2022届新高考化学第一轮复习课时作业：镁、铝及其化合物（含解析）

2022届新高考化学第一轮复习课时作业

镁、铝及其化合物

一、选择题

1、向等物质的量浓度的HCl、AlCl3、NH4Cl、MgCl2混合溶液中逐滴加入1 mol·L－1的NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示。下列有关说法正确的是(  )

A．在0～a段加入的NaOH溶液与NH4Cl反应

B．在b～c段加入NaOH溶液发生反应的离子方程式为Al3＋＋3OH－=== Al(OH)3↓

C．在d～e段加入NaOH溶液发生反应的离子方程式为Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O

D．在滴加NaOH溶液全过程中主要粒子参与反应的先后顺序是H＋、Al3＋、Mg2＋、NH、Al(OH)3

解析：A项错误，加入的NaOH溶液应先与H＋反应；B项错误，由图像中耗用NaOH溶液的体积可知，在b～c段加入NaOH溶液发生反应的离子方程式为Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓；C项错误，在d～e段加入NaOH溶液发生反应的离子方程式为Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O；D项正确。

答案：D

2、镁、铝都是较活泼的金属，下列描述中正确的是(　　)

A．高温下，镁、铝在空气中都有抗腐蚀性

B．镁、铝都能跟稀盐酸、稀硫酸、强碱反应

C．镁在点燃条件下可与二氧化碳反应，铝在一定条件下可与氧化铁发生氧化还原反应

D．铝热剂是镁条、铝粉和氧化铁的混合物

解析：在常温下，镁和铝在空气里都能跟氧气反应，生成一层致密的氧化物薄膜，这层氧化物薄膜能够阻止金属的继续氧化，所以镁和铝都有抗腐蚀性，但是在高温下能剧烈反应，放出大量热，选项A错误；镁能跟酸反应不能跟碱反应，选项B错误；镁在点燃条件下可以与二氧化碳反应生成氧化镁和碳，铝在一定条件下可以与氧化铁发生氧化还原反应生成铁和氧化铝，选项C正确；铝热剂是铝粉和氧化铁的混合物，在铝热反应中，在铝热剂上放供氧剂(氯酸钾)引发反应，中间插一根镁条，为反应提供高温条件，选项D错误。

答案：C

3、下列反应中的离子方程式书写正确的是(　　)

A．向氯化铝溶液中滴加过量氨水：4NH3·H2O＋Al3＋===AlO＋4NH＋2H2O

B．NH4Al(SO4)2溶液中滴加少量NaOH溶液：NH＋OH－===NH3·H2O

C．向明矾溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液：Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===2BaSO4↓＋AlO＋2H2O

D．向NaAlO2溶液中通入足量CO2：2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO

解析：A项，氨水不能溶解Al(OH)3；B项，NH、Al3＋同时存在时，Al3＋与OH－先反应；D项，通足量CO2时，应生成HCO。

答案：C

4、某小组用打磨过的铝片进行如下实验，下列分析不合理的是(　　)

A．①中铝片发生了钝化

B．②中产生的气泡可能是氮氧化合物

C．③中沉淀溶解的离子方程式是Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O

D．②中加水稀释过程中，仅发生了氧化还原反应

解析：浓硝酸具有强氧化性，常温下铝在浓硝酸中发生钝化，故A正确；加水稀释硝酸浓度变稀，产生气泡说明铝和稀硝酸发生反应生成一氧化氮气体，②中产生的气泡可能是氮氧化合物，故B正确；③中沉淀溶解是氢氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式是Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，故C正确；②中加水稀释过程中，铝表面形成的氧化物薄膜溶于稀硝酸为复分解反应，过程中不仅发生了氧化还原反应，故D错误。

答案：D

5．下列变化不能通过一步反应直接完成的是(　　)

A．Al3＋→Al(OH)3    B.Al→AlO

C．Al(OH)3→Al2O3  D．Al2O3→Al(OH)3

解析：Al3＋与氨水发生反应生成Al(OH)3，可一步反应生成，故A不选；Al与NaOH溶液发生反应生成AlO，可一步反应生成，故B不选；Al(OH)3加热分解为Al2O3与水，可以一步实现转化，故C不选；Al2O3不能直接生成 Al(OH)3，应先生成Al3＋或AlO后，然后加入弱碱或弱酸才能反应生成Al(OH)3，故选D。

答案：D

6．下列物质的制备方法正确的是(　　)

A．氯化铝溶液和硫化钠溶液反应制备Al2S3

B．用镁粉和空气反应制备Mg3N2

C．用铝粉和MnO2制得锰

D．用电解熔融氯化铝的方法制得单质铝

解析：硫化钠和氯化铝溶液反应，硫离子和铝离子发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和硫化氢，A错误；镁粉在空气中和氧气也反应，会生成氧化镁，B错误；铝热法可冶炼锰，C正确；氯化铝属于分子晶体，熔融状态下不导电，工业上常用电解熔融的氧化铝来冶炼铝，D错误。

答案：C

7．下列叙述正确的是(　　)

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

B．存在于污水中的重金属离子，常用加入明矾等电解质的方法进行处理

C．镁铝合金既可完全溶于过量盐酸又可完全溶于过量NaOH溶液

D．依据铝热反应原理，能发生反应2Al＋3MgO3Mg＋Al2O3

解析：B项中明矾只能使污水中的悬浮物沉降，不能除去重金属离子；C项中Mg不能溶于NaOH溶液；D项中Mg的金属性比Al强，故Al与MgO不能发生铝热反应。

答案：A

8．现有AlCl3、Ba(OH)2、NaHCO3和稀HNO3四种溶液，分别为如图所示M、X、Y、Z中的某一种，图中每条线段两端的物质可以发生化学反应。下列推断合理的是(　　)

A．M一定是NaHCO3 

B．Y可能是AlCl3                     

C．X一定是AlCl3 

D．Z可能是HNO3

解析：Ba(OH)2能与其余三种物质反应，NaHCO3能与其余三种物质反应，从图中可以看出M、Y两物质是Ba(OH)2、NaHCO3，至于是哪一种无法区别，X、Z两物质分别是AlCl3、HNO3中的一种，也是无法确定一定是哪一种。

答案：D

9．世界上60%的镁是从海水中提取的，其主要步骤如下：

①把贝壳制成生石灰

②在海水中加入生石灰，过滤、洗涤沉淀物

③将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤

④在氯化氢热气流中加热晶体

⑤电解上述所得盐(熔融条件下)

下列说法正确的是(　　)

A．向洗涤液中滴加氯化钙溶液可检验沉淀是否洗涤干净

B．上述变化过程中包括了分解、化合、复分解、置换四种反应类型

C．步骤④在氯化氢热气流中加热晶体的目的是防止氯化镁水解

D．步骤⑤也可以采用电解该盐水溶液的方法

解析：由题意知，沉淀物上附着的杂质离子主要为钙离子，应向最后一次的洗涤液中滴加碳酸钠溶液，若不产生白色沉淀，则说明沉淀已洗涤干净，A项错误；①为分解反应，②涉及化合反应、复分解反应，③为复分解反应，④为分解反应，⑤为分解反应，整个变化过程中无置换反应，故B项错误；MgCl2水解生成HCl，在氯化氢热气流中加热晶体可抑制其水解，故C项正确；电解氯化镁的水溶液，发生反应的化学方程式为MgCl2＋2H2OCl2↑＋H2↑＋Mg(OH)2↓，得不到单质镁，故D项错误。

答案：C

10、下列有关转化关系正确的是(　　)

A．MgCO3MgCl2(aq)Mg

B．Mg(OH)2MgCl2(aq)Mg

C．MgCl2(aq)Mg(OH)2MgO

D．MgCl2(aq)MgCl2(s)Mg

解析：镁是活泼的金属，金属镁的冶炼方法是电解熔融的氯化镁，故A、B项错误；由于Mg2＋的水解，MgCl2(aq)直接蒸干生成Mg(OH)2，得不到MgCl2(s)，错误。

答案：C

11、工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2、Fe2O3等杂质)冶炼铝的主要流程如下：

(注：SiO2碱溶时转化为铝硅酸钠沉淀)

下列叙述错误的是(　　)

A．操作Ⅰ增大NaOH溶液用量可提高Al2O3的浸取率

B．操作Ⅱ、Ⅲ为过滤，操作Ⅳ为灼烧

C．通入过量CO2的离子方程式为2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO

D．加入冰晶石的目的是降低Al2O3的熔融温度

解析：操作Ⅰ增大NaOH溶液用量可以使铝土矿中的氧化铝充分溶解，从而提高Al2O3的浸取率，A正确；操作Ⅱ、Ⅲ为过滤，操作Ⅱ滤去的滤渣为Fe2O3、铝硅酸钠，操作Ⅲ得到固体氢氧化铝，操作Ⅳ为灼烧，目的是使氢氧化铝分解成氧化铝，B正确；向偏铝酸钠溶液中通入过量CO2后生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，离子方程式为AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO，C不正确；加入冰晶石的目的是降低Al2O3的熔融温度，D正确。

答案：C

12、如图是实验室制取无水氯化镁的装置图，下列有关表述正确的是(　　)

A．装置A中圆底烧瓶中可以换成固体MnO2

B．如果直接加热MgCl2·6H2O不能得到无水氯化镁，将得到Mg(OH)Cl或MgO

C．尾气吸收可以用浓硫酸作为吸收剂进行吸收

D．金属镁在空气中燃烧，剧烈反应生成氧化镁，如果金属镁燃烧发生火灾，要立即用二氧化碳灭火器进行灭火

解析：该制备原理是在HCl的环境下，加热MgCl2·6H2O晶体，防止水解，制备无水氯化镁。A.装置A的作用是产生HCl气体，装置A中圆底烧瓶中如果换成固体MnO2，不能产生HCl气体，故A错误；B.直接加热MgCl2·6H2O，镁离子水解，不能得到无水氯化镁，可能得到Mg(OH)Cl或MgO，故B正确；C.实验尾气中含有HCl，会污染空气，浓硫酸不能吸收HCl，可以用水吸收，需防倒吸，故C错误；D.Mg可以在二氧化碳中燃烧，Mg失火不能用二氧化碳灭火器进行灭火，故D错误。

答案：B

13、向含Al2(SO4)3和AlCl3的混合溶液中逐滴加入1 mol·L－1 Ba(OH)2溶液至过量，加入Ba(OH)2溶液的体积和所得沉淀的物质的量的关系如图，下列说法不正确的是(　　)

A．图中C点铝元素存在形式是AlO

B．向D点溶液中通入CO2气体，立即产生白色沉淀

C．原混合溶液中c[Al2(SO4)3]∶c(AlCl3)＝1∶2

D．OA段反应的离子方程式为2Al3＋＋3SO＋3Ba2＋＋8OH－===2AlO＋3BaSO4↓＋4H2O

解析：C点为BaSO4沉淀，其物质的量为3 mol，此时铝元素以AlO的形式存在，A正确；D点溶液溶质为Ba(AlO2)2，通入CO2气体，立即产生BaCO3和Al(OH)3沉淀，B正确；B点为Al(OH)3和BaSO4沉淀，此时Al(OH)3的物质的量为7 mol－3 mol＝4 mol，故原混合液中有1 mol Al2(SO4)3，AlCl3物质的量为4 mol－1 mol×2＝2 mol，即c[Al2(SO4)3]∶c(AlCl3)＝1∶2，C正确；OA段反应的离子方程式为2Al3＋＋3SO＋3Ba2＋＋6OH－===3BaSO4↓＋2Al(OH)3↓，D错误。

答案：D

二、非选择题

14．氯化铝融盐电解法是以氯化铝为原料，以碱金属或碱土金属氯化物(含少量MgCl2、KCl、CaCl2)为电解质进行电解制取铝的方法。

(1)氯化铝融盐电解法需要先制纯氧化铝。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含有少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料通过以下途径提纯氧化铝：

铝土矿滤液甲滤液乙Al(OH)3Al2O3

①依次写出X、Y的成分________________，________________。

②如右图所示在实验室中进行过滤，操作中的两处错误分别是_______________；__________________________。

 (2)制备无水氯化铝的反应为：2Al2O3＋6Cl24AlCl3＋3O2

③为促进该反应的进行，实际生产中需加入焦炭，其原理是___________。

④加入焦炭后的化学反应可表示为Al2O3＋C＋Cl2AlCl3＋X↑，为确定气体X是否为混合气体，某同学将X依次通过灼热的氧化铜和澄清的石灰水，再根据现象判断。该操作是否正确？(填正确、不正确或无法判断)_________，请说明理由_________。

(3)现在工业上通常用电解熔融氧化铝方式制取铝，理论上生产1吨铝消耗的氧化铝的质量__________(填“大于”“小于”或“等于”)氯化铝质量。

解析：(1)①滤液乙能和氨水反应生成氢氧化铝沉淀，这说明滤液乙中含有铝离子，所以Y应该是盐酸。则滤液甲中含有AlO和SiO，因此X是NaOH。氧化铁和氢氧化钠不反应，过滤得到氧化铁。硅酸钠和盐酸反应生成硅酸沉淀，过滤得氯化铝和盐酸的混合液，加入氨气即生成氢氧化铝沉淀。②根据装置图可知，该装置是过滤装置，因此主要的错误是没有使用玻璃棒引流，其次滤纸边缘高于漏斗边缘。(2)③因为在加热的条件下，碳与O2反应，生成CO或CO2，降低氧气的浓度，有利于反应正向进行。④由于在加热的条件下，CO能和氧化铜反应生成CO2，所以将生成气体先通过灼热的CuO粉末，若有CO就会生成CO2，这样就无法确定原来是否有CO2，所以是不正确的。(3)根据原子守恒可知，1 mol氧化铝可以生成2 mol氯化铝。1 mol氧化铝的质量是102 g,2 mol氯化铝的质量是2  mol×133.5 g/mol＝267 g，所以氧化铝的质量小于氯化铝的质量。

答案：(1)①NaOH溶液　稀盐酸

②没有使用玻璃棒引流　滤纸边缘高于漏斗边缘

(2)③碳与O2反应，有利于反应正向进行

④不正确　将生成气体先通过灼热的CuO粉末，若有CO就会生成CO2，这样就无法确定原来是否有CO2

(3)小于

15．某研究性学习小组为测定某含镁3%～5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数，设计了下列两种不同实验方案进行探究，请根据他们的设计回答有关问题。

[探究一]实验方案：铝镁合金测定剩余固体质量。

问题讨论：

(1)实验中发生反应的化学方程式是___________________。

(2)若实验中称取5.4 g铝镁合金粉末样品，投入V mL 2.0 mol/L NaOH溶液中，充分反应。则NaOH溶液的体积V≥____________ mL。

(3)实验中，当铝镁合金充分反应后，在称量剩余固体质量前，还需进行的实验操作按顺序依次为__________________________。

[探究二]实验方案：称量x g的铝镁合金粉末，放在如图所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧。

问题讨论：

(4)欲计算Mg的质量分数，该实验中还需测定的数据是________________。

(5)假设实验中测出该数据为y g，则原铝镁合金粉末中镁的质量分数为
____________(用含x、y的代数式表示)。

解析：(1)注意镁与NaOH溶液不反应。(2)5.4 g铝镁合金中铝的最大质量为5.4 g×97%，根据2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，可求出需要NaOH的物质的量的最大值为5.4 g×97%÷27 g/mol＝0.194 mol，体积为0.194 mol÷2.0 mol/L＝0.097 L，即97 mL。(3)反应后金属铝完全消耗，没有反应的为金属镁，根据反应后有不溶物和溶液两部分，称量金属镁之前需要经过过滤、洗涤、干燥操作，然后再称量固体质量，从而计算出合金中镁的含量。(4)Mg、Al均与氧气反应，生成金属氧化物，则还需测定生成物的质量。(5)设x g铝镁合金中镁、铝的物质的量分别是a mol、b mol，则燃烧生成a mol MgO、 mol Al2O3，则24a＋27b＝x,40a＋51b＝y，解得a＝，镁的质量为g，镁的质量分数为。

答案：(1)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

(2)97

(3)过滤、洗涤、干燥固体

(4)灼烧后固体的质量

(5)