2020届一轮复习人教通用版第7讲镁、铝及其重要化合物作业

2020届一轮复习人教通用版第7讲镁、铝及其重要化合物作业

练案[7]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．(2019·山东德州武城二中月考)下列物质既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应的是(　D　)‎ ‎①Ca(OH)2　②Al2O3　③Ca(HCO3)2　④Al(OH)3　⑤NaHSO4　⑥Al　⑦(NH4)2S A．②④⑥ B．②③⑤⑥‎ C．①③④⑥ D．②③④⑥⑦‎ ‎[解析]　Ca(OH)2与氢氧化钠不反应；②Al2O3是两性氧化物，既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应；③Ca(HCO3)2是弱酸的酸式盐，与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钙、碳酸钠和水；④Al(OH)3是两性氢氧化物，既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应；⑤NaHSO4与盐酸不反应；(6)Al与盐酸反应生成氯化铝和氢气，与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气；⑦(NH4)2S是弱酸弱碱盐，与盐酸反应生成硫化氢和氯化铵，与氢氧化钠溶液反应生成硫化钠和一水合氨。‎ ‎2．(2019·贵州遵义六中月考)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．(2019·浙江杭州萧山区命题比赛)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．(2019·江苏南通、徐州、扬州、泰州、淮安、宿迁六市检测)下列通过制取硫酸铝、氢氧化铝获得氧化铝的装置和原理能达到实验目的的是(　C　)‎ ‎[解析]　常温下浓硫酸与铝发生钝化而得不到硫酸铝，A项错误；过量氢氧化钠与硫酸铝反应生成偏铝酸钠而得不到氢氧化铝，B项错误；氢氧化铝不溶于水，可通过过滤与水分离，且过滤操作正确，C项正确；灼烧固体用坩埚，不能用蒸发皿，D项错误。‎ ‎5．(2019·湖北荆州质检)将一定质量的铁粉和铝粉的均匀混合物平均分成两份。一份与足量的稀硫酸反应，收集到的H2在标准状况下的体积为1.792 L；另一份与某浓度的硝酸反应，生成的气体与标准状况下1.12 L的O2一起通入水中，反应后无气体剩余。则原混合物中铁粉的质量为(　C　)‎ A．2.24 g B．3.36 g C．4.48 g D．5.60 g ‎[解析]　根据得失电子守恒知2n(Fe)＋3n(Al)＝，与某浓度的硝酸反应，产生的气体再与标准状况下的O2反应一起通入水中，反应后无气体剩余，氧气得到的电子与Fe和Al总共失去的电子数目相等，因此有3n(Fe)＋3n(Al)＝，解得n(Fe)＝0.04 mol，混合物均匀分成两份，则混合物中铁的质量为2×0.04 mol×56 g·mol－1＝4.48 g，故C项正确。‎ ‎6．(2019·河北衡水中学一调)现有一块已知质量的铝镁合金，欲测定其中镁的质量分数，几位同学设计了以下三种不同的实验方案：‎ 实验设计①：铝镁合金测定生成的气体在标准状况下的体积 实验设计②：铝镁合金测定生成的气体在标准状况下的体积 实验设计③：铝镁合金过滤，测定得到沉淀的质量 则能测定出镁的质量分数的是(　A　)‎ A．都能 B．都不能 C．①不能，其他都能 D．②③不能，①能 ‎[解析]　已知质量的铝镁合金，实验设计①、②中，利用金属的质量、氢气的物质的量可计算出镁的质量，进而求得其质量分数；实验设计③中，沉淀的质量为氢氧化镁的质量，由元素守恒可知镁的质量，进而求得其质量分数，即三个实验方案均可测定镁的质量分数。‎ ‎7．(2019·甘肃天水一中检测)某实验小组对一含有Al3＋的未知溶液进行了如下探究：(1)滴入少量NaOH溶液，无明显变化；(2)继续滴加NaOH溶液，有白色沉淀；(3)滴入过量的NaOH溶液，白色沉淀明显减少。实验小组同学经定量分析，得到如图所示沉淀与滴入NaOH溶液体积的关系。下列说法正确的是(　C　)‎ A．该未知溶液中至少含有4种阳离子 B．滴加的NaOH溶液的物质的量浓度为0.5 mol·L－1‎ C．若溶液中除Al3＋外，还含另一种二价金属阳离子，则a＝10‎ D．若将最终沉淀过滤、洗涤、灼烧，其质量一定为6 g ‎[解析]　分析实验过程，开始滴入NaOH溶液无沉淀，说明含有H＋，继续滴入NaOH溶液生成白色沉淀，最后沉淀部分溶解，说明溶液中除了Al3＋，还有另一种金属阳离子，该未知溶液中至少含有3种阳离子，故A错误；依据图像分析，生成Al(OH)3的物质的量为0.20 mol－0.15 mol＝0.05 mol，溶解Al(OH)3消耗NaOH溶液的体积＝110 mL－100 mL＝10 mL，则NaOH溶液的浓度＝＝5 mol·L－1，故B错误；若含二价金属阳离子，生成Al(OH)3沉淀的最大量为0.05 mol，则另一种金属阳离子的物质的量为0.15 mol，开始阶段H＋消耗NaOH溶液的体积为a mL，则消耗NaOH的物质的量为0.05 mol×3＋0.15 mol×2＋a×10－3 L×5 mol·L－1＝0.1 L×5 mol·L－1，a＝10，故C正确；最后得到的沉淀不能确定其成分，所以不能计算灼烧后得到的物质的质量，故D错误。‎ ‎8．(2019·宁夏育才中学月考)镁及其化合物在现代工业、国防建设中有着广泛的应用。回答下列问题：‎ ‎(1)单质镁在空气中燃烧的主要产物是白色的__MgO___，还生成少量的__Mg3N2___。(填化学式)‎ ‎(2)CH3MgCl是一种重要的有机合成剂，其中镁的化合价为__＋2___，CH3MgCl水解时除生成甲烷外，还生成一种碱和一种盐。写出该反应的化学方程式：__2CH3MgCl＋2H2O===2CH4↑＋MgCl2＋Mg(OH)2____。‎ ‎(3)Mg(OH)2是常用的阻燃材料。以白云石(CaCO3、MgCO3，不考虑杂质)为原料制备Mg(OH)2和CaCO3的工艺流程如下：‎ ‎①溶解度：Ca(OH)2__>___(填“>”或“<”)Mg(OH)2。‎ ‎②“煅烧”时称取27.6 g白云石，高温加热到质量不再变化，收集到的CO2为6.72 L(标准状况下)，若工艺中不考虑Ca、Mg损失，则Mg(OH)2和CaCO3的质量分别为__8.7_g___、__15_g___。‎ ‎[解析]　(1)镁能在氧气、二氧化碳、氮气中燃烧，Mg与O2、CO2反应均生成MgO，且氧气的氧化性比氮气强，所以单质镁在空气中燃烧的主要产物是白色的MgO，还生成少量的Mg3N2。‎ ‎(2)CH3MgCl中Cl为－1价，H为＋1价，C为－4价，则镁的化合价为＋2价，CH3MgCl水解时除生成甲烷外，还生成一种碱和一种盐，则该碱一定是氢氧化镁，该盐一定是氯化镁，该反应的化学方程式为2CH3MgCl＋2H2O===2CH4↑＋MgCl2＋Mg(OH)2。‎ ‎(3)①根据流程图，“酸溶”后加入氨水，先生成Mg(OH)2沉淀，说明氢氧化钙微溶于水，氢氧化镁难溶于水，所以溶解度：Ca(OH)2>Mg(OH)2。②“煅烧”时称取27.6 g白云石，高温加热到质量不再变化，收集到的CO2为6.72 L(标准状况下)，则CO2的物质的量为0.3 mol。由碳元素守恒可得，n(CaCO3)＋n(MgCO3)＝0.3 mol,100 g·mol－1×n(CaCO3)＋84 g·mol－1×n(MgCO3)＝27.6 g，解得n(CaCO3)＝0.15 mol，n(MgCO3)＝0.15 mol，若工艺中不考虑Ca、Mg损失，则Mg(OH)2的质量为58 g·mol－1×0.15 mol＝8.7 g、CaCO3的质量为100 g·mol－1×0.15 mol＝15 g。‎ B组　能力提升题 ‎9．(2019·山东滨州高三检测)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．(2019·云南玉溪一中检测)下列说法正确的是(　C　)‎ ‎①将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁条于其中探究Mg的活泼性 ‎②钠、镁、铝的最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱 ‎③MgO、Al2O3的熔点很高，可制作耐高温材料，工业上也用其电解冶炼对应的金属 ‎④澄清的石灰水中滴加碳酸钠溶液有白色沉淀，滴加碳酸氢钠无白色沉淀 ‎⑤用铁制容器盛放硫酸铜溶液，容器易被腐蚀 ‎⑥生铁和钢都能完全溶解在足量的盐酸中 A．①②⑤⑥ B．③④⑥‎ C．②⑤ D．②③⑤‎ ‎[解析]　应该把浓硫酸加入水中进行稀释，①错误；钠、镁、铝三种元素的金属性逐渐减弱，最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱，②正确；工业上分别电解熔融的氯化镁、氧化铝冶炼金属镁和铝，③错误；澄清的石灰水中滴加碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液均有白色沉淀碳酸钙产生，④错误；铁能与硫酸铜溶液发生置换反应生成硫酸亚铁和铜，因此用铁制容器盛放硫酸铜溶液，容器易被腐蚀，⑤正确：生铁和钢中均含有碳，碳与盐酸不反应，故不可能都完全溶解在足量的盐酸中，⑥错误。‎ ‎11．(2019·山西临汾曲沃中学段考)有100 mL氯化镁和氯化铝的混合溶液，其中c(Mg2＋)为0.1 mol·L－1，c(Cl－)为0.65 mol·L－1。要使Mg2＋全部转化为沉淀分离出来，至少需加4 mol·L－1NaOH溶液的体积为(　D　)‎ A．40 mL B．72 mL C．128 mL D．20 mL ‎[解析]　混合溶液中，n(Cl－)＝0.1 L×0. 65 mol·L－1＝0.065 mol，n(Mg2＋)＝0.1 mol·L－1×0.1 L＝0.01 mol，所以溶液中n(Al3＋) ＝＝0.015 mol，将100 mL此溶液中的Mg2＋转化为Mg(OH)2沉淀并分离出来，反应后溶液为NaCl、NaAlO2的混合液，由原子守恒可知n(NaOH)＝n(Na＋)＝n(Cl－)＋n(AlO)＝0.065 mol＋0.015 mol＝0.08 mol，所以至少需要4 mol·L－1NaOH溶液的体积为＝0.02 L＝20 mL。‎ ‎12．(2019·西安模拟)实验室模拟工业上以铝土矿(含Al2O3、Fe2O3、SiO2)为原料制铵明矾NH4Al(SO4)2晶体的工艺流程如图所示，下列说法错误的是(　C　)‎ A．固体a的化学式为SiO2‎ B．固体b的化学式为Fe(OH)3‎ C．Ⅲ中通入足量CO2气体发生反应的离子方程式为2AlO＋CO2＋3H2O===CO＋2Al(OH)3↓‎ D．由Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ都要用到的分离方法是过滤 ‎[解析]　SiO2不溶盐酸，A正确；红褐色固体是Fe(OH)3，B正确；Ⅲ中通入足量CO2气体发生反应的离子方程式为AlO＋CO2＋2H2O===HCO＋Al(OH)3↓，C错误；Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ都要用到的分离方法是过滤，D正确。‎ ‎13．(2019·黑龙江、吉林两省六校期中联考)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．(新题选萃)向甲溶液中缓慢滴加乙溶液，反应生成沉淀的质量如图所示，其中符合图象的一组是(　C　)‎ 甲 乙 A AlCl3、Mg(NO3)2、HNO3‎ NaOH B Na2CO3、NH4HCO3、Na2SO4‎ Ba(OH)2‎ C NH4NO3、Al(NO3)3、Fe(NO3)3、HCl NaOH D NaAlO2、氨水、NaOH H2SO4‎ ‎[解析]　‎ 向甲溶液中缓慢滴加NaOH溶液时，图象中间一段沉淀质量不变的反应不存在，A错误；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，B错误；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，此时沉淀质量不变，最后OH－与Al(OH)3反应，沉淀部分溶解与图象变化相符，C正确；向甲溶液中加硫酸时，最终沉淀会全部溶解，D错误。‎ ‎15．(2019·广东茂名模拟)如图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加过程中微粒的量的关系曲线，下列判断错误的是(　B　)‎ A．①线表示Al3＋的物质的量的变化 B．x表示AlCl3的物质的量 C．③线表示Al(OH)3的物质的量的变化 D．④线表示AlO的物质的量的变化 ‎[解析]　由图像变化趋势知该曲线表示的是向AlCl3溶液中加入NaOH溶液的过程中微粒的量的关系曲线。向AlCl3溶液中加入NaOH溶液时，发生反应Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，Al3＋逐渐减少，Al(OH)3逐渐增加后又减少，Al(OH)3溶解生成AlO，故A、C、D正确；若向NaOH溶液中加入AlCl3溶液，发生反应Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O,3AlO＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓，各微粒的变化曲线都不符合，B错误，x表示的是NaOH的物质的量。‎ ‎[点拨]　解题关键是正确认识Al(OH)3的两性以及Al3＋、AlO、Al(OH)3三者之间相互转化反应以及转化的定量关系。‎ ‎16．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。‎