1、课时作业7镁、铝及其重要化合物时间：45分钟一、单项选择题(每小题只有一个选项符合题意)1(2020山西大学附中月考)下列说法中正确的是(A)AAl2O3、MgO可用作耐高温材料，二氧化硅是生产光纤制品的基本原料B铝、铁、铜相比较，在地壳中铜元素的含量最低、铁元素含量最高C工业上采用电解熔融Al2O3、MgO的方法冶炼Al、MgD用纯碱制玻璃、用铁矿石炼铁、用氨制碳酸铵的反应都会产生温室气体解析：本题考查金属单质及其化合物的存在、用途和冶炼方法。氧化铝和氧化镁的熔点很高，可以用作耐高温材料，生产光纤制品的基本原料是二氧化硅，A正确；铝、铁、铜相比较，地壳中含量最低的是Cu，Al的含量高于Fe，
2、B错误；MgO的熔点很高，电解熔融MgO冶炼Mg会增大生产成本，工业上通过电解熔融的氯化镁来冶炼镁，C错误；用纯碱制玻璃的原理为Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2，用铁矿石炼铁的主要反应为Fe2O33CO2Fe3CO2，都会产生二氧化碳，用氨制碳酸铵的原理为2NH3CO2H2O=(NH4)2CO3，不产生二氧化碳，D错误。2(2020河北武邑月考)下列各组物质充分反应后过滤，将滤液加热、蒸干至质量不变，最终不能得到纯净物的是(C)A向含1 mol Ca(HCO3)2的溶液中加入1 mol Na2O2B向带有氧化膜的铝片中加入盐酸C向漂白粉溶液中通入过量CO2D向含1 mol KAl(SO
3、4)2的溶液中加入2 mol Ba(OH)2解析：本题考查反应产物与反应物用量的关系，需结合金属化合物的性质判断溶液蒸干后所得产物。1 mol Na2O2与水反应生成2 mol NaOH，NaOH与Ca(HCO3)2按物质的量之比为21进行反应，化学方程式为Ca(HCO3)22NaOH=CaCO3Na2CO32H2O，滤液中溶质为Na2CO3，将其加热蒸干之后，得到的Na2CO3为纯净物，A不符合题意；氧化膜的主要成分为Al2O3，Al、Al2O3与盐酸反应后的溶液中溶质为AlCl3，还可能含有HCl，加热蒸干时HCl会从溶液中逸出，由于Al3水解，加热蒸干后得到Al(OH)3，为纯净物，B不
4、符合题意；漂白粉的主要成分为Ca(ClO)2和CaCl2，通入过量CO2发生的反应为Ca(ClO)22CO22H2O=Ca(HCO3)22HClO，Ca(HCO3)2和HClO受热均分解，经过加热蒸干后得到CaCl2和CaCO3的混合物，C符合题意；KAl(SO4)2与Ba(OH)2按物质的量之比为12进行反应，化学方程式为KAl(SO4)22Ba(OH)2=2BaSO4KAlO22H2O，过滤后，滤液中溶质为KAlO2，将溶液加热蒸干后得到纯净的KAlO2，D不符合题意。3(2020安徽合肥质检)下列离子方程式表达不正确的是(D)A向FeCl3溶液中滴加HI溶液：2Fe32I=2Fe2I2B
5、向Na2S2O3溶液中滴加盐酸：S2O2H=SO2SH2OC向NaAlO2溶液中通入过量CO2制Al(OH)3：AlOCO22H2O=Al(OH)3HCOD向NH4Al(SO4)2溶液中滴加少量Ba(OH)2溶液：2NHBa2SO2OH=BaSO42NH3H2O解析：本题考查铝的化合物的性质及与反应物用量有关的离子方程式的正误判断。Fe3具有氧化性，I具有还原性，反应的离子方程式为2Fe32I=2Fe2I2，A正确；Na2S2O3在酸性条件下发生歧化反应生成二氧化硫和硫单质，反应的离子方程式为S2O2H=SO2SH2O，B正确；NaAlO2溶液中通入过量的CO2，Al(OH)3不溶于弱酸，反应
6、生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，离子方程式为AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO，C正确；向NH4Al(SO4)2溶液中滴加少量Ba(OH)2溶液，Al3优先于NH与OH反应，正确的离子方程式为2Al33Ba23SO6OH=3BaSO42Al(OH)3，D错误。4(2020开封模拟)美、德两国成功合成具有化学特性的氢铝化合物(AlH3)n，关于氢铝化合物的推测不正确的是(B)A氢铝化合物与水反应生成氢氧化铝和氢气B与H2O反应生成2.24 L H2(标准状况下)，转移的电子为0.2 molC氢铝化合物中氢显1价D氢铝化合物具有强还原性解析：氢铝化合物(AlH3)n与水发生的反应为(AlH3)
7、n3nH2O=nAl(OH)33nH23ne，故生成0.1 mol H2时，转移电子为0.1 mol，B项错误。5(2020湖南衡阳八中月考)下列说法不正确的是(A)A把用砂纸打磨过的Al箔插入稀HNO3中，无现象，说明Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜B如图所示，中为AlCl3溶液，中为浓氨水，一段时间后中有白色沉淀生成CAlCl3NaAlO2(aq)Al(OH)3D向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液后铝的存在形式：解析：常温下铝与稀硝酸发生反应，铝箔溶解，有气体生成，A项错误；浓氨水会挥发出氨气，氨气进入AlCl3溶液，生成Al(OH)3白色沉淀，B项正确；Al34OH=AlO2H
8、2O，AlO2H2OCO2=Al(OH)3HCO，C项正确；3时，发生反应Al33OH=Al(OH)3，4时，发生反应Al34OH=AlO2H2O,34时，两反应都发生，D项正确。6(2020湖南长沙模拟)某固体混合物可能由Al、(NH4)2SO4、MgCl2、FeCl2、AlCl3中的两种或多种组成，现对该混合物做如下实验，所得现象和有关数据如图所示(气体体积已换算成标准状况下的体积)：关于该固体混合物，下列说法正确的是(D)A一定含有Al，其质量为4.5 gB一定不含FeCl2，可能含有MgCl2和AlCl3C一定含有MgCl2和FeCl2D一定含有(NH4)2SO4和MgCl2，且物质的
9、量相等解析：向固体混合物中加入过量浓NaOH溶液加热得到气体，将气体通过碱石灰，体积不变，通过浓硫酸，体积减小，可知固体混合物中存在Al和(NH4)2SO4，产生的5.60 L气体为NH3(2.24 L)和H2(3.36 L)，结合标准状况下3.36 L H2为0.15 mol及关系式2Al3H2可知，与NaOH溶液反应的Al为0.1 mol，其质量为2.7 g，由加入过量浓NaOH溶液得到白色沉淀，且久置无明显变化，可知混合物中一定含有MgCl2，一定不含FeCl2，B项错误、C项错误；标准状况下5.60 L气体为0.25 mol，其中含有氨气0.1 mol，则固体混合物中含有(NH4)2S
10、O4 0.05 mol，n(MgCl2)0.05 mol，由Al、(NH4)2SO4、MgCl2三者的质量之和为14.05 g，可知该固体混合物由Al、(NH4)2SO4、MgCl2组成，A项错误、D项正确。二、不定项选择题(每小题有一个或两个选项符合题意)7为测定含镁3%5%的铝镁合金中镁的质量分数，设计了2种实验方案：方案一：铝镁合金加入足量的氢氧化钠溶液中充分反应后过滤，测定剩余固体质量；方案二：称量m g铝镁合金粉末，放在图中惰性电热板上，通电使其充分灼烧，测得固体质量增加。下列说法不正确的是(AB)A方案一中若称取5.4 g合金粉末样品，投入V mL 2.0 molL1 NaOH溶液
11、中反应，则V100B方案一中测定剩余固体质量时，过滤后未洗涤固体就干燥、称量，则镁的质量分数偏低C方案二中欲计算镁的质量分数，实验中还需测定灼烧后固体的质量D方案二中若用空气代替O2进行实验，则测量结果误差较大解析：本题考查铝镁合金中镁含量的测定方案。根据反应2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，假设5.4 g金属全部为Al，则需要NaOH溶液的体积为0.1 L，由于合金中含有镁，故所需NaOH溶液体积的最小值小于100 mL，A错误；方案一中金属铝与氢氧化钠溶液反应，过滤后剩余固体镁，测定剩余固体质量时，过滤后未洗涤固体就干燥、称量，测得的镁的质量偏大，则镁的质量分数偏高，B错误；
12、Mg、Al均与氧气反应，生成金属氧化物，则还需测定生成物的质量，根据质量守恒列方程可以求出金属镁的质量，进而求出镁的质量分数，C正确；空气中有氮气、氧气和CO2，金属镁能够与氮气反应生成氮化镁，使实验误差较大，D正确。8生产上用过量烧碱溶液处理某矿物(含Al2O3、MgO)，过滤后得到的滤液用NaHCO3溶液处理，测得溶液pH和Al(OH)3生成的量随加入NaHCO3溶液体积的变化情况如图所示。下列说法不正确的是(A)ANaHCO3溶液的物质的量浓度为0.8 molL1Bb点与c点溶液所含粒子种类相同Ca点溶液中存在的离子是Na、AlO、OH、HD生成沉淀的离子方程式为HCOAlOH2O=Al
13、(OH)3CO解析：过量烧碱溶液处理后得到的滤液为NaOH、NaAlO2的混合液，加入NaHCO3溶液后发生的反应依次为：NaOHNaHCO3=Na2CO3H2O、NaHCO3NaAlO2H2O=Al(OH)3Na2CO3。由图可知，加入40 mL NaHCO3溶液时沉淀量最大，此时NaAlO2刚好完全沉淀，b点与c点溶液中均含有NaAlO2，故B、D正确；由图可知，a点溶液呈碱性，其溶质为NaOH、NaAlO2，故C正确；n(NaHCO3)nAl(OH)30.032 mol，c(NaHCO3)1.0 molL1，故A错误。9某溶液中可能含有H、NH、Mg2、Al3、Fe3、CO、SO、NO中
14、的几种。若加入锌粒，产生无色无味的气体；若加入NaOH溶液，产生白色沉淀，且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示。则下列说法正确的是(B)A溶液中的阳离子只有H、Mg2、Al3B溶液中n(NH)0.2 molC溶液中一定不含CO，可能含有SO和NODn(H)n(Al3)n(Mg2)111解析：由知溶液中一定含有H，一定没有CO、NO，由及图像知溶液中一定含有Mg2、Al3和NH，且n(NH)0.7 mol0.5 mol0.2 mol，n(H)0.1 mol，n(Al3)0.8 mol0.7 mol0.1 mol，沉淀Al3、Mg2共消耗0.4 mol OH，其中沉淀Al3消耗
15、0.3 mol OH，沉淀Mg2消耗0.1 mol OH，根据Mg22OH，可得n(Mg2)0.05 mol，故只有选项B正确。10如图所示是向MgCl2和AlCl3的混合溶液中加入一定量NaOH溶液，紧接着再加入一定量稀盐酸，生成沉淀的物质的量y与加入溶液的体积x的关系图。根据图示判断，下列结论中不正确的是(BD)AN点时溶液中的溶质只有NaClBM点之前加入的是NaOH溶液，M点之后加入的是盐酸Cc(NaOH)c(HCl)D原混合溶液中c(MgCl2)c(AlCl3)21解析：向MgCl2和AlCl3的混合溶液中加入NaOH溶液，首先发生：Al33OH=Al(OH)3、Mg22OH=Mg(
16、OH)2，N点时Al3、Mg2全部沉淀，溶液中的溶质只有NaCl，A正确；NM段Al(OH)3溶解，x6时，Al(OH)3完全溶解，MP段沉淀的量不变，MP段先加的NaOH溶液，然后又加入盐酸，B错误；PF段沉淀增加，发生AlOH2OH=Al(OH)3，消耗盐酸1 mL，根据NM段Al(OH)3溶解消耗NaOH溶液1 mL，则c(NaOH)c(HCl)，C正确；沉淀Al3消耗NaOH溶液3 mL，沉淀Mg2消耗NaOH溶液2 mL，原混合溶液中c(MgCl2)c(AlCl3)11，D错误。三、非选择题11(2020广东六校联考)镁及其化合物有着广泛用途。工业上以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含
17、SiO2以及少量FeCO3等杂质)为原料制备纳米氧化镁的实验流程如下：(1)加入H2O2氧化时，发生反应的离子方程式为2Fe2H2O22H=2Fe32H2O。(2)在实验室煅烧滤渣2需要的仪器除酒精灯、三脚架、泥三角以外，还需要坩埚、坩埚钳(填名称)。(3)一定条件下CO(NH2)2可与H2O反应生成CO2和一种弱碱，该反应的化学方程式为CO(NH2)23H2O=CO22NH3H2O。(4)工业上还可用氯化镁和碳酸铵为原料，采用直接沉淀法制备纳米MgO。取少量制得的该物质分散于某种液体溶剂中(两者不反应)，能说明纳米MgO存在的简单方法是用一束光照射该分散系，在侧面会看到一条光亮的通路(或该分
18、散系能产生丁达尔效应)。如图为反应温度对纳米MgO产率和粒径的影响，据图分析反应的最佳温度为50_。(5)所加H2SO4不宜过量太多的原因是避免调pH时，消耗过多的氨水。(6)主要副产品是硫酸铵或(NH4)2SO4。解析：结合题给工艺流程可知菱镁矿经酸溶后过滤，所得滤渣1为SiO2，滤液中含有Mg2、Fe2、H、SO；加入H2O2，滤液中的Fe2被氧化为Fe3；加入氨水调节滤液的pH4，过滤，所得滤渣2为Fe(OH)3；向含Mg2的滤液中加入CO(NH2)2，在分散剂PVA的作用下过滤、干燥得到Mg(OH)2；Mg(OH)2经煅烧得到纳米MgO粉末。(1)在酸性条件下，H2O2将Fe2氧化为F
19、e3的离子方程式为2Fe2H2O22H=2Fe32H2O。(2)在实验室煅烧Fe(OH)3要用到酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚和坩埚钳。(3)根据题中信息，结合原子守恒可知，CO(NH2)2与H2O反应生成的弱碱为NH3H2O，据此可写出CO(NH2)2与H2O反应的化学方程式。(4)将纳米MgO分散于某种液体溶剂得到的分散系属于胶体，故可根据胶体具有丁达尔效应进行判断。根据图像可判断，50 时纳米MgO的产率最高，粒径较小，温度高于50 ，产率降低，粒径变化不大，故可得出反应的最佳温度为50 。(5)酸溶时H2SO4不宜过量太多，原因是避免调pH4时消耗过多的氨水。(6)分析流程图知，主要副产
20、物为(NH4)2SO4。12(2020河南郑州检测)氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料。为了分析某AlN样品(样品中的杂质不与氢氧化钠溶液反应)中AlN的含量，某实验小组设计了如下两种实验方案。已知：AlNNaOHH2O=NaAlO2NH3【方案1】取一定量的样品，用下图所示装置测定样品中AlN的纯度(夹持装置已略去)。(1)上图C装置中球形干燥管的作用是防止倒吸。(2)完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先检查装置的气密性，再加入实验药品。接下来的实验操作是关闭K1，打开K2，打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液，至不再产生气体。打开K1，通入氮气一段时间，测定C装置反应前后的质量变化
21、。通入氮气的目的是把装置中残留的氨气全部赶入C装置。(3)若去掉装置B，则导致测定结果偏高(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。由于上述装置还存在缺陷，导致测定结果偏高，请提出改进意见：C装置出口处连接一个干燥装置。【方案2】按以下步骤测定样品中AlN的纯度：(4)步骤生成沉淀的离子方程式为CO2AlO2H2O=HCOAl(OH)3。(5)步骤的操作是过滤、洗涤。AlN的纯度是100%(用m1、m2表示)。解析：(1)由于氨气极易溶于水，则图C装置中球形干燥管的作用是防止倒吸。(2)完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先检查装置的气密性，再加入实验药品。接下来的实验操作是关闭K1，打开K2，打开
22、分液漏斗活塞，加入浓NaOH溶液，至不再产生气体。打开K1，通入氮气一段时间，测定C装置反应前后的质量变化。由于反应中产生的氨气会残留在装置中，因此通入氮气的目的是把装置中残留的氨气全部赶入C装置。(3)生成的氨气中含有水蒸气，若去掉装置B，则C装置的质量增加，则导致测定结果偏高。由于空气中含有水蒸气，也会进入C装置，从而产生误差，所以导致测定结果偏高，因此改进的措施是C装置出口处连接一个干燥装置。(4)滤液中含有偏铝酸钠，则步骤生成沉淀的离子方程式为CO2AlO2H2O=HCOAl(OH)3。(5)从溶液中分离出氢氧化铝的实验操作是过滤，即步骤的操作是过滤、洗涤。m2 g固体是氧化铝，则根据铝原子守恒可知AlN的纯度是100%100%。
