2027届高三化学一轮复习试题规范练14铝、镁及其化合物（Word版附解析）

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命题角度1 铝及其化合物的性质与转化
1.(2026·河北沧州运东六校联考)关于铁铝及其合金的说法不正确的是( )
A.生铁的含碳量为2%~4.3%
B.稀土金属可以用于生产合金
C.铝是一种活泼金属,铝表面的氧化膜和铝均能与盐酸发生反应
D.向装有氢氧化钠溶液的试管中放入未打磨的铝片,一直观察不到气泡
2.根据如图的转化关系判断,下列说法正确的是(反应条件已略去)( )

A.生成等质量H2时,①和②反应消耗n(HCl)=n(NaOH)
B.反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3
C.反应③和④消耗等量的Al时,生成的n(Cu)∶n(Fe)=3∶2
D.等浓度等体积的稀盐酸和NaOH溶液与足量Al反应,①②生成H2的分子数之比为3∶1
3.(2025·浙江诸暨适应考)AlCl3是一种用途广泛的化工原料,某兴趣小组欲从饱和AlCl3溶液中获取AlCl3·6H2O,相关装置如图所示,下列说法不正确的是( )
已知:AlCl3·6H2O易溶于水、乙醇及乙醚
A.通入HCl可以抑制AlCl3水解并促使AlCl3·6H2O晶体析出
B.经过滤→冷水洗涤2~3次→低温干燥可以获取AlCl3·6H2O晶体
C.倒扣漏斗的作用是防止NaOH溶液倒吸
D.AlCl3·6H2O在干燥HCl氛围中加热脱水可以制备无水AlCl3
命题角度2 镁及其化合物的性质与转化
4.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
5.(2025·广西钦州示范高中联考)某项目学习小组的同学在探究镁的性质时,设计实验并用手持探测器测得溶液中某气体的含量变化曲线如表所示:
已知:NaHCO3溶液中存在自耦电离HCO3-+HCO3-CO32-+H2CO3,且温度高于48 ℃时开始分解。经测定,实验②中白色沉淀成分为MgCO3·nH2O。下列说法错误的是( )
A.镁与冷水、氢氧化钠溶液不反应
B.实验②曲线表示CO2在溶液中含量的变化
C.实验②气体成分:CO2和H2
D.生成MgCO3·nH2O的反应为Mg(OH)2+2HCO3-+(n-2)H2OMgCO3·nH2O+CO32-
命题角度3 海水提取镁的工艺流程及分析
6.(2025·云南曲靖一模)镁及其合金是用途广泛的金属材料,可通过以下步骤从海水中提取镁。下列说法不正确的是( )
A.粗盐可采用重结晶法进一步提纯
B.工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂
C.操作X为在HCl气流中蒸发结晶
D.工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁
7.(2025·河北沧州示范高中联考)海水晒盐后所得“卤水”可提取镁和溴,具体流程如图所示。已知SOCl2的沸点为77 ℃,遇水发生剧烈反应:SOCl2+H2OSO2↑+2HCl。下列说法错误的是( )
A.反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶5
B.反应②、③中Na2CO3溶液、H2SO4溶液可分别用SO2、Cl2代替
C.试剂a可以是盐酸或稀硫酸
D.SOCl2与MgCl2·6H2O混合加热,可制得无水MgCl2
B级素能提升练
8.NaAlH4(四氢铝钠)是一种重要的还原剂和供氢剂,在有机合成中应用广泛。实验室制备原理是4NaH+AlCl3NaAlH4+3NaCl(在乙醚中进行,乙醚的沸点:34.5 ℃)。某小组选择下列装置制备NaH(装置可以重复使用,NaH遇水蒸气剧烈反应),下列叙述错误的是( )
A.采用隔绝空气加热方法除去NaAlH4表面的少量乙醚
B.实验中观察到装置Ⅳ中产生黑色沉淀
C.接口连接顺序为a→b→c→f→g→d→e→b→c→h
D.不能用浓硫酸或硝酸替代装置Ⅰ中的稀硫酸
9.(2026·广东深圳一模)工业上常以铝土矿(主要成分为Al2O3,含少量Fe2O3)为原料冶炼金属铝,其工艺流程如图。则下列说法错误的是( )
A.溶解时发生反应的离子方程式为Al2O3+2OH-+3H2O2[Al(OH)4]-
B.滤渣的主要成分为Fe2O3
C.“酸化”时可以用过量HCl代替CO2
D.“熔融电解”时加入试剂X为冰晶石,用作助熔剂
10.(10分)(2025·黑龙江齐齐哈尔期末)工业上以铝土矿(主要成分为Al2O3,含有少量Fe3O4、MgO和SiO2)为原料冶炼金属铝,可经过如下过程,其工艺流程示意图如下:
已知:SiO2为酸性氧化物。结合上述工艺流程,回答下列问题。
(1)沉淀A的成分为 ,加盐酸时Fe3O4发生反应的离子方程式为 。
(2)往溶液A中通入氯气时反应的离子方程式为 ,
检验溶液B中是否含Fe3+的方法是 。
(3)溶液B中主要溶质是Na[Al(OH)4],生成Na[Al(OH)4]的离子方程式为 。
(4)溶液C中的溶质主要有 ,利用复分解反应原理,写出溶液B中通入过量CO2发生反应的离子方程式: 。
(5)若100.0 kg铝土矿最终得到产品金属Al是40.5 kg,不考虑制备过程中铝元素的损失,则Al2O3在铝土矿中的质量百分数为 (保留小数点后1位)。
11.(10分)氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料。为了分析某AlN样品(样品中的杂质不与氢氧化钠溶液反应)中AlN的含量,某实验小组设计了如下两种实验方案。
已知:AlN+NaOH+3H2ONa[Al(OH)4]+NH3↑
方案1 取一定量的样品,用以下装置测定样品中AlN的纯度(夹持装置已略去)。
(1)上图装置C中球形干燥管的作用是 。
(2)完成以下实验步骤:组装好实验装置,首先 ,再加入实验试剂。接下来的实验操作是 ,打开分液漏斗活塞,加入NaOH浓溶液,至不再产生气体。打开K1,通入氮气一段时间,测定装置C反应前后的质量变化。通入氮气的目的是 。
(3)若去掉装置B,则导致测定结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。由于上述装置还存在缺陷,导致测定结果偏高,请提出改进意见: 。
方案2 按以下步骤测定样品中AlN的纯度:
(4)步骤②生成沉淀的离子方程式为 。
(5)步骤③的操作是 。AlN的纯度是 (用含m1、m2的代数式表示)。
参考答案
1.D 解析:生铁和钢均属于铁碳合金,生铁的含碳量为2%~4.3%,钢的含碳量为0.03%~2%,A正确;将稀土金属添加到合金中,可以改善合金的性能,因此稀土金属可以用于生产合金,B正确;Al和Al2O3均能与盐酸反应,C正确;当铝表面的氧化膜被NaOH溶液溶解后,里面的铝与NaOH溶液反应能产生氢气,D错误。
2.C 解析:根据反应2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑、2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑,生成等质量的H2时,①和②反应消耗n(HCl)=3n(NaOH),A错误;反应③为2Al+3CuSO43Cu+Al2(SO4)3,其中氧化剂CuSO4与还原剂Al的物质的量之比为3∶2,B错误;反应③:2Al+3CuSO43Cu+Al2(SO4)3,反应④:2Al+Fe2O32Fe+Al2O3,消耗等量的Al时,生成的n(Cu)∶n(Fe)=3∶2,C正确;根据方程式2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑、2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑,可知等量的HCl和NaOH与足量的Al反应生成H2的分子数之比为1∶3,D错误。
3.B 解析:AlCl3发生水解反应AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,通入HCl可以抑制Al3+的水解,增大溶液中Cl-的浓度,促使AlCl3·6H2O晶体析出,A正确;AlCl3·6H2O易溶于水,增大氯离子的浓度可防止晶体溶解而损失,合适的洗涤剂应为饱和氯化铝溶液,经过滤→饱和氯化铝溶液洗涤2~3次→低温干燥可以获取AlCl3·6H2O晶体,B错误;氯化氢溶于水易发生倒吸,倒扣漏斗的作用是防止NaOH溶液倒吸,C正确;为防止AlCl3·6H2O水解,在干燥HCl氛围中加热脱水可以制备无水AlCl3,D正确。
4.B 解析:冷凝管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为冷却水的进水口,A正确;MgBr2具有较强的吸水性,制备无水MgBr2,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,从而阻碍反应的进行,D正确。
5.A 解析:镁与冷水可缓慢反应,在氢氧化钠溶液中也能与水发生反应,只是速率较小,A错误;NaHCO3溶液中由于HCO3-发生自耦电离及空气中CO2溶解,在开始时溶液中CO2的浓度较大,随着反应的进行,生成的H2驱赶出溶液中的CO2,使CO2的浓度降低,随着溶液的温度升高,HCO3-自耦电离正向进行,生成更多的CO2,使CO2的浓度升高,B正确;镁与水反应生成H2,HCO3-自耦电离产生CO2,故气体的成分为CO2和H2,C正确;Mg与H2O反应生成Mg(OH)2(s),由于溶液中存在HCO3-,使生成的Mg(OH)2(s)转化为更疏松的MgCO3·nH2O,增大了Mg与H2O的接触面积,促使反应继续进行,生成MgCO3·nH2O的反应为Mg(OH)2+2HCO3-+(n-2)H2OMgCO3·nH2O+CO32-,D正确。
6.B 解析:向苦卤中通入氯气,分离出溴,向溶液中加生石灰(或氢氧化钙、石灰乳)生成氢氧化镁沉淀,向所得沉淀加盐酸溶解得到氯化镁溶液,在HCl气流中蒸发结晶抑制氯化镁水解,可得到无水氯化镁,电解熔融MgCl2制备金属镁。获得的粗盐可采用重结晶法进一步提纯,A正确;选用NaOH的成本较高,工业生产常选用生石灰(或氢氧化钙、石灰乳)作沉淀剂,B错误;为抑制氯化镁水解,通常在HCl气流中蒸发结晶,C正确;工业上常常电解熔融MgCl2得到金属镁,D正确。
7.C 解析:反应③的离子方程式为5Br-+BrO3-+6H+3Br2+3H2O,氧化剂为BrO3-,还原剂为Br-,二者的物质的量之比为1∶5,A正确;反应②中若用二氧化硫代替碳酸钠溶液可将溴单质转化为溴离子,SO2与Br2发生反应:SO2+Br2+2H2OSO42-+2Br-+4H+,后续反应③中Cl2氧化Br-得到Br2,B正确;试剂a用于将Mg(OH)2溶解,经一系列操作后得到MgCl2·6H2O,试剂a可以为盐酸,但不能为稀硫酸,C错误;SOCl2与H2O反应生成SO2和HCl,HCl能抑制Mg2+水解,可将六水合氯化镁转化为无水MgCl2,D正确。
8.C 解析:NaAlH4是离子化合物,熔点、沸点高于乙醚,乙醚易挥发,加热可除去NaAlH4表面的少量乙醚,A正确;锌粒含ZnS,则产生的氢气中混有H2S,可用硫酸铜溶液吸收H2S,发生反应CuSO4+H2SCuS↓+H2SO4,生成黑色的硫化铜沉淀,B正确;装置连接顺序是制氢、净化、干燥、合成、吸水、收集氢气,装置Ⅱ可使用两次,第一次干燥氢气,第二次吸收水槽中挥发出来的水蒸气,导管接口顺序为a→f→g→b→c→d→e→b→c→h,C错误;锌与浓硫酸反应生成SO2,锌与硝酸反应不会生成H2,D正确。
9.C 解析:铝土矿的主要成分为Al2O3,含少量Fe2O3,氧化铝和氢氧化钠溶液反应生成Na[Al(OH)4],Fe2O3不溶于氢氧化钠溶液,“过滤1”分离出Fe2O3,向滤液中通入过量二氧化碳生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,“过滤2”分离出氢氧化铝,氢氧化铝经“灼烧”生成氧化铝,电解熔融氧化铝得到金属铝。铝土矿中Al2O3为两性氧化物,能与NaOH溶液发生反应Al2O3+2OH-+3H2O2[Al(OH)4]-,A正确;Fe2O3为碱性氧化物,不与NaOH溶液反应,故溶解后过滤得到滤渣的主要成分为Fe2O3,B正确;“酸化”的目的是使[Al(OH)4]-转化为Al(OH)3沉淀,若用过量HCl,Al(OH)3会继续与HCl反应生成AlCl3而溶解,无法得到沉淀,故不能用过量HCl代替CO2,C错误;电解Al2O3时加入冰晶石(Na3AlF6),可降低Al2O3熔化时的温度,D正确。
10.答案:(1)SiO2 Fe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O
(2)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl- 取少量B溶液,滴加KSCN溶液,若溶液不变红色,则无Fe3+,否则,含Fe3+
(3)Al3++4OH-[Al(OH)4]-
(4)NaHCO3 [Al(OH)4]-+CO2Al(OH)3↓+HCO3-
(5)76.5%
解析:(5)根据铝元素守恒可知,Al2O3在铝土矿中的质量百分数为40.5 kg×27×2+16×327×2100.0 kg×100%=76.5%。
11.答案:(1)防止倒吸
(2)检查装置的气密性 关闭K1,打开K2 把装置中残留的氨气全部赶入装置C
(3)偏高 在装置C的出口处连接一个干燥装置
(4)CO2+[Al(OH)4]-HCO3-+Al(OH)3↓
(5)过滤、洗涤 4 100m251m1%
解析:(2)实验步骤如下:组装好实验装置,首先检查装置的气密性,再加入实验试剂;接下来的实验操作是关闭K1,打开K2,并打开分液漏斗活塞,加入NaOH浓溶液,至不再产生气体;打开K1,通入氮气一段时间,测定装置C反应前后的质量变化。由于反应中产生的氨气会残留在装置中,因此通入氮气的目的是把装置中残留的氨气全部赶入装置C。
(3)生成的氨气中含有水蒸气,若去掉装置B,则装置C的质量增加,导致测定结果偏高。由于空气中含有的水蒸气也会进入装置C,导致测定结果偏高,因此改进的措施是在装置C的出口处连接一个干燥装置。
(4)滤液中含有Na[Al(OH)4],则步骤②生成沉淀的离子方程式为CO2+[Al(OH)4]-HCO3-+Al(OH)3↓。
(5)m2 g固体的成分是氧化铝,根据铝原子守恒可知,AlN的纯度为m2102×2×41m1×100%=4 100m251m1%。
装置图
序号
试剂A
实验现象
某气体含量变化曲线
①
pH=10.8的NaOH溶液
无明显现象
—
②
pH=10.8的NaHCO3溶液
有大量气体生成,生成白色沉淀