2027年高考化学一轮总复习 第14讲 铝、镁及其化合物 专项练习（含解析）

这是一份2027年高考化学一轮总复习 第14讲 铝、镁及其化合物 专项练习（含解析），共6页。试卷主要包含了铍及其化合物具有重要应用，5时,絮凝效果最佳等内容，欢迎下载使用。
1.(2025·常州联考)我国金属材料的应用推动了科技发展。下列说法正确的是( )
A.天舟八号货运飞船主体材料铝合金的硬度高于金属铝
B.废电池必须进行集中处理,因为电池外壳为贵重金属材料,需要回收利用
C.纸电池是近年来电池研发领域的新成果,原电池的电极必须使用金属材料
D.航天器返回舱外层的隔热陶瓷瓦使用的是耐高温金属材料
2.(2024·南京二模)下列由废易拉罐制取Al2O3的实验原理与装置不能达到实验目的的是( )
A.用装置甲溶解废易拉罐细屑
B.用装置乙过滤得到Na[Al(OH)4]溶液
C.用装置丙制取Al(OH)3沉淀
D.用装置丁灼烧Al(OH)3制取Al2O3
3.(2024·连云港期末)钠、镁、铝及其化合物具有重要用途,如钠在700~800 ℃时可将Ti从其氟化物中置换出来,MgO、Al2O3熔点很高,可作耐高温材料。将MgCl2·6H2O直接加热得MgO。工业上可从铝土矿(主要成分是Al2O3)中提取Al,主要步骤是将铝土矿溶于过量NaOH溶液,过滤得Na[Al(OH)4]溶液,通入足量的CO2得Al(OH)3沉淀,Al(OH)3热分解得Al2O3,电解熔融Al2O3得金属Al。下列物质间的转化在指定条件下表示正确的是( )
A.用MgCl2·6H2O制取金属Mg:MgCl2·6H2OMgCl2Mg
B.用AlCl3溶液制取金属Al:AlCl3溶液Al(OH)3Al2O3Al
C.铝土矿溶于过量NaOH溶液的化学方程式:Al2O3+2NaOH+3H2O2Na[Al(OH)4]
D.Na[Al(OH)4]溶液中通入足量CO2的离子方程式:2[Al(OH)4]-+CO22Al(OH)3↓+CO32-+H2O
4.(2025·淮安、徐州、连云港、宿迁四市第一次调研考试)铍及其化合物具有重要应用。铍与铝性质相似,铍铝合金可用作航空材料,BeH2是很好的储氢材料;BeO可用于制造耐火陶瓷;(NH4)2BeF4固体加热至280 ℃得BeF2分子和两种气态氢化物;气态BeCl2主要以二聚体()形式存在,可与CH3MgCl在乙醚中制备Be(CH3)2;Be(NO3)2在125 ℃分解为N2O4和Be4O(NO3)6等。下列化学反应表示不正确的是( )
A.Be溶于NaOH溶液:Be+2OH-+2H2O[Be(OH)4]2-+H2↑
B.BeF2的制备:(NH4)2BeF4BeF2+2NH3↑+2HF↑
C.电解BeCl2、NaCl混合熔融盐阴极反应:2Cl--2e-Cl2↑
D.Be(NO3)2的受热分解:8Be(NO3)22Be4O(NO3)6+2N2O4↑+O2↑
5.废旧铅蓄电池的铅膏主要含有PbSO4、PbO2和Pb,从铅膏中回收PbO流程如下。
已知:Pb(OH)2性质类似Al(OH)3。
下列说法错误的是( )
A.“脱硫”是把PbSO4转化为Na2SO4将硫除去
B.“酸浸”发生的反应有PbCO3+2HAcPb(Ac)2+CO2↑+H2O
C.“酸浸”中H2O2会分解,H2O2溶液应适当过量
D.“沉铅”时为保证铅的完全沉淀,应该加入过量氢氧化钠溶液
6.镓(Ga)与铝同主族,曾被称为“类铝”,其氧化物、氢氧化物均为两性化合物。工业制备镓的流程如图所示,下列判断错误的是( )
A.一定条件下,Ga、Ga2O3可溶于盐酸和NaOH溶液
B.Ga(OH)3可与NaOH溶液反应生成Na[Ga(OH)4]
C.酸性:Al(OH)3>Ga(OH)3
D.Ga2O3可由Ga(OH)3受热分解得到
7.(14分)(2024·江苏五市十一校联考)絮凝剂聚合氯化铝{[Al2(OH)aClb]m,a=1~5}广泛用于废水处理。由四羟基合铝酸钙{Ca[Al(OH)4]2}制备聚合氯化铝的一种工艺流程如下:
已知:[Al2(OH)aClb]m的絮凝效果可用盐基度(盐基度=aa+b)衡量,当盐基度为0.5时,絮凝效果最佳。
(1)“碱溶”时,化学反应方程式为 。
(2)“沉降”时,温度不宜高,主要原因是 ;
“沉降”时通入过量CO2发生的离子方程式为 。
(3)“酸化”时装置如图所示,仪器A的名称为 ,若要使絮凝效果最佳,则b= 。
(4)已知溶液pH不同时,钒元素与铝元素存在形式如下表所示,补充完整利用含HV2O5-、[Al(OH)4]-的碱性废水制取聚合氯化铝的实验方案:取适量废水, ,将Al(OH)3沉淀分散在蒸馏水中,向其中滴加一定量的盐酸,得到聚合氯化铝。(实验中必须使用的试剂有0.1 ml·L-1 HCl溶液、5%的H2O2溶液、蒸馏水、AgNO3溶液)
8.(14分)以含铍废渣(主要含有BeO、Al2O3、SiO2,还含有Fe2O3、FeO、CaO)为原料制备单质Be的工艺流程如下:
已知:Be及其化合物的性质与Al及其化合物的性质类似。
回答下列问题:
(1)滤渣的主要成分是 (填化学式)。
(2)“沉铝”反应的化学方程式为 。
(3)“氧化、除铁”过程中,氧化剂可使用H2O2或NaClO,氧化相同量的Fe2+,理论上消耗n(H2O2)∶n(NaClO)= 。
(4)试剂X选择氨水而不选择NaOH溶液的原因是 。
(5)写出“合成”反应的化学方程式: 。
(6)“转化”时需要真空环境的原因是 。
参考答案
1.A 解析:铝合金的硬度高于其成分金属铝,A正确;废电池进行集中处理的主要原因是电池中含有的汞、镉、铅等重金属离子会对土壤、水源造成污染,B错误;原电池的电极不一定使用金属材料,导电的石墨等非金属材料、复合材料也可以作为原电池的电极,C错误;隔热陶瓷瓦使用的是耐高温复合材料,D错误。
2.D 解析:易拉罐中的铝元素组成的相关物质可与NaOH反应被溶解,生成Na[Al(OH)4],A不符合题意;可以通过装置乙将Na[Al(OH)4]溶液和未被溶解的固体进行过滤分离,B不符合题意;将二氧化碳通入Na[Al(OH)4]溶液中,可反应生成Al(OH)3沉淀,C不符合题意;灼烧Al(OH)3固体应选坩埚,D符合题意。
3.C 解析:将MgCl2·6H2O直接加热会水解生成氢氧化镁,最终分解生成氧化镁,不能得到无水氯化镁,A错误;AlCl3溶液中加入过量氢氧化钠溶液,得到四羟基合铝酸钠溶液而不是氢氧化铝沉淀,B错误;氧化铝和过量氢氧化钠溶液反应得到四羟基合铝酸钠溶液,C正确;Na[Al(OH)4]溶液中通入足量CO2生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,离子方程式为[Al(OH)4]-+CO2Al(OH)3↓+HCO3-,D错误。
4.C 解析:电解BeCl2、NaCl混合熔融盐时,阴极发生还原反应,即Be2+得电子生成Be单质,C错误。
5.D 解析:在“脱硫”工艺中,PbSO4与Na2CO3溶液反应生成更难溶的PbCO3,同时生成Na2SO4留在滤液中将硫除去,A正确;“酸浸”中PbO2通过和H2O2、HAc反应转化为Pb(Ac)2,同时“脱硫”工艺中生成的PbCO3与醋酸反应也生成Pb(Ac)2,故发生的反应有PbCO3+2HAcPb(Ac)2+CO2↑+H2O,B正确;H2O2本身易分解,故“酸浸”中H2O2会分解,为保证PbO2反应彻底,H2O2溶液应适当过量,C正确;“沉铅”时生成Pb(OH)2,由于Pb(OH)2性质类似Al(OH)3,若氢氧化钠溶液过量,会导致溶解,反而不利于“沉铅”,D错误。
6.C 解析:铝、氧化铝能与盐酸和氢氧化钠溶液反应,由镓与铝同主族,曾被称为“类铝”可知,镓、氧化镓也能与盐酸和氢氧化钠溶液反应,A正确;氢氧化镓能与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合镓酸钠和水,B正确;四羟基合铝酸钠溶液能与二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀,而四羟基合镓酸钠溶液不能与二氧化碳反应,由强酸制弱酸的原理可知,碳酸的酸性强于氢氧化铝,弱于氢氧化镓,所以氢氧化铝的酸性弱于氢氧化镓,C错误;氢氧化铝受热分解生成氧化铝和水,由镓与铝同主族,曾被称为“类铝”可知,氢氧化镓受热也能分解生成氧化镓和水,D正确。
7.(1)Ca[Al(OH)4]2+Na2CO3CaCO3↓+2Na[Al(OH)4]
(2)温度越高,二氧化碳在水中的溶解度越小 CO2+[Al(OH)4]-Al(OH)3↓+HCO3-
(3)分液漏斗 3
(4)向废水中加入稍过量的5%的H2O2溶液充分反应,然后用0.1 ml·L-1 HCl溶液调节溶液的pH至5,过滤,用蒸馏水洗涤沉淀至最后一次洗涤液加入AgNO3溶液不产生白色沉淀
解析:(1)“碱溶”时,Ca[Al(OH)4]2与Na2CO3反应生成CaCO3和Na[Al(OH)4],化学方程式为Ca[Al(OH)4]2+Na2CO3CaCO3↓+2Na[Al(OH)4]。(2)“沉降”时,温度不宜高,主要原因是温度越高,二氧化碳在水中的溶解度越小,导致反应不充分;沉降时通入过量CO2生成氢氧化铝和碳酸氢钠,发生反应的离子方程式为CO2+[Al(OH)4]-Al(OH)3↓+HCO3-。(3)“酸化”时装置如题图所示,根据A的构造,A为分液漏斗;若要使絮凝效果最佳,根据信息:当盐基度为0.5时,絮凝效果最佳,即aa+b=0.5,得a=b;根据[Al2(OH)aClb]m有a+b=6,解得a=b=3。(4)根据表中数据知,要想得到氢氧化铝沉淀,溶液的pH=5,且V元素的化合价为+5,转变为VO43-,通过过滤可分离出氢氧化铝沉淀,要使+4价的V元素转化为+5价的V元素,需要加入氧化剂,即5%的H2O2溶液,且用0.1 ml·L-1HCl调节溶液的pH为5,过滤,所得氢氧化铝沉淀用蒸馏水洗涤,取最后一次洗涤滤液,加入AgNO3溶液不产生白色沉淀,则沉淀已洗净,再将氢氧化铝沉淀分散到蒸馏水中,向其中滴加一定量的盐酸,得到聚合氯化铝。
8.(1)SiO2、CaSO4
(2)(NH4)2SO4+Al2(SO4)3+24H2O2[(NH4)Al(SO4)2·12H2O]↓
(3)1∶1
(4)NaOH溶液能与Be(OH)2反应,加入量不易控制,易导致最终Be的产率降低
(5)Be(OH)2+4HF+2NH3(NH4)2BeF4+2H2O
(6)防止Be和Mg被氧化
解析:(1)CaO与稀硫酸反应生成CaSO4微溶于水,SiO2不溶于稀硫酸,滤渣的主要成分为SiO2、CaSO4。(2)“沉铝”时硫酸铝和硫酸铵反应生成(NH4)Al(SO4)2·12H2O沉淀,反应的化学方程式为(NH4)2SO4+Al2(SO4)3+24H2O2[(NH4)Al(SO4)2·12H2O]↓。(3)氧化相同量的Fe2+,都是将Fe2+氧化为Fe3+,则转移电子数相等,氧化剂可使用H2O2或NaClO分别生成H2O或NaCl,1 ml H2O2或NaClO反应均转移2 ml电子,则理论上消耗n(H2O2)∶n(NaClO)=1∶1。(4)Be及其化合物的性质与Al及其化合物的性质类似,则Be(OH)2能溶于强碱,故试剂X应为弱碱,试剂X选择氨水而不选择NaOH溶液的原因是NaOH溶液能与Be(OH)2反应,加入量不易控制,易导致最终Be的产率降低。(5)“合成”反应中Be(OH)2与HF、氨气反应生成(NH4)2BeF4和水,反应的化学方程式为Be(OH)2+4HF+2NH3(NH4)2BeF4+2H2O。(6)“转化”时发生反应的化学方程式为BeF2+MgBe+MgF2,需要真空环境的原因是防止Be和Mg被氧化。
pH
+4价V
+5价V
+3价Al
pH=5
VO(OH)2沉淀
VO43-
Al(OH)3沉淀
pH=13
HV2O5-
VO43-
[Al(OH)4]-