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2021高考化学一轮复习 第三章 金属元素及其重要化合物 第10讲 镁、铝及其重要化合物课时作业

2021高考化学一轮复习 第三章 金属元素及其重要化合物 第10讲 镁、铝及其重要化合物课时作业

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姓名：

- 8 -

第10讲　镁、铝及其重要化合物
　　建议用时：40分钟　　　满分：100分
一、选择题(本题共6小题，每小题只有一个选项符合题意)
1．下列关于铝及其化合物的叙述正确的是(　　)
A．铝罐可久盛食醋
B．氢氧化铝可作胃酸的中和剂
C．明矾用作净水剂不涉及化学变化
D．铝与Fe2O3发生铝热反应，反应后固体物质增重
答案　B
2．从海水中提取镁，可按如下步骤进行：①把贝壳制成石灰乳；②在引入的海水中加入石灰乳，沉降、过滤、洗涤沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应，结晶过滤、在HCl气体氛围中干燥产物；④将得到的产物熔融电解得到镁。下列说法不正确的是(　　)
A．此法的优点之一是原料来源丰富
B．第④步也可采用电解MgCl2溶液的方法
C．①②③步骤的目的是从海水中提取MgCl2
D．以上提取镁的过程中涉及化合、分解和复分解反应
答案　B
3．某同学通过系列实验探讨Mg及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是(　　)
A．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
B．将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成
C．将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀
D．将Mg(OH)2沉淀转入表面皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体
答案　B
4．镁、铝单质的化学性质以相似性为主，但也存在某些重大差异性，下列物质能用于证明二者存在较大差异性的是(　　)
①CO2　②盐酸　③NaOH溶液　④CuSO4溶液
A．①④ B．②③
C．①③ D．②③④
答案　C
5．下列物质中既能跟稀硫酸反应，又能跟氢氧化钠溶液反应的是(　　)
①NaHCO3　②(NH4)2SO3　③Al2O3　④Al(OH)3
⑤Al
A．全部 B．只有①③④⑤
C．只有③④⑤ D．只有②③④⑤
答案　A
6．下列各组物质，不能按(“―→”表示反应一步完成)关系转化的是(　　)
选项
a
b
c
A
Al2O3
NaAlO2
Al(OH)3
B
AlCl3
Al(OH)3
NaAlO2
C
Al
Al(OH)3
Al2O3
D
MgCl2
Mg(OH)2
MgO
答案　C
解析　Al不能一步转化成Al(OH)3。
二、选择题(本题共4小题，每小题有一个或两个选项符合题意)
7．工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3·xH2O、Fe2O3、SiO2等)提取纯Al2O3作冶炼铝的原料，提取时操作过程如下图，指出图中操作错误的是(　　)

A．④⑤ B．③④
C．②⑤ D．①②
答案　A
解析　由流程图可知，反应③得到的滤液为NaAlO2溶液，加入过量盐酸后得到AlCl3，应通入过量CO2制取Al(OH)3沉淀，操作④错误；Al(OH)3在常温干燥条件下并不发生分解，故操作⑤需要加热灼烧，⑤错误。
8．下列离子方程式书写正确的是(　　)
A．KAl(SO4)2溶液中滴加Ba(OH)2溶液使SO恰好完全沉淀：2Al3＋＋3SO＋3Ba2＋＋6OH－===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓
B．向NaAlO2溶液中通入过量CO2：AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO
C．醋酸溶液与水垢中的Mg(OH)2反应：Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O
D．铝条插入烧碱溶液中，开始没有明显现象：Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
答案　BD
解析　SO完全沉淀时KAl(SO4)2与Ba(OH)2以物质的量之比1∶2反应，反应的化学方程式为KAl(SO4)2＋2Ba(OH)2===2BaSO4↓＋KAlO2＋2H2O，离子方程式为Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===2BaSO4↓＋AlO＋2H2O，A错误；通入过量CO2生成NaHCO3，离子方程式为AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO，B正确；醋酸属于弱酸，应以化学式表示，C错误；铝表面易形成氧化铝薄膜，插入NaOH溶液中，NaOH先要溶解表面的氧化铝，再与Al单质反应产生气泡，D正确。
9．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　Al(OH)3不溶于氨水，故向含少量Al3＋的Fe3＋溶液中加入过量氨水时，Fe3＋、Al3＋均转化为氢氧化物沉淀，达不到除杂的目的。

10．(2019·山东曲阜期中)向一定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，生成沉淀Al(OH)3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＋、Fe3＋、SO、HCO
B．b点对应的溶液中：Na＋、S2－、SO、Cl－
C．c点对应的溶液中：Ag＋、Ca2＋、NO、F－
D．d点对应的溶液中：K＋、NH、Cl－、SO
答案　BD
解析　向一定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，先发生反应：Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，无沉淀生成，当溶液中的OH－反应完全后，发生反应：Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓，生成Al(OH)3沉淀的量随AlCl3加入量的增大而增大，当溶液中的AlO反应完全后，再继续滴加AlCl3溶液，Al(OH)3沉淀的量保持不变。a点对应的溶液中氢氧化钠过量，Fe3＋和HCO都不能大量存在；c点对应的溶液中含有Cl－，Ag＋不能大量存在。
三、非选择题(本题共2小题)
11．(2019·哈尔滨六中高三期末考试)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并验证产物、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，溶液由浅红变红。
(1)提出假设
该同学对反应中产生的白色不溶物作出如下猜测：
猜测1：可能是________。
猜测2：可能是MgCO3。
猜测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猜测：
实验序号
实验
预期现象和结论
实验Ⅱ
将实验Ⅰ中收集的气体点燃
如果气体能安静燃烧、产生淡蓝色火焰，则气体成分为________
实验Ⅲ
取实验Ⅰ中的白色不溶物，洗涤，加入足量________
如果______________，则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稀溶液
如果产生白色沉淀，则溶液中存在________离子
(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31.0 g，充分加热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和B中。实验前后装置A增重1.8 g，装置B增重13.2 g，试确定白色不溶物的化学式：____________________。

(4)请结合化学用语和化学平衡移动原理解释Mg和饱和NaHCO3溶液反应产生大量气泡的原因：__________________________。
答案　(1)Mg(OH)2
(2)氢气　稀盐酸(合理均可)　产生气泡，沉淀全部溶解　CO
(3)3MgCO3·Mg(OH)2[或Mg(OH)2·3MgCO3或
Mg4(OH)2(CO3)3]
(4)NaHCO3溶液中存在如下平衡：HCOH＋＋CO、H2OH＋＋OH－；Mg和H＋反应生成H2和Mg2＋，Mg2＋跟OH－、CO生成难溶物碱式碳酸镁，则H＋、OH－、CO的浓度均降低，促使上述两平衡均向右移动，故Mg与饱和NaHCO3溶液反应产生大量H2
解析　(1)依据猜测白色不溶物可能是MgCO3或xMgCO3·yMg(OH)2，联想可得猜测1为Mg(OH)2。
(2)迅速反应，产生大量气泡和白色不溶物，说明镁与饱和碳酸氢钠溶液反应能生成一种无色气体和一种白色沉淀；气体安静燃烧、产生淡蓝色火焰，说明该气体是氢气；碳酸盐与酸反应产生二氧化碳，所以加入足量稀盐酸，有气泡产生，沉淀全部溶解；实验Ⅳ加入氯化钙生成沉淀，证明含有碳酸根离子。
(3)B中碱石灰质量的增加量就是生成的二氧化碳的质量，所以n(MgCO3)＝n(CO2)＝＝0.3 mol，装置A中增加量就是生成水的质量，n[Mg(OH)2]＝n(H2O)＝＝0.1 mol，所以x∶y＝3∶1。
12．一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________(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，液面上方呈红棕色
ⅲ.试管变热，溶液沸腾
①盐酸溶解Al2O3薄膜的离子方程式是_____________________。
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－淀粉试纸检验红棕色气体
试纸变蓝
a．红棕色气体是________。
b．实验1的目的是_________________________________________。
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：
________Al＋________NO＋________===________Al3＋＋________NO↑＋________。
(3)再假设：若OH－大量存在，NO也可能大量存在。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________。
②产生该气体的离子方程式是______________________________________。
(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______________________。
答案　(1)还原性
(2)①6H＋＋Al2O3===2Al3＋＋3H2O
②a.NO2　b．对比实验，排除氧气使湿润的KI－淀粉试纸变蓝的可能　c．1　1　4H＋　1　1　2H2O
(3)①NH3　②8Al＋3NO＋5OH－＋2H2O===3NH3↑＋8AlO
(4)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
解析　(1)加入铝粉产生H2，Al失去电子，H＋得到电子，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，该离子反应为6H＋＋Al2O3===2Al3＋＋3H2O。②液面上方呈红棕色，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－淀粉试纸检验红棕色气体试纸变蓝，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，红棕色气体是NO2；b.实验1的目的是作对比实验；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，结果只检验出有H2生成，即反应生成偏铝酸钠和氢气，反应为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。