全國版2019版高考化學一輪復習第3章金屬及其化合物第2節(jié)鎂鋁及其重要化合物學案.doc

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全國版2019版高考化學一輪復習第3章金屬及其化合物第2節(jié)鎂鋁及其重要化合物學案 考試說明 1．掌握鋁及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應用。 2．掌握鎂及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應用。 3．了解鋁、鎂及其重要化合物的制備方法。 命題規(guī)律 有關Al及其化合物知識在高考中出現(xiàn)頻率較高，“鋁三角”是命題的出發(fā)點。高考中常以選擇題型結(jié)合離子方程式的書寫正誤判斷、離子共存問題考查Al及其化合物的轉(zhuǎn)化；以化工流程圖中鋁土礦的開發(fā)為載體以填空題型考查鎂、鋁及其化合物的性質(zhì)、制備等。 考點1　鎂及其化合物 1．鎂的物理性質(zhì) 銀白色固體，密度較小、質(zhì)軟、有延展性，是電和熱的良導體。 2．鎂及其重要化合物的化學性質(zhì) 3．鎂的工業(yè)制備 電解熔融MgCl2：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。 (1)Mg在空氣中燃燒得到的固體物質(zhì)主要為MgO和少量Mg3N2的混合物。 (2)Mg著火后，不可用CO2滅火。 (3)由于Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小，故水垢的主要成分中含有的是Mg(OH)2，而非MgCO3。 【基礎辨析】 判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“”。 (1)鎂條燃燒引起的火災可用CO2撲滅。() (2)鎂不能與鹽酸反應。() (3)鎂制容器可以貯存、運輸濃硫酸。() (4)鎂在空氣中燃燒的產(chǎn)物不全為MgO。(√) (5)工業(yè)上電解熔融的MgO制鎂。() (6)2.4 g鎂條在空氣中充分燃燒所得固體產(chǎn)物的質(zhì)量小于4.0 g。(√) 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．鎂粉在焰火、閃光粉、鞭炮中是不可缺少的原料，工業(yè)制造鎂蒸氣在某氣體中冷卻。下列可作為冷卻氣體的是(　　) ①空氣?、贑O2?、跘r　④H2?、軳2 A．①和② B．②和④ C．③和④ D．④和⑤ 答案　C 解析　“鎂蒸氣在某氣體中冷卻”，說明高溫下鎂與這些氣體不反應，由于空氣、CO2、N2在加熱的條件下均能與Mg反應，故不能用作冷卻氣體。 2．從海水中提取鎂的工藝流程如圖所示： 下列說法錯誤的是(　　) A．用此法提取鎂的優(yōu)點之一是原料來源豐富 B．步驟⑥電解MgCl2時陰極產(chǎn)生氯氣 C．步驟⑤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、分解和復分解反應 答案　B 解析　海水中含有大量的鎂元素，A正確；電解MgCl2時，陽極產(chǎn)生Cl2，B錯誤；加熱脫水過程中Mg2＋水解生成Mg(OH)2，為防止Mg2＋水解，應在HCl氣體氛圍中脫水，C正確；①、③、⑥分別為化合反應、復分解反應、分解反應，D正確。 從海水中提取鎂的工藝流程 考點2　鋁的性質(zhì)及應用 1．鋁的結(jié)構和存在 鋁位于元素周期表第三周期第ⅢA族，原子結(jié)構示意圖為。鋁是地殼中含量最多的金屬元素。自然界中的鋁全部以化合態(tài)存在。 2．鋁的物理性質(zhì)及用途 3．鋁的化學性質(zhì) 寫出圖中有關反應的化學方程式或離子方程式： ②鋁與氯氣加熱反應：2Al＋3Cl22AlCl3。 ④鋁與氫氧化鈉溶液反應：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。 ⑤鋁與氧化鐵反應：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3。 4．鋁熱反應 (1)原理 鋁將金屬氧化物中化合態(tài)的金屬還原為金屬單質(zhì)，如 Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3、Cr2O3＋2Al2Cr＋Al2O3等。 (2)實驗裝置 (3)反應現(xiàn)象及結(jié)論 劇烈燃燒，放出大量的熱，導致混合物劇烈反應過后，紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中；待熔融物冷卻后，除去外層熔渣，可以發(fā)現(xiàn)落下的是鐵珠。 (4)應用 ①野外焊接鋼軌。 ②冶煉高熔點金屬。 5．鋁的工業(yè)制備 電解熔融Al2O3：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。 (1)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”(即表面形成一層氧化物保護膜，阻止Al與濃H2SO4、濃硝酸進一步反應)，而不是鋁與濃H2SO4、濃HNO3不反應，是常溫下Al2O3與濃H2SO4、濃HNO3不反應。 (2)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。其反應機理應為：鋁先與強堿溶液中的水反應生成H2和Al(OH)3，然后 Al(OH)3 再與NaOH反應生成H2O和NaAlO2，反應中鋁作還原劑，水作氧化劑，NaOH無電子得失。 (3)鋁熱反應是在高溫狀態(tài)下進行的置換反應，鋁只能與金屬活動性順序表中排在其后的金屬氧化物反應。鋁不能與MgO反應，鋁熱反應不適用于冶煉大量的金屬鐵、銅等(要考慮冶煉成本)。 【基礎辨析】 判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“”。 (1)鋁制餐具不能長時間存放酸性、堿性或咸的食物。(√) (2)用坩堝鉗夾住一小塊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。() (3)MgO與Al粉的混合物也可稱為鋁熱劑。() (4)能用鋁槽車儲運濃H2SO4與濃HNO3，是因為鋁的化學性質(zhì)穩(wěn)定，不與濃H2SO4、濃HNO3反應。() (5)鋁與鹽酸反應時，鹽酸作氧化劑，鋁與氫氧化鈉溶液反應時，氫氧化鈉作氧化劑。() 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 題組一 鋁的化學性質(zhì) 1．常溫下可用鋁質(zhì)容器儲運的試劑是(　　) A．濃硝酸 B．食醋 C．石灰水 D．稀鹽酸 答案　A 解析　常溫下，Al和濃硝酸反應生成一層致密的氧化物薄膜而阻止進一步被氧化，可以用鋁制容器儲運濃硝酸，A正確；食醋顯酸性能與鋁質(zhì)容器反應，B錯誤；石灰水呈堿性，Al能溶于強堿溶液，不能盛放石灰水，C錯誤；Al和稀鹽酸反應生成氯化鋁和氫氣，不能盛放稀鹽酸，D錯誤。 2．將等物質(zhì)的量的鎂和鋁混合，取等質(zhì)量該混合物四份，分別加到足量的下列溶液中，充分反應后，放出氫氣最多的是(　　) A．3 molL－1鹽酸 B．4 molL－1 HNO3溶液 C．8 molL－1 NaOH溶液 D．18 molL－1 H2SO4溶液 答案　A 解析　在鎂、鋁混合物中加入HNO3和濃H2SO4都不產(chǎn)生H2；加入NaOH溶液，只有Al與之反應生成H2，而鎂不反應；加入鹽酸，鎂、鋁都與鹽酸反應生成H2，所以放出H2的量最多。 題組二 鋁與酸、堿溶液反應的定量計算 3．相同質(zhì)量的鎂和鋁分別與足量的鹽酸反應，生成的氫氣在相同條件下的體積比是(　　) A．1∶1 B．1∶2 C．2∶3 D．3∶4 答案　D 解析　鎂和鋁分別與鹽酸反應，有關系式：Mg～H2，Al～H2，設鎂、鋁的質(zhì)量均為m g，則Mg產(chǎn)生的H2為 mol，Al產(chǎn)生的H2為 mol＝ mol，相同條件下氣體體積之比等于物質(zhì)的量之比，所以兩者生成的氣體的體積比為∶＝3∶4，D正確。 4．甲、乙兩燒杯中各盛有100 mL 3 mol/L鹽酸和氫氧化鈉溶液，向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉，反應結(jié)束后測得甲、乙兩燒杯中產(chǎn)生的氣體體積之比為1∶2，則加入鋁粉的質(zhì)量為(　　) A．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.6 g 答案　A 解析　根據(jù)鋁粉與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應的化學方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，可知若在含等物質(zhì)的量的HCl和NaOH溶液中分別加入足量的鋁粉，產(chǎn)生的H2的體積之比為1∶3。而題中產(chǎn)生的H2的體積之比為1∶2，說明鋁粉的量相對鹽酸是過量的，而相對NaOH是不足的，則與鹽酸反應的鋁粉是2.7 g，與NaOH溶液反應的鋁粉應為5.4 g。 鋁與酸、堿反應的定量關系 鋁分別與鹽酸、NaOH溶液反應的原理： 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑， 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。 (1)等量的鋁與足量鹽酸和足量氫氧化鈉溶液反應，產(chǎn)生H2的體積比為＝。 (2)足量鋁分別與等物質(zhì)的量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應，產(chǎn)生H2的體積比為＝。 (3)一定量的鋁分別與一定量的鹽酸和NaOH溶液反應，若產(chǎn)生H2的體積比為＜＜，則必定是：鋁與鹽酸反應時，鋁過量而鹽酸不足；鋁與NaOH溶液反應時，鋁不足而NaOH溶液過量。 考點3　鋁的重要化合物 1．氧化鋁 (1)物理性質(zhì)和用途 白色固體，不溶于水，硬度大，具有很高的熔點。是一種比較好的耐火材料，也是冶煉鋁的原料，天然剛玉的成分是Al2O3，還可制備各種寶石。 (2)化學性質(zhì)(用離子方程式表示)： ②電解：化學方程式為2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。 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)化學性質(zhì) ①兩性：Al(OH)3的電離方程式為： Al(OH)3既能溶于強酸又能溶于強堿，且都生成鹽和水。 與強酸反應：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O， 與強堿溶液反應：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。 ②受熱分解2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。 (3)制備 ①向鋁鹽中加入氨水，離子方程式為 Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH。 ②NaAlO2溶液中通入足量CO2，離子方程式為 AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。 ③NaAlO2溶液與AlCl3溶液混合：離子方程式為3AlO＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓。 3．常見的鋁鹽及其應用 (1)硫酸鋁鉀是由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成的復鹽。 (2)明礬的化學式為KAl(SO4)212H2O，它是無色晶體，可溶于水，電離方程式為KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO。明礬可用于凈水，其原因是Al3＋水解產(chǎn)生Al(OH)3_膠體，Al(OH)3膠體可以和懸浮于水中的泥沙形成絮狀不溶物而沉降下來，使水澄清。 4．與Al(OH)3沉淀生成有關的圖像分析 (1)把強堿溶液逐滴加入到鋁鹽(Al3＋)溶液中至過量 ①現(xiàn)象：先有白色沉淀產(chǎn)生，然后沉淀逐漸溶解。 ②有關反應的離子方程式： A→B：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓， B→D：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。 (2)把鋁鹽(Al3＋)溶液逐滴加入到強堿溶液中至過量 ①現(xiàn)象：先無明顯現(xiàn)象，然后逐漸產(chǎn)生大量的白色沉淀。 ②有關反應的離子方程式： A→B：Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O， B→C：Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓。 (3)在AlO溶液中逐滴加入強酸至過量 ①現(xiàn)象：先生成白色沉淀，然后沉淀逐漸溶解。 ②有關反應的離子方程式： A→B：AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓， B→C：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。 (4)在強酸溶液中逐滴加入AlO溶液至過量 ①現(xiàn)象：先無明顯現(xiàn)象，反應一段時間后逐漸產(chǎn)生白色沉淀。 ②有關反應的離子方程式： A→B：4H＋＋AlO===Al3＋＋2H2O， B→C：Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓。 (1)既能與強酸反應，又能與強堿反應的物質(zhì)有多元弱酸的酸式鹽(如：NaHCO3、KHS、NaHSO3等)；弱酸弱堿鹽[如：(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2SO3等]；兩性化合物[如：Al2O3、Al(OH)3、氨基酸等] (2)分析鋁系圖像時要注意：①加入酸或堿的強弱。因為強酸、強堿會使Al(OH)3溶解，而弱酸、弱堿不能使Al(OH)3溶解。 ②領悟2個數(shù)量關系。 a．沉淀Al3＋所需n(OH－)與Al(OH)3溶解所需n(OH－)的比為3∶1。 b．Al(OH)3溶解所需n(OH－)＝n[Al(OH)3]。 【基礎辨析】 判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“”。 (1)向1 molL－1 AlCl3溶液中加過量的6 molL－1 NaOH溶液制備Al(OH)3懸濁液。() (2)向NaAlO2溶液中通入過量CO2制Al(OH)3的離子方程式：CO2＋AlO＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。(√) (3)制備AlCl3不能采用將溶液直接蒸干的方法。(√) (4)工業(yè)電解熔融的AlCl3制鋁。() 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 題組一 Al2O3和Al(OH)3的兩性 1．下列除去雜質(zhì)的方法不正確的是(　　) A．鎂粉中混有少量鋁粉：加入過量燒堿溶液充分反應，過濾、洗滌、干燥 B．用過量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋ C．Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量燒堿溶液，充分反應，過濾，向濾液中通入過量CO2后過濾 D．MgO中混有少量Al2O3：加入足量燒堿溶液，充分反應，過濾、洗滌、干燥得到MgO 答案　B 解析　氨水與Fe3＋和Al3＋均反應生成氫氧化物沉淀，不符合除雜的要求。 2．A、B、C、D、E五種化合物均含有某種短周期常見元素，它們的轉(zhuǎn)化關系如下圖所示，其中A的溶液為澄清溶液，C為難熔的白色固體，E則易溶于水，取A的溶液灼燒，焰色反應為淺紫色(透過藍色鈷玻璃)。 (1)寫出化學式：A________，B________，C________， D________，E________。 (2)寫出下列反應的離子方程式： A→B：______________________________________________； A→D：______________________________________________。 答案　(1)KAlO2　Al(OH)3　Al2O3　AlCl3　NaAlO2 (2)AlO＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O 解析　B為兩性物質(zhì)，由A→B知B為Al(OH)3，C為Al2O3，A溶液的焰色反應為淺紫色，則A為KAlO2。 題組二 Al(OH)3的制備 3．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?shù)慕M合是(　　) ①加鹽酸溶解?、诩訜龎A溶液溶解?、圻^濾?、芡ㄈ脒^量CO2生成Al(OH)3沉淀?、菁尤臌}酸生成Al(OH)3沉淀 ⑥加入過量燒堿溶液 A．①⑥⑤③ B．②③④③ C．②③⑤③ D．①③⑤③ 答案　B 解析　若先用鹽酸溶解，Mg、Al均溶解，故先用燒堿溶液溶解，從NaAlO2制備Al(OH)3，若加鹽酸不容易控制量的多少，應通入足量的CO2氣體。故B項操作步驟為最佳順序。 4．若甲、乙、丙三位同學用規(guī)定的藥品制備Al(OH)3。規(guī)定必用的藥品如下：350 g 70% H2SO4溶液，NaOH固體240 g，足量鋁屑、水(不能用其他藥品)。 甲、乙、丙用各自設計的方案制得Al(OH)3的質(zhì)量分別是W1、W2、W3。三種實驗方案如下： 甲：鋁→加NaOH溶液→加H2SO4溶液→W1 g Al(OH)3乙：鋁→加H2SO4溶液→加NaOH溶液→W2 g Al(OH)3 丙：→W3 g Al(OH)3 試回答： (1)從充分利用原料、降低成本和提高產(chǎn)率等因素分析，實驗方案最合理的是________。 (2)三位學生制得的Al(OH)3，W1、W2、W3其質(zhì)量由大到小的順序是____________________________________________________。 (3)制得Al(OH)3的最大質(zhì)量是________。 答案　(1)丙　(2)W3>W1>W2　(3)520 g 解析　n(H2SO4)＝＝2.5 mol，n(H＋)＝5 mol，n(NaOH)＝＝6 mol，n(OH－)＝6 mol。甲：AlAlOAl(OH)3↓，6 mol OH－反應得到6 mol AlO，消耗5 mol H＋，生成5 mol Al(OH)3；乙：AlAl3＋Al(OH)3↓，5 mol H＋反應得到 mol Al3＋，最終最多得到Al(OH)3為 mol；丙：由AlAl3＋可知5 mol H＋反應得到 mol Al3＋，由AlAlO，可知6 mol OH－反應得到6 mol AlO，由Al3＋4Al(OH)3↓，可知Al3＋不足，故可得Al(OH)3為 mol4＝ mol，故W3>W1>W2，最合理方案為丙。制得Al(OH)3的最大質(zhì)量為 mol78 gmol－1＝520 g。 題組三 Al3＋、AlO形成Al(OH)3圖像的綜合分析 5．下列曲線圖(縱坐標為沉淀的量，橫坐標為加入物質(zhì)的量)與對應的選項相符合的是(　　) A．向1 L濃度均為0.1 molL－1的Ba(OH)2、NaAlO2混合溶液中加入0.1 molL－1的稀H2SO4 B．向1 L濃度分別為0.1 molL－1和0.3 molL－1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1 molL－1的稀NaOH溶液 C．向燒堿溶液中滴加明礬溶液 D．向AlCl3溶液中滴加過量氨水 答案　A 解析　Ba(OH)2和NaAlO2中加入H2SO4，發(fā)生的反應依次為Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O、AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，所以加1 L H2SO4時，Ba(OH)2反應完，再加0.5 L H2SO4時，AlO反應完全，再加1.5 L H2SO4時，Al(OH)3全部溶解，A正確；向1 L濃度分別為0.1 molL－1和0.3 molL－1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1 molL－1的NaOH溶液，發(fā)生的反應依次是Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、OH－＋NH===NH3H2O、Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，所以沉淀Al3＋和溶解Al(OH)3所用NaOH的量之比為3∶1，而圖像上看到的是1∶1，B錯誤；向燒堿溶液中滴加明礬溶液，發(fā)生的反應依次是Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O、Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓，C錯誤；AlCl3溶液中滴加過量氨水，沉淀不會溶解，D錯誤。 6．將0.1 mol的鎂、鋁混合物溶于100 mL 2 mol/L H2SO4溶液中，然后再滴加1 mol/L NaOH溶液。請回答： (1)若在滴加NaOH溶液的過程中，沉淀質(zhì)量m隨加入NaOH溶液的體積V變化如下圖所示。當V1＝160 mL時，則金屬粉末中n(Mg)＝________mol，V2＝________mL。 (2)若在滴加NaOH溶液過程中，欲使Mg2＋、Al3＋剛好沉淀完全，則滴入NaOH溶液的體積V(NaOH)＝________mL。 答案　(1)0.06　440　(2)400 解析　(1)由圖像可知：V1 mL的NaOH溶液是與過量H2SO4反應的，則與Mg、Al反應的H2SO4為： 0．2 mol－0.16 mol＝0.12 mol。 假設n(Mg)＝x mol，n(Al)＝y(tǒng) mol 則有方程組： 解得：x＝0.06 mol，y＝0.04 mol。 當加入V2 mL NaOH溶液時， 得到Mg(OH)2沉淀和NaAlO2關系式為： Mg2＋～2OH－，Al3＋～4OH－， 所以，V2＝160 mL＋103 mL/L＝440 mL。 (2)當Mg2＋、Al3＋剛好沉淀完全時，溶液中只有Na2SO4，關系式為2NaOH～H2SO4， 所以，V(NaOH)＝＝400 mL。 Al元素的存在形態(tài)與OH－、H＋的關系  1．[高考集萃]判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“”。 (1)[xx天津高考]蒸發(fā)Al與稀HCl反應后的溶液制備AlCl3。(　　) (2)[xx江蘇高考]明礬的化學式：Al2(SO4)3。(　　) (3)[xx天津高考]用氫氧化鈉溶液除去鎂粉中的雜質(zhì)鋁：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。(　　) (4)[xx重慶高考]Al2O3和MgO均可與NaOH溶液反應。(　　) (5)[xx天津高考]中國古代利用明礬溶液的酸性清除銅鏡表面的銅銹。(　　) 答案　(1)　(2)　(3)√　(4)　(5)√ 解析　(1)AlCl3為易揮發(fā)的強酸與Al(OH)3形成的鹽，蒸發(fā)AlCl3溶液得不到AlCl3，錯誤；(2)明礬的化學式為：KAl(SO4)212H2O，錯誤；(4)MgO不能與NaOH溶液反應，錯誤；(5)明礬中Al3＋水解顯酸性，可溶解Cu2(OH)2CO3，正確。 2．[xx安徽高考]某同學將光亮的鎂條放入盛有NH4Cl溶液的試管中，有大量氣泡產(chǎn)生。為探究該反應原理，該同學做了以下實驗并觀察到相關現(xiàn)象，由此得出的結(jié)論不合理的是(　　) 選項 實驗及現(xiàn)象 結(jié)論 A 將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口，試紙變藍 反應中有NH3產(chǎn)生 B 收集產(chǎn)生的氣體并點燃，火焰呈淡藍色 反應中有H2產(chǎn)生 C 收集氣體的同時測得溶液的pH為8.6 弱堿性溶液中Mg也可被氧化 D 將光亮的鎂條放入pH為8.6的NaHCO3溶液中，有氣泡產(chǎn)生 弱堿性溶液中OH－氧化了Mg 答案　D 解析　解答本題時，首先要通過實驗及現(xiàn)象對此反應作出準確的分析：氯化銨溶液與鎂條反應生成氯化鎂、氨氣和氫氣，A、B合理；因NH3H2O電離而使溶液顯弱堿性，在弱堿性溶液中鎂也可被氧化，C合理；將鎂條放入pH為8.6的NaHCO3溶液中，有氣泡產(chǎn)生，根據(jù)C實驗知，應是鎂與溶液中的H＋作用產(chǎn)生了氫氣，D不合理。 3．[xx江蘇高考]在CO2中，Mg燃燒生成MgO和C。下列說法正確的是(　　) A．元素C的單質(zhì)只存在金剛石和石墨兩種同素異形體 B．Mg、MgO中鎂元素微粒的半徑：r(Mg2＋)>r(Mg) C．在該反應條件下，Mg的還原性強于C的還原性 D．該反應中化學能全部轉(zhuǎn)化為熱能 答案　C 解析　C還存在C60等其他同素異形體，A錯誤；Mg的電子層數(shù)比Mg2＋多，所以半徑：r(Mg)>r(Mg2＋)，B錯誤；反應方程式為2Mg＋CO22MgO＋C，還原劑為Mg，還原產(chǎn)物為C，根據(jù)還原劑的還原性強于還原產(chǎn)物的還原性知，Mg的還原性強于C的還原性，C正確；燃燒過程中化學能除轉(zhuǎn)化為熱能外，還轉(zhuǎn)化為光能等其他能量，D錯誤。 4．[xx安徽高考]室溫下，在0.2 molL－1 Al2(SO4)3溶液中，逐滴加入1.0 molL－1 NaOH溶液，實驗測得溶液pH隨NaOH溶液體積變化曲線如右圖，下列有關說法正確的是(　　) A．a(chǎn)點時，溶液呈酸性的原因是Al3＋水解，離子方程式為Al3＋＋3OH－Al(OH)3 B．a(chǎn)～b段，溶液pH增大，Al3＋濃度不變 C．b～c段，加入的OH－主要用于生成Al(OH)3沉淀 D．d點時，Al(OH)3沉淀開始溶解 答案　C 解析　A錯誤，離子方程式應為Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋；B錯誤，a～b段，Al3＋不斷與氫氧化鈉溶液反應而逐漸減少；D錯誤，c～d段的后半部分，溶液的pH已大于7，說明已有NaAlO2生成，即Al(OH)3在d點之前已開始溶解。 5．[xx浙江高考(節(jié)選)]化合物Mg5Al3(OH)19(H2O)4可作環(huán)保型阻燃材料，受熱時按如下化學方程式分解： 2Mg5Al3(OH)19(H2O)427H2O↑＋10MgO＋3Al2O3 (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，用化學方程式表示其原理________________________________________________________________________。 答案　(1)反應吸熱降低溫度，固體氧化物隔絕空氣，水蒸氣稀釋空氣 (2)Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O (3)MgO＋2NH4Cl＋H2O===MgCl2＋2NH3H2O(或NH4Cl＋H2ONH3H2O＋HCl，MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O) 解析　(1)Mg5Al3(OH)19(H2O)4的分解反應是吸熱反應，反應生成了大量的水蒸氣和固體氧化物。吸熱能降低環(huán)境的溫度，固體氧化物能有效隔絕空氣，而生成的水蒸氣則能稀釋空氣，降低氧氣的濃度，從而阻止燃燒的繼續(xù)。 (2)Al2O3為兩性氧化物，而MgO也能與酸反應，故應用堿溶液除去Al2O3，離子方程式為Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O。 (3)NH4Cl水解使溶液呈酸性，能有效溶解MgO，相應的化學方程式為MgO＋2NH4Cl＋H2O===MgCl2＋2NH3H2O或NH4Cl＋H2ONH3H2O＋HCl，MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O。 　　時間：45分鐘　　　滿分：100分 一、選擇題(每題6分，共72分) 1．下列關于鋁及其化合物的敘述正確的是(　　) A．氧化鋁坩堝可用于熔融NaOH實驗 B．鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應，反應后固體物質(zhì)增重 C．氧化鋁熔點很高，可作耐火材料 D．明礬用作凈水劑，可以除去廢水中的銅離子 答案　C 解析　氧化鋁能與NaOH反應，氧化鋁坩堝不能用于熔融NaOH實驗，A錯誤；根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應后固體物質(zhì)的質(zhì)量不變，B錯誤；氧化鋁熔點很高，可用于制耐火磚、耐火坩堝、耐火高溫實驗儀器等，C正確；明礬凈水時，Al3＋水解生成Al(OH)3膠體，可吸附水中不溶于水的雜質(zhì)形成沉淀，從而起到凈水作用，銅離子無法除去，D錯誤。 2．鎂和鋁分別與等濃度、等體積的過量稀硫酸反應，產(chǎn)生氣體的體積(V)與時間(t)關系如圖。反應中鎂和鋁的(　　) A．物質(zhì)的量之比為3∶2 B．質(zhì)量之比為3∶2 C．摩爾質(zhì)量之比為2∶3 D．反應速率之比為2∶3 答案　A 解析　由關系式：Mg～H2,2Al～3H2，可知產(chǎn)生等量H2時，消耗Mg、Al的物質(zhì)的量之比為3∶2，質(zhì)量之比為4∶3，摩爾質(zhì)量之比為24∶27＝8∶9，反應速率之比為3∶2，故A正確。 3．下列各組物質(zhì)能相互反應得到Al(OH)3的是(　　) A．Al跟NaOH溶液共熱 B．Al(NO3)3跟過量的NaOH溶液反應 C．Al2O3和水共熱 D．Al2(SO4)3和過量的氨水反應 答案　D 解析　Al跟NaOH溶液共熱生成NaAlO2，得不到氫氧化鋁，故A錯誤；氫氧化鋁是兩性氫氧化物，溶于強酸或強堿，Al(NO3)3跟過量的NaOH溶液反應生成NaAlO2，得不到氫氧化鋁，故B錯誤；氧化鋁不溶于水，不能與水反應生成氫氧化鋁，故C錯誤；Al2(SO4)3和過量的氨水反應可以得到氫氧化鋁，氫氧化鋁不溶于弱堿，故D正確。 4．下列有關金屬鎂的說法不正確的是(　　) A．Mg在CO2中燃燒生成MgO和C，是放熱反應 B．工業(yè)上通過電解MgCl2溶液制取金屬鎂 C．Mg和稀硫酸反應時，滴加少量硫酸銅溶液，能加快反應速率 D．鎂可以用來制造信號彈和焰火，MgO可以作耐高溫材料 答案　B 解析　金屬Mg可以在CO2中燃燒生成MgO和C，同時放出大量的熱，A正確；工業(yè)上通過電解熔融MgCl2來制取金屬鎂，B錯誤；Mg和稀硫酸反應時，滴加少量硫酸銅溶液，Mg置換出Cu，形成原電池，化學反應速率加快，C正確；Mg在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光，常用來制造信號彈和焰火，MgO的熔點很高，常用作耐高溫材料，D正確。 5．[xx山東重點中學聯(lián)考]下列物質(zhì)組合中，既能和酸反應又能和堿反應的化合物共有(　　) ①(NH4)2CO3?、贏l2O3　③Al2(SO4)3?、蹵l?、軳aHSO3　⑥Al(OH)3 A．3種 B．4種 C．5種 D．6種 答案　B 解析　Al為單質(zhì)，排除④；(NH4)2CO3與酸反應生成CO2，與堿反應生成NH3；Al2O3、Al(OH)3為兩性物質(zhì)，均能與強酸、強堿反應；NaHSO3與酸反應生成SO2，與堿反應生成Na2SO3；Al2(SO4)3只能與堿反應，不能與酸反應。故既能與酸反應也能與堿反應的化合物是①②⑤⑥，B正確。 6．下表中，對陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及兩者間因果關系的判斷，完全正確的是(　　) 選項 陳述Ⅰ 陳述Ⅱ 判斷 A 鋁制炊具最好不要盛放酸性或堿性較強的液體食物 Al和Al2O3既可以與酸反應又可以與堿反應 Ⅰ對，Ⅱ 對，有 B 鋁箔在酒精燈火焰上加熱熔化但不滴落 鋁箔對熔化的鋁有較強的吸附作用 Ⅰ對，Ⅱ 對，有 C 海嘯使水源發(fā)生污染可用明礬進行消毒和凈化 明礬水解生成Al(OH)3膠體，具有吸附性 Ⅰ對，Ⅱ 錯，無 D 鐵或鋁制成的槽車可以密封貯運濃硫酸或濃硝酸 鐵和鋁不能與濃硫酸或濃硝酸反應 Ⅰ錯，Ⅱ 對，無 答案　A 解析　鋁箔在酒精燈火焰上加熱熔化但不滴落是因為Al2O3的熔點高于金屬Al，故B錯；明礬水解產(chǎn)生Al(OH)3膠體，可凈化水，但不能進行消毒，故C錯；鐵、鋁遇濃硫酸、濃硝酸鈍化，并不是不反應，故D錯。 7．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可與鹽酸反應生成GaCl3 C．Ga(OH)3可與NaOH溶液反應生成NaGaO2 D．由流程圖可知酸性：Al(OH)3＞Ga(OH)3 答案　D 解析　鎵(Ga)與鋁同主族，均位于第ⅢA族，A正確；Ga2O3與Al2O3的性質(zhì)具有相似性，可與鹽酸反應生成GaCl3，B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溶液反應生成NaGaO2，C正確；化學反應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錯誤。 8．[xx山西大學附中模擬]工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，含SiO2、Fe2O3等雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如圖所示。 對上述流程中的判斷正確的是(　　) ①試劑X為稀硫酸，沉淀中含有硅的化合物 ②反應Ⅱ中生成Al(OH)3的反應為CO2＋AlO＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO ③結(jié)合質(zhì)子(H＋)的能力由強到弱的順序是OH－＞AlO＞CO ④Al2O3熔點很高，工業(yè)上還可采用電解熔融AlCl3冶煉Al A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 答案　B 解析　由溶液乙通入過量的Y生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉可知，溶液乙中含有AlO，氣體Y為二氧化碳，故試劑X為氫氧化鈉溶液，不可能為硫酸，故①錯誤；過量的二氧化碳與偏鋁酸鈉反應生成氫氧化鋁沉淀與碳酸氫鈉，反應離子方程式為CO2＋AlO＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO，故②正確；結(jié)合質(zhì)子的能力就是指堿性強弱，堿性：OH－＞AlO＞CO，所以結(jié)合質(zhì)子的能力：OH－＞AlO＞CO，故③正確；AlCl3是共價化合物，熔融時不能電離出Al3＋，電解熔融的AlCl3不能獲得金屬鋁，故④錯誤。 9．a(chǎn) g鎂鋁合金投入x mL 2 molL－1的鹽酸中，金屬完全溶解，再加入y mL 1 molL－1 NaOH溶液，沉淀達到最大值，質(zhì)量為(a＋1.7) g，則下列說法不正確的是(　　) A．鎂鋁合金與鹽酸反應轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.1NA B．沉淀為Mg(OH)2和Al(OH)3的混合物 C．x＝2y D．a(chǎn)的取值范圍為0.9＜a＜1.2 答案　C 解析　Mg、Al失去電子變?yōu)殡x子，離子再結(jié)合OH－生成沉淀，則鎂鋁合金與鹽酸反應轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量等于其生成沉淀時結(jié)合的OH－的物質(zhì)的量，沉淀量最大時得到Mg(OH)2和Al(OH)3的混合物，則m(OH－)＝(a＋1.7) g－a g＝1.7 g，n(OH－)＝0.1 mol，電子轉(zhuǎn)移總數(shù)是0.1NA，A、B正確；沉淀量最大時，溶液中n(Na＋)＝n(Cl－)，此時HCl和氫氧化鈉的物質(zhì)的量相等，即2x＝y(tǒng)，C錯誤；電子轉(zhuǎn)移總數(shù)是0.1NA，若金屬全部是鎂，則鎂的質(zhì)量是1.2 g，若金屬全部是鋁，則鋁的質(zhì)量是0.9 g，D正確。 10．向一定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，生成沉淀Al(OH)3的物質(zhì)的量隨AlCl3加入量的變化關系如圖所示。則下列離子組在對應的溶液中一定能大量共存的是(　　) A．a(chǎn)點對應的溶液中：Na＋、Mg2＋、SO、HCO B．b點對應的溶液中：Na＋、NH、SO、Cl－ C．c點對應的溶液中：Ag＋、Ca2＋、NO、Cl－ D．d點對應的溶液中：K＋、NH、I－、SO 答案　D 解析　向NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，依次發(fā)生反應：Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O、3AlO＋6H2O＋Al3＋===4Al(OH)3↓。a點時溶液中有大量OH－，與Mg2＋、HCO不能大量共存，A錯誤；b點時溶質(zhì)為NaCl和NaAlO2，AlO與NH不能大量共存，B錯誤；c點時溶質(zhì)為NaCl，Cl－與Ag＋不能大量共存，C錯誤；d點時溶質(zhì)為NaCl和AlCl3，所有離子可以大量共存，D正確。 11．某無色溶液含有下列離子中的若干種：H＋、NH、Cu2＋、Ba2＋、Al3＋、CO、Cl－、OH－、NO。向該溶液中加入鋁粉，只放出H2，則溶液中能大量存在的離子最多有(　　) A．3種 B．4種 C．5種 D．6種 答案　C 解析　Cu2＋在溶液中為藍色，則溶液中一定不含有Cu2＋。能與鋁粉反應放出H2，則溶液中含有H＋或OH－。若溶液中含有H＋，則不含CO、OH－、NO，一定含有Cl－，可能含有NH、Ba2＋、Al3＋。若溶液中含有OH－，則不含H＋、NH、Al3＋，結(jié)合溶液呈電中性知，一定含有Ba2＋，一定不含CO，可能含有Cl－、NO。綜上所述，溶液中能大量存在的離子最多有5種。 12．有一塊鎂鋁合金，其中鎂與鋁的質(zhì)量比是8∶9。加入足量稀H2SO4使其完全溶解后，再加入NaOH溶液，生成沉淀的質(zhì)量隨NaOH溶液體積變化的曲線如下圖，其中正確的是(　　) 答案　A 解析　鎂與鋁的質(zhì)量比是8∶9，則物質(zhì)的量之比是1∶1，NaOH溶液過量后Al(OH)3完全溶解，只有Mg(OH)2，B錯誤；等物質(zhì)的量的Mg(OH)2與Al(OH)3的質(zhì)量之比是58∶78，即剩余的Mg(OH)2的質(zhì)量小于沉淀最大質(zhì)量的，排除C、D，故選A。 二、非選擇題(共28分) 13．[xx云南高中統(tǒng)一檢測](14分)鋁(熔點660 ℃)是一種應用廣泛的金屬，工業(yè)上用Al2O3(熔點2045 ℃)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在高溫下反應的化學方程式為________________________________ _________________________________________________________。 (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，可迅速反應產(chǎn)生氣泡，該反應的化學方程式為________________________________；鋁汞齊的化學性質(zhì)變得“活潑”的原因可能是____________________________________________________。 (3)飲用水中的NO對人體健康會產(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，該反應的離子方程式為 ________________________________________________________。 (4)將0.1 molL－1 AlCl3溶液和10% NH4F溶液等體積混合，充分反應后滴加氨水，無沉淀析出。則AlCl3與NH4F反應的化學方程式為______________________________________________。 答案　(1)10Al＋3V2O55Al2O3＋6V (2)鋁表面很快形成致密氧化膜，其熔點高于鋁　2Al＋6H2O===2Al(OH)3＋3H2↑　其表面不易形成致密的氧化膜(合理即可) (3)10Al＋6NO＋4OH－===3N2↑＋10AlO＋2H2O (4)AlCl3＋6NH4F===(NH4)3AlF6＋3NH4Cl 解析　(1)金屬鋁作還原劑化合價升高生成Al2O3，V2O5作氧化劑化合價降低生成V。 (2)Al2O3的熔點高于金屬鋁，所以鋁熔化而不滴落；金屬鋁與水發(fā)生置換反應：2Al＋6H2O===2Al(OH)3＋3H2↑；單質(zhì)鋁的化學性質(zhì)活潑，會與O2迅速反應生成Al2O3致密氧化膜，阻礙Al與H2O發(fā)生反應，當制成鋁汞齊后，Al與O2反應生成蓬松的Al2O3，此時將其放入水中，Al與H2O接觸發(fā)生反應生成H2。 (3)金屬鋁作還原劑在堿性條件下生成AlO，硝酸根離子作氧化劑被還原為N2，再根據(jù)氧化還原方程式配平原則配平離子方程式。 (4)加入氨水后，無沉淀生成，說明溶液中不存在Al3＋，依據(jù)元素守恒和冰晶石的化學式，可寫出反應的化學方程式。 14．[xx湖南百所重點中學段考](14分)某興趣小組根據(jù)鎂與沸水的反應推測鎂也能與飽和碳酸氫鈉溶液反應。資料顯示：鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應產(chǎn)生大量氣體和白色不溶物。該興趣小組設計了如下實驗方案驗證產(chǎn)物并探究反應原理。 實驗Ⅰ：用砂紙擦去鎂條表面氧化膜，將其放入盛有適量滴有酚酞的飽和碳酸氫鈉溶液的試管中，迅速反應，產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物，溶液由淺紅色變?yōu)榧t色。 (1)該小組對反應中產(chǎn)生的白色不溶物作出如下假設： 假設1：可能為_______________________________________。 假設2：可能為MgCO3。 假設3：可能是堿式碳酸鎂[xMgCO3yMg(OH)2]。 (2)設計定性實驗確定產(chǎn)物并驗證假設： 實驗序號 實驗 預期現(xiàn)象和結(jié)論 實驗Ⅱ 將實驗Ⅰ中收集到的氣體點燃 ______①______ 實驗Ⅲ 取實驗Ⅰ中的白色不溶物，洗滌，加入足量__②__ 產(chǎn)生氣泡，沉淀全部溶解；白色不溶物可能含有MgCO3 實驗Ⅳ 取實驗Ⅰ中的澄清液，向其中加入少量CaCl2溶液 產(chǎn)生白色沉淀；說明溶液中存在的離子有__③__ (3)設計定量實驗確定實驗Ⅰ的產(chǎn)物：稱取實驗Ⅰ中所得干燥、純凈的白色不溶物6.20 g，充分加熱灼燒至不再產(chǎn)生氣體為止，并使分解產(chǎn)生的氣體全部進入裝置A(盛足量濃硫酸)和B(盛足量堿石灰)中，裝置A增重0.36 g，裝置B增重2.64 g，則白色不溶物的化學式為________。 答案　(1)Mg(OH)2 (2)①能安靜燃燒、產(chǎn)生淡藍色火焰，證明該氣體為氫氣?、谙←}酸(或稀硫酸)?、跜O (3)3MgCO3Mg(OH)2[或Mg(OH)23MgCO3或Mg4(OH)2(CO3)3] 解析　(1)根據(jù)假設2和3，推出假設1：白色不溶物可能為Mg(OH)2。 (2)①HCO在水中存在水解平衡和電離平衡：HCO＋H2OH2CO3＋OH－、HCOH＋＋CO，Mg和OH－不反應，Mg和H＋反應產(chǎn)生氫氣，因此氣體可能為氫氣，若氣體點燃后能安靜燃燒、產(chǎn)生淡藍色火焰，則該氣體為氫氣。②根據(jù)假設，應加入足量的稀鹽酸或稀硫酸，沉淀全部消失，且產(chǎn)生氣體，說明沉淀中含有碳酸鎂。③加入CaCl2溶液，出現(xiàn)沉淀，說明溶液中含有CO。 (3)濃硫酸的作用是吸收水蒸氣，根據(jù)H元素守恒，可得n[Mg(OH)2]＝n(H2O)＝＝0.02 mol，堿石灰的作用是吸收CO2，根據(jù)C元素守恒，可得n(MgCO3)＝n(CO2)＝＝0.06 mol，因此MgCO3∶Mg(OH)2＝0.06∶0.02＝3∶1，化學式為3MgCO3Mg(OH)2或Mg(OH)23MgCO3或Mg4(OH)2(CO3)3。