2021届一轮复习人教版镁、铝及其化合物作业(1)

2021届一轮复习人教版镁、铝及其化合物作业(1)

镁、铝及其化合物 时间：45分钟 ‎1．某同学通过下列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　)‎ A．实验室中将NH3·H2O滴入Al2(SO4)3溶液中，制备Al(OH)3沉淀 B．将一块铝箔用砂纸打磨后立即在酒精灯上点燃，观察铝燃烧的火焰 C．将Al(OH)3沉淀转入蒸发皿中加足量稀盐酸，加热蒸干得无水AlCl3固体 D．将铝置于装有浓硫酸的试管中再加水，探究Al在不同浓度硫酸中的反应 解析：氢氧化铝是两性氢氧化物，溶于强酸、强碱，不溶于弱酸、弱碱，实验室中将NH3·H2O滴入Al2(SO4)3溶液中，可制备Al(OH)3，A正确；铝块在空气中不能燃烧，B错误；AlCl3溶液水解生成Al(OH)3和HCl，氯化氢易挥发，故不能得到无水AlCl3固体，C错误；常温下铝在浓硫酸中发生钝化，不再继续反应，加水稀释后，稀硫酸和铝发生反应，不能探究Al在不同浓度硫酸中的反应，D错误。‎ ‎2．向甲溶液中缓慢滴加乙溶液，反应生成沉淀的质量变化如图所示，其中符合图像的一组是(　C　)‎ 选项 甲 乙 A AlCl3、‎ Mg(NO3)2、‎ HNO3‎ NaOH B Na2CO3、‎ NH4HCO3、Na2SO4‎ Ba(OH)2‎ C NH4NO3、‎ Al(NO3)3、‎ NaOH Fe(NO3)3、HCl D NaAlO2、氨水、NaOH H2SO4‎ 解析：A项，向甲溶液中缓慢滴加NaOH溶液时，图像中间一段沉淀质量不变的反应不存在，与图像变化不符。B项，向甲溶液中缓慢滴加Ba(OH)2溶液时，不存在沉淀部分溶解的反应，与图像变化不符。C项，在甲溶液中加入NaOH溶液时，NaOH先与盐酸反应，没有沉淀生成，随后Al3＋、Fe3＋开始沉淀，当两种离子沉淀完全后，OH－和NH反应生成NH3·H2O，此时沉淀质量不变，NH反应完毕后OH－与Al(OH)3反应使沉淀部分溶解，与图像变化相符。D项，向甲溶液中加硫酸时，最终沉淀会全部溶解，与图像变化不符。‎ ‎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(　C　)‎ 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 ↓＋CO D．加入冰晶石的目的是降低Al2O3的熔融温度 解析：操作Ⅰ增大NaOH溶液用量可以使铝土矿中的氧化铝充分溶解，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得到固体氢氧化铝，操作Ⅳ为灼烧，目的是使氢氧化铝分解成氧化铝，B正确；向偏铝酸钠溶液中通入过量CO2后生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，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．某同学在实验室利用氢氧化钠、盐酸分离铁粉和铝粉混合物，物质转化关系如图所示：‎ 下列说法不正确的是(　D　)‎ A．x为NaOH溶液，y为盐酸 B．a―→b发生的反应为：AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3‎ C．b―→c―→Al的反应条件分别为：加热、电解 D．a、b、c既能与酸又能与碱反应 解析：铁粉和铝粉混合物，加入试剂x，过滤得到铁，试剂x能溶解铝，盐酸和铁、铝都反应，氢氧化钠溶液只和铝反应：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2，a为偏铝酸钠溶液，偏铝酸钠和适量盐酸反应NaAlO2＋HCl＋H2O===Al(OH)3＋NaCl，所以x为NaOH溶液，y为盐酸，故A正确；a为偏铝酸钠溶液，b为氢氧化铝，a―→b发生的反应NaAlO2＋HCl＋H2O===Al(OH)3＋NaCl，离子反应为：AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3，故B正确；b为氢氧化铝，氢氧化铝受热分解2Al(OH)3Al2O3＋3H2O，生成氧化铝和水，氧化铝电解2Al2O34Al＋3O2，生成铝和氧气，故C正确；b为氢氧化铝，为两性氢氧化物，既能与酸又能与碱反应，c为氧化铝，属于两性氧化物，既能与酸又能与碱反应，a为偏铝酸钠溶液，只能和酸反应，不能和碱反应，故D错误。‎ ‎5．某固体混合物可能由Al、(NH4)2SO4、MgCl2、FeCl2、AlCl3中的一种或几种组成，现对该混合物做如下实验，所得现象和有关数据如图所示(气体体积数据已换算成标准状况下的体积)：‎ 下列说法正确的是(　D　)‎ A．固体混合物中一定含有Al，但质量不可确定 B．固体混合物中可能含有MgCl2和AlCl3‎ C．固体混合物中一定含有MgCl2和FeCl2‎ D．固体混合物中一定含有(NH4)2SO4、MgCl2‎ 解析：A.根据流程图可知，该固体与足量的氢氧化钠反应后产生气体，与氢氧化钠反应产生气体的固体可能是Al或硫酸铵；该气体通过浓硫酸，体积减少‎3.36 L，说明产生氨气，体积为‎3.36 L，余5.6－3.36＝‎2.24 L气体为氢气，说明固体中不仅含有硫酸铵还含有Al，且质量可通过氢气的体积计算，错误；B.加入过量氢氧化钠后产生白色沉淀，久置无变化，说明不含氯化亚铁，一定含有氯化镁；得到的溶液中加入稀盐酸先产生沉淀，后沉淀溶解，说明此时溶液中含有偏铝酸根离子，因为固体中一定有Al，所以不一定含有氯化铝，错误；C.固体中一定不含氯化亚铁，错误；D.根据以上分析，固体混合物中一定含有Al、硫酸铵、氯化镁，正确，答案选D。‎ ‎6．实验室用N2与Mg制备Mg3N2的装置如图所示(焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气)，下列说法正确的是(　D　)‎ ‎　　 　①　②　③　　　④　　　　　　　⑤‎ A．①、②、③中依次盛装浓H2SO4溶液、NaOH溶液、焦性没食子酸溶液 B．实验操作顺序：通空气―→通电加热管式电炉⑤―→通电加热管式电炉④‎ C．④的作用是预热净化后的氮气 D．当⑤的瓷舟中燃烧产生白光时，⑤可以停止通电加热装置 解析：③中应盛装浓H2SO4溶液，A项错误；应先加热管式电炉④，B项错误；④的作用是进一步除去空气中的氧气，C项错误；该反应是放热反应，利用反应放出的热量可使反应继续，D项正确。‎ ‎7．NH4Al(SO4)2·12H2O俗称铵明矾，其性质稳定，是化学实验常用的基准试剂，借助碳酸氢铵与硫酸钠可以制备纯净的铵明矾，制备过程如下图，下面相关说法错误的是(　C　)‎ A．为加快操作Ⅰ的速率实验时采用抽滤，常用玻璃纤维替代滤纸 B．操作Ⅱ的基本过程为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 C．使用NaOH和BaCl2试剂可以检验铵明矾的三种离子 D．若气体a通入到饱和的纯碱溶液中会有晶体析出，该晶体与固体a相同 解析：‎ 玻璃纤维性质稳定，且韧性比滤纸的韧性好，可以替代使用，加快抽滤速率，A正确；碳酸氢铵饱和溶液与硫酸钠溶液混合反应后生成碳酸氢钠和硫酸铵，然后制成高温时的饱和溶液，进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥操作，可以得到碳酸氢钠固体，B正确；铵根离子和NaOH反应生成一水合氨，一水合氨和铝离子反应产生白色沉淀氢氧化铝，而铝离子直接与NaOH反应也可产生白色沉淀氢氧化铝，因此无法确定铵根离子存在，C错误；气体a为二氧化碳，通入到饱和的纯碱溶液中会有碳酸氢钠晶体析出，与固体a成分相同，D正确。‎ ‎8．某学生探究0.25 mol/L Al2(SO4)3溶液与0.5 mol/L Na2CO3溶液的反应，实验如下。下列分析不正确的是(　C　)‎ 实验1‎ 实验2‎ A．实验1中，白色沉淀a是Al(OH)3‎ B．实验2中，白色沉淀b含有CO C．实验1、2中，白色沉淀成分不同的原因与混合后溶液的pH无关 D．检验白色沉淀a、b是否洗涤干净，均可用盐酸酸化的BaCl2溶液 解析：白色沉淀a和稀H2SO4反应不产生气体，结合铝离子和碳酸根的双水解反应，可知a是Al(OH)3，故A项正确；向过量的碳酸钠溶液中加入硫酸铝溶液，生成的白色沉淀b能和稀H2SO4反应产生气体，则b中含有CO，故B项正确；实验1中过量Al2(SO4)3使得溶液呈酸性，实验2中过量Na2CO3使溶液呈碱性，最终得到了成分不同的白色沉淀，所以白色沉淀成分不同的原因与混合溶液pH有关，故C项错误；实验1和2中得到的沉淀上都会有SO残留，检验沉淀是否洗涤干净，则可用盐酸酸化的BaCl2溶液检验最后一次洗涤中是否含有SO，故D项正确。‎ ‎9．在200 mL含Mg2＋、Al3＋、NH、H＋、Cl－的溶液中，逐滴加入5 mol·L－1 NaOH溶液，所加NaOH溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。下列叙述不正确的是(　B　)‎ A．x－y＝0.01 mol B．原溶液中c(Cl－)＝0.75 mol·L－1‎ C．原溶液的pH＝1‎ D．原溶液中n(Mg2＋)∶n(Al3＋)＝5∶1‎ 解析：分析图示可知x－y的值即为氢氧化铝的物质的量，溶解氢氧化铝消耗氢氧化钠溶液的体积为35 mL－33 mL＝2 mL，x－y＝5 mol·L－1×2×10－‎3L＝0.01 mol，A不符合题意；加入33 mL氢氧化钠溶液时溶液中溶质为NaCl，原溶液中n(Cl－)＝5 mol·L－1×33×10－‎3L＝0.165 mol，c(Cl－)＝0.825 mol·L－1，B符合题意；由图知0～4 mL时发生反应H＋＋OH－===H2O，则H＋的物质的量为4×‎0.001 L×5 mol·L－1＝0.02 mol，H＋的物质的量浓度为＝0.1 mol·L－1，则pH＝1，C不符合题意；由4 mL～30 mL Mg2＋、Al3＋结合OH－生成沉淀的反应知，n(OH－)＝5 mol·L－1×26×10－‎3L＝0.13 mol，则根据Al3＋＋3OH－===Al(OH)3，与0.01 mol Al3＋反应的OH－的物质的量为0.03 mol，与Mg2＋反应的OH－的物质的量为0.1 mol，由Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2知，n(Mg2＋)＝0.05 mol，则原溶液中n(Mg2＋)∶n(Al3＋)＝0.05∶0.01＝5∶1，D不符合题意。‎ ‎10．氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料，常温下AlN＋NaOH＋H2O＝NaAlO2＋NH3。某课题小组利用甲图所示装置测定样品中AlN的含量(杂质不反应)。下列说法中正确的是(　D　)‎ 甲　　　　　　　　　乙 A．量气管中的液体应为水 B．用长颈漏斗代替分液漏斗，有利于控制反应速率 C．反应结束时，a、b两管液面的差值即为产生气体的体积 D．若其他操作均正确，实验结束时按乙图读数，测得AlN含量偏高 解析：反应产生的气体为氨气，氨气极易溶于水，所以量气管中的液体不应为水，可以为四氯化碳，A错误；长颈漏斗没有玻璃旋塞，不能控制液体的滴加，也就不能控制反应速率，B错误；反应结束时，待气体冷却到室温，调节右侧的量气管，使左右两端的液面相平，才能读数，根据起始和结束时右侧量气管的液面的差值，计算产生气体的体积，C错误；俯视量气管的读数，使所量气体的体积增大，氨气的量增大，氮化铝的量增大，测得AlN含量偏高，D正确；正确选项为D。‎ ‎11．用NaHCO3溶液处理NaAlO2溶液(由Al2O3过量NaOH溶液反应制得)，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。下列说法正确的是(　C　)‎ A．Al(OH)3的生成是因为NaHCO3促进了NaAlO2的水解 B．b点和c点溶液所含微粒种类不同 C．NaHCO3溶液的物质的量浓度为1.0 mol·L－1‎ D．d点时：c(Na＋)＝c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)‎ 解析：因为碳酸氢根离子的酸性强于氢氧化铝，所以Al(OH)3的生成是因为NaHCO3与NaAlO2发生复分解反应生成的，故A错误；b点与c点溶液所含微粒种类相同，均含Na＋、AlO、OH－、CO，故B错误；加入40 mL NaHCO3溶液时沉淀最多，沉淀为0.032 mol, NaOH过量，滤液中含NaOH，由OH－＋HCO＝CO＋H2O，HCO＋AlO＋H2O===Al(OH)3＋CO可以知道，前8 mL不生成沉淀，c(NaHCO3)＝＝1.0 mol/L，所以C选项是正确的；d点时沉淀量最大，此时溶液为碳酸钠溶液，根据物料守恒可以知道：c(Na＋)＝‎2c(CO)＋‎2c(HCO)＋‎2c(H2CO3)，故D错误。‎ ‎12．某小组同学利用下列实验探究金属铝与不同铜盐溶液的反应：‎ 实验 实验方案 实验现象 l 向5 mL 1 mol·L－1 CuSO4溶液中加入用砂纸打磨过的铝片 铝片表面无明显现象，20 min后铝片表面有极少气泡产生，且有很少量红色物质生成 ‎2‎ 向5mL 1 mol·L－1 CuCl2‎ 溶液中加入用砂纸打磨过的铝片 铝片表面有气泡产生，同时有红色物质析出，1 min后反应进一步加快，放出大量的热，有少量黑色固体生成。一段时间后烧杯底部出现白色沉淀 ‎(1)打磨铝片的目的是____________。‎ ‎(2)实验中出现的红色物质是______________。‎ ‎(3)实验2中“1 min后反应进一步加快”的原因是____________。‎ ‎(4)经检验实验1、2中产生的无色气体是H2，黑色固体为CuO，试用离子方程式解释产生H2的原因：___________，‎ 用文字简述产生黑色固体的原因：____________。‎ ‎(5)依据上述实验1、2的现象推测并判断，用砂纸打磨后的铝片分别与H＋浓度均为0.2 mol·L－1的盐酸和硫酸反应，反应速率：前者比后者________(填“快”或“慢”)。‎ ‎(6)经证明实验2中白色沉淀的化学成分为CuCl。某同学猜测可能是Cu与CuCl2溶液反应生成了CuCl，因为Cu具有________性。依据猜测他进行了如下实验：取Cu粉与适量1 mol·L－1 CuCl2溶液混合，一段时间后观察，无白色沉淀产生。该同学再次分析Al与CuCl2溶液反应的实验现象，改进实验方案，证明了Cu与CuCl2溶液反应生成了CuCl，他的改进方法为____________。‎ 解析：(1)打磨铝片可以除去表面的氧化铝薄膜。(2)铝的活泼性比铜强，能够置换出硫酸铜溶液中的铜，因此实验中出现的红色物质是铜。(3)置换出来的Cu和Al在酸性条件下形成原电池，反应速率加快。(4)CuSO4是强酸弱碱盐，水解后溶液显酸性，金属铝能够与酸反应放出氢气，反应过程中放出的热量使水解生成的氢氧化铜分解为黑色的氧化铜。(5)实验1 CuSO4溶液水解生成硫酸，反应速率较慢，实验2 CuCl2溶液水解生成盐酸，反应速率较快，因此用砂纸打磨后的铝片分别与H＋浓度均为0.2 mol·L－1的盐酸和硫酸反应，盐酸中的反应速率较快。(6)Cu与CuCl2‎ 反应生成CuCl，单质Cu中Cu元素的化合价升高，体现还原性。通过与实验Ⅱ对比可知，应加热后再进行观察。‎ 答案：(1)除去表面的氧化物薄膜　(2)Cu(或铜)‎ ‎(3)Cu和Al在酸性条件下形成原电池，加快了反应速率 ‎(4)Cu2＋＋2H2OCu(OH)2＋2H＋、2Al＋6H＋===3H2＋2Al3＋　Cu2＋水解生成的Cu(OH)2受热分解生成黑色的CuO ‎(5)快　(6)还原　加热后观察 ‎13．镁及其化合物是实验设计的热点载体，查阅资料。‎ ⅰ ‎2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O ‎ ‎ ⅱ Mg3N2与水反应 ⅲ 常温下，NH3·H2O、CH3COOH的电离常数都等于1.8×10－5‎ Ⅰ.探究镁的性质。‎ 某学习小组设计实验探究镁与二氧化氮反应的产物，实验装置如图所示。‎ ‎(1)B中试剂是________；D装置的作用是____________。‎ ‎(2)实验时，先启动A中反应，当C装置中充满红棕色气体时点燃酒精灯，这样操作的目的是____________。‎ ‎(3)确定有N2生成的实验现象是__________________。‎ ‎(4)实验完毕后，设计实验确认产物中有Mg3N2，取少量C中残留固体于试管中，滴加蒸馏水，____________，‎ 则产物中有氮化镁。‎ ‎(5)经测定，Mg与NO2反应生成MgO、Mg3N2和N2，其中Mg3N2和N2的物质的量相等。C中发生反应的化学方程式为___________。‎ Ⅱ.探究Mg(OH)2在氯化铵溶液中溶解的原因。供选试剂有：氢氧化镁、蒸馏水、硝酸铵溶液、盐酸、醋酸铵溶液。取少量氢氧化镁粉末投入氯化铵溶液中，振荡、白色粉末全部溶解。为了探究其原因，他们提出两种假设。‎ 假设1：氯化铵溶液呈酸性，H＋＋OH－===H2O，促进Mg(OH)2溶解；‎ 假设2：NH＋OH－===NH3·H2O，促进Mg(OH)2溶解。‎ ‎(6)请你帮他们设计实验，探究哪一种假设正确：___________。‎ 解析：(1)B中试剂用于干燥二氧化氮，由于二氧化氮与水反应生成酸，故不能用碱性干燥剂，应选择酸性或中性干燥剂，可以是P2O5等；D装置的作用是吸收E中挥发出来的水蒸气，防止E中水蒸气进入C装置的玻璃管中干扰实验。(3)依据题中信息，过量的二氧化氮可以被氢氧化钠溶液吸收，所以确定有N2生成的实验现象是E中产生气泡，瘪气球缓慢鼓起。(5)经测定，Mg与NO2反应生成MgO、Mg3N2和N2，其中Mg3N2和N2的物质的量相等，所以C中发生反应的化学方程式为11Mg＋4NO28MgO＋Mg3N2＋N2。(6)由题中信息可知，常温下，NH3·H2O、CH3COOH的电离常数相同，所以CH3COONH4溶液显中性。因此，可以设计如下实验：取少量氢氧化镁于试管中，加入足量CH3COONH4溶液，若白色固体溶解，则假设2正确；若白色固体不溶解，则假设1正确。‎ 答案：(1)P2O5(答案合理均可)　吸收E中挥发出来的水蒸气 ‎(2)排尽装置内的空气，避免O2、CO2、N2等与镁反应 ‎(3)E中产生气泡，瘪气球缓慢鼓起 ‎(4)产生的气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝 ‎(5)11Mg＋4NO28MgO＋Mg3N2＋N2(写成4Mg＋2NO24MgO＋N2、3Mg＋N2Mg3N2也可)‎ ‎(6)取少量氢氧化镁于试管中，加入足量CH3COONH4溶液，若白色固体溶解，则假设2正确；若白色固体不溶解，则假设1正确