《高中化學(xué)》第12講鋁、鎂及其化合物

PAGE第12講鋁、鎂及其化合物層次1基礎(chǔ)性1.(2023·廣東梅州第二次質(zhì)檢)化學(xué)改善人類的生產(chǎn)、生活,創(chuàng)造美好的世界。下列生產(chǎn)、生活情境中涉及的原理不正確的是()選項應(yīng)用解釋A鹽鹵可作為制作豆腐的凝固劑氯化鎂能使豆?jié){中的蛋白質(zhì)變性B利用鋁熱法焊接鐵軌鋁與氧化鐵反應(yīng),且放出大量的熱C鹽堿地(含較多Na2CO3等)施用適量石膏,降低土壤的堿性鹽與鹽發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)D節(jié)日燃放的焰火,色彩絢麗原子核外電子躍遷釋放能量2.某同學(xué)通過下列實驗探究Al及其化合物的性質(zhì),操作正確且能達(dá)到目的的是()A.實驗室中將氨水滴入Al2(SO4)3溶液中制備Al(OH)3沉淀B.將一塊鋁箔用砂紙打磨后立即在酒精燈上加熱,觀察鋁燃燒的火焰C.將Al(OH)3沉淀轉(zhuǎn)入蒸發(fā)皿中加足量稀鹽酸,加熱蒸干得無水AlCl3固體D.將鋁置于裝有濃硫酸的試管中再加水,探究Al在不同濃度硫酸中的反應(yīng)3.Mg與Br2反應(yīng)可生成具有強吸水性的MgBr2,該反應(yīng)劇烈且放出大量的熱。實驗室采用如圖裝置制備無水MgBr2。下列說法錯誤的是()A.a為冷卻水的進(jìn)水口B.裝置A的作用是吸收水蒸氣和揮發(fā)出的溴蒸氣C.實驗時需緩慢通入N2,防止反應(yīng)過于劇烈D.不能用干燥的空氣代替N2,因為副產(chǎn)物MgO會阻礙反應(yīng)的進(jìn)行4.無水氯化鎂在工業(yè)生產(chǎn)中有多種用途,以下是一種工業(yè)制備無水氯化鎂的工藝流程(每步加入的物質(zhì)均過量)。下列說法錯誤的是()A.工業(yè)上常用電解熔融MgCl2制備金屬鎂,同時可得到Cl2B.“氯化”過程中可能生成一種可燃性氣體C.“沉鎂”過程只發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)D.“氯化”所得固體在空氣中高溫加熱可除去雜質(zhì)5.鋁及其部分化合物的“價—類”二維圖如圖所示。下列說法錯誤的是()A.反應(yīng)⑤⑥基本類型相同B.反應(yīng)①④所加試劑可能相同C.1mola完全轉(zhuǎn)化為b時失去3mol電子D.物質(zhì)的類別處“”代表四羥基合鋁酸鹽6.Mg3N2常用于制備其他超硬、耐高溫的氮化物,實驗室通過CuO氧化NH3制得N2,然后使N2與鎂反應(yīng)得到Mg3N2。已知Mg+2NH3Mg(NH2)2+H2,Mg3N2是一種淺黃色粉末,易水解。下列說法錯誤的是()A.裝置A中分液漏斗中的溶液為濃氨水B.實驗開始時應(yīng)先點燃C處酒精燈,再點燃E處酒精燈C.裝置D的作用只是干燥N2D.取反應(yīng)后裝置E所得固體少許,滴入蒸餾水,可檢驗是否有Mg3N2層次2綜合性7.(2023·廣東汕頭二模)家庭的廚衛(wèi)管道內(nèi)常因留有油脂、毛發(fā)、菜渣等而造成堵塞,此時可用一種固體疏通劑疏通。疏通劑主要成分有生物酶、鋁粉和NaOH固體。下列有關(guān)說法錯誤的是()A.大多數(shù)生物酶的主要成分為蛋白質(zhì)B.疏通劑使用時會產(chǎn)生大量可燃性氣體,應(yīng)避免接觸明火C.疏通劑可用于疏通陶瓷、鐵制、鋁制、塑料管道D.使用過程中產(chǎn)生的熱量和堿性環(huán)境可以加速油脂的水解8.工業(yè)上用鋁土礦(主要成分Al2O3,含SiO2、Fe2O3等雜質(zhì))冶煉鋁的主要流程如下:已知SiO2在加堿溶解時轉(zhuǎn)變?yōu)殇X硅酸鈉沉淀,下列敘述錯誤的是()A.操作Ⅰ適當(dāng)增大NaOH溶液濃度可提高Al2O3的浸取速率B.通入足量CO2時反應(yīng)的離子方程式為[Al(OH)4]-+CO2Al(OH)3↓+HCO3C.實驗室進(jìn)行操作Ⅳ的儀器有蒸發(fā)皿、酒精燈、鐵架臺等D.加入冰晶石的目的是降低Al2O3的熔融溫度9.實驗室為測定鎂鋁合金中鎂、鋁的含量,設(shè)計如下實驗流程:下列說法錯誤的是()A.所加鹽酸體積不少于100mLB.沉淀1的質(zhì)量為(m+4.25)gC.向沉淀1加足量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為Al(OH)3+OH-[Al(OH)4]-D.鎂鋁合金中鎂、鋁質(zhì)量之比為8∶910.(2024·湖北名校聯(lián)盟聯(lián)考)某項目式學(xué)習(xí)小組在探究鎂的性質(zhì)時,設(shè)計實驗并用手持探測器測得溶液中某氣體的含量變化曲線如圖所示:裝置圖序號試劑A實驗現(xiàn)象某氣體含量變化曲線①pH=10.8NaOH溶液無明顯現(xiàn)象—②pH=10.8NaHCO3溶液有大量氣體生成,生成白色沉淀已知:NaHCO3溶液中存在自耦電離HCO3-+HCO3-CO32-+H2CO3,且溫度高于48℃時開始分解。經(jīng)測定,實驗②中白色沉淀的成分為MgCO3·nA.鎂與冷水、氫氧化鈉溶液不反應(yīng)B.實驗②中曲線表示CO2氣體在溶液中含量的變化C.實驗②中氣體成分為CO2和H2D.生成MgCO3·nH2O的反應(yīng)為Mg(OH)2+2HCO3-+(n-2)H2OMgCO3·nH2O+C11.自然界中鋁元素主要存在于鋁土礦(主要成分為Al2O3,同時還含有FeO、Fe2O3、SiO2)中,鋁的單質(zhì)及其化合物在生產(chǎn)、生活、科研等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。工業(yè)上用鋁土礦制備鋁的某種化合物的工藝流程如下:下列說法錯誤的是()A.在實驗室實施操作Ⅰ需要的玻璃儀器是普通漏斗、燒杯、玻璃棒B.為使鋁元素全部轉(zhuǎn)化為Al(OH)3,每一步操作的試劑均需過量C.將試劑X與操作Ⅱ的試劑(過量鹽酸)互換,也可制得Al(OH)3D.固體A的主要成分是FeO和Fe2O3層次3創(chuàng)新性12.(2024·湖南湘潭模擬)依據(jù)動力學(xué)原理,CaMg(CO3)2分解過程中Mg2+會比Ca2+優(yōu)先向外擴散,CO32-隨后擴散到表面分解產(chǎn)生CO2和O2-,而Ca2+與下列說法錯誤的是()A.第一階段反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaMg(CO3)2CaCO3+MgO+CO2↑B.圖中B點時,碳酸鈣的分解率為60%C.圖中C點以后剩余固體的成分是CaO、MgOD.第二階段圖像斜率明顯加大可能是因為溫度較高使反應(yīng)速率加快13.(2023·廣東江門期中)石墨在材料領(lǐng)域有重要應(yīng)用,某初級石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)和Fe2O3(3.1%)等雜質(zhì),提純與綜合利用工藝流程如下:已知:①氯化后,石墨中氧化物雜質(zhì)均轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的氯化物;②SiCl4的沸點為57.6℃,金屬氯化物的沸點均高于150℃。(1)“氯化”時,先向反應(yīng)器中通入Cl2一段時間,再加熱,主要目的是。(2)“冷凝”后,所得“氣體”的成分有Cl2和(填化學(xué)式)。(3)“溶解過濾”時,加過量NaOH溶液的目的是。取少量濾液于試管中,(填實驗操作及現(xiàn)象),證明沉淀已完全。(4)寫出Al的一種用途:。第12講鋁、鎂及其化合物1.A解析鹽鹵可作為制作豆腐的凝固劑,是鹽溶液的加入使得蛋白質(zhì)發(fā)生聚沉而不是變性,A符合題意;鋁與氧化鐵反應(yīng),放出大量的熱同時生成鐵,故可利用鋁熱法焊接鐵軌,B不符合題意;碳酸鈉和石膏硫酸鈣生成硫酸鈉和碳酸鈣,是兩種化合物交換成分生成另外兩種化合物的反應(yīng),屬于復(fù)分解反應(yīng),C不符合題意;燃放的焰火,色彩絢麗是因為原子核外電子躍遷釋放能量,得到一定波長的光譜,D不符合題意;故選A。2.A解析氫氧化鋁是兩性氫氧化物,可溶于強酸強堿,不溶于弱酸弱堿,實驗室中將氨水滴入硫酸鋁溶液中制備氫氧化鋁,A正確;鋁在空氣中不能燃燒,B錯誤;加熱蒸干氯化鋁溶液得到水解產(chǎn)物氫氧化鋁,不能得到氯化鋁,C錯誤;常溫下,鋁在濃硫酸中發(fā)生鈍化,不再繼續(xù)反應(yīng),加入水稀釋后,稀硫酸和鋁發(fā)生反應(yīng),不能探究不同濃度溶液中的反應(yīng),D錯誤。3.B解析冷凝管起到冷凝回流的作用,冷凝管內(nèi)冷凝水的方向為下進(jìn)上出,則a為冷卻水進(jìn)口,A正確;MgBr2具有較強的吸水性,制備無水MgBr2,需要防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入三頸燒瓶,則裝置A的作用是吸收水蒸氣,但無水CaCl2不能吸收溴蒸氣,B錯誤;制取MgBr2的反應(yīng)劇烈且放出大量的熱,實驗時利用干燥的氮氣將溴蒸氣帶入三頸燒瓶中,為防止反應(yīng)過于劇烈,實驗時需緩慢通入N2,C正確;不能用干燥的空氣代替N2,空氣中含有的氧氣可將鎂氧化為副產(chǎn)物MgO而阻礙反應(yīng)的進(jìn)行,D正確。4.C解析鎂是較活潑金屬,工業(yè)上常用電解熔融氯化鎂制備金屬鎂,同時可得到Cl2,A正確;煅燒后的產(chǎn)物中主要為MgO,“氯化”過程中加入碳和氯氣反應(yīng)后生成了氯化鎂和CO,CO為可燃性氣體,B正確;“沉鎂”過程不只發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),還發(fā)生化合反應(yīng)CaO+H2OCa(OH)2,C錯誤;“氯化”所得固體中可能含有碳雜質(zhì),在空氣中高溫加熱可除去過量的碳雜質(zhì),D正確。5.A解析根據(jù)“價—類”二維圖可知,a為Al,b為Al2O3,c為鋁鹽,e為Al(OH)3,c與d、d與e可以相互轉(zhuǎn)化,根據(jù)含有鋁元素物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化可以得出d為四羥基合鋁酸鹽。反應(yīng)⑤是四羥基合鋁酸鹽轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁,離子方程式為[Al(OH)4]-+H+(少量)Al(OH)3↓+H2O,不屬于基本反應(yīng)類型,反應(yīng)⑥是鋁鹽轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁,離子方程式為Al3++3OH-Al(OH)3↓,屬于復(fù)分解反應(yīng),A錯誤。反應(yīng)①是鋁轉(zhuǎn)化為鋁鹽,加酸可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)化,反應(yīng)④是四羥基合鋁酸鹽轉(zhuǎn)化為鋁鹽,加過量的酸可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)化,B正確。a轉(zhuǎn)化為b時Al元素的化合價由0價升高到+3價,1mola完全轉(zhuǎn)化為b時失去3mol電子,C正確。由上述分析可知,d為四羥基合鋁酸鹽,D正確。6.C解析裝置A中分液漏斗中的溶液是濃氨水,氨水進(jìn)入燒瓶與CaO接觸會產(chǎn)生NH3,A正確;實驗進(jìn)行時應(yīng)先點燃C處的酒精燈,等產(chǎn)生的N2充滿E時再點燃E處酒精燈,B正確;裝置D中濃硫酸吸收的是N2中的水蒸氣和氨氣,因此不只是干燥氮氣的作用,C錯誤;取反應(yīng)后裝置E所得固體少許,滴入蒸餾水,Mg3N2和水反應(yīng)生成氫氧化鎂和氨氣,若聞到刺激性氣味,則說明有Mg3N2,D正確。7.C解析生物體內(nèi)的酶大多數(shù)為蛋白質(zhì),A正確;疏通劑含有鋁粉和NaOH固體,溶于水后鋁能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氣,因此使用時要避免接觸明火,B正確;鋁制品能與疏通劑中的NaOH發(fā)生反應(yīng),因此不能用其疏通鋁制管道,C錯誤;疏通劑使用時發(fā)生Al與NaOH的反應(yīng),該反應(yīng)放熱,且溶液呈堿性有利于油脂的水解,D正確。8.C解析操作Ⅰ中,適當(dāng)增大NaOH溶液濃度,可增大固體與NaOH的接觸面積,從而提高Al2O3的浸取速率,A正確;往濾液中通入足量CO2,將Na[Al(OH)4]轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀同時生成NaHCO3,反應(yīng)的離子方程式為[Al(OH)4]-+CO2Al(OH)3↓+HCO3-,B正確;操作Ⅳ是灼燒,所用儀器有坩堝、酒精燈、三腳架、泥三角、坩堝鉗等,C錯誤;加入冰晶石的目的是降低Al2O3的熔融溫度,D9.B解析根據(jù)題中數(shù)據(jù)分析可知,鎂鋁合金中鎂、鋁的物質(zhì)的量都為0.1mol,則溶解合金時加入5mol·L-1鹽酸的體積不少于0.1mol×2+0.1mol×35mol·L-1×103mL·L-1=100mL,A正確;鎂鋁合金中鎂、鋁的物質(zhì)的量都為0.1mol,則Mg(OH)2、Al(OH)3沉淀的質(zhì)量之和為mg+0.5mol×17g·mol-1=(m+8.5)g,B錯誤;向沉淀1加足量NaOH溶液發(fā)生的反應(yīng)為Al(OH)3+OH-[Al(OH)4]-,C正確;合金中鎂、鋁的質(zhì)量之比為(0.1mol×24g·mol-1)∶(0.1mol×2710.A解析鎂與冷水可緩慢反應(yīng),在氫氧化鈉溶液中鎂也能與水發(fā)生反應(yīng),只是速率較慢,A錯誤;NaHCO3溶液中由于HCO3-自耦電離與空氣中的CO2溶解的緣故,在開始時溶液中CO2濃度較大,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,生成的H2驅(qū)趕出溶液中的CO2,使CO2濃度降低,隨著溫度升高,HCO3-自耦電離正向進(jìn)行,生成更多的CO2,使CO2濃度又升高,B正確;鎂與水反應(yīng)生成H2,HCO3-自耦電離產(chǎn)生CO2,故實驗②中氣體成分為CO2和H2,C正確;Mg與H2O反應(yīng)生成Mg(OH)2(s),由于溶液中存在較多的HCO3-,使生成的Mg(OH)2(s)轉(zhuǎn)化為更疏松的MgCO3·nH2O,促使反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行,生成MgCO3·nH2O的反應(yīng)為Mg(OH)2+2HCO3-+(n-2)H2OMgCO3·n11.C解析根據(jù)流程可知,固液分離采用過濾的方法進(jìn)行,過濾操作需要的玻璃儀器是普通漏斗、燒杯、玻璃棒,A正確。試劑X應(yīng)為NaOH溶液,操作Ⅰ中氫氧化鈉溶液過量,可保證氧化鋁全部溶解;操作Ⅱ中鹽酸過量,保證[Al(OH)4]-全部轉(zhuǎn)化為鋁離子;氨水過量,保證鋁離子全部生成Al(OH)3,B正確。向鋁土礦加入足量的鹽酸,得到的固體A為SiO2,濾液A為氯化鋁、氯化亞鐵、氯化鐵、HCl的混合溶液,再加入足量的氫氧化鈉溶液,會產(chǎn)生氫氧化亞鐵沉淀、氫氧化鐵沉淀,濾液為Na[Al(OH)4]溶液,Na[Al(OH)4]溶液與氨水不反應(yīng),不能制得Al(OH)3,故試劑X與操作Ⅱ的試劑(過量鹽酸)不能互換,C錯誤。向鋁土礦加入氫氧化鈉溶液,氧化鋁、二氧化硅與NaOH反應(yīng)生成Na[Al(OH)4]和硅酸鈉的混合溶液,則固體A的主要成分為FeO和Fe2O3,D正確。12.B解析由題意可知Mg2+和CO32-優(yōu)先于Ca2+向外擴散,因此第一階段可視為碳酸鎂分解階段,生成氧化鎂和二氧化碳,而碳酸鈣不反應(yīng),化學(xué)方程式為CaMg(CO3)2CaCO3+MgO+CO2↑,A正確;第二階段為碳酸鈣分解,若其完全分解時質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化為(76-52)%=24%,B點時,因碳酸鈣分解損失的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(76-64)%=12%,可知此時碳酸鈣分解率為50%,B錯誤;C點為完全分解產(chǎn)