2022年高考化學 考點一遍過 專題15 鎂、鋁及其重要化合物
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1、2022年高考化學 考點一遍過 專題15 鎂、鋁及其重要化合物 一、鎂和鋁的性質 金屬 項目 鎂(Mg) 鋁(Al) 原子結構 原子最外層2個電子 原子最外層3個電子 原子半徑 1.60×10?10 m 1.43×10?10 m 化合價 +2 +3 單 質 性 質 物 理 性 質 鎂和鋁都是密度較小、熔點較低、硬度較小的銀白色金屬,但鎂和鋁相比較,鋁的硬度比鎂的稍大,熔點和沸點都是鋁比鎂的高 活潑性 較活潑 較活潑 抗 腐 蝕 性 在空氣中都能跟氧氣反應,表面覆蓋一層致密而堅硬的氧化物
2、薄膜,都具有高腐蝕性能 與O2反應 2Mg+O22MgO 4Al+3O22Al2O3 與鹵素單質、硫等反應 Mg+ Cl2MgCl2 Mg+SMgS 2Al+3Cl22AlCl3 2Al+3SAl2S3 與 酸 反 應 Mg+2H+Mg2++H2↑ 2Al + 6H+2Al3++3H2 ↑ 與水反應 Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑ 不反應 與堿反應 不反應 2Al+2NaOH +2H2O2NaAlO2 +3H2 ↑ 與氧化物反應 2Mg+CO22MgO+C 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 結 論 鎂、鋁均為較活潑的金屬,但鎂的金屬
3、性強于鋁 解 釋 核電荷數鎂小于鋁,而原子半徑鎂大于鋁,故核對最外層的電子引力鎂小于鋁,即Al比Mg難失電子,金屬性弱于Mg 主要用途 鎂合金汽車、飛機制造、照明彈等 鋁合金汽車、船舶、飛機制造、防銹 油漆、導線、電纜等 鋁熱反應 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 4Al+3MnO23Mn+2Al2O3 在實驗室按如圖所示裝置進行鋁熱反應,實驗現象是當外露部分鎂條剛剛燃燒完畢時,紙漏斗內混合物立即劇烈反應,發(fā)出耀眼的光芒,產生大量的煙。紙漏斗被燒破,有紅熱狀的液珠落入蒸發(fā)皿內的細沙上,液珠冷卻后變?yōu)楹谏腆w(落下的是鐵珠)。 鋁熱反應是指工業(yè)上用鋁粉來還原一
4、些金屬氧化物,得到Fe、V、Cr、Mn等難溶金屬的一類反應。鋁熱反應的實質是鋁在高溫條件下將活動性比鋁弱的金屬從其氧化物中置換出來。 二、氧化鋁和氫氧化鋁 兩性氧化物:既能與酸反應生成鹽和水,又能與堿反應生成鹽和水的氧化物。 兩性氫氧化物:既能與酸反應生成鹽和水,又能與堿反應生成鹽和水的氫氧化物。 名稱 氧化鋁 氫氧化鋁 化學式 Al2O3 Al(OH)3 類別 兩性氧化物 兩性氫氧化物 物理 性質 高熔點,高沸點,高硬度,不溶于水的白色固體 不溶于水的白色膠狀固體,具有吸附性 化學 性質 ①與強酸反應: Al2O3+6H+2Al3++3H2O ②與強
5、堿反應: Al2O3+2OH-2+H2O ①兩性: Al(OH)3+3H+Al3++3H2O Al(OH)3+OH-+2H2O ②熱穩(wěn)定性: 2Al(OH)3Al2O3+3H2O 用途 煉鋁原料、制作耐火材料 可用作吸附劑、媒染劑和凈水劑;治療胃酸;可作為制造瓷釉、耐火材料、防水織物的原料 三、“鋁三角”及其應用 1.具體反應 Al(OH)3+OH?+2H2O Al(OH)3+3H+Al3++3H2O Al3++3OH?Al(OH)3↓ +H++H2OAl(OH)3↓ +4H+Al3++2H2O Al3++4OH?+2H2O Al3++3+6H2O4Al
6、(OH)3↓ 2.應用 (1)判斷離子共存問題 Al3+與OH?及、、S2?等弱酸根陰離子或與H+、以及弱堿陽離子Al3+、Fe3+等因生成沉淀或發(fā)生水解相互促進反應而不能大量共存。 (2)鑒別(利用滴加順序不同,現象不同) ①向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液,先產生白色沉淀,后沉淀溶解。 ②向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液,開始無明顯現象,后產生白色沉淀,沉淀不溶解。 (3)分離提純 ①利用Al能溶于強堿溶液,分離Al與其他金屬的混合物。 ②利用Al2O3,能與強堿溶液反應,分離Al2O3與其他金屬氧化物。 ③利用Al(OH)3能與強堿溶液反應,分離Al3+與其他金屬
7、陽離子。 四、硫酸鋁鉀——KAl(SO4)2 (1)硫酸鋁鉀在水溶液中的電離方程式為KAl(SO4)2===K++Al3++2。 (2)帶有十二個結晶水的硫酸鋁鉀稱為十二水合硫酸鋁鉀,俗稱明礬,化形式為KAl(SO4)2·12H2O,它是無色晶體,可溶于水。由于Al3+能水解生成具有強吸附性的膠體:Al3++3H2O===3H++Al(OH)3,故明礬是一種常用的凈水劑。 明礬中含有Al3+和,向明礬溶液中滴入Ba(OH)2溶液,當Al3+ 恰好完全沉淀時,離子方程式為2Al3+ +3+3Ba2+ +6OH?===2Al(OH)3↓+3BaSO4↓,此時只沉淀了總量的四分之三,總的沉淀
8、的物質的量達到最大;當完全沉淀時,離子方程式為Al3++2+2Ba2++4OH?===2BaSO4↓++2H2O,此時Al3+ 恰好完全轉化為,總的沉淀的質量達到最大。 考向一 鋁及其化合物的轉化 典例1 下列各組物質,不能按(“→”表示反應一步完成)關系轉化的是 選項 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 【答案】C 1.鋁及其化合物在生產、生活等方面有廣泛的應用。
9、(1)鋁元素位于周期表中第__________周期__________族。硼、鎵與鋁位于同一主族,現有下列三種物質:①Na[Al(OH)4]、②Na[B(OH)4]、③Na[Ga(OH)4],濃度相同的這三種物質的溶液pH由大到小的順序為___________(用序號表示)。{Na[Al(OH)4]也可表示偏鋁酸鈉,硼、鎵類似} (2)將20.0 mL 0.1 mol/L Ba(OH)2溶液和20.0 mL 0.1 mol/L NH4Al(SO4)2溶液混合,所得溶液中Al3+、、、OH?、H+的濃度由大到小的順序為 _____________。 (3)氮化鋁(AlN)是一種新型的無機非金
10、屬材料,可用作熱交換器材料。某AlN樣品中僅含有Al2O3雜質,為測定AlN的含量,甲組同學設計了如下流程: 已知:AlN+NaOH+H2O===NaAlO2+NH3↑。 ①過濾時用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗和______________。 ②實驗過程中,稱得樣品的質量為4.2 g,最后得到的固體為5.1 g,則樣品中AlN的質量分數為___________。(不考慮整個過程中的損耗) 考向二 鋁與酸、堿反應的有關計算 (1)鋁能與酸溶液反應生成H2和鋁鹽(Al3+),但與稀HNO3反應不生成H2,且在濃HNO3、濃H2SO4中鈍化。 (2)鋁與強堿溶液反應生成H2和偏鋁
11、酸鹽()。 (3)鋁與酸或堿溶液反應生成H2的量的關系: 有關離子方程式為: 2Al+6H+2Al3++3H2↑ 2Al+2OH?+2H2O2+3H2↑ Al與酸、堿反應的實質都是:AlAl3+,2H+H2,故與酸或堿反應時,鋁與氫氣的關系均為2Al~3H2↑,利用此性質可以方便地進行有關計算。 ①等量Al分別與足量酸(H+)和堿(OH?)溶液反應,生成H2之比為1∶1,消耗H+和OH?之比為3∶1。 ②足量Al分別與所含H+和OH?物質的量相等的溶液反應,生成H2之比為1∶3。 ③若產生H2之比為<<,則必定是: 與酸反應時,Al過量、H+不足,而與堿反應時,Al不足、OH
12、?過量。 典例1 甲、乙兩燒杯中各盛有100 mL 3 mol·L-1的鹽酸和NaOH溶液,向兩燒杯中分別加入等質量的鋁粉,反應結束后,測得生成的氣體體積比為V(甲)∶V(乙)=1∶2,則加入鋁粉的質量為 A.5.4 g B.3.6 g C.2.7 g D.1.8 g 【答案】A 2.有兩種金屬組成的混合物粉末15g與足量的稀鹽酸反應,生成11.2L(標準狀況下)H2,則該混合物的組成不可能是 A.Fe、Zn B.Al、Cu C.Al、Na D.Al、Fe 考向三 Al(OH)3沉淀的圖象分析 1.四個基本圖象 (1)
13、可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應的圖象: 操作 可溶性鋁鹽溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量 NaOH溶液中逐滴加入可溶性鋁鹽溶液至過量 現象 立即產生白色沉淀→漸多→最多→漸少→消失 無沉淀(有但即溶)→出現沉淀→漸多→最多→沉淀不消失 圖象 離子方 程式 Al3++3OH?Al(OH)3↓ Al(OH)3+OH?+2H2O Al3++4OH?+2H2O 3+Al3++6H2O4Al(OH)3↓ (2)偏鋁酸鹽溶液與鹽酸反應的圖象: 操作 偏鋁酸鹽溶液中逐滴加稀鹽酸至過量 稀鹽酸中逐滴加偏鋁酸鹽溶液至過量 現象 立即產生白色沉淀→漸多→最多→漸少→
14、消失 無沉淀(有但即溶)→出現沉淀→漸多→最多→沉淀不消失 圖象 離子方 程式 +H++H2OAl(OH)3↓ Al(OH)3+3H+Al3++3H2O +4H+Al3++2H2O; Al3++3+6H2O4Al(OH)3↓ 2.拓展圖象 (1)向AlCl3溶液中逐滴加入氨水或NaAlO2溶液至過量,圖象如圖1所示。 (2)向NaAlO2溶液中逐滴加入AlCl3溶液或通入CO2至過量,圖象如圖2所示。 (3)向MgCl2、AlCl3和鹽酸的混合溶液(即將Mg、Al溶于過量鹽酸所得的溶液)中逐滴滴入NaOH溶液至過量,圖象如圖3所示。 (4)向MgCl2、A
15、lCl3混合溶液中先加入NaOH溶液,后加入鹽酸(NaOH與鹽酸的物質的量濃度相等),沉淀圖象如圖4所示。 典例1 某實驗小組對一含有Al3+的未知溶液進行了如下分析: (1)滴入少量氫氧化鈉,無明顯變化; (2)繼續(xù)滴加NaOH溶液,有白色沉淀; (3)滴入過量的氫氧化鈉,白色沉淀明顯減少。實驗小組經定量分析,得出如圖所示沉淀與滴入氫氧化鈉體積的關系。下列說法錯誤的是 A.該未知溶液中至少含有3種陽離子 B.滴加的NaOH溶液的物質的量濃度為5 mol/L C.若另一種離子為二價陽離子,則a=10 D.若將最終沉淀過濾、洗滌、灼燒,其質量一定為6 g 【
16、答案】D 3.向含Al2(SO4)3和AlCl3的混合溶液中逐滴加入1 mol/L Ba(OH)2溶液至過量,加入Ba(OH)2溶液的體積和所得沉淀的物質的量的關系如圖,下列說法不正確的是 A.圖中C點鋁元素存在形式是 B.向D點溶液中通人CO2氣體,立即產生白色沉淀 C.原混合液中c[Al2(SO4)3]∶c(AlCl3)=1∶2 D.OA段反應的離子方程式為:3Ba2++2Al3++8OH?+3===3BaSO4↓+2+4H2O 考向四 有關鎂、鋁合金的定量計算 鎂、鋁都能與非氧化性酸反應生成相應的鹽。鎂和鋁的化合物與強堿溶液反應時,一個重要的特征是它們相對量
17、的不同,沉淀量也有所不同。沉淀量隨強堿量的變化關系用文字很難表達清楚,但若用圖象表示,不僅有助于理解鎂和鋁的化合物與強堿反應的過程,也有助于解決有關計算問題。 1.向含Mg2+與Al3+的混合溶液中逐滴加入強堿溶液 (1)現象:出現沉淀→漸多→最多→減少→不變。 (2)圖象:如圖甲。 (3)量的關系:①n(Al3+)=(b?a) mol;②n(Mg2+)= mol。 2.向含Mg2+與Al3+的酸性溶液中逐滴加入強堿溶液 (1)現象:無明顯現象→出現沉淀→漸多→最多→減少→不變。 (2)圖象:如圖乙。 典例1 把一塊鎂鋁合金投入到20 mL 1 mol/L的HCl溶
18、液里,待合金完全溶解后,往溶液里加入1 mol/L的NaOH溶液,生成沉淀的物質的量隨加入NaOH溶液體積(mL)變化的關系如圖所示。下列說法中正確的是 A.鎂鋁合金具有很強的抗腐蝕能力,它不溶解在任何酸、堿或鹽中 B.c值越大,合金中Al的含量越高 C.b值越大,合金中Mg的含量越高 D.假設c=25,整個實驗過程中,只發(fā)生了4個離子反應 【答案】B 4.將0.1 mol鎂和鋁的混合物溶于100 mL 2 mol/L 稀硫酸中,然后滴加1 mol/L的NaOH溶液。 請回答下列問題: (1)若在滴加NaOH溶液的過程中,沉淀質量隨加入NaOH溶液體積的變化如圖所示
19、。 則當V1=160 mL時,金屬粉末中n(Mg)= mol,V2= mL。 (2)若在滴加NaOH溶液的過程中,欲使Mg2+、Al3+剛好沉淀完全,則滴入NaOH溶液的體積V(NaOH)= 。 (3)若混合物仍為0.1 mol,其中鎂粉的物質的量分數為a,用100 mL 2 mol/L稀硫酸溶解此混合物后,再加入450 mL 1 mol/L NaOH溶液,所得沉淀中無Al(OH)3。寫出滿足此條件的a的取值范圍 。 1.某同學通過一系列實驗探究Mg及其化合物的性質,操作正確且能達到目的的是 A.將水加入濃硫
20、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沉淀轉入蒸發(fā)皿中,加足量稀鹽酸,加熱蒸干得無水MgCl2固體 2.將等物質的量的金屬Na、Mg、Al分別與100 mL 2 mol·L-1的鹽酸反應,實驗測得生成氣體的體積V(已折合為標準狀況)與時間t的關系如圖所示,則下列說法錯誤的是 A.x=2.24 B.鈉的物質的量為0.2 mol C.反應時,Na、Mg、Al均過量 D.曲線b為Mg與鹽酸反應的圖像 3.有
21、一塊鎂鋁合金,其中鎂與鋁的質量比是8∶9。加入足量稀H2SO4使其完全溶解后,再加入NaOH溶液,生成沉淀的質量隨NaOH溶液體積變化的曲線如下圖,其中正確的是 4.將鐵鋁礬[Al2Fe(SO4)4·xH2O]溶于水中,得到淺綠色溶液,有關該溶液的敘述正確的是 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 5.某同學研究鋁及其化合物的性質時設計了如下兩個實驗方案: 方案①:2.7 g Al X溶液Al(OH)3沉淀 方案
22、②:2.7 g AlY溶液Al(OH)3沉淀 NaOH溶液和稀鹽酸的濃度均是3 mol·L-1,如圖是向X溶液和Y溶液中分別加入NaOH溶液或稀鹽酸時產生沉淀的物質的量與加入鹽酸或氫氧化鈉溶液體積之間的關系。下列說法正確的是 A.X溶液溶質為AlCl3,Y溶液溶質為NaAlO2 B.b曲線表示的是向X溶液中加入NaOH溶液 C.在O點時兩方案中所得溶液濃度相等 D.a、b曲線表示的反應都是氧化還原反應 6.向含Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入150 mL 1 mol·L-1HCl溶液,測得溶液中的某幾種離子物質的量的變化如圖所示,則下列說法不正確的是 A.a
23、曲線表示的離子方程式為+H++H2O===Al(OH)3↓ B.b和c曲線表示的離子反應是相同的 C.M點時,溶液中沉淀的質量為3.9 g D.原混合溶液中的與的物質的量之比為1∶2 7.標況下將CO2氣體緩緩地通入到含2 mol KOH、1 mol Ba(OH)2和2 mol KAlO2的混合溶液中直至過量,生成沉淀的物質的量與所通CO2的體積關系如圖所示。下列關于整個反應進程中的各種描述正確的是 A.A~B段和C~D段發(fā)生的反應相同 B.B~C段反應的離子方程式是+2H2O+CO2===Al(OH)3↓+ C.V=134.4 L,n=3 mol D.D點所得溶液中離子濃
24、度的關系為c(K+)>c()>c(OH-)>c()>c(H+) 8.把NaOH、MgCl2、AlCl3三種固體組成的混合物溶于足量水后有1.16 g白色沉淀,在所得的濁液中逐滴加入1 mol·L-1 HCl溶液,加入HCl溶液的體積與生成沉淀的質量關系如下圖所示,試回答: (1)寫出混合物溶于水時發(fā)生反應的離子方程式:______________________________。 (2)寫出AB段反應的離子方程式:________________________,B點的沉淀物的化學式為_________。 (3)求原混合物中AlCl3的物質的量和NaOH的質量。 (4)求Q點加入
25、的HCl溶液體積。 9.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釩土(主要成分Al2O3;還有SiO2、Fe2O3、FeCO3、MgCO3等雜質)。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)固體A所含物質的化學式是________________________________。 (2)寫出溶液A與足量氣體B反應的離子方程式:_____________________________。 (3)工業(yè)冶煉金屬鋁通常用石墨碳塊作電解槽的陽極,請你根據電解原理解釋電解冶煉鋁的過程中,需要定期補充陽極碳塊的
26、原因:_____________________________________。 (4)Al2O3的熔點很高,因而在工業(yè)冶煉時,需將Al2O3熔于熔化的冰晶石(Na3AlF6)中進行電解。請寫出電解過程中陰極的電極反應式:________________________________。 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,反應時放出CO2氣體,寫出該反應的化學方程式:________________________________________________。 (5)有一位同學查閱資料發(fā)現,AlCl3的熔點很低。他提出:可通過電解熔融狀態(tài)的AlCl
27、3制取金屬鋁。你認為他提出的方案是否可行?為什么?____________________________。 (6)某企業(yè)用上述工藝流程進行生產,每10.0 t釩土可得到金屬鋁1.35 t。如果不考慮生產過程的損耗,則釩土中Al2O3的質量分數為______________。 1.[2018·江蘇]在給定條件下,下列選項所示的物質間轉化均能實現的是 A. B. C. D. 2.[2016·上海]已知NaOH+Al(OH)3→Na[Al(OH)4]。向集滿CO2的鋁制易拉罐中加入過量NaOH濃溶液,立即封閉罐口,易拉罐漸漸凹癟;再過一段時間,罐壁又重新凸起。上述實驗過程
28、中沒有發(fā)生的離子反應是 A.CO2+2OH?→+H2O B.Al2O3+2OH?+3 H2O→2 [Al(OH)4] ? C.2 Al+2OH?+6H2O→2 [Al(OH)4] ?+3 H2↑ D.Al3++4 OH?→[Al(OH)4]? 3.[2014·上海]已知:2[NaAl(OH)4]+CO2→2Al(OH)3↓+Na2CO3+H2O。向含2 mol NaOH、1 mol Ba(OH)2、2 mol [NaAl(OH)4]的混合液中慢慢通入CO2,則通入CO2的量和生成沉淀的量的關系正確的是
29、選項 A B C D n(CO2)(mol) 2 3 4 6 n(沉淀)(mol) 1 2 3 3 4.[2014·北京]下列金屬中,表面自然形成的氧化層能保護內層金屬不被空氣氧化的是 A.K B.Na C.Fe D.Al 5.[2016·浙江理綜]化合物Mg5Al3(OH)19(H2O)4可作環(huán)保型阻燃材料,受熱時按如下化學方程式分解: 2Mg5Al3(OH)19(H2O)427H2O↑+10MgO+3Al2O3 (1)寫出該化合物作阻燃劑的兩條依據____________________________。 (2)用
30、離子方程式表示除去固體產物中Al2O3的原理_________________________。 (3)已知MgO可溶于NH4Cl的水溶液,用化學方程式表示其原理_________________。 變式拓展 1.【答案】(1)三 ⅢA ③>①>② (2)c()>c()>c(Al3+)>c(H+)>c(OH?) (3)①玻璃棒 ②87.86% (3) ①過濾時用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒;設AlN的質量為a g,根據關系式 2AlN~Al2O3 Δm 82 102 20 a 0.9 a=0.369 g,AlN的質量
31、分數為87.86%。 2.【答案】A 3.【答案】D 【解析】向含Al2(SO4)3和AlCl3的混合溶液與Ba(OH)2溶液反應的實質是Al3+與OH?、Ba2+與之間的離子反應,如下:Ba2++===BaSO4↓,Al3++3OH?===Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH?===+2H2O,假設1 mol Al2(SO4)3中完全被沉淀所需Ba(OH)2量為3 mol,提供6 mol OH?,1 mol Al2(SO4)3中含有2 mol Al3+,由反應Al3++3OH?===Al(OH)3↓可知,2 mol Al3+完全沉淀,需要6 mol OH?,故:從起點到A點,可以認為
32、是硫酸鋁與氫氧化鋇恰好發(fā)生反應生成硫酸鋇、氫氧化鋁沉淀,A點時完全沉淀,A~B為氯化鋁與氫氧化鋇的反應,B點時溶液中Al3+完全沉淀,產生沉淀達最大值,溶液中溶質為BaCl2,B~C為氫氧化鋁與氫氧化鋇反應,C點時氫氧化鋁完全溶解。A、C點時氫氧化鋁完全溶解,轉化為偏鋁酸鹽,故C點鋁元素存在形式是,A正確;B、D點的溶液中含有Ba2+、,通入二氧化碳立即產生碳酸鋇、氫氧化鋁沉淀,B正確;C、前3 L Ba(OH)2溶液與溶液中Al2(SO4)3反應,從3 L~6 L為Ba(OH)2溶液與溶液中AlCl3反應,二者消耗的氫氧化鋇的物質的量相等為3 L×1 mol/L=3 mol,由生成硫酸鋇可知
33、3n[Al2(SO4)3]= n [Ba(OH)2],故n[Al2(SO4)3]=1 mol,由氯化鋁與氫氧化鋇生成氫氧化鋁可知3n(AlCl3)=2n [Ba(OH)2]=6 mol,故n(AlCl3)=2 mol,故原溶液中原混合液中c[Al2(SO4)3]∶c(AlCl3)=1∶2,C正確;D、OA段實質為硫酸鋁與氫氧化鋇恰好發(fā)生反應生成硫酸鋇、氫氧化鋁沉淀,反應離子方程式為:3Ba2++2Al3++6OH?+3===3BaSO4↓+2Al(OH)3↓,D錯誤;答案選D。 4.【答案】(1)0.06 440?。?)400 mL (3)≤a<1 考點沖關 1.【答案】B 【
34、解析】A.濃硫酸的密度大于水,因此稀釋濃硫酸,應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淀;加熱促進Mg2+的水解,加熱蒸干不能得到MgCl2固體,故錯誤。 2.【答案】C 【解析】由圖像可以看出,生成氣體的體積相等,則鹽酸完全反應,x=2.24,A正確。根據生成的H2為2.24 L,可知Na失去0.2 mol電子,則鈉的物質的量為0.2 mol,B正確。反應時如果鈉過量,則鈉會與水反應,生成的氣體必多于2.24 L,C錯誤。根據反應速率可知曲線a、b、c依次是N
35、a、Mg、Al與鹽酸反應的圖像,D正確。 3.【答案】A 【解析】本題考查了鎂鋁的性質及計算。反應的先后順序:Mg+2H+Mg2++H2↑,2Al+6H+2Al3++3H2↑,H++OH-H2O,Mg2++2OH-Mg(OH)2↓,Al3++3OH-Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-AlO2-+H2O,鎂鋁的質量比8∶9,即物質的量之比為1∶1,假設鎂和鋁物質的量都為1 mol,沉淀達到最大,其質量為1 mol×58 g/mol+78 g/mol×1 mol=136 g,繼續(xù)加入NaOH,氫氧化鋁溶解,當全部溶解后,沉淀是氫氧化鎂,此時沉淀的質量為58 g,比總質量的一半還要小,符合
36、題意的圖像是A,故該題選A。 4.【答案】C 【解析】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項錯誤;B.S2-和Al3+水解相互促進,生成氫氧化鋁和H2S,B項錯誤;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項錯誤。 5.【答案】C 6.【答案】D 【解析】Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中加入HCl溶液,先發(fā)生反應:+H++H2O===Al(OH)3↓,A正確;第二階段,反應完畢,發(fā)生反應:+H+=
37、==,b線表示減少,c線表示的增加,所以b和c曲線表示的離子反應是相同的,B正確;加鹽酸50 mL時NaAlO2中鋁元素全部轉化為氫氧化鋁沉淀,加50~100 mL鹽酸時轉化為,加100~150 mL時鹽酸與反應,氫氧化鋁沉淀不溶解,則M點沉淀的質量和鹽酸50 mL時沉淀的質量相同,由NaAlO2+HCl+H2O===NaCl+Al(OH)3↓知,n[Al(OH)3]=n(NaAlO2)=n(HCl)=0.05 mol,m[Al(OH)3]=0.05 mol×78 g·mol-1=3.9 g,C正確;第一、第二兩段消耗的鹽酸的體積都是50 mL,所以消耗的氯化氫的物質的量相等,依據第一階段、第
38、二階段發(fā)生反應+H++H2O===Al(OH)3↓,+H+===,可知與的物質的量之比為1∶1,D錯誤。 7.【答案】C 8.【答案】(1)Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓,Al3++4OH-===+2H2O (2)H2O++H+===Al(OH)3↓ Mg(OH)2、Al(OH)3 (3)AlCl3的物質的量為0.02 mol,NaOH的質量為5.20 g (4)130 mL 【解析】(1)向所得濁液中加入鹽酸時,開始沒有沉淀生成,說明濁液中NaOH過量,則Al3+完全轉化為,濁液中存在的沉淀為Mg(OH)2,反應的離子方程式為Mg2++2OH-===Mg(OH)2
39、↓,Al3++4OH-===+2H2O。(2)AB段,鹽酸和偏鋁酸鈉反應生成氫氧化鋁沉淀,離子方程式為H2O++H+===Al(OH)3↓,B點溶液中存在的溶質是氯化鈉,沉淀為Mg(OH)2、Al(OH)3。(3)A點的沉淀是氫氧化鎂,則n[Mg(OH)2]= =0.02 mol,根據Mg原子守恒得n(MgCl2)=n[Mg(OH)2]=0.02 mol;AB段,鹽酸和偏鋁酸鈉反應生成氫氧化鋁沉淀,離子方程式為H2O++H+===Al(OH)3↓,根據HCl的體積知,n()=n(HCl)=1 mol·L-1×(0.03-0.01) L=0.02 mol,根據鋁原子守恒得n(AlCl3)=n()
40、=0.02 mol,由Na+和Cl-守恒得,原混合物中n(NaOH)=n(NaCl)=n(Cl-)=2n(MgCl2)+3n(AlCl3)+n(HCl)=0.02 mol×2+0.02 mol×3+0.03 L×1 mol·L-1=0.13 mol,m(NaOH)=0.13 mol×40 g·mol-1=5.20 g。(4)BQ段中,氫氧化鎂和氫氧化鋁都與鹽酸反應生成氯化鋁和氯化鎂,所以Q點溶液中的溶質是氯化鋁、氯化鎂和氯化鈉,實際上相當于氫氧化鈉和鹽酸的反應,所以二者恰好反應時:n(NaOH)=n(HCl),則V(HCl)==0.13 L=130 mL。 9.【答案】(1)Fe(OH)2、
41、Fe(OH)3、Mg(OH)2 (2)CO2+OH-===、+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+ (3)電解冶煉鋁的陽極產物為氧氣,在高溫條件下,氧氣與陽極碳發(fā)生反應消耗陽極碳塊 (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不導電 (6)25.5%(或0.255) 【解析】(1)釩土的主要成分是Al2O3,還有SiO2、Fe2O3、FeCO3、MgCO3等雜質,除SiO2不反應外,與鹽酸反應生成的金屬陽離子有Al3+、Fe3+、Fe2+、
42、Mg2+等,這些金屬陽離子再與氫氧化鈉反應后生成的可溶物為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,通入足量二氧化碳氣體發(fā)生反應:CO2+OH-===和+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+; (3)電解冶煉鋁的陽極產物為O2,在高溫條件下,O2與陽極碳發(fā)生反應消耗陽極碳塊,所以需要定期補充陽極碳塊; (4)電解熔融的氧化鋁,陰極發(fā)生還原反應,即鋁離子得電子生成單質鋁,陰極的電極反應為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,反應時放出CO
43、2氣體,根據原子守恒配平,則該反應的化學方程式為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)下可導電,可以用來電解; (6)根據元素守恒,釩土中每1 mol Al2O3會生成2 mol Al,則釩土中Al2O3的質量分數=(1.35 t×102 g·mol-1)÷(27 g·mol-1×2×10 t)×100%=25.5%。 直通高考 1.【答案】A 與過量HCl反應生成NaCl、AlCl3和H2O。 2.【答案】D 3.【答案】AC
44、 【解析】氫氧化鋁是兩性氫氧化物,能溶于強堿氫氧化鈉溶液中,因此向混合液中慢慢通入CO2時反應的先后順序為①Ba2++2OH-+CO2→BaCO3↓+H2O 1mol 1mol 1mol ②2OH-+CO2→+H2O 2mol 1mol 1mol ③2Al(OH)4-+CO2→2Al(OH)3↓++H2O 2mol 1mol 2mol 1mol ④+CO2+H2O→2 2mol 2mol ⑤BaCO3+CO2+H2O→Ba2++2 1mol 1mol 則A、當通入2
45、mol CO2時,生成1 mol碳酸鋇,A正確;B、當通入3 mol CO2時,生成1 mol碳酸鋇和2 mol氫氧化鋁沉淀,共計是3 mol,B不正確;C、當通入4 mol CO2時,生成1 mol碳酸鋇和2 mol氫氧化鋁沉淀,共計是3 mol,C正確;D、當通入6 mol CO2時,只有2mol氫氧化鋁沉淀,D不正確,答案選AC。 4.【答案】D 【解析】解答本題應明確常見金屬的性質,K、Na性質非?;顫?,在空氣中極易被氧化,表面不能形成保護內部金屬不被氧化的氧化錳,Fe在空氣中被氧化后形成的氧化鐵膜比較疏松,起不到保護內層金屬的作用;金屬鋁的表面易形成致密的氧化物薄膜保護內層金屬不被腐蝕,選D。 5.【答案】(1)反應吸熱降低溫度,固體氧化物隔絕空氣,水蒸氣稀釋空氣 (2)Al2O3+2OH?2+H2O (3)MgO+2NH4Cl+H2OMgCl2+2NH3·H2O (或NH4Cl+H2ONH3·H2O+HCl MgO+2HClMgCl2+H2O)
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