課時跟蹤檢測（七） 鋁、鎂及其化合物

PAGE第3頁共9頁課時跟蹤檢測（七）鋁、鎂及其化合物1．(2021·浙江選考)下列說法不正確的是()A．鐵粉與氧化鋁發(fā)生的鋁熱反應(yīng)可用于焊接鐵軌B．鎂燃燒會發(fā)出耀眼的白光，可用于制造信號彈和焰火C．熟石膏與水混合成糊狀后能很快凝固，常用于制作模型和醫(yī)療石膏繃帶D．工業(yè)上可用氨水消除燃煤煙氣中的二氧化硫解析：選A鋁熱反應(yīng)指鋁粉與不活潑金屬氧化物發(fā)生的反應(yīng)。2．鋁是一種很重要的金屬，可以發(fā)生一系列反應(yīng)制備物質(zhì)。下列說法錯誤的是()A．反應(yīng)①又稱鋁熱反應(yīng)，常用于野外焊接鐵軌B．利用②③反應(yīng)都能產(chǎn)生氫氣，產(chǎn)生等量氫氣消耗Al的質(zhì)量相等且轉(zhuǎn)移電子數(shù)也相等C．常用反應(yīng)⑥制備Al(OH)3，方法是向Al2(SO4)3溶液中滴加NaOH溶液至恰好完全沉淀D．工業(yè)上常用反應(yīng)⑦制備金屬鋁，制備過程中常加入冰晶石以降低Al2O3的熔點解析：選CAl與強堿、強酸反應(yīng)都產(chǎn)生＋3價鋁元素，即轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等，生成的H2物質(zhì)的量也相等，B正確；制備Al(OH)3最好用氨水而不是NaOH溶液，因為Al(OH)3溶于過量的NaOH溶液，C錯誤。3．(2020·山東等級考)以菱鎂礦(主要成分為MgCO3，含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)為原料制備高純鎂砂的工藝流程如下：已知浸出時產(chǎn)生的廢渣中有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列說法錯誤的是()A．浸出鎂的反應(yīng)為MgO＋2NH4Cl=MgCl2＋2NH3↑＋H2OB．浸出和沉鎂的操作均應(yīng)在較高溫度下進行C．流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)有NH3、NH4ClD．分離Mg2＋與Al3＋、Fe3＋是利用了它們氫氧化物Ksp的不同解析：選B結(jié)合工藝流程可知煅燒后得到的輕燒粉的成分為MgO和少量SiO2、Fe2O3、Al2O3，NH4Cl溶液呈酸性，浸出時使MgO及Fe2O3、Al2O3溶解，浸出后得到的廢渣中含有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3，所得浸出液中含有Mg2＋及過量的NH4Cl，加入氨水時Mg2＋轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2，經(jīng)煅燒得到高純鎂砂MgO。浸出鎂的反應(yīng)為MgO＋2NH4Cl=MgCl2＋2NH3↑＋H2O，A項正確；浸出可以在較高溫度下進行，促進NH4Cl水解和NH3的逸出，但沉鎂時應(yīng)在低溫下進行，以減弱氨水分解，B項錯誤；結(jié)合流程圖可知浸出得到的NH3可轉(zhuǎn)化為氨水，用于沉鎂，濾液中含有過量的NH4Cl，可用于浸出時的反應(yīng)液，故該流程中NH3和NH4Cl可循環(huán)使用，C項正確；本流程中分離Mg2＋時，Al3＋、Fe3＋轉(zhuǎn)化為沉淀，是利用了它們氫氧化物的Ksp不同，D項正確。4．已知MgCl2·6H2O在空氣中加熱時，失去部分結(jié)晶水，同時生成Mg(OH)Cl或MgO。實驗室用MgCl2·6H2O制取無水MgCl2的部分裝置(鐵架臺、酒精燈已略)如圖所示：下列有關(guān)說法錯誤的是()A．循環(huán)物質(zhì)甲為鹽酸B．裝置b填充的可能是P2O5或CaCl2C．裝置a的分液漏斗中裝有的試劑為濃硫酸，其作用為催化劑D．裝置d中與裝置c直接相連的裝置為干燥裝置解析：選CMgCl2易發(fā)生水解，因此由MgCl2·6H2O制取無水MgCl2需要在HCl氛圍中加熱，因此循環(huán)物質(zhì)甲為鹽酸，A項正確；裝置a為加熱濃鹽酸獲得HCl的裝置，裝置b為干燥HCl的裝置，填充的干燥劑可以為P2O5或CaCl2，B項正確；裝置a的分液漏斗中裝有的試劑為濃鹽酸，C項錯誤；裝置d中與裝置c直接相連的裝置為干燥裝置，防止外界水蒸氣進入裝置c中，D項正確。5．下列敘述中正確的是()A．依據(jù)鋁熱反應(yīng)原理，能發(fā)生反應(yīng)2Al＋3MgO高溫,3Mg＋Al2O3B．在加入鋁粉能放出氫氣的溶液中，K＋、NHeq\o\al(＋,4)、COeq\o\al(2－,3)、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．氯化鋁溶液中加入過量氨水反應(yīng)實質(zhì)是：Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)解析：選D鋁熱反應(yīng)的原理：Al與活動性比其差的金屬氧化物發(fā)生置換反應(yīng)，Mg的活動性強于鋁，故Al與MgO不能反應(yīng)，故A錯誤；加入鋁粉產(chǎn)生H2的溶液中，可能存在H＋或OH－，NHeq\o\al(＋,4)與OH－不能大量共存，COeq\o\al(2－,3)與H＋不能大量共存，故B錯誤；鎂鋁合金可溶于過量鹽酸，但Mg不與NaOH反應(yīng)，故不能完全溶于NaOH溶液，故C錯誤；Al(OH)3不溶于氨水，只溶于強堿，故D正確。6．下列變化不能通過一步反應(yīng)直接完成的是()A．Al3＋→Al(OH)3 B．Al→AlOeq\o\al(－,2)C．Al(OH)3→Al2O3 D．Al2O3→Al(OH)3解析：選DAl3＋與氨水發(fā)生反應(yīng)生成Al(OH)3，可一步反應(yīng)生成，故A不選；Al與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)生成AlOeq\o\al(－,2)，可一步反應(yīng)生成，故B不選；Al(OH)3加熱分解為Al2O3與水，可以一步實現(xiàn)轉(zhuǎn)化，故C不選；Al2O3不能直接生成Al(OH)3，應(yīng)先生成Al3＋或AlOeq\o\al(－,2)后，然后加入弱堿或弱酸才能反應(yīng)生成Al(OH)3，故選D。7．已知MgO、MgCl2的熔點分別為2800℃、604℃，將MgO、MgCl2加熱熔融后通電電解，都可得到金屬鎂。海水中含有MgClA．海水eq\o(→,\s\up7(NaOH))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up7(電解))MgB．海水eq\o(→,\s\up7(HCl))MgCl2溶液→MgCl2(熔融)eq\o(→,\s\up7(電解))MgC．海水eq\o(→,\s\up7(石灰乳))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up7(灼燒))MgOeq\o(→,\s\up7(電解))MgD．海水eq\o(→,\s\up7(石灰乳))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up7(HCl))MgCl2溶液→MgCl2(熔融)eq\o(→,\s\up7(電解))Mg解析：選D從經(jīng)濟效益上看，用石灰乳沉淀Mg2＋比用NaOH成本低，電解MgCl2比電解MgO成本低。8．[雙選]生產(chǎn)上用過量燒堿溶液處理某礦物(含Al2O3、MgO)，過濾后得到的濾液用NaHCO3溶液處理，測得溶液pH和Al(OH)3生成的量隨加入NaHCO3溶液體積的變化情況如圖所示。下列說法不正確的是()A．NaHCO3溶液的物質(zhì)的量濃度為0.8mol·L－1B．b點與c點溶液所含粒子種類相同C．a(chǎn)點溶液中存在的離子是Na＋、AlOeq\o\al(－,2)、OH－、H＋D．生成沉淀的離子方程式為HCOeq\o\al(－,3)＋AlOeq\o\al(－,2)=Al(OH)3↓＋COeq\o\al(2－,3)解析：選AD過量燒堿溶液處理后得到的濾液為NaOH、NaAlO2的混合液，加入NaHCO3溶液后發(fā)生的反應(yīng)依次為：NaOH＋NaHCO3=Na2CO3＋H2O、NaHCO3＋NaAlO2＋H2O=Al(OH)3↓＋Na2CO3。由圖可知，加入40mLNaHCO3溶液時沉淀量最大，此時NaAlO2剛好完全沉淀，b點與c點溶液中均含有NaAlO2，故B、D正確；由圖可知，a點溶液呈堿性，其溶質(zhì)為NaOH、NaAlO2，故C正確；n(NaHCO3)＝n[Al(OH)3]＝0.032mol，c(NaHCO3)＝eq\f(0.032mol,0.04L－0.008L)＝1.0mol·L－1，故A錯誤；正確的離子方程式為HCOeq\o\al(－,3)＋AlOeq\o\al(－,2)＋H2O=Al(OH)3↓＋COeq\o\al(2－,3)，故D錯誤。9．[雙選]下列是部分礦物資源鋁土礦(主要含有氧化鋁、氧化鐵)和黃銅礦(主要成分CuFeS2)的利用及產(chǎn)品生產(chǎn)流程，有關(guān)說法不正確的是()A．除雜過程中鋁元素的存在形式的變化可以為Al2O3→AlOeq\o\al(－,2)→Al(OH)3→Al2O3B．Al和Cu(精)均在電解槽的陰極獲得C．粗銅煉制過程中反應(yīng)2CuFeS2＋O2eq\o(=,\s\up7(高溫))Cu2S＋2FeS＋SO2，每轉(zhuǎn)移1.2mol電子，則有0.2mol硫被還原D．若電解法分別制鋁和銅的過程中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等，理論上獲得的鋁和銅的物質(zhì)的量之比為3∶2解析：選CD每轉(zhuǎn)移1.2mol電子，則有0.2mol硫被氧化，C項不正確；制鋁過程中Al～3e－，制銅過程中Cu～2e－，當(dāng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等時，鋁和銅的物質(zhì)的量之比為2∶3，D項錯誤。10．鎵(Ga)與鋁同主族，曾被稱為“類鋁”，其氧化物和氫氧化物均為兩性化合物。工業(yè)制備鎵的流程如圖所示。下列判斷不合理的是()A．Al、Ga均處于第ⅢA族B．Ga2O3可與鹽酸反應(yīng)生成GaCl3C．Ga(OH)3可與NaOH溶液反應(yīng)生成NaGaO2D．由流程圖可知酸性：Al(OH)3＞Ga(OH)3解析：選D鎵(Ga)與鋁同主族，均位于第ⅢA族，A項正確；Ga2O3與Al2O3的性質(zhì)具有相似性，可與鹽酸反應(yīng)生成GaCl3，B項正確；Ga(OH)3與Al(OH)3的性質(zhì)相似，屬于兩性氫氧化物，能與NaOH溶液反應(yīng)生成NaGaO2，C項正確；化學(xué)反應(yīng)遵循強酸制弱酸原理，在NaAlO2和NaGaO2的混合溶液中通入CO2，有Al(OH)3生成，而無Ga(OH)3生成，可能是Ga(OH)3酸性強于碳酸，則酸性：Al(OH)3＜Ga(OH)3，D項錯誤。11．某溶液中可能含有H＋、NHeq\o\al(＋,4)、Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、NOeq\o\al(－,3)中的幾種。①若加入鋅粒，產(chǎn)生無色無味的氣體；②若加入NaOH溶液，產(chǎn)生白色沉淀，且產(chǎn)生的沉淀量與加入NaOH的物質(zhì)的量之間的關(guān)系如圖所示。則下列說法正確的是()A．溶液中的陽離子只有H＋、Mg2＋、Al3＋B．溶液中n(NHeq\o\al(＋,4))＝0.2molC．溶液中一定不含COeq\o\al(2－,3)，可能含有SOeq\o\al(2－,4)和NOeq\o\al(－,3)D．n(H＋)∶n(Al3＋)∶n(Mg2＋)＝1∶1∶1解析：選B由①知溶液中一定含有H＋，一定沒有COeq\o\al(2－,3)、NOeq\o\al(－,3)，由②及圖像知溶液中一定含有Mg2＋、Al3＋和NHeq\o\al(＋,4)，且n(NHeq\o\al(＋,4))＝0.7mol－0.5mol＝0.2mol，n(H＋)＝0.1mol，n(Al3＋)＝0.8mol－0.7mol＝0.1mol，沉淀Al3＋、Mg2＋共消耗0.4molOH－，其中沉淀Al3＋消耗0.3molOH－，沉淀Mg2＋消耗0.1molOH－，根據(jù)Mg2＋～2OH－，可得n(Mg2＋)＝0.05mol，故只有選項B正確。12．利用鋁灰(主要成分為Al、Al2O3、AlN、FeO等)制備鋁鞣劑[主要成分為Al(OH)2Cl]的一種工藝流程如下：(1)氣體A能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍。鋁灰在90℃(2)“酸溶”時，Al2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________________。(3)“氧化”時，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______________________________。(4)“廢渣”成分為________________(填化學(xué)式)。(5)采用噴霧干燥而不采用蒸發(fā)的原因是______________________________。(6)煅燒硫酸鋁銨晶體發(fā)生的主要反應(yīng)為4[NH4Al(SO4)2·12H2O]eq\o(=,\s\up7(1240℃))2Al2O3＋2NH3↑＋N2↑＋5SO3↑＋3SO2↑＋53H2O。將產(chǎn)生的氣體通過如下圖所示的裝置，則集氣瓶中收集到的氣體是____________(填化學(xué)式)。解析：(1)能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體是NH3，根據(jù)原子守恒，反應(yīng)物只能是鋁灰中的AlN，再根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律以及流程圖，鋁灰在90℃水解生成NH3的化學(xué)方程式為AlN＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(90℃),\s\do5())Al(OH)3＋NH3↑。(2)“酸溶”時，鹽酸與Al2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O。(3)用NaClO溶液氧化，溶液中具有還原性的離子只有Fe2＋，故發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2＋＋2H＋＋ClO－=2Fe3＋＋Cl－＋H2O。(4)經(jīng)過水解、酸溶、氧化一系列處理后，溶液中存在的離子主要是H＋、Al3＋、Na＋、Fe3＋、Cl－，加入碳酸鈉，F(xiàn)e3＋和COeq\o\al(2－,3)發(fā)生相互促進水解反應(yīng)：2Fe3＋＋3COeq\o\al(2－,3)＋3H2O=2Fe(OH)3↓＋3CO2↑，得到難溶物Fe(OH)3，則“廢渣”成分是Fe(OH)3。(5)加熱蒸發(fā)會促進Al(OH)2Cl的水解。(6)氣體有NH3、N2、SO3、SO2和H2O(g)，依次通過飽和NaHSO3溶液、KMnO4溶液，最后得到的氣體只有N2。答案：(1)AlN＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(90℃),\s\do5())Al(OH)3＋NH3↑(2)Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O(3)2Fe2＋＋2H＋＋ClO－=2Fe3＋＋Cl－＋H2O(4)Fe(OH)3(5)防止Al(OH)2Cl水解生成Al(OH)3(6)N213．如圖是工業(yè)利用菱鎂礦MgCO3(含雜質(zhì)Al2O3、FeCO3)制取鎂的工藝流程?；卮鹩嘘P(guān)問題：(1)菱鎂礦送入酸浸池前需要粉碎，目的是_________________________________________________________________________________________________________。(2)氧化池中通入氯氣的目的是氧化________，工業(yè)上不選用硝酸作氧化劑的原因是________________________和____________________。(3)沉淀混合物為_________和_________(填化學(xué)式)。(4)利用熔融氯化鎂制取金屬鎂，選用的方法是________(填字母)。A．電解法 B．氧氣還原法C．碳還原法 D．分解法解析：(1)粉碎菱鎂礦，增大固相反應(yīng)物的接觸面積，提高酸浸速率。(2)通入Cl2是為了將Fe2＋(或FeCl2)氧化為Fe3＋(或FeCl3)，工業(yè)上不用HNO3是因為會產(chǎn)生污染性氣體NOx，也會引入雜質(zhì)離子NOeq\o\al(－,3)。(3)氧化池中存在Al3＋、Fe3＋、H＋，所以加入MgO后與H＋反應(yīng)使溶液堿性增強，Al3＋和Fe3＋轉(zhuǎn)化為Al(OH)3和Fe(OH)3，故沉淀池中的沉淀為Al(OH)3和Fe(OH)3。(4)金屬鎂比較活潑，一般采用電解熔融MgCl2的方法進行冶煉。答案：(1)提高酸浸速率(2)Fe2＋(或FeCl2)會產(chǎn)生污染性氣體NOx會引入雜質(zhì)離子NOeq\o\al(－,3)(3)Al(OH)3Fe(OH)3(4)A14．氮化鋁(AlN)是一種新型無機非金屬材料。為了分析某AlN樣品(樣品中的雜質(zhì)不與氫氧化鈉溶液反應(yīng))中AlN的含量，某實驗小組設(shè)計了如下兩種實驗方案。已知：AlN＋NaOH＋3H2O=Na[Al(OH)4]＋NH3↑方案1取一定量的樣品，用以下裝置測定樣品中AlN的純度(夾持裝置已略去)。(1)如圖裝置C中球形干燥管的作用是_________________________________。(2)完成以下實驗步驟：組裝好實驗裝置，首先________，再加入實驗藥品。接下來的實驗操作是______________，打開分液漏斗活塞，加入NaOH濃溶液，至不再產(chǎn)生氣體。打開K1，通入氮氣一段時間，測定裝置C反應(yīng)前后的質(zhì)量變化。通入氮氣的目的是_______。(3)若去掉裝置B，則導(dǎo)致測定結(jié)果________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。由于上述裝置還存在缺陷，導(dǎo)致測定結(jié)果偏高，請?zhí)岢龈倪M意見：________________________。方案2按以下步驟測定樣品中AlN的純度：樣品(4)步驟②生成沉淀的離子方程式為_________________________________________。(5)步驟③的操作是______________。AlN的純度是____________(用含m1、m2的代數(shù)式表示)。解析：(2)實驗步驟如下：組裝好實驗裝置，首先檢查裝置的氣密性，再加入實驗藥品；接下來的實驗操作是關(guān)閉K1，打開K2，并打開分液漏斗活塞，加入NaOH濃溶液，至不再產(chǎn)生氣體；打開K1，通入氮氣一段時間，測定裝置C反應(yīng)前后的質(zhì)量變化。由于反應(yīng)中產(chǎn)生的氨氣會殘留在裝置中，因此通入氮氣的目的是把裝置中殘留的氨氣全部趕入裝置C。(3)生成的氨氣中含有水蒸氣，若去掉裝置B，則裝置C的質(zhì)量增加，導(dǎo)致測定結(jié)果偏高。由于空氣中含有的水蒸氣也會進入裝置C，導(dǎo)致測定結(jié)果偏高，因此改進的措施是在裝置C的出口處連接一個干燥裝置。(4)濾液中含有偏鋁酸鈉，則步驟②生成沉淀的離子方程式為CO2＋[Al(OH)4]－=HCOeq\o\al(－,3)＋Al(OH)3↓。(5)m2g固體的成分是氧化鋁，根據(jù)鋁原子守恒可知AlN的純度是eq\f(\f(m2,102)×2×41,m1)×100%＝eq\f(4100m2,51m1)%。答案：(1)防止倒吸(2)檢查裝置的氣密性關(guān)閉K1，打開K2把裝置中殘留的氨氣全部趕入裝置C(3)偏高在裝置C的出口處連接一個干燥裝置(4)CO2＋[Al(OH)4]－=HCOeq\o\al(－,3)＋Al(OH)3↓(5)過濾、洗滌eq\f(4100m2,51m1)%15．(2021·河北正定中學(xué)月考)鎂及其化合物在現(xiàn)代工業(yè)、國防建設(shè)中有著廣泛的應(yīng)用。回答下列問題：(1)單質(zhì)鎂在空氣中燃燒的主要產(chǎn)物是白色的________，還生成少量的________。(填化學(xué)式)(2)CH3MgCl是一種重要的有機合成劑，其中鎂的化合價為________，CH3MgCl水解時除生成甲烷外，還生成一種堿和一種鹽。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________________________________________________________________