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3-2 鎂、鋁及其重要化合物 板塊三 限時規(guī)范特訓 　　時間：45分鐘　　　滿分：100分 一、選擇題(每題6分，共72分) 1．下列關(guān)于鋁及其化合物的敘述正確的是(　　) A．氧化鋁坩堝可用于熔融NaOH實驗 B．鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng)，反應(yīng)后固體物質(zhì)增重 C．氧化鋁熔點很高，可作耐火材料 D．明礬用作凈水劑，可以除去廢水中的銅離子 答案　C 解析　氧化鋁能與NaOH反應(yīng)，氧化鋁坩堝不能用于熔融NaOH實驗，A錯誤；根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)后固體物質(zhì)的質(zhì)量不變，B錯誤；氧化鋁熔點很高，可用于制耐火磚、耐火坩堝、耐火高溫實驗儀器等，C正確；明礬凈水時，Al3＋水解生成Al(OH)3膠體，可吸附水中不溶于水的雜質(zhì)形成沉淀，從而起到凈水作用，銅離子無法除去，D錯誤。 2．鎂和鋁分別與等濃度、等體積的過量稀硫酸反應(yīng)，產(chǎn)生氣體的體積(V)與時間(t)關(guān)系如圖。反應(yīng)中鎂和鋁的(　　) A．物質(zhì)的量之比為3∶2 B．質(zhì)量之比為3∶2 C．摩爾質(zhì)量之比為2∶3 D．反應(yīng)速率之比為2∶3 答案　A 解析　由關(guān)系式：Mg～H2,2Al～3H2，可知產(chǎn)生等量H2時，消耗Mg、Al的物質(zhì)的量之比為3∶2，質(zhì)量之比為4∶3，摩爾質(zhì)量之比為24∶27＝8∶9，反應(yīng)速率之比為3∶2，故A正確。 3．下列各組物質(zhì)能相互反應(yīng)得到Al(OH)3的是(　　) A．Al跟NaOH溶液共熱 B．Al(NO3)3跟過量的NaOH溶液反應(yīng) C．Al2O3和水共熱 D．Al2(SO4)3和過量的氨水反應(yīng) 答案　D 解析　Al跟NaOH溶液共熱生成NaAlO2，得不到氫氧化鋁，故A錯誤；氫氧化鋁是兩性氫氧化物，溶于強酸或強堿，Al(NO3)3跟過量的NaOH溶液反應(yīng)生成NaAlO2，得不到氫氧化鋁，故B錯誤；氧化鋁不溶于水，不能與水反應(yīng)生成氫氧化鋁，故C錯誤；Al2(SO4)3和過量的氨水反應(yīng)可以得到氫氧化鋁，氫氧化鋁不溶于弱堿，故D正確。 4．下列有關(guān)金屬鎂的說法不正確的是(　　) A．Mg在CO2中燃燒生成MgO和C，是放熱反應(yīng) B．工業(yè)上通過電解MgCl2溶液制取金屬鎂 C．Mg和稀硫酸反應(yīng)時，滴加少量硫酸銅溶液，能加快反應(yīng)速率 D．鎂可以用來制造信號彈和焰火，MgO可以作耐高溫材料 答案　B 解析　金屬Mg可以在CO2中燃燒生成MgO和C，同時放出大量的熱，A正確；工業(yè)上通過電解熔融MgCl2來制取金屬鎂，B錯誤；Mg和稀硫酸反應(yīng)時，滴加少量硫酸銅溶液，Mg置換出Cu，形成原電池，化學反應(yīng)速率加快，C正確；Mg在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光，常用來制造信號彈和焰火，MgO的熔點很高，常用作耐高溫材料，D正確。 5．[2017山東重點中學聯(lián)考]下列物質(zhì)組合中，既能和酸反應(yīng)又能和堿反應(yīng)的化合物共有(　　) ①(NH4)2CO3?、贏l2O3　③Al2(SO4)3?、蹵l　⑤NaHSO3?、轆l(OH)3 A．3種 B．4種 C．5種 D．6種 答案　B 解析　Al為單質(zhì)，排除④；(NH4)2CO3與酸反應(yīng)生成CO2，與堿反應(yīng)生成NH3；Al2O3、Al(OH)3為兩性物質(zhì)，均能與強酸、強堿反應(yīng)；NaHSO3與酸反應(yīng)生成SO2，與堿反應(yīng)生成Na2SO3；Al2(SO4)3只能與堿反應(yīng)，不能與酸反應(yīng)。故既能與酸反應(yīng)也能與堿反應(yīng)的化合物是①②⑤⑥，B正確。 6．下表中，對陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及兩者間因果關(guān)系的判斷，完全正確的是(　　) 選項 陳述Ⅰ 陳述Ⅱ 判斷 A 鋁制炊具最好不要盛放酸性或堿性較強的液體食物 Al和Al2O3既可以與酸反應(yīng)又可以與堿反應(yīng) Ⅰ對，Ⅱ 對，有 B 鋁箔在酒精燈火焰上加熱熔化但不滴落 鋁箔對熔化的鋁有較強的吸附作用 Ⅰ對，Ⅱ 對，有 C 海嘯使水源發(fā)生污染可用明礬進行消毒和凈化 明礬水解生成Al(OH)3膠體，具有吸附性 Ⅰ對，Ⅱ 錯，無 D 鐵或鋁制成的槽車可以密封貯運濃硫酸或濃硝酸 鐵和鋁不能與濃硫酸或濃硝酸反應(yīng) Ⅰ錯，Ⅱ 對，無 答案　A 解析　鋁箔在酒精燈火焰上加熱熔化但不滴落是因為Al2O3的熔點高于金屬Al，故B錯；明礬水解產(chǎn)生Al(OH)3膠體，可凈化水，但不能進行消毒，故C錯；鐵、鋁遇濃硫酸、濃硝酸鈍化，并不是不反應(yīng)，故D錯。 7．鎵(Ga)與鋁同主族，曾被稱為“類鋁”，其氧化物和氫氧化物均為兩性化合物。工業(yè)制備鎵的流程如圖所示。下列判斷不合理的是(　　) A．Al、Ga均處于第ⅢA族 B．Ga2O3可與鹽酸反應(yīng)生成GaCl3 C．Ga(OH)3可與NaOH溶液反應(yīng)生成NaGaO2 D．由流程圖可知酸性：Al(OH)3＞Ga(OH)3 答案　D 解析　鎵(Ga)與鋁同主族，均位于第ⅢA族，A正確；Ga2O3與Al2O3的性質(zhì)具有相似性，可與鹽酸反應(yīng)生成GaCl3，B正確；Ga(OH)3與Al(OH)3的性質(zhì)相似，屬于兩性氫氧化物，能與NaOH溶液反應(yīng)生成NaGaO2，C正確；化學反應(yīng)遵循強酸制弱酸原理，在NaAlO2和NaGaO2的混合溶液中通入CO2，有Al(OH)3生成，而無Ga(OH)3生成，可能是Ga(OH)3酸性強于碳酸，則酸性：Al(OH)3＜Ga(OH)3，D錯誤。 8．[2017山西大學附中模擬]工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，含SiO2、Fe2O3等雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如圖所示。 對上述流程中的判斷正確的是(　　) ①試劑X為稀硫酸，沉淀中含有硅的化合物 ②反應(yīng)Ⅱ中生成Al(OH)3的反應(yīng)為CO2＋AlO＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO ③結(jié)合質(zhì)子(H＋)的能力由強到弱的順序是OH－＞AlO＞CO ④Al2O3熔點很高，工業(yè)上還可采用電解熔融AlCl3冶煉Al A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 答案　B 解析　由溶液乙通入過量的Y生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉可知，溶液乙中含有AlO，氣體Y為二氧化碳，故試劑X為氫氧化鈉溶液，不可能為硫酸，故①錯誤；過量的二氧化碳與偏鋁酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀與碳酸氫鈉，反應(yīng)離子方程式為CO2＋AlO＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO，故②正確；結(jié)合質(zhì)子的能力就是指堿性強弱，堿性：OH－＞AlO＞CO，所以結(jié)合質(zhì)子的能力：OH－＞AlO＞CO，故③正確；AlCl3是共價化合物，熔融時不能電離出Al3＋，電解熔融的AlCl3不能獲得金屬鋁，故④錯誤。 9．a(chǎn) g鎂鋁合金投入x mL 2 molL－1的鹽酸中，金屬完全溶解，再加入y mL 1 molL－1 NaOH溶液，沉淀達到最大值，質(zhì)量為(a＋1.7) g，則下列說法不正確的是(　　) A．鎂鋁合金與鹽酸反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.1NA B．沉淀為Mg(OH)2和Al(OH)3的混合物 C．x＝2y D．a(chǎn)的取值范圍為0.9＜a＜1.2 答案　C 解析　Mg、Al失去電子變?yōu)殡x子，離子再結(jié)合OH－生成沉淀，則鎂鋁合金與鹽酸反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量等于其生成沉淀時結(jié)合的OH－的物質(zhì)的量，沉淀量最大時得到Mg(OH)2和Al(OH)3的混合物，則m(OH－)＝(a＋1.7) g－a g＝1.7 g，n(OH－)＝0.1 mol，電子轉(zhuǎn)移總數(shù)是0.1NA，A、B正確；沉淀量最大時，溶液中n(Na＋)＝n(Cl－)，此時HCl和氫氧化鈉的物質(zhì)的量相等，即2x＝y(tǒng)，C錯誤；電子轉(zhuǎn)移總數(shù)是0.1NA，若金屬全部是鎂，則鎂的質(zhì)量是1.2 g，若金屬全部是鋁，則鋁的質(zhì)量是0.9 g，D正確。 10．向一定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，生成沉淀Al(OH)3的物質(zhì)的量隨AlCl3加入量的變化關(guān)系如圖所示。則下列離子組在對應(yīng)的溶液中一定能大量共存的是(　　) A．a(chǎn)點對應(yīng)的溶液中：Na＋、Mg2＋、SO、HCO B．b點對應(yīng)的溶液中：Na＋、NH、SO、Cl－ C．c點對應(yīng)的溶液中：Ag＋、Ca2＋、NO、Cl－ D．d點對應(yīng)的溶液中：K＋、NH、I－、SO 答案　D 解析　向NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，依次發(fā)生反應(yīng)：Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O、3AlO＋6H2O＋Al3＋===4Al(OH)3↓。a點時溶液中有大量OH－，與Mg2＋、HCO不能大量共存，A錯誤；b點時溶質(zhì)為NaCl和NaAlO2，AlO與NH不能大量共存，B錯誤；c點時溶質(zhì)為NaCl，Cl－與Ag＋不能大量共存，C錯誤；d點時溶質(zhì)為NaCl和AlCl3，所有離子可以大量共存，D正確。 11．某無色溶液含有下列離子中的若干種：H＋、NH、Cu2＋、Ba2＋、Al3＋、CO、Cl－、OH－、NO。向該溶液中加入鋁粉，只放出H2，則溶液中能大量存在的離子最多有(　　) A．3種 B．4種 C．5種 D．6種 答案　C 解析　Cu2＋在溶液中為藍色，則溶液中一定不含有Cu2＋。能與鋁粉反應(yīng)放出H2，則溶液中含有H＋或OH－。若溶液中含有H＋，則不含CO、OH－、NO，一定含有Cl－，可能含有NH、Ba2＋、Al3＋。若溶液中含有OH－，則不含H＋、NH、Al3＋，結(jié)合溶液呈電中性知，一定含有Ba2＋，一定不含CO，可能含有Cl－、NO。綜上所述，溶液中能大量存在的離子最多有5種。 12．有一塊鎂鋁合金，其中鎂與鋁的質(zhì)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(zhì)量隨NaOH溶液體積變化的曲線如下圖，其中正確的是(　　) 答案　A 解析　鎂與鋁的質(zhì)量比是8∶9，則物質(zhì)的量之比是1∶1，NaOH溶液過量后Al(OH)3完全溶解，只有Mg(OH)2，B錯誤；等物質(zhì)的量的Mg(OH)2與Al(OH)3的質(zhì)量之比是58∶78，即剩余的Mg(OH)2的質(zhì)量小于沉淀最大質(zhì)量的，排除C、D，故選A。 二、非選擇題(共28分) 13．[2017云南高中統(tǒng)一檢測](14分)鋁(熔點660 ℃)是一種應(yīng)用廣泛的金屬，工業(yè)上用Al2O3(熔點2045 ℃)和冰晶石(Na3AlF6，六氟合鋁酸鈉)混合熔融后電解制得?；卮鹣铝袉栴}： (1)冶金工業(yè)上常用金屬鋁作還原劑冶煉釩、鉻、錳，鋁與V2O5在高溫下反應(yīng)的化學方程式為________________________________ _________________________________________________________。 (2)將打磨過的鋁片在酒精燈火焰上加熱，可觀察到鋁熔化而不滴落，原因是____________________________________________；鋁是活潑金屬，但打磨過的鋁片投入沸水中不易觀察到有氣泡產(chǎn)生。若將鋁片用飽和Hg(NO3)2溶液浸泡數(shù)分鐘，取出后迅速洗凈，可制得俗稱“鋁汞齊”的鋁汞合金。鋁汞齊露置在空氣中，表面會快速生長出蓬松的白毛(Al2O3)。若將新制的鋁汞齊放入水中，可迅速反應(yīng)產(chǎn)生氣泡，該反應(yīng)的化學方程式為________________________________；鋁汞齊的化學性質(zhì)變得“活潑”的原因可能是____________________________________________________。 (3)飲用水中的NO對人體健康會產(chǎn)生危害。為了降低飲用水中NO的濃度，有研究人員建議在堿性條件下用鋁粉將NO還原為N2，該反應(yīng)的離子方程式為 ________________________________________________________。 (4)將0.1 molL－1 AlCl3溶液和10% NH4F溶液等體積混合，充分反應(yīng)后滴加氨水，無沉淀析出。則AlCl3與NH4F反應(yīng)的化學方程式為______________________________________________。 答案　(1)10Al＋3V2O55Al2O3＋6V (2)鋁表面很快形成致密氧化膜，其熔點高于鋁　2Al＋6H2O===2Al(OH)3＋3H2↑　其表面不易形成致密的氧化膜(合理即可) (3)10Al＋6NO＋4OH－===3N2↑＋10AlO＋2H2O (4)AlCl3＋6NH4F===(NH4)3AlF6＋3NH4Cl 解析　(1)金屬鋁作還原劑化合價升高生成Al2O3，V2O5作氧化劑化合價降低生成V。 (2)Al2O3的熔點高于金屬鋁，所以鋁熔化而不滴落；金屬鋁與水發(fā)生置換反應(yīng)：2Al＋6H2O===2Al(OH)3＋3H2↑；單質(zhì)鋁的化學性質(zhì)活潑，會與O2迅速反應(yīng)生成Al2O3致密氧化膜，阻礙Al與H2O發(fā)生反應(yīng)，當制成鋁汞齊后，Al與O2反應(yīng)生成蓬松的Al2O3，此時將其放入水中，Al與H2O接觸發(fā)生反應(yīng)生成H2。 (3)金屬鋁作還原劑在堿性條件下生成AlO，硝酸根離子作氧化劑被還原為N2，再根據(jù)氧化還原方程式配平原則配平離子方程式。 (4)加入氨水后，無沉淀生成，說明溶液中不存在Al3＋，依據(jù)元素守恒和冰晶石的化學式，可寫出反應(yīng)的化學方程式。 14．[2017湖南百所重點中學段考](14分)某興趣小組根據(jù)鎂與沸水的反應(yīng)推測鎂也能與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)。資料顯示：鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體和白色不溶物。該興趣小組設(shè)計了如下實驗方案驗證產(chǎn)物并探究反應(yīng)原理。 實驗Ⅰ：用砂紙擦去鎂條表面氧化膜，將其放入盛有適量滴有酚酞的飽和碳酸氫鈉溶液的試管中，迅速反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物，溶液由淺紅色變?yōu)榧t色。 (1)該小組對反應(yīng)中產(chǎn)生的白色不溶物作出如下假設(shè)： 假設(shè)1：可能為_______________________________________。 假設(shè)2：可能為MgCO3。 假設(shè)3：可能是堿式碳酸鎂[xMgCO3yMg(OH)2]。 (2)設(shè)計定性實驗確定產(chǎn)物并驗證假設(shè)： 實驗序號 實驗 預期現(xiàn)象和結(jié)論 實驗Ⅱ 將實驗Ⅰ中收集到的氣體點燃 ______①______ 實驗Ⅲ 取實驗Ⅰ中的白色不溶物，洗滌，加入足量__②__ 產(chǎn)生氣泡，沉淀全部溶解；白色不溶物可能含有MgCO3 實驗Ⅳ 取實驗Ⅰ中的澄清液，向其中加入少量CaCl2溶液 產(chǎn)生白色沉淀；說明溶液中存在的離子有__③__ (3)設(shè)計定量實驗確定實驗Ⅰ的產(chǎn)物：稱取實驗Ⅰ中所得干燥、純凈的白色不溶物6.20 g，充分加熱灼燒至不再產(chǎn)生氣體為止，并使分解產(chǎn)生的氣體全部進入裝置A(盛足量濃硫酸)和B(盛足量堿石灰)中，裝置A增重0.36 g，裝置B增重2.64 g，則白色不溶物的化學式為________。 答案　(1)Mg(OH)2 (2)①能安靜燃燒、產(chǎn)生淡藍色火焰，證明該氣體為氫氣?、谙←}酸(或稀硫酸)?、跜O (3)3MgCO3Mg(OH)2[或Mg(OH)23MgCO3或Mg4(OH)2(CO3)3] 解析　(1)根據(jù)假設(shè)2和3，推出假設(shè)1：白色不溶物可能為Mg(OH)2。 (2)①HCO在水中存在水解平衡和電離平衡：HCO＋H2OH2CO3＋OH－、HCOH＋＋CO，Mg和OH－不反應(yīng)，Mg和H＋反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，因此氣體可能為氫氣，若氣體點燃后能安靜燃燒、產(chǎn)生淡藍色火焰，則該氣體為氫氣。②根據(jù)假設(shè)，應(yīng)加入足量的稀鹽酸或稀硫酸，沉淀全部消失，且產(chǎn)生氣體，說明沉淀中含有碳酸鎂。③加入CaCl2溶液，出現(xiàn)沉淀，說明溶液中含有CO。 (3)濃硫酸的作用是吸收水蒸氣，根據(jù)H元素守恒，可得n[Mg(OH)2]＝n(H2O)＝＝0.02 mol，堿石灰的作用是吸收CO2，根據(jù)C元素守恒，可得n(MgCO3)＝n(CO2)＝＝0.06 mol，因此MgCO3∶Mg(OH)2＝0.06∶0.02＝3∶1，化學式為3MgCO3Mg(OH)2或Mg(OH)23MgCO3或Mg4(OH)2(CO3)3。