人教版高考化学一轮复习课时规范练 第三章 金属及其化合物 镁、铝及其重要化合物 (2)

课时规范练9 镁、铝及其重要化合物
一、选择题:本题包括7小题,每小题只有1个选项符合题意。

1.氢氧化铝和碳酸钙都可作为治疗胃酸过多的内服药成分,两者( )
A.都属于强电解质
B.都难溶于水
C.都具有两性
D.治疗时都产生气体
2.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
3.(四川邻水二中检测)化学在生产和日常生活中有着重要的应用。

下列说法不正确的是( )
A.明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物,可用于水的净化
B.苏打和氢氧化铝胶囊,可以作内服药治疗胃酸过多
C.Al2O3和MgO的熔点均很高,可用于制作耐高温材料
D.高压钠灯发出的黄光射程远,透雾能力强,常用于道路和广场的照明
4.(陕西汉中期末)下列物质的制备与工业生产相符合的是( )
A.铝土矿NaAlO2溶液Al(OH)3Al2O3铝
B.制取镁:海水Mg(OH)2MgO Mg
C.N2+O2NO HNO3
D.海带提碘:海带含I-滤液I2(aq)I2
5.(四川成都外国语学校模拟)工业上以铝土矿(主要成分是氧化铝,含氧化铁杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下:
下列叙述正确的是( )
A.铝热反应就是指Al与Fe2O3高温条件下发生的反应
B.试剂Y是二氧化碳,它与Al O2-反应生成氢氧化铝,滤液B中溶质主要是碳酸钠
C.图中所示转化反应中包含1个氧化还原反应
D.滤渣C可溶于稀硫酸,滴加硫氰化钾溶液,将产生红色沉淀
6.侯德榜改进的制碱工艺打破了西方对我国的技术封锁,至今仍在使用。

工业上从海水中制备纯碱和金属镁的流程如图所示:
下列说法不正确的是( )
A.流程Ⅰ依次向粗盐水中加入过量Ca(OH)2溶液、Na2CO3溶液并过滤
B.流程Ⅱ体现了侯德榜制碱法
C.流程Ⅱ中吸氨与碳酸化的顺序互换,物质不变、不影响反应结果
D.流程Ⅳ、Ⅴ的目的是富集Mg元素
7.(河北顺平模拟)碱式碳酸镁是橡胶制品的填充剂和补强剂,其化学式为gCO3·zH2O。

现取4.66 g碱式碳酸镁高温煅烧至恒重,得到2.00 g固体和
0.040 0 mol CO2。

下列说法正确的是( )
A.2.00 g固体是Mg(OH)2
B.4.66 g碱式碳酸镁高温煅烧至恒重,生成水0.800 g
C.4.66 g碱式碳酸镁加盐酸完全溶解,参加反应的HCl为0.080 0 mol
D.该碱式碳酸镁的化学式为Mg(OH)2·4MgCO3·4H2O
二、非选择题:本题包括2小题。

8.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1×10-6mol·L-1)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:①K sp[Al(OH)3]=1.0×10-33;
②pH=8.5时,Mg(OH)2开始沉淀。

9.(广东卷,18)稀土(RE)包括镧、钇等元素,是高科技发展的关键支撑。

我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理,一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下:
已知:月桂酸(C11H23COOH)熔点为44 ℃;月桂酸和(C11H23COO)3RE均难溶于水。

该工艺条件下,稀土离子保持+3价不变;(C11H23COO)2Mg的
K sp=1.8×10-8;Al(OH)3开始溶解时的pH为8.8;有关金属离子沉淀的相关pH见下表。

(1)“氧化调pH”中,化合价有变化的金属离子是。

(2)“过滤1”前,用NaOH溶液调pH至的范围内,该过程中Al3+
发生反应的离子方程式为。

(3)“过滤2”后,滤饼中检测不到Mg元素,滤液2中Mg2+浓度为2.7 g·L-1。

为尽可能多地提取RE3+,可提高月桂酸钠的加入量,但应确保“过滤2”前的溶液中c(C11H23COO-)低于mol·L-1(保留两位有效数字)。

(4)①“加热搅拌”有利于加快RE3+溶出、提高产率,其原因是。

②“操作X”的过程为:先,再固液分离。

(5)该工艺中,可再生循环利用的物质有(写化学式)。

(6)稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂Pt3Y。

①还原YCl3和PtCl4熔融盐制备Pt3Y时,生成1 mol Pt3Y转移 mol 电子。

②Pt3Y/C用作氢氧燃料电池电极材料时,能在碱性溶液中高效催化O2的还原,发生的电极反应为。

课时规范练9 镁、铝及其重要化合物
1.B 解析:氢氧化铝是两性氢氧化物,属于弱电解质,碳酸钙属于盐,属于强电解质,A项错误;氢氧化铝和碳酸钙都难溶于水,B项正确;碳酸钙是盐,不具有两性,C项错误;治疗时,氢氧化铝与盐酸反应生成氯化铝和水,碳
酸钙与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,D项错误。

2.B 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。

3.B 解析:明矾[KAl(SO4)2·12H2O]中的Al3+可以水解形成Al(OH)3胶
体,Al(OH)3胶体具有吸附性,能吸附水中悬浮物,可用于水的净化,A项正确;苏打为Na2CO3,碱性太强不适合内服,小苏打NaHCO3和氢氧化铝胶囊,
可以作内服药治疗胃酸过多,B项错误;Al2O3和MgO的熔点均很高,因此可用于制作耐高温材料,C项正确;高压钠灯发出的黄光射程远,透雾能力强,常用于道路和广场的照明,D项正确。

4.A 解析:铝土矿中氧化铝与加入的氢氧化钠溶液反应后,过滤得到偏铝酸钠溶液,偏铝酸钠溶液与通入的二氧化碳反应后,过滤得到氢氧化铝,氢氧化铝煅烧分解制得氧化铝,在冰晶石的作用下电解熔融氧化铝制得金属铝,与工业生产相符合,A正确;工业上用电解熔融氯化镁的方法制备金属镁,则金属镁的制备与工业生产不符合,B错误;工业上用氨的催化氧化法
制备硝酸,则硝酸的制备与工业生产不符合,C错误;海带提碘过程中,需
要先灼烧海带,水中溶解浸取得到含I-的滤液,通入氯气氧化碘离子生成
碘单质,萃取和蒸馏得到碘,D错误。

5.C 解析:将铝土矿粉碎后加入足量NaOH溶液,将Al2O3转化为NaAlO2过滤与Fe2O3分离,向含有NaAlO2的滤液中通入过量CO2气体生成Al(OH)3沉淀,经过过滤、干燥、灼烧、电解熔融Al2O3,最终获得金属Al。

铝热反应是以铝粉和高熔点难熔金属的氧化物反应获得金属单质的反应,A错误;
过量CO2与偏铝酸钠溶液反应生成NaHCO3和Al(OH)3,B错误;图示流程中的转化仅有电解氧化铝获得金属铝是氧化还原反应,C正确;滤渣C的主要成分为Fe2O3,溶于稀硫酸产生Fe3+,滴加硫氰化钾溶液,得到红色溶液,D错误。

6.C 解析:粗盐水中含有NaCl、CaCl2和MgCl2等,要依次加入过量Ca(OH)2溶液、Na2CO3溶液,生成沉淀后过滤,除去MgCl2和CaCl2,A正确;流程Ⅱ中精盐水吸收NH3后,再碳酸化,得到NaHCO3晶体,发生的反应为
NaCl+NH3+CO2+H2O NaHCO3↓+NH4Cl,B正确;NH3易溶于水,CO2微溶于水,故流程Ⅱ中吸氨和碳酸化不能颠倒顺序,C错误;母液中含有MgCl2,流程Ⅳ和Ⅴ的目的是富集Mg元素,D正确。

7.D 解析:碱式碳酸镁高温煅烧生成氧化镁、二氧化碳和水,得到的
2.00g固体是氧化镁,氧化镁的物质的量是0.05mol;反应生成
0.0400molCO2,根据碳元素守恒,可知MgCO3的物质的量是0.0400mol,根据镁元素守恒,Mg(OH)2的物质的量是0.05mol-0.04mol=0.01mol;Mg(OH)2分解生成水的物质的量是0.01mol;4.66g碱式碳酸镁高温煅烧至恒重,生成水的质量是4.66g-2.00g-0.0400mol×44g·mol-1=0.9g,水的物质的量是0.05mol,所以4.66g碱式碳酸镁含结晶水0.05mol-0.01mol=0.04mol,碱式碳酸镁中Mg(OH)2、MgCO3、H2O的物质的量比为1∶4∶4,即碱式碳酸镁的化学式是Mg(OH)2·4MgCO3·4H2O。

由分析可知,A错误、B错误、D正确;4.66g碱式碳酸镁加盐酸完全溶解,溶质为0.05mol氯化镁,根据元素守恒,参加反应的HCl为0.1mol,C错误。

8.答案:(1)升高温度(或搅拌或提高硫酸浓度等)
MgCO3+2H+Mg2++H2O+CO2↑、MgSiO3+2H+Mg2++H2SiO3↓(2)将Fe2+氧化为Fe3+,便于除去
(3)①K3[Fe(CN)6]溶液②KSCN溶液
(4)MgO[或Mg(OH)2或MgCO3或Mg2(OH)2CO3] 5.0≤pH<8.5
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Fe2+,双氧水具有强氧化性,能把Fe2+氧化为Fe3+,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1×10-6mol·L-1)而不引入其他杂质,应加入的试剂gCO3或Mg2(OH)2CO3。

根据
K sp[Al(OH)3]=1.0×10-33可知,当c(Al3+)=1×10-6mol·L-1
时,c(OH-)=√10-33
mol·L-1=10-9mol·L-1,又因为pH=8.5时,Mg(OH)2开始沉10-6
淀,所以应调节pH的范围为5.0≤pH<8.5。

9.答案:(1)Fe2+
(2)4.7~6.2 Al3++3OH-Al(OH)3↓
(3)4.0×10-4
(4)①加热可以提高分子运动扩散速度,搅拌增加溶剂与溶质的接触面积,使溶出更彻底,提高溶出速度,提高产率②冷却结晶
(5)MgSO4
(6)①15 ②O2+4e-+2H2O4OH-
解析:本题涉及氧化还原、去除杂质、溶度积常数的应用等,题目难度中等,注意根据题意写出有关反应的方程式,做题时注意根据物质的性质正确判断反应物和生成物,用守恒的方法去书写离子方程式。

(1)由题干信息可知,原料矿物中含铁、铝及稀土元素。

浸取液中稀土离子保持+3价不变,镁离子、铝离子无还原性。

故氧化调pH中,二价铁离子被氧化为三价铁离子。

(2)过滤1的目的是除掉溶液中的铝离子和铁离子。

故在过滤前,应使铝离子和铁离子完全沉淀,又不能使稀土离子沉淀。

由表格可知,pH为4.7~6.2时,铁离子和铝离子沉淀完全,稀土离子尚未沉淀。

铝离子沉淀的离子方程式为Al3++3OH-Al(OH)3↓。

(3)过滤2后,滤饼中检测不到镁元素,说明加入月桂酸钠后,月桂酸根离子未与镁离子结合生成沉淀,而是与稀土离子结合生成沉淀。

故为保证镁离子恰好不沉淀,根据月桂酸镁的K sp公式,有
c(C11H23COO-)=4.0×10-4mol·L-1。

(4)根据题干信息可知,月桂酸的熔点为44℃,而加热搅拌阶段的温度为55℃。

故为了分离月桂酸与RECl3溶液,需要冷却至44℃以下,待月桂酸完全结晶再进行固液分离。

(5)根据(3)题干信息,过滤2操作后,滤饼中不存在镁离子,故镁离子仍以MgSO4的形式存在于滤液2中,可再次酸化循环利用。

(6)①由题干信息可知,稀土元素化合价不易发生变化。

故YCl3中Y元素为+3价,PtCl4中Pt元素为+4价,Pt3Y中Y为+3价,Pt为-1价。

所以Pt
元素化合价降低,Cl元素化合价应升高生成氯气。

故该反应的化学方程式为2YCl3+6PtCl42Pt3Y+15Cl2↑,生成1molPt3Y转移电子15mol。

②由题意知,Pt3Y/C是催化剂,不参与反应。

氢氧燃料电池的正极反应为氧气得电子,在碱性条件下生成氢氧根离子,故电极反应为O2+4e-+2H2O
4OH-。