2018届一轮复习苏教版关金属元素及其化合物专题2铝及其化合物教案

2018届一轮复习苏教版关金属元素及其化合物专题2铝及其化合物教案

金属元素及其化合物 专题2 铝及其化合物 ‎【复习目标】‎ ‎1.了解铝的主要性质及应用。‎ ‎2.了解铝的重要化合物的主要性质及应用。‎ ‎【考点过关】‎ ‎1.金属铝 原子结构 铝位于元素周期表第三周期ⅢA族，铝是地壳中含量最多的金属元素，自然界中的铝全部以化合态的形式存在 物理性质 铝是银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和导热性等，密度较小，质地柔软 化学性质 与O2反应 常温下，铝被空气里的氧气氧化，在表面生成一层致密的氧化物薄膜，阻止内部的金属继续与氧气反应 铝在空气中强热：4Al＋3O22Al2O3（反应放出大量的热和耀眼的白光，因此铝可用于制造燃烧弹、信号弹、火箭推进剂等）‎ 与Cl2反应 ‎2Al＋3Cl22AlCl3‎ 与酸溶液反应 与非氧化性强酸(稀硫酸、盐酸)反应：‎ ‎2Al＋3H2SO4＝Al2(SO4)3＋3H2↑ ‎ ‎2Al＋6H+ ＝2Al3+＋3H2↑‎ 常温下，铝、铁遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化，所以可用铝制容器盛装浓硫酸或浓硝酸 加热时，铝与热浓硫酸、浓硝酸反应：‎ ‎2Al＋6H2SO4(浓)Al2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O 铝与稀硝酸反应不产生H2‎ 与强碱溶液反应 ‎2Al＋6H2O＝Al(OH)3↓＋3H2↑，Al(OH)3＋NaOH＝NaAlO2＋2H2O，上述两个反应叠加得：2Al＋2NaOH＋2H2O ＝ 2NaAlO2＋3H2↑‎ ‎2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe 铝热反应 ‎,这个反应称为铝热反应,铝粉和氧化铁粉末的混合物称为铝热剂.铝热反应可用于焊接钢轨，可用于冶炼Ni、Mn、V等难熔金属，如10Al＋3V2O55Al2O3＋6V ，8Al＋3Co3O44Al2O3＋9Co，8Al＋3Fe3O44Al2O3＋9Fe等 制备 电解熔融Al2O3：2Al2O34Al＋3O2↑‎ 用途 纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等 ‎【巩固演练】‎ 下列说法正确的是 。‎ ‎①铝在空气中不易氧化是因为性质不活泼 ‎②由于铝的导电性比铜、银都强，所以常用其制造电线、电缆 ‎③常温下，由于铝与浓硫酸钝化时不反应，所以可用铝制槽车运送浓硫酸 ‎④铝既能溶于酸，又能溶于碱 ‎⑤将一块带有氧化膜的铝片与过量的浓NaOH溶液完全反应后，取澄清溶液将其蒸干，得纯净的NaAlO2固体 ‎⑥两份相同质量的铝粉，分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生的氢气的质量前者多 ‎⑦不直接用铝片跟稀硝酸反应制硝酸铝主要是因为铝在稀硝酸中发生钝化 ‎⑧常温下，相同的铝片分别加入足量的浓、稀硝酸，浓硝酸中铝片先溶解完 ‎⑨与Al反应能产生H2的溶液中一定大量共存：Fe2＋、K＋、NO、SO ‎⑩浓硝酸滴入用砂纸打磨过的铝条中，产生红棕色气体 ‎⑪用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝滴落下来，说明铝的熔点较低 ‎⑫用NaOH溶液除去镁粉中的杂质铝：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑‎ 解析：铝在空气中会与O2反应生成致密的氧化物薄膜，①错误；铝的导电性比铜、银都弱，②错误；钝化是形成致密的氧化膜阻碍反应进行，不是不反应，③错误；铝既能溶于酸，又能溶于碱，且均反应放出氢气，④正确；铝片与过量的浓NaOH溶液完全反应后，蒸干得到的不是纯NaAlO2，⑤错误；由Al与盐酸、氢氧化钠溶液反应的方程式易知相同质量的Al与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生的H2的质量相等，⑥正确；铝只与浓硝酸之间有钝化作用，稀硝酸没有钝化作用，不直接用铝片跟稀硝酸反应制硝酸铝主要是因为铝片与HNO3反应生成污染环境的NO等气体，同时由于铝不纯，制备的硝酸铝不纯，⑦错误；常温下铝与浓硝酸、浓硫酸发生钝化不可能完全溶解，⑧错误；与Al能放出氢气的，同业可能显酸性也可能显碱性，若是碱性，则Fe2＋和OH－不共存，若酸性，NO3－在酸性条件下具有强氧化性，不产生H2，⑨错误；‎ 常温下铝在浓硝酸中钝化，观察不到红棕色NO2气体，⑩错误；铝在空气中加热生成氧化铝的熔点较高，所以内部熔化的铝不会滴落，⑪错误；铝能够与氢氧化钠反应而镁不能，铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，⑫正确。‎ 答案：④⑥⑫‎ ‎2.铝的化合物 ‎（1）氧化铝 物理性质 白色固体，高熔点(‎2045℃‎)，难溶于水 化学性质 氧化铝是两性氧化物，既能与酸反应生成盐和水，又能和碱反应时生成盐和水的氧化物，反应的离子方程式分别为：Al2O3＋6H+＝2Al3+＋3H2O，Al2O3＋2OH-＝2AlO2－+2 H2O 用途 利用其高熔点常用作高级耐火材料，如制坩埚、高温炉管等；利用其高制刚玉球磨机、高压钠灯的灯管等 ‎（2）氢氧化铝 物理性质 氢氧化铝是几乎不溶于水的白色胶状物质，能凝聚水中的悬浮物，又能吸附色素，因此可用于水的净化 化学性质 氢氧化铝是两性氢氧化物，既能与酸反应生成盐和水，又能和碱反应时生成盐和水的氢氧化物，反应的离子方程式分别为：Al(OH)3＋3H+＝Al3+＋3H2O ，Al(OH)3＋OH－===AlO2－＋2H2O 受热分解：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O 制备 铝盐与氨水反应：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋‎ 偏铝酸盐与二氧化碳反应：AlO2－＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3－或2AlO2－＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO32－‎ 铝盐与偏铝酸盐反应：Al3＋＋3AlO2－＋6H2O===4Al(OH)3↓‎ ‎（3）氢氧化铝两性的应用：氢氧化铝具有两性，可用电离平衡移动的原理来解释：氢氧化铝的电离方程式可表示如下：‎ H++AlO2——+H2OAl（OH）3Al3++3OH－‎ ‎（酸式电离） （碱式电离）‎ 其电离程度相当微弱，只有加入强酸(或强碱)时，大量的H+(或OH－)才能破坏氢氧化铝的电离平衡，使平衡向右(或左)移动，生成铝盐(或四羟基合铝酸 盐)，所以氢氧化铝既能与酸反应，又能与碱反应.当加入弱酸或弱碱时，因H+或OH－浓度太小，不能使上述平衡移动，因此Al(OH)3只溶于强酸或强碱，而不溶于弱酸或弱碱。‎ 判断离子共存问题 Al3+与OH－会发生复分解反应而不能共存；AlO2－与H＋会发生AlO2－+H＋+H2O==Al(OH)3↓反应而不能共存；Al3+与AlO2－、HS—、S2—、HCO3—、CO32—等；AlO2－与AI3+、NH4+、Fe3+等会发生双水解反应而不能共存 Al3+、AlO2－和Al（OH）3的相互转化 在AlCl3溶液中滴加NaOH溶液：‎ 在NaOH溶液中滴加AlCl3溶液：‎ 向可溶性铝盐溶液中滴加氨水至过量：‎ 向偏铝酸盐溶液中缓慢通入二氧化碳至过量：‎ 利用滴加顺序不同鉴别物质 向AlCl3溶液中逐滴滴加NaOH溶液，先出现白色沉淀后消失；向 NaOH 溶液中逐滴滴加AlCl3溶液，开始无现象后出现白色沉淀 向NaAlO2溶液中逐滴滴加盐酸，先出现白色沉淀后消失；向盐酸中逐滴滴加NaAlO2溶液，开始无现象后出现白色沉淀 碱溶法：‎ 铝土矿冶炼金属铝 酸溶法：‎ ‎3.铝盐 通性 水解性： Al3＋容易水解，Al3+＋3H2O Al(OH)3＋3H+，生成胶状的氢氧化铝Al(OH)3，氢氧化铝胶体的吸附能力很强，可以吸附水里悬浮的杂质，并形成沉淀，使水澄清 双水解：Al3+与AlO2－、HS—、S2—、HCO3—、CO32—等会发生双水解反应，如硫酸铝溶液与碳酸钠溶液混合发生离子反应的方程式为：2Al3＋＋3CO32－＋3H2O＝2Al(OH)3↓＋3CO2↑‎ 明矾 明矾是含有结晶水的硫酸钾和硫酸铝的复盐,化学式KAl(SO4)2·12H2O，明矾是一种较好的净水剂 ‎【巩固演练】‎ 下列说法正确的是 。‎ ‎①泡沫灭火器灭火是利用了Al2(SO4)3和小苏打的反应 ‎②Al2O3熔点高，可用作耐高温材料 ‎③向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水的离子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH ‎④氯化铝溶液滴入浓NaOH溶液中，产生大量白色沉淀 ‎⑤明矾作净水剂时起还原作用 ‎⑥Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应 ‎⑦制备Al(OH)3的方法是：向1 mol·L－1 AlCl3溶液中加入过量的6 mol·L－1 NaOH溶液 ‎⑧氢氧化铝可作胃酸的中和剂 ‎⑨用过量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋‎ ‎⑩铝与Fe2O3发生铝热反应，反应后固体物质增重 ‎⑪将AlCl3加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生 ‎⑫明矾[KAl(SO4)2·12H2O]既可用作净水剂，也可用作消毒剂 解析：硫酸铝和碳酸氢钠发生反应生成氢氧化铝沉淀、硫酸钠和二氧化碳，能灭火，①正确；Al2O3熔点高，可用作耐高温材料，②正确；氨水是弱碱不能溶解氢氧化铝，则向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水的离子方程式为Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+，③正确；氢氧化钠溶液开始是过量的，滴入氯化铝生成偏铝酸钠，当氢氧化钠完全消耗后，再滴入氯化铝，铝离子与偏铝酸根离子反应生成白色沉淀氢氧化铝，④错误；明矾净水是因为Al3+水解成Al(OH)3胶体吸附，⑤错误；Al2O3属于两性氧化物，能与氢氧化钠溶液反应，MgO属于碱性氧化物，与NaOH溶液不反应，⑥错误；Al(OH)3是两性氢氧化物，可以和过量氢氧化钠反应生偏铝酸钠，故不能制备氢氧化铝悬浊液，⑦错误；氢氧化铝属于两性氢氧化物能与酸反应，可作胃酸的中和剂，⑧正确；氨水与Fe3＋和Al3＋均反应生成氢氧化物沉淀，不符合除杂的要求，⑨错误；铝与氧化铁反应，反应前后都是固体，质量不变，⑩错误；Al3＋与HCO发生双水解反应，生成Al(OH)3沉淀和CO2气体，⑪正确；明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶于水后，Al3＋能发生水解反应，生成的Al(OH)3胶体具有吸附作用，可用作净水剂，但Al(OH)3并不具有消毒作用，⑫错误。‎ 答案：①②③⑧⑪‎ ‎3. 镁的性质及应用 原子结构 镁位于元素周期表第三周期ⅡA族 物理性质 镁是银白色有金属光泽的固体，密度较小，硬度较低 化学性质 与O2反应 镁条在O2中燃烧，发出耀眼的强光，生成白色固体物质，反应的化学方程式为2Mg＋O22MgO 与N2反应 镁条能与N2反应，化学方程式为3Mg＋N2Mg3N2‎ 与水反应 镁不易与冷水反应，能与沸水反应Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑‎ 与酸反应 镁是活泼金属，能与盐酸、稀硫酸反应放出H2，反应的离子方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑‎ 与某些氧化物反应 镁能在CO2中燃烧，反应的化学方程式为2Mg＋CO22MgO＋C 制备 工艺流程 基本步骤及主要反应 制熟石灰：CaCO3CaO＋CO2↑‎ CaO＋H2O===Ca(OH)2‎ 沉淀：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓‎ 酸化：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O 蒸发结晶：析出MgCl2·6H2O 脱水：在氯化氢气流中使MgCl2·6H2O脱水制得无水氯化镁 电解：电解熔融氯化镁制得镁：MgCl2(熔融) Mg＋Cl2↑‎ 用途 镁制造信号弹和焰火；镁合金用于制造火箭、导弹和飞机的部件；氧化镁用于制耐高温材料 ‎【巩固演练】‎ 下列说法正确的是 。‎ ‎①工业上制造镁粉是将镁蒸气在CO2气体中冷却 ‎②Mg、MgO中镁元素微粒的半径：r(Mg2＋)>r(Mg)‎ ‎③把相同大小的一块铝和镁分别投入相同浓度的NaOH溶液中，铝溶解有气泡放出，而镁没有任何变化，说明铝的金属性比镁强 ‎④使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂能分离氧化镁中混有氧化铝 ‎⑤镁和铝原子的最外层电子数都为3‎ ‎⑥Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应 ‎⑦加入过量的氢氧化钠溶液,将含有Mg2＋、Al3＋的混合溶液中的Mg2＋沉淀下来 ‎⑧海水中提取镁的过程中包括了分解、化合、复分解、置换四种反应类型 ‎⑨将氯化镁晶体(MgCl2·6H2O)直接加热可制得无水氯化镁 ‎⑩将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁片于其中探讨Mg的活泼性 解析：加热时O2、N2、CO2等都能与镁反应，①错误；Mg的电子层数比Mg2＋的多，所以半径r(Mg)>r(Mg2＋)，②‎ 错误；比较金属性的强弱是用金属单质与水或酸反应产生H2的快慢程度，③错误；MgO是碱性氧化物，与NaOH溶液不能反应，而Al2O3是两性氧化物，可以与NaOH溶液发生反应产生NaAlO2，过滤后洗涤，就得到纯净的MgO，向滤液中加入盐酸至沉淀达到最大量，过滤洗涤，不溶物加热得Al2O3，④正确；镁和铝原子的电子层数均为3，最外层电子数分别是2和3，⑤错误；Al2O3属于两性氧化物，能与氢氧化钠溶液反应，MgO属于碱性氧化物，与NaOH溶液不反应，⑥错误；向混合溶液中加入过量的氢氧化钠溶液，生成的氢氧化铝能溶解在强碱中，而氢氧化镁不能溶解，从而可将Mg2＋沉淀出来，⑦正确；提取镁的过程中涉及的反应主要有：CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca(OH)2、Ca(OH)2＋MgCl2===CaCl2＋Mg(OH)2↓、Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O、MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O↑、MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。上述反应中没有置换反应，⑧错误；为了抑制MgCl2水解应在氯化氢热气流中干燥晶体是，⑨错误；浓H2SO4稀释时应将浓H2SO4加到水中，⑩错误。‎ 答案：④⑦‎ ‎【过关演练】‎ ‎1. (2016届保定市高三模拟)某同学通过系统实验探究铝及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是(　　)‎ A．向氯化铝溶液中滴加过量氨水，最终得到澄清溶液 B．等质量的铝粉分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应制得等质量的氢气 C．常温下铝与浓硝酸反应制得大量的NO2‎ D．AlCl3溶液加热蒸干得到无水氯化铝晶体 ‎2. (2016届南昌模拟)Al(OH)3和Ga(OH)3均为两性氢氧化物，已知酸性：‎ H2CO3>Ga(OH)3>Al(OH)3，若把过量的CO2气体通入含等物质的量的NaAlO2和NaGaO2的混合溶液中，下列说法正确的是(　　)‎ A．无任何明显现象 B．先生成两种沉淀，后沉淀又逐渐溶解 C．先出现Al(OH)3沉淀，后出现Ga(OH)3沉淀，沉淀不溶解 D．先出现Ga(OH)3沉淀，后出现Al(OH)3沉淀，沉淀不溶解 ‎3. (2016届银川高三质检)从海水中提取镁的工艺流程如图所示：‎ 下列说法错误的是(　　)‎ A．用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富 B．步骤⑥电解MgCl2时阴极产生氯气 C．步骤⑤可将晶体置于HCl气体氛围中脱水 D．上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应 ‎4. (2016届日照调研)将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是(　　)‎ A．稀硝酸 B．稀盐酸 C．硝酸铜 D．氢氧化钠 ‎5. (2016届衡水中学模拟)将等物质的量的镁和铝混合，取等质量该混合物四份，分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是(　　)‎ A．3 mol·L－1 HCl B．4 mol·L－1 HNO‎3 C．8 mol·L－1 NaOH D．18 mol·L－1 H2SO4‎ ‎6. (2016届济宁调考)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. (2017届衡水模拟)常温下，将一定量的钠铝合金置于水中，合金全部溶解，得到20 mL pH＝14的溶液，然后用1 mol·L－1的盐酸滴定，测得生成沉淀的质量与消耗盐酸的体积关系如图所示，则下列说法正确的是(　　)‎ A．原合金质量为‎0.92 g B．产生氢气的体积为896 mL(标准状况下)‎ C．图中m的值为1.56 D．图中V2的值为60‎ ‎8. 氯离子插层镁铝水滑石[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]是一种新型离子交换材料。某课外活动小组同学利用如图甲装置(固定装置略去)测定[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]的化学式，‎ ‎[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]高温下分解为MgO、Al2O3、HCl和水蒸气。‎ ‎(1)装置连接后首先进行的操作是____________________________________。‎ ‎(2)将一定质量的[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]放在加热装置中充分加热，冷却后称量剩余固体的质量是‎131 g，则其中MgO的质量是________g。‎ ‎(3)若只通过测定装置C、D的增重来确定x，加热前先通过N2排尽装置中的空气，称取C、D的初始质量后，再持续通入N2。‎ ‎①装置的连接顺序为a→________________(用接口处的小写字母表示)。‎ ‎②实验过程中装置C吸收HCl气体，没有用如图乙所示防倒吸装置的理由是____________。‎ ‎③完全分解后测得C增重‎3.65 g，D增重‎9.90 g，则x＝________。‎ ‎(4)下列实验方案也能测定x值的是___，并且对不选方案说明不合理的理由： _________(若两个方案都选，此问就不作答)。‎ 方案1：测定加热装置剩余固体的质量和装置D增重的质量 方案2：测定加热装置剩余固体的质量和装置C增重的质量 ‎(5)上述水滑石在空气中放置时易发生反应生成[Mg2Al(OH)6Cl1－2x(CO3)x·zH2O]，该生成物能发生类似的热分解反应。现以此物质为样品，用(3)中连接的装置和试剂进行实验测定z，除测定D的增重外，至少还需测定下列数据中的________(填字母)。‎ a．样品质量　　　b．样品分解后残余物质量 c．装置C的增重 ‎9. 实验室采用MgCl2、AlCl3的混合溶液与过量氨水反应制备MgAl2O4的主要流程如下：‎ ‎(1)制备MgAl2O4过程中，高温焙烧时发生反应的化学方程式为____________。‎ ‎(2)判断流程中沉淀是否洗净所用的试剂是___________________________________。‎ ‎(3)在‎25 ℃‎下，向浓度均为0.01 mol·L－1的MgCl2和AlCl3混合溶液中逐滴加入氨水，先生成________沉淀(填化学式)，生成该沉淀的离子方程式： ________________{已知‎25 ℃‎时Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11，Ksp[Al(OH)3]＝3×10－34}。‎ ‎(4)无水AlCl3(‎183 ℃‎升华)遇潮湿空气即产生大量白雾，实验室可用下列装置制备。装置B中盛放饱和NaCl溶液，该装置的主要作用是______；F中试剂的作用是___________。‎ ‎(5)将Mg、Cu组成的‎3.92 g混合物投入过量稀硝酸中，充分反应后，固体完全溶解时收集到还原产物NO气体‎1.792 L(标准状况)，向反应后的溶液中加入4 mol·L－1的NaOH溶液80‎ ‎ mL时金属离子恰好完全沉淀。则形成沉淀的质量为________g。‎ ‎10. 某铝土矿中主要含有Al2O3、Al(OH)3、AlO(OH)，还含有Fe2O3等杂质。利用拜耳法生产氧化铝的流程如图所示：‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)粉碎后的铝土矿碱浸时应在高温下进行，其目的是_________________。‎ ‎(2)AlO(OH)与NaOH溶液反应的化学方程式为______________________________。‎ ‎(3)在稀释、结晶过程中，稀释的目的是______________________________；加Al(OH)3晶核的目的是促进Al(OH)3的析出。上述“稀释、结晶”工艺，也可用通入足量的______气体的方法来代替。‎ ‎(4)浓缩所得的NaOH溶液由于吸收了空气中的CO2而含有杂质，该杂质可通过苛化反应除去，写出苛化反应的化学方程式：________________________________________。‎ ‎(5)该生产流程能实现________(填化学式)的循环利用。‎ ‎11. 硼及其化合物在工农业生产中应用广泛。已知：硼镁矿的主要成分为Mg2B2O5·H2O，硼砂的化学式为Na2B4O7·10H2O。利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程为 回答下列有关问题：‎ ‎(1)硼砂中B的化合价为________价；溶于热水后，常用稀硫酸调pH至2～3制取H3BO3，该反应的离子方程式为_________________________________________________。‎ X为H3BO3晶体加热脱水的产物，其与Mg反应制取粗硼的化学方程式为______________。‎ ‎(2)MgCl2·7H2O在HCl氛围中加热的原因是________________________________________。若用惰性电极电解MgCl2溶液，其阴极反应式为_____________________________________。‎ ‎(3)镁－H2O2酸性燃料电池的反应机理为Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O，则其正极反应式为___。常温下，若起始电解质溶液pH＝1，则pH＝2时，溶液中Mg2＋的浓度为_______。已知Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12，当溶液pH＝6时，________(填“有”或“没有”)Mg(OH)2沉淀析出。‎ ‎(4)制得的粗硼在一定条件下生成BI3，BI3加热分解可以得到纯净的单质硼。现将‎0.020 g粗硼制成的BI3完全分解，生成的I2用0.30 mol·L－1Na2S2O3(H2S2O3为弱酸)溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液18.00 mL。滴定时用到的指示剂是________________。该粗硼样品的纯度为________。(提示：I2＋2S2O===2I－＋S4O)‎ 参考答案 ‎1.解析：Al(OH)3不溶于氨水，A错误；常温下铝与浓HNO3发生“钝化”，C错误；蒸发AlCl3溶液促进AlCl3的水解得到Al(OH)3，D错误。答案：B ‎2.解析：因为酸性H2CO3>Ga(OH)3>Al(OH)3，故向NaAlO2和NaGaO2的混合溶液中充入过量CO2，Al(OH)3先沉淀，Ga(OH)3后沉淀，但均不溶于H2CO3。答案：C ‎3. 解析：海水中含有大量的镁，A项正确；电解MgCl2时，阳极产生Cl2，B项错误；加热脱水过程中Mg2＋能水解生成Mg(OH)2，为防止Mg2＋水解，应在HCl气体氛围中脱水，C项正确；①、③、⑥分别为化合反应、复分解反应、分解反应，D项正确。答案：B ‎5. 解析：在镁、铝混合物中加入HNO3和浓H2SO4都不产生H2；加入NaOH溶液，只有Al与之反应生成H2，而镁不反应；加入盐酸，镁、铝都与盐酸反应生成H2，所以放出H2的量最多。答案：A ‎6.解析：A项，氨水不能溶解Al(OH)3；B项，NH、Al3＋同时存在时，Al3＋与OH－先反应；D项，通足量CO2时，应生成HCO。答案：C ‎7.解析：pH＝14，则c(OH－)＝1 mol·L－1，即n(NaOH)＝1 mol·L－1×‎0.02 L＝0.02 mol，V1＝＝‎0.02 L＝20 mL，则n(NaAlO2)＝1 mol·L－1×‎0.02 L＝0.02 mol。根据元素守恒，m(合金)＝(0.02＋0.02)mol×‎23 g·mol－1＋0.02 mol×‎27 g·mol－1＝‎1.46 g，A错误；在标准状况下生成H2×‎22.4 L·mol－1＝‎1.12 L，B错误；m[Al(OH)3]＝0.02 mol×‎78 g·mol－1＝‎1.56 g，C正确；V2＝(40－V1)×3＋40＝100，D错误。答案：C ‎8.解析：(1)装置连接后首先进行的操作是检查装置的气密性。(2)一定质量的[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]样品充分加热，冷却后得到的固体是Al2O3和MgO，共‎131 g，设MgO的物质的量是x mol，根据[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]可知Al2O3的物质的量是0.25x mol，所以x mol×‎40 g·mol－1＋0.25x mol×‎102 g·mol－1＝‎131 g，解得x＝2，m(MgO)＝2 mol×‎40 g·mol－1＝‎80 g。(3)①装置C的作用是吸收HCl气体，装置D的作用是吸收水蒸气，实验中应首先吸收水蒸气再吸收HCl气体，气体通过洗气瓶吸收时应“长进短出”，因此装置连接顺序为a→e→d→b。②因为整个实验过程中持续通入N2，故不需采用如图乙所示防倒吸装置。③根据题意写出方程式，则有 ‎2[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]4MgO＋Al2O3＋2HCl↑＋(5＋2x)H2O ‎ 73 18×(5＋2x)‎ ‎ ‎3.65 g ‎‎9.90 g ＝，解得x＝3。(4)根据上述反应方程式可知，测定加热装置剩余固体的质量和装置D增重的质量即水蒸气的质量可以计算出x；装置C增重的质量是HCl气体的质量，其质量和加热剩余固体的质量可以根据方程式互相换算而与x无关，因此不能计算x的值，故方案2不合理。(5)因为[Mg2Al(OH)6Cl1－2x(CO3)x·zH2O]中有x和z两个未知量，所以至少应该知道3个量才能列方程组计算，故除测定D的增重外还应该至少再测量a、b、c中的任意两个量。‎ 答案：(1)检查装置的气密性　(2)80(3)①e→d→b　②实验过程中持续通入N2，没有必要用如图乙所示防倒吸装置　③3(4)方案1　由加热装置剩余固体的质量可计算装置C增重的质量，与x的大小没有关系，因此方案2是不合理的(5)ab或ac或bc ‎10.解析：(1)粉碎后的铝土矿碱浸时应在高温下进行，是因为温度越高，反应速率越快。(2)AlO(OH)与NaOH溶液反应，最后得到偏铝酸钠，钠和铝的物质的量之比为1∶1所以AlO(OH)与NaOH以物质的量之比1∶1反应，即反应的化学方程式为AlO(OH)＋NaOH===NaAlO2＋H2O。(3)AlO在溶液中会发生水解：AlO＋2H2OAl(OH)3＋OH－，依据越稀越水解，可知加水稀释是为了促进AlO的水解。“稀释、结晶”工艺中，也可以用偏铝酸盐与CO2反应代替，即2H2O＋AlO＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO。(4)浓缩所得的NaOH溶液由于吸收了空气中的CO2而含有杂质，杂质是碳酸钠，碳酸钠与氢氧化钙反应生成苛性钠，从而除去碳酸根离子，化学方程式为Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH。(5)后续反应中又生成氢氧化钠，而开始时是用氢氧化钠溶液溶解铝土矿，故该生产流程能实现循环利用的是NaOH。‎ 答案：(1)加快反应速率(2)AlO(OH)＋NaOH===NaAlO2＋H2O(3)促进AlO的水解　CO2(4)Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH(5)NaOH ‎11.解析：(1)硼砂的化学式为Na2B4O7·10H2O，钠元素化合价为＋1价，氧元素化合价为－2价，依据化合价代数和为零计算得到硼元素化合价为＋3价；用H2SO4调pH至2～3，硼砂中的Na2B4O7在酸溶液中生成H3BO3，反应的离子方程式为B4O＋2H＋＋5H2O===4H3BO3；X为H3BO3晶体加热脱水的产物，为B2O3，与Mg反应生成粗硼和氧化镁，反应的化学方程式为3Mg＋B2O3高温,2B＋3MgO。(2)MgCl2·7H2‎ O需要在HCl氛围中加热，是为了防止氯化镁水解生成氢氧化镁；若用惰性电极电解MgCl2溶液，阴极氢离子得到电子生成氢气，水的电离平衡被破坏，水电离生成的氢氧根离子浓度增大，和镁离子形成氢氧化镁沉淀，合并写出阴极反应式为2H2O＋Mg2＋＋2e－===H2↑＋Mg(OH)2↓。(3)镁－H2O2酸性燃料电池的反应机理为Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O，正极上是过氧化氢得到电子生成水的反应，正极反应式为H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O；若起始电解质溶液pH＝1，则pH＝2时，溶液中氢离子浓度减小0.1 mol·L－1－0.01 mol·L－1＝0.09 mol·L－1，依据反应方程式得到Mg2＋浓度为0.045 mol·L－1；Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12，当溶液pH＝6时，c(OH－)＝10－8 mol·L－1，则Qc＝c(Mg2＋)·c2(OH－)＝0.045×10－16＝4.5×10－18

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