最后用还原铁粉除掉O 2，进而使N 2与Al 在高温环境中反应，最后用碱石灰防止空气进入装置D ，避免产品变质。

(2)该实验装置中的分液漏斗需要检漏。

(3)由题中信息知，装置C 中NaOH 溶液的作用是吸收空气中的CO 2，装置A 中还原铁粉的作用为除去O 2，故装置B 中试剂X 为浓硫酸，其作用是干燥N 2，避免水蒸气进入装置A 中与还原铁粉反应。

(4)装置D 为制取AlN 的装置，其反应的化学方程式为2Al ＋N 2=====1 700 ℃
2AlN 。

Ⅱ.(5)向装置D 中的产品中加入稀硫酸，AlN 与稀硫酸反应生成Al 2(SO 4)3和(NH 4)2SO 4；Al 与稀硫酸反应生成Al 2(SO 4)3和H 2，检验H 2的生成即可检验产品中是否有Al 单质。

(6)①强碱滴定强酸时，以酚酞为指示剂，当溶液由无色变为浅红色时，说明达到滴定终点。

②AlN 与NaOH 溶液反应生成NaAlO 2和NH 3，根据元素守恒可得关系式：AlN ～NH 3，用过量盐酸吸收NH 3气体有关系式：HCl ～NH 3，再用NaOH 滴定剩余盐酸，则有关系式：NaOH ～HCl ，根据上述关系式可得n (AlN)＝n (HCl)－n (NaOH)，代入数据计算可得产品中AlN 的质量分数。

答案：(1)fedcabgh
(2)分液漏斗
(3)吸收空气中的水蒸气，避免其与还原铁粉反应干扰实验(其他合理答案也可)
(4)2Al ＋N 2=====1 700 ℃
2AlN (5)取D 中少量产品于试管中，加入足量稀硫酸，有无色、无味的可燃性气体生成，则产品中含有Al 单质(其他合理答案也可)
(6)①滴入最后一滴NaOH 标准溶液时，溶液恰好从无色变为浅红色，且半分钟内不变色 ②V 1×10－3L×c 1 mol·L －1－V 2×10－3L×c 2mol·L －1×41 g·mol －14.37 g ×100%(其他合理
答案也可)。