2022年高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第3章 金屬及其化合物 第2講 鎂、鋁及其重要化合物配套練習(xí) 新人教版【2019·備考】最新考綱：1.了解鎂、鋁及其重要化合物的制備方法。2.掌握鎂、鋁的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。3.掌握鎂、鋁的重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。考點一鎂及其重要化合物的性質(zhì)及海水提鎂(頻數(shù)：難度：)1鎂的性質(zhì)(1)物理性質(zhì)：具有銀白色金屬光澤的固體，密度、硬度均較小，熔點較低，有良好的導(dǎo)電、傳熱和延展性。(2)化學(xué)性質(zhì)：與非金屬反應(yīng)與CO2反應(yīng)：2MgCO22MgOC與H2O反應(yīng)：Mg2H2OMg(OH)2H2與H反應(yīng)：Mg2H=Mg2H2鎂也可在氮氣中燃燒，生成氮化鎂(Mg3N2)，氮化鎂能與水劇烈反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀并放出氨氣。2海水提鎂由MgCl2·6H2O到無水MgCl2，必須在HCl氣流中加熱，以防MgCl2水解。因鎂在高溫下能與O2、N2、CO2等氣體發(fā)生反應(yīng)，故工業(yè)電解MgCl2得到的鎂，應(yīng)在H2氛圍中冷卻。3用途生產(chǎn)合金，冶金工業(yè)上用作還原劑和脫氧劑。4鎂的重要化合物物質(zhì)主要性質(zhì)氧化鎂堿性氧化物MgO2H=Mg2H2O氫氧化鎂中強堿Mg(OH)22H=Mg22H2O難溶于水Mg22OH=Mg(OH)2溶解度小于碳酸鎂MgCO3H2OMg(OH)2CO21教材圖解(LK必修1·P99)圖349金屬鎂在二氧化碳中燃燒的實驗(1)Mg在CO2氣體中燃燒的現(xiàn)象_。(2)判斷下列對該反應(yīng)的說法是否正確在該反應(yīng)條件下，Mg的還原性強于C的還原性()該反應(yīng)中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為熱能()C元素的單質(zhì)只存在金剛石和石墨兩種同素異形體()Mg、MgO中鎂元素微粒的半徑：r(Mg2)r(Mg)()答案(1)鎂劇烈燃燒，發(fā)生強烈的白光，同時生成白色固體和黑色顆粒狀固體(2)×××2(RJ必修1·P623改編)在MgCl2溶液中滴加少量NaOH溶液，現(xiàn)象為_，繼續(xù)加入過量NaOH溶液，現(xiàn)象為_，涉及到的離子方程式為_。答案有白色沉淀生成沉淀不溶解Mg22OH=Mg(OH)23(溯源題)(xx·浙江理綜，27)化合物Mg5Al3(OH)19(H2O)4可作環(huán)保型阻燃材料，受熱時按如下化學(xué)方程式分解：2Mg5Al3(OH)19(H2O)427H2O10MgO3Al2O3(1)寫出該化合物作阻燃劑的兩條依據(jù)_。(2)用離子方程式表示除去固體產(chǎn)物中Al2O3的原理_。(3)已知MgO可溶于NH4Cl的水溶液，用化學(xué)方程式表示其原理_。答案(1)反應(yīng)吸熱降低溫度，固體氧化物隔絕空氣，水蒸氣稀釋空氣(任選二條，合理即可)(2)Al2O32OH=2AlOH2O(3)MgO2NH4ClH2O=MgCl22NH3·H2O(或NH4ClH2ONH3·H2OHClMgO2HCl=MgCl2H2O)探源：本考題源于教材LK必修1 P98“交流·研討”及其拓展，對鎂及其化合物的性質(zhì)進行考查。題組一鎂及其重要化合物的性質(zhì)、用途1基礎(chǔ)知識判斷，正確的打“”錯誤的打“×”(1)鎂制容器可盛裝熱的濃硫酸()(2)鎂的金屬性比鋁的金屬性強()(3)氫氧化鎂能溶于過量氨水()(4)鎂在空氣中燃燒生成的固體只有MgO()(5)鎂在空氣中燃燒發(fā)出耀眼白光，可用作照明彈()答案(1)×(2)(3)×(4)×(5)2某同學(xué)通過系列實驗探討Mg及其化合物的性質(zhì)，下列說法正確的是()A將水加入濃硫酸中得到稀硫酸，置鎂片于其中探討Mg的活潑性B將NaOH溶液緩慢滴入MgSO4溶液中，觀察Mg(OH)2沉淀的生成C將Mg(OH)2濁液直接倒入已裝好濾紙的漏斗中過濾，洗滌并收集沉淀D將Mg(OH)2沉淀轉(zhuǎn)入表面皿中，加足量稀鹽酸，加熱蒸干得無水MgCl2固體解析濃H2SO4稀釋時應(yīng)將濃H2SO4加到水中，A錯誤；過濾時用玻璃棒引流，C錯誤；由于MgCl2水解，故加熱蒸干MgCl2溶液時，得不到MgCl2固體。答案B題組二海水提鎂工藝3從海水中提取鎂的工藝流程可表示如下：下列說法不正確的是()A用此法提取鎂的優(yōu)點之一是原料來源豐富B步驟電解MgCl2時陰極產(chǎn)生氯氣C步驟可將晶體置于HCl氣體氛圍中脫水D上述工藝流程中涉及化合、分解和復(fù)分解反應(yīng)解析電解MgCl2時陽極產(chǎn)生氯氣，陰極產(chǎn)生Mg。答案B4(1)海水提鎂的一段工藝流程如下圖：濃海水的主要成分如下：離子NaMg2ClSO濃度/(g·L1)63.728.8144.646.4該工藝過程中，脫硫階段主要反應(yīng)的離子方程式為_，產(chǎn)品2的化學(xué)式為_，1 L濃海水最多可得到產(chǎn)品2的質(zhì)量為_g。(2)采用石墨陽極、不銹鋼陰極電解熔融的氯化鎂，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_；電解時，若有少量水存在會造成產(chǎn)品鎂的消耗，寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式_。解析(1)由題給海水的主要成分，脫硫就是除掉硫酸根離子，發(fā)生反應(yīng)：Ca2SO=CaSO4；由框圖信息知，產(chǎn)品2為Mg(OH)2；1 L濃海水中含有Mg2 28.8 g，物質(zhì)的量為1.2 mol，則最多生成Mg(OH)2 1.2 mol，質(zhì)量為1.2 mol×58 g·mol169.6 g。(2)電解熔融氯化鎂生成氯氣和單質(zhì)鎂，若有水存在，則高溫下鎂與水反應(yīng)。答案(1)Ca2SO=CaSO4Mg(OH)269.6(2)MgCl2MgCl2Mg2H2OMg(OH)2H2【微網(wǎng)構(gòu)建】鎂及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖考點二鋁的性質(zhì)及用途(頻數(shù)：難度：)1鋁的原子結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)2金屬鋁的化學(xué)性質(zhì)寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：2Al3Cl22AlCl32Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H22AlFe2O3Al2O32Fe(鋁熱反應(yīng))常溫下，能用鋁制容器盛放濃硫酸、濃硝酸的原因是二者能使鋁發(fā)生“鈍化”，而不是鋁與濃硫酸、濃硝酸不反應(yīng)。能與鋁反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的溶液可能呈強酸性也可能呈強堿性。3鋁的制備及用途(1)制備：電解熔融Al2O3：。(2)用途：純鋁用作導(dǎo)線。鋁合金制備汽車、飛機、生活用品等。1教材實驗探究(1)加熱鋁箔(RJ必修1·P48)將鋁箔用酒精燈加熱至熔化，觀察到的現(xiàn)象為_，原因為_。(2)鋁熱反應(yīng)(LK必修1·P116)實驗原理：_。實驗裝置：鋁粉還原氧化鐵的實驗裝置如圖所示。實驗現(xiàn)象：_。鎂條、氯酸鉀的作用：_。應(yīng)用：_。答案(1)鋁箔熔化，失去光澤，熔化的鋁不滴落鋁表面生成了氧化鋁，構(gòu)成的氧化膜包在鋁的外面(2)高溫下鋁將較不活潑的金屬從其氧化物中還原出來劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，有液珠滴落到盛有細沙的蒸發(fā)皿中引燃劑a.該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，鋁在高溫下還原出了金屬單質(zhì)。在冶金工業(yè)上也常用這一原理制取熔點較高的金屬，如鉻、錳等，3MnO24Al2Al2O33Mnb該反應(yīng)原理可以應(yīng)用在生產(chǎn)上，如焊接鋼軌等2(RJ必修1·P533改編)下列說法錯誤的是()A鋁是地殼中含量最多的金屬元素B在反應(yīng)中鋁易失去3e，其還原性大于鈉C鋁制品表面有一層致密的氧化物薄膜，起保護作用D鋁是一種比較活潑的金屬答案B3(溯源題)(xx·上?；瘜W(xué)，20改編)已知NaOHAl(OH)3=NaAlO22H2O。向集滿CO2的鋁制易拉罐中加入過量NaOH濃溶液，立即封閉罐口，易拉罐漸漸凹癟；再過一段時間，罐壁又重新凸起。上述實驗過程中發(fā)生反應(yīng)離子方程式分別為：_。答案CO22OH=COH2O、Al2O32OH=2AlOH2O、2Al2OH2H2O=2AlO3H2探源：本考題源于教材RJ必修1 P51“實驗34：鋁與鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)”及其拓展，對鋁及化合物和酸、堿的反應(yīng)特點進行了考查。題組一鋁的性質(zhì)、用途判斷1下列關(guān)于鋁單質(zhì)的敘述中正確的是()A由于鋁在空氣中不會銹蝕，所以鋁制品的使用壽命都很長B由于鋁具有強還原性，所以常用鋁來冶煉某些高熔點金屬C常溫下，鋁被濃硫酸鈍化，所以可用濃硫酸除去鋁表面的銅鍍層D由于鋁的導(dǎo)電性能比銅強，所以常用鋁制造電線、電纜解析銅在加熱的條件下才能與濃硫酸反應(yīng)，加熱時濃硫酸能與氧化鋁反應(yīng)；銅的導(dǎo)電性能比鋁強。答案B2下列由實驗現(xiàn)象得出正確結(jié)論的是()選項實驗現(xiàn)象結(jié)論A把相同大小的鋁片和鎂片分別投入相同濃度的NaOH溶液中：鋁溶解有氣泡產(chǎn)生，而鎂沒有任何變化鋁的金屬性比鎂強B取一塊鋁箔，用酒精燈點燃；鋁箔只熔化成液體而沒有滴落鋁不易燃燒C向氯化銨溶液中投入一鋁片：鋁片上產(chǎn)生大量氣泡該氣體是氨氣D向氯化鋁溶液中逐滴滴加NaOH溶液至過量：先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀逐漸溶解，最后沉淀完全消失氫氧化鋁能溶于強堿溶液解析金屬性的強弱可根據(jù)金屬與酸反應(yīng)時金屬失電子的能力強弱判斷，而不是與堿反應(yīng)，故A錯誤；沒有滴落表明氧化鋁的熔點高，故B錯誤；氯化銨溶液顯酸性，與鋁反應(yīng)時放出氫氣，故C錯誤；氯化鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)先生成氫氧化鋁白色沉淀，氫氧化鋁再和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成可溶性的偏鋁酸鈉，故D正確。答案D題組二鋁與酸或堿反應(yīng)的定量計算3(xx·保定聯(lián)考)足量下列物質(zhì)與等質(zhì)量的鋁反應(yīng)放出氫氣，且消耗溶質(zhì)物質(zhì)的量最少的是()A氫氧化鈉溶液B稀硫酸C鹽酸D稀硝酸解析設(shè)Al為1 mol，1 mol鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成NaAlO2和H2消耗1 mol NaOH；1 mol鋁與稀硫酸反應(yīng)生成Al2(SO4)3和H2消耗1.5 mol H2SO4；1 mol鋁與鹽酸反應(yīng)生成AlCl3和H2消耗3 mol HCl；硝酸與金屬鋁反應(yīng)不生成氫氣，綜合以上分析可知反應(yīng)放出氫氣且消耗溶質(zhì)物質(zhì)的量最少的是氫氧化鈉溶液，選A。答案A4甲、乙兩燒杯中各盛有100 mL 3 mol·L1的鹽酸和NaOH溶液，向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉，反應(yīng)結(jié)束后，測得生成的氣體體積比為V(甲)V(乙)12，則加入鋁粉的質(zhì)量為_。()A5.4 gB3.6 g C2.7 gD1.8 g解析其反應(yīng)原理分別為2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2?？梢姰?dāng)參加反應(yīng)的HCl和NaOH的物質(zhì)的量一樣多時，產(chǎn)生H2的體積比是13，而題設(shè)條件體積比為12，說明此題投入的鋁粉對鹽酸來說是過量的，而對于NaOH來說是不足的。則Al與NaOH反應(yīng)生成的H2為0.15 mol×20.3 mol。即投入的鋁粉為5.4 g。答案A【歸納總結(jié)】鋁與酸或堿反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系2Al6HCl=2AlCl33H22Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(1)等質(zhì)量的鋁與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液分別反應(yīng)：產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量相等。消耗H、OH的物質(zhì)的量之比為n(H)n(OH)31。(2)足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的HCl和NaOH反應(yīng)：消耗Al的物質(zhì)的量之比為13。生成H2的物質(zhì)的量之比為13。(3)一定量的鋁分別與一定量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)：若產(chǎn)生氫氣的體積比為1，則必定鋁與鹽酸反應(yīng)時，鋁過量而HCl不足。鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時，鋁不足而NaOH過量。考點三鋁的重要化合物(頻數(shù)：難度：)1氧化鋁2氫氧化鋁(1)物理性質(zhì)白色膠狀不溶于水的固體，有較強的吸附性。(2)化學(xué)性質(zhì)(用化學(xué)方程式表示)Al(OH)3的電離方程式為轉(zhuǎn)化關(guān)系：反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為：Al(OH)33H=Al33H2O；Al(OH)3OH=AlO2H2O；2Al(OH)3Al2O33H2O。(3)制備向鋁鹽中加入氨水，離子方程式為Al33NH3·H2O=Al(OH)33NH。NaAlO2溶液中通入足量CO2，離子方程式為AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO。NaAlO2溶液與AlCl3溶液混合：離子方程式為3AlOAl36H2O=4Al(OH)3。Al(OH)3具有兩性，能溶于強酸(如鹽酸)、強堿(如NaOH溶液)，但不溶于弱酸(如H2CO3)、弱堿溶液(如氨水)。既能與鹽酸反應(yīng)又能與NaOH溶液反應(yīng)的物質(zhì)有Al、Al2O3、Al(OH)3，多元弱酸的酸式鹽(如NaHCO3、KHS、KHSO3、NaH2PO4等)及弱堿弱酸鹽(如CH3COONH4等)。3常見的鋁鹽(1)復(fù)鹽：兩種不同的金屬離子(或金屬離子或銨根)和一種酸根離子組成的鹽。(2)明礬凈水明礬的化學(xué)式：KAl(SO4)2·12H2O，凈水原理涉及的離子方程式：Al33H2OAl(OH)3(膠體)3H。1教材基礎(chǔ)知識判斷(1)向1 mol·L1 AlCl3溶液中加過量的6 mol·L1 NaOH溶液制備Al(OH)3懸濁液()(2)氫氧化鋁具有弱堿性，可用于制胃酸中和劑()(3)明礬用作凈水劑不涉及化學(xué)變化()(4)Al(OH)3既能與稀硫酸反應(yīng)又能與NaOH溶液反應(yīng)()(5)下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化在給定條件下能夠?qū)崿F(xiàn)：Al2O3NaAlO2(aq)Al(OH)3()答案(1)×(2)(3)×(4)(5)2(RJ必修1·P636改編)向下列物質(zhì)的水溶液中滴加少量MgCl2溶液或AlCl3溶液，均有白色沉淀生成的是()ABaCl2BFeCl3CNa2CO3DNaOH答案C3(溯源題)(福建理綜)從鋁土礦(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質(zhì))中提取氧化鋁的兩種工藝流程如下：請回答下列問題：(1)流程甲加入鹽酸后生成Al3的離子方程式為_。(2)流程乙加入燒堿后生成SiO的離子方程式為_。(3)驗證濾液B含F(xiàn)e3，可取少量濾液并加入_(填試劑名稱)。(4)濾液E、K中溶質(zhì)的主要成分是_(填化學(xué)式)，寫出該溶質(zhì)的一種用途_。答案(1)Al2O36H=2Al33H2O(2)SiO22OH=SiOH2O(3)硫氰化鉀(或硫氰酸鉀、苯酚溶液等合理答案)(4)NaHCO3制純堿或作發(fā)酵粉等合理答案探源：本高考題組源于RJ必修1 P57“鋁的重要化合物”知識拓展，對陌生鋁的化合物的反應(yīng)特點進行了考查。題組一鋁的重要化合物的性質(zhì)、用途及轉(zhuǎn)化1下列有關(guān)說法不正確的是()AAl(OH)3在用于治療胃酸過多類疾病時表現(xiàn)出弱堿性B明礬溶于水后可得到少量的有強吸附性的Al(OH)3膠體，故明礬可作凈水劑CAl(OH)3可用于中和饅頭制作過程(如發(fā)酵階段)中產(chǎn)生的酸DAl2O3可用于制作耐火材料而Al(OH)3不能解析治療胃酸過多時要消耗胃中的酸，因此Al(OH)3表現(xiàn)出弱堿性，A項正確；Al(OH)3膠體有強吸附性，能吸附水中懸浮的雜質(zhì)并最終轉(zhuǎn)化為沉淀而使水變澄清，B項正確；饅頭制作過程中加小蘇打是用于發(fā)泡和中和酸的，不用Al(OH)3，C項錯誤；耐火材料本身應(yīng)對熱穩(wěn)定且熔點很高，而Al(OH)3受熱易分解，D項正確。答案C2下列說法中錯誤的是()A在水溶液中能大量共存：Na、Al3、Cl、COB硫酸鋁溶液中加入過量氫氧化鈉溶液：Al34OH=AlO2H2OC偏鋁酸鈉溶液中通入過量CO2：AlO2H2OCO2=Al(OH)3HCODAl(OH)3溶于HCl溶液中：Al(OH)33H=Al33H2O解析A項中Al3與CO發(fā)生雙水解，因此不能大量共存，所以錯誤；B項中氫氧化鋁溶于過量的氫氧化鈉溶液，最終生成的是偏鋁酸鈉，所以正確；C項中偏鋁酸鈉與二氧化碳反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，因為二氧化碳過量，因此生成碳酸氫根離子，所以正確；D項中氫氧化鋁能溶于強酸中生成鋁離子，所以正確。答案A3將0.1 mol明礬溶于水形成100 mL溶液，以下說法正確的是()A明礬凈水是利用了明礬的強氧化性B溶液的焰色反應(yīng)為紫色，這是鉀元素的化學(xué)性質(zhì)C加入Ba(OH)2溶液至沉淀物質(zhì)的量達到最大，消耗Ba(OH)2 0.2 molD加入Ba(OH)2溶液至SO恰好完全沉淀，Al3全部轉(zhuǎn)化為AlO解析明礬凈水是利用明礬中的鋁離子在溶液中水解生成氫氧化鋁膠體，膠體具有吸附性，故A錯誤；焰色反應(yīng)為元素的物理性質(zhì)，故B錯誤；向Ba(OH)2溶液中逐滴加入明礬溶液，至生成沉淀的物質(zhì)的量最大時應(yīng)是鋁離子恰好沉淀完全，所以消耗Ba(OH)2 0.15 mol，故C錯誤；加入Ba(OH)2溶液至SO恰好完全沉淀，溶液中的溶質(zhì)為偏鋁酸鉀，故D正確。答案D題組二含鋁化合物提取工藝4工業(yè)上用某種氧化鋁礦石(含F(xiàn)e2O3雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如下：對上述流程的判斷正確的是()A試劑X可以為氨水，沉淀中含有鐵的化合物BCO2可以用H2SO4溶液或稀鹽酸代替C反應(yīng)中的離子方程式為CO2AlO2H2O=Al(OH)3HCOD工業(yè)上還可采用Fe還原Al2O3的方法制Al，成本更低解析A項，試劑X應(yīng)為強堿溶液，使Al2O3溶解，A錯誤；B項，若用強酸代替CO2，強酸過量時，Al(OH)3會溶解，不能保證得到Al(OH)3沉淀，B錯誤；D項，因Al比Fe活潑，不能用Fe置換Al，D錯誤。答案C5(xx·安徽江南十校聯(lián)考)某冶金廠的礦渣含有較多的Al2O3、Fe2O3、MgO、SiO2，現(xiàn)欲進行綜合利用以提取氧化鋁、氧化鎂、氧化鐵作為工業(yè)原料，其設(shè)計的工藝流程如下：已知：氧化鎂與水反應(yīng)生成氫氧化鎂；硅酸的酸性比氫氧化鋁強。飽和氯化銨溶液的pH約為5，氫氧化鎂開始沉淀至沉淀完全的pH范圍：9.012.0。氫氧化鐵開始沉淀至沉淀完全的pH范圍：2.74.0。(1)寫出過程中氧化鋁發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(2)過程的名稱是_，產(chǎn)品乙的俗名是_。(3)過程中所用適量的B是一種氣體，B是_(填化學(xué)式)，過程中所發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式為_。解析礦渣粉碎后與純堿混合熔融，Al2O3、SiO2分別生成偏鋁酸鈉、硅酸鈉。產(chǎn)品乙是紅棕色固體，應(yīng)是Fe2O3。根據(jù)已知信息MgO與水反應(yīng)生成Mg(OH)2，即殘渣甲是Fe2O3和Mg(OH)2的混合物。用飽和氯化銨溶液溶解，Mg(OH)2轉(zhuǎn)化為氯化鎂，過濾后與氫氧化鈉反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀，灼燒得到MgO，產(chǎn)品甲是MgO。溶液丙中含有硅酸鈉和偏鋁酸鈉，通入適量CO2，因為硅酸的酸性比Al(OH)3強，則優(yōu)先生成Al(OH)3沉淀，灼燒得到氧化鋁。答案(1)Al2O3Na2CO32NaAlO2CO2(2)溶解、過濾鐵紅(3)CO2CO23H2O2AlO=2Al(OH)3CO【反思歸納】根據(jù)物質(zhì)類別，分離、提純鋁土礦 試題分析(xx·海南化學(xué)，14)KAl(SO4)2·12H2O(明礬)是一種復(fù)鹽，在造紙等方面應(yīng)用廣泛。實驗室中，采用廢易拉罐(主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質(zhì))制備明礬的過程如下圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)為盡量少引入雜質(zhì)，試劑應(yīng)選用_(填標(biāo)號)。aHCl溶液BH2SO4溶液c氨水DNaOH溶液(2)易拉罐溶解過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(3)沉淀B的化學(xué)式為_；將少量明礬溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是_。(4)已知：Kw1.0×1014，Al(OH)3AlOHH2OK2.0×1013。Al(OH)3溶于NaOH溶液反應(yīng)的平衡常數(shù)等于_。解題思路：我的答案：考查意圖：化學(xué)是在原子和分子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性能及物質(zhì)之間相互轉(zhuǎn)化的學(xué)科。當(dāng)組成物質(zhì)的原子種類和數(shù)量發(fā)生變化時，物質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)化，物質(zhì)的性質(zhì)和狀態(tài)也有明顯的變化。本題是一個聯(lián)系生活實際的考題，廢易拉罐是生活中隨手可及的物品，作為一種金屬(合金)，其具有金屬所特有的性質(zhì)。明礬KAl(SO4)2·12H2O亦是生活中常見的物質(zhì)，二者在物質(zhì)的種類和性質(zhì)之間有著明顯的差別。經(jīng)過特定的化學(xué)反應(yīng)二者之間可實現(xiàn)合成轉(zhuǎn)化。本題的合成過程中不僅涉及多種物質(zhì)的性質(zhì)和反應(yīng)、還涉及溶液中酸堿的電離平衡、鹽類的水解、沉淀溶解平衡等化學(xué)原理，進而考查學(xué)生對化學(xué)基礎(chǔ)知識的掌握，提高學(xué)生對物質(zhì)及其性質(zhì)的認識，鍛煉分析思考問題的能力。本題抽樣統(tǒng)計難度系數(shù)為0.47。解題思路：(1)易拉罐的主要成分為Al，含有少量的Fe，Mg雜質(zhì)，試劑的作用是將Al溶解，HCl溶液和H2SO4溶液可溶解Al及Fe、Mg雜質(zhì)，會引入Fe2、Mg2，氨水不溶解Al，NaOH溶液可溶解Al，但不溶解Fe、Mg雜質(zhì)，故d項符合。(2)選用NaOH溶液溶解易拉罐，主要發(fā)生反應(yīng)2Al2OH2H2O=2AlO3H2。(3)濾液A中鋁元素以AlO形式存在，與溶液中HCO發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)：AlOHCOH2O=Al(OH)3CO，故沉淀B為Al(OH)3，明礬溶于水時，KAl(SO4)2=KAl32SO，Al33H2OAl(OH)33H，使溶液呈弱酸性。(4)Al(OH)3溶于NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)：Al(OH)3OH=AlO2H2OK1，可分兩步進行：Al(OH)3AlOHH2OKHOHH2O則K120。正確答案：(1)d(2)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(3)Al(OH)3Al3水解，使溶液中H濃度增大(4)20真題演練1(xxxx高考選項組合)下列關(guān)于鋁及其化合物的敘述正確的是()A鋁罐可久盛食醋B鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng)，反應(yīng)后固體物質(zhì)增重C用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細打磨過的鋁箔在酒精燈上加熱，熔化后的液態(tài)鋁滴落下來，金屬鋁的熔點較低D向Al2(SO4)3溶液中加入過量氨水：Al33NH3·H2O=Al(OH)33NH答案D2(xx·山東理綜，10)某化合物由兩種單質(zhì)直接反應(yīng)生成，將其加入Ba(HCO3)2溶液中同時有氣體和沉淀產(chǎn)生。下列化合物中符合上述條件的是()AAlCl3BNa2O CFeCl2DSiO2解析A項，AlCl3可由Al與Cl2反應(yīng)制得，將AlCl3加入Ba(HCO3)2溶液中生成CO2 氣體和Al(OH)3沉淀，正確；B項，Na2O 加入Ba(HCO3)2溶液中只產(chǎn)生碳酸鋇沉淀而沒有氣體產(chǎn)生，錯誤；C項，F(xiàn)e 與Cl2 反應(yīng)生成FeCl3，錯誤；D項，SiO2 與Ba(HCO3)2不反應(yīng)，錯誤。答案A3(xx·江蘇化學(xué)，16)鋁是應(yīng)用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要成分為Al2O3，含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì))為原料制備鋁的一種工藝流程如下：注：SiO2在“堿溶”時轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀。(1)“堿溶”時生成偏鋁酸鈉的離子方程式為_。(2)向“過濾”所得濾液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH_(填“增大”、“不變”或“減小”)。(3)“電解”是電解熔融Al2O3，電解過程中作陽極的石墨易消耗，原因是_。(4)“電解”是電解Na2CO3溶液，原理如圖所示。陽極的電極反應(yīng)式為_，陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學(xué)式為_。(5)鋁粉在1 000 時可與N2反應(yīng)制備AlN。在鋁粉中添加少量NH4Cl固體并充分混合，有利于AlN的制備，其主要原因是_。解析(1)“堿溶”時，Al2O3與NaOH反應(yīng)生成NaAlO2和H2O，注意離子方程式。(2)“過濾I”所得濾液為NaAlO2溶液，加入NaHCO3溶液，過濾后電解的是Na2CO3溶液，說明溶液的溶質(zhì)由NaAlO2變?yōu)镹a2CO3，發(fā)生反應(yīng)AlOHCOH2O=Al(OH)3CO，說明AlO結(jié)合H能力強于CO，即其水解能力強，說明堿性NaAlO2>Na2CO3，溶液的pH減小。(3)電解Al2O3，陽極O2放電生成O2，石墨(C)電極會被O2氧化。(4)陽極溶液中的陰離子即水中的OH放電生成O2(圖示)及H(2H2O4e=O24H)，H與CO結(jié)合生成HCO(COH=HCO，由圖陽極區(qū)Na2CO3生成NaHCO3)，寫出總反應(yīng)：4CO2H2O4e=4HCOO2。陰極，水中的H放電生成H2。(5)NH4Cl加熱時分解生成HCl和NH3，HCl可以破壞鋁表面的氧化膜，有利于反應(yīng)進行。答案(1)Al2O32OH=2AlOH2O(2)減小(3)石墨電極被陽極上產(chǎn)生的O2氧化(4)4CO2H2O4e=4HCOO2H2(5)NH4Cl分解產(chǎn)生的HCl能夠破壞Al表面的Al2O3薄膜一、選擇題1化學(xué)在日常生產(chǎn)和生活中有著重要的應(yīng)用。下列說法中不正確的是()A明礬水解形成的Al(OH)3膠體能吸附水中懸浮物，可用于水的凈化B日用鋁制品表面覆蓋著氧化膜，對內(nèi)部金屬起保護作用C用Al(OH)3治療胃酸過多D電解AlCl3飽和溶液，可制得金屬鋁解析由于H的放電能力大于Al3，故電解飽和AlCl3溶液，得到的是Al(OH)3、H2和Cl2，無法得到金屬鋁。答案D2下列關(guān)于鎂、鋁的說法正確的是()A鎂-鋁制品在空氣中能穩(wěn)定存在是因為鋁不活潑B濃HNO3、濃H2SO4能用鋁制器皿盛裝是因為鋁與濃HNO3、濃H2SO4不反應(yīng)C鎂、鋁均能與NaOH溶液反應(yīng)D鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng)是利用了Al的還原性比Fe強解析鎂-鋁制品在空氣中穩(wěn)定存在的原因是形成了一層致密氧化膜保護內(nèi)部金屬，A錯誤；濃HNO3、濃H2SO4能用鋁制器皿盛裝是因為鋁遇濃HNO3、濃H2SO4鈍化，發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，B錯誤；鎂與NaOH溶液不反應(yīng)，C錯誤。答案D3下列敘述中正確的是()A氯化鋁溶液中加入過量氨水反應(yīng)的實質(zhì)：Al33NH3·H2O=Al(OH)33NHB在加入鋁粉能放出氫氣的溶液中：K、NH、CO、Cl一定能夠大量共存C鎂鋁合金既可完全溶于過量鹽酸又可完全溶于過量NaOH溶液D依據(jù)鋁熱反應(yīng)原理，能發(fā)生反應(yīng)2Al3MgO3MgAl2O3解析Al(OH)3不能溶于氨水，A正確；加入鋁粉產(chǎn)生H2的溶液可能呈強酸性，CO不能存在，也可能呈強堿性溶液，NH不能大量存在，B錯誤；鎂和鋁均能與鹽酸反應(yīng)，但Mg不能與堿反應(yīng)，C錯誤；鋁熱反應(yīng)能制備比鋁活動性弱的金屬，而鎂比鋁活動性強，不能用鋁熱法制取鎂，D錯誤。答案A4(xx·東營模擬)下列物質(zhì)的制備方法正確的是()A氯化鋁溶液和硫化鈉溶液反應(yīng)制備Al2S3B用鎂粉和空氣反應(yīng)制備Mg3N2C用鋁粉和MnO2制得錳D電解熔融氯化鋁的方法制得單質(zhì)鋁解析Na2S溶液與AlCl3溶液反應(yīng)，S2與Al3發(fā)生水解相互促進反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和硫化氫，反應(yīng)的離子方程式為2Al33S26H2O=3H2S2Al(OH)3，反應(yīng)無法獲得硫化鋁，故A錯誤；鎂粉在空氣中燃燒，主要是和氧氣反應(yīng)生成氧化鎂，故B錯誤；鋁熱法可冶煉錳，故C正確；氯化鋁屬于共價化合物，熔融狀態(tài)不導(dǎo)電，工業(yè)上用電解熔融氧化鋁的方法冶煉Al，故D錯誤。答案C5下列反應(yīng)中的離子方程式書寫正確的是()A向氯化鋁溶液中加入Na2CO3溶液：Al3CO=Al2(CO3)2BNH4Al(SO4)2溶液中滴加少量NaOH溶液：NHOH=NH3·H2OC向明礬溶液中加入過量的Ba(OH)2溶液：Al32SO2Ba24OH=2BaSO4AlO2H2OD向NaAlO2溶液中通入足量CO2：2AlOCO23H2O=2Al(OH)3CO解析A項，Al3與CO發(fā)生雙水解生成Al(OH)3和CO2；B項，NH、Al3同時存在時，Al3與OH先反應(yīng)；D項，通足量CO2時，應(yīng)生成HCO。答案C6下列各組物質(zhì)，前者逐滴滴加到后者中直至過量，先出現(xiàn)白色沉淀，后來沉淀又消失的是()AH2SO4滴入NaAlO2溶液中BBa(OH)2溶液滴入Al2(SO4)3溶液中CAl2(SO4)3溶液滴入NaOH溶液中D氨水滴入Al2(SO4)3溶液中解析將H2SO4滴入NaAlO2溶液中，先生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3又溶于過量的H2SO4中，A正確；Ba(OH)2溶液滴入Al2(SO4)3溶液中，先生成BaSO4、Al(OH)3沉淀，而Al(OH)3又溶于Ba(OH)2，但BaSO4不溶解，B錯誤；Al2(SO4)3溶液滴入NaOH溶液中，開始由于OH過量發(fā)生反應(yīng)Al34OH=AlO2H2O，故開始無沉淀生成，C錯誤；氨水滴入Al2(SO4)3溶液中，立即產(chǎn)生Al(OH)3沉淀，但沉淀不溶于過量氨水，D錯誤。答案A7易拉罐主要材料為鋁合金，其中以鋁鐵合金和鋁鎂合金最為常見?，F(xiàn)取幾小塊易拉罐碎片進行下列實驗，其中實驗方案、現(xiàn)象與結(jié)論均正確的是()序號實驗方案現(xiàn)象與結(jié)論A加入鹽酸中產(chǎn)生無色氣體，含鋁、鐵、鎂三種元素B加入NaOH溶液中有無色氣體產(chǎn)生，含有鋁元素C加入鹽酸后，所得溶液中再加入少量NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀，含有鎂元素D加入鹽酸后，所得溶液中再加入少量KSCN溶液無紅色出現(xiàn)，說明不含鐵元素解析選項A只能說明易拉罐含有三種元素中的一種、兩種或三種，A錯。選項C中加入少量NaOH溶液，產(chǎn)生的白色沉淀也可能是Al(OH)3，C錯。選項D中鐵和鹽酸反應(yīng)生成Fe2，而Fe2遇KSCN溶液無紅色出現(xiàn)，因此不能說明合金中不含鐵元素，D錯。答案B8科技工作者提出用鋁粉處理含亞硝酸鹽廢水的思路：調(diào)節(jié)亞硝酸鹽廢水的酸堿性，使其pH12，然后加入適量的鋁粉、攪拌，從而達到預(yù)期目的。下列判斷錯誤的是()A處理廢水時鋁單質(zhì)轉(zhuǎn)化為Al3B處理廢水時亞硝酸鹽被還原C處理過程中，OH參與了反應(yīng)D鋁粉顆粒大小影響廢水處理的速率解析pH12，溶液顯堿性，則處理廢水時，鋁單質(zhì)轉(zhuǎn)化為AlO，A錯誤；鋁是金屬，具有還原性，因此處理廢水時，亞硝酸鹽被還原，B正確；處理廢水時鋁單質(zhì)轉(zhuǎn)化為AlO，這說明OH參與了反應(yīng)，C正確；固體反應(yīng)物的表面積越大，反應(yīng)速率越快，因此鋁粉顆粒的大小影響廢水處理的速率，D正確。答案A9工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，含F(xiàn)e2O3雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如圖所示：下列敘述正確的是()A試劑X可以是NaOH溶液，也可以是鹽酸B反應(yīng)過濾后所得沉淀為Fe(OH)3C圖中所有轉(zhuǎn)化反應(yīng)都不是氧化還原反應(yīng)D反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3解析A項，試劑X不可以是鹽酸；B項，過濾后所得沉淀為Fe2O3；C項，電解Al2O3生成Al是氧化還原反應(yīng)。答案D10用含少量鎂粉的鋁粉制取純凈的氫氧化鋁，下列操作步驟中最恰當(dāng)?shù)慕M合是()加鹽酸溶解加燒堿溶液溶解過濾通入過量CO2生成Al(OH)3沉淀加入鹽酸生成Al(OH)3沉淀加入過量燒堿溶液ABCD解析若先用鹽酸溶解，Mg、Al均溶解，制取Al(OH)3的步驟較多；從NaAlO2制備Al(OH)3，加鹽酸不容易控制量的多少。故B項操作步驟為最佳順序。答案B11已知a、b、d、e均為中學(xué)化學(xué)中常見的單質(zhì)或化合物，它們之間的關(guān)系如圖所示(部分產(chǎn)物略去)。下列說法錯誤的是()Aa、b、d可能是鈉及其化合物Ba、b、d可能是鎂及其化合物Ca、b、d可能是鋁及其化合物Da、b、d可能是非金屬及其化合物解析a為NaOH、b為NaHCO3、d為Na2CO3、e為CO2時滿足框圖轉(zhuǎn)化關(guān)系，A正確；鎂及其化合物不滿足此轉(zhuǎn)化關(guān)系，B錯誤；a為AlCl3、e為NaOH、b為NaAlO2、d為Al(OH)3時滿足框圖轉(zhuǎn)化關(guān)系，C正確；a為C、e為O2、b為CO2、d為CO時滿足框圖轉(zhuǎn)化關(guān)系，所以a、b、d可能是非金屬及其化合物，D正確。答案B12(xx·茂名模擬)如圖表示AlCl3溶液與NaOH溶液相互滴加過程中微粒的量的關(guān)系曲線，下列判斷錯誤的是()A線表示Al3的物質(zhì)的量的變化Bx表示AlCl3的物質(zhì)的量C線表示Al(OH)3的物質(zhì)的量的變化D線表示AlO的物質(zhì)的量的變化解析向AlCl3溶液中加入NaOH溶液時，發(fā)生反應(yīng)Al33OH=Al(OH)3，Al(OH)3OH=AlO2H2O，Al3逐漸減小，Al(OH)3逐漸增加后又減少，Al3消失后生成AlO，故A、C、D正確；若向NaOH溶液中加入AlCl3溶液，發(fā)生反應(yīng)Al34OH=AlO2H2O，3AlOAl36H2O=4Al(OH)3，各微粒的變化曲線都不符合，故B錯誤。答案B二、填空題13金屬鎂在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人們?nèi)粘Ｉ钪杏兄謴V泛的用途。某化學(xué)興趣小組的同學(xué)們決定對鎂及其化合物的性質(zhì)比較展開探究活動，探究過程中發(fā)現(xiàn)了一些“異?！?。(1)鎂條投入5 mL 0.2 mol·L1的CuSO4溶液中，其表面立即有氣泡產(chǎn)生，周圍有紅色固體出現(xiàn)；片刻后底部又有大量藍色沉淀生成；待較長時間后，若鎂條過量，藍色固體消失，有白色沉淀生成，氣泡繼續(xù)產(chǎn)生，而紅色固體質(zhì)量沒有明顯增加。寫出反應(yīng)中的主要離子反應(yīng)方程式_。(2)常溫下，取經(jīng)過砂紙打磨的兩片質(zhì)量相等、表面積相同的鋁片，分別加入到盛有體積相同、c(H)相同的稀硫酸和稀鹽酸溶液的兩支試管(相同體積)中，發(fā)現(xiàn)鋁片在稀鹽酸中產(chǎn)生氫氣的速率比在稀硫酸中快。寫出以上反應(yīng)的離子方程式_。你認為出現(xiàn)以上現(xiàn)象的可能原因是：假設(shè)a_；假設(shè)b_。請設(shè)計實驗對以上的假設(shè)進行驗證：_。答案(1)MgCu2=CuMg22H2OCu2Cu(OH)22HMg2H=Mg2H2Cu(OH)2Mg2=Mg(OH)2Cu2(2)2Al6H=2Al33H2假設(shè)a：Cl對反應(yīng)有催化作用，加快了反應(yīng)速率假設(shè)b：SO對反應(yīng)有阻礙作用，降低了反應(yīng)速率假設(shè)a：取體積相同、c(H)相同的稀硫酸溶液于兩支試管中，向其中一支加少量氯化鈉固體，然后同時投入兩片質(zhì)量相等、表面積相同的鋁片，收集相同時間段內(nèi)的氫氣，比較其體積的大小假設(shè)b：取體積相同、c(H)相同的鹽酸溶液于兩支試管中，向其中一支加少量硫酸鈉固體，然后同時投入兩片質(zhì)量相等、表面積相同的鋁片，收集相同時間段內(nèi)的氫氣，比較其體積的大小14(xx·山西大學(xué)附中診斷)鋁(熔點660 )是一種應(yīng)用廣泛的金屬，工業(yè)上用Al2O3(熔點2 045 )和冰晶石(Na3AlF6，六氟合鋁酸鈉)混合熔融后電解制得?；卮鹣铝袉栴}：(1)冶金工業(yè)上常用金屬鋁作還原劑冶煉釩、鉻、錳，鋁與V2O5在高溫下反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(2)將打磨過的鋁片在酒精燈火焰上加熱，可觀察到鋁熔化而不滴落，原因是_；鋁是活潑金屬，但打磨過的鋁片投入沸水中不易觀察到有氣泡產(chǎn)生。若將鋁片用飽和Hg(NO3)2溶液浸泡數(shù)分鐘，取出后迅速洗凈，可制得俗稱“鋁汞齊”的鋁汞合金。鋁汞齊露置在空氣中，表面會快速生長出蓬松的白毛(Al2O3)。若將新制的鋁汞齊放入水中，可迅速反應(yīng)產(chǎn)生氣泡，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_；鋁汞齊的化學(xué)性質(zhì)變得“活潑”的原因可能是_。(3)將0.1 mol·L1AlCl3溶液和10%NH4F溶液等體積混合，充分反應(yīng)后滴加氨水，無沉淀析出。則AlCl3與NH4F反應(yīng)的化學(xué)方程式為_；該實驗所用試管及盛裝NH4F溶液的試劑瓶均為塑料材質(zhì)，原因是_。(4)飲用水中的NO對人類健康會產(chǎn)生危害。為了降低飲用水中NO的濃度，有研究人員建議在堿性條件下用鋁粉將NO還原為N2，該反應(yīng)的離子方程式為_。解析(2)將打磨過的鋁片在酒精燈火焰上加熱，可觀察到鋁熔化而不滴落，原因是鋁表面很快形成致密的氧化膜，其熔點高于鋁；鋁汞齊中的鋁與水反應(yīng)生成氫氧化鋁和氫氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al6H2O=2Al(OH)33H2；鋁汞齊的化學(xué)性質(zhì)變得“活潑”的原因可能是其表面不易形成致密的氧化膜。(3)根據(jù)題給信息知AlCl3與NH4F發(fā)生反應(yīng)生成六氟合鋁酸銨和氯化銨，化學(xué)方程式為AlCl36NH4F=(NH4)3AlF63NH4Cl；該實驗所用試管及盛裝NH4F溶液的試劑瓶均為塑料材質(zhì)，原因是NH4F電離出的F水解生成HF，對玻璃有強腐蝕性而對塑料無強腐蝕性。(4)根據(jù)題給信息知堿性條件下，鋁粉與NO反應(yīng)生成N2和AlO，利用化合價升降法結(jié)合電荷守恒、原子守恒配平，該反應(yīng)的離子方程式為10Al6NO4OH=3N210AlO2H2O。答案(1)10Al3V2O55Al2O36V(2)鋁表面很快形成致密的氧化膜，其熔點高于鋁2Al6H2O=2Al(OH)33H2其表面不易形成致密的氧化膜(3)AlCl36NH4F=(NH4)3AlF63NH4ClNH4F電離出的F水解生成HF，對玻璃有強腐蝕性而對塑料無強腐蝕性