2020届一轮复习人教版镁、铝及其重要化合物作业

2020届一轮复习人教版镁、铝及其重要化合物作业

第三章　金属及其重要化合物 第7讲　镁、铝及其重要化合物 A组　基础必做题 ‎1．既能与稀盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的化合物是 (　A　)‎ ‎①NaHCO3　②Al2O3　③Al(OH)3　④Al A．①②③　 B．①④　‎ C．②③④　 D．①②③④‎ ‎[解析]　题给4种物质均既能与稀盐酸反应，又能与NaOH溶液反应，但铝是单质，不属于化合物。‎ ‎2．向3 mol·L－1盐酸中加入打磨后的镁条，一段时间后生成灰白色固体X，并测得反应后溶液的pH升高。为确认固体X的成分，过滤洗涤后进行实验：①向固体X中加入足量硝酸，固体溶解，得到无色溶液，将其分成两等份；②向其中一份无色溶液中加入足量AgNO3溶液，得到白色沉淀a；③向另一份无色溶液中加入足量NaOH溶液，得到白色沉淀b。下列分析不正确的是 (　D　)‎ A．溶液pH升高的主要原因：Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑‎ B．生成沉淀a的离子方程式：Ag＋＋Cl－===AgCl↓‎ C．沉淀b是Mg(OH)2‎ D．若a、b的物质的量关系为n(a)∶n(b)＝1∶3，则可推知固体X的化学式为Mg3(OH)6Cl ‎[解析]　溶液pH升高的主要原因是H＋被消耗，即：Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，故A正确；向其中一份无色溶液中加入足量AgNO3溶液，得到白色沉淀a，a是不溶于HNO3的白色沉淀，应为AgCl，故B正确；沉淀b与OH－有关，NO、Cl－、Mg2＋与OH－能形成沉淀的只有Mg2＋，故C正确；若a、b的物质的量关系为n(a)∶n(b)＝1∶3，即得n(Cl－)∶n(Mg2＋)＝1∶3，根据化合价代数和为0，则可推知固体X的化学式为Mg3(OH)5Cl，故D错误。‎ ‎3．下列有关金属镁的说法不正确的是 (　B　)‎ A．Mg在CO2中燃烧生成MgO和C，是放热反应 B．工业上通过电解MgCl2溶液制取金属镁 C．Mg和稀硫酸反应时，滴加少量硫酸铜溶液，能加快反应速率 D．镁可以用来制造信号弹和焰火，MgO可以作耐高温材料 ‎[解析]　金属Mg可以在CO2中燃烧生成MgO和C，同时放出大量的热，A项正确；工业上通过电解熔融MgCl2‎ 来制取金属镁，B项错误；Mg和稀硫酸反应时，滴加少量硫酸铜溶液，Mg置换出Cu，形成原电池，化学反应速率加快，C项正确；Mg在空气中燃烧发出耀眼的白光，常用来制造信号弹和焰火，MgO的熔点很高，常用作耐高温材料，D项正确。‎ ‎4．镁、铝性质相似，下表中对两者的对比不正确的是 (　B　)‎ 选项 反应 铝 镁 A 与非金属反应 能被Cl2、O2氧化 能与N2、O2反应 B 与水反应 能与沸水反应 反应很困难 C 与碱反应 能溶于强碱溶液 不反应 D 与某些氧化物反应 能与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应 能在CO2中燃烧 ‎　　[解析]　镁的金属性强于铝，铝与水反应很困难，镁能与沸水反应。‎ ‎5．在某无色溶液中缓慢地滴入NaOH溶液直至过量，产生沉淀的质量与加入的NaOH溶液体积的关系如图所示，由此确定原溶液中含有的阳离子是 (　B　)‎ A．Mg＋、Al3＋、Fe2＋　 B．H＋、Mg2＋、Al3＋‎ C．H＋、Ba2＋、Al3＋　 D．只有Mg2＋、Al3＋‎ ‎[解析]　分析图像可知，开始时加入NaOH溶液无沉淀产生，说明溶液中有大量H＋，随后开始出现沉淀，后随着NaOH溶液的加入，沉淀部分溶解至不变，结合选项知选B。‎ ‎6．向一定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，生成沉淀Al(OH)3的物质的量随AlCl3加入量的变化关系如图所示。则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是 (　D　)‎ A．a点对应的溶液中：Na＋、Mg2＋、SO、HCO B．b点对应的溶液中：Na＋、NH、SO、Cl－‎ C．c点对应的溶液中：Ag＋、Ca2＋、NO、Cl－‎ D．d点对应的溶液中：K＋、NH、I－、SO ‎[解析]　向NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，依次发生反应：Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O、3AlO＋6H2O＋Al3＋===4Al(OH)3↓。a点时溶液中有大量OH－，与Mg2＋、HCO不能大量共存，A项错误；b点时溶质为NaCl和NaAlO2，AlO与NH不能大量共存，B项错误；c点时溶质为NaCl，Cl－与Ag＋不能大量共存，C项错误；d点时溶质为NaCl和AlCl3‎ ‎，所有离子可以大量共存，D项正确。‎ ‎7．向30 mL 1 mol·L－1的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4 mol·L－1的NaOH溶液，若产生‎0.78 g 白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为 (　B　)‎ A．3 mL　 B．7.5 mL C．15 mL　 D．17.5 mL ‎[解析]　解法一：把该题的信息转化为图象，用图象法求解，如图所示：‎ 当生成沉淀0.01 mol时需NaOH 0.03 mol或0.11 mol，显然B项符合题意。‎ 解法二：已知n(AlCl3)＝0.03 mol，n[Al(OH)3]＝0.01 mol，由沉淀的物质的量小于氯化铝的物质的量可推知此题可能有两个答案：一是氢氧化钠不足，二是氢氧化钠过量。当NaOH不足时，V(NaOH)＝L＝‎0.0075 L＝7.5 mL；当NaOH过量时，V(NaOH)＝L＝‎0.0275 L＝27.5 mL。‎ ‎8．一位同学在复习时遇到这样一道习题：某无色溶液中可能含有H＋、OH－、Na＋、NO，加入铝粉后，只产生H2，问该无色溶液中能大量存在哪几种离子。‎ ‎(1)加入铝粉产生H2，说明铝具有__还原性__(填“氧化性”或“还原性”)。‎ ‎(2)该同学分析：若H＋大量存在，则NO就不能大量存在。‎ 设计实验证实如下：‎ 装置 现象 ⅰ.实验初始，未见明显现象 ⅱ.过一会儿，出现气泡，液面上方呈浅棕色 ⅲ.试管变热，溶液沸腾 ‎①盐酸溶解Al2O3薄膜的离子方程式是 ‎__6H＋＋Al2O3===2Al3＋＋3H2O__。‎ ‎②根据现象ⅱ，推测溶液中产生了NO，为进一步确认，进行如下实验：‎ 实验 内容 现象 实验1‎ 将湿润KI淀粉试纸置于空气中 未变蓝 实验2‎ 用湿润KI淀粉试纸检验浅棕色气体 试纸变蓝 a.浅棕色气体是__NO2__。‎ b．实验l的目的是__对比实验，排除氧气使湿润的KI淀粉试纸变蓝的可能__。‎ c．实验1、2说明反应生成了NO，将生成NO的离子方程式补充完整：‎ ‎__1__Al＋__1__NO＋__4H＋__===__1__Al3＋＋__1__NO↑＋__2H2O__。‎ ‎(3)再假设：若OH－大量存在，NO也可能不能大量存在。‎ 重新设计实验证实如下：‎ 装置 现象 ⅰ.实验初始，未见明显现象 ⅱ.过一会儿，出现气泡，有刺激性气味 为确认：“刺激性气味”气体，进行如下实验：用湿润KI－淀粉试纸检验，未变蓝；用湿润红色石蕊试纸检验，试纸变蓝。‎ ‎①刺激性气味的气体是__NH3__。‎ ‎②产生该气体的离子方程式是 ‎__8Al＋3NO＋5OH－＋2H2O===3NH3↑＋8AlO__。‎ ‎(4)在NaOH溶液中加入铝粉，结果只检验出有H2生成，其化学方程式是__2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑__。‎ ‎[解析]　(1)加入铝粉产生H2，Al失去电子，H得到电于，则Al为还原剂，具有还原性。‎ ‎(2)①盐酸与氧化铝反应生成氯化铝和水，该离子反应方程式为6H＋＋Al2O3===2Al3＋＋3H2O。②液面上方呈浅棕色，一定不是氢气，为氮的氧化物，由将湿润KI淀粉试纸置于空气中未变蓝，说明KI在空气中不能被氧化，而用湿润KI淀粉试纸检验浅棕色气体试纸变蓝，则KI被氧化，即二氧化氮与水反应生成硝酸，再氧化碘离子生成碘单质。a.由上述分析可知，浅棕色气体是NO2；b.实验l的目的是对比实验；c.Al与H＋、NO发生氧化还原反应生成硝酸铝、NO和水，离子反应为Al＋NO＋4H＋===Al3＋＋NO↑＋2H2O。‎ ‎(3)①用湿润KI淀粉试纸检验，未变蓝；用湿润红色石蕊试纸检验，试纸变蓝，则气体为NH3。②由上述分析可知，碱性条件下Al与NO发生氧化还原反应生成氨气，离子反应为8Al＋3NO＋5OH－＋2H2O===3NH3↑＋8AlO。‎ ‎(4)NaOH溶液中加入铝粉，反应的化学方程式为 ‎2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。‎ B组　能力提升题 ‎9．如表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间因果关系的判断，完全正确的是 (　A　)‎ 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 判断 A 铝制炊具最好不要盛放酸性或碱性较强的液体食物 因为Al和Al2O3既可以与酸反应、也可以与碱反应 Ⅰ对，Ⅱ对；有 B 铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落 铝箔对熔化的铝有较强的吸附作用 Ⅰ对，Ⅱ对；有 C 海啸使水源发生污染可用明矾进行消毒或净化 因为明矾水解生成Al(OH)3胶体，具有吸附性 Ⅰ对，Ⅱ错；无 D 铁或铝制成的槽车可以密封贮运浓硫酸或浓硝酸 因为铁和铝不能与浓硫酸或浓硝酸反应 Ⅰ错，Ⅱ对；无 ‎　　[解析]　因为Al和Al2O3既可以与酸反应，又可以与碱反应，故最好不要盛放酸性或碱性较强的液体食物，两者有因果关系，A正确；铝与氧气反应生成氧化铝，其熔点高，铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落，Ⅱ错，B错误；明矾中铝离子水解生成氢氧化铝胶体，胶体吸附水中的悬浮物而净化水，不能杀菌消毒，C错误；铁和铝与浓硫酸或浓硝酸发生钝化反应。D错误。‎ ‎10．下列有关叙述正确的是 (　C　)‎ A．氢氧化铝、碳酸氢钠、碳酸钠都是常见的胃酸中和剂 B．常温下，由于HCO只水解，不电离，所以饱和NaHCO3溶液显碱性 C．泡沫灭火器是利用Al2(SO4)3溶液与饱和NaHCO3溶液反应产生气体 D．配制氯化铝溶液时，先将氯化铝溶于浓盐酸，再加水稀释并加入少量Al2O3‎ ‎[解析]　碳酸钠的腐蚀性较强，对胃的刺激性较大，不能用于治疗胃酸过多，A项错误；NaHCO3溶液显碱性，是由于HCO水解程度大于其电离程度，B项错误；Al3＋与HCO相互促进水解，生成阻燃性气体CO2，通过隔绝空气，达到灭火的目的，C项正确；配制氯化铝溶液应将氯化铝溶于浓盐酸，再加水稀释，D项错误。‎ ‎11．将NaOH溶液逐滴加入用盐酸酸化过的AlCl3溶液中，若用y轴表示Al(OH)3沉淀的量，x轴表示NaOH溶液的体积，下列图像正确的是 (　D　)‎ ‎[解析]　当溶液中有H＋、Al3＋时，加入的OH－先与H＋反应，后与Al3＋反应：H＋＋OH－===H2O、Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，故开始加入NaOH时，无沉淀产生；随着NaOH的量增加，沉淀的量逐渐增加，当NaOH加入一定量时，沉淀量达到最大值；再加入NaOH，沉淀开始溶解：NaOH＋Al(OH)3===NaAlO2＋2H2O，形成沉淀与溶解沉淀所需NaOH溶液的体积比为3∶1。综上所述，D项的图像符合题意。‎ ‎12．铝碳酸镁[AlaMgb(CO3)c(OH)d·eH2O]用于治疗慢性胃炎。称取‎3.01 g 铝碳酸镁样品溶于50 mL 2mol·L－1的盐酸(过量)，收集到气体112 mL(标准状况)，往所得溶液中加入40 mL 3 mol·L－1的NaOH溶液，过滤，将所得沉淀洗涤、干燥，称量得固体‎1.74 g，再将滤液稀释到100 mL，测得溶液中OH－的浓度为0.1 mol·L－1。则铝碳酸镁中a∶b∶c∶d为 (　A　)‎ A．2∶6∶1∶16　 B．2∶5∶1∶16‎ C．1∶1∶1∶3　 D．1∶2∶3∶1‎ ‎[解析]　HCl的物质的量为2 mol·L－1×‎0.05 L＝0.1 mol，则反应后的溶液中n(Cl－)＝0.1 mol，生成CO2的物质的量为＝0.005 mol，根据C原子守恒，‎3.01 g样品中含有0.005 mol CO；由于反应后OH－过量，则‎1.74 g沉淀为氢氧化镁的质量，则氢氧化镁的物质的量为＝0.03 mol，根据Mg原子守恒可知，‎3.01 g样品中Mg2＋的物质的量为0.03 mol；NaOH的物质的量为3 mol·L－1×‎0.04 L＝0.12 mol，反应后溶液中OH－的物质的量为‎0.1 L×0.1 mol·L－1＝0.01 mol，反应后溶液中的溶质为NaCl、NaAlO2、NaOH，根据电荷守恒：n(Cl－)＋n(OH－)＋n(AlO)＝n(Na＋)(H＋忽略不计)，则n(AlO)＝0.12 mol－0.1 mol－0.01 mol＝0.01 mol，根据Al原子守恒，‎3.01 g样品中含有Al3＋的物质的量为0.01 mol；由化合物中各元素化合价代数和为零可得，‎3.01 g样品中含有OH－的物质的量n(OH－)＝0.01 mol×3＋0.03 mol×2－0.005 mol×2＝0.08 mol，则‎3.01 g样品中含有水的质量为‎3.01 g－‎27 g·mol－1×0.01 mol－‎24 g·mol－1×0.03 mol－‎60 g·mol－1×0.005 mol－‎17 g·mol－1×0.08 mol＝‎0.36 g，物质的量为＝0.02 mol，所以a∶b∶c∶d∶e＝n(Al3＋)∶n(Mg2＋)∶n(CO)∶n(OH－)∶n(H2O)＝0.01 mol∶0.03 mol∶0.005 mol∶0.08 mol∶0.02 mol＝2∶6∶1∶16∶4，A正确。‎ ‎13．把一块镁铝合金投入到20 mL 1 mol/L的盐酸中，待合金完全溶解后，往溶液里加入1 mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的物质的量随加入NaOH溶液体积(mL)变化的关系如图所示。下列说法中正确的是 (　B　)‎ A．镁铝合金具有很强的抗腐蚀能力，它不能溶解在任何酸、碱或盐中 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．假设c＝25，整个实验过程中，只发生了4个离子反应 ‎[解析]　镁铝合金表面因形成致密的氧化膜而具有很强的抗腐蚀能力，但MgO、Al2O3、Mg、Al都可与H2SO4等反应，Al、Al2O3也能溶解在NaOH溶液中，A项错误；根据图示，‎ c值越大，溶解Al(OH)3消耗的NaOH越多，说明合金中Al的含量越高，B项正确；b点对应的沉淀为Al(OH)3和Mg(OH)2的混合物，溶液中溶质只有氯化钠，故b为固定值20，因而无法根据b值判断合金中Mg的含量，C项错误；根据图示，当c＝25时，整个反应过程中包含Mg、Al分别与盐酸的反应，H＋与OH－的反应，Mg2＋、Al3＋分别与OH－的反应，Al(OH)3与OH－的反应，主要有6个离子反应，D项错误。‎ ‎14．把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后有‎1.16 g白色沉淀，在所得的浊液中逐滴加入1 mol/L HCl溶液，加入HCl溶液的体积与生成沉淀的质量关系如图所示，试回答：‎ ‎(1)A点的沉淀物的化学式为__Mg(OH)2__；B点的沉淀物的化学式为__Mg(OH)2和Al(OH)3__。‎ ‎(2)原混合物中MgCl2的质量是__1.90__g，AlCl3的质量是__2.67__g，NaOH的质量是__5.20__g。‎ ‎(3)Q点HCl溶液加入量是__130__mL。‎ ‎[解析]　(1)因为在浊液中加入HCl溶液至10 mL，沉淀质量一直为‎1.16 g，说明浊液显碱性，Al元素以AlO形式存在，继续加入HCl溶液，AlO转变为Al(OH)3沉淀，加至30 mL时，AlO全部转变为Al(OH)3，所以在A点的沉淀物为Mg(OH)2，在A点至B点间，沉淀物为Mg(OH)2和Al(OH)3的混合物。当加入HCl溶液超过30 mL时，Mg(OH)2和Al(OH)3同时溶解。‎ ‎(2)原混合物中：‎ m(MgCl2)＝×‎95 g/mol＝‎1.90 g，‎ 又AlCl3～AlO～HCl n(AlCl3)＝1 mol/L×(30－10)×10－‎3 L＝0.02 mol m(AlCl3)＝0.02 mol×‎133.5 g/mol＝‎2.67 g。‎ ‎①浊液中存在的NaOH的物质的量为：‎ NaOH　＋　HCl===NaCl＋H2O ‎0．01 mol　　1×0.01 mol ‎②MgCl2消耗的NaOH的物质的量为：‎ MgCl2～2NaOH ×2＝0.04 mol ‎③AlCl3消耗的NaOH的物质的量为：‎ Al3＋～4NaOH～AlO ‎0.02 mol×4＝0.08 mol NaOH的总质量为：‎ ‎(0.01 mol＋0.04 mol＋0.08 mol)×‎40 g/mol＝‎‎5.20 g ‎(3)从B点开始，Al(OH)3―→AlCl3消耗的HCl的物质的量为：0.02 mol×3＝0.06 mol Mg(OH)2―→NgCl2消耗的HCl的物质的量为：‎ ‎0.02 mol×2＝0.04 mol 所消耗HCl溶液的体积为：‎ ×1000 mL/L＝100 mL Q点HCl溶液的总体积为：30 mL＋100 mL＝130 mL。‎ ‎15．铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：‎ 注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。‎ ‎(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为__Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O__。‎ ‎(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH__减小__(填“增大”、“不变”或“减小”)。‎ ‎(3)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是__石墨电极被阳极上产生的O2氧化__。‎ ‎(4)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如上图所示。阳极的电极反应式为__4CO＋2H2O－4e－===4HCO＋O2↑__，阴极产生的物质A的化学式为__H2__。‎ ‎(5)铝粉在‎1000 ℃‎时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是__NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜__。‎ ‎[解析]　(1)Al2O3为两性氧化物，在NaOH溶液中会溶解生成NaAlO2。(2)‎ 加入的NaHCO3与过量的NaOH反应，导致溶液的pH减小。(3)电解Al2O3时阳极上生成O2，O2会氧化石墨。(4)阳极上OH－失去电子生成O2，由H2O电离出的H＋可以与CO反应生成HCO。阴极上H2O放电生成H2。‎