2018高考化学（人教）一轮复习全程构想（检测）-第三章　金属及其化合物 课时作业09 Word版含解析

课时作业9　镁、铝及其重要化合物

授课提示：对应学生用书第307页]

基础题组]

1．(2017·河北石家庄一模)下列物质的性质和应用相对应的是(　　)

A．液氨分解要吸热，可用作制冷剂

B．Al2O3难溶于水，可用作耐火坩埚

C．硅胶吸附水能力强，可用作食品干燥剂

D．MgO是一种电解质，可用来工业电解冶炼金属镁

解析：液氨汽化时要吸收大量的热，使周围温度急剧降低，因此常用作制冷剂，A项错误；Al2O3熔点高，也很坚固，可用作耐火坩埚，B项错误；硅胶吸附水分能力强，常用作实验室和袋装食品干燥剂、瓶装药品等的干燥剂，C项正确；MgO是一种电解质，但其熔点高，工业上用电解熔融MgCl2来冶炼金属镁，而不用MgO，D项错误。

答案：C

2．(2017·青岛模拟)下列有关说法不正确的是(　　)

A．Al(OH)3在用于治疗胃酸过多类疾病时表现出弱碱性

B．氯化铝溶液中加入过量氨水反应的实质是Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH

C．Al(OH)3可用于中和馒头制作过程(如发酵阶段)中产生的酸

D．Al2O3可用于制作耐火材料而Al(OH)3不能

解析：治疗胃酸过多时要消耗胃中的酸，因此Al(OH)3表现出碱性，A项正确；Al(OH)3不溶于氨水，B项正确；馒头制作过程中加小苏打是用于发泡和中和酸的，不用Al(OH)3，C项错误；耐火材料本身有良好的热稳定且熔点很高，而Al(OH)3受热易分解，D项正确。

答案：C

3．(2017·哈尔滨一模)下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是(　　)

A．K　B．Na

C．Fe  D．Al

解析：金属铝在空气中表面会形成一层致密的氧化膜保护层，防止内层的金属进一步被氧化，D正确。K、Na、Fe表面形成的氧化膜比较疏松，不能保护内层金属，A、B、C错误。

答案：D

4．(2017·大连质检)室温下，在0.2 mol·L－1 Al2(SO4)3溶液中，逐滴加入1.0 mol·L－1 NaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如图，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

解析：A项，a点时，即为Al2(SO4)3溶液，由于Al3＋水解：Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，溶液呈酸性，错误；B项，a～b段，主要是滴入的NaOH溶液中和了水解生成的H＋，c(H＋)减小，溶液pH增大，另外，一方面，c(H＋)减小一定程度上促进了Al3＋的水解，另一方面溶液体积增大，故c(Al3＋)减小，错误；C项，b～c段，pH变化缓慢，主要发生反应：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，正确；D项，c点后pH变化较快的一段，为Al3＋沉淀完全，Al(OH)3未溶解而c(OH－)增大的过程，d点前pH变化较缓慢的一段反应为：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，故d点时，Al(OH)3已完全溶解，错误。

答案：C

5．(2016·宁阳调研)下列反应中，反应后固体物质增重的是(　　)

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

解析：A项，CuO被H2还原为Cu，固体质量减轻；B项，2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，Na2O2变为Na2CO3，固体质量增加；C项，铝热反应前后固体总质量保持不变；D项，1 mol Zn置换出1 mol Cu，固体质量减轻，不符合题意。

答案：B

6．已知：2NaAl(OH)4]＋CO2===2Al(OH)3↓＋Na2CO3＋H2O。向含2 mol NaOH、1 mol Ba(OH)2、2 mol NaAl(OH)4]的混合溶液中慢慢通入CO2，则通入CO2的量和生成沉淀的量的关系正确的是(双选)(　　)

解析：向含2 mol NaOH、1 mol Ba(OH)2、2 mol NaAl(OH)4]的混合溶液中慢慢通入CO2发生反应依次为

Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O

  1 mol  1 mol  1 mol

2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O

  2 mol  1 mol  1 mol

2NaAl(OH)4]＋CO2===2Al(OH)3↓＋Na2CO3＋H2O

  2 mol  1 mol  2 mol  1 mol

Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3

  1 mol  1 mol

BaCO3＋CO2＋H2O===Ba(HCO3)2

  1 mol  1 mol

当通入2 mol CO2时，生成1 mol BaCO3沉淀；

当通入3 mol CO2时，生成1 mol BaCO3沉淀和2 mol Al(OH)3沉淀；

当通入4 mol CO2时，生成1 mol BaCO3沉淀和2 mol Al(OH)3沉淀；

当通入5 mol CO2时，生成2 mol Al(OH)3沉淀；当通入6 mol CO2时，BaCO3已完全反应，Al(OH)3量不变，即仍为2 mol沉淀。

答案：AC

7．(2016·河南郑州高三质监)Mg能在NO2中燃烧，产物为Mg3N2、MgO和N2。某科学小组通过实验验证反应产物并探究产物的比例关系。资料信息：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑，限用如下装置实验(夹持装置省略，部分仪器可重复使用)

(1)装置连接的顺序为________(填字母序号)；

(2)连接好仪器，装入药品前检验装置气密性的方法是：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________；

(3)装置A中盛装的干燥剂是________；装置F的作用

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________；

(4)验证产物中存在Mg3N2的具体实验操作为

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________，

确定产物中有N2生成的实验现象为

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________；

(5)已知装置E中初始加入镁粉的质量为13.2 g，在足量的NO2中充分燃烧，实验结束后，硬质玻璃管冷却至室温、称量，测得硬质玻璃管中剩余固体的质量为21.0 g，产生N2的体积为1 120 mL(标准状况)。写出玻璃管中发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)镁在二氧化氮中燃烧，产物为Mg3N2、MgO和N2，装置B中的铜与硝酸反应生成的气体NO2，用装置A干燥剂干燥，通入硬制玻璃管E与镁粉发生反应，用F装置除去多余的NO2，装置C与D排水法收集N2，故连接装置为：BAEAFCD，(2)连接好仪器，装入药品前检验装置气密性的方法：关闭分液漏斗活塞，将导气管末端插入水中，对锥形瓶或B处反应管微热，若导气管口有气泡，停止加热，导气管中进入一段水柱，表示气密性完好；(3)NO2不能用碱性干燥剂干燥，装置A中盛装的干燥剂为固体干燥剂，所以干燥剂为无水CaCl2或五氧化二磷等；装置F是除去过量的二氧化氮气体；(4)验证产物中存在Mg3N2的具体实验操作为：取少量反应后的固体产物，加入到水中产生有刺激性气味的气体，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变成蓝色，确定产物中有氮气生成的实验现象为装置C中收集到大量的气体，证明有氮气生成；(5)已知装置E中初始加入Mg粉质量为13.2 g，物质的量为＝0.55 g，在足量的NO2中充分燃烧，实验结束后，硬质玻璃管冷却至室温、称量，测得硬质玻璃管中剩余固体的质量为21.0 g为Mg3N2和MgO，产生N2的体积为1 120 mL(标准状况)，物质的量＝＝0.05 mol，设生成Mg3N2为x mol，MgO为y mol，x＋y＝0.55 mol,100x＋40y＝21.0 g，解得x＝0.05，y＝0.4，N2的物质的量为0.05 mol，n(Mg):n(Mg3N2):n(MgO):n(N2)＝0.55:0.05:0.4:0.05＝11:1:8:1，根据氮原子守恒NO2前系数为4，既得到：11Mg＋4NO2Mg3N2＋8MgO＋N2。

答案：

(1)BAEAFCD；

(2)关闭分液漏斗活塞，将导气管末端插入水中，对锥形瓶或B处反应管微热，若导气管口有气泡，停止加热，导气管中进入一段水柱，表示气密性完好；

(3)无水CaCl2或五氧化二磷等，除去过量的二氧化氮气体；

(4)取少量反应后的固体产物，加入到水中产生有刺激性气味的气体，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变成蓝色

(5)11Mg＋4NO2Mg3N2＋8MgO＋N2

能力题组]

1．(2017·河地郑州一模)工业上用某种氧化铝矿石(含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：

对上述流程中的判断正确的是(　　)

A．试剂X可以为氨气，沉淀中含有铁的化合物

B．CO2可以用H2SO4溶液或稀盐酸代替

C．反应Ⅱ中的反应为CO2＋AlO＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO

D．工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al，成本更低

解析：氧化铝不溶于弱碱氨水，X不可能是氨水，A项错误；若用强酸代替CO2，量不好控制，若加少了，沉淀不完全，若加多了，Al(OH)3溶解，B项错误；AlO中通入CO2，CO2过量生成Al(OH)3和HCO，C项正确；铁的活动性弱于铝，无法制得铝，D项错误。

答案：C

2．(2017·沈阳一模)下列说法不正确的是(　　)

A．Al箔插入稀HNO3中，无现象，说明Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜

B．如图所示，①中为AlCl3溶液，②中为浓氨水，①中有白色沉淀生成

C．Al2O3NaAlO2(aq)Al(OH)3

D．AlCl3溶液中滴加NaOH溶液后铝的存在形式：

解析：铝能溶于稀HNO3，在浓HNO3中钝化，A错；浓氨水会挥发出NH3，NH3与AlCl3溶液反应生成Al(OH)3沉淀，B正确；Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O，AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO，C正确；根据Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，①<3时，铝元素存在形式为Al(OH)3、Al3＋；②＝3时，铝元素存在形式为Al(OH)3；③3<<4时，铝元素存在形式为Al(OH)3、AlO；④≥4时，铝元素存在形式为AlO，D正确。

答案：A

3．(2017·河南郑州联考)将足量的CO2不断通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2或KAl(OH)4]的混合溶液中，生成沉淀与通入CO2的量的关系可表示为(　　)

解析：足量的CO2不断通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中先后发生的反应为：CO2＋Ba(OH)2===BaCO3↓＋H2O；CO2＋2KOH===K2CO3＋H2O；KAlO2＋CO2＋2H2O===KHCO3＋Al(OH)3↓；K2CO3＋H2O＋CO2===2KHCO3；BaCO3＋H2O＋CO2===Ba(HCO3)2，所以生成沉淀与通入CO2体积的关系可用D项表示。

答案：D

4．(2017·宁波调研)有a g、b g两份铝粉，分别置于足量的NaOH溶液和盐酸中，在相同条件下，收集到H2的体积相同。下列有关叙述一定正确的是(　　)

A．a＝b

B．a>b

C．c(NaOH)＝c(HCl)

D．消耗的n(NaOH)与消耗的n(HCl)相等

解析：依得失电子守恒知a＝b，A项正确，B项错误；因酸、碱均是足量的，且体积未知，故无法确定酸、碱的浓度，c(NaOH)和c(HCl)可能相等 ，也可能不相等 ，C项不合题意；由2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑知消耗酸、碱的物质的量不相等，D项错误。

答案：A

5．(2017·大连模拟)Na2O2、HCl、Al2O3三种物质在水中完全反应后，溶液中只含有Na＋、H＋、Cl－、OH－；且溶液呈中性，则Na2O2、HCl、Al2O3的物质的量之比可能为(　　)

A．3∶2∶1　B．2∶4∶1

C．2∶3∶1  D．4∶2∶1

解析：溶液中只含有Na＋、H＋、Cl－、OH－，且溶液呈中性，所以中性溶液的溶质为NaCl，由反应2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，4NaOH＋4HCl===4NaCl＋4H2O，可看成Al2O3不反应，只要Na2O2、HCl的物质的量之比为2∶4即符合题意，则Na2O2、HCl、Al2O3的物质的量之比可以为2∶4∶n，n可以是任意值。

答案：B

6．(2017·喀什模拟)某溶液中可能含有大量的Mg2＋、Al3＋、H＋、Cl－和少量OH－，向该溶液中逐滴加入0.5 mol·L－1的NaOH溶液，生成沉淀的质量和加入NaOH溶液的体积之间的关系如图所示，则可判断原溶液中(　　)

A．有Mg2＋，没有Al3＋

B．有Al3＋，没有Mg2＋

C．有大量的H＋、Mg2＋和Al3＋

D．有Mg2＋和Al3＋

解析：根据图示可以推断，加入氢氧化钠溶液就发生了沉淀，故溶液中一定没有大量H＋；能够和氢氧化钠反应生成沉淀的离子有Mg2＋、Al3＋，生成的沉淀部分溶解，不溶解的是氢氧化镁，溶解的是氢氧化铝，所以一定含有Mg2＋、Al3＋，一定没有OH－，故D项正确。

答案：D

7．(2017·济宁联考)某铝土矿中主要含有Al2O3、Al(OH)3、AlO(OH)，还含有Fe2O3等杂质。利用拜耳法生产氧化铝的流程如图所示：

请回答下列问题：

(1)粉碎后的铝土矿碱浸时应在高温下进行，其目的是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)AlO(OH)与NaOH溶液反应的化学方程式为

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)在稀释、结晶过程中，稀释的目的是________________________________________

________；加Al(OH)3晶核 的目的是促进Al(OH)3的析出。上述“稀释、结晶”工艺，也可用通入足量的________气体的方法来代替。

(4)浓缩所得的NaOH溶液由于吸收了空气中的CO2而含有杂质，该杂质可通过苛化反应除去，写出苛化反应的化学方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(5)该生产流程能实现________(填化学式)的循环利用。

解析：(1)粉碎后的铝土矿碱浸时应在高温下进行，是因为温度越高，反应速率越快。(2)AlO(OH)与NaOH溶液反应，最后得到偏铝酸钠，钠和铝的物质的量之比为1∶1所以AlO(OH)与NaOH以物质的量之比1∶1反应，即反应的化学方程式为AlO(OH)＋NaOH===NaAlO2＋H2O。(3)AlO在溶液中会发生水解：AlO＋2H2OAl(OH)3＋OH－，依据越稀越水解，可知加水稀释是为了促进AlO的水解。“稀释、结晶”工艺中，也可以用偏铝酸盐与CO2反应代替，即2H2O＋AlO＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO。(4)浓缩所得的NaOH溶液由于吸收了空气中的CO2而含有杂质，杂质是碳酸钠，碳酸钠与氢氧化钙反应生成苛性钠，从而除去碳酸根离子，化学方程式为Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH。(5)后续反应中又生成氢氧化钠，而开始时是用氢氧化钠溶液溶解铝土矿，故该生产流程能实现循环利用的是NaOH。

答案：

(1)加快反应速率

(2)AlO(OH)＋NaOH===NaAlO2＋H2O

(3)促进AlO的水解　CO2

(4)Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH

(5)NaOH