1、第二讲 铝、镁及其重要化合物一、选择题1(2019银川市兴庆区月考)将一块铝箔用砂纸打磨表面后，在酒精灯上加热熔化，下列说法正确的是()A铝箔燃烧B熔化的是Al2O3C熔化物滴落 D熔化物不滴落答案：D2(2019洛阳模拟)下列实验中，所加固体可以完全溶解的是()A在H2O2溶液中加入少量MnO2粉末B将一小块铝片投入足量NaOH溶液中C将少量氢氧化铝加入足量的浓氨水中D常温下，将一小块铝箔投入足量浓硫酸中解析：在H2O2溶液中加入少量MnO2，MnO2作催化剂，催化H2O2的分解，MnO2不溶解，A项不符合题意；将少量Al(OH)3加入足量浓氨水中，Al(OH)3不溶解，C项不符合题意；常温
2、下，将一小块铝箔投入浓硫酸中，浓硫酸使铝钝化，铝不溶解，D项不符合题意。答案：B3(2019贵阳模拟)海水是重要的资源，可以制备一系列物质。下列说法不正确的是()A要除去粗盐中SO、Ca2、Mg2等杂质，步骤中所加试剂及相关操作顺序可以是：过量NaOH溶液过量BaCl2溶液过量Na2CO3溶液过滤盐酸B步骤的反应原理为2Cl2H2O2OHH2Cl2C步骤中需将MgCl26H2O置于干燥的HCl气流中加热脱水制备无水MgCl2D步骤、所涉及的反应中，溴元素均发生氧化反应解析：步骤中，用过量NaOH溶液除去Mg2；用过量Na2CO3溶液除去Ca2；用过量BaCl2溶液除去SO，但是这三种溶液会引入
3、新的杂质离子OH、CO、Ba2，通过加适量盐酸除去CO和OH，但过量的Ba2必须由Na2CO3溶液除去，因此盐酸在最后加入，过量Na2CO3溶液在加入过量BaCl2溶液之后加入，A项正确；步骤为电解食盐水，反应的原理为2Cl2H2O2OHH2Cl2，B项正确；步骤由MgCl26H2O得到无水MgCl2，为了抑制MgCl2的水解，需在HCl气流中加热脱水，C项正确；步骤中Br2转化为HBr，溴元素被还原，发生还原反应，D项错误。答案：D4(2019合肥调研)在给定条件下，下列物质的转化不能实现的是()A明矾Al(OH)3NaAlO2BNaAlO2溶液Al(OH)3Al2O3CAl2O3NaAlO
4、2溶液Al(OH)3DMgOMgCl2溶液MgCl2解析：MgCl2溶液蒸干不能得到MgCl2，加热过程中MgCl2水解生成Mg(OH)2。答案：D5(2019保定质检)工业上用某种氧化铝矿石(含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下。对上述流程的判断正确的是()A试剂X可以为氨水，沉淀中含有铁的化合物BCO2可以用H2SO4溶液或稀盐酸代替C反应中的离子方程式为CO2AlO2H2O=Al(OH)3HCOD工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al，成本更低解析：A项，试剂X应为强碱溶液，使Al2O3溶解；B项，若用强酸代替CO2，强酸过量时，Al(OH)3会溶解，不能保证生成Al(OH
5、)3沉淀；D项，因Al比Fe活泼，不能用Fe置换Al。答案：C6(2019深圳高级中学期中)下列离子方程式书写正确的是()AKAl(SO4)2溶液中滴加Ba(OH)2溶液使SO恰好完全沉淀：2Al33SO3Ba26OH=2Al(OH)33BaSO4B向NaAlO2溶液中通入过量CO2：2AlCO23H2O = 2Al(OH)3COC醋酸溶液与水垢中的Mg(OH)2反应：Mg(OH)22H=Mg22H2OD铝条插入烧碱溶液中，开始没有明显现象：Al2O32OH=2AlH2O解析：SO完全沉淀时KAl(SO4)2与Ba(OH)2以物质的量之比12反应，反应的化学方程式为KAl(SO4)22Ba(O
6、H)2=2BaSO4KAlO22H2O，离子方程式为Al32SO2Ba24OH=2BaSO4AlO2H2O，A错误；通入过量CO2生成NaHCO3，正确的离子方程式为AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO，B错误；醋酸属于弱酸，应用化学式表示，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。答案：D7(2019北京清华大学附属中学月考)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，转化关系如图所示。下列说法不正确的是()Ax为NaOH溶液，y为盐酸Bab发生的反应为AlHH2O=Al(OH)3C按照本流程，x和y调
7、换后也能达到实验目的Db、c既能与强酸反应又能与强碱反应解析：铁铝混合物中加入试剂x，得到溶液和Fe，根据Al能与NaOH溶液反应，Fe不与NaOH溶液反应，推知试剂x为NaOH溶液，即a的主要成分是NaAlO2，根据转化关系，试剂y应为盐酸，发生反应AlHH2O=Al(OH)3，然后氢氧化铝受热分解成Al2O3，最后通过电解的方法得到金属Al。根据上述分析，x为NaOH溶液，y为盐酸，A正确；ab的反应是AlHH2O=Al(OH)3，B正确；如果x和y互换，a为FeCl2和AlCl3混合液，加入NaOH溶液，则得到Fe(OH)2和Al(OH)3，按照流程无法得到金属铝，C错误；b和c分别是A
8、l(OH)3和Al2O3，都属于两性化合物，既能与强酸反应，又能与强碱反应，D正确。答案：C8(2019武邑中学调研)在铝制易拉罐中收集满CO2，加入过量的NaOH溶液，立即封口并振荡，可以发现易拉罐先咔咔作响，变瘪，然后再次鼓起来，其过程中没有涉及的化学反应是()AAl(OH)3分解 BCO2OHCAlOHH2O DAl2O3OH解析：NaOH溶液先与CO2反应，气压减小，易拉罐变瘪；再与铝表面的Al2O3反应，最后与Al反应，生成H2，易拉罐变鼓。答案：A二、非选择题9铝热反应的本质是利用铝的还原性，将难熔金属从其氧化物中置换出来，关于铝热反应解答下列问题：(1)用铝粉和Fe2O3做铝热反
9、应实验，需要的试剂还有_(填字母)。AKCl BKClO3 CMnO2 DMg(2)用等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物在一定条件下与Al粉进行铝热反应。引发铝热反应的操作是_。产物中单质是_(写名称)。(3)取少量(1)中铝热反应所得的固体混合物，将其溶于足量稀H2SO4，滴加KSCN溶液无明显现象，_(填“能”或“不能”)，说明固体混合物中无Fe2O3，理由是_(用离子方程式说明)。解析：(1)做铝热反应的实验时，需要KClO3作助燃剂，且用镁条引燃。(2)在混合物上加少量KClO3固体并插上Mg条，点燃Mg条后放出热量，使KClO3固体分解放出O2，进一步加剧Mg的燃烧，可在短时
10、间内使混合物温度迅速升高，引发反应。MgO不能与铝发生铝热反应，所以产物中单质为Fe。(3)反应后固体混合物中若有Fe2O3，酸溶时因发生反应：Fe2O36H=2Fe33H2O、Fe2Fe3=3Fe2，Fe3转化为Fe2，加KSCN溶液不会变红。答案：(1)BD(2)加少量KClO3，插上镁条并将其点燃铁(3)不能Fe2O36H=2Fe33H2O、Fe2Fe3=3Fe210氯离子插层镁铝水滑石Mg2Al(OH)6ClxH2O是一种新型离子交换材料。某课外活动小组同学利用如图甲装置(固定装置略去)测定Mg2Al(OH)6ClxH2O的化学式，Mg2Al(OH)6ClxH2O高温下分解为MgO、A
11、l2O3、HCl和水蒸气。(1)装置连接后首先进行的操作是_。(2)将一定质量的Mg2Al(OH)6ClxH2O放在加热装置中充分加热，冷却后称量剩余固体的质量是131 g，则其中MgO的质量是_g。(3)若只通过测定装置C、D的增重来确定x，加热前先通过N2排尽装置中的空气，称取C、D的初始质量后，再持续通入N2。装置的连接顺序为a_(用接口处的小写字母表示)。实验过程中装置C吸收HCl气体，不需采用如图乙所示防倒吸装置的理由是_。完全分解后测得C增重3.65 g，D增重9.90 g，则x_。(4)下列实验方案也能测定x值的是_，并且对不选方案说明不合理的理由：_(若两个方案都选，此问就不作
12、答)。方案1：测定加热装置剩余固体的质量和装置D增重的质量方案2：测定加热装置剩余固体的质量和装置C增重的质量(5)上述水滑石在空气中放置时易发生反应生成Mg2Al(OH)6Cl12x (CO3)xz H2O，该生成物能发生类似的热分解反应。现以此物质为样品，用(3)中连接的装置和试剂进行实验测定z，除测定D的增重外，至少还需测定下列数据中的_(填字母)。a样品质量b样品分解后残余物质量c装置C的增重解析：(1)装置连接后首先进行的操作是检查装置的气密性。(2)一定质量的Mg2Al(OH)6ClxH2O样品充分加热，冷却后得到的固体是Al2O3和MgO，共131 g，设MgO的物质的量是n m
13、ol，根据Mg2Al(OH)6ClxH2O可知Al2O3的物质的量是0.25n mol，所以n mol40 gmol10.25n mol102 gmol1131 g，解得n2，m(MgO)2 mol40 gmol180 g。(3)装置C的作用是吸收HCl气体，装置D的作用是吸收水蒸气，实验中应首先吸收水蒸气再吸收HCl气体，气体通过洗气瓶吸收时应“长进短出”，因此装置连接顺序为aedb。因为整个实验过程中持续通入N2，故不需采用如图乙所示防倒吸装置。根据题意写出方程式：2Mg2Al(OH)6ClxH2O4MgOAl2O32HCl(52x)H2O则有：2HCl(52x)H2O73 18(52x)
14、365 g 9.90 g，解得x3。(4)根据上述反应方程式可知，测定加热装置剩余固体的质量和装置D增重的质量即水蒸气的质量可以计算出x；装置C增重的质量是HCl气体的质量，其质量和加热剩余固体的质量可以根据方程式互相换算而与x无关，因此不能计算x的值，故方案2不合理。(5)因为Mg2Al(OH)6Cl12x(CO3)xz H2O中有x和z两个未知量，所以至少应该知道三个量才能列方程组计算，故除测定D的增重外还应该至少再测量a、b、c中的任意两个量。答案：(1)检查装置的气密性(2)80(3)edb实验过程中持续通入N2，没有必要用如图乙所示防倒吸装置3(4)方案1由加热装置剩余固体的质量可计
15、算装置C增重的质量，与x的大小没有关系，因此方案2是不合理的(5)ab(或ac或bc)11(2019南通调研)某铝土矿中主要含有Al2O3、Al(OH)3、AlO(OH)，还含有Fe2O3等杂质。利用拜耳法生产氧化铝的流程如图所示：请回答下列问题：(1)粉碎后的铝土矿碱浸时应在高温下进行，其目的是_。(2)AlO(OH)与NaOH溶液反应的化学方程式为_。(3)在稀释、结晶过程中，稀释的目的是_；加Al(OH)3晶核的目的是促进Al(OH)3的析出。上述“稀释、结晶”工艺，也可用通入足量的_气体的方法来代替。(4)浓缩所得的NaOH溶液由于吸收了空气中的CO2而含有杂质，该杂质可通过苛化反应除
16、去，写出苛化反应的化学方程式：_。(5)该生产流程能实现_(填化学式)的循环利用。解析：(1)粉碎后的铝土矿碱浸时应在高温下进行，是因为温度越高，反应速率越大。(2)AlO(OH)与NaOH溶液反应，最后得到偏铝酸钠，钠和铝的物质的量之比为11所以AlO(OH)与NaOH以物质的量之比11反应，即反应的化学方程式为AlO(OH)NaOH= NaAlO2H2O。(3)AlO在溶液中会发生水解：AlO2H2O Al(OH)3OH，依据越稀越水解，可知加水稀释是为了促进AlO的水解。“稀释、结晶”工艺中，也可以用偏铝酸盐与CO2反应代替，即2H2OAlOCO2=Al(OH)3HCO。(4)浓缩所得的
17、NaOH溶液由于吸收了空气中的CO2而含有杂质，杂质是碳酸钠，碳酸钠与氢氧化钙反应生成苛性钠，从而除去碳酸根离子，化学方程式为Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH。(5)后续反应中又生成氢氧化钠，而开始时是用氢氧化钠溶液溶解铝土矿，故该生产流程能实现循环利用的是NaOH。答案：(1)增大反应速率(2)AlO(OH)NaOH=NaAlO2H2O(3)促进AlO的水解CO2(4)Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH(5)NaOH12(2019江西联考)如图是工业利用菱镁矿MgCO3(含杂质Al2O3、FeCO3)制取镁的工艺流程。请回答下列问题：(1)菱镁矿送入酸浸池前需要
18、粉碎，目的是_。(2)氧化池中通入氯气的目的是氧化_，工业上不选用硝酸作氧化剂的原因是_和_。(3)沉淀混合物为_和_(填化学式)。(4)利用熔融氯化镁制取金属镁，选用的方法是_(填字母)。A电解法B氢气还原法C碳还原法 D分解法解析：(1)粉碎菱镁矿，增大反应物的接触面积，提高酸浸速率。(2)通入Cl2是为了将Fe2(或FeCl2)氧化为Fe3(或FeCl3)，工业上不用HNO3是因为会产生污染性气体NOx，也会引入杂质离子NO。(3)氧化池中存在Al3、Fe3、H，所以加入MgO后与H反应使溶液碱性增强，Al3和Fe3转化为Al(OH)3和Fe(OH)3，故沉淀池中的沉淀为Al(OH)3和Fe(OH)3。(4)金属镁比较活泼，一般采用电解熔融MgCl2的方法进行冶炼。答案：(1)提高酸浸速率(2)Fe2(或FeCl2)会产生污染性气体NOx会引入杂质离子NO(3)Al(OH)3Fe(OH)3(4)A