2020高考化学一轮复习第三章金属及其化合物第2节真题检测(含解析)

金属及其化合物

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1．判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。

(1)(2018·海南卷，10改编)絮凝剂有助于去除工业和生活废水中的悬浮物，NaFe(SO4)2·6H2O、KAl(SO4)2·12H2O都可作为絮凝剂(　　)

(2)(2018·全国卷Ⅲ，7C)氢氧化铝可用于中和过多胃酸(　　)

(3)(2018·全国卷Ⅲ，10A)24 g 镁与27 g铝中，含有相同的质子数(　　)

(4)(2018·江苏卷，4C)Al2O3是两性氧化物，故可用作耐高温材料(　　)

(5)(2018·江苏卷，9B)Al(s)NaAlO2(aq)Al(OH)3(s)(　　)

(6)(2017·北京卷，8D)氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀，气体被还原(　　)

(7)(2017·天津卷，4B)蒸发Al与稀盐酸反应后的溶液可制备无水AlCl3(　　)

(8)(2017·江苏卷，2D)明矾的化学式：Al2(SO4)3(　　)

(9)(2017·海南卷，7D)铝箔在氯气中燃烧可制备无水三氯化铝(　　)

(10)(2017·海南卷，6C)向硫酸铝溶液中滴加碳酸钠溶液：2Al3＋＋3CO===Al2(CO3)2(　　)

(11)(2016·江苏卷，5C)向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH(　　)

(12)(2015·全国卷Ⅱ，13B改编)将氯化铝溶液滴入浓氢氧化钠溶液中，将产生大量白色沉淀(　　)

(13)(2016·全国卷Ⅲ，7A)Al2(SO4)3和小苏打反应应用于泡沫灭火器灭火(　　)

(14)(2015·全国卷Ⅰ，10C)用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝滴落下来，金属铝的熔点较低(　　)

(15)(2014·全国卷Ⅱ，9C)铝与Fe2O3发生铝热反应后固体的质量不变(　　)

(16)(2014·北京卷，9D)Al片溶于NaOH溶液中，产生气体：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑(　　)

(17)(2014·江苏卷，8A)Al、HCl、NaOH中任意两种物质在一定条件下均能发生反应(　　)

【答案】(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×　(8)×　(9)√　(10)×　(11)√　(12)×　(13)√　(14)×　(15)√　(16)√　(17)√

2．(2015·山东卷，10)某化合物由两种单质直接反应生成，将其加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生。下列化合物中符合上述条件的是(　　)

A．AlCl3　 B．Na2O　　

C．FeCl2　 D．SiO2

【答案】A

3．(2014·安徽卷，13)室温下，在0.2 mol·L－1Al2(SO4)3溶液中逐滴加入1.0 mol·L－1NaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如图所示，下列有关说法正确的是(　　)

A．a点时，溶液呈酸性的原因是Al3＋水解，离子方程式为Al3＋＋3OH－Al(OH)3

B．a→b段，溶液pH增大，Al3＋浓度不变

C．b→c段，加入的OH－主要用于生成Al(OH)3沉淀

D．d点时，Al(OH)3沉淀开始溶解

【答案】C

【解析】Al3＋的水解反应为Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，A项错误；a→b段，部分Al3＋转化为Al(OH)3，Al3＋浓度减小，B项错误；据图可知b→c段的pH<5，应该主要生成氢氧化铝沉淀，C项正确；c点时，Al(OH)3沉淀开始溶解，d点的pH>10，即d点之前氢氧化铝已经完全溶解，D项错误。

4．(上海经典)已知：2NaAlO2＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋Na2CO3。向含2 mol NaOH、1 mol Ba(OH)2、2 mol NaAlO2的混合溶液中慢慢通入CO2，则通入CO2的量和生成沉淀的量关系不正确的是(　　)

【答案】D

【解析】原溶液中含有4 mol OH－、1 mol Ba2＋、2 mol AlO，1 mol CO2消耗2 mol OH－生成1 mol CO，同时与1 mol Ba2＋恰好反应生成1 mol BaCO3，再通入1 mol CO2又消耗2 mol OH－生成1 mol CO，此时没有沉淀，A项正确；再通入1 mol CO2与2 mol AlO反应生成2 mol Al(OH)3，此时沉淀共3 mol，B项正确；再通入1 mol CO2与1 mol CO生成2 mol HCO，没有继续生成沉淀，C项正确；再通入1 mol CO2与1 mol BaCO3反应，沉淀物质的量变为2 mol，再通入1 mol CO2时，CO2会与水发生反应，但沉淀质量不会发生变化，D项错误。

5．(山东经典)足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是(　　)

A．氢氧化钠溶液　 B．稀硫酸

C．盐酸　 D．稀硝酸

【答案】A

【解析】根据关系式：2Al～2NaOH,2Al～3H2SO4，2Al～6HCl，A项正确，B、C项均错误；Al与稀硝酸反应不产生氢气，D项错误。

6．(2018·海南卷，15)下图中反应①是制备SiH4的一种方法，其副产物MgCl2·6NH3是优质的镁资源。回答下列问题：

(1)MgCl2·6NH3中所含元素的简单离子半径由小到大的顺序(H＋除外)：________________________________________________________________________，

Mg在元素周期表中的位置：_______________，Mg(OH)2的电子式：_______________。

(2)A2B的化学式为______________。反应②的必备条件是______________。上图中可以循环使用的物质有______________。

(3)在一定条件下，由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料__________(写化学式)。

(4)为实现燃煤脱硫，向煤中加入浆状Mg(OH)2，使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物，写出该反应的化学方程式：______________________________________。

【答案】(1)r(Mg2＋)<r(N3－)<r(Cl－)　第三周期ⅡA族

(2)Mg2Si　熔融，电解　NH3，NH4Cl

(3)SiC　(4)2Mg(OH)2＋2SO2＋O2===2MgSO4＋2H2O

7．(2017·江苏卷，16节选)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：

注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。

(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为______________________________。

(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH________(填“增大”“不变”或“减小”)。

(3)“电解Ⅰ”是电解熔融 Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是________________________________________________________________________。

(4)铝粉在1 000 ℃时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是________________________________________________。

【答案】(1)Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O　(2)减小

(3)石墨电极被阳极上产生的O2氧化

(4)NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜

【解析】以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝，由流程可知，加NaOH溶解时Fe2O3不反应，由信息可知SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀，过滤得到的滤渣为Fe2O3、铝硅酸钠，碳酸氢钠与偏铝酸钠反应生成Al(OH)3，过滤Ⅱ得到Al(OH)3，灼烧生成氧化铝，电解I为电解氧化铝生成Al和氧气，电解Ⅱ为电解Na2CO3溶液，结合图可知，阳极上H2O失去电子生成O2和H＋，CO结合H＋生成HCO，阴极上氢离子得到电子生成氢气，以此来解答。(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O。(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，与NaAlO2反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钠，碱性为OH－＞AlO＞CO，可知溶液的pH减小。(3)“电解Ⅰ”是电解熔融 Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，因石墨电极被阳极上产生的O2氧化。(4)铝粉在1 000 ℃时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜。

8．(2016·海南卷，14) KAl(SO4)2·12H2O(明矾)是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐(主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题：

(1)为尽量少引入杂质，试剂①应选用____(填字母)。

a．HCl溶液　　　　 b．H2SO4溶液

c．氨水　　　　 d．NaOH溶液

(2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为________________________________。

(3)沉淀B的化学式为__________；将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是__________________________________________________。

(4)已知：Kw＝1.0×10－14，Al(OH)3AlO＋H＋＋H2O，Kb＝2.0×10－13。Al(OH)3溶于NaOH溶液反应的平衡常数等于____________。

【答案】(1)d　(2)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

(3)Al(OH)3　Al3＋水解，使溶液中H＋浓度增大　(4)20

【解析】 (1)选用NaOH溶液，可以溶解Al，而不引入Fe、Mg杂质。(3)溶液A中加入NH4HCO3，AlO与NH4HCO3发生反应2AlO＋NH＋3H2O＋HCO===2Al(OH)3↓＋NH3·H2O＋CO，生成的沉淀为Al(OH)3；明矾溶液呈酸性的原因是Al3＋的水解。(4)常温下，水的离子积常数Kw＝1.0×10－14，Al(OH)3AlO＋H＋＋H2O　Kb＝c(AlO)·c(H＋)＝2.0×10－13，Al(OH)3与NaOH反应的离子方程式为Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O　K＝＝＝20。

9．(2015·广东卷，32)七铝十二钙(12CaO·7Al2O3)是新型的超导材料和发光材料，用白云石(主要含CaCO3和MgCO3)和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下：

(1)煅粉主要含MgO和________，用适量NH4NO3溶液浸取煅粉后，镁化合物几乎不溶，若滤液Ⅰ中c(Mg2＋)小于5×10－6mol·L－1，则溶液pH大于________[Mg(OH)2的Ksp＝5×10－12]；该工艺中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3，原因是_________________________________________________________________________。

(2)滤液Ⅰ中的阴离子有________(忽略杂质成分的影响)；若滤液Ⅰ中仅通入CO2，会生成________，从而导致CaCO3产率降低。

(3)用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜，反应的离子方程式为________________________________________________________________________。

(4)电解制备Al(OH)3时，电极分别为Al片和石墨，电解总反应方程式为________________________。

(5)一种可超快充电的新型铝电池，充放电时AlCl和Al2Cl两种离子在Al电极上相互转化，其他离子不参与电极反应，放电时负极Al的电极反应式为_______________________________________________________________________。

【答案】(1)CaO　11　CaSO4是微溶物，此时会生成CaSO4沉淀覆盖在CaO表面，阻碍其溶解

(2)NO、OH－　Ca(HCO3)2

(3)Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O

(4)2Al＋6H2O2Al(OH)3＋3H2↑

(5)Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl

【解析】(1)高温下碳酸镁和碳酸钙均受热分解得到对应金属氧化物和CO2。若c(Mg2＋)＝5×10－6mol/L，代入Ksp[Mg(OH)2]中，可得c2(OH－)＝Ksp[Mg(OH)2]÷c(Mg2＋)＝10－6，故c(OH－)＝10－3mol/L，对应pH为11，溶液的pH>11。

(2)结合流程可知，溶液中的阴离子有NO和OH－；直接通CO2易过量，则发生反应CO2＋H2O＋CaCO3===Ca(HCO3)2，导致CaCO3溶解损失。

(4)电解时铝作阳极，石墨作阴极，电解总反应为2Al＋6H2O2Al(OH)3＋3H2↑。

(5)Al2Cl中Al为＋3价，故1 mol Al失去3 mol e－，结合元素守恒知，反应中需要加入AlCl。