2027届高考化学一轮复习考点过关：课时规范练14 铝、镁及其化合物（含解析）

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1.(2025·山西大学附中诊断)下列关于铝的化合物的说法错误的是( )
A.氧化铝俗名为刚玉,是耐高温耐火材料
B.KAl(SO4)2·12H2O溶于水可形成Al(OH)3胶体,可以净水
C.Al3+和[Al(OH)4]-两种离子不能大量共存于同一溶液中
D.将AlCl3溶液滴入浓氨水中的离子方程式:Al3++4NH3·H2O[Al(OH)4]-+4NH4+
2.冰晶石-Al2O3熔体电解法是目前工业生产金属铝的方法。实验室利用下列装置能达到实验目的的是( )
3.Mg与Br2反应可生成具有强吸水性的MgBr2,该反应剧烈且放出大量的热。实验室采用如图装置制备无水MgBr2。下列说法错误的是( )
A.a为冷却水的进水口
B.装置A的作用是吸收水蒸气和挥发出的溴蒸气
C.实验时需缓慢通入N2,防止反应过于剧烈
D.不能用干燥的空气代替N2,因为副产物MgO会阻碍反应的进行
4.海洋资源丰富,从海水中获取镁和溴的流程示意图如下:
下列有关说法正确的是( )
A.从经济角度分析,试剂X最适合的是氢氧化钠
B.直接将MgCl2溶液加热蒸干得MgCl2
C.可用FeCl2或Na2SO3代替SO2吸收含溴的空气
D.虚线框内流程的主要目的是减少环境污染
5.(12分)铝土矿的主要成分是Al2O3,此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质,某工厂用铝土矿制氧化铝的流程如图。
回答下列问题:
(1)为了加快“酸浸”的反应速率,可以采取的措施有 (写两点);“酸浸”步骤发生反应的离子方程式为 。
(2)流程中“操作”的名称是 ,得到“滤渣1”的主要成分是 (填化学式)。
(3)“除铁”步骤中,“滤渣2”的主要成分是 (填化学式)。
(4)“沉铝”步骤中,发生反应的化学方程式为 。
(5)写出Al(OH)3的一种用途: 。
(6)工业冶炼铝用电解法,这种方法在冶炼金属中广泛应用,下列说法正确的是 。
A.制取铝也可用电解熔融AlCl3的方法
B.加热熔融Al2O3时加入冰晶石以降低其熔化时的温度
C.电解饱和氯化钠溶液制取金属钠
D.MgCl2熔融时破坏离子键与共价键
层次2综合性
6.(2025·广东佛山模拟)部分含Mg或含Al物质的类别与化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A.a不能与H2O反应生成d或g
B.b和e均可用于制造耐高温材料
C.可存在a→f→g→e→a的循环转化关系
D.直接加热蒸干c或f溶液无法得到无水氯化物
7.某混合物A中含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3,在一定条件下可实现如图所示的物质之间的转化。
据此,下列说法不正确的是( )
A.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法均为过滤
B.若把适量盐酸换成通入过量二氧化碳气体,则离子方程式为CO2+2[Al(OH)4]-2Al(OH)3↓+CO32-+H2O
C.过程②中反应的离子方程式为Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4+
D.上述各物质间的转化不包括氧化还原反应
8.(2026·广东部分学校联考)已知MgCl2·6H2O在空气中加热时失去部分结晶水,同时生成Mg(OH)Cl或MgO。实验室用MgCl2·6H2O制取无水MgCl2的部分装置(铁架台、酒精灯已略)如图。
下列有关说法错误的是( )
A.循环物质甲为盐酸
B.装置b填充的可能是P2O5或CaCl2
C.装置a的分液漏斗中装有的试剂为浓硫酸,其作用为催化剂
D.装置d为干燥装置
9.(2025·云南卷改编)已知Be和Al在元素周期表中处于对角线位置,其单质及化合物的性质相似。Be及其化合物的转化关系如图。下列说法错误的是( )
A.Be(OH)2是两性氢氧化物
B.Be(OH)2与NaOH溶液反应的离子方程式:Be(OH)2+2OH-[Be(OH)4]2-
C.蒸干BeCl2溶液可获得无水BeCl2
D.Be2C与H2O反应的化学方程式为Be2C+4H2O2Be(OH)2+CH4↑
层次3创新性
10.(14分)(2025·广东深圳检测)以某电厂的粉煤灰为原料(主要含SiO2、Al2O3和CaO等)提取铝的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)提高单位时间内粉煤灰浸出率的措施有 (任答一种即可),“浸出”时Al2O3发生反应的离子方程式为 。
(2)“浸渣”的主要成分除Al2O3残余外,还有 。实验测得,5.0 g粉煤灰(Al2O3的质量分数为30%)经浸出、干燥后得到3.0 g“浸渣”(Al2O3的质量分数为8%),Al2O3的浸出率为 。
(3)“沉铝”时,体系中三种物质的溶解度曲线如图所示,加入K2SO4反应的化学方程式为 ,“沉铝”的最佳方案为 。
(4)“焙烧”时,主要反应的化学方程式为 。
(5)“水浸”后得到的“滤液2”可返回 工序循环使用。
参考答案
1.D 解析:将AlCl3溶液滴入浓氨水中,生成的是氢氧化铝沉淀,D错误。
2.D 解析:硫酸与CaCO3反应生成的微溶物CaSO4包裹在反应物的表面,阻止反应的继续发生,A错误;通入CO2时应长导管进气,B错误;过滤时漏斗下端应紧靠烧杯内壁,C错误。
3.B 解析:冷凝管可起到冷凝回流的作用,冷凝管内冷凝水的方向为下进上出,则a为冷却水进口,A正确;MgBr2具有较强的吸水性,制备无水MgBr2时需要防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶,则装置A的作用是吸收水蒸气,但无水CaCl2不能吸收溴蒸气,B错误;制取MgBr2的反应剧烈且放出大量的热,实验时利用干燥的氮气将溴蒸气带入三颈烧瓶中,为防止反应过于剧烈,实验时需缓慢通入N2,C正确;不能用干燥的空气代替N2,因为空气中含有的氧气可将镁氧化为副产物MgO而阻碍反应的进行,D正确。
4.C 解析:苦卤中含有氯化镁,加入生石灰生成氢氧化镁沉淀,向氢氧化镁沉淀中加入盐酸得到氯化镁,在氯化氢氛围中蒸发结晶得到氯化镁,电解熔融氯化镁得到镁;浓缩海水酸化后通入氯气生成溴单质,用热空气吹出溴,然后用二氧化硫、H2O吸收溴单质得到吸收液,再通入氯气得到溴的浓溶液,最终得到液溴。从经济角度分析,试剂X最适合的是生石灰或氢氧化钙,A错误;MgCl2水解生成的氯化氢易挥发,直接将MgCl2溶液加热蒸干最终不能得到MgCl2,应在氯化氢气流中加热蒸干,B错误;FeCl2或Na2SO3都具有还原性,可以吸收含溴的空气,C正确;虚线框内流程的主要目的是富集溴元素,D错误。
5.答案:(1)研磨铝土矿、提高盐酸的浓度(合理即可) Al2O3+6H+2Al3++3H2O、Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O
(2)过滤 SiO2
(3)Fe(OH)3
(4)Na[Al(OH)4]+CO2Al(OH)3↓+NaHCO3
(5)作胃酸中和剂或阻燃剂(合理即可)
(6)B
解析:铝土矿的成分中与HCl反应的有Al2O3、Fe2O3,不反应的是SiO2,所以经过滤得到“滤渣1”的主要成分为SiO2,滤液中含有Al3+、Fe3+,向其中加入过量NaOH溶液,发生反应Al3++4OH-[Al(OH)4]-、Fe3++3OH-Fe(OH)3↓,得“滤渣2”的主要成分为Fe(OH)3,“滤液a”中的主要成分为Na[Al(OH)4]、NaOH(过量),NaOH能与过量的CO2反应生成NaHCO3,Na[Al(OH)4]能与过量CO2发生反应:Na[Al(OH)4]+CO2Al(OH)3↓+NaHCO3,故“滤液b”的主要成分为NaHCO3,Al(OH)3沉淀经加热分解得到Al2O3,电解熔融氧化铝可得到金属铝。
(1)增大反应物的浓度、增大接触面积、升高温度等均能加快反应速率。根据分析,“酸浸”步骤发生反应的离子方程式为Al2O3+6H+2Al3++3H2O、Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O。
(2)流程中“操作”的名称是过滤,得到“滤渣1”的主要成分是SiO2。
(3)“除铁”步骤中,“滤渣2”的主要成分是Fe(OH)3。
(4)“沉铝”步骤中,发生反应的化学方程式为Na[Al(OH)4]+CO2Al(OH)3↓+NaHCO3。
(5)Al(OH)3具有微弱碱性,可作胃酸中和剂,另外受热分解时吸热生成高熔点的氧化铝和水,则Al(OH)3也是一种阻燃剂。
(6)氯化铝是共价化合物,制取铝不能用电解熔融AlCl3的方法,A错误;Al2O3晶体的熔点很高,电解熔融的Al2O3会消耗大量的能量,冰晶石的作用是助熔剂,使Al2O3在较低的温度下熔化,B正确;水与金属钠反应,制取金属钠应电解熔融氯化钠,C错误;MgCl2只含离子键,MgCl2熔融时破坏离子键,D错误。
6.A 解析:由题图可知,a为Al或Mg,b为MgO,e为Al2O3,c为MgCl2,f为AlCl3,d为Mg(OH)2,g为Al(OH)3。Mg能与H2O在加热条件下反应生成Mg(OH)2,A错误;MgO和Al2O3均可用于制造耐高温材料,B正确;存在Al→AlCl3→Al(OH)3→Al2O3→Al的循环转化关系,C正确;由于MgCl2、AlCl3均会水解,生成的氯化氢易挥发,直接加热蒸干MgCl2、AlCl3溶液无法得到无水氯化物,D正确。
7.B 解析:根据题意分析可知,沉淀C为氧化铝和氧化铁的混合物,加入氢氧化钠溶液,氧化铝与其反应生成四羟基合铝酸钠,沉淀D为氧化铁,向步骤Ⅲ得到的溶液中加入适量的盐酸得到沉淀氢氧化铝;向步骤Ⅰ得到的溶液中加入过量氨水得到氢氧化铝沉淀,加热分解得到氧化铝。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法均为过滤,A正确;若把适量盐酸换成通入过量二氧化碳气体,生成氢氧化铝和碳酸氢钠,离子方程式为CO2+[Al(OH)4]-Al(OH)3↓+HCO3-,B错误;过程②是铝离子和氨水发生反应生成氢氧化铝沉淀,离子方程式为Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4+,C正确;题中各物质间的转化均没有元素化合价的变化,不包括氧化还原反应,D正确。
8.C 解析:实验室用MgCl2·6H2O制取无水MgCl2,应该是在HCl气氛中加热MgCl2·6H2O,所以装置a中物质甲为盐酸,盐酸受热挥发出HCl,通过酸性干燥剂或中性干燥剂干燥,然后进入装置c;加热装置c,在HCl气氛中MgCl2·6H2O分解生成无水MgCl2;装置d为干燥装置,用于吸收MgCl2·6H2O分解生成的水蒸气,同时防止循环物质盐酸中的水蒸气进入装置c。
9.C 解析:由图中转化信息可知,Be(OH)2既能与盐酸反应生成盐和水,又能与氢氧化钠反应生成盐,故属于两性氢氧化物,A正确;Be(OH)2与NaOH溶液反应生成Na2[Be(OH)4],离子方程式为Be(OH)2+2OH-[Be(OH)4]2-,B正确;类似于AlCl3,蒸干BeCl2溶液促进其水解,不能获得无水BeCl2,C错误;Be2C中的铍元素化合价为+2价,碳元素的化合价为-4价,发生水解反应生成Be(OH)2和CH4,化学方程式为Be2C+4H2O2Be(OH)2+CH4↑,D正确。
10.答案:(1)适当增大硫酸的浓度或搅拌或加热等 Al2O3+6H+2Al3++3H2O
(2)SiO2和CaSO4 84%
(3)Al2(SO4)3+K2SO4+24H2O2KAl(SO4)2·12H2O↓ 高温溶解再冷却结晶
(4)2KAl(SO4)2K2SO4+Al2O3+3SO3↑或
4KAl(SO4)22K2SO4+2Al2O3+6SO2↑+3O2↑
(5)“沉铝”
解析:以粉煤灰为原料(主要含SiO2、Al2O3和CaO等)加入硫酸“浸出”,得到“浸渣”的主要成分除Al2O3残余外,还有二氧化硅、硫酸钙,加入硫酸钾,可产生复盐明矾,从而达到沉铝的目的,再通过“干燥脱水”“焙烧”产生氧化铝、硫酸钾和二氧化硫或三氧化硫气体,“水浸”除去硫酸钾,最后得到氧化铝。
(1)“浸出”时提高浸出率的方法有适当增大硫酸的浓度或搅拌或加热等;Al2O3和H2SO4发生反应生成Al2(SO4)3和H2O,离子方程式为Al2O3+6H+2Al3++3H2O。
(2)“浸渣”的主要成分除残余Al2O3外,还有二氧化硅、硫酸钙;5.0 g粉煤灰中Al2O3的质量为5.0 g×30%=1.5 g,3.0 g“浸渣”中Al2O3的质量为3.0 g×8%=0.24 g,则Al2O3的浸出率为1.5 g-0.24 g1.5 g×100%=84%。
(3)根据“沉铝”体系中物质的溶解度可知,加入K2SO4沉铝的目的是使更多的Al2(SO4)3转化为KAl(SO4)2·12H2O,使更多的铝元素转化为晶体析出,同时保证晶体纯度,化学方程式为Al2(SO4)3+K2SO4+24H2O2KAl(SO4)2·12H2O↓;KAl(SO4)2·12H2O的溶解度受温度影响较大,“沉铝”的最佳方案为高温溶解再冷却结晶。
(4)“焙烧”时,KAl(SO4)2分解为K2SO4、Al2O3和SO3或K2SO4、Al2O3、SO2和O2,反应方程式为2KAl(SO4)2K2SO4+Al2O3+3SO3↑或4KAl(SO4)22K2SO4+2Al2O3+6SO2↑+3O2↑。
(5)“水浸”后得到的“滤液2”成分为K2SO4,可在“沉铝”工序循环使用。