2021版高考化学一轮复习课时跟踪检测（十一）铝、镁及其化合物（含解析）新人教版

课时跟踪检测（十一）铝、镁及其化合物1．某小组用打磨过的铝片进行如下实验，下列分析不合理的是(　　)A．①中铝片发生了钝化B．②中产生的气泡可能是氮氧化合物C．③中沉淀溶解的离子方程式是Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2OD．②中加水稀释过程中，仅发生了氧化还原反应解析：选D　浓硝酸具有强氧化性，常温下铝在浓硝酸中发生钝化，故A正确；加水稀释硝酸浓度变稀，产生气泡说明铝和稀硝酸发生反应生成一氧化氮气体，②中产生的气泡可能是氮氧化合物，故B正确；③中沉淀溶解是氢氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式是Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，故C正确；②中加水稀释过程中，铝表面形成的氧化物薄膜溶于稀硝酸为复分解反应，过程中不仅发生了氧化还原反应，故D错误。2．铝是一种很重要的金属，可以发生一系列反应制备物质。下列说法错误的是(　　)A．反应①又称铝热反应，常用于野外焊接铁轨B．利用②③反应都能产生氢气，产生等量氢气消耗Al的质量相等且转移电子数也相等C．常用反应⑥制备Al(OH)3，方法是向Al2(SO4)3溶液中滴加NaOH溶液至恰好完全沉淀D．工业上常用反应⑦制备金属铝，制备过程中常加入冰晶石以降低Al2O3的熔点解析：选C　Al与强碱、强酸反应都产生＋3价铝元素，即转移的电子数相等，生成的H2物质的量也相等，B正确；制备Al(OH)3最好用氨水而不是NaOH溶液，因为Al(OH)3溶于过量的NaOH溶液，C错误。3．工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2、Fe2O3等杂质)冶炼铝的主要流程如下：(注：SiO2碱溶时转化为铝硅酸钠沉淀)下列叙述错误的是(　　)A．操作Ⅰ增大NaOH溶液用量可提高Al2O3的浸取率B．操作Ⅱ、Ⅲ为过滤，操作Ⅳ为灼烧C．通入过量CO2的离子方程式为2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋COD．加入冰晶石的目的是降低Al2O3的熔融温度解析：选C　操作Ⅰ增大NaOH溶液用量可以使铝土矿中的Al2O3充分溶解，从而提高Al2O3的浸取率，A正确；操作Ⅱ、Ⅲ为过滤，操作Ⅱ滤去的滤渣为Fe2O3、铝硅酸钠，操作Ⅲ得到固体Al(OH)3，操作Ⅳ为灼烧，目的是使Al(OH)3分解成Al2O3，B正确；向NaAlO2溶液中通入过量CO2后生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3，离子方程式为AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO，C不正确；加入冰晶石的目的是降低Al2O3的熔融温度，D正确。4．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)如图所示：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CaCl2C．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中与装置c直接相连的装置为干燥装置解析：选C　MgCl2易发生水解，因此由MgCl2·6H2O制取无水MgCl2需要在HCl氛围中加热，因此循环物质甲为盐酸，A项正确；装置a为加热浓盐酸获得HCl的装置，装置b为干燥HCl的装置，填充的干燥剂可以为P2O5或CaCl2，B项正确；装置a的分液漏斗中装有的试剂为浓盐酸，C项错误；装置d中与装置c直接相连的装置为干燥装置，防止外界水蒸气进入装置c中，D项正确。5．下列叙述中正确的是(　　) A．依据铝热反应原理，能发生反应2Al＋3MgO3Mg＋Al2O3B．在加入铝粉能放出氢气的溶液中，K＋、NH、CO、Cl－一定能够大量共存C．镁铝合金既可完全溶于过量盐酸又可完全溶于过量NaOH溶液D．氯化铝溶液中加入过量氨水反应实质是：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH解析：选D　铝热反应的原理：Al与活动性比其差的金属氧化物发生置换反应，Mg的活动性强于铝，故Al与MgO不能反应，故A错误；加入铝粉产生H2的溶液中，可能存在H＋或OH－，NH与OH－不能大量共存，CO与H＋不能大量共存，故B错误；镁铝合金可溶于过量盐酸，但Mg不与NaOH反应，故不能完全溶于NaOH溶液，故C错误；Al(OH)3不溶于氨水，只溶于强碱，故D正确。6．下列变化不能通过一步反应直接完成的是(　　)A．Al3＋→Al(OH)3　　　　　　 B．Al→AlOC．Al(OH)3→Al2O3  D．Al2O3→Al(OH)3解析：选D　Al3＋与氨水发生反应生成Al(OH)3，可一步反应生成，故A不选；Al与NaOH溶液发生反应生成AlO，可一步反应生成，故B不选；Al(OH)3加热分解为Al2O3与水，可以一步实现转化，故C不选；Al2O3不能直接生成 Al(OH)3，应先生成Al3＋或AlO后，然后加入弱碱或弱酸才能反应生成Al(OH)3，故选D。7．已知MgO、MgCl2的熔点分别为2 800 ℃、604 ℃，将MgO、MgCl2加热熔融后通电电解，都可得到金属镁。海水中含有MgCl2，工业上从海水中提取镁正确的方法是(　　)A．海水Mg(OH)2MgB．海水MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)MgC．海水Mg(OH)2MgOMgD．海水Mg(OH)2MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)Mg解析：选D　从经济效益上看，用石灰乳沉淀Mg2＋比用NaOH成本低，电解MgCl2比电解MgO成本低。8．生产上用过量烧碱溶液处理某矿物(含Al2O3、MgO)，过滤后得到的滤液用NaHCO3溶液处理，测得溶液pH和Al(OH)3生成的量随加入NaHCO3溶液体积的变化情况如图所示。下列说法不正确的是(　　)A．NaHCO3溶液的物质的量浓度为0.8 mol·L－1B．b点与c点溶液所含粒子种类相同C．a点溶液中存在的离子是Na＋、AlO、OH－、H＋D．生成沉淀的离子方程式为HCO＋AlO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO解析：选A　过量烧碱溶液处理后得到的滤液为NaOH、NaAlO2的混合液，加入NaHCO3溶液后发生的反应依次为：NaOH＋NaHCO3===Na2CO3＋H2O、NaHCO3＋NaAlO2＋H2O===Al(OH)3↓＋Na2CO3。由图可知，加入40 mL NaHCO3溶液时沉淀量最大，此时NaAlO2刚好完全沉淀，b点与c点溶液中均含有NaAlO2，故B、D正确；由图可知，a点溶液呈碱性，其溶质为NaOH、NaAlO2，故C正确；n(NaHCO3)＝n[Al(OH)3]＝0.032 mol，c(NaHCO3)＝＝1.0 mol·L－1，故A错误。9.如图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加过程中粒子的物质的量的关系曲线，下列判断错误的是(　　)A．①线表示Al3＋的物质的量的变化B．x表示AlCl3的物质的量C．③线表示Al(OH)3的物质的量的变化D．④线表示AlO的物质的量的变化解析：选B　假定向含有1 mol AlCl3的溶液中滴加NaOH溶液，首先发生反应：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al3＋完全沉淀，消耗3 mol OH－，生成1 mol Al(OH)3，然后发生反应：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，沉淀完全溶解消耗1 mol OH－，生成1 mol AlO，前后两部分消耗OH－的物质的量之比为3∶1；假定向含有4 mol NaOH的溶液中滴加AlCl3溶液，首先发生反应：Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，OH－完全反应消耗1 mol Al3＋，生成1 mol AlO，然后发生反应：Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓，AlO完全反应，消耗 mol Al3＋，生成 mol Al(OH)3，前后两部分消耗Al3＋的物质的量之比为3∶1。由图像可知，①②表示粒子、③④表示粒子物质的量关系均为1∶1，该图表示向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液过程中粒子的物质的量的关系。由上述分析可知，首先发生反应：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，溶液中铝离子物质的量减少，①线表示Al3＋的物质的量的变化，A正确；由上述分析可知，x表示NaOH的物质的量，B错误；由上述分析可知，随着反应进行Al(OH)3的物质的量先增大，后减小，故②③线表示Al(OH)3的物质的量的变化，C正确；由上述分析可知，Al(OH)3溶解时，AlO的物质的量增大，④线表示AlO的物质的量的变化，D正确。10．镓(Ga)与铝同主族，曾被称为“类铝”，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业制备镓的流程如图所示。下列判断不合理的是(　　)A．Al、Ga均处于第ⅢA族B．Ga2O3可与盐酸反应生成GaCl3C．Ga(OH)3可与NaOH溶液反应生成NaGaO2D．由流程图可知酸性：Al(OH)3＞Ga(OH)3解析：选D　镓(Ga)与铝同主族，均位于第ⅢA族，A项正确；Ga2O3与Al2O3的性质具有相似性，可与盐酸反应生成GaCl3，B项正确；Ga(OH)3与Al(OH)3的性质相似，属于两性氢氧化物，能与NaOH溶液反应生成NaGaO2，C项正确；化学反应遵循强酸制弱酸原理，在NaAlO2和NaGaO2的混合溶液中通入CO2，有Al(OH)3生成，而无Ga(OH)3生成，可能是Ga(OH)3酸性强于碳酸，则酸性：Al(OH)3＜Ga(OH)3，D项错误。11．某溶液中可能含有H＋、NH、Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、CO、SO、NO中的几种。①若加入锌粒，产生无色无味的气体；②若加入NaOH溶液，产生白色沉淀，且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示。则下列说法正确的是(　　)A．溶液中的阳离子只有H＋、Mg2＋、Al3＋B．溶液中n(NH)＝0.2 molC．溶液中一定不含CO，可能含有SO和NOD．n(H＋)∶n(Al3＋)∶n(Mg2＋)＝1∶1∶1解析：选B　由①知溶液中一定含有H＋，一定没有CO、NO，由②及图像知溶液中一定含有Mg2＋、Al3＋和NH，且n(NH)＝0.7 mol－0.5 mol＝0.2 mol，n(H＋)＝0.1 mol，n(Al3＋)＝0.8 mol－0.7 mol＝0.1 mol，沉淀Al3＋、Mg2＋共消耗0.4 mol OH－，其中沉淀Al3＋消耗0.3 mol OH－，沉淀Mg2＋消耗0.1 mol OH－，根据Mg2＋～2OH－，可得n(Mg2＋)＝0.05 mol，故只有选项B正确。12．利用铝灰(主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等)制备铝鞣剂[主要成分为Al(OH)2Cl]的一种工艺流程如下：(1)气体A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。铝灰在90 ℃水解生成A的化学方程式为_____________________________________________。(2)“酸溶”时，Al2O3发生反应的离子方程式为____________________。(3)“氧化”时，发生反应的离子方程式为______________________________。(4)“废渣”成分为________________(填化学式)。(5)采用喷雾干燥而不采用蒸发的原因是______________________________。(6)煅烧硫酸铝铵晶体发生的主要反应为4[NH4Al(SO4)2·12H2O]2Al2O3＋2NH3↑＋N2↑＋5SO3↑＋3SO2↑＋53H2O。将产生的气体通过如下图所示的装置，则集气瓶中收集到的气体是____________(填化学式)。解析：(1)能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是NH3，根据原子守恒，反应物只能是铝灰中的AlN，再根据氧化还原反应规律以及流程图，铝灰在90 ℃水解生成NH3的化学方程式为AlN＋3H2OAl(OH)3＋NH3↑。(2)“酸溶”时，盐酸与Al2O3发生反应的离子方程式为Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O。(3)用NaClO溶液氧化，溶液中具有还原性的离子只有Fe2＋，故发生反应的离子方程式为2Fe2＋＋2H＋＋ClO－===2Fe3＋＋Cl－＋H2O。(4)经过水解、酸溶、氧化一系列处理后，溶液中存在的离子主要是H＋、Al3＋、Na＋、Fe3＋、Cl－，加入碳酸钠，Fe3＋和CO发生相互促进水解反应：2Fe3＋＋3CO＋3H2O===2Fe(OH)3↓＋3CO2↑，得到难溶物Fe(OH)3，则“废渣”成分是Fe(OH)3。(5)加热蒸发会促进Al(OH)2Cl的水解。(6)气体有NH3、N2、SO3、SO2和H2O(g)，依次通过饱和NaHSO3溶液、KMnO4溶液，最后得到的气体只有N2。答案：(1)AlN＋3H2OAl(OH)3＋NH3↑(2)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O(3)2Fe2＋＋2H＋＋ClO－===2Fe3＋＋Cl－＋H2O(4)Fe(OH)3(5)防止Al(OH)2Cl水解生成Al(OH)3(6)N213．如图是工业利用菱镁矿MgCO3(含杂质Al2O3、FeCO3)制取镁的工艺流程。回答有关问题：(1)菱镁矿送入酸浸池前需要粉碎，目的是________________________________________________________________________________________________________。(2)氧化池中通入氯气的目的是氧化________，工业上不选用硝酸作氧化剂的原因是________________________和____________________。(3)沉淀混合物为_________和_________(填化学式)。(4)利用熔融氯化镁制取金属镁，选用的方法是________(填字母)。A．电解法   B．氧气还原法C．碳还原法  D．分解法解析：(1)粉碎菱镁矿，增大固相反应物的接触面积，提高酸浸速率。(2)通入Cl2是为了将Fe2＋(或FeCl2)氧化为Fe3＋(或FeCl3)，工业上不用HNO3是因为会产生污染性气体NOx，也会引入杂质离子NO。(3)氧化池中存在Al3＋、Fe3＋、H＋，所以加入MgO后与H＋反应使溶液碱性增强，Al3＋和Fe3＋转化为Al(OH)3和Fe(OH)3，故沉淀池中的沉淀为Al(OH)3和Fe(OH)3。(4)金属镁比较活泼，一般采用电解熔融MgCl2的方法进行冶炼。答案：(1)提高酸浸速率　(2)Fe2＋(或FeCl2)　会产生污染性气体NOx　会引入杂质离子NO(3)Al(OH)3　Fe(OH)3　(4)A14．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＋3H2O===Na[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)如图装置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________，再加入实验药品。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)。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，再加入实验药品；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)滤液中含有偏铝酸钠，则步骤②生成沉淀的离子方程式为CO2＋[Al(OH)4]－===HCO＋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的纯度是×100%＝%。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]－===HCO＋Al(OH)3↓(5)过滤、洗涤　%15．(2020·宁夏育才中学月考)镁及其化合物在现代工业、国防建设中有着广泛的应用。回答下列问题：(1)单质镁在空气中燃烧的主要产物是白色的________，还生成少量的________。(填化学式)(2)CH3MgCl是一种重要的有机合成剂，其中镁的化合价为________，CH3MgCl水解时除生成甲烷外，还生成一种碱和一种盐。写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)Mg(OH)2是常用的阻燃材料。以白云石(CaCO3、MgCO3，不考虑杂质)为原料制备Mg(OH)2和CaCO3的工艺流程如下：①溶解度：Ca(OH)2________(填“>”或“<”)Mg(OH)2。②“煅烧”时称取27.6 g白云石，高温加热到质量不再变化，收集到的CO2为6.72 L(标准状况下)，若工艺中不考虑Ca、Mg损失，则Mg(OH)2和CaCO3的质量分别为________、________。解析：(1)镁能在氧气、二氧化碳、氮气中燃烧，Mg与O2、CO2反应均生成MgO，且氧气的氧化性比氮气强，所以单质镁在空气中燃烧的主要产物是白色的MgO，还生成少量的Mg3N2。(2)CH3MgCl中Cl为－1价，H为＋1价，C为－4价，则镁的化合价为＋2价，CH3MgCl水解时除生成甲烷外，还生成一种碱和一种盐，则该碱一定是氢氧化镁，该盐一定是氯化镁，该反应的化学方程式为2CH3MgCl＋2H2O===2CH4↑＋MgCl2＋Mg(OH)2。(3)①根据流程图，“酸溶”后加入氨水，生成Mg(OH)2沉淀，没有生成Ca(OH)2沉淀，所以溶解度：Ca(OH)2>Mg(OH)2。②“煅烧”时称取27.6 g白云石，高温加热到质量不再变化，收集到的CO2为6.72 L(标准状况下)，则CO2的物质的量为0.3 mol。由碳原子守恒可得，n(CaCO3)＋n(MgCO3)＝0.3 mol，100 g·mol－1×n(CaCO3)＋84 g·mol－1×n(MgCO3)＝27.6 g，解得n(CaCO3)＝0.15 mol，n(MgCO3)＝0.15 mol，若工艺中不考虑Ca、Mg损失，则Mg(OH)2的质量为58 g·mol－1×0.15 mol＝8.7 g、CaCO3的质量为100 g·mol－1×0.15 mol＝15 g。答案：(1)MgO　Mg3N2　(2)＋22CH3MgCl＋2H2O===2CH4↑＋MgCl2＋Mg(OH)2(3)①>　②8.7 g　15 g