2022年高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第3章 金屬及其重要化合物 第2節(jié) 鎂、鋁及其重要化合物模擬預(yù)測通關(guān) 新人教版
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1、2022年高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第3章 金屬及其重要化合物 第2節(jié) 鎂、鋁及其重要化合物模擬預(yù)測通關(guān) 新人教版 一、選擇題 1.氧化還原反應(yīng)在生產(chǎn)、生活中具有廣泛的用途。下列做法中涉及到鋁元素的還原性的是( ) A.明礬凈化水 B.用氫氧化鋁治療胃酸過多 C.用鋁制容器存放濃硫酸 D.電解熔融氧化鋁制單質(zhì)鋁 解析:選C。A項(xiàng)是Al3++3H2OAl(OH)3(膠體)+3H+,Al(OH)3膠體吸附懸浮雜質(zhì)而起到凈化水的作用;B項(xiàng)是Al(OH)3+3HCl===AlCl3+3H2O;D項(xiàng)是電解時鋁從化合物中被還原得到鋁單質(zhì),表現(xiàn)出氧化性;而C項(xiàng)鋁被濃硫酸氧化,表現(xiàn)出還原性,故選C項(xiàng)
2、。 2.化學(xué)在生產(chǎn)和日常生活中有著重要的應(yīng)用。下列說法中不正確的是( ) A.鋁比鐵活潑,但鋁制品比鐵制品在空氣中耐腐蝕 B.鋁熱反應(yīng)不僅被用于焊接鋼軌,而且還常被用于冶煉熔點(diǎn)較高的金屬 C.電解AlCl3飽和溶液,可制得金屬鋁 D.Al2O3、MgO的熔點(diǎn)很高,可用于制作耐高溫材料 解析:選C。A.鋁比鐵活潑,但鋁制品表面容易形成致密的氧化物薄膜,比鐵制品在空氣中耐腐蝕,故A正確;B.鋁屬于活潑的金屬元素,具有較強(qiáng)的還原性,鋁熱反應(yīng)不僅被用于焊接鋼軌,而且還常被用于冶煉熔點(diǎn)較高的金屬,故B正確;C.冶煉鋁,一般通過電解熔融狀態(tài)的氧化鋁,鋁屬于活潑的金屬元素,電解AlCl3飽和溶
3、液,得不到鋁,故C錯誤;D.Al2O3、MgO的熔點(diǎn)很高,可用于制作耐高溫材料,故D正確。 3.下列反應(yīng)的離子方程式書寫正確的是( ) A.CO2通入NaAlO2溶液中:AlO+CO2+H2O===Al(OH)3↓+CO B.Al2O3與過量氨水:Al2O3+6NH3·H2O===2Al3++6NH C.向AlCl3溶液中加入過量NaOH溶液:Al3++3OH-===Al(OH)3↓ D.向AlCl3溶液中滴入過量的氨水:Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH 解析:選D。 A項(xiàng)電荷不守恒,質(zhì)量不守恒;B項(xiàng)Al2O3不溶于氨水;C項(xiàng)AlCl3與過量NaOH溶液反
4、應(yīng)生成的是NaAlO2而不是Al(OH)3沉淀。 4.下列各組物質(zhì),不能按(“→”表示反應(yīng)一步完成)關(guān)系轉(zhuǎn)化的是( ) 選項(xiàng) a b c A Al2O3 NaAlO2 Al(OH)3 B AlCl3 Al(OH)3 NaAlO2 C Al Al(OH)3 Al2O3 D MgCl2 Mg(OH)2 MgO 解析:選C。A、B、D三項(xiàng)中的轉(zhuǎn)化關(guān)系分別為,,,C項(xiàng)中Al不能經(jīng)一步反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Al(OH)3。 5.將等物質(zhì)的量的金屬Na、Mg、Al分別與100 mL 2 mol·L-1的鹽酸反應(yīng),實(shí)驗(yàn)測得生成氣體的體積V(已折合為標(biāo)準(zhǔn)狀況)與時間t的關(guān)系
5、如圖所示,則下列說法錯誤的是( ) A.x=2.24 B.鈉的物質(zhì)的量為0.2 mol C.反應(yīng)時,Na、Mg、Al均過量 D.曲線b為Mg與鹽酸反應(yīng)的圖像 解析:選C。由圖像可以看出,生成氣體的體積相等,則鹽酸完全反應(yīng),x=2.24,A正確。根據(jù)生成的H2為2.24 L,可知Na失去0.2 mol電子,則鈉的物質(zhì)的量為0.2 mol,B正確。反應(yīng)時如果鈉過量,則鈉會與水反應(yīng),生成的氣體必多于2.24 L,C錯誤。根據(jù)反應(yīng)速率可知曲線a、b、c依次是Na、Mg、Al與鹽酸反應(yīng)的圖像,D正確。 6.將鐵鋁礬[Al2Fe(SO4)4·xH2O]溶于水中,得到淺綠色溶液,有關(guān)該溶液
6、的敘述正確的是( ) A.鐵鋁礬有凈水作用,其水溶液顯中性 B.向該溶液中加入Na2S溶液,有淡黃色沉淀 C.用惰性電極電解該溶液時,陰極區(qū)有沉淀 D.在空氣中,蒸干并灼燒該溶液,最后所得的殘留固體為Al2O3、Fe2O3 解析:選C。A.鐵鋁礬溶于水電離出鋁離子和亞鐵離子,Al3+、Fe2+水解顯酸性,A項(xiàng)錯誤;B.S2-和Al3+水解相互促進(jìn),生成氫氧化鋁和H2S,B項(xiàng)錯誤;C.陰極氫離子放電,所以會生成氫氧化鋁和氫氧化亞鐵沉淀,C項(xiàng)正確;D.Fe2+易被空氣中的氧氣氧化成Fe3+,Al3+、Fe3+水解生成硫酸,硫酸難揮發(fā),所以最終得到的是硫酸鋁和硫酸鐵,D項(xiàng)錯誤。 7.某
7、同學(xué)通過一系列實(shí)驗(yàn)探究Mg及其化合物的性質(zhì),操作正確且能達(dá)到目的的是( ) A.將水加入濃硫酸中得到稀硫酸,置鎂片于其中探究Mg的活潑性 B.將NaOH溶液緩慢滴入MgSO4溶液中,觀察Mg(OH)2沉淀的生成 C.將Mg(OH)2濁液直接倒入已裝好濾紙的漏斗中過濾,洗滌并收集沉淀 D.將Mg(OH)2沉淀轉(zhuǎn)入蒸發(fā)皿中,加足量稀鹽酸,加熱蒸干得無水MgCl2固體 解析:選B。A.濃硫酸的密度大于水,因此稀釋濃硫酸,應(yīng)把濃硫酸加入到水中,邊加邊攪拌,故錯誤;B.Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓,故正確;C.過濾時,沿著玻璃棒倒入漏斗中,故錯誤;D.需要先在燒杯中加稀鹽酸溶解沉
8、淀;加熱促進(jìn)Mg2+的水解,加熱蒸干不能得到MgCl2固體,故錯誤。 8.已知NH+AlO+2H2O===Al(OH)3↓+NH3·H2O,向含有等物質(zhì)的量的NH、Al3+、H+的混合溶液中,慢慢滴加NaOH溶液直至過量,并不斷攪拌,發(fā)生以下離子反應(yīng): ①H++OH-===H2O ②Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O ③Al3++3OH-===Al(OH)3↓ ④NH+OH-===NH3·H2O 先后順序正確的是( ) A.①→②→③→④ B.①→③→②→④ C.①→③→④→② D.①→④→②→③ 解析:選C。結(jié)合OH-能力強(qiáng)的先反應(yīng),第一個反應(yīng)為H++OH-==
9、=H2O;第二個反應(yīng)為Al3++3OH-===Al(OH)3↓;AlO與NH能相互促進(jìn)水解而生成Al(OH)3,故第三個反應(yīng)為NH+OH-===NH3·H2O;最后一個反應(yīng)為Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O。 9.通過觀察化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,分析歸納出正確的結(jié)論,是學(xué)習(xí)化學(xué)科學(xué)最基本的技能之一。下列由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出的結(jié)論正確的是( ) 選項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論 A 把相同大小的一塊鋁和鎂分別投入相同濃度的NaOH溶液中:鋁溶解有氣泡放出,而鎂沒有任何變化 由此得出:鋁的金屬性比鎂強(qiáng) B 取一塊鋁箔,用酒精燈點(diǎn)燃:鋁箔只熔化成液體而沒有脫落 由此得出:鋁不易燃燒 C 向
10、氯化銨溶液中投入一鋁片:鋁片上產(chǎn)生大量氣泡 由此得出:該氣體是氨氣 D 向氯化鋁溶液中逐滴滴加NaOH溶液至過量:先產(chǎn)生白色沉淀,后沉淀逐漸溶解,最后沉淀完全消失 由此得出:氫氧化鋁能溶于強(qiáng)堿溶液 解析:選D 。A項(xiàng),比較金屬性的強(qiáng)弱是用金屬單質(zhì)與水或酸反應(yīng)產(chǎn)生H2的難易程度,錯誤;B項(xiàng),由于生成了熔點(diǎn)很高的氧化鋁,起到隔絕空氣的作用,錯誤;C項(xiàng),產(chǎn)生的氣體應(yīng)為H2,錯誤。 10.工業(yè)上用某種氧化鋁礦石(含F(xiàn)e2O3雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如下: 對上述流程中的判斷正確的是( ) A.試劑X可以為氨水,沉淀中含有鐵的化合物 B.CO2可以用H2SO4溶液或稀鹽酸代替
11、 C.反應(yīng)Ⅱ中的離子方程式為CO2+AlO+2H2O===Al(OH)3↓+HCO D.工業(yè)上還可采用Fe還原Al2O3的方法制Al,成本更低 解析:選C。A項(xiàng),試劑X應(yīng)為強(qiáng)堿溶液,使Al2O3溶解;B項(xiàng),若用強(qiáng)酸代替CO2,強(qiáng)酸過量時,Al(OH)3會溶解,不能保證生成Al(OH)3沉淀;D項(xiàng),因Al比Fe活潑,不能用Fe置換Al。 二、非選擇題 11.某混合物甲中含有明礬[KAl(SO4)2·12H2O]、Al2O3和Fe2O3。在一定條件下由甲可實(shí)現(xiàn)如圖所示的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化。 請回答下列問題: (1)寫出A、B、D的化學(xué)式:A______________、B______
12、________、D______________。 (2)試劑a最好選用________。 A.NaOH溶液 B.稀鹽酸 C.二氧化碳 D.氨水 (3)寫出反應(yīng)②的離子方程式:______________________________________________。 (4)固體E可以作為復(fù)合性的化學(xué)肥料,E中所含物質(zhì)的化學(xué)式為_______________。 解析:根據(jù)已知信息中甲的成分,可推斷B為氧化鋁,因此反應(yīng)③是通過電解Al2O3而得到D(氧氣)和A(單質(zhì)鋁)。甲加入水過濾得到明礬溶液(溶液中含有Al3+、K+和SO)和氧化鋁、氧化鐵沉淀,再向沉淀中加入氫氧化
13、鈉溶液,則氧化鋁溶解,再通入過量二氧化碳可以得到氫氧化鋁沉淀。試劑a應(yīng)該為氨水,如果加入的試劑a是氫氧化鈉溶液,則其加入的量不易控制,由此可推知E為硫酸鉀、硫酸銨的混合物。 答案:(1)Al Al2O3 O2 (2)D (3)AlO+2H2O+CO2===Al(OH)3↓+HCO (4)K2SO4、(NH4)2SO4 12.鋁是人類生活中繼銅、鐵之后又一個重要的金屬。工業(yè)上冶煉金屬鋁的原料來源于自然界中重要的礦物質(zhì)釩土(主要成分Al2O3;還有SiO2、Fe2O3、FeCO3、MgCO3等雜質(zhì))。從釩土中提取得到Al2O3的工藝流程如下圖所示: 請回答下列問題: (1)
14、固體A所含物質(zhì)的化學(xué)式是________________________________。 (2)寫出溶液A與足量氣體B反應(yīng)的離子方程式:_____________________________。 (3)工業(yè)冶煉金屬鋁通常用石墨碳塊作電解槽的陽極,請你根據(jù)電解原理解釋電解冶煉鋁的過程中,需要定期補(bǔ)充陽極碳塊的原因:_____________________________________。 (4)Al2O3的熔點(diǎn)很高,因而在工業(yè)冶煉時,需將Al2O3熔于熔化的冰晶石(Na3AlF6)中進(jìn)行電解。請寫出電解過程中陰極的電極反應(yīng)式:_____________________________
15、___。 工業(yè)上通常將Al(OH)3和Na2CO3一同溶于氫氟酸來制取冰晶石,反應(yīng)時放出CO2氣體,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________________________________。 (5)有一位同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn),AlCl3的熔點(diǎn)很低。他提出:可通過電解熔融狀態(tài)的AlCl3制取金屬鋁。你認(rèn)為他提出的方案是否可行?為什么?____________________________。 (6)某企業(yè)用上述工藝流程進(jìn)行生產(chǎn),每10.0 t釩土可得到金屬鋁1.35 t。如果不考慮生產(chǎn)過程的損耗,則釩土中Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______________。 解
16、析:(1)釩土的主要成分是Al2O3,還有SiO2、Fe2O3、FeCO3、MgCO3等雜質(zhì),除SiO2不反應(yīng)外,與鹽酸反應(yīng)生成的金屬陽離子有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+等,這些金屬陽離子再與氫氧化鈉反應(yīng)后生成的可溶物為NaAlO2,不溶物為Fe(OH)2、Fe(OH)3、Mg(OH)2; (2)由(1)知溶液A主要成分為NaAlO2和剩余的氫氧化鈉,通入足量二氧化碳?xì)怏w發(fā)生反應(yīng):CO2+OH-===HCO和AlO+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO; (3)電解冶煉鋁的陽極產(chǎn)物為O2,在高溫條件下,O2與陽極碳發(fā)生反應(yīng)消耗陽極碳塊,所以需要定期補(bǔ)充陽極碳塊; (4
17、)電解熔融的氧化鋁,陰極發(fā)生還原反應(yīng),即鋁離子得電子生成單質(zhì)鋁,陰極的電極反應(yīng)為Al3++3e-===Al;工業(yè)上通常將Al(OH)3和Na2CO3一同溶于氫氟酸來制取冰晶石,反應(yīng)時放出CO2氣體,根據(jù)原子守恒配平,則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al(OH)3+3Na2CO3+12HF===2Na3AlF6+3CO2↑+9H2O。 (5)AlCl3是共價化合物,在熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電,不能用來電解,而氧化鋁為離子化合物,在熔融狀態(tài)下可導(dǎo)電,可以用來電解; (6)根據(jù)元素守恒,釩土中每1 mol Al2O3會生成2 mol Al,則釩土中Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=(1.35 t×102 g·mol-1)÷
18、(27 g·mol-1×2×10 t)×100%=25.5%。 答案:(1)Fe(OH)2、Fe(OH)3、Mg(OH)2 (2)CO2+OH-=== HCO、AlO+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO (3)電解冶煉鋁的陽極產(chǎn)物為氧氣,在高溫條件下,氧氣與陽極碳發(fā)生反應(yīng)消耗陽極碳塊 (4)Al3++3e-===Al 2Al(OH)3+3Na2CO3+12HF===2Na3AlF6+3CO2↑+9H2O (5)不可行;AlCl3是共價化合物,熔融狀態(tài)的AlCl3不導(dǎo)電 (6)25.5%(或0.255) 13.聚合氯化鋁晶體是介于AlCl3和Al(OH)3 之間的一種
19、水溶性無機(jī)高分子聚合物,其制備原料主要是鋁加工行業(yè)的廢渣——鋁灰,它主要含Al2O3、Al,還有SiO2等雜質(zhì)。聚合氯化鋁生產(chǎn)的工藝流程如下: (1)反應(yīng)中副產(chǎn)品a是________(用化學(xué)式表示)。 (2)升高pH至4.0~5.0的目的是___________________________________________。 (3)生產(chǎn)過程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是___________________________(用化學(xué)式表示)。 (4)為使得到的晶體較純凈,生產(chǎn)過程中使pH升高的C物質(zhì)可選用________(填編號)。 a.NaOH b.Al c.氨水 d.Al2O3 e.N
20、aAlO2 (5)聚合氯化鋁晶體的化學(xué)式可表示為[Al2(OH)nCl6-n·xH2O]m,實(shí)驗(yàn)室測定n的值: ①稱取a g晶體,制成粉末,加熱至質(zhì)量不再變化為止,稱量為b g。此過程可能用到的下列儀器有________。 a.蒸發(fā)皿 b.坩堝 c.研缽 d.試管 ②另取a g晶體,進(jìn)行如下操作:用A試劑溶解→加足量AgNO3溶液→C操作→烘干→稱量為c g。 A試劑為_________(填試劑名稱),C操作為__________(填操作名稱)。n=__________(用含b、c的代數(shù)式表示)。 解析:(1)鋁灰用水清洗后,加入鹽酸,Al與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生H2,因此氣體a為H2
21、。 (2)鋁灰加入鹽酸得到的B為AlCl3溶液,降溫熟化后,升高pH可以促進(jìn)AlCl3水解,從而使晶體析出。 (3)生產(chǎn)過程中HCl可以循環(huán)使用。 (4)生產(chǎn)過程中為使pH升高,可以加入Al、Al2O3,它們與AlCl3水解生成的H+反應(yīng),且不會引入其他雜質(zhì)。 (5)①將晶體制成粉末,需要用到研缽,加熱粉末至質(zhì)量不再變化,需要用到坩堝,得到的b g物質(zhì)為Al2O3。 ②將晶體溶解,選擇硝酸,操作C為過濾、洗滌,得到的c g物質(zhì)為AgCl。根據(jù)關(guān)系式:Al2O3~(6-n)AgCl,有102∶(861-143.5n)=b∶c,解得n=。 答案:(1)H2 (2)促進(jìn)AlCl3的水解,
22、使晶體析出 (3)HCl (4)bd (5)①bc?、谙跛帷∵^濾、洗滌 14.鋁鎂合金是飛機(jī)制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料。研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)為測定某含鎂3%~5%的鋁鎂合金(不含其他元素)中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù),設(shè)計(jì)了下列兩種不同實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究。 方案一: [實(shí)驗(yàn)方案] 將鋁鎂合金與足量NaOH溶液反應(yīng),測定剩余固體質(zhì)量。 實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________________________。 [實(shí)驗(yàn)步驟] (1)稱取10.8 g鋁鎂合金粉末樣品,溶于體積為V mL、物質(zhì)的量濃度為 4.0 mol·L-1的NaOH溶液中,充分反應(yīng)。
23、則NaOH溶液的體積V≥________mL。 (2)過濾、洗滌、干燥、稱量固體。該步驟中若未洗滌固體,測得鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。 方案二: [實(shí)驗(yàn)方案] 將鋁鎂合金與足量稀硫酸溶液反應(yīng),測定生成氣體的體積。 [實(shí)驗(yàn)步驟] (1)同學(xué)們擬選用下列實(shí)驗(yàn)裝置完成實(shí)驗(yàn): 你認(rèn)為最簡易的裝置連接順序是A接( )( )接( )( )接( )(填接口字母,可不填滿)。 (2)仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)裝置后,同學(xué)們經(jīng)討論認(rèn)為以下兩點(diǎn)會引起較大誤差:稀硫酸滴入錐形瓶中,即使不生成H2,也會將瓶內(nèi)空氣排出,使所測H2體積偏大;實(shí)驗(yàn)結(jié)束時,連接廣口瓶和量筒的導(dǎo)管中
24、有少量水存在,使所測氫氣體積偏小。于是他們設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。 ①裝置中導(dǎo)管a的作用是_________________________________________________。 ②實(shí)驗(yàn)前后量氣管(由堿式滴定管改裝)中液面讀數(shù)分別為V1 mL、V2 mL,則產(chǎn)生氫氣的體積為________mL。 ③若需確定產(chǎn)生氫氣的量,還需測定的數(shù)據(jù)是________________________。 答案:方案一:2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑ (1)97 (2)偏高 方案二:(1)E D G (2)①使分液漏斗內(nèi)氣體壓強(qiáng)與錐形瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)相等,打開分液漏斗活塞時稀硫酸能順利滴下;滴入錐形瓶的稀硫酸的體積等于進(jìn)入分液漏斗的氣體體積,從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差 ②(V1-V2)?、蹖?shí)驗(yàn)時的溫度和壓強(qiáng)
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