2019屆蘇教版 鎂鋁及其重要化合物之間的轉(zhuǎn)化和化工流程的融合 練習(xí)題

鎂鋁及其重要化合物之間的轉(zhuǎn)化和化工流程的融合1?被稱為“國(guó)防金屬”的鎂，60%來(lái)自海洋，從海水中提取鎂的正確方法是（孰化蛭2矚714A.海水三_￡匚Mg（OHb芝^'MgB?海水三4MgCl2溶液一一MgCl2（熔融）巨互，MgC.海水三_^巳Mg（OH）2-三’MgO三壬，MgD.海水三_壬匚Mg（OH）2三fMgCl2溶液一一MgCl2（熔融）"Mg2?從海水中提取鎂的工藝流程如圖所示：8化I桃豳;頂死戶3赫換IMfil下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.用此法提取鎂的優(yōu)點(diǎn)之一是原料來(lái)源豐富B.步驟⑥電解MgCl2時(shí)陰極產(chǎn)生氯氣C.步驟⑤可將晶體置于HC1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)3?下列各組物質(zhì)，不能按.■:（“一一”表示反應(yīng)一步完成）關(guān)系轉(zhuǎn)化的是（）選頂heAAlzOaNaAJOaAKOH)jBA1CUAKOHJsNaAlCiCAlai(oh)3AhOteDMgClaMg(OH3fMsO星HiCC\4?星HiCC\(ZD-II下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.反應(yīng)①又稱鋁熱反應(yīng)，可用于野外焊接鐵軌B.反應(yīng)②、③都有氫氣生成，產(chǎn)生等量的氫氣時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等C.常用反應(yīng)⑥制備A1(OH)3，方法是向A12(SO4)3溶液中滴加足量的NaOH溶液D?工業(yè)上用反應(yīng)⑦制備鋁時(shí)，常加入冰晶石以降低氧化鋁的熔融溫度5.鋁土礦的主要成分為氧化鋁、氧化鐵和一氧化硅，工業(yè)上經(jīng)過(guò)下列工藝可以冶煉金屬鋁：鋁土礦，③回，④鋁土礦下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A.①②中除加試劑外，還需要進(jìn)行過(guò)濾操作B?a、b中鋁元素的化合價(jià)相同C.③中需要通入過(guò)量的氨氣D.④進(jìn)行的操作是加熱，而且d—定是氧化鋁6?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(duì)上述流程中的判斷正確的是()A.試劑X可以為氨水，沉淀中含有鐵的化合物B.CO2可以用H2SO4溶液或稀鹽酸代替C.反應(yīng)II中的離子方程式為CO2+A1O匚+2H2O===A1(OH)31+HCO7D.工業(yè)上還可采用Fe還原Al2O3的方法制Al,成本更低7?氯離子插層鎂鋁水滑石［Mg2Al(OH)6Cl?xH2O］是一種新型離子交換材料，其在高溫下完全分解為MgO、Al2O3、HCl和水蒸氣?，F(xiàn)用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)確定其化學(xué)式(固定裝置略去)。Mg2Al(OH)6Cl.xH2O熱分解的化學(xué)方程式為若只通過(guò)測(cè)定裝置C、D的增重來(lái)確定x,則裝置的連接順序?yàn)?按氣流方向,用接口字母表示)，其中C的作用是。裝置連接后，首先要進(jìn)行的操作的名稱。加熱前先通N2排盡裝置中的空氣稱取C、D的初始質(zhì)量后，再持續(xù)通入N2的作用是等等。完全分解后測(cè)得C增重3.65g,D增重9.90g，則x二。若取消冷卻玻管B后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)定的x值將(填“偏高”或“偏低”)。上述水滑石在空氣中放置時(shí)易發(fā)生反應(yīng)生成[Mg2Al(OH)6Cl1-2y^(CO3)y^zH2O]，該生成物能發(fā)生類似的熱分解反應(yīng)?，F(xiàn)以此物質(zhì)為樣品，用(2)中連接的裝置和試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)定z,除測(cè)定D的增重外，至少還需測(cè)。8.七鋁十二鈣(12CaO?7Al2O3)是新型的超導(dǎo)材料和發(fā)光材料，用白云石(主要含CaCO3和MgCO3)和廢Al片制備七鋁十二鈣的工藝如下：適口乂代匾Jtili-

I訓(xùn)用A1片煅粉主要含MgO和用適量NH4NO3溶液浸取煅粉后，鎂化合物幾乎不溶，若溶液I中c(Mg2+)小于5x10-6mol?L-i,則濾液pH大于[Mg(OH)2的Ksp=5x10-12]；該工藝中不能用(NH4)2SO4代替nh4no3，原因是。濾液I中的陰離子有(忽略雜質(zhì)成分的影響)；若濾液I中僅通入CO2,會(huì)生成從而導(dǎo)致CaCO3產(chǎn)率降低。用NaOH溶液可除去廢Al片表面的氧化膜，反應(yīng)的離子方程式為電解制備A1(OH)3時(shí)，電極分別為Al片和石墨，電解總反應(yīng)方程式為P一種可超快充電的新型鋁電池，充放電時(shí)A1C1I和A12C「兩種離子在Al電極上相互轉(zhuǎn)化，其他TOC\o"1-5"\h\z離子不參與電極反應(yīng)，放電時(shí)負(fù)極Al的電極反應(yīng)式為。9?氧化鎂在醫(yī)藥、建筑等行業(yè)應(yīng)用廣泛。硫酸鎂還原熱解制備高純氧化鎂是一種新的探索。以菱鎂礦(主要成分為MgCO3，含少量FeCO3)為原料制備高純氧化鎂的實(shí)驗(yàn)流程如下：稀優(yōu)醱W.X3,PJH■點(diǎn)瑣丨11L碼?期■一1?漓-H卻迪HHitH訓(xùn)pH1-T亠過(guò)淳i??一TiTOC\o"1-5"\h\zMgCO3與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為。加入H2O2氧化時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為<⑶步驟④⑶步驟④中得到較純的Al2O3，可能含有雜質(zhì)，在電解時(shí)它不會(huì)影響鋁的純度的原因：濾渣2的成分是(填化學(xué)式)。煅燒過(guò)程存在以下反應(yīng)：2MgSO4+C…-2MgO+2SO2T+CO2fMgSO4+C?''-MgO+SO2?+COTMgSO4+3C…：MgO+ST+3COT利用下圖裝置對(duì)煅燒產(chǎn)生的氣體進(jìn)行分步吸收或收集D中收集的氣體可以(填化學(xué)式)。B中盛放的溶液可以(填字母)。a.NaOH溶液b.Na2CO3溶液c?稀硝酸d.KMnO4溶液A中得到的淡黃色固體與熱的NaOH溶液反應(yīng)，產(chǎn)物中元素最高價(jià)態(tài)為+4,寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程是：鋁是地殼中含量最多的金屬元素，在自然界主要以化合態(tài)的形式存在于氧化鋁中。鋁土礦的主要成分是Al2O3,此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì)，冶煉金屬鋁很重要的一個(gè)過(guò)程是Al2O3的提純。根據(jù)A12O3、SiO2、Fe2O3的性質(zhì)特點(diǎn)，因而可設(shè)計(jì)出兩種提純氧化鋁的方案，根據(jù)對(duì)Al2O3提純流程的理解回答下列問(wèn)題：方案一：堿溶法曲曲h曲曲h鉗T:礦寫(xiě)出①、③兩步驟中可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式步驟③中不用鹽酸(或H2SO4)酸化的理由是P

方案二：酸溶法方案二：酸溶法.電通CO』把神?止恂更底案「AKOHl,産咸11=(4)寫(xiě)出①、②中可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式步驟②中不用氨水沉淀Fe3曲勺原因：某混合物甲中含有明磯［KA1(SO4)2］、Al2O3和Fe2O3。在一定條件下由甲可實(shí)現(xiàn)下圖所示的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化：請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)寫(xiě)出(1)寫(xiě)出A、B、D的化學(xué)式：A，B.⑵試劑a⑵試劑a最好選用(選填A(yù)、B、C、D)。A.NaOH溶液B?稀鹽酸C?二氧化碳D?氨水寫(xiě)出反應(yīng)①的離子方程式：⑷固體E可以作為復(fù)合性的化學(xué)肥料，E中所含物質(zhì)的化學(xué)式為工業(yè)上通常以鋁土礦(主要成分為Al2O3,含有少量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))為原料制備無(wú)水氯化鋁：2Al2O3+6C12-4A1C13+302?；卮鹨韵聠?wèn)題：畫(huà)出Al的原子結(jié)構(gòu)示意圖；氯元素在元素周期表第周期族。為促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行，實(shí)際生產(chǎn)中需加入焦炭，其原因是。加入焦炭后的化學(xué)反應(yīng)可表示為A12O3+C+C12^^A1C13+Xf,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確定氣體X的成分：

在提純A1C13粗產(chǎn)品時(shí)，需加入少量鋁粉，可使熔點(diǎn)較低的FeCl3轉(zhuǎn)化為熔點(diǎn)較高的FeCl2，從而避免在AlCl3中混入鐵的氯化物。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。以鋁土礦為原料可以通過(guò)以下途徑提純氧化鋁：鋁土礦濾液甲過(guò)孑鋁土礦濾液甲過(guò)孑濾液乙A1(OH)3①寫(xiě)出濾液甲中溶質(zhì)的化學(xué)式一JU②寫(xiě)出濾液乙中加入過(guò)量氨水得到ai(oh)3的離子方程式鋁是一種應(yīng)用廣泛的金屬，工業(yè)上用AlqOg和冰晶石(NagAlFe)混合熔融電解制得。①鋁土礦的主要成分是Al2O3和SiO2等。從鋁土礦中提煉Al2O3的流程如下：口M2HE4^1②以螢石(CaF2)和純堿為原料制備冰晶石的流程如下：NajNajAlPs回答下列問(wèn)題：⑴寫(xiě)出反應(yīng)1的化學(xué)方程式.⑵濾液I⑵濾液I中加入CaO生成的沉淀是.，反應(yīng)2的離子方程式為E可作為建筑材料，化合物E可作為建筑材料，化合物C是.，寫(xiě)出由D制備冰晶石的化學(xué)方程式電解法制鋁的化學(xué)方程式是，以石墨為電極，陽(yáng)極產(chǎn)生的混合氣體的成分是。14?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(shí)轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀。(])“堿溶”時(shí)生成偏鋁酸鈉的離子方程式為。⑵向“過(guò)濾I”所得濾液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH傾“增大”、“不變”或“減小”)。(3)“電解I”是電解熔融A12O3，電解過(guò)程中作陽(yáng)極的石墨易消耗，原因是陰極產(chǎn)生的物質(zhì)⑷“電解II”是電解Na2CO3溶液，原理如圖所示。陽(yáng)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1000°C時(shí)可與N2反應(yīng)制備A1N。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。答案解析【答案】D【解析】【答案】B【解析】海水中含有大量的鎂，A項(xiàng)正確；電解MgCl2時(shí)，陽(yáng)極產(chǎn)生Cl2,B項(xiàng)錯(cuò)誤；加熱脫水過(guò)程中Mg2+能水解生成Mg(OH)2,為防止Mg2+水解，應(yīng)在HC1氣體氛圍中脫水，C項(xiàng)正確；①、③、⑥分別為化合反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)、分解反應(yīng)，D項(xiàng)正確?！敬鸢浮緾【解析】由Al不能一步到A1(OH)3?！敬鸢浮緾【解析】A正確，鋁熱反應(yīng)指Al與金屬氧化物間的置換反應(yīng)，因反應(yīng)劇烈放熱，生成熔融的鐵水,可用于野外焊接鐵軌；B正確，Al具有兩性，既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)，根據(jù)化合價(jià)的變化，產(chǎn)生等量的氫氣時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等；C錯(cuò)誤，A1(OH)3具有兩性，因此制備時(shí)不使用強(qiáng)酸強(qiáng)堿，用Al2(SO4)3溶液制備A1(OH)3沉淀應(yīng)選用氨水；D正確，Al2O3熔點(diǎn)高，電解時(shí)要耗費(fèi)更多的能源，加入冰晶石與氧化鋁形成共熔物，可降低氧化鋁的熔融溫度?！敬鸢浮緾【解析】反應(yīng)①后的體系中含有固體二氧化硅，需要過(guò)濾除去，反應(yīng)②后的體系中含有氫氧化鐵沉淀，需要過(guò)濾除去，A正確；a、b中Al元素分別以AlCl3和NaAlO2形式存在，其中鋁的化合價(jià)都是+3價(jià)，B正確；由NaAlO2制備氫氧化鋁需要通入過(guò)量二氧化碳，C錯(cuò)誤；由氫氧化鋁制備氧化鋁，加熱即可，D正確?！敬鸢浮緾【解析】A項(xiàng)，試劑X應(yīng)為強(qiáng)堿溶液，使Al2O3溶解；B項(xiàng)，若用強(qiáng)酸代替CO2,強(qiáng)酸過(guò)量時(shí)，A1(OH)3會(huì)溶解，不能保證生成Al(OH)3沉淀；D項(xiàng)，因Al比Fe活潑，不能用Fe置換A1?！敬鸢浮?l)2[Mg2Al(OH)6Cl?xH2O^~4MgO+Al2O3+2HCl$+(5+2x)H2O$a—e—d—b吸收HCl氣體檢查氣密性將分解產(chǎn)生的氣體全部帶入裝置C、D中完全吸收防止產(chǎn)生倒吸(合理答案均給分)⑷3偏低⑸裝置C的增重及樣品質(zhì)量(樣品質(zhì)量及樣品分解后殘余物質(zhì)量或裝置C的增重及樣品分解后殘余物質(zhì)量)【解析】(1)由已知確定反應(yīng)物、生成物，條件是高溫。

2[Mg2Al(OH)6Cl?xH2Ol匕4MgO+Al2O3+2HClf+(5+2x)H2Of由原子守恒配平，先A12O3、MgO、HC1,后由O配平H2O的化學(xué)計(jì)量數(shù)(5+2x)。⑵C中NaOH吸收HC1,D中濃H2SO4吸收H2O,故先通入D(濃H2SO4)，再通入NaOH溶液，反之先通入NaOH溶液又帶出水蒸氣，使結(jié)果不準(zhǔn)，故連接順序?yàn)閍、e、d、b。連接裝置后，首先檢查裝置氣密性，持續(xù)通入N2,可將整套裝置中產(chǎn)生的氣體全部趕入C、D，同時(shí)又避免產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象。C增重為吸收的HC1,n(HCl)=二f：工-：=0.1m°l。9.90gD增重為吸收的H2O,n(H2O)=亠]-：=0.55mol。根據(jù)化學(xué)方程式關(guān)系可得2HCl-(5+2x)H2O,即2：(5+2x)=0.1mol:0.55molx=3若取消冷卻玻管B后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，氣體溫度過(guò)高將損失水蒸氣，使測(cè)定結(jié)果偏低。至少還需測(cè)定裝置C的增重和樣品的質(zhì)量等?！敬鸢浮?1)CaO11加入(NH4)2SO4會(huì)生成CaSO4微溶物，在過(guò)濾時(shí)會(huì)被除去，造成生成的CaCO3減少(2)NO「和OH-Ca(HCO3)2(3)2OH-+A12O3===2A1o]+H2O(4)2Al+6H2O電巨2Al(OH)3；+3H2T(5)Al-3e-+7AlCl!===4Al2Cl7【解析】(1)白云石高溫煅燒，CaCO3和MgCO3受熱分解生成CaO和MgO,煅粉主要含有CaO和MgO。若溶液I中c(Mg2+)小于5x10-6mol?L-1,根據(jù)心二c(Mg2+)?c2(OH-)得：spc(OH-)c(OH-)>占moLL-1二1x10-3moLL-1,c(H+)^^H_=1x10-11mol?L-1,即pH>11。若用(NH4)2SO4代替NH4NO3,則(NH4)2SO4會(huì)與CaO反應(yīng)生成CaSO4微溶物，在過(guò)濾時(shí)會(huì)被除去，造成生成的CaCO3減少。⑵煅粉的主要成分是CaO和MgO,加入適量NH4NO3溶液浸取煅粉后，由于鎂化合物幾乎不溶，則溶液中溶質(zhì)主要為生成的Ca(NO3)2和Ca(OH)2,故濾液I中的主要陰離子為NO「和OH-。由于濾液I的pH大于11,溶液中含有Ca(NO3)2和少量的NH4NO3與Ca(OH)2,若僅通入CO2會(huì)生成Ca(HCO3)2,從而導(dǎo)致CaCO3產(chǎn)率降低。⑶用NaOH溶液可除去廢Al片表面的氧化膜，反應(yīng)的離子方程式為2OH-+Al2O3===2AlOl+H2O。⑷電解制備Al(OH)3時(shí)，電極分別為Al片和石墨，電解總反應(yīng)方程式2Al+6H2o￡^=2Al(OH)3J+3H2f。(5)由題意可知，放電時(shí)負(fù)極Al失去電子與A1C1：結(jié)合生成A12C11其電極反應(yīng)式為A1-3e-+7AlCP===4Al2Cr。【答案】(l)MgCO3+2H+===Mg2++CO2T+H2O⑵2FeSO4+H2O2+H2SO4===Fe2(SO4)3+2H2OFe(OH)3①CO②d③3S+6OH-_2S2-+SO廣+3H2O【解析】本題要讀懂以菱鎂礦(主要成分為MgCO3，含少量FeCO3)為原料制備高純氧化鎂的實(shí)驗(yàn)流程，包括每一個(gè)流程發(fā)生的反應(yīng)。向菱鎂礦中加入稀硫酸，F(xiàn)eCO3、MgCO3均會(huì)反應(yīng)，生成FeSO4和MgSO4,過(guò)濾除去不與硫酸反應(yīng)的雜質(zhì)，再加入H2O2，目的是將FeSO4氧化成Fe2(SO4)3，加入氨水調(diào)節(jié)pH~4，將Fe3+變成Fe(OH)3沉淀，得到濾渣2從而除去，之后將MgSO4溶液蒸干得到MgSO4固體，再用木炭還原法制備高純氧化鎂。第(4)問(wèn)，根據(jù)給出的信息，木炭給出的信息，木炭還原法制備高純氧化鎂(800°C)產(chǎn)生的氣體主要有S、SO2、CO、CO2。按照題目的要求分步吸收或收集。將高溫下的混合氣體先通過(guò)A冷凝S變成固體，再通過(guò)B吸收SO2,B中的溶液只能吸收SO2，所以可以是溴水、酸性高錳酸鉀溶液等，但是不能是NaOH溶液，再通過(guò)C吸收CO2,C中的溶液最好選用NaOH溶液，D中用排水法收集CO。S與熱的NaOH溶液反應(yīng)，而且只有S的化合價(jià)發(fā)生變化，這是一個(gè)歧化反應(yīng)，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律，即可寫(xiě)出化學(xué)方程式。【答案】(1)①A12O3+2OH-===2A1O「+H2O,SiO2+2OH-===SiO廠+H2O③A1O「+CO2+2H2O===A1(OH)3J+HCO「,SiO一+2CO2+2H2O===H2SiO3J+2HCO「因?yàn)锳1O「與酸反應(yīng)生成的A1(OH)3具有兩性，可溶于強(qiáng)酸，不易控制酸的量；CO2廉價(jià)而且生成的副產(chǎn)物NaHCO3用途廣泛，經(jīng)濟(jì)效益好SiO2由于SiO2的熔點(diǎn)很高，在加熱到1000C左右時(shí)不會(huì)熔化，因而不影響鋁的純度⑷①Al2O3+6H+===2A13++3H2O,Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O②A13++4OH-===A1O：+2H2O,Fe3++3OH-===Fe(OH)3J⑸A1(OH)3只能溶于強(qiáng)堿，不能溶于氨水，用氨水不能將Fe(OH)3和Al(OH)3分離【解析】【答案】(1)AlAl2O3O2(2)DAlOl+2H2O+CO2===Al(OH)3J+HCOfK2SO4、(NH4)2SO4【解析】根據(jù)已知信息中甲的成分，可以推斷B為氧化鋁，因此反應(yīng)②是通過(guò)電解而得到D(氧氣)"i■和A(單質(zhì)鋁)。甲加入水得到的溶液為明磯溶液，溶液中含有A13+、K+和SO，甲加入水得到的沉淀為氧化鋁、氧化鐵的混合物，再加入氫氧化鈉，則氧化鋁溶解，再通入二氧化碳可以得到氫氧化鋁沉淀。試劑a應(yīng)該為氨水，如果加入的試劑a是氫氧化鈉溶液，則加入的量不好把握，由此可推知E為硫酸鉀、硫酸銨的混合物?！敬鸢浮?1)「三WA(2)C與02反應(yīng)，有利于反應(yīng)正向進(jìn)行(3)氣體X可能為CO、CO2或兩者的混合物。將生成氣體依次通過(guò)澄清石灰水、濃硫酸、灼熱的CuO粉末，如溶液變渾濁，則X中存在CO2，如黑色CuO粉末變成紅色粉末，則X中存在CO⑷Al+3FeCl3-Aici3+3FeCl2⑸①NaAlO2、Na2SiO3、NaOH(寫(xiě)出NaAlO2、Na2SiO3即可)②A13++3NH3?H2O===Al(OH)3J+3NH匚【解析】(1)Al核外有13個(gè)電子，分三層排布，位于第三周期第IIIA族；(2)2Al2O3+6Cl2===4AlCl3+3O2則加入焦炭與氧氣反應(yīng)使平衡右移；(3)依據(jù)原子守恒可知X可能是CO、CO2或兩者的混合物；(4)Al+3FeCl3^^AlCl3+3FeCl2；(5)由于鋁土礦含Al2O3、Fe2O3、SiO2,所以濾液甲中溶質(zhì)為NaAlO2、Na2SiO3、NaOH?！敬鸢浮?1)2NaOH+SiO2===Na2SiO3+H2O、2NaOH+Al2O3===2NaAlO2+H2O(2)CaSiO32AlO【+CO2+3H2O===2Al(OH)3J+CO^［或AlO「+CO2+2H2O===Al(OH)3；+HCO「］⑶濃H2SO412HF+