专题07 铝、镁及其化合物 常考点归纳与变式演练 作业 高中化学 一轮复习 人教版（2022年）

这是一份专题07 铝、镁及其化合物 常考点归纳与变式演练 作业 高中化学 一轮复习 人教版（2022年），共13页。试卷主要包含了选择题，多选题，填空题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（每小题只有一个选项符合题意）
1．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是（ ）
A．铝的金属活泼性强，可用于制作铝金属制品
B．氢氧化铝受热分解，可用于中和过多的胃酸
C．明矾溶于水并水解形成胶体，可用于净水
D．氧化铝熔点高，可用作电解冶炼铝的原料
【答案】C
【解析】A．铝的金属活泼性强，易被空气中的氧气氧化，在铝的表面形成一层致密的氧化膜，由于薄膜的保护，可以用于制作铝金属制品，性质与用途不具有对应关系，故A不符合题意；B．氢氧化铝用于中和过多的胃酸是利用氢氧化铝能与酸反应，性质与用途不具有对应关系，故B不符合题意； C．明矾溶于水能电离出铝离子，铝离子水解生成氢氧化铝胶体，胶体具有吸附性，能吸附水中悬浮的小颗粒，起到净水作用，性质与用途具有对应关系，故C符合题意；D．氧化铝熔点高，可用于作耐高温材料，氧化铝熔融时可产生阴阳离子，可用作电解冶炼铝的原料，性质与用途不具有对应关系，故D不符合题意；答案选C。
2．用坩埚钳夹住一小块刚用酸处理过的铝箔，在酒精灯上加热至熔化，发现熔化的铝并不滴落。下列关于上述实验现象的解释不正确的是
A．铝在空气中能很快形成氧化膜B．氧化膜的熔点比铝高
C．铝箔表面温度低，未熔化D．氧化铝薄膜包住了熔化的铝
【答案】C
【解析】A. 铝属于活泼金属，因此其在空气中能很快与氧气反应形成氧化膜，A解释正确；B. 氧化膜的成分是氧化铝，其属于离子晶体，其熔点远远高于铝，因此，氧化膜的熔点比铝高，B解释正确；C. 在酒精灯上加热时，铝箔表面直接受热，因此铝箔表面温度不可能低于其内部的铝，其未熔化是因为温度没有达到氧化铝的熔点，C解释不正确；D. 氧化铝薄膜非常致密，且其具有很高的熔点，因此其包住了熔化的铝，D解释正确。综上所述，关于实验现象的解释不正确的是C，故选C。
3．下列物质中，既能与强酸反应，又能与强碱反应的是
①Na2CO3 ②Al ③Al2O3 ④Al(OH)3 ⑤NaHCO3
A．②③④B．②③④⑤C．①③④⑤D．①②③④⑤
【答案】B
【解析】①Na2CO3属于弱酸强碱盐，能与酸反应生成CO2气体，不能与碱反应，故①错误；②金属铝与酸反应生成Al3+和氢气，与碱反应生成偏铝酸根和氢气，故②正确；③Al2O3属于两性氧化物，既能与酸反应生成Al3+离子，又能与碱反应生成偏铝酸根离子，故③正确；④Al(OH)3属于两性氢氧化物，既能与酸反应生成Al3+离子，又能与碱反应生成偏铝酸根离子，故④正确；⑤NaHCO3属于弱酸强碱盐，既能与酸反应生成CO2气体，又能与碱反应生成盐，故⑤正确；故选B。
4．下列指定反应的离子方程式不正确的是
A．MgCl2溶液中加足量石灰乳：Mg2+(aq)+Ca(OH)2(s)=Mg(OH)2(s)+Ca2+(aq)
B．0.1ml·L-1CuSO4溶液中加入少量浓氨水：Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH
C．向NaAlO2溶液中滴入足量Ca(HCO3)2溶液：AlO+HCO+H2O=Al(OH)3↓+CO
D．向铝片中加入氢氧化钠溶液：2A1+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑
【答案】C
【解析】A． MgCl2溶液中加足量石灰乳,石灰乳是悬浊液，不能拆分，离子方程式为Mg2+(aq)+Ca(OH)2(s)=Mg(OH)2(s)+Ca2+(aq)，故A正确；B． 0.1ml·L-1CuSO4溶液中加入少量浓氨水,生成氢氧化铜沉淀，离子方程式为Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH，故B正确；C． 向NaAlO2溶液中滴入足量Ca(HCO3)2溶液，生成氢氧化铝沉淀和碳酸钙沉淀，离子方程式为AlO+HCO+H2O+Ca2+=Al(OH)3↓+CaCO3↓，故C错误；D． 向铝片中加入氢氧化钠溶液生成偏铝酸钠溶液和氢气，离子方程式为2A1+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑，故D正确；故答案为：C
5．从海水晒盐后的母液中提取镁，最基本的方法是往海水中加石灰乳，得到Mg(OH)2沉淀，将沉淀分离后再加入盐酸变成MgCl2溶液；之后经结晶、过滤、干燥、电解，即可得到金属镁(已知镁在热水中能反应生成氢气)。工艺流程如下：
下列对从海水中提取镁的有关说法正确的是
A．电解MgCl2溶液即可得到金属镁
B．电解后得到的镁应在氮气氛围中冷却
C．上述从母液中提取镁的变化过程中不存在分解反应
D．制备过程中产生的氯气可以用来制备盐酸，循环使用
【答案】D
【解析】A．电解熔融的MgCl2即可得到金属镁和氯气，电解其溶液不能得到镁，A说法错误；B．镁在高温下能与氮气反应生成氮化镁，则电解后得到的镁不能在氮气氛围中冷却，B说法错误；C．上述从母液中提取镁的变化过程中，电解氯化镁得到镁为分解反应，C说法错误；D．制备过程中产生的氯气可以与氢气反应制备盐酸，在浓缩结晶中循环使用，D说法正确；答案为D。
6．某兴趣小组在实验室通过镁粉和空气中的氮气制备氮化镁(可与水发生反应)，其装置如下图所示。已知：维生素C具有较强的还原性。下列说法错误的是
A．装置①③中盛放的分别是NaOH溶液和浓硫酸B．装置②的作用为吸收空气中的O2
C．实验开始时应先通空气再点燃酒精灯D．装置⑤中碱石灰可以替换为NaCl
【答案】D
【解析】A．镁可以空气中的氧气、二氧化碳发生反应，产物氮化镁可以与水发生反应，故应先除去空气中的二氧化碳、氧气再干燥气体，装置①中盛放NaOH溶液，装置③中装有浓硫酸，故A正确；B．维生素C具有还原性，则先除去氧气，故B正确；C．实验前先通空气，排尽装置中的氧气、二氧化碳等气体，再点燃酒精灯，使镁与氮气反应，故C正确；D．装置⑤的作用是防止外界的水蒸气进入装置④中与产物反应，影响产物的纯度，不能用NaCl替换，故D错误；故选：D。
7．将5.1g镁铝合金投入到500mL 2ml/L的盐酸中，金属完全溶解，再加入4 ml·L-1 的NaOH溶液，若要得到的沉淀最多，则应该加入这种NaOH溶液的体积是（ ）
A．200 mLB．250 mLC．425 mLD．60 mL
【答案】B
【解析】合金溶解时发生反应：Mg+2HCl=MgCl2+H2↑、2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，加入氢氧化钠后至沉淀最大，发生反应：HCI + NaOH = NaCl + H2O、MgCl2 + 2NaOH = Mg(OH)2↓+2NaCl、AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3↓+3NaCl，消耗的氢氧化钠的化学计量数与消耗的氯化氢的化学计量数相等，又由于镁、铝的量在反应过程中不变，所以消耗的氢氧化钠的物质的量与消耗的氯化氢的物质的量相等，加入氢氧化钠溶液的体积== 250mL，所以B符合题意；故答案：B。
8．利用废铝箔(主要成分为，含少量、等)制明矾的一种工艺流程如图：
下列说法不正确的是
A．①中生成了：
B．操作是过滤，以除去难溶于溶液的杂质
C．②③中加入稀硫酸的作用均是除去杂质
D．由④可知，室温下明矾的溶解度小于和的溶解度
【答案】C
【解析】A．Al具有两性，能与强碱反应，化学方程式为：，故A正确；B．Mg、Fe不与NaOH反应，则操作是过滤，以除去难溶于溶液的杂质，故B正确；C．②中加入稀硫酸的作用是调节pH使Al3+转为Al(OH)3沉淀，③中是为了溶解Al(OH)3沉淀同时引入硫酸根，两者作用不同，故C错误；D．④是根据溶解度差异来制取明矾，即室温下明矾的溶解度小于Al2(SO4)3和K2SO4的溶解度，故D正确；故选：C。
9．铝是一种很重要的金属，可以发生一系列反应制备物质，如图所示：
下列说法错误的是( )
A．反应①又称铝热反应，可用于野外焊接铁轨
B．反应②、③都有氢气生成，产生等量的氢气时转移的电子数相等
C．常用反应⑥制备Al(OH)3，方法是向A12(SO4)3溶液中滴加足量的NaOH溶液
D．工业上用反应⑦制备铝时，常加入冰晶石以降低氧化铝的熔融温度
【答案】C
【解析】A.铝热反应指Al与某些金属氧化物间的置换反应，反应①为铝热反应，因反应剧烈放热，生成熔融的铁水，可用于野外焊接铁轨，选项A正确；B. Al既能与酸反应放出氢气又能与碱反应放出氢气，根据化合价的变化，产生等量的氢气时转移的电子数相等，选项B正确；C. Al(OH)3具有两性，因此制备时不使用强酸、强碱，用Al2(SO4)3溶液制备Al(OH)3沉淀应选用氨水，选项C错误；D. Al2O3熔点高，电解时要耗费更多的能源，加入冰晶石与氧化铝形成共熔物，可降低氧化铝的熔融温度，选项D正确；答案选C。
二、多选题（每小题有一个或两个选项符合题意）
10．下列化学实验操作正确的是
A．将一块带有氧化膜的铝片浸入到浓烧碱溶液中，当全部反应完时，再将生成的溶液加热蒸干，便得到了纯净的NaAlO2
B．向NaAlO2溶液中加入适量的AlCl3溶液，将所得沉淀过滤、洗涤、加热灼烧，便得到纯净的化合物Al(OH)3
C．将铝块放入过量盐酸中，待反应结束加热溶液至无液体，其剩余固体为AlCl3
D．向AlCl3溶液中加入足量氨水进行反应，将所得沉淀过滤、洗涤、充分灼烧，可以得到纯净的Al2O3
【答案】AD
【解析】A．Al2O3是两性氧化物，能和NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2，NaAlO2是强碱弱酸盐水解生成Al(OH)3和NaOH，溶液蒸干得到原溶质NaAlO2，A项正确；B．向NaAlO2溶液中加入适量的AlCl3溶液，得到沉淀为Al(OH)3，将所得沉淀过滤、洗涤、加热灼烧生成Al2O3，不是Al(OH)3，B项错误；C．Al和盐酸反应生成AlCl3和H2，AlCl3水解AlCl3+3H2O=Al(OH)3+3HCl，加热 HCl挥发，所以AlCl3溶液蒸干得到水解产物Al(OH)3，C项错误；D．向AlCl3溶液中加入足量氨水进行反应生成Al(OH)3沉淀，过滤、洗涤、灼烧去掉水分，可以得到纯净Al2O3，D项正确；答案选AD。
11．铝氢化钠(NaAlH4)是有机合成中的一种重要还原剂。 以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝氢化纳的一种工艺流程如图：
下列说法中不正确的是
A．为了提高“碱溶”效率，在“碱溶”前对铝土矿进行粉碎
B．“滤渣”的主要成分在高温下可与铝单质发生化学反应
C．“反应I”的部分化学原理与泡沫灭火器的原理相同
D．“反应III”为非氧化还原反应
【答案】C
【解析】A．“碱溶”时将铝土矿粉碎可提高固体与酸的接触面积加速反应速率，提高“碱溶”效率，故A正确；B．由上述分析可知，“滤渣”的主要成分为 Fe2O3，可以与Al单质在高温下发生铝热反应生成Fe和Al2O3，故B正确；C．反应Ⅰ为偏铝酸钠和NaHCO3的反应，反应的离子方程式为 AlO2−+HCO3−+H2O=CO32−+Al(OH)3↓，原理为“强酸制弱酸”，泡沫灭火器的原理 3HCO3−+Al3+=Al(OH)3↓+3CO2↑，是相互促进的水解反应，两者原理不同，故C错误；D．AlCl3和NaH发生反应Ⅲ得到NaAlH4，反应的化学方程式为 4NaH+AlCl3=NaAlH4+3NaCl，所有元素化合价均为发生改变，所以是非氧化还原反应，故D正确；故选C。
12．高温条件下，Al和Fe2O3反应生成Fe和Al2O3。下列说法正确的是
A．该反应过程中的能量变化如图所示
B．该反应条件下，Al的还原性强于Fe
C．反应中每生成1mlFe转移3×6.02×1023个电子
D．实验室进行该反应时常加入KClO3作催化剂
【答案】BC
【解析】A.铝热反应属于放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，图像不符，A项错误；B.Al和Fe2O3反应生成Fe和Al2O3，Al作还原剂，Fe是还原产物，所以Al的还原性强于Fe，B项正确；C.反应中Fe元素的化合价从+3价降低到0价，所以反应中每生成1ml Fe转移3×6.02×1023个电子，C项正确；D.铝热反应中氯酸钾受热分解生成氧气，反应中KClO3不是催化剂，D项错误。
答案选BC。
13．以含少量FeCl3、AlCl3的MgCl2溶液为原料制备MgSO4·7H2O的流程如下，下列说法正确的是
A．洗涤、灼烧滤渣2可以制得高纯度的铁红
B．“反应1”中可以用浓氨水替代NaOH溶液
C．“系列操作3”是过滤、洗涤、干燥等
D．操作1和操作2都使用分液漏斗、烧杯和玻璃棒
【答案】A
【解析】A．滤渣2主要成分是氢氧化铁，灼烧氢氧化铁生成氧化铁，A正确；B．反应1发生的反应有：Fe3++3OH－=Fe(OH)3↓，Mg2++2OH－=Mg(OH)2↓，Al3++3OH－=Al(OH)3↓，Al(OH)3+OH－=+2H2O，反应1的目的是分离铝离子，如果用氨水替代氢氧化钠溶液，不能溶解氢氧化铝，B错误；C．硫酸镁易溶于水，分离提取硫酸镁晶体的操作包括蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤与干燥，C错误；D．操作1和操作2都是过滤操作，需要普通漏斗，D错误。
故选A。
三、填空题
14．某课外活动小组探究镁与CO2、NO2的反应。
（1）实验发现点燃的镁条能在CO2气体中继续燃烧，产生黑、白两种固体，请用化学反应解释该现象 _____________。
（2）该小组采用类比Mg与CO2反应的思路对Mg与NO2的反应进行预测：写出Mg与NO2反应的化学方程式_____________。
（3）设计实验验证猜测（用于连接玻璃管的乳胶管均内衬锡纸）
资料信息：2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2O
①装置A中的试剂是_____________。
②干燥管和装置B的作用分别是_____________、_____________。
③实验开始时正确的操作步骤是_____________。
a.通入NO2 b.打开弹簧夹
c.点燃酒精灯 d.当硬质玻璃管充满红综色气体后，关闭弹簧夹
（4）实验结束时，同学们观察到与预测相符合的现象，但当用水洗涤硬质玻璃管时，固体遇水产生有刺激性气味的气体，该气体能使湿润的石蕊试纸变蓝。
①同学们认为硬质玻璃管中还发生了另一个反应，该反应为_____________，
②请用化学方程式解释加水产生该气体的原因_____________。
【答案】（1）2Mg + CO2 2MgO + C
4Mg +2NO2 4MgO + N2
①NaOH溶液 ②吸收NO2避免环境污染 收集N2 ③badc
①3Mg + N2 Mg3N2 (或7Mg +2NO2 4MgO +Mg3N2） ②Mg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2 + 2NH3↑
【解析】（1）点燃的镁条能在CO2气体中继续燃烧，产生黑、白两种固体为氧化镁和碳，反应的化学方程式为：2Mg + CO2 2MgO + C，
因此，本题正确答案是：2Mg + CO2 2MgO + C；
（2）类比Mg与CO2反应的思路，镁在二氧化氮气体中反应生成氧化镁和氮气，反应的化学方程式为：4Mg +2NO2 4MgO + N2，
因此，本题正确答案是：4Mg +2NO2 4MgO + N2；
（3）①根据反应2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O分析，装置A主要吸收多余的二氧化氮气体，需要用氢氧化钠溶液，
因此，本题正确答案是：NaOH溶液；
②干燥管是在充满二氧化氮气体过程中避免污染气体排放到空气中污染空气，B装置是排水量气方法收集反应生成的氮气，
因此，本题正确答案是：吸收NO2避免环境污染；收集N2；
③应先在装置中充满二氧化氮气体再进行加热，防止空气的影响，所以实验顺序为badc，
因此，本题正确答案是：badc；（4）①氮气和镁在加热条件下反应生成氮化镁，反应的化学方程式为：3Mg + N2 Mg3N2，
镁在二氧化氮气体中也可以反应生成氧化镁和氮化镁，反应的化学方程式为：7Mg +2NO2 4MgO +Mg3N2，
因此，本题正确答案是：3Mg + N2 Mg3N2（或7Mg +2NO2 4MgO +Mg3N2）；②固体遇水产生有刺激性气味的气体，该气体能使湿润的石蕊试纸变蓝，证明生成的是氨气，说明氮化镁和水反应生成氨气和氢氧化镁沉淀，反应的化学方程式为：Mg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2 + 2NH3↑，
因此，本题正确答案是：Mg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2 + 2NH3↑。
15．实验室中有铝热反应后剩余的铝热剂未做标记，为了确定其成分，某学习小组设计实验对成分进行分析。
实验步骤如下(固体称量均采用电子天平)：
步骤1.称取6.60g铝热剂样品于烧瓶中，滴入足量稀硫酸，充分反应收集气体，折算成标准状况为3360mL，溶液中没有不溶物；步骤2.将溶液稀释至1000mL，取少量于试管滴加KSCN溶液，溶液未变红，滴加K3[Fe(CN)6]，出现蓝色沉淀；步骤3.另取溶液500mL于烧杯中，滴入NaOH溶液至沉淀不再增加，过滤，向滤液中通入足量的CO2，再次过滤，将沉淀洗涤干燥，称得质量为4.68g。
请回答以下问题：
(1)步骤1收集的气体是___。
(2)为了准确测量气体的体积，需要从图2中选择反应装置添加到图1的虚线框内，您选择的装置是___。量气时还需要注意三个问题，①应保持装置处于室温状态；②读数时要保持甲、乙液面相平；③___。如果选择装置b，不考虑其他因素引起的误差，测得气体的体积会___(填“偏大”、“偏小”或“无误差”)。
(3)根据实验步骤2，可知样品中含有铁元素，小组同学怀疑原样品可能有Fe3+，反应过程中被铝还原为Fe2+，请设计方案：__。
(4)小组中有同学提出，根据气体的体积计算铝元素的质量分数存在误差，请说明理由：__；根据以上分析该铝热剂的成分为___。
(5)若样品中含有的是Fe2+，该小组设计样品中铁元素含量的测定方法如下：准确量取步骤2中溶液25mL于锥形瓶中，用装有0.01ml/L高锰酸钾酸性溶液的酸式滴定管去滴定，当___时达到滴定终点，重复试验3次，测得消耗高锰酸钾酸性溶液的平均体积为20.00mL，发生反应的离子方程式为___，铁元素的质量分数为___(保留两位有效数字)。
【答案】（1）氢气 （2） c 注意视线与凹液面最低处相平 偏大
称取少量铝热剂样品于烧杯中，滴人足量NaOH溶液，过滤，将沉淀物在另一个烧杯中滴入稀硫酸溶解，再滴加KSCN溶液，若溶液未变红，说明没有Fe3+，若溶液变红，说明含有Fe3+
根据步骤1所得氢气体积计算铝元素的物质的量为0.1ml，沉淀中铝元素的物质的量为0.12ml，说明样品中还有Al2O3 Al、Al2O3和FeO
当滴入最后一滴高锰酸钾酸性溶液，溶液由无色变为浅红色，且半分钟未褪色 5Fe2++MnO+8H+=5Fe3++4H2O+Mn2+ 34%
【解析】(1)铝热剂是由铝粉和金属氧化物组成的，与稀硫酸反应产生的气体应该是氢气；(2)反应装置要考虑到气体的准确测量，在图2中，因反应不需加热，装置a不能选择；装置b会把稀硫酸的体积计入气体体积而使测得结果偏大；装置c既能使液体顺利滴下，稀硫酸的体积又不影响氢气的体积，是合适的装置；反应不需要将装置内空气排尽，d装置还存在装置b的弊端，综上分析，装置c比较恰当。利用量气装置除需注意题中两点以外，还要注意视线与凹液面最低处相平，才能准确测得体积；(3)如果样品中有Fe2O3或Fe3O4，硫酸溶解过程会有Fe3+生成，Fe3+与铝可以反应，只要使铝与铁的氧化物分开，就可以确定其成分，方案如下：称取少量铝热剂样品于烧杯中，滴人足量NaOH溶液，过滤，将沉淀物在另一个烧杯中滴入稀硫酸溶解，再滴加KSCN溶液，若溶液未变红，说明没有Fe3+ ，若溶液变红,说明含有Fe3+；(4) 根据步骤1所得氢气体积计算铝元素的物质的量为，通人足量的CO2得氢氧化铝沉淀的质量为4.68g，则1000mL溶液中含铝元素的物质的量为，说明样品中还有Al2O3，根据以上分析该铝热剂的成分为Al、Al2O3和FeO；(5)用高锰酸钾酸性溶液滴定Fe2+，因溶液本身有颜色，不需要外加指示剂，当滴入最后一滴高锰酸钾酸性溶液，溶液由无色变为浅红色，且半分钟未褪色，表明达到滴定终点，发生反应的离子方程式为5Fe2++MnO+8H+=5Fe3++4H2O+Mn2+，可得关系式；，铁的物质的量为，所以在1000mL溶液中含有铁的物质的量为，铁元素的质量分数为。
16.实验室以一种工业废渣(主要成分为MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物)为原料制备Al2O3和MgCO3。已知溶液中pH=8.5时Mg2+开始沉淀；pH=5.0时Al3+沉淀完全。实验过程如图：
(1)操作X中加入H2O2氧化时发生发应的离子方程式为___。
(2)通入过量的气体A时，发生的离子反应为___。
(3)操作Y可采取的相关操作：向装有水溶液的___(填仪器名称)中加入一定量的有机萃取剂，振荡、静置、分液，并重复多次。多次萃取后，取水相，加入适量氨水调节pH至___。某次实验，水相中加入一定量氨水后，取100mL溶液进行分析。该溶液中滴加1ml/L的氢氧化钠溶液，所得沉淀物质的量和加入氢氧化钠的体积关系如图所示，最后剩余固体质量为2.9g，原100mL溶液中主要存在的阳离子有：___(忽略残留的微量铁离子)，其中Mg2+和Al3+的物质的量之比为___。
(4)①工业上还可以用氧化铝直接和氯气在高温下反应制备无水氯化铝，反应方程式为：___。
②实际生产中需要加入一定量焦炭，其原因是___，试推断加入一定量焦炭反应后，产物中可能生成的气体成分为：___。
(5)加入碳酸钠溶液沉淀镁离子过程中，判断镁离子已沉淀完全的操作为：___。
【答案】（1）2H++2Fe2++H2O2=2Fe3++2H2O （2） AlO+CO2+H2O=Al(OH)3↓+HCO
分液漏斗 5