【23版一轮练习系列】(八)　镁、铝及其化合物

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一、选择题(本题包括11个小题，每小题只有一个选项符合题意)
1．(2022·包头模拟)下列关于铝及其化合物的说法不正确的是( )
A．铝的化学性质不活泼
B．Al(OH)3既能与NaOH溶液反应，也能与盐酸反应
C．明矾可用于净水
D．铝合金的硬度比纯铝大
【详解】A Al为第三周期的活泼金属，易失去电子而被氧化，化学性质活泼，故A错误。
2．(2021·渭南模拟)某同学通过系列实验探讨Mg及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是( )
A．将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁片于其中探讨Mg的活泼性
B．将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成
C．将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀
D．将Mg(OH)2沉淀转入表面皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体
【详解】B 稀释浓硫酸时，应将浓硫酸沿着器壁慢慢加入水中，并及时搅拌，A项错误；过滤时需要用玻璃棒引流，C项错误；蒸发溶液时应该用蒸发皿而不是表面皿，且由于MgCl2水解，所以必须在HCl气氛中加热才能得到无水MgCl2固体，D项错误。
3．(2021·拉萨模拟)欲使明矾溶液中的Al3＋完全沉淀下来，适宜的试剂是( )
A．NaOH B．盐酸
C．氨水 D．氯化钡溶液
【详解】C 氢氧化钠能够溶解氢氧化铝，欲使明矾溶液中的Al3＋完全沉淀下来，无法控制加入NaOH的量，故A错误；盐酸不与铝离子反应，故B错误；氯化钡不与铝离子反应，故D错误。
4．(2022·汉中模拟)由Al3＋eq \(――→,\s\up7(OH－))Al(OH)3eq \(――→,\s\up7(OH－))eq \(――→,\s\up7(H＋))Al(OH)3eq \(――→,\s\up7(H＋))Al3＋系列变化中，中应填写的是( )
A．AlOeq \\al(－,2) B．AlCl3
C．HCl D．NaOH
【详解】A 由题给系列变化的反应离子方程式分别为Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH－===AlOeq \\al(－,2)＋2H2O，AlOeq \\al(－,2)＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓和Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，由上述分析可知，中应填写的是AlOeq \\al(－,2)。
5．下列除去杂质的方法不正确的是( )
A．铁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥
B．用过量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋
C．Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量CO2后过滤
D．MgO中混有少量Al2O3：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥得到MgO
【详解】B 氨水与Fe3＋和Al3＋均反应生成氢氧化物沉淀，不符合除杂的要求。
6．(2022·石嘴山模拟)Cr(OH)3具有两性，下列推断中错误的是( )
A．CrCl3水溶液显酸性
B．CrCl3·6H2O加热脱水可得无水CrCl3
C．用CrCl3制备Cr(OH)3需控制NaOH用量
D．Cr(OH)3与盐酸反应生成CrCl3
【详解】B CrCl3属于强酸弱碱盐，在水溶液中水解显酸性，故A正确；Cr3＋能发生水解反应，加热CrCl3·6H2O，脱水得到Cr(OH)3，故B错误；Cr(OH)3能溶于NaOH溶液中，用CrCl3制备Cr(OH)3需控制NaOH用量，否则Cr(OH)3又溶于过量的NaOH溶液中，故C正确；Cr(OH)3具有两性，能与盐酸反应生成CrCl3，故D正确。
7．由制铝工业废渣(主要含Fe、Ca、Si、Al等的氧化物)制取聚合硫酸铁铝净水剂的流程如下。
下列有关说法不正确的是( )
A．控制适当反应温度并不断搅拌，有利于提高铁、铝浸取率
B．Al2O3与稀硫酸反应的离子方程式：Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
C．滤液中主要存在的阳离子有：H＋、Fe2＋、Ca2＋、Al3＋
D．聚合硫酸铁铝水解形成的胶体具有吸附作用
【详解】C 由于加入了H2O2，所以滤液中铁元素以Fe3＋的形式存在，同时由于CaSO4在过滤过程中以滤渣的形式被除去，溶液中主要存在的阳离子并不含Ca2＋，故C项错误；适当控制反应温度并不断搅拌，有利于提高铁和铝的浸取率，故A项正确；Al2O3与稀硫酸反应的离子方程式为Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，故B项正确；聚合硫酸铁铝水解形成的胶体具有吸附作用，故D项正确。
8．(2022·攀枝花模拟)下列叙述中不正确的是( )
【详解】D 氢氧化铝不能溶于弱碱，氨水为弱碱，不能溶解氢氧化铝，D错误。
9．(2021·广安模拟)某同学为探究Al和NOeq \\al(－,3)反应情况，做如下实验，下列说法正确的是( )
A．实验Ⅰ的离子反应：Al＋3NOeq \\al(－,3)＋6H＋===Al3＋＋3NO2↑＋3H2O
B．实验Ⅱ、Ⅲ的产物结果，说明NOeq \\al(－,3)只有在碱性或中性时才被还原到最低价
C．对比Ⅰ、Ⅱ说明NOeq \\al(－,3)在碱性条件下氧化性更强
D．实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ说明NOeq \\al(－,3)在酸、碱及中性溶液中都能被还原
【详解】D A．由实验Ⅰ现象说明有NO2生成，Al与稀硝酸反应生成NO，NO和O2反应生成NO2，发生的离子反应为Al＋NOeq \\al(－,3)＋4H＋===Al3＋＋NO↑＋2H2O，故A错误；B.实验Ⅱ为碱性条件下，生成能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，该气体为NH3，实验Ⅲ为中性条件下，生成能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，该气体为NH3，只能说明在碱性或中性时被还原到最低价，但不能说明只有在碱性或中性时才被还原到最低价，故B错误；C.实验Ⅰ，NOeq \\al(－,3)在酸性条件下转化为NO，实验Ⅱ，NOeq \\al(－,3)在碱性条件下转化为NH3，说明NOeq \\al(－,3)在酸性条件下氧化性更强，故C错误；D正确。
10．(2021·广元模拟)某工厂用六水合氯化镁和粗石灰制取的氢氧化镁含有少量氢氧化铁杂质，通过如下流程进行提纯精制，获得阻燃剂氢氧化镁。下列说法不正确的是( )
A．步骤①中保险粉是作还原剂，步骤②中分离操作的名称是过滤
B．步骤①中的反应式：3Fe(OH)3＋S2Oeq \\al(2－,4)＋2OH－===3Fe(OH)2＋2SOeq \\al(2－,4)＋4H2O
C．Mg(OH)2可以作阻燃剂是因为它分解需要吸收大量的热
D．从步骤②中可知OH－和EDTA共存时，Fe2＋更易和EDTA结合，生成可溶性化合物
【详解】B A项，Na2S2O4具有还原性，步骤①中保险粉是作还原剂，步骤②用于分离固体和液体，步骤②中分离操作的名称是过滤，正确；B项，保险粉将氢氧化铁还原为氢氧化亚铁，步骤①中的反应式：6Fe(OH)3＋S2Oeq \\al(2－,4)＋2OH－===6Fe(OH)2＋2SOeq \\al(2－,4)＋4H2O，错误；C项，Mg(OH)2分解吸热降低表面温度，故可以作阻燃剂，正确；D项，Fe(OH)2悬浊液中存在如下平衡：Fe(OH)2(s)Fe2＋(aq)＋2OH－(aq)当不断滴入EDTA时，EDTA 将结合Fe2＋促使平衡向右移动而使Fe(OH)2不断溶解，正确。
11．(2021·雅安模拟)碱式碳酸镁是橡胶制品的填充剂和补强剂，其化学式为xMg(OH)2·yMgCO3·zH2O。取4.66 g碱式碳酸镁高温煅烧至恒重，得到固体2 g和0.040 0 ml CO2。下列说法正确的是( )
A．2 g固体是Mg(OH)2
B．4.66 g碱式碳酸镁高温煅烧至恒重，生成水0.900 g
C．该碱式碳酸镁的化学式为Mg(OH)2·4MgCO3·3H2O
D．4.66 g碱式碳酸镁加盐酸完全溶解，参加反应的HCl为0.080 0 ml
【详解】B 4.66 g碱式碳酸镁高温煅烧至恒重，得到2 g MgO固体和0.040 0 ml CO2，生成二氧化碳的质量为0.040 0 ml×44 g·ml－1＝1.76 g，根据质量守恒定律，可知生成水的质量为4.66 g－2 g－1.76 g＝0.900 g；则镁元素的物质的量为eq \f(2 g,40 g·ml－1)＝0.05 ml，碳元素的物质的量为0.040 0 ml，根据碳元素守恒，MgCO3的物质的量为0.04 ml，则Mg(OH)2的物质的量为0.05 ml－0.04 ml＝0.01 ml，Mg(OH)2分解得到的水的物质的量为0.01 ml，因此结晶水的物质的量为eq \f(0.9 g,18 g·ml－1)－0.01 ml＝0.04 ml，因此n[Mg(OH)2]∶n(MgCO3)∶n(H2O)＝0.01∶0.04∶0.04＝1∶4∶4＝x∶y∶z，即碱式碳酸镁的化学式为Mg(OH)2·4MgCO3·4H2O；4.66 g碱式碳酸镁[Mg(OH)2·4MgCO3·4H2O]加盐酸完全溶解，0.04 ml MgCO3需要0.08 ml HCl，0.01 ml Mg(OH)2 需要0.02 ml HCl，因此参加反应的HCl的物质的量为0.100 0 ml，故选B。
二、非选择题(本题包括3个小题)
12．如图是工业利用菱镁矿MgCO3(含杂质Al2O3、FeCO3)制取镁的工艺流程。
回答有关问题：
(1)菱镁矿送入酸浸池前需要粉碎，目的是__________________________________。
(2)氧化池中通入氯气的目的是氧化________，工业上不选用硝酸作氧化剂的原因是_______________________和____________________________________________________。
(3)沉淀混合物为________和________(填化学式)。
(4)利用熔融氯化镁制取金属镁，选用的方法是________(填字母)。
A．电解法 B．氧气还原法
C．碳还原法 D．分解法
【详解】(1)粉碎菱镁矿，能够增大反应物的接触面积，提高酸浸速率。(2)通入Cl2是为了将Fe2＋(或FeCl2)氧化为Fe3＋(或FeCl3)，工业上不用HNO3是因为会产生污染性气体NOx，也会引入杂质离子NOeq \\al(－,3)。(3)氧化池中存在Al3＋、Mg2＋、Fe3＋、H＋，所以加入MgO后与H＋反应使溶液碱性增强，Al3＋和Fe3＋转化为Al(OH)3和Fe(OH)3，故沉淀池中的沉淀为Al(OH)3和Fe(OH)3。(4)金属镁比较活泼，一般采用电解熔融MgCl2的方法进行冶炼。
【答案】(1)提高酸浸速率 (2)Fe2＋(或FeCl2) 会产生污染性气体NOx 会引入杂质离子NOeq \\al(－,3)
(3)Al(OH)3 Fe(OH)3 (4)A
13．(2021·资阳模拟)某兴趣小组用铝箔制备Al2O3、AlCl3·6H2O 及明矾晶体，具体流程如下：
已知：AlCl3·6H2O易溶于水、乙醇及乙醚；明矾在水中的溶解度如下表。
请回答：
(1)步骤Ⅱ中发生的化学方程式__________________________________________
________________________________________________________________________；
步骤Ⅲ中发生的化学方程式____________________________________________。
(2)步骤Ⅲ，下列操作合理的是________(填字母)。
A．坩埚洗净后，无需擦干，即可加入Al(OH)3灼烧
B．为了得到纯Al2O3，需灼烧至恒重
C．若用坩埚钳移动灼热的坩埚，需预热坩埚钳
D．坩埚取下后放在石棉网上冷却待用
E．为确保称量准确，灼烧后应趁热称重
(3)步骤Ⅴ，过滤时，用到的玻璃仪器有__________。
(4)步骤Ⅵ，为得到纯净的AlCl3·6H2O，宜采用的干燥方式是_____________________。
【详解】(1)步骤Ⅰ中铝箔和NaOH溶液反应生成NaAlO2；步骤Ⅱ中CO2和NaAlO2溶液反应，发生反应的化学方程式为NaAlO2＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋NaHCO3；步骤Ⅲ中灼烧Al(OH)3得到Al2O3，发生反应的化学方程式为2Al(OH)3eq \(=====,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O。
(2) 步骤Ⅲ是灼烧Al(OH)3的操作，则：坩埚洗净后，需要擦干水分才能开始灼烧，A错误；为了得到纯Al2O3，需灼烧至恒重，B正确；若要用坩埚钳移动灼热的坩埚，需预热坩埚钳，以免坩埚因局部冷却而破裂，C正确； 坩埚取下后放在石棉网上冷却待用，D正确；为确保称量准确，灼烧后必须冷却后称重，E错误。
(4)步骤Ⅵ，为得到纯净的AlCl3·6H2O，宜采用的干燥方式是减压干燥或低温干燥。
【答案】(1)NaAlO2＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋NaHCO3 2Al(OH)3eq \(=====,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O (2)BCD (3)烧杯、玻璃棒、漏斗 (4)减压干燥或低温干燥
14．(2021·广东高考)对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝(Al)、钼(M)、镍(Ni)等元素的氧化物，一种回收利用工艺的部分流程如下：
已知：该工艺中，pH>6.0时，溶液中M元素以MOeq \\al(2－,4)的形态存在。
(1)“焙烧”中，有Na2MO4生成，其中M元素的化合价为________。
(2)“沉铝”中，生成的沉淀X为________。
(3)“沉钼”中，pH为7.0，生成BaMO4的离子方程式为
________________________________________________________________________。
(4)①滤液Ⅲ中，主要存在的钠盐有____________和________。
②往滤液Ⅲ中添加适量NaCl固体后，通入足量________(填化学式)气体，再通入足量CO2，可析出一种钠盐。
(5)高纯AlAs(砷化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示，图中所示致密保护膜为一种氧化物，可阻止H2O2刻蚀液与下层GaAs(砷化镓)反应。
①该氧化物为________。
②已知：Ga和Al同族，As和N同族。在H2O2与上层GaAs的反应中，As元素的化合价变为＋5价，则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为________。
【详解】(1)“焙烧”中，有Na2MO4生成，其中Na和O的化合价为＋1价和－2价，根据化合价的代数和为0可知，M元素的化合价为＋6价。(2)“沉铝”中，偏铝酸钠转化为氢氧化铝，因此，生成的沉淀X为Al(OH)3。(3)滤液Ⅱ中含有钼酸钠，加入氯化钡溶液后生成BaMO4 沉淀，该反应的离子方程式为MOeq \\al(2－,4)＋Ba2＋===BaMO4↓。(4)①滤液Ⅰ中加入过量的二氧化碳，偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀，同时生成碳酸氢钠，过滤得到的滤液Ⅱ中含有碳酸氢钠和钼酸钠。滤液Ⅱ中加入适量的氯化钡溶液沉钼后，因此，过滤得到的滤液Ⅲ中，主要存在的钠盐有NaCl和NaHCO3。②根据侯氏制碱法的原理可知，往滤液Ⅲ中添加适量NaCl固体后，通入足量NH3，再通入足量CO2，可析出NaHCO3。(5)①由题中信息可知，致密的保护膜为一种氧化物，是由H2O2与AlAs反应生成的，联想到金属铝表面容易形成致密的氧化膜可知，该氧化物为Al2O3。②由Ga和Al同族、As和N同族可知，GaAs中显＋3价(其最高价)、As显－3价。在H2O2与上层GaAs的反应中，As元素的化合价变为＋5价，其化合价升高了8，As元素被氧化，则该反应的氧化剂为H2O2，还原剂为GaAs。H2O2中的O元素为－1价，其作为氧化剂时，O元素要被还原到－2 价，每个H2O2参加反应会使化合价降低2，根据氧化还原反应中元素化合价升高的总数等于化合价降低的总数可知，该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为8∶2＝4∶1。
【答案】(1)＋6 (2)Al(OH)3 (3)MOeq \\al(2－,4)＋Ba2＋===BaMO4↓ (4)①NaCl NaHCO3 ②NH3
(5)①Al2O3 ②4∶1
选项
叙述Ⅰ
叙述Ⅱ
A
向NaAlO2溶液中滴入NaHCO3溶液有白色沉淀生成
AlOeq \\al(－,2)结合H＋能力比COeq \\al(2－,3)强
B
实验室常用MgSO4溶液与NaOH溶液制备Mg(OH)2沉淀
Mg(OH)2不溶于强碱
C
铝粉和氧化铁粉末可发生铝热反应
铝单质具有还原性
D
盐酸、氨水均能溶解Al(OH)3
Al(OH)3是两性氢氧化物
实验
现象
溶液无色，试管上方呈浅红棕色
产生大量气泡，能使湿润红色石蕊试纸变蓝
产生气泡，能使湿润红色石蕊试纸变蓝
温度/℃
0
10
20
30
40
60
80
90
溶解度/g
3.00
3.99
5.90
8.39
11.7
24.8
71.0
109