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2024年江苏高考化学一轮复习 第9讲 镁、铝、铜及其化合物 课时练（含解析）
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这是一份2024年江苏高考化学一轮复习 第9讲 镁、铝、铜及其化合物 课时练（含解析），共12页。试卷主要包含了 下列说法不正确的是， 下列离子方程式的书写正确的是等内容，欢迎下载使用。
第9讲 镁、铝、铜及其化合物
镁、铝及其化合物
1. (2021·如皋期中)含铝化合物在生产、生活中应用广泛。下列含铝物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A. 铝的熔点低，用于冶炼铁、铬等金属
B. 氧化铝具有两性，用于制作耐火材料
C. 铝合金耐腐蚀密度小，可用于制飞机
D. 明矾溶于水能导电，可用于作净水剂
2. (2021·浙江卷)下列说法不正确的是( )
A. 硅酸钠是一种难溶于水的硅酸盐
B. 镁在空气中燃烧可生成氧化镁和氮化镁
C. 钠与水反应生成氢氧化钠和氢气
D. 常温下，铝遇浓硝酸或浓硫酸时会发生钝化
3. (2022·如东期末)下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是( )
A. Al2O3的熔点高，可用作耐高温材料
B. 明矾溶于水能形成胶体，可用作净水剂
C. AlCl3的熔点低，可用于工业电解铝的原料
D. Al(OH)3具有弱碱性，可用于治疗胃酸过多
4. 在CO2中，Mg燃烧生成MgO和C。下列说法正确的是( )
A. 元素C的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体
B. Mg、MgO中镁元素微粒的半径：
r(Mg2＋)＞r(Mg)
C. 在该反应条件下，Mg的还原性强于C的还原性
D. 该反应中化学能全部转化为热能
5. 下列离子方程式的书写正确的是( )
A. 氮化镁投入过量盐酸中：
Mg3N2＋6H＋===3Mg2＋＋2NH3↑
B. 电解氯化镁溶液产生黄绿色气体：
2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－
C. 在Mg(OH)2悬浊液中滴加氯化铵溶液：
Mg(OH)2＋2NH2NH3·H2O＋Mg2＋
D. 在碳酸氢镁溶液中加入足量Ca(OH)2溶液：Mg2＋＋2HCO＋Ca2＋＋2OH－===MgCO3↓＋CaCO3↓＋2H2O
6. 下列反应中的离子方程式书写正确的是( )
A. 向氯化铝溶液中滴加过量氨水：
4NH3·H2O＋Al3＋===AlO＋4NH＋2H2O
B. NH4Al(SO4)2溶液中滴加少量NaOH溶液：
NH＋OH－===NH3·H2O
C. 向明矾溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液：
Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===2BaSO4↓＋AlO＋2H2O
D. 向NaAlO2溶液中通入足量CO2：
2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO
7. (2021·湖南卷)一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下。下列说法错误的是( )
A. 物质X常选用生石灰
B. 工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁
C. “氯化”过程中发生的反应为
MgO＋C＋Cl2MgCl2＋CO
D. “煅烧”后的产物中加稀盐酸，将所得溶液加热蒸发也可得到无水MgCl2
8. (2022·扬州期末)以卤水(含较多Na＋、Mg2＋、Cl－、SO)为原料制备MgO的流程如下。下列有关说法不正确的是( )
A. 脱硫时主要反应的离子方程式为
Ca2＋＋SO＋2H2O===CaSO4·2H2O↓
B. 过滤2所得固体的主要成分为Mg(OH)2
C. 过滤2所得滤液中主要存在的离子：
Ca2＋、Mg2＋、Cl－、OH－
D. MgO的晶胞如图所示，Mg2＋的配位数为6
9. (2021·海安期中)聚合氯化铝的化学式为[Al2(OH)aCl6－a]n，是一种无机高分子聚合物，已广泛用于生活废水处理。由偏铝酸钙[Ca(AlO2)2]制备聚合氯化铝的一种工艺流程如下：
(1) 偏铝酸钙可由水硬铝石[AlO(OH)]与石灰石在高温下煅烧得到，写出该反应的化学方程式：__________________________________________。
(2) 常温下，经测定“碱浸”后溶液的pH＝12，“沉淀Ⅰ”中不含有Ca(OH)2，则溶液中的c(CO)≥________mol/L。已知：25 ℃时，Ksp[Ca(OH)2]＝6×10－6，Ksp[CaCO3]＝3×10－9。
(3) “沉降”时，发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________。
(4) 过滤后，“洗涤”Al(OH)3沉淀的操作是___________________________________________________________________________________________________________________________。
(5) 若要使聚合氯化铝[Al2(OH)aCl6－a]n中a＝2，则实验过程中需要控制条件除温度外，还要控制条件是_______________________________________________________________________________________________________________________________。
(6) 上述“碱浸”过程中，在相同条件下，使用相同浓度的Na2CO3溶液比NaOH溶液浸出率高的原因是__________________________________。
10. (2021·靖江调研)实验室用硼镁泥(主要成分为MgO、Fe2O3、FeO、CaO、SiO2)为原料制备高纯MgO的实验流程如下：
(1) 酸溶时，H2SO4不宜加太多，原因是________________________。
(2) “氧化”步骤的离子方程式为_______________________________ __________________________________________________， “氧化”不用H2O2，除H2O2成本高外，还可能是_______________________。
(3) “沉镁”步骤，在温度、搅拌时间一定的情况下，搅拌转速对Mg(OH)2沉淀量的影响如图1所示。搅拌转速大于500转/分，Mg(OH)2沉淀量降低的原因是_________________________________________________。
图1 图2
(4) “煅烧”步骤，通过“称量”确定灼烧已经完全的方法是________________________。
(5) 莫尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]是一种重要的化工原料，易溶于水，难溶于乙醇，加热到100 ℃时失去结晶水，相关物质的溶解度曲线如图2所示。请补充完整用滤渣Ⅱ制备莫尔盐的步骤：将滤渣溶于过量的60 ℃的H2SO4溶液，______________________________________________________________________________________________，得到莫尔盐[必须使用的试剂：铁粉、饱和(NH4)2SO4溶液、无水乙醇]。
11. (2021·启东一检)铝灰是炼铝厂的废渣，主要含有Al2O3、Al、AlN等物质，工业上常用酸溶铝灰来制取氯化铝及聚合氯化铝，从而变废为宝、保护环境。实验室取适量铝灰于反应容器中，恒温水浴预热，加入盐酸，磁力搅拌并控制搅拌速率，用氨气吸收装置吸收氨气。
(1) AlN与盐酸充分反应的化学方程式为____________________________________。
(2) 实验测得浸出温度对铝浸出率的影响实验结果如图所示。温度高于80 ℃时，铝浸出率下降的可能原因是________________________________ _____________________________________________________________________________________。
(3) 铝灰中铝含量测定：取10.0 g铝灰样品，置于反应容器中，恒温水浴预热，加入盐酸充分反应，冷却过滤，取滤液配成100 mL溶液，取出20.00 mL溶液，加入0.200 0 mol/L EDTA (Na2H2Y)溶液30.00 mL，调节溶液pH为3～4，煮沸，冷却后用0.100 0 mol/L ZnSO4标准溶液滴定过量的EDTA至终点，平行滴定3次，平均消耗ZnSO4标准溶液20.00 mL(已知Al3＋、Zn2＋与EDTA反应的化学计量数之比均为1∶1)。计算铝灰样品中铝的含量(写出计算过程)。
铜及其化合物
1. (2021·通中、盐中联考)下列铜及其化合物的性质与用途具有对应关系的是( )
A. 铜具有还原性，可用于制作导线
B. Cu2O呈红色，可用作红色玻璃染色剂
C. Cu(OH)2具有弱碱性，可用于检验醛基
D. CuSO4易溶于水，可用作游泳池杀菌剂
2. 下列关于铜的化合物说法不正确的是( )
A. 蛋白质溶液中加入CuSO4发生盐析
B. Cu2O溶于硫酸的离子方程式：
Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O
C. Cu(OH)2为两性氢氧化物，可用于鉴别葡萄糖和蔗糖
D. 如图所示Cu3N的晶胞中，与每个N距离最近的Cu的数目为6
3. (2022·南通通州期末)某小组用硫铜矿煅烧废渣(主要含Fe2O3、CuO、FeO)为原料制取Cu2O，流程如图所示。下列说法不正确的是( )
A. “调节pH”主要目的是为了除去Fe3＋
B. “还原”过程中主要发生的反应为4CuSO4＋N2H4＋8KOH2Cu2O↓＋N2↑＋4K2SO4＋6H2O
C. 用N2H4还原制取Cu2O的优点是产生N2氛围，可防止产品被氧化
D. Cu2O的晶胞结构如图所示，其中白球代表的是Cu＋
4. (2021·如皋三调)工业上以黄铜矿(主要含 CuFeS2，还含FeS等)为原料可以制备Cu，流程如下：
(1) 写出“浸取”时 CuFeS2和FeCl3溶液反应的离子方程式：_______________________________________________。
(2) “稀释”时反应的化学方程式为_________________________。
(3) 用(NH4)2SO3还原CuCl2溶液也能获得CuCl，CuCl的产率随溶液pH变化如图所示。
①pH约为4时，CuCl的产率最大。写出该条件下反应的离子方程式：________________________________________________________________________________________________。
②pH大于4或小于4时，CuCl的产率都会随pH的增大或减小而降低，原因是_____________________________________________________________ __________________________________________________。
(4) “溶解”前需测定CuCl、S中CuCl的含量，实验过程：称取0.800 0 g样品置于烧杯中，向其中加入稍过量的1.5 mol/L FeCl3溶液(CuCl＋FeCl3===CuCl2＋FeCl2)，充分反应后快速过滤，用蒸馏水洗涤烧杯、玻璃棒及滤渣2～3次，将滤液及洗涤滤液一并转移到锥形瓶中，用Ce(SO4)2标准溶液滴定至终点(Ce4＋＋Fe2＋===Fe3＋＋Ce3＋)，消耗0.200 0 mol/L Ce(SO4)2标准溶液20.00 mL。计算混合物中CuCl的质量分数(写出计算过程)。
5. (2022·如皋适应性)实验小组以某铜渣(主要成分为Cu、Cu2S，含少量Mn和Ag)为原料先制备硫酸铜，再由硫酸铜制备碱式碳酸铜[Cu2 (OH)2CO3]。实验包括如下过程：
(1) 浸取。将一定量的铜渣粉碎后加入如图1所示的三颈烧瓶中，再通过分液漏斗分批滴入稀硝酸和稀硫酸混合溶液，滴加液体的间隔利用二连球鼓入O2，铜渣充分反应后，向溶液中加入少量NaCl，过滤。
图1
图2
①已知浸取时无S和SO2生成，写出浸取时Cu2S所发生反应的离子方程式：_________________________________________________________________________________________________________________________。
②滴加液体的间隔向三颈烧瓶内鼓入O2的目的是___________________________________________。
③当观察到__________________，可以停止鼓入O2。
④加入NaCl的目的是______________________________________。[已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10， Ksp(Ag2SO4)＝1.4×10－5]
(2) 制Cu2 (OH)2CO3。已知Cu2 (OH)2CO3的产率随起始n(Na2CO3)与n(CuSO4)的比值和溶液pH的关系如图2所示。
①补充完整制取Cu2 (OH)2CO3的实验方案：向烧杯中加入30 mL 0.5 mol/L Na2CO3溶液，将烧杯置于70 ℃的水浴中，_______________________________________________， _____________________低温烘干，得到Cu2 (OH)2CO3(实验中可选用的试剂或仪器：0.5 mol/L CuSO4溶液、1.0 mol/L BaCl2溶液、0.1 mol/L NaOH溶液、0.1 mol/L盐酸、pH计)。
②实验时发现，若反应时溶液pH过大，所得Cu2 (OH)2CO3的产率偏低，但Cu元素含量偏大，原因是________________________________________。
6. (2021·南通新高考基地学校联考)纳米铜粉具有比表面大、表面活性中心数目多、颗粒极细且软等性能在众多领域有着巨大的潜在应用价值。常用热分解、还原法、电解法来制取纳米铜粉。
(1) 草酸铜(CuC2O4)在氩气中热分解可制备纳米铜粉，其化学方程式为 。
(2) 一定温度和pH条件下，将水合肼溶液与硫酸四氨合铜溶液按照适当比例混合发生氧化还原反应，制备纳米铜粉。
已知：Cu2＋＋4NH3 [Cu(NH3)4]2＋，Cu2＋＋2N2H4 [Cu(N2H4)2]2＋。
①[Cu(NH3)4]2＋中铜离子基态核外电子排布式为________________。
②固定水温为70 ℃，反应时间为1 h，水合肼溶液浓度和pH对铜产率的影响如图1、图2所示。
图1 图2
当水合肼浓度继续增加到3.25 mol/L时，铜产率下降的原因是_______________________________________________________________________________________________________；当pH继续上升时，铜产率有下降的趋势，原因是__________________________________________________。
(3) 制取纳米铜粉都需要硫酸铜溶液，通过下列方法可测定硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)的纯度：准确称取5.000 g硫酸铜晶体于烧杯中，加入5 mL 1 mol/L H2SO4溶液和少量水，配成250 mL溶液。取上述25.00 mL溶液至碘量瓶中，加入10 mL 10%足量KI溶液(2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2)，加入淀粉作指示剂，用0.100 0 mol/L Na2S2O3溶液滴定至浅蓝色(I2＋2S2O===S4O＋2I－)，再加入10% KSCN溶液10 mL，使CuI沉淀完全转化为CuSCN沉淀(目的是释放出吸附在CuI表面上的I2)，溶液蓝色加深，再继续用Na2S2O3溶液滴定至蓝色刚好消失，共消耗Na2S2O3溶液19.80 mL，计算CuSO4·5H2O样品的纯度(写出计算过程)。
第9讲 镁、铝、铜及其化合物
镁、铝及其化合物
1. C 【解析】 铝用于冶炼铁、铬等金属，利用铝的强还原性，A错误；氧化铝熔点高，可用于制作耐火材料，B错误；明矾溶于水电离出的Al3＋水解成氢氧化铝胶体，能吸附水体中悬浮物，D错误。
2. A 【解析】 硅酸钠是溶于水的硅酸盐，A错误。
3. C 【解析】 AlCl3为共价化合物，熔融时不导电，金属铝是利用电解熔融氧化铝来获得的，C错误。
4. C 【解析】 碳元素存在金刚石、石墨、C60、C70、石墨烯等多种同素异形体，A错误；Mg和Mg2＋质子数相同，但Mg有3个电子层，Mg2＋有2个电子层，Mg半径大于Mg2＋半径，B错误；该反应中化学能除转化为热能外，还有部分转化为光能，D错误。
5. C 【解析】 NH3能与过量盐酸反应，A错误；电解MgCl2溶液生成Mg(OH)2沉淀、H2和Cl2，B错误；Mg(OH)2比MgCO3更难溶，MgCO3与Ca(OH)2生成Mg(OH)2，D错误。
6. C 【解析】 氨水不能溶解Al(OH)3，A错误；NH、Al3＋同时存在时，Al3＋与OH－优先反应，B错误；通入足量CO2时，应生成HCO，D错误。
7. D 【解析】 沉镁常用的试剂是石灰乳，CaO与水反应可制备石灰乳，A正确；“煅烧”后的产物中加稀盐酸得到MgCl2溶液，MgCl2水解生成氢氧化镁和盐酸，加热可促进MgCl2的水解和盐酸的挥发，最终得不到无水MgCl2，D错误。
8. C 【解析】 在水溶液中，脱硫时，SO、H2O与加入的Ca2＋结合生成CaSO4·2H2O沉淀，A正确；加入石灰乳时，Mg2＋转化为Mg(OH)2沉淀，B正确；碱性条件下，Mg2＋不能大量存在，C错误；位于体心的Mg2＋与其紧邻且距离最近的O2－有6个(位于6个面心上)，故其配位数为6，D正确。
9. (1) 2AlO(OH)＋CaCO3Ca(AlO2)2＋CO2↑＋H2O (2) 5×10－8 (3) 2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO (4) 向漏斗中沿玻璃棒加蒸馏水至淹没沉淀为止，待水自然流出，重复2～3次 (5) 控制盐酸和氢氧化铝的投料比或控制反应至一定的pH (6) CO与Ca2＋结合CaCO3，促进偏铝酸钙的溶解
【解析】 (2) pH＝12时，根据Ksp[Ca(OH)2]＝6×10－6，得c(Ca2＋)＝6×10－2 mol/L，再根据Ksp[CaCO3]＝3×10－9，得c(CO)＝5×10－8 mol/L。(3) 由流程图知，Na2CO3可循环使用，故“沉降”时，AlO与CO2和水反应生成Al(OH)3沉淀和CO。(5) 若要使聚合氯化铝[Al2(OH)aCl6－a]n中a＝2，即Al与Cl的物质的量比为1∶2，所以需要控制盐酸和氢氧化铝的投料比。
10. (1) 避免调 pH 时消耗过多的MgO (2) ClO－＋2Fe2＋＋2H＋===Cl－＋2Fe3＋＋H2O Fe3＋等金属离子会催化H2O2的分解(或反应放热，温度升高使H2O2分解) (3) 搅拌转速过快，Mg(OH)2颗粒变小，不易沉降(或搅拌转速过快，促进氨气挥发或形成胶体或搅拌转速过快，颗粒运动过快来不及沉降) (4) 连续两次灼烧后称得质量相同(或两次称量质量不超过0.1 g) (5) 向溶液中加入足量铁粉，充分反应后，趁热过滤，向滤液中加入计算量的饱和 (NH4)2SO4溶液，蒸发浓缩至有晶膜出现，降温至60 ℃，过滤
11. (1) AlN＋4HCl===AlCl3＋NH4Cl(或AlN＋3HCl===AlCl3＋NH3↑) (2) 温度升高会使HCl挥发，一些反应是放热反应，温度升高使反应逆向移动，铝浸出率下降 (3) n(EDTA)＝0.200 0 mol/L×30.00×10－3 L＝6×10－3 mol，n(ZnSO4)＝0.100 0 mol/L×20.00×10－3 L＝2×10－3 mol，n(Al)＝6×10－3 mol－2×10－3 mol＝4×10－3 mol，铝灰样品中m(Al)＝4×10－3 mol××27 g/mol＝0.54 g，铝的含量＝×100%＝5.4%
【解析】 (1) AlN与盐酸反应生成氯化铝和氯化铵或氨气，化学方程式为AlN＋4HCl===AlCl3＋NH4Cl(或AlN＋3HCl===AlCl3＋NH3↑)。(2) 温度高于80 ℃时，盐酸挥发，浓度降低，影响Al的浸出率，还可能一些反应是放热反应，温度升高，反应逆向移动，也会导致铝浸出率下降。
铜及其化合物
1. B 【解析】 铜是金属单质，具有导电性，可用于制作导线，A错误；Cu2O是红色固体，在制取玻璃的原料中添加少量Cu2O，可制红色玻璃，B正确；Cu(OH)2具有弱氧化性，可用于检验具有还原性的醛基，C错误；CuSO4是可溶性的重金属盐，能够使蛋白质发生变性，可用作游泳池杀菌剂，D错误。
2. A 【解析】 CuSO4能使蛋白质变性，A错误；Cu2O在酸性条件下发生歧化反应，B正确；葡萄糖是还原性糖而蔗糖无还原性，故两者可用新制Cu(OH)2鉴别，C正确；晶胞中，与每个N最近的Cu的个数为6(上、下、左、右、前、后)，D正确。
3. D 【解析】 调节pH的主要目的是将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀除去，A正确；还原时，N2H4将CuSO4还原为Cu2O，自身转化为N2，B正确；还原过程中生成的N2可隔绝空气，防止产品Cu2O被氧气氧化，C正确；该晶胞中，白球个数＝8×＋1＝2，黑球个数为4个，故黑球∶白球＝2∶1，由化学式Cu2O知，黑球代表Cu＋，白球代表O2－，D错误。
4. (1) 3Fe3＋＋CuFeS2＋Cl－===CuCl＋2S＋4Fe2＋ (2) 2Na[CuCl2]===Cu↓＋CuCl2＋2NaCl (3) ①2Cu2＋＋SO＋2Cl－＋H2O===2CuCl↓＋SO＋2H＋ ②pH小于4，随pH减小溶液酸性增强，SO转变为SO2逸出，还原剂变少，产率降低；pH大于4，随pH增大Cu2＋转变成Cu(OH)2沉淀，产率降低 (4) 由CuCl＋FeCl3===CuCl2＋FeCl2、Ce4＋＋Fe2＋===Fe3＋＋Ce3＋得关系式：CuCl～Fe2＋～Ce4＋，n(CuCl)＝n[Ce(SO4)2]＝0.200 0 mol/L×20.00×10－3 L＝4.0×10－3 mol，CuCl质量分数为＝49.75%
5. (1) ①3Cu2S＋16H＋＋10NO6Cu2＋＋3SO＋10NO↑＋8H2O ②将生成的NO气体转化为硝酸，减小硝酸的消耗 ③鼓入O2不再出现红棕色 ④将硫酸银转化为更难溶的氯化银沉淀，将溶液中Ag＋除尽 (2) ①边搅拌边加入25 mL 0.5 mol/L CuSO4溶液，在pH计测定溶液pH条件下，用0.1 mol/L NaOH溶液或0.1 mol/L盐酸调节溶液pH约为9，充分反应后，过滤，洗涤沉淀至最后一次洗涤滤液滴加BaCl2溶液无沉淀生成 ②反应生成了Cu(OH)2沉淀，Cu(OH)2的Cu元素含量高于Cu2(OH)2CO3
【解析】 (1) ①浸取时无S和SO2生成，则反应中稀硝酸作氧化剂，Cu2S与稀硝酸生成CuSO4、NO和水。②向三颈烧瓶内鼓入O2将生成的NO气体转化为硝酸，减小硝酸的消耗。③NO2为红棕色气体，当鼓入O2不再出现红棕色时，说明反应完全。④浸取过程中，Ag元素转化为硫酸银，铜渣充分反应后，向溶液中加入少量NaCl，目的是将硫酸银转化为更难溶的氯化银沉淀，将溶液中Ag＋除尽。(2) ①根据图像可知，Na2CO3与CuSO4的物质的量之比为1.2时，Cu2 (OH)2CO3产率最大，所以需加入25 mL CuSO4溶液。由图像可知，溶液pH＝9时Cu2 (OH)2CO3产率最大。沉淀过滤后需检验沉淀是否洗涤干净。
6. (1) CuC2O4Cu＋2CO2↑ (2) ①[Ar]3d9(或1s22s22p63s23p63d9) ②铜离子和过量的水合肼生成新的稳定配合物[Cu(N2H4)2]2＋，[Cu(NH3)4]2＋浓度减小，产率下降 pH升高，一方面溶液中OH－浓度增大，会造成氨气逸出，另一方面OH－浓度增大，会与铜离子结合生成Cu(OH)2，[Cu(NH3)4]2＋浓度减小，产率下降 (3) 2S2O～I2～2Cu2＋，n(Cu2＋)＝n(S2O)＝0.100 0 mol/L×19.80×10－3 L＝1.980×10－3 mol w(CuSO4·5H2O)＝×100%＝99.00%
【解析】 (1) CuC2O4在氩气中热分解生成Cu和CO2。(2) ①Cu的原子序数为29，基态Cu原子核外电子排布式为[Ar]3d104s1，Cu2＋基态核外电子排布式为[Ar]3d9(或1s22s22p63s23p63d9)。②水合肼浓度继续增加到3.25 mol/L时，铜产率下降，原因是Cu2＋和过量的水合肼生成[Cu(N2H4)2]2＋，[Cu(NH3)4]2＋浓度减小；pH升高，氨气逸出，同时Cu2＋与OH－结合生成Cu(OH)2，[Cu(NH3)4]2＋浓度减小。
第9讲 镁、铝、铜及其化合物
镁、铝及其化合物
1. (2021·如皋期中)含铝化合物在生产、生活中应用广泛。下列含铝物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A. 铝的熔点低，用于冶炼铁、铬等金属
B. 氧化铝具有两性，用于制作耐火材料
C. 铝合金耐腐蚀密度小，可用于制飞机
D. 明矾溶于水能导电，可用于作净水剂
2. (2021·浙江卷)下列说法不正确的是( )
A. 硅酸钠是一种难溶于水的硅酸盐
B. 镁在空气中燃烧可生成氧化镁和氮化镁
C. 钠与水反应生成氢氧化钠和氢气
D. 常温下，铝遇浓硝酸或浓硫酸时会发生钝化
3. (2022·如东期末)下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是( )
A. Al2O3的熔点高，可用作耐高温材料
B. 明矾溶于水能形成胶体，可用作净水剂
C. AlCl3的熔点低，可用于工业电解铝的原料
D. Al(OH)3具有弱碱性，可用于治疗胃酸过多
4. 在CO2中，Mg燃烧生成MgO和C。下列说法正确的是( )
A. 元素C的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体
B. Mg、MgO中镁元素微粒的半径：
r(Mg2＋)＞r(Mg)
C. 在该反应条件下，Mg的还原性强于C的还原性
D. 该反应中化学能全部转化为热能
5. 下列离子方程式的书写正确的是( )
A. 氮化镁投入过量盐酸中：
Mg3N2＋6H＋===3Mg2＋＋2NH3↑
B. 电解氯化镁溶液产生黄绿色气体：
2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－
C. 在Mg(OH)2悬浊液中滴加氯化铵溶液：
Mg(OH)2＋2NH2NH3·H2O＋Mg2＋
D. 在碳酸氢镁溶液中加入足量Ca(OH)2溶液：Mg2＋＋2HCO＋Ca2＋＋2OH－===MgCO3↓＋CaCO3↓＋2H2O
6. 下列反应中的离子方程式书写正确的是( )
A. 向氯化铝溶液中滴加过量氨水：
4NH3·H2O＋Al3＋===AlO＋4NH＋2H2O
B. NH4Al(SO4)2溶液中滴加少量NaOH溶液：
NH＋OH－===NH3·H2O
C. 向明矾溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液：
Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===2BaSO4↓＋AlO＋2H2O
D. 向NaAlO2溶液中通入足量CO2：
2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO
7. (2021·湖南卷)一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下。下列说法错误的是( )
A. 物质X常选用生石灰
B. 工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁
C. “氯化”过程中发生的反应为
MgO＋C＋Cl2MgCl2＋CO
D. “煅烧”后的产物中加稀盐酸，将所得溶液加热蒸发也可得到无水MgCl2
8. (2022·扬州期末)以卤水(含较多Na＋、Mg2＋、Cl－、SO)为原料制备MgO的流程如下。下列有关说法不正确的是( )
A. 脱硫时主要反应的离子方程式为
Ca2＋＋SO＋2H2O===CaSO4·2H2O↓
B. 过滤2所得固体的主要成分为Mg(OH)2
C. 过滤2所得滤液中主要存在的离子：
Ca2＋、Mg2＋、Cl－、OH－
D. MgO的晶胞如图所示，Mg2＋的配位数为6
9. (2021·海安期中)聚合氯化铝的化学式为[Al2(OH)aCl6－a]n，是一种无机高分子聚合物，已广泛用于生活废水处理。由偏铝酸钙[Ca(AlO2)2]制备聚合氯化铝的一种工艺流程如下：
(1) 偏铝酸钙可由水硬铝石[AlO(OH)]与石灰石在高温下煅烧得到，写出该反应的化学方程式：__________________________________________。
(2) 常温下，经测定“碱浸”后溶液的pH＝12，“沉淀Ⅰ”中不含有Ca(OH)2，则溶液中的c(CO)≥________mol/L。已知：25 ℃时，Ksp[Ca(OH)2]＝6×10－6，Ksp[CaCO3]＝3×10－9。
(3) “沉降”时，发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________。
(4) 过滤后，“洗涤”Al(OH)3沉淀的操作是___________________________________________________________________________________________________________________________。
(5) 若要使聚合氯化铝[Al2(OH)aCl6－a]n中a＝2，则实验过程中需要控制条件除温度外，还要控制条件是_______________________________________________________________________________________________________________________________。
(6) 上述“碱浸”过程中，在相同条件下，使用相同浓度的Na2CO3溶液比NaOH溶液浸出率高的原因是__________________________________。
10. (2021·靖江调研)实验室用硼镁泥(主要成分为MgO、Fe2O3、FeO、CaO、SiO2)为原料制备高纯MgO的实验流程如下：
(1) 酸溶时，H2SO4不宜加太多，原因是________________________。
(2) “氧化”步骤的离子方程式为_______________________________ __________________________________________________， “氧化”不用H2O2，除H2O2成本高外，还可能是_______________________。
(3) “沉镁”步骤，在温度、搅拌时间一定的情况下，搅拌转速对Mg(OH)2沉淀量的影响如图1所示。搅拌转速大于500转/分，Mg(OH)2沉淀量降低的原因是_________________________________________________。
图1 图2
(4) “煅烧”步骤，通过“称量”确定灼烧已经完全的方法是________________________。
(5) 莫尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]是一种重要的化工原料，易溶于水，难溶于乙醇，加热到100 ℃时失去结晶水，相关物质的溶解度曲线如图2所示。请补充完整用滤渣Ⅱ制备莫尔盐的步骤：将滤渣溶于过量的60 ℃的H2SO4溶液，______________________________________________________________________________________________，得到莫尔盐[必须使用的试剂：铁粉、饱和(NH4)2SO4溶液、无水乙醇]。
11. (2021·启东一检)铝灰是炼铝厂的废渣，主要含有Al2O3、Al、AlN等物质，工业上常用酸溶铝灰来制取氯化铝及聚合氯化铝，从而变废为宝、保护环境。实验室取适量铝灰于反应容器中，恒温水浴预热，加入盐酸，磁力搅拌并控制搅拌速率，用氨气吸收装置吸收氨气。
(1) AlN与盐酸充分反应的化学方程式为____________________________________。
(2) 实验测得浸出温度对铝浸出率的影响实验结果如图所示。温度高于80 ℃时，铝浸出率下降的可能原因是________________________________ _____________________________________________________________________________________。
(3) 铝灰中铝含量测定：取10.0 g铝灰样品，置于反应容器中，恒温水浴预热，加入盐酸充分反应，冷却过滤，取滤液配成100 mL溶液，取出20.00 mL溶液，加入0.200 0 mol/L EDTA (Na2H2Y)溶液30.00 mL，调节溶液pH为3～4，煮沸，冷却后用0.100 0 mol/L ZnSO4标准溶液滴定过量的EDTA至终点，平行滴定3次，平均消耗ZnSO4标准溶液20.00 mL(已知Al3＋、Zn2＋与EDTA反应的化学计量数之比均为1∶1)。计算铝灰样品中铝的含量(写出计算过程)。
铜及其化合物
1. (2021·通中、盐中联考)下列铜及其化合物的性质与用途具有对应关系的是( )
A. 铜具有还原性，可用于制作导线
B. Cu2O呈红色，可用作红色玻璃染色剂
C. Cu(OH)2具有弱碱性，可用于检验醛基
D. CuSO4易溶于水，可用作游泳池杀菌剂
2. 下列关于铜的化合物说法不正确的是( )
A. 蛋白质溶液中加入CuSO4发生盐析
B. Cu2O溶于硫酸的离子方程式：
Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O
C. Cu(OH)2为两性氢氧化物，可用于鉴别葡萄糖和蔗糖
D. 如图所示Cu3N的晶胞中，与每个N距离最近的Cu的数目为6
3. (2022·南通通州期末)某小组用硫铜矿煅烧废渣(主要含Fe2O3、CuO、FeO)为原料制取Cu2O，流程如图所示。下列说法不正确的是( )
A. “调节pH”主要目的是为了除去Fe3＋
B. “还原”过程中主要发生的反应为4CuSO4＋N2H4＋8KOH2Cu2O↓＋N2↑＋4K2SO4＋6H2O
C. 用N2H4还原制取Cu2O的优点是产生N2氛围，可防止产品被氧化
D. Cu2O的晶胞结构如图所示，其中白球代表的是Cu＋
4. (2021·如皋三调)工业上以黄铜矿(主要含 CuFeS2，还含FeS等)为原料可以制备Cu，流程如下：
(1) 写出“浸取”时 CuFeS2和FeCl3溶液反应的离子方程式：_______________________________________________。
(2) “稀释”时反应的化学方程式为_________________________。
(3) 用(NH4)2SO3还原CuCl2溶液也能获得CuCl，CuCl的产率随溶液pH变化如图所示。
①pH约为4时，CuCl的产率最大。写出该条件下反应的离子方程式：________________________________________________________________________________________________。
②pH大于4或小于4时，CuCl的产率都会随pH的增大或减小而降低，原因是_____________________________________________________________ __________________________________________________。
(4) “溶解”前需测定CuCl、S中CuCl的含量，实验过程：称取0.800 0 g样品置于烧杯中，向其中加入稍过量的1.5 mol/L FeCl3溶液(CuCl＋FeCl3===CuCl2＋FeCl2)，充分反应后快速过滤，用蒸馏水洗涤烧杯、玻璃棒及滤渣2～3次，将滤液及洗涤滤液一并转移到锥形瓶中，用Ce(SO4)2标准溶液滴定至终点(Ce4＋＋Fe2＋===Fe3＋＋Ce3＋)，消耗0.200 0 mol/L Ce(SO4)2标准溶液20.00 mL。计算混合物中CuCl的质量分数(写出计算过程)。
5. (2022·如皋适应性)实验小组以某铜渣(主要成分为Cu、Cu2S，含少量Mn和Ag)为原料先制备硫酸铜，再由硫酸铜制备碱式碳酸铜[Cu2 (OH)2CO3]。实验包括如下过程：
(1) 浸取。将一定量的铜渣粉碎后加入如图1所示的三颈烧瓶中，再通过分液漏斗分批滴入稀硝酸和稀硫酸混合溶液，滴加液体的间隔利用二连球鼓入O2，铜渣充分反应后，向溶液中加入少量NaCl，过滤。
图1
图2
①已知浸取时无S和SO2生成，写出浸取时Cu2S所发生反应的离子方程式：_________________________________________________________________________________________________________________________。
②滴加液体的间隔向三颈烧瓶内鼓入O2的目的是___________________________________________。
③当观察到__________________，可以停止鼓入O2。
④加入NaCl的目的是______________________________________。[已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10， Ksp(Ag2SO4)＝1.4×10－5]
(2) 制Cu2 (OH)2CO3。已知Cu2 (OH)2CO3的产率随起始n(Na2CO3)与n(CuSO4)的比值和溶液pH的关系如图2所示。
①补充完整制取Cu2 (OH)2CO3的实验方案：向烧杯中加入30 mL 0.5 mol/L Na2CO3溶液，将烧杯置于70 ℃的水浴中，_______________________________________________， _____________________低温烘干，得到Cu2 (OH)2CO3(实验中可选用的试剂或仪器：0.5 mol/L CuSO4溶液、1.0 mol/L BaCl2溶液、0.1 mol/L NaOH溶液、0.1 mol/L盐酸、pH计)。
②实验时发现，若反应时溶液pH过大，所得Cu2 (OH)2CO3的产率偏低，但Cu元素含量偏大，原因是________________________________________。
6. (2021·南通新高考基地学校联考)纳米铜粉具有比表面大、表面活性中心数目多、颗粒极细且软等性能在众多领域有着巨大的潜在应用价值。常用热分解、还原法、电解法来制取纳米铜粉。
(1) 草酸铜(CuC2O4)在氩气中热分解可制备纳米铜粉，其化学方程式为 。
(2) 一定温度和pH条件下，将水合肼溶液与硫酸四氨合铜溶液按照适当比例混合发生氧化还原反应，制备纳米铜粉。
已知：Cu2＋＋4NH3 [Cu(NH3)4]2＋，Cu2＋＋2N2H4 [Cu(N2H4)2]2＋。
①[Cu(NH3)4]2＋中铜离子基态核外电子排布式为________________。
②固定水温为70 ℃，反应时间为1 h，水合肼溶液浓度和pH对铜产率的影响如图1、图2所示。
图1 图2
当水合肼浓度继续增加到3.25 mol/L时，铜产率下降的原因是_______________________________________________________________________________________________________；当pH继续上升时，铜产率有下降的趋势，原因是__________________________________________________。
(3) 制取纳米铜粉都需要硫酸铜溶液，通过下列方法可测定硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)的纯度：准确称取5.000 g硫酸铜晶体于烧杯中，加入5 mL 1 mol/L H2SO4溶液和少量水，配成250 mL溶液。取上述25.00 mL溶液至碘量瓶中，加入10 mL 10%足量KI溶液(2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2)，加入淀粉作指示剂，用0.100 0 mol/L Na2S2O3溶液滴定至浅蓝色(I2＋2S2O===S4O＋2I－)，再加入10% KSCN溶液10 mL，使CuI沉淀完全转化为CuSCN沉淀(目的是释放出吸附在CuI表面上的I2)，溶液蓝色加深，再继续用Na2S2O3溶液滴定至蓝色刚好消失，共消耗Na2S2O3溶液19.80 mL，计算CuSO4·5H2O样品的纯度(写出计算过程)。
第9讲 镁、铝、铜及其化合物
镁、铝及其化合物
1. C 【解析】 铝用于冶炼铁、铬等金属，利用铝的强还原性，A错误；氧化铝熔点高，可用于制作耐火材料，B错误；明矾溶于水电离出的Al3＋水解成氢氧化铝胶体，能吸附水体中悬浮物，D错误。
2. A 【解析】 硅酸钠是溶于水的硅酸盐，A错误。
3. C 【解析】 AlCl3为共价化合物，熔融时不导电，金属铝是利用电解熔融氧化铝来获得的，C错误。
4. C 【解析】 碳元素存在金刚石、石墨、C60、C70、石墨烯等多种同素异形体，A错误；Mg和Mg2＋质子数相同，但Mg有3个电子层，Mg2＋有2个电子层，Mg半径大于Mg2＋半径，B错误；该反应中化学能除转化为热能外，还有部分转化为光能，D错误。
5. C 【解析】 NH3能与过量盐酸反应，A错误；电解MgCl2溶液生成Mg(OH)2沉淀、H2和Cl2，B错误；Mg(OH)2比MgCO3更难溶，MgCO3与Ca(OH)2生成Mg(OH)2，D错误。
6. C 【解析】 氨水不能溶解Al(OH)3，A错误；NH、Al3＋同时存在时，Al3＋与OH－优先反应，B错误；通入足量CO2时，应生成HCO，D错误。
7. D 【解析】 沉镁常用的试剂是石灰乳，CaO与水反应可制备石灰乳，A正确；“煅烧”后的产物中加稀盐酸得到MgCl2溶液，MgCl2水解生成氢氧化镁和盐酸，加热可促进MgCl2的水解和盐酸的挥发，最终得不到无水MgCl2，D错误。
8. C 【解析】 在水溶液中，脱硫时，SO、H2O与加入的Ca2＋结合生成CaSO4·2H2O沉淀，A正确；加入石灰乳时，Mg2＋转化为Mg(OH)2沉淀，B正确；碱性条件下，Mg2＋不能大量存在，C错误；位于体心的Mg2＋与其紧邻且距离最近的O2－有6个(位于6个面心上)，故其配位数为6，D正确。
9. (1) 2AlO(OH)＋CaCO3Ca(AlO2)2＋CO2↑＋H2O (2) 5×10－8 (3) 2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO (4) 向漏斗中沿玻璃棒加蒸馏水至淹没沉淀为止，待水自然流出，重复2～3次 (5) 控制盐酸和氢氧化铝的投料比或控制反应至一定的pH (6) CO与Ca2＋结合CaCO3，促进偏铝酸钙的溶解
【解析】 (2) pH＝12时，根据Ksp[Ca(OH)2]＝6×10－6，得c(Ca2＋)＝6×10－2 mol/L，再根据Ksp[CaCO3]＝3×10－9，得c(CO)＝5×10－8 mol/L。(3) 由流程图知，Na2CO3可循环使用，故“沉降”时，AlO与CO2和水反应生成Al(OH)3沉淀和CO。(5) 若要使聚合氯化铝[Al2(OH)aCl6－a]n中a＝2，即Al与Cl的物质的量比为1∶2，所以需要控制盐酸和氢氧化铝的投料比。
10. (1) 避免调 pH 时消耗过多的MgO (2) ClO－＋2Fe2＋＋2H＋===Cl－＋2Fe3＋＋H2O Fe3＋等金属离子会催化H2O2的分解(或反应放热，温度升高使H2O2分解) (3) 搅拌转速过快，Mg(OH)2颗粒变小，不易沉降(或搅拌转速过快，促进氨气挥发或形成胶体或搅拌转速过快，颗粒运动过快来不及沉降) (4) 连续两次灼烧后称得质量相同(或两次称量质量不超过0.1 g) (5) 向溶液中加入足量铁粉，充分反应后，趁热过滤，向滤液中加入计算量的饱和 (NH4)2SO4溶液，蒸发浓缩至有晶膜出现，降温至60 ℃，过滤
11. (1) AlN＋4HCl===AlCl3＋NH4Cl(或AlN＋3HCl===AlCl3＋NH3↑) (2) 温度升高会使HCl挥发，一些反应是放热反应，温度升高使反应逆向移动，铝浸出率下降 (3) n(EDTA)＝0.200 0 mol/L×30.00×10－3 L＝6×10－3 mol，n(ZnSO4)＝0.100 0 mol/L×20.00×10－3 L＝2×10－3 mol，n(Al)＝6×10－3 mol－2×10－3 mol＝4×10－3 mol，铝灰样品中m(Al)＝4×10－3 mol××27 g/mol＝0.54 g，铝的含量＝×100%＝5.4%
【解析】 (1) AlN与盐酸反应生成氯化铝和氯化铵或氨气，化学方程式为AlN＋4HCl===AlCl3＋NH4Cl(或AlN＋3HCl===AlCl3＋NH3↑)。(2) 温度高于80 ℃时，盐酸挥发，浓度降低，影响Al的浸出率，还可能一些反应是放热反应，温度升高，反应逆向移动，也会导致铝浸出率下降。
铜及其化合物
1. B 【解析】 铜是金属单质，具有导电性，可用于制作导线，A错误；Cu2O是红色固体，在制取玻璃的原料中添加少量Cu2O，可制红色玻璃，B正确；Cu(OH)2具有弱氧化性，可用于检验具有还原性的醛基，C错误；CuSO4是可溶性的重金属盐，能够使蛋白质发生变性，可用作游泳池杀菌剂，D错误。
2. A 【解析】 CuSO4能使蛋白质变性，A错误；Cu2O在酸性条件下发生歧化反应，B正确；葡萄糖是还原性糖而蔗糖无还原性，故两者可用新制Cu(OH)2鉴别，C正确；晶胞中，与每个N最近的Cu的个数为6(上、下、左、右、前、后)，D正确。
3. D 【解析】 调节pH的主要目的是将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀除去，A正确；还原时，N2H4将CuSO4还原为Cu2O，自身转化为N2，B正确；还原过程中生成的N2可隔绝空气，防止产品Cu2O被氧气氧化，C正确；该晶胞中，白球个数＝8×＋1＝2，黑球个数为4个，故黑球∶白球＝2∶1，由化学式Cu2O知，黑球代表Cu＋，白球代表O2－，D错误。
4. (1) 3Fe3＋＋CuFeS2＋Cl－===CuCl＋2S＋4Fe2＋ (2) 2Na[CuCl2]===Cu↓＋CuCl2＋2NaCl (3) ①2Cu2＋＋SO＋2Cl－＋H2O===2CuCl↓＋SO＋2H＋ ②pH小于4，随pH减小溶液酸性增强，SO转变为SO2逸出，还原剂变少，产率降低；pH大于4，随pH增大Cu2＋转变成Cu(OH)2沉淀，产率降低 (4) 由CuCl＋FeCl3===CuCl2＋FeCl2、Ce4＋＋Fe2＋===Fe3＋＋Ce3＋得关系式：CuCl～Fe2＋～Ce4＋，n(CuCl)＝n[Ce(SO4)2]＝0.200 0 mol/L×20.00×10－3 L＝4.0×10－3 mol，CuCl质量分数为＝49.75%
5. (1) ①3Cu2S＋16H＋＋10NO6Cu2＋＋3SO＋10NO↑＋8H2O ②将生成的NO气体转化为硝酸，减小硝酸的消耗 ③鼓入O2不再出现红棕色 ④将硫酸银转化为更难溶的氯化银沉淀，将溶液中Ag＋除尽 (2) ①边搅拌边加入25 mL 0.5 mol/L CuSO4溶液，在pH计测定溶液pH条件下，用0.1 mol/L NaOH溶液或0.1 mol/L盐酸调节溶液pH约为9，充分反应后，过滤，洗涤沉淀至最后一次洗涤滤液滴加BaCl2溶液无沉淀生成 ②反应生成了Cu(OH)2沉淀，Cu(OH)2的Cu元素含量高于Cu2(OH)2CO3
【解析】 (1) ①浸取时无S和SO2生成，则反应中稀硝酸作氧化剂，Cu2S与稀硝酸生成CuSO4、NO和水。②向三颈烧瓶内鼓入O2将生成的NO气体转化为硝酸，减小硝酸的消耗。③NO2为红棕色气体，当鼓入O2不再出现红棕色时，说明反应完全。④浸取过程中，Ag元素转化为硫酸银，铜渣充分反应后，向溶液中加入少量NaCl，目的是将硫酸银转化为更难溶的氯化银沉淀，将溶液中Ag＋除尽。(2) ①根据图像可知，Na2CO3与CuSO4的物质的量之比为1.2时，Cu2 (OH)2CO3产率最大，所以需加入25 mL CuSO4溶液。由图像可知，溶液pH＝9时Cu2 (OH)2CO3产率最大。沉淀过滤后需检验沉淀是否洗涤干净。
6. (1) CuC2O4Cu＋2CO2↑ (2) ①[Ar]3d9(或1s22s22p63s23p63d9) ②铜离子和过量的水合肼生成新的稳定配合物[Cu(N2H4)2]2＋，[Cu(NH3)4]2＋浓度减小，产率下降 pH升高，一方面溶液中OH－浓度增大，会造成氨气逸出，另一方面OH－浓度增大，会与铜离子结合生成Cu(OH)2，[Cu(NH3)4]2＋浓度减小，产率下降 (3) 2S2O～I2～2Cu2＋，n(Cu2＋)＝n(S2O)＝0.100 0 mol/L×19.80×10－3 L＝1.980×10－3 mol w(CuSO4·5H2O)＝×100%＝99.00%
【解析】 (1) CuC2O4在氩气中热分解生成Cu和CO2。(2) ①Cu的原子序数为29，基态Cu原子核外电子排布式为[Ar]3d104s1，Cu2＋基态核外电子排布式为[Ar]3d9(或1s22s22p63s23p63d9)。②水合肼浓度继续增加到3.25 mol/L时，铜产率下降，原因是Cu2＋和过量的水合肼生成[Cu(N2H4)2]2＋，[Cu(NH3)4]2＋浓度减小；pH升高，氨气逸出，同时Cu2＋与OH－结合生成Cu(OH)2，[Cu(NH3)4]2＋浓度减小。
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