2019届一轮复习人教版镁、铝及其重要化合物学案(1)

2019届一轮复习人教版镁、铝及其重要化合物学案(1)

第2节　镁、铝及其重要化合物 考试说明 ‎1．掌握铝及其重要化合物的主要性质及其应用。‎ ‎2．掌握镁及其重要化合物的主要性质及其应用。‎ ‎3．了解铝、镁及其重要化合物的制备方法。‎ 命题规律 有关Al及其化合物知识在高考中出现频率较高，“铝三角”是命题的出发点。高考中常以选择题型结合离子方程式的书写正误判断、离子共存问题考查Al及其化合物的转化；以化工流程图中铝土矿的开发为载体以填空题型考查镁、铝及其化合物的性质、制备等。‎ 考点1　镁及其化合物 ‎1．镁的物理性质 银白色固体，密度较小、质软、有延展性，是电和热的良导体。‎ ‎2．镁及其重要化合物的化学性质 ‎3．镁的工业制备 电解熔融MgCl2：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。‎ ‎(1)Mg在空气中燃烧得到的固体物质主要为MgO和少量Mg3N2的混合物。‎ ‎(2)Mg着火后，不可用CO2灭火。‎ ‎(3)由于Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小，故水垢的主要成分中含有的是Mg(OH)2，而非MgCO3。‎ ‎【基础辨析】‎ 判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。‎ ‎(1)镁条燃烧引起的火灾可用CO2扑灭。(×)‎ ‎(2)镁不能与盐酸反应。(×)‎ ‎(3)镁制容器可以贮存、运输浓硫酸。(×)‎ ‎(4)镁在空气中燃烧的产物不全为MgO。(√)‎ ‎(5)工业上电解熔融的MgO制镁。(×)‎ ‎(6)2.4 g镁条在空气中充分燃烧所得固体产物的质量小于4.0 g。(√)‎ ‎　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎1．镁粉在焰火、闪光粉、鞭炮中是不可缺少的原料，工业制造镁蒸气在某气体中冷却。下列可作为冷却气体的是(　　)‎ ‎①空气　②CO2　③Ar　④H2　⑤N2‎ A．①和② B．②和④‎ C．③和④ D．④和⑤‎ 答案　C 解析　“镁蒸气在某气体中冷却”，说明高温下镁与这些气体不反应，由于空气、CO2、N2在加热的条件下均能与Mg反应，故不能用作冷却气体。‎ ‎2．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 答案　B 解析　海水中含有大量的镁元素，A正确；电解MgCl2时，阳极产生Cl2，B错误；加热脱水过程中Mg2＋水解生成Mg(OH)2，为防止Mg2＋水解，应在HCl气体氛围中脱水，C正确；①、③、⑥分别为化合反应、复分解反应、分解反应，D正确。‎ 从海水中提取镁的工艺流程 考点2　铝的性质及应用 ‎1．铝的结构和存在 铝位于元素周期表第三周期第ⅢA族，原子结构示意图为。铝是地壳中含量最多的金属元素。自然界中的铝全部以 化合态存在。‎ ‎2．铝的物理性质及用途 ‎3．铝的化学性质 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：‎ ‎②铝与氯气加热反应：2Al＋3Cl22AlCl3。‎ ‎④铝与氢氧化钠溶液反应：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。‎ ‎⑤铝与氧化铁反应：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3。‎ ‎4．铝热反应 ‎(1)原理 铝将金属氧化物中化合态的金属还原为金属单质，如 Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3、Cr2O3＋2Al2Cr＋Al2O3等。‎ ‎(2)实验装置 ‎(3)反应现象及结论 剧烈燃烧，放出大量的热，导致混合物剧烈反应过后，纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中；待熔融物冷却后，除去外层熔渣，可以发现落下的是铁珠。‎ ‎(4)应用 ‎①野外焊接钢轨。‎ ‎②冶炼高熔点金属。‎ ‎5．铝的工业制备 电解熔融Al2O3：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。‎ ‎(1)常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生“钝化”(即表面形成一层氧化物保护膜，阻止Al与浓H2SO4、浓硝酸进一步反应)，而不是铝与浓H2SO4、浓HNO3不反应，是常温下Al2O3与浓H2SO4、浓HNO3不反应。‎ ‎(2)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。其反应机理应为：铝先与强碱溶液中的水反应生成H2和Al(OH)3，然后 Al(OH)3 再与NaOH反应生成H2O和NaAlO2，反应中铝作还原剂，水作氧化剂，NaOH无电子得失。‎ ‎(3)铝热反应是在高温状态下进行的置换反应，铝只能与金属活动性顺序表中排在其后的金属氧化物反应。铝不能与MgO反应，铝热反应不适用于冶炼大量的金属铁、铜等(要考虑冶炼成本)。‎ ‎【基础辨析】‎ 判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。‎ ‎(1)铝制餐具不能长时间存放酸性、碱性或咸的食物。(√)‎ ‎(2)用坩埚钳夹住一小块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。(×)‎ ‎(3)MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂。(×)‎ ‎(4)能用铝槽车储运浓H2SO4与浓HNO3，是因为铝的化学性质稳定，不与浓H2SO4、浓HNO3反应。(×)‎ ‎(5)铝与盐酸反应时，盐酸作氧化剂，铝与氢氧化钠溶液反应时，氢氧化钠作氧化剂。(×)‎ ‎　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ 题组一 铝的化学性质 ‎1．常温下可用铝质容器储运的试剂是(　　)‎ A．浓硝酸 B．食醋 C．石灰水 D．稀盐酸 答案　A 解析　常温下，Al和浓硝酸反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步被氧化，可以用铝制容器储运浓硝酸，A正确；食醋显酸性能与铝质容器反应，B错误；石灰水呈碱性，Al能溶于强碱溶液，不能盛放石灰水，C错误；Al和稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，不能盛放稀盐酸，D错误。‎ ‎2．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盐酸 ‎ B．4 mol·L－1 HNO3溶液 C．8 mol·L－1 NaOH溶液 ‎ D．18 mol·L－1 H2SO4溶液 答案　A 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。‎ 题组二 铝与酸、碱溶液反应的定量计算 ‎3．相同质量的镁和铝分别与足量的盐酸反应，生成的氢气在相同条件下的体积比是(　　)‎ A．1∶1 B．1∶2 C．2∶3 D．3∶4‎ 答案　D 解析　镁和铝分别与盐酸反应，有关系式：Mg～H2，Al～H2，设镁、铝的质量均为m g，则Mg产生的H2为 mol，Al产生的H2为 mol×＝ mol，相同条件下气体体积之比等于物质的量之比，所以两者生成的气体的体积比为∶＝3∶4，D正确。‎ ‎4．甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol/L 盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得甲、乙两烧杯中产生的气体体积之比为1∶2，则加入铝粉的质量为(　　)‎ A．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.6 g 答案　A 解析　根据铝粉与盐酸、氢氧化钠溶液反应的化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，可知若在含等物质的量的HCl和NaOH溶液中分别加入足量的铝粉，产生的H2的体积之比为1∶3。而题中产生的H2的体积之比为1∶2，说明铝粉的量相对盐酸是过量的，而相对NaOH是不足的，则与盐酸反应的铝粉是2.7 g，与NaOH溶液反应的铝粉应为5.4 g。‎ 铝与酸、碱反应的定量关系 铝分别与盐酸、NaOH溶液反应的原理：‎ ‎2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，‎ ‎2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。‎ ‎(1)等量的铝与足量盐酸和足量氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为＝。‎ ‎(2)足量铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为＝。‎ ‎(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸和NaOH溶液反应，若产生H2的体积比为＜＜，则必定是：铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；铝与NaOH溶液反应时，铝不足而NaOH溶液过量。‎ 考点3　铝的重要化合物 ‎1．氧化铝 ‎(1)物理性质和用途 白色固体，不溶于水，硬度大，具有很高的熔点 ‎。是一种比较好的耐火材料，也是冶炼铝的原料，天然刚玉的成分是Al2O3，还可制备各种宝石。‎ ‎(2)化学性质(用离子方程式表示)：‎ ‎②电解：化学方程式为2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。‎ ‎2．氢氧化铝 ‎(1)物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。‎ ‎(2)化学性质 ‎①两性：Al(OH)3的电离方程式为：‎ Al(OH)3既能溶于强酸又能溶于强碱，且都生成盐和水。‎ 与强酸反应：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，‎ 与强碱溶液反应：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。‎ ‎②受热分解2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。‎ ‎(3)制备 ‎①向铝盐中加入氨水，离子方程式为 Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。‎ ‎②NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为 AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。‎ ‎③NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：离子方程式为3AlO＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓。‎ ‎3．常见的铝盐及其应用 ‎(1)‎ 硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。‎ ‎(2)明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，它是无色晶体，可溶于水，电离方程式为KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO。明矾可用于净水，其原因是Al3＋水解产生Al(OH)3_胶体，Al(OH)3胶体可以和悬浮于水中的泥沙形成絮状不溶物而沉降下来，使水澄清。‎ ‎4．与Al(OH)3沉淀生成有关的图像分析 ‎(1)把强碱溶液逐滴加入到铝盐(Al3＋)溶液中至过量 ‎①现象：先有白色沉淀产生，然后沉淀逐渐溶解。‎ ‎②有关反应的离子方程式：‎ A→B：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，‎ B→D：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。‎ ‎(2)把铝盐(Al3＋)溶液逐滴加入到强碱溶液中至过量 ‎①现象：先无明显现象，然后逐渐产生大量的白色沉淀。‎ ‎②有关反应的离子方程式：‎ A→B：Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，‎ B→C：Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓。‎ ‎(3)在AlO溶液中逐滴加入强酸至过量 ‎①现象：先生成白色沉淀，然后沉淀逐渐溶解。‎ ‎②有关反应的离子方程式：‎ A→B：AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓，‎ B→C：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。‎ ‎(4)在强酸溶液中逐滴加入AlO溶液至过量 ‎①现象：先无明显现象，反应一段时间后逐渐产生白色沉淀。‎ ‎②有关反应的离子方程式：‎ A→B：4H＋＋AlO===Al3＋＋2H2O，‎ B→C：Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓。‎ ‎(1)既能与强酸反应，又能与强碱反应的物质有多元弱酸的酸式盐(如：NaHCO3、KHS、NaHSO3等)；弱酸弱碱盐[如：(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2SO3等]；两性化合物[如：Al2O3、‎ Al(OH)3、氨基酸等]‎ ‎(2)分析铝系图像时要注意：①加入酸或碱的强弱。因为强酸、强碱会使Al(OH)3溶解，而弱酸、弱碱不能使Al(OH)3溶解。‎ ‎②领悟2个数量关系。‎ a．沉淀Al3＋所需n(OH－)与Al(OH)3溶解所需n(OH－)的比为3∶1。‎ b．Al(OH)3溶解所需n(OH－)＝n[Al(OH)3]。‎ ‎【基础辨析】‎ 判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。‎ ‎(1)向1 mol·L－1 AlCl3溶液中加过量的6 mol·L－1 NaOH溶液制备Al(OH)3悬浊液。(×)‎ ‎(2)向NaAlO2溶液中通入过量CO2制Al(OH)3的离子方程式：CO2＋AlO＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。(√)‎ ‎(3)制备AlCl3不能采用将溶液直接蒸干的方法。(√)‎ ‎(4)工业电解熔融的AlCl3制铝。(×)‎ ‎　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ 题组一 Al2O3和Al(OH)3的两性 ‎1．下列除去杂质的方法不正确的是(　　)‎ A．镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥 B．用过量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋‎ C．Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量CO2后过滤 D．MgO中混有少量Al2O3：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥得到MgO 答案　B 解析　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。‎ ‎2．A、B、C、D、E五种化合物均含有某种短周期常见元素，它们的转化关系如下图所示，其中A的溶液为澄清溶液，C为难熔的白色固体，E则易溶于水，取A的溶液灼烧，焰色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃)。‎ ‎(1)写出化学式：A________，B________，C________，‎ D________，E________。‎ ‎(2)写出下列反应的离子方程式：‎ A→B：______________________________________________；‎ A→D：______________________________________________。‎ 答案　(1)KAlO2　Al(OH)3　Al2O3　AlCl3　NaAlO2‎ ‎(2)AlO＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O 解析　B为两性物质，由A→B知B为Al(OH)3，C为Al2O3，A溶液的焰色反应为浅紫色，则A为KAlO2。‎ 题组二 Al(OH)3的制备 ‎3．用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝，下列操作步骤中最恰当的组合是(　　)‎ ‎①加盐酸溶解　②加烧碱溶液溶解　③过滤　④通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀　⑤加入盐酸生成Al(OH)3沉淀 ‎⑥加入过量烧碱溶液 A．①⑥⑤③ B．②③④③‎ C．②③⑤③ D．①③⑤③‎ 答案　B 解析　若先用盐酸溶解，Mg、Al均溶解，故先用烧碱溶液溶解，从NaAlO2制备Al(OH)3，若加盐酸不容易控制量的多少，应通入足量的CO2气体。故B项操作步骤为最佳顺序。‎ ‎4．若甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备Al(OH)3。规定必用的药品如下：350 g 70% H2SO4溶液，NaOH固体240 g，足量铝屑、水(不能用其他药品)。‎ 甲、乙、丙用各自设计的方案制得Al(OH)3的质量分别是W1、W2、W3。三种实验方案如下：‎ 甲：铝→加NaOH溶液→加H2SO4溶液→W1 g Al(OH)3乙：铝→加H2SO4溶液→加NaOH溶液→W2 g Al(OH)3‎ 丙：→W3 g Al(OH)3‎ 试回答：‎ ‎(1)从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素分析，实验方案最合理的是________。‎ ‎(2)三位学生制得的Al(OH)3，W1、W2、W3其质量由大到小的顺序是____________________________________________________。‎ ‎(3)制得Al(OH)3的最大质量是________。‎ 答案　(1)丙　(2)W3>W1>W2　(3)520 g 解析　n(H2SO4)＝＝2.5 mol，n(H＋)＝5 mol，n(NaOH)＝＝6 mol，n(OH－)＝6 mol。甲：AlAlOAl(OH)3↓，6 mol OH－反应得到6 mol AlO，消耗5 mol H＋，生成5 mol Al(OH)3；乙：AlAl3＋Al(OH)3↓，5 mol H＋反应得到 mol Al3＋，最终最多得到Al(OH)3为 mol；丙：由AlAl3＋可知5 mol H＋反应得到 mol Al3＋，由AlAlO，可知 ‎6 mol OH－反应得到6 mol AlO，由Al3＋4Al(OH)3↓，可知Al3＋不足，故可得Al(OH)3为 mol×4＝ mol，故W3>W1>W2，最合理方案为丙。制得Al(OH)3的最大质量为 mol×78 g·mol－1＝520 g。‎ 题组三 Al3＋、AlO形成Al(OH)3图像的综合分析 ‎5．下列曲线图(纵坐标为沉淀的量，横坐标为加入物质的量)与对应的选项相符合的是(　　)‎ A．向1 L浓度均为0.1 mol·L－1的Ba(OH)2、NaAlO2混合溶液中加入0.1 mol·L－1的稀H2SO4‎ B．向1 L浓度分别为0.1 mol·L－1和0.3 mol·L－1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1 mol·L－1的稀NaOH溶液 C．向烧碱溶液中滴加明矾溶液 D．向AlCl3溶液中滴加过量氨水 答案　A 解析　Ba(OH)2和NaAlO2中加入H2SO4，发生的反应依次为Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O、AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，所以加1 L H2‎ SO4时，Ba(OH)2反应完，再加0.5 L H2SO4时，AlO反应完全，再加1.5 L H2SO4时，Al(OH)3全部溶解，A正确；向1 L浓度分别为0.1 mol·L－1和0.3 mol·L－1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1 mol·L－1的NaOH溶液，发生的反应依次是Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、OH－＋NH===NH3·H2O、Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，所以沉淀Al3＋和溶解Al(OH)3所用NaOH的量之比为3∶1，而图像上看到的是1∶1，B错误；向烧碱溶液中滴加明矾溶液，发生的反应依次是Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O、Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓，C错误；AlCl3溶液中滴加过量氨水，沉淀不会溶解，D错误。‎ ‎6．将0.1 mol的镁、铝混合物溶于100 mL 2 mol/L H2SO4溶液中，然后再滴加1 mol/L NaOH溶液。请回答：‎ ‎(1)若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如下图所示。当V1＝160 mL时，则金属粉末中n(Mg)＝________mol，V2＝________mL。‎ ‎(2)若在滴加NaOH溶液过程中，欲使Mg2＋、Al3＋刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH)＝________mL。‎ 答案　(1)0.06　440　(2)400‎ 解析　(1)由图像可知：V1 mL的NaOH溶液是与过量H2SO4反应的，则与Mg、Al反应的H2SO4为：‎ ‎0．2 mol－0.16 mol×＝0.12 mol。‎ 假设n(Mg)＝x mol，n(Al)＝y mol 则有方程组： 解得：x＝0.06 mol，y＝0.04 mol。‎ 当加入V2 mL NaOH溶液时，‎ 得到Mg(OH)2沉淀和NaAlO2关系式为：‎ Mg2＋～2OH－，Al3＋～4OH－，‎ 所以，V2＝160 mL＋×103 mL/L＝440 mL。‎ ‎(2)当Mg2＋、Al3＋刚好沉淀完全时，溶液中只有Na2SO4，关系式为2NaOH～H2SO4，‎ 所以，V(NaOH)＝＝400 mL。‎ Al元素的存在形态与OH－、H＋的关系 ‎1．[高考集萃]判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。‎ ‎(1)[2017·天津高考]蒸发Al与稀HCl反应后的溶液制备AlCl3。(　　)‎ ‎(2)[2017·江苏高考]明矾的化学式：Al2(SO4)3。(　　)‎ ‎(3)[2016·天津高考]用氢氧化钠溶液除去镁粉中的杂质铝：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。(　　)‎ ‎(4)[2015·重庆高考]Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应。(　　)‎ ‎(5)[2015·天津高考]中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈。(　　)‎ 答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√‎ 解析　(1)AlCl3为易挥发的强酸与Al(OH)3形成的盐，蒸发AlCl3溶液得不到AlCl3，错误；(2)明矾的化学式为：KAl(SO4)2·12H2O，错误；(4)MgO不能与NaOH溶液反应，错误；(5)明矾中Al3＋水解显酸性，可溶解Cu2(OH)2CO3，正确。‎ ‎2．[2015·安徽高考]某同学将光亮的镁条放入盛有NH4Cl溶液的试管中，有大量气泡产生。为探究该反应原理，该同学做了以下实验并观察到相关现象，由此得出的结论不合理的是(　　)‎ 选项 实验及现象 结论 A 将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝 反应中有NH3产生 B 收集产生的气体并点燃，火焰呈淡蓝色 反应中有H2产生 C 收集气体的同时测得溶液的pH为8.6‎ 弱碱性溶液中Mg也可被氧化 D 将光亮的镁条放入pH为8.6的 弱碱性溶液中OH NaHCO3溶液中，有气泡产生 ‎－氧化了Mg 答案　D 解析　解答本题时，首先要通过实验及现象对此反应作出准确的分析：氯化铵溶液与镁条反应生成氯化镁、氨气和氢气，A、B合理；因NH3·H2O电离而使溶液显弱碱性，在弱碱性溶液中镁也可被氧化，C合理；将镁条放入pH为8.6的NaHCO3溶液中，有气泡产生，根据C实验知，应是镁与溶液中的H＋作用产生了氢气，D不合理。‎ ‎3．[2015·江苏高考]在CO2中，Mg燃烧生成MgO和C。下列说法正确的是(　　)‎ A．元素C的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体 B．Mg、MgO中镁元素微粒的半径：r(Mg2＋)>r(Mg)‎ C．在该反应条件下，Mg的还原性强于C的还原性 D．该反应中化学能全部转化为热能 答案　C 解析　C还存在C60等其他同素异形体，A错误；Mg的电子层数比Mg2＋多，所以半径：r(Mg)>r(Mg2＋)，B错误；反应方程式为2Mg＋CO22MgO＋C，还原剂为Mg，还原产物为C，根据还原剂的还原性强于还原产物的还原性知，Mg的还原性强于C的还原性，C正确；燃烧过程中化学能除转化为热能外，还转化为光能等其他能量，D错误。‎ ‎4．[2014·安徽高考]室温下，在0.2 mol·L－1 Al2(SO4)3‎ 溶液中，逐滴加入1.0 mol·L－1 NaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如右图，下列有关说法正确的是(　　)‎ A．a点时，溶液呈酸性的原因是Al3＋水解，离子方程式为Al3＋＋3OH－??Al(OH)3‎ B．a～b段，溶液pH增大，Al3＋浓度不变 C．b～c段，加入的OH－主要用于生成Al(OH)3沉淀 D．d点时，Al(OH)3沉淀开始溶解 答案　C 解析　A错误，离子方程式应为Al3＋＋3H2O??Al(OH)3＋3H＋；B错误，a～b段，Al3＋不断与氢氧化钠溶液反应而逐渐减少；D错误，c～d段的后半部分，溶液的pH已大于7，说明已有NaAlO2生成，即Al(OH)3在d点之前已开始溶解。‎ ‎5．[2016·浙江高考(节选)]化合物Mg5Al3(OH)19(H2O)4可作环保型阻燃材料，受热时按如下化学方程式分解：‎ ‎2Mg5Al3(OH)19(H2O)427H2O↑＋10MgO＋3Al2O3‎ ‎(1)写出该化合物作阻燃剂的两条依据_____________________‎ ‎_________________________________________________________。‎ ‎(2)用离子方程式表示除去固体产物中Al2O3的原理____________________________________。‎ ‎(3)已知MgO可溶于NH4Cl的水溶液，用化学方程式表示其原理________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)反应吸热降低温度，固体氧化物隔绝空气，水蒸气稀释空气 ‎(2)Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O ‎(3)MgO＋2NH4Cl＋H2O===MgCl2＋2NH3·H2O(或NH4Cl＋H2O??NH3·H2O＋HCl，MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O)‎ 解析　(1)Mg5Al3(OH)19(H2O)4的分解反应是吸热反应，反应生成了大量的水蒸气和固体氧化物。吸热能降低环境的温度，固体氧化物能有效隔绝空气，而生成的水蒸气则能稀释空气，降低氧气的浓度，从而阻止燃烧的继续。‎ ‎(2)Al2O3为两性氧化物，而MgO也能与酸反应，故应用碱溶液除去Al2O3，离子方程式为Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O。‎ ‎(3)NH4Cl水解使溶液呈酸性，能有效溶解MgO，相应的化学方程式为MgO＋2NH4Cl＋H2O===MgCl2＋2NH3·H2O或NH4Cl＋H2O??NH3·H2O＋HCl，MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O。‎ ‎　　时间：45分钟　　　满分：100分 一、选择题(每题6分，共72分)‎ ‎1．下列关于铝及其化合物的叙述正确的是(　　)‎ A．氧化铝坩埚可用于熔融NaOH实验 B．铝与Fe2O3发生铝热反应，反应后固体物质增重 C．氧化铝熔点很高，可作耐火材料 D．明矾用作净水剂，可以除去废水中的铜离子 答案　C 解析　氧化铝能与NaOH反应，氧化铝坩埚不能用于熔融NaOH实验，A错误；根据质量守恒定律，反应后固体物质的质量不变，B错误；氧化铝熔点很高，可用于制耐火砖、耐火坩埚、耐火高温实验仪器等，C正确；明矾净水时，Al3＋水解生成Al(OH)3胶体，可吸附水中不溶于水的杂质形成沉淀，从而起到净水作用，铜离子无法除去，D错误。‎ ‎2．镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积(V)与时间(t)关系如图。反应中镁和铝的(　　)‎ A．物质的量之比为3∶2‎ B．质量之比为3∶2‎ C．摩尔质量之比为2∶3‎ D．反应速率之比为2∶3‎ 答案　A 解析　由关系式：Mg～H2,2Al～3H2，可知产生等量H2时，消耗Mg、Al的物质的量之比为3∶2，质量之比为4∶3，摩尔质量之比为24∶27＝8∶9，反应速率之比为3∶2，故A正确。‎ ‎3．下列各组物质能相互反应得到Al(OH)3的是(　　)‎ A．Al跟NaOH溶液共热 B．Al(NO3)3跟过量的NaOH溶液反应 C．Al2O3和水共热 D．Al2(SO4)3和过量的氨水反应 答案　D 解析　Al跟NaOH溶液共热生成NaAlO2，得不到氢氧化铝，故A错误；氢氧化铝是两性氢氧化物，溶于强酸或强碱，Al(NO3)3跟过量的NaOH溶液反应生成NaAlO2，得不到氢氧化铝，故B错误；氧化铝不溶于水，不能与水反应生成氢氧化铝，故C错误；Al2(SO4)3和过量的氨水反应可以得到氢氧化铝，氢氧化铝不溶于弱碱，故D正确。‎ ‎4．下列有关金属镁的说法不正确的是(　　)‎ 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 答案　B 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正确；工业上通过电解熔融MgCl2来制取金属镁，B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正确。‎ ‎5．[2017·山东重点中学联考]下列物质组合中，既能和酸反应又能和碱反应的化合物共有(　　)‎ ‎①(NH4)2CO3　②Al2O3　③Al2(SO4)3　④Al　⑤NaHSO3　⑥Al(OH)3‎ A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 答案　B 解析　Al为单质，排除④；(NH4)2CO3与酸反应生成CO2，与碱反应生成NH3；Al2O3、Al(OH)3为两性物质，均能与强酸、强碱反应；NaHSO3与酸反应生成SO2，与碱反应生成Na2SO3；Al2(SO4)3只能与碱反应，不能与酸反应。故既能与酸反应也能与碱反应的化合物是①②⑤⑥，B正确。‎ ‎6．下表中，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(　　)‎ 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 Al和Al2O3既可以与酸反应又可以与碱反应 Ⅰ对，Ⅱ 对，有 B 铝箔对熔化的铝有较强的吸附作用 Ⅰ对，Ⅱ 对，有 铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落 C 海啸使水源发生污染可用明矾进行消毒和净化 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 铁和铝不能与浓硫酸或浓硝酸反应 Ⅰ错，Ⅱ 对，无 答案　A 解析　铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落是因为Al2O3的熔点高于金属Al，故B错；明矾水解产生Al(OH)3胶体，可净化水，但不能进行消毒，故C错；铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸钝化，并不是不反应，故D错。‎ ‎7．镓(Ga)与铝同主族，曾被称为“类铝”，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业制备镓的流程如图所示。下列判断不合理的是(　　)‎ A．Al、Ga均处于第ⅢA族 B．Ga2O3可与盐酸反应生成GaCl3‎ C．Ga(OH)3可与NaOH溶液反应生成NaGaO2‎ D．由流程图可知酸性：Al(OH)3＞Ga(OH)3‎ 答案　D 解析　镓(Ga)与铝同主族，均位于第ⅢA族，A正确；Ga2O3与Al2O3的性质具有相似性，可与盐酸反应生成GaCl3，B正确；Ga(OH)3与Al(OH)3的性质相似，属于两性氢氧化物，能与NaOH溶液反应生成NaGaO2，C正确；化学反应遵循强酸制弱酸原理，在NaAlO2和NaGaO2的混合溶液中通入CO2，有Al(OH)3生成，而无 Ga(OH)3生成，可能是Ga(OH)3酸性强于碳酸，则酸性：Al(OH)3＜Ga(OH)3，D错误。‎ ‎8．[2017·山西大学附中模拟]工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2、Fe2O3等杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图所示。‎ 对上述流程中的判断正确的是(　　)‎ ‎①试剂X为稀硫酸，沉淀中含有硅的化合物 ‎②反应Ⅱ中生成Al(OH)3的反应为CO2＋AlO＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO ‎③结合质子(H＋)的能力由强到弱的顺序是OH－＞AlO＞CO ‎④Al2O3熔点很高，工业上还可采用电解熔融AlCl3冶炼Al A．①② B．②③ C．①④ D．③④‎ 答案　B 解析　由溶液乙通入过量的Y生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠可知，溶液乙中含有AlO，气体Y为二氧化碳，故试剂X为氢氧化钠溶液，不可能为硫酸，故①错误；过量的二氧化碳与偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠，反应离子方程式为CO2＋AlO＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO，故②正确；结合质子的能力就是指碱性强弱，碱性：OH－＞AlO＞CO，所以结合质子的能力：OH－＞AlO＞CO，故③正确；AlCl3是共价化合物，熔融时不能电离出Al3＋，电解熔融的AlCl3不能获得金属铝，故④错误。‎ ‎9．a g镁铝合金投入x mL 2 mol·L－1的盐酸中，金属完全溶解，再加入y mL 1 mol·L－1 NaOH溶液，沉淀达到最大值，质量为(a＋1.7) g，则下列说法不正确的是(　　)‎ A．镁铝合金与盐酸反应转移电子数为0.1NA B．沉淀为Mg(OH)2和Al(OH)3的混合物 C．x＝2y D．a的取值范围为0.9＜a＜1.2‎ 答案　C 解析　Mg、Al失去电子变为离子，离子再结合OH－生成沉淀，则镁铝合金与盐酸反应转移电子的物质的量等于其生成沉淀时结合的OH－的物质的量，沉淀量最大时得到Mg(OH)2和Al(OH)3的混合物，则m(OH－)＝(a＋1.7) g－a g＝1.7 g，n(OH－)＝0.1 mol，电子转移总数是0.1NA，A、B正确；沉淀量最大时，溶液中n(Na＋)＝n(Cl－)，此时HCl和氢氧化钠的物质的量相等，即2x＝y，C错误；电子转移总数是0.1NA，若金属全部是镁，则镁的质量是1.2 g，若金属全部是铝，则铝的质量是0.9 g，D正确。‎ ‎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(　　)‎ 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 答案　D 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错误；b点时溶质为NaCl和NaAlO2，AlO与NH不能大量共存，B错误；c 点时溶质为NaCl，Cl－与Ag＋不能大量共存，C错误；d点时溶质为NaCl和AlCl3，所有离子可以大量共存，D正确。‎ ‎11．某无色溶液含有下列离子中的若干种：H＋、NH、Cu2＋、Ba2＋、Al3＋、CO、Cl－、OH－、NO。向该溶液中加入铝粉，只放出H2，则溶液中能大量存在的离子最多有(　　)‎ A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 答案　C 解析　Cu2＋在溶液中为蓝色，则溶液中一定不含有Cu2＋。能与铝粉反应放出H2，则溶液中含有H＋或OH－。若溶液中含有H＋，则不含CO、OH－、NO，一定含有Cl－，可能含有NH、Ba2＋、Al3＋。若溶液中含有OH－，则不含H＋、NH、Al3＋，结合溶液呈电中性知，一定含有Ba2＋，一定不含CO，可能含有Cl－、NO。综上所述，溶液中能大量存在的离子最多有5种。‎ ‎12．有一块镁铝合金，其中镁与铝的质量比是8∶9。加入足量稀H2SO4使其完全溶解后，再加入NaOH溶液，生成沉淀的质量随NaOH溶液体积变化的曲线如下图，其中正确的是(　　)‎ 答案　A 解析　镁与铝的质量比是8∶9，则物质的量之比是1∶1，NaOH 溶液过量后Al(OH)3完全溶解，只有Mg(OH)2，B错误；等物质的量的Mg(OH)2与Al(OH)3的质量之比是58∶78，即剩余的Mg(OH)2的质量小于沉淀最大质量的，排除C、D，故选A。‎ 二、非选择题(共28分)‎ ‎13．[2017·云南高中统一检测](14分)铝(熔点660 ℃)是一种应用广泛的金属，工业上用Al2O3(熔点2045 ℃)和冰晶石(Na3AlF6，六氟合铝酸钠)混合熔融后电解制得。回答下列问题：‎ ‎(1)冶金工业上常用金属铝作还原剂冶炼钒、铬、锰，铝与V2O5在高温下反应的化学方程式为________________________________‎ ‎_________________________________________________________。‎ ‎(2)将打磨过的铝片在酒精灯火焰上加热，可观察到铝熔化而不滴落，原因是____________________________________________；铝是活泼金属，但打磨过的铝片投入沸水中不易观察到有气泡产生。若将铝片用饱和Hg(NO3)2溶液浸泡数分钟，取出后迅速洗净，可制得俗称“铝汞齐”的铝汞合金。铝汞齐露置在空气中，表面会快速生长出蓬松的白毛(Al2O3)。若将新制的铝汞齐放入水中，可迅速反应产生气泡，该反应的化学方程式为________________________________；铝汞齐的化学性质变得“活泼”的原因可能是____________________________________________________。‎ ‎(3)饮用水中的NO对人体健康会产生危害。为了降低饮用水中NO的浓度，有研究人员建议在碱性条件下用铝粉将NO还原为N2，该反应的离子方程式为 ‎________________________________________________________。‎ ‎(4)将0.1 mol·L－1 AlCl3溶液和10% NH4F溶液等体积混合，充分反应后滴加氨水，无沉淀析出。则AlCl3与NH4F反应的化学方程式为______________________________________________。‎ 答案　(1)10Al＋3V2O55Al2O3＋6V ‎(2)铝表面很快形成致密氧化膜，其熔点高于铝　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)金属铝作还原剂化合价升高生成Al2O3，V2O5作氧化剂化合价降低生成V。‎ ‎(2)Al2O3的熔点高于金属铝，所以铝熔化而不滴落；金属铝与水发生置换反应：2Al＋6H2O===2Al(OH)3＋3H2↑；单质铝的化学性质活泼，会与O2迅速反应生成Al2O3致密氧化膜，阻碍Al与H2O发生反应，当制成铝汞齐后，Al与O2反应生成蓬松的Al2O3，此时将其放入水中，Al与H2O接触发生反应生成H2。‎ ‎(3)金属铝作还原剂在碱性条件下生成AlO，硝酸根离子作氧化剂被还原为N2，再根据氧化还原方程式配平原则配平离子方程式。‎ ‎(4)加入氨水后，无沉淀生成，说明溶液中不存在Al3＋，依据元素守恒和冰晶石的化学式，可写出反应的化学方程式。‎ ‎14．[2017·湖南百所重点中学段考](14分)某兴趣小组根据镁与沸水的反应推测镁也能与饱和碳酸氢钠溶液反应。资料显示：镁与饱和碳酸氢钠溶液反应产生大量气体和白色不溶物。该兴趣小组设计了如下实验方案验证产物并探究反应原理。‎ 实验Ⅰ：用砂纸擦去镁条表面氧化膜，将其放入盛有适量滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液的试管中，迅速反应，产生大量气泡和白色不溶物，溶液由浅红色变为红色。‎ ‎(1)该小组对反应中产生的白色不溶物作出如下假设：‎ 假设1：可能为_______________________________________。‎ 假设2：可能为MgCO3。‎ 假设3：可能是碱式碳酸镁[xMgCO3·yMg(OH)2]。‎ ‎(2)设计定性实验确定产物并验证假设：‎ 实验序号 实验 预期现象和结论 实验Ⅱ 将实验Ⅰ中收集到的气体点燃 ‎______①______‎ 实验Ⅲ 取实验Ⅰ中的白色不溶物，洗涤，加入足量__②__‎ 产生气泡，沉淀全部溶解；白色不溶物可能含有MgCO3‎ 实验Ⅳ 取实验Ⅰ中的澄清液，向其中加入少量CaCl2溶液 产生白色沉淀；说明溶液中存在的离子有__③__‎ ‎(3)设计定量实验确定实验Ⅰ的产物：称取实验Ⅰ中所得干燥、纯净的白色不溶物6.20 g，充分加热灼烧至不再产生气体为止，并使分解产生的气体全部进入装置A(盛足量浓硫酸)和B(盛足量碱石灰)中，装置A增重0.36 g，装置B增重2.64 g，则白色不溶物的化学式为________。‎ 答案　(1)Mg(OH)2‎ ‎(2)①能安静燃烧、产生淡蓝色火焰，证明该气体为氢气　②稀盐酸(或稀硫酸)　③CO ‎(3)3MgCO3·Mg(OH)2[或Mg(OH)2·3MgCO3或Mg4(OH)2(CO3)3]‎ 解析　(1)根据假设2和3，推出假设1：白色不溶物可能为Mg(OH)2。‎ ‎(2)①HCO在水中存在水解平衡和电离平衡：HCO＋H2O??H2CO3＋OH－、HCO??H＋＋CO，Mg和OH－不反应，Mg和H＋反应产生氢气，因此气体可能为氢气，若气体点燃后能安静燃烧、产生淡蓝色火焰，则该气体为氢气。②根据假设，应加入足量的稀盐酸或稀硫酸，沉淀全部消失，且产生气体，说明沉淀中含有碳酸镁。③加入CaCl2溶液，出现沉淀，说明溶液中含有CO。‎ ‎(3)浓硫酸的作用是吸收水蒸气，根据H元素守恒，可得 n[Mg(OH)2]＝n(H2O)＝＝0.02 mol，碱石灰的作用是吸收CO2，根据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，化学式为3MgCO3·Mg(OH)2或Mg(OH)2·3MgCO3或Mg4(OH)2(CO3)3。‎