鎂和鋁 典型例題

1、鎂和鋁 典型例題【例1】下列敘述正確的是 A黑色金屬顏色是黑色的。B在化學(xué)反應(yīng)中，鎂原子失去兩個(gè)電子，鋁原子失去三個(gè)電子，所以鋁比鎂還原性強(qiáng)。C在金屬活動(dòng)性順序表中，銀排在氫后面，所以銀不能跟酸反應(yīng)。D鈉不能從硫酸銅溶液中置換出銅。分析：A錯(cuò)誤。因?yàn)殍F、鉻、錳是黑色金屬，而純鐵是一種銀白色金屬；之所以稱為黑色金屬是因?yàn)橥ǔＧ闆r下鐵中含雜質(zhì)碳等元素而呈黑色。B衡量金屬還原性的強(qiáng)弱的標(biāo)準(zhǔn)是金屬原子失去最外層電子的難易程度。鋁原子半徑小于鎂原子，而最外層電子數(shù)多于鎂原子，所以鋁原子失電子能力比鎂弱，鋁比鎂的還原性弱，因此，B錯(cuò)誤。C錯(cuò)誤。銀排在金屬活動(dòng)順序表中氫的后面，所以銀不能和非氧化性酸，例如：

2、鹽酸、稀硫酸等反應(yīng)，但卻能和氧化性酸，例如：濃硫酸、硝酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成SO2或NO、NO2氣體。D正確。鈉非常活潑，首先和水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，所以Na不能置換出硫酸銅中的銅。發(fā)生反應(yīng)如下：答案：D【例2】將相同質(zhì)量的鎂條分別在：氧氣，空氣中，CO2中充分燃燒。所得固體產(chǎn)物的質(zhì)量排列順序正確的是 A BC D增重少于16g。在CO2中燃燒除生成MgO外還有固體炭生成答案：D。【例3】用鋁熱法還原下列氧化物，制得金屬各1mol，消耗鋁最少的是 AMnO2 BWO3 CCr2O3 DCo3O4分析：用鋁熱法還原金屬氧化物時(shí)，Al作還原劑，金屬氧化物作氧化劑。在反應(yīng)中金屬氧化物被還原為單質(zhì)，

3、顯然，在氧化物中金屬化合價(jià)愈高，變?yōu)閱钨|(zhì)時(shí)需獲得的電子愈多，消耗鋁愈多；金屬化合價(jià)愈低，得電子數(shù)愈少，耗鋁愈少。以上金屬氧化物中金屬的化合價(jià)分別為：Co化合價(jià)最低，耗鋁最少。答案：D?！纠?】有下列五種物質(zhì)：（1）MgCO3、（2）Mg3N2、（3）MgO、（4）C、（5）Mg(OH)2，鎂條在空氣中燃燒時(shí)，其生成物是 A有（2）（3）（4）B只有（3）C有（1）（2）（3）（4）D有（1）（2）（3）（5）分析：空氣的成分中含有氧氣、氮?dú)?、二氧化碳等，鎂條在空氣中燃燒時(shí)，不僅可以跟空氣中的氧氣化合生成氧化鎂，而且還可以跟氮?dú)夥磻?yīng)生成少量的Mg3N2，跟二氧化碳反應(yīng)生成氧化鎂和碳，反應(yīng)的化學(xué)方

4、程式為：答案：A【例5】在0.2molL的AlCl3溶液100mL中，如果要得到1.17g沉淀，則需加入0.5molL的NaOH溶液多少毫升？分析：AlCl3與NaOH反應(yīng)時(shí)，當(dāng)AlCl3過量時(shí)，只生成Al(OH)3；當(dāng)NaOH過量時(shí)，Al(OH)3沉淀又會(huì)部分溶解，所以，此題應(yīng)有兩種結(jié)果。答案：（解法一）（1）當(dāng)AlCl3過量時(shí)，設(shè)需加入xmolNaOH溶液才能得到1.17gAl(OH)3沉淀。解之得：x=90mL（2）當(dāng)NaOH過量時(shí)，設(shè)需加入ymLNaOH溶液才能得到1.17gAl(OH)3沉淀。0.20.1-0.015=0.0050.0054（解法二）：用圖象法會(huì)更直觀：【例6】金屬鈉

5、和金屬鋁共mg，放入適量水中充分反應(yīng)共產(chǎn)生氫氣nL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）；試求原混合物中金屬鈉和金屬鋁各多少克？分析：此題弄清兩個(gè)問題即可迎刃而解。其一是鈉與水反應(yīng)放出氫氣同時(shí)生成NaOH；其二是生成的氫氧化鈉與鋁反應(yīng)放出H2，且存在一個(gè)過量問題的計(jì)算，結(jié)果導(dǎo)致此題出現(xiàn)兩組答案。若設(shè)金屬鈉為xg，金屬鋁為yg，由反應(yīng)式：2Na+2H2O=2NaOH+H22Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2當(dāng)鋁過量時(shí)，用NaOH來計(jì)算H2的體積。所以此時(shí)可列出方程組為：當(dāng)NaOH過量時(shí)，用鋁來計(jì)算H2的體積，此時(shí)方程組為：【例7】用稀H2SO4、NaOH溶液和金屬鋁為原料制取Al(OH)3，甲、乙、丙三個(gè)

6、學(xué)生制備途徑分別為若要得到等量的Al(OH)3，則：A三者消耗的原料相等 B乙消耗的原料最少C甲消耗的原料多 D丙消耗的原料最少。分析：由于原料是Al、H2SO4、NaOH，所以，設(shè)生成1molAl(OH)3，則：因?yàn)椋篈l3+3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3故，甲消耗原料最多，丙消耗原料最少，答案為C、D?！纠?】將含有X+、Y2+、Z3+三種金屬離子的水溶液進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：符合上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的三種金屬離子是 AAg+、Cu2+、Al3+ BAg+、Mg2+、Fe3+CAg+、Fe2+、Al3+ DAg+、Ba2+、Fe3+【分析】第一步加入鹽酸產(chǎn)生白色沉淀，所以X+為Ag+；第二步通入

7、H2S產(chǎn)生黑色沉淀，所以Y2+為Cu2+；第三步加入過量氨水，所以Z3+為Al3+。答案：A。【例9】向90mL0.1molL的AlCl3溶液中，投入Ag金屬鈉，欲使最終無沉淀生成，則A的最小值為 A0.828 B1.242 C0.414 D0.621分析：由于將Na投入水溶液中，立即反應(yīng)生成氫氧化鈉，則本題立即轉(zhuǎn)化為AlCl3和NaOH的反應(yīng)，欲使WAl(OH)3=0，則：Al3+4OH-=AlO2-+2H2O所以：nNa=nOH-=4nAl3+=40.19010-3=0.036(mol)所以：WNa=0.03623=0.828(g)答案：A?！纠?0】在NaOH溶液中加入AlCl3溶液中，

8、得到沉淀的量（Y）與所加AlCl3溶液的體積（X）的函數(shù)圖象正確的是 分析：NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，與AlCl3溶液中滴加NaOH現(xiàn)象不同：開始時(shí)，Al3+3OH-=Al(OH)3稍一振蕩，沉淀馬上消失，因?yàn)椋篈l(OH)3+OH-AlO2-+2H2O后來，當(dāng)NaOH溶液全部轉(zhuǎn)變?yōu)锳lO2-時(shí)，再滴加AlCl3溶液時(shí)：3AlO2-+Al3+6H2O=4Al(OH)3所以AB是錯(cuò)誤的；答案在C、D中，究竟是C還是D呢？我們?cè)賮碜屑?xì)分析以上兩個(gè)過程：第一過程：3Al3+12OH-=3AlO2-+6H2O （1）第二過程：3AlO2-+Al3+4H2O=4Al(OH)3 （2）由（1）（2

9、）式可知，第一過程要將12molOH-全部轉(zhuǎn)化成AlO2-需3molA13+，而第二個(gè)過程要將第一過程生成的3molAlO2-轉(zhuǎn)化成Al(OH)3只需1molAl3+，故橫坐標(biāo)x應(yīng)是31，故C是正確的。答案：C【例11】有一無色透明的溶液做如下實(shí)驗(yàn)：（1）取少量溶液滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成。（2）另取部分溶液加入Na2O2，有無色無味氣體放出且有白色沉淀生成，加入Na2O2的量與生成沉淀的量的關(guān)系如圖所示：試問：等離子中一定存在的離子是_；可能存在的離子是_；一定不存在的離子是_。（2）上述溶液至少由_等物質(zhì)混合成。分析：（1）因?yàn)榧尤胗名}酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀生

10、成，一定含有氣，所以一定不存在NH4+離子；溶液為無色透明說明沒有Cu2+、Fe3+；溶液中加入Na2O2有NaOH生成，隨著Na2O2加入量的增加，白色沉淀增加，但再加入Na2O2沉淀量反而減少，說明一定含有Al3+，沉淀減少到一定量后就不再減少，說明含有Mg2+離子。有Al3+離子存在則不能含（2）至少由硫酸鎂和硫酸鋁混合而成。答案：見分析【例12】現(xiàn)有0.1molL的AlCl3溶液和0.1molL的氫氧化鈉溶液，進(jìn)行下面的實(shí)驗(yàn)。（1）在試管中盛有上述AlCl3溶液10mL，向其中逐漸滴入上述的NaOH溶液。加入10mLNaOH溶液時(shí)的現(xiàn)象是_，加入30mLNaOH溶液時(shí)的現(xiàn)象是_，加入3

11、5mLNaOH溶液時(shí)的現(xiàn)象是_。生成沉淀質(zhì)量最多時(shí)，需NaOH溶液_mL。（2）向盛有10mLNaOH溶液的試管中滴入AlCl3溶液，同時(shí)不停搖動(dòng)試管，出現(xiàn)的現(xiàn)象是_，至加入多少毫升AlCl3溶液時(shí)開始出現(xiàn)沉淀？_，至加入多少毫升AlCl3溶液時(shí)沉淀量最多？_。寫出上述過程的有關(guān)離子方程式_。分析：（1）當(dāng)NaOH溶液滴入10mL0.1molLAlCl3溶液中時(shí)，整個(gè)過程可用圖象表示如下：因?yàn)閚Al3+=0.11010-3=0.001(mol)所以當(dāng)加入10mLNaOH溶液時(shí)現(xiàn)象是產(chǎn)生白色沉淀；加入30mL時(shí)，沉淀量最多；加入35mL時(shí)，沉淀部分溶解。生成沉淀最多時(shí)，需NaOH溶液30mL。（

12、2）當(dāng)AlCl3溶液滴入NaOH溶液時(shí)，由于NaOH溶液是過量的，所以反應(yīng)如下：Al3+3OH-=Al(OH)3，Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O上述兩個(gè)方程式合并為：Al3+4OH-=AlO2-+2H2O3AlO2-+Al3+6H2O=4Al(OH)3可用圖象表示如下：由于第一過程消耗的Al3+與第二過程消耗的Al3+之比為31，故開始產(chǎn)生沉淀與沉淀到最大所耗AlCl3溶液的體積比為31。故開始時(shí)，現(xiàn)象為：有沉淀生成，但振蕩后馬上消失，開始沉淀時(shí)，需加入AlCl3的體積為xLx=2.5(mL)所以生成AlO2-為2.50.110-3mol=2.510-4mol生成的AlO2-轉(zhuǎn)化

13、為Al(OH)3需Al3+為y【例13】將含有1molMg2+、1molAl3+的混合溶液按橫坐標(biāo)依次加入NaOH溶液、鹽酸、再通入CO2，縱坐標(biāo)為混合沉淀的物質(zhì)的量。請(qǐng)?jiān)谙聢D畫出沉淀的量隨反應(yīng)進(jìn)行而變化的曲線，并寫出Mg2+、Al3+、完全沉淀以后所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。分析：（1）當(dāng)加入NaOH溶液時(shí)：（2）當(dāng)加入鹽酸時(shí)，由于溶液中有AlO2-和OH-各1mol，所以：故沉淀仍為Mg(OH)21mol。（3）當(dāng)通入CO2時(shí)，由于過量，所以：AlO2-+CO2+H2O=Al(OH)3+HCO3-溶解了的Al(OH)3又重新生成。答案:本題圖象應(yīng)表示如下:【例11】現(xiàn)有200mLMgCl2、A

14、lCl3的混合溶液，其中Mg2+=0.2molL，Cl-=1.3molL，要使Mg2+轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2并使Mg2+、Al3+mL分離開來，至少需4molL的NaOH溶液多少mL？分析：先根據(jù)題中條件，求其中Al3+的濃度：Mg2+=0.2molL，所以與Mg2+結(jié)合的Cl-的濃度為0.4molL，所以與Al3+結(jié)合的Cl-則為1.3-0.4=0.9(molL)在上述混合溶液中，加入NaOH溶液后，Mg2+、Al3+將分別轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀和AlO2-離子，現(xiàn)分別討論如下：因此，至少需要NaOH溶液的體積為：答案：【例14】使含有amolAl3+的A溶液中的鋁元素和含有bmolAlO2-的B溶液中的鋁元素全部轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀，通過計(jì)算討論有幾種途徑。要求：（1）不準(zhǔn)另加固體和液體試劑；（2）要求求出每種途徑所需試劑和所需試劑的物質(zhì)的量。分析：欲使A、B兩溶液中的鋁元素全部轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀而又不能另加固體或液體試劑，可采取如下措施：（1）