2022届高考化学一轮复习课后限时集训练习8镁铝及其化合物含答案

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1．镁、铝及其化合物在日常生活中应用广泛。下列关于镁、铝的说法不正确的是( )
A．Mg、Al单质在实验室不用密封保存
B．Al2O3的熔点高，可作耐高温材料，实验室可用氧化铝坩埚熔化NaOH、Na2CO3固体等
C．明矾可以作净水剂，吸附悬浮物
D．不能用铝制的器皿来盛放酸梅汤或碱水是因为铝会和酸或碱反应
B [Al2O3在高温下能与NaOH、Na2CO3反应，B项不正确。]
2．根据如图的转化关系判断，下列说法正确的是(反应条件已略去) ( )
A．生成等质量H2时，①和②反应消耗n(HCl)＝n(NaOH)
B．反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3
C．反应③和④消耗等量的Al时，生成的n(Cu)∶ n(Fe)＝3∶2
D．等浓度等体积的稀HCl和NaOH溶液与足量Al反应，①②生成H2的分子数之比为3∶1
C [A项，根据方程式可知n(HCl)＝3n(NaOH)，错误；B项，根据电子守恒，n(氧化剂)×2＝n(还原剂)×3；可知n(氧化剂)∶n(还原剂)＝3∶2，错误；D项，根据方程式可知生成H2的分子数比为1∶3，错误。]
3．(2020·合肥调研)在给定条件下，下列物质的转化不能实现的是( )
A．明矾eq \(―――――――→,\s\up7(少量NaOH溶液))Al(OH)3eq \(―――――→,\s\up7(NaOH溶液))NaAlO2
B．NaAlO2溶液eq \(―――――→,\s\up7(少量盐酸))Al(OH)3eq \(――→,\s\up7(△)) Al2O3
C．Al2O3eq \(―――――→,\s\up7(NaOH溶液))NaAlO2溶液eq \(――→,\s\up7(CO2))Al(OH)3
D．MgOeq \(――→,\s\up7(盐酸))MgCl2溶液eq \(――→,\s\up7(蒸干))MgCl2
D [MgCl2溶液蒸干不能得到MgCl2，加热过程中MgCl2水解生成Mg(OH)2。]
4．下列叙述正确的是 ( )
A．依据铝热反应原理，能发生反应：
2Al＋3MgOeq \(=====,\s\up7(高温))3Mg＋Al2O3
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．氯化铝溶液中加入过量氨水，反应实质是：
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4)
D [A项，Al不能把Mg置换出来，错误；B项，明矾只能净水除去悬浮物，不能除去重金属离子，错误；C项，Mg不溶于NaOH溶液，错误。]
5．实验室以空气和镁为原料制备Mg3N2的装置如图所示(夹持和加热装置略去)：
下列说法正确的是 ( )
A．装置A、B中可依次加入浓硫酸、NaOH溶液
B．若去掉装置C，对产品纯度无影响
C．实验时应先加热装置C，通入一段时间空气后再加热D
D．装置E中碱石灰的作用是吸收尾气
C [A、B、C依次是吸收CO2、干燥、吸收O2，防止Mg3N2水解和Mg与H2O反应。E的作用是防止外界水蒸气、CO2进入D中。]
6．(2020·朝阳区模拟)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－===AlOeq \\al(－,2)＋2H2O
D．②中加水稀释过程中，仅发生了氧化还原反应
D [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－===AlOeq \\al(－,2)＋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。]
7．工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图所示：
下列叙述正确的是 ( )
A．试剂X可以是NaOH溶液，也可以是盐酸
B．反应①过滤后所得沉淀为Fe(OH)3
C．图中所有转化反应都不是氧化还原反应
D．反应②的化学方程式为NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3
D [A项，试剂X不可以是盐酸；B项，过滤后所得沉淀为Fe2O3；C项，电解Al2O3生成Al是氧化还原反应。]
8．(2020·唐山质检)某学生探究0.25 ml·L－1Al2(SO4)3溶液与0.5 ml·L－1Na2CO3溶液的反应，实验如下。
下列分析不正确的是( )
A．实验1中，白色沉淀a是Al(OH)3
B．实验2中，白色沉淀b中含有COeq \\al(2－,3)
C．实验1、2中，白色沉淀成分不同与混合后溶液的pH有关
D．检验白色沉淀a、b是否洗涤干净，不可使用相同的检验试剂
D [实验1在过量的Al2(SO4)3溶液中加入Na2CO3溶液，过滤、洗涤得到白色沉淀a，加入稀硫酸，沉淀溶解，没有气泡，说明白色沉淀a是Al(OH)3；实验2在过量的Na2CO3溶液中加入Al2(SO4)3溶液，过滤、洗涤得到白色沉淀b，加入稀硫酸，沉淀溶解并产生少量气泡，说明白色沉淀b中含有Al(OH)3和碳酸盐。由以上分析可知，A、B两项正确；实验1、2中加入试剂的顺序不同，混合后溶液的pH不同，生成的沉淀不同，说明白色沉淀的成分不同与混合后溶液的pH有关，C项正确；检验白色沉淀a、b是否洗涤干净，都可通过检验最后一次洗涤液中是否含有SOeq \\al(2－,4)的方法，故可使用相同的检验试剂，D项错误。 ]
9．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 (填标号)。
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
。
[解析] (1)易拉罐的主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质，试剂①的作用是将Al溶解并除去Fe、Mg杂质，HCl溶液和H2SO4溶液均可溶解Al及Fe、Mg杂质，会引入Fe2＋、Mg2＋，氨水不溶解Al；NaOH溶液可溶解Al，但不溶解Fe、Mg杂质，故d项符合。(2)选用NaOH溶液溶解易拉罐，主要发生的反应为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。(3)滤液A中铝元素以AlOeq \\al(－,2)形式存在，与溶液中HCOeq \\al(－,3)发生反应为AlOeq \\al(－,2)＋HCOeq \\al(－,3)＋H2O===Al(OH)3↓＋COeq \\al(2－,3)，故沉淀B为Al(OH)3，明矾溶于水时，KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SOeq \\al(2－,4)，Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，使溶液呈弱酸性。
[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
10．海水的综合利用可以制备金属镁，某化工厂的制备流程如下：
(1)海水提镁要用到海滩上的贝壳，它的作用是
，
贝壳经历的有关变化的化学方程式是
。
(2)写出由MgCl2得到金属镁的反应方程式：
。
(3)Mg(OH)2沉淀中混有Ca(OH)2应怎样除去？(写出实验步骤)

。
(4)从经济效益角度看，该化工厂的厂址应选择在
。
[解析] 在海水提镁的生产中，利用海边的贝壳制造石灰乳，以降低运输成本，将电解生成的氯气与氢气化合制备盐酸，再将盐酸与氢氧化镁反应制取氯化镁，以实现原料的循环利用，以及将厂址选在海边等都是为了提高经济效益。
[答案] (1)作为原料，用来制碱(或石灰乳)
CaCO3eq \(=====,\s\up7(高温))CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2
(2)MgCl2(熔融)eq \(=====,\s\up7(电解))Mg＋Cl2↑
(3)加入MgCl2溶液至过量，过滤，即可除去Ca(OH)2
(4)海边
11．向含Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入150 mL 1 ml·L－1 HCl溶液，测得溶液中的某几种离子的物质的量的变化如图所示，则下列说法不正确的是 ( )
A．a曲线表示的离子方程式为
AlOeq \\al(－,2)＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓
B．b和c曲线表示的离子反应是相同的
C．M点时，溶液中沉淀的质量为3.9 g
D．原混合溶液中的COeq \\al(2－,3)与AlOeq \\al(－,2)的物质的量之比为1∶2
D [混合溶液中逐滴加入HCl溶液，发生的反应依次为①AlOeq \\al(－,2)＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓、②COeq \\al(2－,3)＋H＋===HCOeq \\al(－,3)、③HCOeq \\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O，则a曲线表示AlOeq \\al(－,2)减少，b曲线表示COeq \\al(2－,3) 减少，c曲线表示HCOeq \\al(－,3)增加，d曲线表示HCOeq \\al(－,3)减少，此阶段Al(OH)3不参与反应。第一、第二两段消耗的n(HCl)相等，根据反应①、②可知COeq \\al(2－,3)与AlOeq \\al(－,2)的物质的量之比为1∶1，D项错误。]
12．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。
[答案] (1)加快反应速率
(2)AlO(OH)＋NaOH===NaAlO2＋H2O
(3)促进AlOeq \\al(－,2)的水解 CO2
(4)Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH (5)NaOH
13．已知：Mg能在NO2中燃烧，可能产物为Mg3N2、MgO和N2。Mg3N2容易与水反应。
(1)某实验探究小组探究Mg与NO2反应的固体产物成分，对固体产物提出三种假设：
Ⅰ.假设为：固体产物为MgO；
Ⅱ.假设为 ；
Ⅲ.假设为 。
(2)该小组通过如下实验装置来验证Mg在NO2中燃烧反应产物(夹持装置省略，部分仪器可重复使用)。
①实验装置连接的顺序为 (填字母序号)；
②装置B中盛装的试剂可以是 (填字母)
a．浓硫酸 B．碱石灰
c．无水CaCl2 D．五氧化二磷
③确定产物中有N2生成的实验现象为
。
(3)设计实验证明：产物中存在Mg3N2：
。
(4)已知装置C中初始加入Mg粉质量为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)根据已知Mg在NO2中燃烧产物的可能性分析判断，Ⅰ.固体产物为MgO；Ⅱ.固体产物为Mg3N2；Ⅲ.固体产物为MgO和Mg3N2。
(2)①A中铜与浓硝酸反应产生二氧化氮，用B中干燥剂干燥后，通入硬质玻璃管C中与镁粉反应，用NaOH溶液除去多余的二氧化氮，最后用排水法收集氮气，为确保C中无水蒸气，在C和E之间也应连接吸水干燥装置，故装置的连接顺序为ABCBED；②二氧化氮不能使用碱性干燥剂来干燥，U形管装的是固体干燥剂，故盛放的干燥剂可以是无水氯化钙或五氧化二磷等，选c、d；③从C中导出的气体通过NaOH溶液吸收NO2后，仍有气体将D中试剂瓶中的水压入烧杯中，则确定产物中有N2生成。
(3)Mg3N2能与水反应生成氨气，氨气是具有刺激性气味的碱性气体，所以取少量反应后的固体产物，加入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，则证明产物中有Mg3N2。
(4)13.2 g镁的物质的量为0.55 ml，设生成Mg3N2的物质的量为x ml，MgO的物质的量为y ml，根据镁原子守恒得：3x＋y＝0.55，根据固体质量得：100x＋40y＝21.0，解得：x＝0.05，y＝0.4；氮气的物质的量为1.12 L÷22.4 L·ml－1＝0.05 ml，综上分析反应物为Mg和NO2，生成物为Mg3N2、MgO和N2，且物质的量之比为1∶8∶1，所以化学方程式为11Mg＋4NO2eq \(=====,\s\up7(△))Mg3N2＋8MgO＋N2。
[答案] (1)Ⅱ.Mg3N2
Ⅲ.MgO和Mg3N2
(2)①ABCBED ②cd
③D中试剂瓶中的水被气体压入烧杯中
(3)取C中少量反应产物，加入水中产生刺激性气味的气体，该气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝
(4)11Mg＋4NO2eq \(=====,\s\up7(△))Mg3N2＋8MgO＋N2
实验1
实验2