2021高三化学人教版一轮课后限时集训：8 镁、铝及其化合物 Word版含解析

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1．科学家发明的透明坚硬镁铝氧化物新型材料，可以用作显示器和手机屏幕。下列有关镁和铝的说法正确的是( )
A．镁的金属性比铝弱
B．镁和铝的氧化物都可以与盐酸反应
C．镁和铝原子的最外层电子数都为3
D．镁和铝的氧化物都可以与氢氧化钠溶液反应
[答案] B
2．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
[答案] C
3．相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应，至体系中均无固体物质，消耗碱量最多的是 ( )
A．Al B．Al(OH)3
C．AlCl3 D．Al2O3
A [根据化学方程式定量判断。]
4．(2019·合肥调研)在给定条件下，下列物质的转化不能实现的是( )
A．明矾eq \(――――――→,\s\up10(少量NaOH溶液))Al(OH)3eq \(――→,\s\up10(NaOH溶液))NaAlO2
B．NaAlO2溶液eq \(――――→,\s\up10(少量盐酸))Al(OH)3eq \(――→,\s\up10(△)) Al2O3
C．Al2O3eq \(―――――→,\s\up10(NaOH溶液))NaAlO2溶液eq \(――→,\s\up10(CO2))Al(OH)3
D．MgOeq \(――→,\s\up10(盐酸))MgCl2溶液eq \(――→,\s\up10(蒸干))MgCl2
D [MgCl2溶液蒸干不能得到MgCl2，加热过程中MgCl2水解生成Mg(OH)2。]
5．易拉罐主要材料为铝合金，其中以铝铁合金和铝镁合金最为常见。现取几小块易拉罐碎片进行下列实验，其中实验方案、现象与结论均正确的是
( )
B [选项A只能说明易拉罐含有三种元素中的一种、两种或三种，A错。选项C中加入少量NaOH溶液，产生的白色沉淀也可能是Al(OH)3，C错。 选项D中铁和盐酸反应生成Fe2＋，而Fe2＋遇KSCN溶液无红色出现，因此不能说明合金中不含铁元素，D错。]
6．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AlOeq \\al(－,2)＋H＋＋H2O===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
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NaAlO2溶液，NaAlO2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NaAlO2溶液，b为Al(OH)3，a→b发生的反应为AlOeq \\al(－,2)＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓，正确；C项，b为Al(OH)3，Al(OH)3受热分解生成Al2O3和水，电解Al2O3生成铝和氧气，正确；D项，b为Al(OH)3，c为Al2O3，均既能与酸又能与碱反应，a为NaAlO2溶液，只能和酸反应，不能和碱反应，错误。]
7．有一块镁铝合金，其中镁与铝的质量比是8∶9。加入足量稀H2SO4使其完全溶解后，再加入NaOH溶液，生成沉淀的质量随NaOH溶液体积变化的曲线如下图，其中正确的是( )
A B
C D
A [镁与铝的质量比是8∶9，则物质的量之比是1∶1，NaOH溶液过量后Al(OH)3完全溶解，只剩Mg(OH)2沉淀，B错；等物质的量的Mg(OH)2与Al(OH)3的质量之比是58∶78，即剩余的Mg(OH)2的质量小于沉淀最大质量的eq \f(1,2)，排除C、D，故选A。]
8．(2019·贵阳模拟)海水是重要的资源，可以制备一系列物质。下列说法不正确的是( )
A．要除去粗盐中SOeq \\al(2－,4)、Ca2＋、Mg2＋等杂质，步骤①中所加试剂及相关操作顺序可以是：过量NaOH溶液→过量BaCl2溶液→过量Na2CO3溶液→过滤→盐酸
B．步骤②的反应原理为2Cl－＋2H2Oeq \(=====,\s\up10(电解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑
C．步骤③中需将MgCl2·6H2O置于干燥的HCl气流中加热脱水制备无水MgCl2
D．步骤④、⑤、⑥所涉及的反应中，溴元素均发生氧化反应
D [步骤①中，用过量NaOH溶液除去Mg2＋；用过量Na2CO3溶液除去
Ca2＋；用过量BaCl2溶液除去SOeq \\al(2－,4)，但是这三种溶液会引入新的杂质OH－、COeq \\al(2－,3)、Ba2＋，通过加适量盐酸除去COeq \\al(2－,3)和OH－，但过量的Ba2＋必须由Na2CO3溶液除去，因此盐酸在最后加入，过量Na2CO3溶液在加入过量BaCl2溶液之后加入，A项正确；步骤②为电解食盐水，反应的原理为2Cl－＋2H2Oeq \(=====,\s\up10(电解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑，B项正确；步骤③由MgCl2·6H2O得到无水MgCl2，为了抑制MgCl2的水解，需在HCl气流中加热脱水，C项正确；步骤⑤中Br2转化为HBr，溴元素被还原，发生还原反应，D项错误。]
9．金属镁在工农业生产以及人们日常生活中有着十分广泛的用途。某化学兴趣小组的同学们决定对镁及其化合物的性质比较展开探究活动，探究过程中发现了一些“异常”。
(1)镁条投入5 ml 0.2 ml·L－1的CuSO4溶液中，其表面立即有气泡产生，周围有红色固体出现；片刻后底部又有大量蓝色沉淀生成；待较长时间后，若镁条过量，蓝色固体消失，有白色沉淀生成，气泡继续产生，而红色固体质量没有明显增加。写出反应中的主要离子反应方程式
__________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(2)常温下，取经过砂纸打磨的两片质量相等、表面积相同的铝片，分别加入到盛有体积相同、c(H＋)相同的稀硫酸和稀盐酸溶液的两支试管(相同体积)中，发现铝片在稀盐酸中产生氢气的速率比在稀硫酸中快。
①写出以上反应的离子方程式_______________________________________
_______________________________________________________________。
②你认为出现以上现象的可能原因是：
假设a____________________________________________________________
_______________________________________________________________；
假设b___________________________________________________________
________________________________________________________________。
[答案] (1)Mg＋Cu2＋===Cu＋Mg2＋、
2H2O＋Cu2＋Cu(OH)2↓＋2H＋、
Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑、
Cu(OH)2＋Mg2＋===Mg(OH)2＋Cu2＋
(2)①2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
②假设a：Cl－对反应有催化作用，加快了反应速率 假设b：SOeq \\al(2－,4)对反应有阻碍作用，降低了反应速率
10．某混合物A，含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现下列物质之间的转化：
据此回答下列问题：
(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中分离溶液和沉淀采用的相同的操作是________。
(2)写出下列B、C、D、E所含物质的化学式：固体B为________；沉淀C为________；沉淀D为________；溶液E为________。
(3)写出①、②、③、④四个反应的化学方程式或离子方程式：
①____________________________________________________________；
②____________________________________________________________；
③____________________________________________________________；
④____________________________________________________________。
[解析] 由混合物A的成分可知制取固体B的流程为
其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中共同的操作为过滤。
[答案] (1)过滤
(2)Al2O3 Al2O3和Fe2O3 Fe2O3 K2SO4和(NH4)2SO4
(3)①Al2O3＋2OH－===2AlOeq \\al(－,2)＋H2O
②Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4)
③AlOeq \\al(－,2)＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓
④2Al(OH)3eq \(=====,\s\up10(△))Al2O3＋3H2O
11．把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后有1.16 g白色沉淀，在所得的浊液中逐滴加入1 ml·L－1HCl 溶液，加入HCl溶液的体积与生成沉淀的质量关系如图所示，下列叙述正确的是( )
A．A点的沉淀物的化学式为Al(OH)3
B．AB段发生的反应是Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
C．原混合物中MgCl2的质量是1.90 g
D．AlCl3的质量是1.335 g
C [根据题意可知浊液中有Mg(OH)2、NaOH、NaAlO2、NaCl，故A点的沉淀物为Mg(OH)2；AB段反应为AlOeq \\al(－,2)＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓；m(MgCl2)＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1.16,58)×95)) g＝1.90 g；m(AlCl3)＝[(30－10)×10－3×1×133.5] g＝2.67 g。]
12．(2019·唐山质检)某学生探究0.25 ml·L－1 Al2(SO4)3溶液与0.5 ml·L－1 Na2CO3溶液的反应，实验如下。
下列分析不正确的是 ( )
A．实验1中，白色沉淀a是Al(OH)3
B．实验2中，白色沉淀b中含有COeq \\al(2－,3)
C．实验1、2中，白色沉淀成分不同与混合后溶液的pH有关
D．检验白色沉淀a、b是否洗涤干净，不可使用相同的检验试剂
D [检验白色沉淀a、b是否洗涤干净，都可通过检验最后一次洗涤液中是否含有SOeq \\al(2－,4)的方法，故可使用相同的检验试剂，D项错误。]
13．镁铝合金(Mg17Al12)是一种潜在的贮氢材料。一般在氩气环境中将一定量的镁、铝单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下可完全吸收氢得到混合物Y(含MgH2和Al)，Y在一定条件下可释放出氢气。
(1)熔炼制备镁铝合金(Mg17Al12)时通入氩气的目的是
_______________________________________________________________。
(2)写出镁铝合金在一定条件下完全吸氢的化学方程式：_______________。
(3)在6 ml·L－1盐酸中，混合物Y能完全释放出H2。a ml镁铝合金完全吸氢后得到的混合物Y与上述盐酸完全反应，释放出H2的物质的量为________ml。
[解析] (1)氩气作保护气，避免镁、铝单质在高温下与空气中的物质反应。(2)镁铝合金与氢气反应生成氢化镁和铝。(3)a ml镁铝合金完全吸氢后得到的混合物Y中含17a ml MgH2和12a ml Al，根据MgH2＋2HCl===MgCl2＋2H2↑、2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑知，释放出n(H2)＝(17a×2＋12a×eq \f(3,2))ml＝52a ml。
[答案] (1)作保护气 (2)Mg17Al12＋17H2eq \(=======,\s\up10(一定条件))17MgH2＋12Al (3)52a
14．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：AlCl3、FeCl3分别在183 ℃、315 ℃时升华
(1)铝离子的结构示意图为________，实验室配制氯化铝溶液时加入盐酸的目的是_____________________________________________________________。
(2)氯化炉中Al2O3、Cl2和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Cl2，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________。
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eq \(――――――→,\s\up10(过量NaOH溶液),\s\d10(过滤))NaAlO2溶液eq \(――→,\s\up10(过量CO2),\s\d10(过滤))Al(OH)3eq \(――→,\s\up10(△),\s\d10(冷却))n g Al2O3
计算该样品中AlCl3的质量分数________(结果用m、n表示，不必化简)。
[解析] (4)根据AlCl3～eq \f(1,2)Al2O3可知
n(AlCl3)＝2n(Al2O3)＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(n,102)×2)) ml
故AlCl3的质量分数为eq \f(\f(n,102)×2×133.5,m)×100%。
[答案] (1) 防止氯化铝水解
(2)Al2O3＋3Cl2＋3Ceq \(=====,\s\up10(高温))2AlCl3＋3CO Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O
(3)b
(4)eq \f(\f(n,102)×2×133.5,m)×100%
选项
实验方案
现象与结论
A
加入盐酸中
产生无色气体，含铝、铁、镁三种元素
B
加入NaOH溶液中
有无色气体产生，含有铝元素
C
加入盐酸后，所得溶液中再加入少量NaOH溶液
产生白色沉淀，含有镁元素
D
加入盐酸后，所得溶液中再加入少量KSCN溶液
无红色出现，说明不含铁元素
实验1
过量的Al2(SO4)3溶液 白色沉淀a 沉淀溶解，无气泡
实验2
过量的Na2CO3溶液 白色沉淀b 沉淀溶解，少量气泡