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2020届高考化学二轮复习铝及其化合物作业 (2) 练习
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铝及其化合物
一．选择题（共20小题）
1．针对下列实验现象表述不正确的是（ ）
A．用同一针筒先后抽取80 mL氯气、20mL水，振荡，气体完全溶解，溶液变为黄绿色
B．在表面皿中加入少量胆矾，再加入3mL浓硫酸，搅拌，固体由蓝色变白色
C．向二氧化硫水溶液中滴加氯化钡溶液，再滴加双氧水，产生白色沉淀
D．将点燃后的镁条伸入充满二氧化碳的集气瓶，镁条剧烈燃烧，有白色、黑色固体生成
2．下列说法正确的是（ ）
A．镁带燃烧可以用CO2灭火
B．单晶硅是重要的半导体材料，常用于制造光导纤维
C．Cl2能使湿润的有色布条褪色，是因为Cl2的氧化性
D．金属钠可保存在煤油中
3．由H2SO4、Al2O3、NaOH、Mg、Cl2两两之间进行反应，可制得的正盐有（ ）
A．5种 B．6种 C．7种 D．8种
4．Mg在CO2中燃烧生成MgO和C，下列说法正确的是（ ）
A．碳只存在金刚石和石墨两种同素异形体
B．Mg、MgO中微粒的半径：r（O2﹣）＞r（Mg2+）＞r（Mg）
C．在该反应条件下，Mg的还原性强于C的还原性
D．相同质量的镁在足量的CO2和O2中完全燃烧，固体质量增重相等
5．下列物质能实现“MPQM”转化关系的是（ ）
A．Al B．FeO C．NaHCO3 D．NH3
6．铝、铁两种金属粉末混合物，加入过量的盐酸溶液，过滤后向滤液中加入过量的烧碱溶液，再过滤，滤液中大量存在的离子有（ ）
A．Fe3+ B．AlO2﹣ C．Al3+ D．Fe2+
7．某古玩爱好者收藏的“商代铝碗”在“鉴宝”时被专家当场否定，其理由是（ ）
A．铝的导热性较强，不易做碗
B．铝的质地较软，易变形，不易做碗
C．铝元素易导致老年痴呆，不易盛放食物
D．铝的性质较活泼，难提炼，商代不可能有铝制品
8．下列反应中，反应后固体物质质量不变的是（ ）
A．氢气通过灼热的CuO粉末
B．二氧化碳通过Na2O2粉末
C．铝与Fe2O3发生铝热反应
D．将锌粒投入Cu（NO3）2溶液
9．下列有关物质性质的叙述不正确的是（ ）
A．Na2O2与CO2反应生成O2
B．铁片投入到冷的浓硫酸中，发生钝化
C．NH4Cl溶液中滴加酚酞溶液，溶液变红
D．AlCl3溶液中加入足量氨水，生成Al（OH）3
10．下列说法正确的是（ ）
A．泡沫灭火器中的Al2（SO4）3溶液贮存在钢筒内
B．乙醇和双氧水都可用于消毒，二者消毒原理相同
C．太阳能电池板的材料是二氧化硅
D．工业生产玻璃、水泥、漂白粉，均需要用石灰石作原料
11．向明矾溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液，当SO42﹣全部沉淀时，铝元素的主要存在形式为（ ）
A．Al3+ B．AlO2﹣
C．Al（OH）3 D．Al（OH）3、AlO2﹣
12．在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是（ ）
A．NaClO（aq）HClO（aq）Cl2（g）
B．Al（s）NaAlO2（aq）Al（OH）3（s）
C．Fe（s）Fe2O3（s）FeCl3（aq）
D．N2（g）NO（g）HNO3（aq）
13．探究氢氧化铝的两性，最适宜的试剂是（ ）
A．AlCl3、氨水、稀盐酸
B．Al2O3、氨水、稀盐酸
C．Al、NaOH溶液、稀盐酸
D．Al2（SO4）3溶液、NaOH溶液、稀盐酸
14．下列物质属于两性氧化物的是（ ）
A．Al（OH）3 B．Fe2O3 C．Al2O3 D．Al
15．我国有着悠久的“玉文化”，古代精美绝伦的玉器，其工艺之精湛，至今为人们所叹服。据研究，古代是以精选的河砂作为磨料对玉石进行加工的。唐代诗人白居易留下了“试玉要烧三日满，辨材须待七年期”的名句。下列有关“玉”的说法正确的是（ ）
A．玉的主要成分是氧化铝 B．玉的硬度比河砂的大
C．玉的熔点较高 D．玉是金刚砂
16．镁粉在焰火、闪光粉、鞭炮中是不可缺少的原料，工业制造镁粉是将镁蒸气在某冷却剂中冷却，下列可作为冷却剂的是（ ）
①空气 ②O2③Ar ④H2⑤N2⑥H2O．
A．①② B．③④ C．③⑥ D．③⑤
17．铝制品不易被腐蚀，其主要原因是因为铝（ ）
A．化学性质不活泼 B．熔点高
C．表面有致密氧化膜 D．密度小
18．下列反应都能得到Al（OH）3，其中最适宜用于实验室制取Al（OH）3的是（ ）
A．铝和水反应 B．硫酸铝和氨水反应
C．硫酸铝和氢氧化钠反应 D．硫酸铝和碳酸氢钠反应
19．探究氢氧化铝的两性，最适宜的试剂是（ ）
A．Al、NaOH溶液、稀盐酸
B．Al2O3、氨水、稀盐酸
C．Al2（SO4）3溶液、NaOH溶液、稀盐酸
D．AlCl3溶液、氨水、稀盐酸
20．有些物质既能与强酸溶液反应又能与强碱溶液反应，下列物质不具有此类性质的是（ ）
A．NaHCO3 B．（NH4）2CO3 C．Al D．AlCl3
二．填空题（共2小题）
21．铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，如图是从铝土矿中制备铝的工艺流程：
已知：（1）铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质；
（2）溶液中的Na2SiO3与Na[Al（OH）4]与反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学反应方程式为：
2Na2SiO3+2Na[Al（OH）4]═2Na2Al2Si2O8↓+2H2O+4NaOH
回答下列问题：
（1）写出向铝土矿中加入足量氢氧化钠溶液后，该步操作中主要发生反应的离子方程式： ； ．
（2）滤渣A的主要成分为 ；滤渣A的用途是（只写一种） ．
22．（1）铝可将水中的NO3﹣转化为N2，从而消除污染．该反应中涉及的粒子有：H2O、Al、AlO2﹣、Al（OH）3、NO3﹣、N2，请将这些粒子中除NO3﹣以外的粒子填入以下空格内（要配平）
NO3﹣+ + → + +
该反应过程中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为 ．
（2）常温下，将一定质量的钠铝合金置于水中，合金全部溶解，得到20mL pH＝14的溶液，然后用2mol/L盐酸滴定，沉淀质量与消耗盐酸的体积关系如图，则反应过程中产生氢气的总体积为 L（标准状况下）．
三．解答题（共3小题）
23．镁是一种重要的金属资源，在各领域都具有重要的作用。
（1）皮江法炼镁是我国生产镁的重要方法，其实质是在高温和真空条件下，有氧化钙存在时，通过硅还原氧化镁生成镁蒸气，与反应生成的固体硅酸二钙（2CaO•SiO2）相互分离，并经冷凝得到结晶镁。写出该反应的化学反应方程式 。
电解槽中先得到的是镁的蒸气，镁蒸气可以在下列 （填编号）气体氛围中冷却。
A．空气 B．氮气 C．水蒸气 D．氢气
（2）目前发达国家80%的镁来自于电解熔融氯化镁。电解原料无水氯化镁可由海水制备。主要有以下步骤：①在干燥的HCl气流中加热脱水干燥；②加熟石灰；③加盐酸；④过滤；⑤浓缩冷却结晶。
其步骤先后顺序是 （步骤可重复使用）；在干燥的HCl气流中加热时，能得到无水MgCl2，其原因是 。
（3）已知某温度下Mg（OH）2的Ksp＝6.4×l0﹣12，当溶液中c（Mg2+）≤1.0×10﹣5mol•L﹣1可视为沉淀完全，则此温度下应保持溶液中c（OH﹣）≥ mol•L﹣1。
（4）在Mg（OH）2悬浊液中滴入饱和NH4Cl溶液，溶液变澄清。反应原因可能有两个：一是NH4+水解产生H+，H+再与Mg（OH）2反应；二是 （用离子方程式表示）。
要验证谁是Mg（OH）2溶解的主要原因，可选取 代替NH4Cl溶液作对照实验。
A．NH4NO3 B．（NH4）2SO4 C．CH3COONH4 D．NH4HCO3
（5）镁电池是近年来科学技术研究的热点之一，如图为Mg﹣NaClO燃料电池结构示意图。其工作时Mg作 （填“X”或“Y”）电极，正极的电极反应式： 。
24．铝及其化合物在日常生活、工业上有广泛的应用．
（1）铝原子核外有 种不同运动状态的电子，有 种能量不同的电子．
（2）氮化铝具有强度高，耐磨，抗腐蚀，熔点可达2200℃．推测氮化铝是 晶体，试比较组成该物质的两微粒半径大小 ．
（3）可用铝和氧化钡反应可制备金属钡：2Al+4BaO3Ba↑+BaO•Al2O3的主要原因是 （选填编号）．
a．Al活泼性大于Ba b．Ba沸点比Al的低 c．BaO•Al2O3比Al2O3稳定
（4）氢氧化铝在水中发生酸式电离的电离方程式为： ，滴入少量盐酸，上述体系中Al3+浓度 （填“增加”、“减少”或“不变”）．
（5）工业上用氢氧化铝、氢氟酸和碳酸钠制取冰晶石（Na3AlF6）．其反应物中有两种元素在周期表中位置相邻，可比较它们金属性或非金属性强弱的是 （选填编号）．
a．气态氢化物的稳定性 b．最高价氧化物对应水化物的酸（碱）性
c．单质与氢气反应的难易 d．单质与同浓度酸发生反应的快慢
（6）冰晶石可做电解氧化铝的助熔剂，此反应中若有0.6mol电子转移，则在 极可得金属铝的质量为 克．工业上不用电解氯化铝而是用电解氧化铝的方法获得铝单质的原因 ．
25．铝是一种轻金属，被称为金属界的“万金油”，应用范围极为广阔。含铝的化合物如氧化铝、氢氧化铝等在工业上用途十分广泛。
完成下列填空：
（1）铝是活泼金属，在干燥空气中铝的表面立即形成厚约5 nm的致密氧化膜，写出除去氧化膜的一种方法 （用方程式表示）。
（2）氢氧化铝是用量最大、应用最广的无机阻燃添加剂，解释氢氧化铝能做阻燃剂的原因 （用方程式说明）；写出Al（OH）3的电离方程式 。
（3）明矾（KAl（SO4）2•12H2O）的水溶液呈 性（选填“酸”、“碱”或“中”），溶液中离子
浓度大小顺序为 。将明矾溶液与小苏打溶液混合会产生白色沉淀和气体，请用平衡移动原理解释该现象
（4）碳热还原氯化法从铝土矿中炼铝具有步骤简单、原料利用率高等优点，其原理如下：
Ⅰ． Al2O3（s）+AlCl3（g）+3C（s）⇌3AlCl（g）+3CO（g）﹣1486 kJ
Ⅱ． 3AlCl（g）⇌2Al（l）+AlCl3（g）+140 kJ
①写出反应Ⅰ的化学平衡常数表达式K＝ ，升高温度，K （填增大、减小、不变）。
②写出反应Ⅱ达到平衡状态的一个标志 ；
结合反应Ⅰ、Ⅱ进行分析，AlCl3在炼铝过程中的作用可以看作 。
③将1mol氧化铝与3mol焦炭的混合物加入2L反应容器中，加入2mol AlCl3气体，在高温下发生反应Ⅰ．若5min后气体总质量增加了27.6g，则AlCl的化学反应速率为 mol/（L•min）。
铝及其化合物
参考答案与试题解析
一．选择题（共20小题）
1．【分析】A．一般情况下，每1体积水可溶解2体积Cl2 ，氯气与水反应生成盐酸和HClO；
B．浓硫酸加到胆矾上，蓝色晶体变成白色粉末，浓硫酸体现吸水性；
C．双氧水氧化+4价的硫，硫酸钡为白色沉淀；
D．镁条在二氧化碳中燃烧，生成氧化镁和碳。
【解答】解：A．用同一针筒先后抽取80 mL氯气、20mL水，振荡，氯气与水反应：Cl2+H2O⇌H++Cl﹣+HClO，1体积水可溶解2体积Cl2 ，所以气体不能完全溶解，故A错误；
B．浓硫酸具有吸水性，胆矾遇到浓硫酸失去结晶水，蓝色晶体变为白色粉末，故B正确；
C．向二氧化硫水溶液中滴加氯化钡溶液，无现象，再滴加双氧水，二氧化硫被氧化成硫酸，硫酸与氯化钡生成白色的硫酸钡沉淀，故C正确；
D．镁条在二氧化碳中燃烧，生成白色固体氧化镁和黑色固体颗粒碳，故D正确；
故选：A。
2．【分析】A、镁与二氧化碳反应生成氧化镁和单质碳；
B、光导纤维的成份是二氧化硅；
C、Cl2能使湿润的有色布条褪色，是生成的次氯酸的漂白性；
D、根据金属钠的性质来分析其保存方法．
【解答】解：A、镁与二氧化碳反应生成氧化镁和单质碳，所以镁带燃烧不能用CO2灭火，故A错误；
B、光导纤维的成份是二氧化硅，而不是硅，故B错误；
C、Cl2能使湿润的有色布条褪色，是生成的次氯酸的漂白性，而不是氯气的强氧化性，故C错误；
D、钠的性质很活泼，极易和空气中的氧气反应生成氧化钠，所以应密封保存；钠的密度小于煤油的密度，且和煤油不反应，所以金属钠通常保存在煤油里，故D正确；
故选：D。
3．【分析】利用所学的化学反应知识结合复分解反应的发生条件，对所给物质进行两两组合找到反应的个数即可解决问题．
【解答】解：从五种物质中任意选出两种反应，一一分析即可：
H2SO4与Al2O3反应生成正盐Al2（SO4）3；
H2SO4与NaOH反应生成正盐Na2SO4；
H2SO4与Mg反应生成正盐MgSO4；
Al2O3与NaOH反应生成正盐NaAlO2；
NaOH与Cl2反应生成NaCl和NaClO都是正盐；
Mg与Cl2反应生成正盐MgCl2，
只有这5种组合符合题意，
故选：C。
4．【分析】A．碳有金刚石、石墨、足球烯等多种同素异形体；
B．电子层越多半径越多，电子层相同的，质子数越多，半径越小；
C．同一氧化还原反应中，还原剂的还原性大于还原产物的还原性；
D．镁与氧气反应生成氧化镁，镁与二氧化碳反应生成氧化镁和碳．
【解答】解：A．碳有金刚石、石墨、足球烯等多种同素异形体，故A错误；
B．Mg、MgO中微粒的半径：r（Mg）＞r（O2﹣）＞r（Mg2+），故B错误；
C．同一氧化还原反应中，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，该反应中Mg是还原剂、C是还原产物，所以Mg的还原性大于C，故C正确；
D．相同质量的镁在足量的CO2和O2中完全燃烧，在二氧化碳中燃烧时固体质量增重的多与在氧气中燃烧增重，故D错误；
故选：C。
5．【分析】A、铝与盐酸反应生成氯化铝，氯化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，偏铝酸钠受热不分解；
B、氧化亚铁与盐酸反应生成氯化亚铁，氯化亚铁与氢氧化钠反应生成氢氧化铁，氢氧化铁受热分解生成氧化铁；
C、碳酸氢钠盐酸反应生成二氧化碳，二氧化碳与过量的氢氧化钠反应生成碳酸钠；
D、氨气与盐酸反应生成氯化铵，氢氧化铵与过量氢氧化钠反应生成一水合氨，一水合氨受热分解生成氨气；
【解答】解：A、铝与盐酸反应生成氯化铝，氯化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，偏铝酸钠受热不分解，所以不符合“MPQM”转化，故A错误；
B、氧化亚铁与盐酸反应生成氯化亚铁，氯化亚铁与氢氧化钠反应生成氢氧化铁，氢氧化铁受热分解生成氧化铁，得不到原氧化亚铁，故B错误；
C、碳酸氢钠盐酸反应生成二氧化碳，二氧化碳与过量的氢氧化钠反应生成碳酸钠，碳酸钠受热不分解，故C错误；
D、氨气与盐酸反应生成氯化铵，氢氧化铵与过量氢氧化钠反应生成一水合氨，一水合氨受热分解生成氨气，符合“MPQM”转化，故D正确；
故选：D。
6．【分析】在金属活动顺序表中，排在氢前面的金属能和非强氧化性的酸反应生成氢气，金属铝、铁能溶于盐酸，过滤后向滤液中加入过量烧碱溶液，亚铁离子能和烧碱反应转化为氢氧化亚铁沉淀，铝离子和过量的烧碱反应生成偏铝酸盐，据此分析解答。
【解答】解：在金属活动顺序表中，排在氢前面的金属能和非强氧化性的酸反应生成氢气，金属铝、铁粉末混合物，加入过量盐酸，金属铝、铁能溶于盐酸，发生的离子反应有：Fe+2H+＝H2↑+Fe2+、2Al+6H+＝3H2↑+2Al3+，过滤，滤液为氯化亚铁、氯化铝、盐酸，过滤后向滤液中加入过量烧碱溶液，过量的氢离子和氢氧根离子结合生成水，亚铁离子成为氢氧化亚铁沉淀，最终转化为氢氧化铁沉淀，铝离子变成偏铝酸根离子，发生的离子反应有：H++OH﹣＝H2O、Fe2++2OH﹣＝Fe（OH）2↓、氢氧化亚铁被氧化生成氢氧化铁，反应的化学方程式为：4Fe（OH）2+O2+2H2O＝4Fe（OH）3；Al3++4OH﹣＝AlO2﹣+2H2O，所以再过滤，滤液中存在的离子有AlO2﹣、Na+；
故选：B。
7．【分析】铝性质活泼，工业冶炼一般用电解法，热还原法不能冶炼，以此解答该题．
【解答】解：由于铝性质活泼，热还原法不能冶炼，一般用电解氧化铝的方法冶炼，商代不可能冶炼出铝，与物理性质无关，只有D正确。
故选：D。
8．【分析】A．氢气与CuO的反应生成Cu和水；
B．二氧化碳与过氧化钠的反应生成碳酸钠和氧气；
C．Al与Fe2O3反应生成Al2O3和Fe；
D．Zn与Cu（NO3）2反应生成Zn（NO3）2和Cu．
【解答】解：A．氢气与CuO的反应生成Cu和水，反应前固体为CuO，反应后固体为Cu，固体质量减小，故A错误；
B．二氧化碳与过氧化钠的反应生成碳酸钠和氧气，反应前固体为过氧化钠，反应后固体为碳酸钠，二者物质的量相同，固体质量增加，故B错误；
C．Al与Fe2O3反应生成Al2O3和Fe，反应前固体为氧化铁、Al，反应后固体为氧化铝、Fe，均为固体，固体质量不变，故C正确；
D．Zn与Cu（NO3）2反应生成Zn（NO3）2和Cu，反应前固体为Zn，反应后固体为Cu，二者物质的量相同，则固体质量减小，故D错误；
故选：C。
9．【分析】A．Na2O2与CO2反应碳酸钠和O2；
B．浓硫酸具有强氧化性，能把铁氧化为氧化铁；
C．NH4Cl在溶液中水解显酸性；
D．AlCl3与碱溶液反应生成氢氧化铝。
【解答】解：A．Na2O2是常见的供氧剂，Na2O2与CO2反应碳酸钠和O2，故A正确；
B．浓硫酸具有强氧化性，能把铁氧化为氧化铁，所以铁片投入到冷的浓硫酸中，铁表面生成致密的氧化膜，即发生了钝化，故B正确；
C．NH4Cl在溶液中水解显酸性，酚酞遇到酸性溶液不变色，故C错误；
D．AlCl3与碱溶液反应生成氢氧化铝，氢氧化铝不溶于弱碱溶液，所以AlCl3溶液中加入足量氨水，生成Al（OH）3，故D正确。
故选：C。
10．【分析】A．泡沫灭火器中Al2（SO4）3的铝离子水解生成氢离子能与铁反应；
B．乙醇不具有强的氧化性，双氧水具有氧化性；
C．硅是良好的半导体材料，二氧化硅为绝缘体；
D．制玻璃的原料：石英砂、石灰石、长石、纯碱、硼酸等；制水泥的原料：石灰石和黏土；制漂白粉的原料：用石灰石可以制得氧化钙进而得到消石灰，用氯气与消石灰反应得到漂白粉。
【解答】解：A．泡沫灭火器中Al2（SO4）3的铝离子水解生成氢离子能与铁反应，与水解有关，故A错误；
B．乙醇和双氧水都可用于消毒，乙醇是蛋白质变性，双氧水是利用强氧化性，二者消毒原理不相同，故B错误；
C．硅是良好的半导体材料，是制造太阳能电池的材料，故C错误；
D．制玻璃的原料：石英砂、石灰石、长石、纯碱、硼酸等；制水泥的原料：石灰石和黏土；制漂白粉的原料：用石灰石可以制得氧化钙进而得到消石灰，用氯气与消石灰反应得到漂白粉，因此工业上生产玻璃、水泥、漂白粉，均需要用石灰石为原料，故D正确；
故选：D。
11．【分析】明矾的化学式为KAl（SO4）2•12H2O，设明矾为1mol，则溶液中含有1molAl3+，2molSO42﹣，根据反应：SO42﹣+Ba2+＝BaSO4↓，Al3++4OH﹣＝AlO2﹣+2H2O判断。
【解答】解：明矾的化学式为KAl（SO4）2•12H2O，设明矾为1mol，则溶液中含有1molAl3+，2molSO42﹣，由反应SO42﹣+Ba2+＝BaSO4↓可知，使SO42﹣全部转化成BaSO4沉淀，需要2molBa（OH）2，则加入4molOH﹣，则发生Al3++4OH﹣＝AlO2﹣+2H2O，所以最后溶液中存在AlO2﹣；
故选：B。
12．【分析】A．HClO分解生成氧气和HCl；
B．Al与NaOH反应生成偏铝酸钠，偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳生成氢氧化铝沉淀；
C．Fe与水蒸气高温反应生成四氧化三铁；
D．NO与水不反应。
【解答】解：A．NaClO溶液中通入二氧化碳生成HClO，HClO分解生成氧气和HCl，不生成氯气，故A错误；
B．Al与NaOH反应生成偏铝酸钠，偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳生成氢氧化铝沉淀，物质间转化均能实现，故B正确；
C．Fe与水蒸气高温反应生成四氧化三铁，不生成氧化铁，不能实现物质之间的转化，故C错误；
D．氮气与氧气放电生成NO，NO与水不反应，不能转化为硝酸，不能实现物质之间的转化，故D错误。
故选：B。
13．【分析】既能与酸反应，又能与强碱反应的氢氧化物属于两性氢氧化物，但氢氧化铝只能溶于碱中的强碱，据此分析。
【解答】解：由于氢氧化铝只能溶于碱中的强碱，故探究氢氧化铝的两性，不能用氨水，故AB均错误；
可溶性的铝盐Al2（SO4）3溶液与少量NaOH溶液反应生成氢氧化铝沉淀，继续加过量的氢氧化钠，氢氧化铝沉淀会溶解，氢氧化铝沉淀中加盐酸沉淀溶解；
所以探究氢氧化铝的两性，最适宜的试剂是Al2（SO4）3溶液、NaOH溶液、稀盐酸，故D正确。
故选：D。
14．【分析】两性氧化物指即能与酸反应，又能与碱作用生成盐和水的化合物，据此判断解答。
【解答】解：A．氢氧化铝不是氧化物，不属于两性氧化物，故A错误；
B．Fe2O3与碱不反应，不属于两性氧化物，故B错误；
C．氧化铝与酸和碱反应，都生成盐和水，属于两性氧化物，故C正确；
D．铝和酸碱反应，是金属单质不是两性氧化物，故D错误；
故选：C。
15．【分析】玉的成分是硅酸盐，玉的硬度比河砂小，金刚砂的成分是碳化硅，“试玉要烧三日满”的意思是检验“玉”的真假要烧满三日，说明“玉”的熔点较高，据此分析解答。
【解答】解：A．玉有软玉和硬玉两种，软玉和硬玉的成分都是硅酸盐，不是氧化铝，故A错误；
B．河砂的成分是石英，石英成分为二氧化硅，为原子晶体，具有较大的硬度，玉的成分是硅酸盐，玉石可以用河砂作磨料进行琢磨，河砂的硬度比玉大，故B错误；
C．“试玉要烧三日满”的意思是检验“玉”的真假要烧满三日，说明“玉”的熔点较高，故C正确；
D．金刚砂是人工制成的碳化硅，玉的成分是硅酸盐，故D错误；
故选：C。
16．【分析】空气里边的二氧化碳，会和镁反应生成碳和氧化镁；二氧化碳会和镁反应生成碳和氧化镁；氧气会氧化镁单质，氮气会和镁反应生成氮化镁．
【解答】解：由2Mg+O2＝2MgO、3Mg+N2＝Mg3N2、2Mg+CO2＝2MgO+C，水做冷却剂时镁粉也能和水发生反应生成氢氧化镁，能与Mg反应的物质不能作冷却剂，所以可以用氩气和氢气作冷却气体。
故选：B。
17．【分析】氧化铝属于致密的氧化物薄膜，能阻止铝进一步被氧化，据此分析解答。
【解答】解：铝属于亲氧元素，铝极易和空气中的氧气反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止铝进一步被氧化，铝不易被腐蚀与铝的熔点、密度、金属活动性强弱无关，故选：C。
18．【分析】A．氧化铝与水不反应；
B．硫酸铝与氨水反应生成氢氧化铝，氢氧化铝与过量的氨水不反应；
C．硫酸铝与氢氧化钠反应生成氢氧化铝，氢氧化铝与过量的氢氧化钠反应；
D．硫酸铝和碳酸氢钠反应生成氢氧化铝和二氧化碳。
【解答】解：A．氧化铝与水不反应，不能制备氢氧化铝沉淀，故A不选；
B．硫酸铝与氨水反应生成氢氧化铝，氢氧化铝与过量的氨水不反应，所以能用硫酸铝和氨水反应制备氢氧化铝沉淀，故B选；
C．硫酸铝与氢氧化钠反应生成氢氧化铝，氢氧化铝与过量的氢氧化钠反应，沉淀会溶解，所以不能用硫酸铝和氢氧化钠反应制备氢氧化铝沉淀，故C不选；
D．硫酸铝和碳酸氢钠反应生成氢氧化铝和二氧化碳，该反应非常剧烈，产生大量气体，不能用于制备氢氧化铝沉淀，故D不选。
故选：B。
19．【分析】既能与酸反应，又能与强碱反应的氢氧化物属于两性氢氧化物，据此分析。
【解答】解：可溶性的铝盐Al2（SO4）3溶液与少量NaOH溶液反应生成氢氧化铝沉淀，继续加过量的氢氧化钠，氢氧化铝沉淀会溶解，氢氧化铝沉淀中加盐酸沉淀溶解；
所以探究氢氧化铝的两性，最适宜的试剂是Al2（SO4）3溶液、NaOH溶液、稀盐酸；故C正确。
故选：C。
20．【分析】常见的既能与酸反应又能与碱反应的物质主要有：①两性物质：Al2O3、ZnO、Al（OH）3、Zn（OH）2、氨基酸、蛋白质等；②多元弱酸的酸式盐：NaHCO3、KHS、KHSO3、NaH2PO4等；③弱酸的铵盐及其酸式盐：（NH4）2S、NH4HS、（NH4）2CO3、NH4HCO3、CH3COONH4等；④某些具有两性的金属：Zn、Al等，据此解答。
【解答】解：A．NaHCO3与盐酸反应生成氯化钠和水、二氧化碳，与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，故A不选；
B．（NH4）2CO3盐酸反应生成氯化铵和水、二氧化碳，与氢氧化钠反应生成碳酸钠、氨气和水，故B不选；
C．Al与盐酸反应生成氯化铝和氢气，与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，故C不选；
D．AlCl3与强碱溶液反应生成氢氧化铝或偏铝酸盐，与强酸不反应，故D选；
故选：D。
二．填空题（共2小题）
21．【分析】（1）氧化铝属于两性氧化物，能和强碱NaOH反应生成偏铝酸钠和水，二氧化硅属于酸性氧化物，能和强碱NaOH反应生成硅酸钠和水；
（2）铝土矿的成分有Al2O3、SiO2、Fe2O3，氧化铝、二氧化硅都能和NaOH溶液反应生成可溶性的钠盐，氧化铁不反应，Na2SiO3与Na[Al（OH）4]与反应，能生成硅铝酸盐沉淀，据此判断滤渣成分，滤渣中含有铁元素、Si元素，据此判断其用途．
【解答】解：（1）氧化铝属于两性氧化物，能和强碱NaOH反应生成偏铝酸钠和水，离子方程式为Al2O3+2OH﹣+3H2O＝2[Al（OH）4]﹣，二氧化硅属于酸性氧化物，能和强碱NaOH反应生成硅酸钠和水，离子方程式为SiO2+2OH﹣＝SiO32﹣+H2O，
故答案为：Al2O3+2OH﹣+3H2O＝2[Al（OH）4]﹣；SiO2+2OH﹣＝SiO32﹣+H2O；
（2）铝土矿的成分有Al2O3、SiO2、Fe2O3，氧化铝、二氧化硅都能和NaOH溶液反应生成可溶性的钠盐，氧化铁不反应且不溶于水，Na2SiO3与Na[Al（OH）4]与反应，能生成硅铝酸盐沉淀，所以滤渣成分为Fe2O3、Na2Al2Si2O8，滤渣中含有铁元素、Si元素，所以滤渣可以作炼铁的原料或生产硅酸盐产品的原料，
故答案为：Fe2O3、Na2Al2Si2O8；炼铁的原料（或生产硅酸盐产品的原料）．
22．【分析】（1）反应中NO3﹣→N2，N元素化合价由+5价降低为0价，共降低10价，Al→Al（OH）3，Al元素化合价由0价升高为+3价，共升高3价，根据电荷守恒可知AlO2﹣是生成物，由H元素守恒可知H2O是反应物，化合价升降最小公倍数为30，故N2系数为3，Al系数为10，根据电荷守恒、元素守恒配平其它物质的系数；
根据方程式判断被氧化与被还原的元素的物质的量之比；
（2）由图可知加入盐酸不与立刻生成沉淀，说明盐酸先中和氢氧化钠，故合金全部溶解所得溶液为氢氧化钠与偏铝酸钠混合溶液，溶液中n（Na+）＝n（OH﹣）+n（AlO2﹣），当加入盐酸30mL时，沉淀量最大，此时溶液为氯化钠溶液，根据氯元素守恒有n（NaCl）＝n（HCl），根据钠元素守恒有n（NaCl）＝n（Na）＝n（Na+），PH＝14的溶液中c（OH﹣）＝1mol/L，计算n（AlO2﹣），n（Al）＝n（AlO2﹣），根据电子转移守恒计算n（H2），再根据V＝nVm计算氢气体积．
【解答】解：（1）反应中NO3﹣→N2，N元素化合价由+5价降低为0价，共降低10价，Al→Al（OH）3，Al元素化合价由0价升高为+3价，共升高3价，根据电荷守恒可知AlO2﹣是生成物，由H元素守恒可知H2O是反应物，化合价升降最小公倍数为30，故N2系数为3，Al系数为10，根据N元素守恒可知NO3﹣系数为6，由电荷守恒可知AlO2﹣的系数为6，根据Al原子守恒可知Al（OH）3系数为4，根据H元素守恒可知H2O系数为6，配平后离子方程式为6NO3﹣+10Al+6H2O＝6AlO2﹣+4Al（OH）3+3N2，由方程式可知被氧化与被还原的元素的物质的量之比10：6＝5：3．
故答案为：6；10；Al；6；H2O；6；AlO2﹣；4；Al（OH）3；3；N2；5：3；
（2）由图可知加入盐酸不与立刻生成沉淀，说明盐酸先中和氢氧化钠，故合金全部溶解所得溶液为氢氧化钠与偏铝酸钠混合溶液，溶液中n（Na+）＝n（OH﹣）+n（AlO2﹣），当加入盐酸30mL时，沉淀量最大，此时溶液为氯化钠溶液，根据氯元素守恒有n（NaCl）＝n（HCl）＝0.03L×2mol/L＝0.06mol，根据钠元素守恒有n（NaCl）＝n（Na）＝n（Na+）＝0.06mol，PH＝14的溶液中c（OH﹣）＝1mol/L，n（OH﹣）＝0.02L×1mol/L＝0.02mol，所以n（AlO2﹣）＝0.06mol﹣0.02mol＝0.04mol，所以n（Al）＝n（AlO2﹣）＝0.04mol，根据电子转移守恒n（H2）×2＝n（Na）×1+n（Al）×3，2n（H2）＝0.06mol+0.04mol×3＝0.18mol，故n（H2）＝0.09mol，V（H2）＝0.09mol×22.4L/mol＝2.016L．
故答案为：2.016．
三．解答题（共3小题）
23．【分析】（1）根据题干信息可知，反应物为Si、MgO、CaO，生成物为2CaO•SiO2、Mg，根据原子守恒书写方程式；电解无水氯化镁所得的镁蒸气，应避免镁再被氧化；
（2）先生成氢氧化镁，氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁，易除去氯化钠等杂质，据此选择步骤先后顺序；MgCl2 易水解，为防止MgCl2水解的水解，在干燥的HCl气流中加热；
（3）依据沉淀溶解平衡存在的溶度积常数Ksp＝c（Mg2+）×c2（OH﹣）计算得到；
（4）加入氯化铵在溶液中水解显酸性，可以溶解氢氧化镁沉淀，氢氧化镁为二元弱碱，部分电离出氢氧根离子和铵根离子结合生成更弱的一元弱碱一水合氨；验证谁是Mg（OH）2溶解的主要原因，选择呈中性的CH3COONH4；
（5）原电池工作时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，由阴离子移动方向可知Y为负极，X为正极，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，根据正极得电子发生还原反应书写。
【解答】解：（1）根据题干信息可知，反应物为Si、MgO、CaO，硅还原MgO生成硅单质，生成物为2CaO•SiO2、Mg，该反应的化学反应方程式为：Si+2MgO+2CaO＝2CaO•SiO2+2Mg，电解无水氯化镁所得的镁蒸气，应避免镁再被氧化，A．空气中的氧气能氧化镁，故A错误； B．氮气和镁能生成氮化镁，故B错误； C．水蒸气和镁反应生成氢氧化镁，故C错误； D．氢气可防止镁被氧化，故D正确；
故答案为：Si+2MgO+2CaO＝2CaO•SiO2+2Mg；D；
（2）因海水中MgCl2的浓度较小，所以要经过富集这一过程：先加熟石灰形成沉淀：MgCl2+Ca（OH）2═Mg（OH）2+CaCl2，然后将沉淀过滤，接着将Mg（OH）2沉淀转化为MgCl2：Mg（OH）2+2HCl═MgCl2+2H2O，这样就实现了MgCl2富集，将溶液蒸发结晶得到六水合氯化镁晶体（MgCl2•6H2O）（这步是为了得到纯净的MgCl2），又因MgCl2 易水解，为防止MgCl2水解的水解，加热六水合氯化镁晶体必须在HCl氛围下中进行：MgCl2•6H2OMgCl2 +6H2O，所以步骤为：②④③⑤④①，在干燥的HCl气流中加热，HCl抑制MgCl2的水解
故答案为：②④③⑤④①；HCl抑制MgCl2的水解；
（3）Mg（OH）2的Ksp＝6.4×10﹣12，当溶液中c（Mg2+）≤1.0×10﹣5mol•L﹣1可视为沉淀完全，则Ksp＝c（Mg2+）×c2（OH﹣）＝6.4×10﹣12 ，c（OH﹣）≥8×10﹣4mol/L，
故答案为：8×10﹣4；
（4）加入NH4Cl，溶解后因其能水解显酸性，NH4Cl+H2O⇌NH3•H2O+HCl，水解生成的盐酸会溶解氢氧化镁，从而又会造成Mg（OH）2沉淀的溶解，Mg（OH）2+2HCl＝MgCl2+2H2O，另一原因可能是氢氧化镁为二元弱碱，部分电离出氢氧根离子和铵根离子结合生成更弱的一元弱碱一水合氨，Mg（OH）2（s）+2NH4+＝Mg2++2NH3•H2O，所以在Mg（OH）2悬浊液中滴入饱和NH4Cl溶液，溶液变澄清，硝酸铵、硫酸铵和氯化铵相似，只有铵根离子的水解，而碳酸氢铵溶液呈碱性，只有醋酸铵呈中性并且含有铵根，要验证谁是Mg（OH）2溶解的主要原因，可选取醋酸铵，
故答案为：Mg（OH）2（s）+2NH4+＝Mg2++2NH3•H2O； C；
（5）Mg容易失去电子，OH﹣在燃料电池中移向流出电子的负极，故Mg作Y电极，镁失去2个电子变为镁离子，镁离子与氢氧根离子结合为氢氧化镁沉淀，OH﹣被消耗，
其工作时正极是ClO﹣得电子发生还原反应的反应，所以正极的电极反应式为：ClO﹣+2e﹣+H2O＝Cl﹣+2OH﹣；总反应为：Mg+ClO﹣+H2O═Mg（OH）2+Cl﹣。
故答案为：Y； ClO﹣+2e﹣+H2O＝Cl﹣+2OH﹣。
24．【分析】（1）铝是13号元素，核外电子有13个，每一个电子的运动状态都不同，核外电子排布式为1s22s22p63s23p1 ；有1s、2s、2p、3s、3p能级；
（2）原子晶体，硬度大、熔点高，粒子的电子层越多，粒子的半径越大；
（3）常温下Al的金属性比Ba的金属性弱，该反应是利用Ba的沸点比Al的低；
（4）根据Al（OH）3的酸式电离；根据Al（OH）3的碱式电离平衡以及外界条件对电离平衡的影响；
（5）根据反应物中的元素可知，氧、氟元素位置相邻，则利用非金属性强弱的判断方法来解答；
（6）电解池阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，而铝离子发生还原反应，应在阴极析出；根据电子转移守恒计算Al的物质的量，进而计算Al的质量；氯化铝为共价化合物，晶体中不存在离子，熔融时不能导电．
【解答】解：（1）铝是13号元素，核外电子有13个，每一个电子的运动状态都不同，核外电子排布式为1s22s22p63s23p1 ，有5个能级，5种能量不同的电子，
故答案为：13；5；
（2）原子晶体硬度大，熔沸点高，根据氮化硅的物理性质：它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，可知属于原子晶体，Al元素原子核外电子数为13，有3个电子层，N元素原子核外电子数为7，有2个电子层，电子层越多半径越大，所以微粒半径大小Al＞N，
故答案为：原子；Al＞N；
（3）利用元素Ba、Al在元素周期表的位置可知金属活泼性：Al＜Ba；但Al在高温下可将氧化钡中钡置换出来，原因是Ba的沸点低于铝，高温时Ba转化为气体脱离反应体系，使反应正向进行，
故答案为：b；
（4）Al（OH）3的酸式电离：Al（OH）3⇌H++AlO2﹣+H2O，同时还存在碱式电离：Al（OH）3⇌Al3++3OH﹣，加入盐酸，与OH﹣反应，碱式电离平衡正向移动，Al3+浓度增加，
故答案为：Al（OH）3⇌H++AlO2﹣+H2O；增加；
（5）该反应中的物质含有的元素有Al、O、H、F、Na、C，只有O、F元素相邻，因F的非金属性最强，则没有正价，也就没有最高价氧化物对应水化物，它们也不与酸反应，但可以利用气态氢化物的稳定性和单质与氢气反应的难易来判断O、F非金属性的强弱，
故答案为：ac；
（6）电解池阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，而铝离子发生还原反应，应在阴极析出；根据电子转移守恒，析出Al的物质的量为＝0.2mol，故析出Al的质量为0.2mol×27g/mol＝5.4g，因为氯化铝为共价化合物，属于分子晶体，晶体中不存在离子，熔融时不能导电，故不能被电解；而氧化铝为离子化合物，熔融状态可以导电，
故答案为：阴；5.4；因为氯化铝为共价化合物，属于分子晶体，晶体中不存在离子，熔融时不能导电，故不能被电解；而氧化铝为离子化合物，熔融状态可以导电．
25．【分析】（1）氧化铝是两性氧化物，能溶于强酸强碱溶液；
（2）氢氧化铝分解吸收热量生成高熔点的氧化铝，氢氧化铝是两性氢氧化物存在酸式电离和碱式电离；
（3）明矾（KAl（SO4）2•12H2O）的水溶液中铝离子水解溶液显酸性，将明矾溶液与小苏打溶液混合会产生白色沉淀和气体是碳酸氢根离子和铝离子发生的双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体；
（4）①平衡常数K＝生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积，Al2O3（s）+AlCl3（g）+3C（s）⇌3AlCl（g）+3CO（g）﹣1486 kJ，反应为吸热反应，升温平衡正向进行；
②反应Ⅱ达到平衡状态的一个标志需要说明正逆反应速率相同，反应前后气体体积变化分析；
③Al2O3（s）+AlCl3（g）+3C（s）⇌3AlCl（g）+3CO（g）﹣1486 kJ，反应前后气体质量增加138g，若5min后气体总质量增加了27.6g，计算得到生成的AlCl，则AlCl的化学反应速率＝。
【解答】解：（1）氧化铝是两性氧化物，能溶于强酸强碱溶液，溶于强酸的化学方程式为：Al2O3+6HCl＝2AlCl3+3H2O，
故答案为：Al2O3+6HCl＝2AlCl3+3H2O；
（2）氢氧化铝是用量最大、应用最广的无机阻燃添加剂，氢氧化铝能做阻燃剂的原因是氢氧化铝分解吸收热量生成了高熔点的氧化铝，反应的化学方程式：2Al（OH）3Al2O3+3H2O，Al（OH）3的电离存在酸式电离和碱式电离，电离方程式为：Al3++3OH﹣⇌Al（OH）3⇌H++AlO2﹣+H2O，
故答案为：2Al（OH）3Al2O3+3H2O；Al3++3OH﹣⇌Al（OH）3⇌H++AlO2﹣+H2O；
（3）明矾（KAl（SO4）2•12H2O）的水溶液中铝离子水解溶液显酸性，溶液中离子浓度大小为：[SO42﹣]＞[K+]＞[Al3+]＞[H+]＞[OH﹣]，将明矾溶液与小苏打溶液混合会产生白色沉淀和气体是：铝离子水解呈酸性，Al3++H2O⇌Al（OH）3+3H+，碳酸氢根水解呈碱性，HCO3﹣+H2O⇌H2CO3+OH﹣，两者水解相互促进，平衡向右进行，因此出现沉淀与气体，
故答案为：酸；[SO42﹣]＞[K+]＞[Al3+]＞[H+]＞[OH﹣]；铝离子水解呈酸性，Al3++H2O⇌Al（OH）3+3H+，碳酸氢根水解呈碱性，HCO3﹣+H2O⇌H2CO3+OH﹣，两者水解相互促进，平衡向右进行，因此出现沉淀与气体；
（4）①Al2O3（s）+AlCl3（g）+3C（s）⇌3AlCl（g）+3CO（g）﹣1486 kJ，平衡常数K＝，反应为吸热反应，升温平衡正向进行，平衡常数增大，
故答案为：；增大；
②3AlCl（g）⇌2Al（l）+AlCl3（g）+140 kJ，反应前后气体体积变化，当压强不变说明反应达到平衡状态，结合反应Ⅰ、Ⅱ进行分析，AlCl3在炼铝过程中参与反应过程，最后又生成，起到的作用可以看作催化剂作用，
故答案为：压强不变；催化剂；
③Al2O3（s）+AlCl3（g）+3C（s）⇌3AlCl（g）+3CO（g）﹣1486 kJ，生成3molAlCl反应前后气体质量增加138g，若5min后气体总质量增加了27.6g，计算得到生成的AlCl物质的量＝＝0.6mol，则AlCl的化学反应速率＝＝0.06mol/（L•min），
故答案为：0.06。
一．选择题（共20小题）
1．针对下列实验现象表述不正确的是（ ）
A．用同一针筒先后抽取80 mL氯气、20mL水，振荡，气体完全溶解，溶液变为黄绿色
B．在表面皿中加入少量胆矾，再加入3mL浓硫酸，搅拌，固体由蓝色变白色
C．向二氧化硫水溶液中滴加氯化钡溶液，再滴加双氧水，产生白色沉淀
D．将点燃后的镁条伸入充满二氧化碳的集气瓶，镁条剧烈燃烧，有白色、黑色固体生成
2．下列说法正确的是（ ）
A．镁带燃烧可以用CO2灭火
B．单晶硅是重要的半导体材料，常用于制造光导纤维
C．Cl2能使湿润的有色布条褪色，是因为Cl2的氧化性
D．金属钠可保存在煤油中
3．由H2SO4、Al2O3、NaOH、Mg、Cl2两两之间进行反应，可制得的正盐有（ ）
A．5种 B．6种 C．7种 D．8种
4．Mg在CO2中燃烧生成MgO和C，下列说法正确的是（ ）
A．碳只存在金刚石和石墨两种同素异形体
B．Mg、MgO中微粒的半径：r（O2﹣）＞r（Mg2+）＞r（Mg）
C．在该反应条件下，Mg的还原性强于C的还原性
D．相同质量的镁在足量的CO2和O2中完全燃烧，固体质量增重相等
5．下列物质能实现“MPQM”转化关系的是（ ）
A．Al B．FeO C．NaHCO3 D．NH3
6．铝、铁两种金属粉末混合物，加入过量的盐酸溶液，过滤后向滤液中加入过量的烧碱溶液，再过滤，滤液中大量存在的离子有（ ）
A．Fe3+ B．AlO2﹣ C．Al3+ D．Fe2+
7．某古玩爱好者收藏的“商代铝碗”在“鉴宝”时被专家当场否定，其理由是（ ）
A．铝的导热性较强，不易做碗
B．铝的质地较软，易变形，不易做碗
C．铝元素易导致老年痴呆，不易盛放食物
D．铝的性质较活泼，难提炼，商代不可能有铝制品
8．下列反应中，反应后固体物质质量不变的是（ ）
A．氢气通过灼热的CuO粉末
B．二氧化碳通过Na2O2粉末
C．铝与Fe2O3发生铝热反应
D．将锌粒投入Cu（NO3）2溶液
9．下列有关物质性质的叙述不正确的是（ ）
A．Na2O2与CO2反应生成O2
B．铁片投入到冷的浓硫酸中，发生钝化
C．NH4Cl溶液中滴加酚酞溶液，溶液变红
D．AlCl3溶液中加入足量氨水，生成Al（OH）3
10．下列说法正确的是（ ）
A．泡沫灭火器中的Al2（SO4）3溶液贮存在钢筒内
B．乙醇和双氧水都可用于消毒，二者消毒原理相同
C．太阳能电池板的材料是二氧化硅
D．工业生产玻璃、水泥、漂白粉，均需要用石灰石作原料
11．向明矾溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液，当SO42﹣全部沉淀时，铝元素的主要存在形式为（ ）
A．Al3+ B．AlO2﹣
C．Al（OH）3 D．Al（OH）3、AlO2﹣
12．在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是（ ）
A．NaClO（aq）HClO（aq）Cl2（g）
B．Al（s）NaAlO2（aq）Al（OH）3（s）
C．Fe（s）Fe2O3（s）FeCl3（aq）
D．N2（g）NO（g）HNO3（aq）
13．探究氢氧化铝的两性，最适宜的试剂是（ ）
A．AlCl3、氨水、稀盐酸
B．Al2O3、氨水、稀盐酸
C．Al、NaOH溶液、稀盐酸
D．Al2（SO4）3溶液、NaOH溶液、稀盐酸
14．下列物质属于两性氧化物的是（ ）
A．Al（OH）3 B．Fe2O3 C．Al2O3 D．Al
15．我国有着悠久的“玉文化”，古代精美绝伦的玉器，其工艺之精湛，至今为人们所叹服。据研究，古代是以精选的河砂作为磨料对玉石进行加工的。唐代诗人白居易留下了“试玉要烧三日满，辨材须待七年期”的名句。下列有关“玉”的说法正确的是（ ）
A．玉的主要成分是氧化铝 B．玉的硬度比河砂的大
C．玉的熔点较高 D．玉是金刚砂
16．镁粉在焰火、闪光粉、鞭炮中是不可缺少的原料，工业制造镁粉是将镁蒸气在某冷却剂中冷却，下列可作为冷却剂的是（ ）
①空气 ②O2③Ar ④H2⑤N2⑥H2O．
A．①② B．③④ C．③⑥ D．③⑤
17．铝制品不易被腐蚀，其主要原因是因为铝（ ）
A．化学性质不活泼 B．熔点高
C．表面有致密氧化膜 D．密度小
18．下列反应都能得到Al（OH）3，其中最适宜用于实验室制取Al（OH）3的是（ ）
A．铝和水反应 B．硫酸铝和氨水反应
C．硫酸铝和氢氧化钠反应 D．硫酸铝和碳酸氢钠反应
19．探究氢氧化铝的两性，最适宜的试剂是（ ）
A．Al、NaOH溶液、稀盐酸
B．Al2O3、氨水、稀盐酸
C．Al2（SO4）3溶液、NaOH溶液、稀盐酸
D．AlCl3溶液、氨水、稀盐酸
20．有些物质既能与强酸溶液反应又能与强碱溶液反应，下列物质不具有此类性质的是（ ）
A．NaHCO3 B．（NH4）2CO3 C．Al D．AlCl3
二．填空题（共2小题）
21．铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，如图是从铝土矿中制备铝的工艺流程：
已知：（1）铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质；
（2）溶液中的Na2SiO3与Na[Al（OH）4]与反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学反应方程式为：
2Na2SiO3+2Na[Al（OH）4]═2Na2Al2Si2O8↓+2H2O+4NaOH
回答下列问题：
（1）写出向铝土矿中加入足量氢氧化钠溶液后，该步操作中主要发生反应的离子方程式： ； ．
（2）滤渣A的主要成分为 ；滤渣A的用途是（只写一种） ．
22．（1）铝可将水中的NO3﹣转化为N2，从而消除污染．该反应中涉及的粒子有：H2O、Al、AlO2﹣、Al（OH）3、NO3﹣、N2，请将这些粒子中除NO3﹣以外的粒子填入以下空格内（要配平）
NO3﹣+ + → + +
该反应过程中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为 ．
（2）常温下，将一定质量的钠铝合金置于水中，合金全部溶解，得到20mL pH＝14的溶液，然后用2mol/L盐酸滴定，沉淀质量与消耗盐酸的体积关系如图，则反应过程中产生氢气的总体积为 L（标准状况下）．
三．解答题（共3小题）
23．镁是一种重要的金属资源，在各领域都具有重要的作用。
（1）皮江法炼镁是我国生产镁的重要方法，其实质是在高温和真空条件下，有氧化钙存在时，通过硅还原氧化镁生成镁蒸气，与反应生成的固体硅酸二钙（2CaO•SiO2）相互分离，并经冷凝得到结晶镁。写出该反应的化学反应方程式 。
电解槽中先得到的是镁的蒸气，镁蒸气可以在下列 （填编号）气体氛围中冷却。
A．空气 B．氮气 C．水蒸气 D．氢气
（2）目前发达国家80%的镁来自于电解熔融氯化镁。电解原料无水氯化镁可由海水制备。主要有以下步骤：①在干燥的HCl气流中加热脱水干燥；②加熟石灰；③加盐酸；④过滤；⑤浓缩冷却结晶。
其步骤先后顺序是 （步骤可重复使用）；在干燥的HCl气流中加热时，能得到无水MgCl2，其原因是 。
（3）已知某温度下Mg（OH）2的Ksp＝6.4×l0﹣12，当溶液中c（Mg2+）≤1.0×10﹣5mol•L﹣1可视为沉淀完全，则此温度下应保持溶液中c（OH﹣）≥ mol•L﹣1。
（4）在Mg（OH）2悬浊液中滴入饱和NH4Cl溶液，溶液变澄清。反应原因可能有两个：一是NH4+水解产生H+，H+再与Mg（OH）2反应；二是 （用离子方程式表示）。
要验证谁是Mg（OH）2溶解的主要原因，可选取 代替NH4Cl溶液作对照实验。
A．NH4NO3 B．（NH4）2SO4 C．CH3COONH4 D．NH4HCO3
（5）镁电池是近年来科学技术研究的热点之一，如图为Mg﹣NaClO燃料电池结构示意图。其工作时Mg作 （填“X”或“Y”）电极，正极的电极反应式： 。
24．铝及其化合物在日常生活、工业上有广泛的应用．
（1）铝原子核外有 种不同运动状态的电子，有 种能量不同的电子．
（2）氮化铝具有强度高，耐磨，抗腐蚀，熔点可达2200℃．推测氮化铝是 晶体，试比较组成该物质的两微粒半径大小 ．
（3）可用铝和氧化钡反应可制备金属钡：2Al+4BaO3Ba↑+BaO•Al2O3的主要原因是 （选填编号）．
a．Al活泼性大于Ba b．Ba沸点比Al的低 c．BaO•Al2O3比Al2O3稳定
（4）氢氧化铝在水中发生酸式电离的电离方程式为： ，滴入少量盐酸，上述体系中Al3+浓度 （填“增加”、“减少”或“不变”）．
（5）工业上用氢氧化铝、氢氟酸和碳酸钠制取冰晶石（Na3AlF6）．其反应物中有两种元素在周期表中位置相邻，可比较它们金属性或非金属性强弱的是 （选填编号）．
a．气态氢化物的稳定性 b．最高价氧化物对应水化物的酸（碱）性
c．单质与氢气反应的难易 d．单质与同浓度酸发生反应的快慢
（6）冰晶石可做电解氧化铝的助熔剂，此反应中若有0.6mol电子转移，则在 极可得金属铝的质量为 克．工业上不用电解氯化铝而是用电解氧化铝的方法获得铝单质的原因 ．
25．铝是一种轻金属，被称为金属界的“万金油”，应用范围极为广阔。含铝的化合物如氧化铝、氢氧化铝等在工业上用途十分广泛。
完成下列填空：
（1）铝是活泼金属，在干燥空气中铝的表面立即形成厚约5 nm的致密氧化膜，写出除去氧化膜的一种方法 （用方程式表示）。
（2）氢氧化铝是用量最大、应用最广的无机阻燃添加剂，解释氢氧化铝能做阻燃剂的原因 （用方程式说明）；写出Al（OH）3的电离方程式 。
（3）明矾（KAl（SO4）2•12H2O）的水溶液呈 性（选填“酸”、“碱”或“中”），溶液中离子
浓度大小顺序为 。将明矾溶液与小苏打溶液混合会产生白色沉淀和气体，请用平衡移动原理解释该现象
（4）碳热还原氯化法从铝土矿中炼铝具有步骤简单、原料利用率高等优点，其原理如下：
Ⅰ． Al2O3（s）+AlCl3（g）+3C（s）⇌3AlCl（g）+3CO（g）﹣1486 kJ
Ⅱ． 3AlCl（g）⇌2Al（l）+AlCl3（g）+140 kJ
①写出反应Ⅰ的化学平衡常数表达式K＝ ，升高温度，K （填增大、减小、不变）。
②写出反应Ⅱ达到平衡状态的一个标志 ；
结合反应Ⅰ、Ⅱ进行分析，AlCl3在炼铝过程中的作用可以看作 。
③将1mol氧化铝与3mol焦炭的混合物加入2L反应容器中，加入2mol AlCl3气体，在高温下发生反应Ⅰ．若5min后气体总质量增加了27.6g，则AlCl的化学反应速率为 mol/（L•min）。
铝及其化合物
参考答案与试题解析
一．选择题（共20小题）
1．【分析】A．一般情况下，每1体积水可溶解2体积Cl2 ，氯气与水反应生成盐酸和HClO；
B．浓硫酸加到胆矾上，蓝色晶体变成白色粉末，浓硫酸体现吸水性；
C．双氧水氧化+4价的硫，硫酸钡为白色沉淀；
D．镁条在二氧化碳中燃烧，生成氧化镁和碳。
【解答】解：A．用同一针筒先后抽取80 mL氯气、20mL水，振荡，氯气与水反应：Cl2+H2O⇌H++Cl﹣+HClO，1体积水可溶解2体积Cl2 ，所以气体不能完全溶解，故A错误；
B．浓硫酸具有吸水性，胆矾遇到浓硫酸失去结晶水，蓝色晶体变为白色粉末，故B正确；
C．向二氧化硫水溶液中滴加氯化钡溶液，无现象，再滴加双氧水，二氧化硫被氧化成硫酸，硫酸与氯化钡生成白色的硫酸钡沉淀，故C正确；
D．镁条在二氧化碳中燃烧，生成白色固体氧化镁和黑色固体颗粒碳，故D正确；
故选：A。
2．【分析】A、镁与二氧化碳反应生成氧化镁和单质碳；
B、光导纤维的成份是二氧化硅；
C、Cl2能使湿润的有色布条褪色，是生成的次氯酸的漂白性；
D、根据金属钠的性质来分析其保存方法．
【解答】解：A、镁与二氧化碳反应生成氧化镁和单质碳，所以镁带燃烧不能用CO2灭火，故A错误；
B、光导纤维的成份是二氧化硅，而不是硅，故B错误；
C、Cl2能使湿润的有色布条褪色，是生成的次氯酸的漂白性，而不是氯气的强氧化性，故C错误；
D、钠的性质很活泼，极易和空气中的氧气反应生成氧化钠，所以应密封保存；钠的密度小于煤油的密度，且和煤油不反应，所以金属钠通常保存在煤油里，故D正确；
故选：D。
3．【分析】利用所学的化学反应知识结合复分解反应的发生条件，对所给物质进行两两组合找到反应的个数即可解决问题．
【解答】解：从五种物质中任意选出两种反应，一一分析即可：
H2SO4与Al2O3反应生成正盐Al2（SO4）3；
H2SO4与NaOH反应生成正盐Na2SO4；
H2SO4与Mg反应生成正盐MgSO4；
Al2O3与NaOH反应生成正盐NaAlO2；
NaOH与Cl2反应生成NaCl和NaClO都是正盐；
Mg与Cl2反应生成正盐MgCl2，
只有这5种组合符合题意，
故选：C。
4．【分析】A．碳有金刚石、石墨、足球烯等多种同素异形体；
B．电子层越多半径越多，电子层相同的，质子数越多，半径越小；
C．同一氧化还原反应中，还原剂的还原性大于还原产物的还原性；
D．镁与氧气反应生成氧化镁，镁与二氧化碳反应生成氧化镁和碳．
【解答】解：A．碳有金刚石、石墨、足球烯等多种同素异形体，故A错误；
B．Mg、MgO中微粒的半径：r（Mg）＞r（O2﹣）＞r（Mg2+），故B错误；
C．同一氧化还原反应中，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，该反应中Mg是还原剂、C是还原产物，所以Mg的还原性大于C，故C正确；
D．相同质量的镁在足量的CO2和O2中完全燃烧，在二氧化碳中燃烧时固体质量增重的多与在氧气中燃烧增重，故D错误；
故选：C。
5．【分析】A、铝与盐酸反应生成氯化铝，氯化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，偏铝酸钠受热不分解；
B、氧化亚铁与盐酸反应生成氯化亚铁，氯化亚铁与氢氧化钠反应生成氢氧化铁，氢氧化铁受热分解生成氧化铁；
C、碳酸氢钠盐酸反应生成二氧化碳，二氧化碳与过量的氢氧化钠反应生成碳酸钠；
D、氨气与盐酸反应生成氯化铵，氢氧化铵与过量氢氧化钠反应生成一水合氨，一水合氨受热分解生成氨气；
【解答】解：A、铝与盐酸反应生成氯化铝，氯化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，偏铝酸钠受热不分解，所以不符合“MPQM”转化，故A错误；
B、氧化亚铁与盐酸反应生成氯化亚铁，氯化亚铁与氢氧化钠反应生成氢氧化铁，氢氧化铁受热分解生成氧化铁，得不到原氧化亚铁，故B错误；
C、碳酸氢钠盐酸反应生成二氧化碳，二氧化碳与过量的氢氧化钠反应生成碳酸钠，碳酸钠受热不分解，故C错误；
D、氨气与盐酸反应生成氯化铵，氢氧化铵与过量氢氧化钠反应生成一水合氨，一水合氨受热分解生成氨气，符合“MPQM”转化，故D正确；
故选：D。
6．【分析】在金属活动顺序表中，排在氢前面的金属能和非强氧化性的酸反应生成氢气，金属铝、铁能溶于盐酸，过滤后向滤液中加入过量烧碱溶液，亚铁离子能和烧碱反应转化为氢氧化亚铁沉淀，铝离子和过量的烧碱反应生成偏铝酸盐，据此分析解答。
【解答】解：在金属活动顺序表中，排在氢前面的金属能和非强氧化性的酸反应生成氢气，金属铝、铁粉末混合物，加入过量盐酸，金属铝、铁能溶于盐酸，发生的离子反应有：Fe+2H+＝H2↑+Fe2+、2Al+6H+＝3H2↑+2Al3+，过滤，滤液为氯化亚铁、氯化铝、盐酸，过滤后向滤液中加入过量烧碱溶液，过量的氢离子和氢氧根离子结合生成水，亚铁离子成为氢氧化亚铁沉淀，最终转化为氢氧化铁沉淀，铝离子变成偏铝酸根离子，发生的离子反应有：H++OH﹣＝H2O、Fe2++2OH﹣＝Fe（OH）2↓、氢氧化亚铁被氧化生成氢氧化铁，反应的化学方程式为：4Fe（OH）2+O2+2H2O＝4Fe（OH）3；Al3++4OH﹣＝AlO2﹣+2H2O，所以再过滤，滤液中存在的离子有AlO2﹣、Na+；
故选：B。
7．【分析】铝性质活泼，工业冶炼一般用电解法，热还原法不能冶炼，以此解答该题．
【解答】解：由于铝性质活泼，热还原法不能冶炼，一般用电解氧化铝的方法冶炼，商代不可能冶炼出铝，与物理性质无关，只有D正确。
故选：D。
8．【分析】A．氢气与CuO的反应生成Cu和水；
B．二氧化碳与过氧化钠的反应生成碳酸钠和氧气；
C．Al与Fe2O3反应生成Al2O3和Fe；
D．Zn与Cu（NO3）2反应生成Zn（NO3）2和Cu．
【解答】解：A．氢气与CuO的反应生成Cu和水，反应前固体为CuO，反应后固体为Cu，固体质量减小，故A错误；
B．二氧化碳与过氧化钠的反应生成碳酸钠和氧气，反应前固体为过氧化钠，反应后固体为碳酸钠，二者物质的量相同，固体质量增加，故B错误；
C．Al与Fe2O3反应生成Al2O3和Fe，反应前固体为氧化铁、Al，反应后固体为氧化铝、Fe，均为固体，固体质量不变，故C正确；
D．Zn与Cu（NO3）2反应生成Zn（NO3）2和Cu，反应前固体为Zn，反应后固体为Cu，二者物质的量相同，则固体质量减小，故D错误；
故选：C。
9．【分析】A．Na2O2与CO2反应碳酸钠和O2；
B．浓硫酸具有强氧化性，能把铁氧化为氧化铁；
C．NH4Cl在溶液中水解显酸性；
D．AlCl3与碱溶液反应生成氢氧化铝。
【解答】解：A．Na2O2是常见的供氧剂，Na2O2与CO2反应碳酸钠和O2，故A正确；
B．浓硫酸具有强氧化性，能把铁氧化为氧化铁，所以铁片投入到冷的浓硫酸中，铁表面生成致密的氧化膜，即发生了钝化，故B正确；
C．NH4Cl在溶液中水解显酸性，酚酞遇到酸性溶液不变色，故C错误；
D．AlCl3与碱溶液反应生成氢氧化铝，氢氧化铝不溶于弱碱溶液，所以AlCl3溶液中加入足量氨水，生成Al（OH）3，故D正确。
故选：C。
10．【分析】A．泡沫灭火器中Al2（SO4）3的铝离子水解生成氢离子能与铁反应；
B．乙醇不具有强的氧化性，双氧水具有氧化性；
C．硅是良好的半导体材料，二氧化硅为绝缘体；
D．制玻璃的原料：石英砂、石灰石、长石、纯碱、硼酸等；制水泥的原料：石灰石和黏土；制漂白粉的原料：用石灰石可以制得氧化钙进而得到消石灰，用氯气与消石灰反应得到漂白粉。
【解答】解：A．泡沫灭火器中Al2（SO4）3的铝离子水解生成氢离子能与铁反应，与水解有关，故A错误；
B．乙醇和双氧水都可用于消毒，乙醇是蛋白质变性，双氧水是利用强氧化性，二者消毒原理不相同，故B错误；
C．硅是良好的半导体材料，是制造太阳能电池的材料，故C错误；
D．制玻璃的原料：石英砂、石灰石、长石、纯碱、硼酸等；制水泥的原料：石灰石和黏土；制漂白粉的原料：用石灰石可以制得氧化钙进而得到消石灰，用氯气与消石灰反应得到漂白粉，因此工业上生产玻璃、水泥、漂白粉，均需要用石灰石为原料，故D正确；
故选：D。
11．【分析】明矾的化学式为KAl（SO4）2•12H2O，设明矾为1mol，则溶液中含有1molAl3+，2molSO42﹣，根据反应：SO42﹣+Ba2+＝BaSO4↓，Al3++4OH﹣＝AlO2﹣+2H2O判断。
【解答】解：明矾的化学式为KAl（SO4）2•12H2O，设明矾为1mol，则溶液中含有1molAl3+，2molSO42﹣，由反应SO42﹣+Ba2+＝BaSO4↓可知，使SO42﹣全部转化成BaSO4沉淀，需要2molBa（OH）2，则加入4molOH﹣，则发生Al3++4OH﹣＝AlO2﹣+2H2O，所以最后溶液中存在AlO2﹣；
故选：B。
12．【分析】A．HClO分解生成氧气和HCl；
B．Al与NaOH反应生成偏铝酸钠，偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳生成氢氧化铝沉淀；
C．Fe与水蒸气高温反应生成四氧化三铁；
D．NO与水不反应。
【解答】解：A．NaClO溶液中通入二氧化碳生成HClO，HClO分解生成氧气和HCl，不生成氯气，故A错误；
B．Al与NaOH反应生成偏铝酸钠，偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳生成氢氧化铝沉淀，物质间转化均能实现，故B正确；
C．Fe与水蒸气高温反应生成四氧化三铁，不生成氧化铁，不能实现物质之间的转化，故C错误；
D．氮气与氧气放电生成NO，NO与水不反应，不能转化为硝酸，不能实现物质之间的转化，故D错误。
故选：B。
13．【分析】既能与酸反应，又能与强碱反应的氢氧化物属于两性氢氧化物，但氢氧化铝只能溶于碱中的强碱，据此分析。
【解答】解：由于氢氧化铝只能溶于碱中的强碱，故探究氢氧化铝的两性，不能用氨水，故AB均错误；
可溶性的铝盐Al2（SO4）3溶液与少量NaOH溶液反应生成氢氧化铝沉淀，继续加过量的氢氧化钠，氢氧化铝沉淀会溶解，氢氧化铝沉淀中加盐酸沉淀溶解；
所以探究氢氧化铝的两性，最适宜的试剂是Al2（SO4）3溶液、NaOH溶液、稀盐酸，故D正确。
故选：D。
14．【分析】两性氧化物指即能与酸反应，又能与碱作用生成盐和水的化合物，据此判断解答。
【解答】解：A．氢氧化铝不是氧化物，不属于两性氧化物，故A错误；
B．Fe2O3与碱不反应，不属于两性氧化物，故B错误；
C．氧化铝与酸和碱反应，都生成盐和水，属于两性氧化物，故C正确；
D．铝和酸碱反应，是金属单质不是两性氧化物，故D错误；
故选：C。
15．【分析】玉的成分是硅酸盐，玉的硬度比河砂小，金刚砂的成分是碳化硅，“试玉要烧三日满”的意思是检验“玉”的真假要烧满三日，说明“玉”的熔点较高，据此分析解答。
【解答】解：A．玉有软玉和硬玉两种，软玉和硬玉的成分都是硅酸盐，不是氧化铝，故A错误；
B．河砂的成分是石英，石英成分为二氧化硅，为原子晶体，具有较大的硬度，玉的成分是硅酸盐，玉石可以用河砂作磨料进行琢磨，河砂的硬度比玉大，故B错误；
C．“试玉要烧三日满”的意思是检验“玉”的真假要烧满三日，说明“玉”的熔点较高，故C正确；
D．金刚砂是人工制成的碳化硅，玉的成分是硅酸盐，故D错误；
故选：C。
16．【分析】空气里边的二氧化碳，会和镁反应生成碳和氧化镁；二氧化碳会和镁反应生成碳和氧化镁；氧气会氧化镁单质，氮气会和镁反应生成氮化镁．
【解答】解：由2Mg+O2＝2MgO、3Mg+N2＝Mg3N2、2Mg+CO2＝2MgO+C，水做冷却剂时镁粉也能和水发生反应生成氢氧化镁，能与Mg反应的物质不能作冷却剂，所以可以用氩气和氢气作冷却气体。
故选：B。
17．【分析】氧化铝属于致密的氧化物薄膜，能阻止铝进一步被氧化，据此分析解答。
【解答】解：铝属于亲氧元素，铝极易和空气中的氧气反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止铝进一步被氧化，铝不易被腐蚀与铝的熔点、密度、金属活动性强弱无关，故选：C。
18．【分析】A．氧化铝与水不反应；
B．硫酸铝与氨水反应生成氢氧化铝，氢氧化铝与过量的氨水不反应；
C．硫酸铝与氢氧化钠反应生成氢氧化铝，氢氧化铝与过量的氢氧化钠反应；
D．硫酸铝和碳酸氢钠反应生成氢氧化铝和二氧化碳。
【解答】解：A．氧化铝与水不反应，不能制备氢氧化铝沉淀，故A不选；
B．硫酸铝与氨水反应生成氢氧化铝，氢氧化铝与过量的氨水不反应，所以能用硫酸铝和氨水反应制备氢氧化铝沉淀，故B选；
C．硫酸铝与氢氧化钠反应生成氢氧化铝，氢氧化铝与过量的氢氧化钠反应，沉淀会溶解，所以不能用硫酸铝和氢氧化钠反应制备氢氧化铝沉淀，故C不选；
D．硫酸铝和碳酸氢钠反应生成氢氧化铝和二氧化碳，该反应非常剧烈，产生大量气体，不能用于制备氢氧化铝沉淀，故D不选。
故选：B。
19．【分析】既能与酸反应，又能与强碱反应的氢氧化物属于两性氢氧化物，据此分析。
【解答】解：可溶性的铝盐Al2（SO4）3溶液与少量NaOH溶液反应生成氢氧化铝沉淀，继续加过量的氢氧化钠，氢氧化铝沉淀会溶解，氢氧化铝沉淀中加盐酸沉淀溶解；
所以探究氢氧化铝的两性，最适宜的试剂是Al2（SO4）3溶液、NaOH溶液、稀盐酸；故C正确。
故选：C。
20．【分析】常见的既能与酸反应又能与碱反应的物质主要有：①两性物质：Al2O3、ZnO、Al（OH）3、Zn（OH）2、氨基酸、蛋白质等；②多元弱酸的酸式盐：NaHCO3、KHS、KHSO3、NaH2PO4等；③弱酸的铵盐及其酸式盐：（NH4）2S、NH4HS、（NH4）2CO3、NH4HCO3、CH3COONH4等；④某些具有两性的金属：Zn、Al等，据此解答。
【解答】解：A．NaHCO3与盐酸反应生成氯化钠和水、二氧化碳，与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，故A不选；
B．（NH4）2CO3盐酸反应生成氯化铵和水、二氧化碳，与氢氧化钠反应生成碳酸钠、氨气和水，故B不选；
C．Al与盐酸反应生成氯化铝和氢气，与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，故C不选；
D．AlCl3与强碱溶液反应生成氢氧化铝或偏铝酸盐，与强酸不反应，故D选；
故选：D。
二．填空题（共2小题）
21．【分析】（1）氧化铝属于两性氧化物，能和强碱NaOH反应生成偏铝酸钠和水，二氧化硅属于酸性氧化物，能和强碱NaOH反应生成硅酸钠和水；
（2）铝土矿的成分有Al2O3、SiO2、Fe2O3，氧化铝、二氧化硅都能和NaOH溶液反应生成可溶性的钠盐，氧化铁不反应，Na2SiO3与Na[Al（OH）4]与反应，能生成硅铝酸盐沉淀，据此判断滤渣成分，滤渣中含有铁元素、Si元素，据此判断其用途．
【解答】解：（1）氧化铝属于两性氧化物，能和强碱NaOH反应生成偏铝酸钠和水，离子方程式为Al2O3+2OH﹣+3H2O＝2[Al（OH）4]﹣，二氧化硅属于酸性氧化物，能和强碱NaOH反应生成硅酸钠和水，离子方程式为SiO2+2OH﹣＝SiO32﹣+H2O，
故答案为：Al2O3+2OH﹣+3H2O＝2[Al（OH）4]﹣；SiO2+2OH﹣＝SiO32﹣+H2O；
（2）铝土矿的成分有Al2O3、SiO2、Fe2O3，氧化铝、二氧化硅都能和NaOH溶液反应生成可溶性的钠盐，氧化铁不反应且不溶于水，Na2SiO3与Na[Al（OH）4]与反应，能生成硅铝酸盐沉淀，所以滤渣成分为Fe2O3、Na2Al2Si2O8，滤渣中含有铁元素、Si元素，所以滤渣可以作炼铁的原料或生产硅酸盐产品的原料，
故答案为：Fe2O3、Na2Al2Si2O8；炼铁的原料（或生产硅酸盐产品的原料）．
22．【分析】（1）反应中NO3﹣→N2，N元素化合价由+5价降低为0价，共降低10价，Al→Al（OH）3，Al元素化合价由0价升高为+3价，共升高3价，根据电荷守恒可知AlO2﹣是生成物，由H元素守恒可知H2O是反应物，化合价升降最小公倍数为30，故N2系数为3，Al系数为10，根据电荷守恒、元素守恒配平其它物质的系数；
根据方程式判断被氧化与被还原的元素的物质的量之比；
（2）由图可知加入盐酸不与立刻生成沉淀，说明盐酸先中和氢氧化钠，故合金全部溶解所得溶液为氢氧化钠与偏铝酸钠混合溶液，溶液中n（Na+）＝n（OH﹣）+n（AlO2﹣），当加入盐酸30mL时，沉淀量最大，此时溶液为氯化钠溶液，根据氯元素守恒有n（NaCl）＝n（HCl），根据钠元素守恒有n（NaCl）＝n（Na）＝n（Na+），PH＝14的溶液中c（OH﹣）＝1mol/L，计算n（AlO2﹣），n（Al）＝n（AlO2﹣），根据电子转移守恒计算n（H2），再根据V＝nVm计算氢气体积．
【解答】解：（1）反应中NO3﹣→N2，N元素化合价由+5价降低为0价，共降低10价，Al→Al（OH）3，Al元素化合价由0价升高为+3价，共升高3价，根据电荷守恒可知AlO2﹣是生成物，由H元素守恒可知H2O是反应物，化合价升降最小公倍数为30，故N2系数为3，Al系数为10，根据N元素守恒可知NO3﹣系数为6，由电荷守恒可知AlO2﹣的系数为6，根据Al原子守恒可知Al（OH）3系数为4，根据H元素守恒可知H2O系数为6，配平后离子方程式为6NO3﹣+10Al+6H2O＝6AlO2﹣+4Al（OH）3+3N2，由方程式可知被氧化与被还原的元素的物质的量之比10：6＝5：3．
故答案为：6；10；Al；6；H2O；6；AlO2﹣；4；Al（OH）3；3；N2；5：3；
（2）由图可知加入盐酸不与立刻生成沉淀，说明盐酸先中和氢氧化钠，故合金全部溶解所得溶液为氢氧化钠与偏铝酸钠混合溶液，溶液中n（Na+）＝n（OH﹣）+n（AlO2﹣），当加入盐酸30mL时，沉淀量最大，此时溶液为氯化钠溶液，根据氯元素守恒有n（NaCl）＝n（HCl）＝0.03L×2mol/L＝0.06mol，根据钠元素守恒有n（NaCl）＝n（Na）＝n（Na+）＝0.06mol，PH＝14的溶液中c（OH﹣）＝1mol/L，n（OH﹣）＝0.02L×1mol/L＝0.02mol，所以n（AlO2﹣）＝0.06mol﹣0.02mol＝0.04mol，所以n（Al）＝n（AlO2﹣）＝0.04mol，根据电子转移守恒n（H2）×2＝n（Na）×1+n（Al）×3，2n（H2）＝0.06mol+0.04mol×3＝0.18mol，故n（H2）＝0.09mol，V（H2）＝0.09mol×22.4L/mol＝2.016L．
故答案为：2.016．
三．解答题（共3小题）
23．【分析】（1）根据题干信息可知，反应物为Si、MgO、CaO，生成物为2CaO•SiO2、Mg，根据原子守恒书写方程式；电解无水氯化镁所得的镁蒸气，应避免镁再被氧化；
（2）先生成氢氧化镁，氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁，易除去氯化钠等杂质，据此选择步骤先后顺序；MgCl2 易水解，为防止MgCl2水解的水解，在干燥的HCl气流中加热；
（3）依据沉淀溶解平衡存在的溶度积常数Ksp＝c（Mg2+）×c2（OH﹣）计算得到；
（4）加入氯化铵在溶液中水解显酸性，可以溶解氢氧化镁沉淀，氢氧化镁为二元弱碱，部分电离出氢氧根离子和铵根离子结合生成更弱的一元弱碱一水合氨；验证谁是Mg（OH）2溶解的主要原因，选择呈中性的CH3COONH4；
（5）原电池工作时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，由阴离子移动方向可知Y为负极，X为正极，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，根据正极得电子发生还原反应书写。
【解答】解：（1）根据题干信息可知，反应物为Si、MgO、CaO，硅还原MgO生成硅单质，生成物为2CaO•SiO2、Mg，该反应的化学反应方程式为：Si+2MgO+2CaO＝2CaO•SiO2+2Mg，电解无水氯化镁所得的镁蒸气，应避免镁再被氧化，A．空气中的氧气能氧化镁，故A错误； B．氮气和镁能生成氮化镁，故B错误； C．水蒸气和镁反应生成氢氧化镁，故C错误； D．氢气可防止镁被氧化，故D正确；
故答案为：Si+2MgO+2CaO＝2CaO•SiO2+2Mg；D；
（2）因海水中MgCl2的浓度较小，所以要经过富集这一过程：先加熟石灰形成沉淀：MgCl2+Ca（OH）2═Mg（OH）2+CaCl2，然后将沉淀过滤，接着将Mg（OH）2沉淀转化为MgCl2：Mg（OH）2+2HCl═MgCl2+2H2O，这样就实现了MgCl2富集，将溶液蒸发结晶得到六水合氯化镁晶体（MgCl2•6H2O）（这步是为了得到纯净的MgCl2），又因MgCl2 易水解，为防止MgCl2水解的水解，加热六水合氯化镁晶体必须在HCl氛围下中进行：MgCl2•6H2OMgCl2 +6H2O，所以步骤为：②④③⑤④①，在干燥的HCl气流中加热，HCl抑制MgCl2的水解
故答案为：②④③⑤④①；HCl抑制MgCl2的水解；
（3）Mg（OH）2的Ksp＝6.4×10﹣12，当溶液中c（Mg2+）≤1.0×10﹣5mol•L﹣1可视为沉淀完全，则Ksp＝c（Mg2+）×c2（OH﹣）＝6.4×10﹣12 ，c（OH﹣）≥8×10﹣4mol/L，
故答案为：8×10﹣4；
（4）加入NH4Cl，溶解后因其能水解显酸性，NH4Cl+H2O⇌NH3•H2O+HCl，水解生成的盐酸会溶解氢氧化镁，从而又会造成Mg（OH）2沉淀的溶解，Mg（OH）2+2HCl＝MgCl2+2H2O，另一原因可能是氢氧化镁为二元弱碱，部分电离出氢氧根离子和铵根离子结合生成更弱的一元弱碱一水合氨，Mg（OH）2（s）+2NH4+＝Mg2++2NH3•H2O，所以在Mg（OH）2悬浊液中滴入饱和NH4Cl溶液，溶液变澄清，硝酸铵、硫酸铵和氯化铵相似，只有铵根离子的水解，而碳酸氢铵溶液呈碱性，只有醋酸铵呈中性并且含有铵根，要验证谁是Mg（OH）2溶解的主要原因，可选取醋酸铵，
故答案为：Mg（OH）2（s）+2NH4+＝Mg2++2NH3•H2O； C；
（5）Mg容易失去电子，OH﹣在燃料电池中移向流出电子的负极，故Mg作Y电极，镁失去2个电子变为镁离子，镁离子与氢氧根离子结合为氢氧化镁沉淀，OH﹣被消耗，
其工作时正极是ClO﹣得电子发生还原反应的反应，所以正极的电极反应式为：ClO﹣+2e﹣+H2O＝Cl﹣+2OH﹣；总反应为：Mg+ClO﹣+H2O═Mg（OH）2+Cl﹣。
故答案为：Y； ClO﹣+2e﹣+H2O＝Cl﹣+2OH﹣。
24．【分析】（1）铝是13号元素，核外电子有13个，每一个电子的运动状态都不同，核外电子排布式为1s22s22p63s23p1 ；有1s、2s、2p、3s、3p能级；
（2）原子晶体，硬度大、熔点高，粒子的电子层越多，粒子的半径越大；
（3）常温下Al的金属性比Ba的金属性弱，该反应是利用Ba的沸点比Al的低；
（4）根据Al（OH）3的酸式电离；根据Al（OH）3的碱式电离平衡以及外界条件对电离平衡的影响；
（5）根据反应物中的元素可知，氧、氟元素位置相邻，则利用非金属性强弱的判断方法来解答；
（6）电解池阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，而铝离子发生还原反应，应在阴极析出；根据电子转移守恒计算Al的物质的量，进而计算Al的质量；氯化铝为共价化合物，晶体中不存在离子，熔融时不能导电．
【解答】解：（1）铝是13号元素，核外电子有13个，每一个电子的运动状态都不同，核外电子排布式为1s22s22p63s23p1 ，有5个能级，5种能量不同的电子，
故答案为：13；5；
（2）原子晶体硬度大，熔沸点高，根据氮化硅的物理性质：它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，可知属于原子晶体，Al元素原子核外电子数为13，有3个电子层，N元素原子核外电子数为7，有2个电子层，电子层越多半径越大，所以微粒半径大小Al＞N，
故答案为：原子；Al＞N；
（3）利用元素Ba、Al在元素周期表的位置可知金属活泼性：Al＜Ba；但Al在高温下可将氧化钡中钡置换出来，原因是Ba的沸点低于铝，高温时Ba转化为气体脱离反应体系，使反应正向进行，
故答案为：b；
（4）Al（OH）3的酸式电离：Al（OH）3⇌H++AlO2﹣+H2O，同时还存在碱式电离：Al（OH）3⇌Al3++3OH﹣，加入盐酸，与OH﹣反应，碱式电离平衡正向移动，Al3+浓度增加，
故答案为：Al（OH）3⇌H++AlO2﹣+H2O；增加；
（5）该反应中的物质含有的元素有Al、O、H、F、Na、C，只有O、F元素相邻，因F的非金属性最强，则没有正价，也就没有最高价氧化物对应水化物，它们也不与酸反应，但可以利用气态氢化物的稳定性和单质与氢气反应的难易来判断O、F非金属性的强弱，
故答案为：ac；
（6）电解池阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，而铝离子发生还原反应，应在阴极析出；根据电子转移守恒，析出Al的物质的量为＝0.2mol，故析出Al的质量为0.2mol×27g/mol＝5.4g，因为氯化铝为共价化合物，属于分子晶体，晶体中不存在离子，熔融时不能导电，故不能被电解；而氧化铝为离子化合物，熔融状态可以导电，
故答案为：阴；5.4；因为氯化铝为共价化合物，属于分子晶体，晶体中不存在离子，熔融时不能导电，故不能被电解；而氧化铝为离子化合物，熔融状态可以导电．
25．【分析】（1）氧化铝是两性氧化物，能溶于强酸强碱溶液；
（2）氢氧化铝分解吸收热量生成高熔点的氧化铝，氢氧化铝是两性氢氧化物存在酸式电离和碱式电离；
（3）明矾（KAl（SO4）2•12H2O）的水溶液中铝离子水解溶液显酸性，将明矾溶液与小苏打溶液混合会产生白色沉淀和气体是碳酸氢根离子和铝离子发生的双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体；
（4）①平衡常数K＝生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积，Al2O3（s）+AlCl3（g）+3C（s）⇌3AlCl（g）+3CO（g）﹣1486 kJ，反应为吸热反应，升温平衡正向进行；
②反应Ⅱ达到平衡状态的一个标志需要说明正逆反应速率相同，反应前后气体体积变化分析；
③Al2O3（s）+AlCl3（g）+3C（s）⇌3AlCl（g）+3CO（g）﹣1486 kJ，反应前后气体质量增加138g，若5min后气体总质量增加了27.6g，计算得到生成的AlCl，则AlCl的化学反应速率＝。
【解答】解：（1）氧化铝是两性氧化物，能溶于强酸强碱溶液，溶于强酸的化学方程式为：Al2O3+6HCl＝2AlCl3+3H2O，
故答案为：Al2O3+6HCl＝2AlCl3+3H2O；
（2）氢氧化铝是用量最大、应用最广的无机阻燃添加剂，氢氧化铝能做阻燃剂的原因是氢氧化铝分解吸收热量生成了高熔点的氧化铝，反应的化学方程式：2Al（OH）3Al2O3+3H2O，Al（OH）3的电离存在酸式电离和碱式电离，电离方程式为：Al3++3OH﹣⇌Al（OH）3⇌H++AlO2﹣+H2O，
故答案为：2Al（OH）3Al2O3+3H2O；Al3++3OH﹣⇌Al（OH）3⇌H++AlO2﹣+H2O；
（3）明矾（KAl（SO4）2•12H2O）的水溶液中铝离子水解溶液显酸性，溶液中离子浓度大小为：[SO42﹣]＞[K+]＞[Al3+]＞[H+]＞[OH﹣]，将明矾溶液与小苏打溶液混合会产生白色沉淀和气体是：铝离子水解呈酸性，Al3++H2O⇌Al（OH）3+3H+，碳酸氢根水解呈碱性，HCO3﹣+H2O⇌H2CO3+OH﹣，两者水解相互促进，平衡向右进行，因此出现沉淀与气体，
故答案为：酸；[SO42﹣]＞[K+]＞[Al3+]＞[H+]＞[OH﹣]；铝离子水解呈酸性，Al3++H2O⇌Al（OH）3+3H+，碳酸氢根水解呈碱性，HCO3﹣+H2O⇌H2CO3+OH﹣，两者水解相互促进，平衡向右进行，因此出现沉淀与气体；
（4）①Al2O3（s）+AlCl3（g）+3C（s）⇌3AlCl（g）+3CO（g）﹣1486 kJ，平衡常数K＝，反应为吸热反应，升温平衡正向进行，平衡常数增大，
故答案为：；增大；
②3AlCl（g）⇌2Al（l）+AlCl3（g）+140 kJ，反应前后气体体积变化，当压强不变说明反应达到平衡状态，结合反应Ⅰ、Ⅱ进行分析，AlCl3在炼铝过程中参与反应过程，最后又生成，起到的作用可以看作催化剂作用，
故答案为：压强不变；催化剂；
③Al2O3（s）+AlCl3（g）+3C（s）⇌3AlCl（g）+3CO（g）﹣1486 kJ，生成3molAlCl反应前后气体质量增加138g，若5min后气体总质量增加了27.6g，计算得到生成的AlCl物质的量＝＝0.6mol，则AlCl的化学反应速率＝＝0.06mol/（L•min），
故答案为：0.06。
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