2020高考化学一轮复习第三章金属及其化合物第2节检测(含解析)

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金属及其化合物一、选择题1．下列关于铝及其化合物的叙述正确的是(　　)A．铝罐可久盛食醋B．铝与Fe2O3发生铝热反应，反应后固体物质增重C．氢氧化铝可作胃酸的中和剂D．明矾用作净水剂不涉及化学变化【答案】C【解析】食醋中含有醋酸，能与铝及氧化铝反应，因此铝罐不可久盛食醋，A项错误；铝与氧化铁发生铝热反应生成氧化铝和铁，根据质量守恒定律可知反应后固体质量不变，B项错误；氢氧化铝能与盐酸反应，可作胃酸的中和剂，C项正确；明矾溶于水，电离出的铝离子水解生成氢氧化铝胶体而净水，涉及化学变化，D项错误。2．欲将含有Mg2＋、Al3＋的混合溶液中的Mg2＋沉淀下来，下列措施可行的是(　　)A．向混合溶液中加入过量的铝粉B．向混合溶液中加入过量的盐酸C．向混合溶液中加入过量的氨水D．向混合溶液中加入过量的氢氧化钠溶液【答案】D3．(2018·天津静海一中月考)下列各组物质，不能按a→b→c(“→”表示反应一步完成)关系转化的是(　　)选项abcAAl2O3NaAlO2Al(OH)3BAlCl3Al(OH)3NaAlO2CAlAl(OH)3Al2O3DMgCl2Mg(OH)2MgO【答案】C【解析】氧化铝溶于氢氧化钠溶液生成偏铝酸钠，偏铝酸钠溶液通入二氧化碳生成氢氧化铝，故A项正确；氯化铝与氨水反应生成氢氧化铝，氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液生成偏铝酸钠，故B项正确；铝不能直接生成氢氧化铝，故C项错误；氯化镁与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁，氢氧化镁加热分解生成氧化镁，故D项正确。4．某同学通过系统实验探究铝及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是(　　)A．向氯化铝溶液中滴加过量氨水，最终得到澄清溶液B．等质量的铝粉分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应制得等质量的氢气C．常温下铝与浓硝酸反应制得大量的NO2D．AlCl3溶液加热蒸干得到无水氯化铝晶体【答案】B【解析】Al(OH)3不溶于氨水，A项错误；常温下铝与浓HNO3发生钝化，C项错误；蒸发AlCl3溶液促进AlCl3的水解，得到Al(OH)3，D项错误。5．把X溶液逐滴滴入Y溶液中，与把Y溶液逐滴滴入X溶液中，反应现象不同的是(　　)选项ABCDXNaHCO3NaAlO2NaHCO3MgCl2YCa(OH)2HClHClNaOH【答案】B【解析】A、C、D三项中，无论前者滴入后者还是后者滴入前者，反应现象均相同；B项，若将NaAlO2溶液滴入盐酸中，开始盐酸过量，没有沉淀生成，随着NaAlO2溶液的增多，会产生Al(OH)3白色沉淀，若将盐酸滴入NaAlO2溶液中，开始盐酸少量，会立即产生Al(OH)3白色沉淀，随着盐酸的过量，最后白色沉淀逐渐溶解，反应现象不同，符合题意。6．(2017·山东青岛二模)将打磨后的镁条放入盛有50 mL蒸馏水的烧杯中，用pH传感器和浊度传感器监测溶液中pH和溶液浊度随时间的变化如下图所示。下列有关描述正确的是(　　)A．该实验是在常温下进行的B．实线表示溶液浊度随时间的变化C．50 s时向溶液中滴入酚酞试液，溶液变红D．150 s后溶液浊度下降是因为生成的Mg(OH)2沉降【答案】D【解析】镁与冷水反应很微弱，该实验不能在常温下进行，A项错误；有氢氧化镁产生，溶液就显碱性，因此虚线表示溶液浊度随时间的变化，B项错误；50 s时溶液pH约为7.5，因此向溶液中滴入酚酞试液，溶液不会变红，C项错误；150 s后溶液浊度下降是因为生成的Mg(OH)2沉降，D项正确。7．(2018·湖南长沙一模)将铝粉与某铁的氧化物FeO·2Fe2O3粉末配制成铝热剂，分成两等份。一份直接放入足量的烧碱溶液中，充分反应后放出的气体在标准状况下的体积为3.92 L；另一份在高温下恰好反应完全，反应后的混合物与足量的盐酸反应后，放出的气体在标准状况下的体积为(　　)A．2.80 L　 B．3.92 LC．5.60 L　 D．7.84 L【答案】A【解析】混合物放入NaOH溶液中，Al与NaOH发生反应：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，n(Al)＝×＝0.117 mol。另一份发生反应：14Al＋3(FeO·2Fe2O3)===7Al2O3＋15Fe，得n(Fe)＝0.117 mol×＝0.125 mol,1 mol Fe与盐酸反应生成1 mol H2，则V(H2)＝0.125 mol×22.4 L·mol－1＝2.80 L。8．从海水中提取镁的工艺流程如下图所示：下列说法错误的是(　　)A．用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富B．步骤⑥电解MgCl2时阴极产生氯气C．步骤⑤可将晶体置于HCl气体氛围中脱水D．上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应【答案】B【解析】电解MgCl2时，阳极产生Cl2；加热脱水过程中Mg2＋能水解生成Mg(OH)2，为防止Mg2＋水解，应在HCl气体氛围中脱水；①、③、⑥分别为化合反应、复分解反应、分解反应。9．(2018·河北石家庄二中月考)下列实验过程中产生沉淀的物质的量(Y)与加入试剂的物质的量(X)之间的关系正确的是(　　) 甲　　　　　 乙 丙　　　　　 丁A．甲：向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量且边滴边振荡B．乙：向NaAlO2溶液中滴加稀盐酸至过量且边滴边振荡C．丙：向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量D．丁：向NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2的混合溶液中逐渐通入CO2至过量【答案】C【解析】A项，先产生Al(OH)3沉淀，继续滴加NaOH溶液，Al(OH)3和NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2O，沉淀溶解，所以沉淀量达到最大时加入NaOH和沉淀完全溶解时加入NaOH的物质的量之比为3∶4，错误；B项，先发生反应：AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓，随着盐酸的逐滴加入，沉淀开始溶解，所以沉淀量达到最大时加入HCl和沉淀完全溶解时加入HCl的物质的量之比是1∶4，错误；C项，开始滴加NaOH溶液时先产生Al(OH)3沉淀，当Al3＋沉淀完全后，发生反应：NH＋OH－===NH3·H2O，此时沉淀Al(OH)3的量不变，最后继续滴加NaOH溶液，Al(OH)3沉淀溶解，沉淀量达到最大时、沉淀量不变时和沉淀完全溶解时加入NaOH的物质的量之比为3∶4∶5，正确；D项，先产生BaCO3沉淀，然后CO2与NaOH反应生成Na2CO3，此时沉淀的量不变，再发生反应：2NaAlO2＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋Na2CO3，产生沉淀，然后又发生反应：CO＋H2O＋CO2===2HCO，沉淀量不变，最后又发生反应：BaCO3＋H2O＋CO2===Ba(HCO3)2，沉淀部分溶解，错误。10．在加热固体NH4Al(SO4)2·12H2O时，固体质量随温度的变化曲线如下图所示。已知A点物质为NH4Al(SO4)2，B点物质为Al2(SO4)3。下列判断正确的是(　　)A．0 ℃～T ℃的过程发生的变化是物理变化B．C点物质是工业上冶炼铝的原料C．A→B反应中生成物只有Al2(SO4)3和NH3两种D．Al2(SO4)3能够净水，可用离子方程式表示为Al3＋＋ 3OH－===Al(OH)3【答案】B【解析】因为A点物质为NH4Al(SO4)2,0 ℃～T ℃的过程变化是NH4Al(SO4)2·12H2O失去结晶水生成NH4Al(SO4)2，是化学变化，A项错误；B点物质为Al2(SO4)3，升温加热分解在C点生成氧化铝，所以C点物质是工业上冶炼铝的原料，B项正确；A→B发生的反应为NH4Al(SO4)2分解，则由元素守恒可知反应物中硫和铝的比例为2∶1，如生成物有Al2(SO4)3和NH3，则必另有含硫元素物质产生才能实现元素守恒，故生成物有Al2(SO4)3、氨气和硫酸三种，C项错误；Al2(SO4)3能够净水，其原理是铝离子水解生成氢氧化铝胶体，氢氧化铝胶体具有吸附性，可以吸附水中悬浮的杂质，D中离子方程式Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，D项错误。二、非选择题11．(2017·江苏苏锡常镇四市高三第一次调研)以硼镁泥(主要成分为MgSiO3、Fe2O3及少量Al2O3、FeO和MnO)为原料制备高纯Mg(OH)2的流程如下：已知：①常温下此体系中各氢氧化物开始沉淀与沉淀完全时的pH范围如下表所示：物质Mg(OH)2Mn(OH)2MnO(OH)2Fe(OH)2Al(OH)3Fe(OH)3开始沉淀时pH9.37.17.87.63.72.3沉淀完全时pH10.810.89.89.64.73.7②温度高于340 ℃时Mg(OH)2开始分解为MgO和H2O。(1)“浸取”时，为提高镁的浸取率可行的措施为____。A．将硼镁泥制成浆料　 B．降低浸取温度C．用盐酸多次浸取(2)“浸取”时，MgSiO3与盐酸反应的化学方程式为________________________________________________________________________。(3)“除铁、铝”时，需调节溶液pH范围为______________________________。(4)“除Mn2＋”时发生反应的离子方程式为_______________________；过滤3所得滤渣中含有MnO(OH)2和__________。(5)“沉镁”时，反应温度与Mg(OH)2的产率如下图所示，当温度超过60 ℃，温度再升高，Mg(OH)2产率反而降低，其原因可能是_________________________________________。【答案】(1)A、C　(2)MgSiO3＋2HCl＋(n－1)H2O===MgCl2＋SiO2·nH2O　(3)4.7<pH<7.1(4)Mn2＋＋H2O2＋2OH－===MnO(OH)2↓＋H2OMg(OH)2　(5)氨水挥发加剧，导致溶液中氨水浓度降低【解析】(1)此处考查反应速率的影响因素，所以要加快酸溶解速率可以从外因浓度、温度、接触面积等考虑，可以采取升温、硼镁泥粉碎、搅拌等措施。(2)根据滤渣1可知：硅酸镁与盐酸反应生成SiO2·nH2O，还会产生MgCl2，反应的方程式为MgSiO3＋2HCl＋(n－1)H2O===MgCl2＋SiO2·nH2O。(3)加入双氧水后，Fe2＋转化为Fe3＋，要使Fe3＋、Al3＋完全沉淀，pH必须大于或等于4.7，Mn2＋不沉淀，说明pH小于7.1，所以答案为4.7<pH<7.1。(4)Mn2＋在碱性环境下被H2O2氧化生成MnO(OH)2，H2O2被还原为H2O，离子方程式为Mn2＋＋H2O2＋2OH－===MnO(OH)2↓＋H2O。MnO(OH)2沉淀完全时pH已达9.8，在该条件下，Mg2＋已经开始沉淀，故还有Mg(OH)2沉淀生成，故过滤3所得滤渣中含有MnO(OH)2和Mg(OH)2。(5)温度过高，氨水挥发加剧，溶液中氨水浓度减小，导致Mg(OH)2产率降低。12．(2019·江苏扬州模拟)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_________________________________。(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH________(填“增大”“不变”或“减小”)。(3)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是________________________________________________________________________。(4)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如下图所示。阳极的电极反应式为________________________，阴极产生的物质A的化学式为________。(5)铝粉在1 000  ℃时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是_______________________________。【答案】(1)Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O(2)减小　(3)石墨电极被阳极上产生的O2氧化(4)4CO＋2H2O－4e－===4HCO＋O2↑　H2(5)NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜【解析】(1)Al2O3为两性氧化物，在NaOH溶液中会溶解生成NaAlO2。(2)加入的NaHCO3与过量的NaOH反应，导致溶液的pH减小。(3)电解Al2O3时阳极上生成O2，O2会氧化石墨。(4)阳极上OH－失去电子生成O2，由H2O电离出的H＋可以与CO反应生成HCO。阴极上H2O放电生成H2。13．一位同学在复习时遇到这样一道习题：某无色溶液中可能含有H＋、OH－、Na＋、NO，加入铝粉后，只产生H2，问该无色溶液中能大量存在哪几种离子。(1)加入铝粉产生H2，说明铝具有________(填“氧化性”或“还原性”)。(2)该同学分析：若H＋大量存在，则NO不能大量存在。设计如下实验证实：装置现象ⅰ.实验初始，未见明显现象ⅱ.过一会儿，出现气泡，液面上方呈浅棕色ⅲ.试管变热，溶液沸腾①盐酸溶解Al2O3薄膜的离子方程式是__________________________________；②根据现象ⅱ，推测溶液中产生了NO，为进一步确认，进行如下实验：实验内容现象实验1将湿润KI淀粉试纸置于空气中未变蓝实验2用湿润KI淀粉试纸检验浅棕色气体试纸变蓝a．浅棕色气体是__________；b．实验1的目的是_________________________________________________；c．实验1、2说明反应生成了NO，将生成NO的离子方程式补充完整：______Al＋____NO＋__________===____Al3＋＋______NO↑＋__________。(3)再假设：若OH－大量存在，NO也可能不能大量存在。重新设计实验证实如下：装置现象ⅰ.实验初始，未见明显现象ⅱ.过一会儿，出现气泡，有刺激性气味为确认“刺激性气味”气体，进行如下实验：用湿润KI淀粉试纸检验，未变蓝；用湿润红色石蕊试纸检验，试纸变蓝。①刺激性气味的气体是________；②产生该气体的离子方程式是_______________________________________________。(4)在NaOH溶液中加入铝粉，结果只检验出有H2生成，其化学方程式是________________________________________________________________________。【答案】(1)还原性(2)①6H＋＋Al2O3===2Al3＋＋3H2O②a.NO2　b．对比实验，排除氧气使湿润的KI淀粉试纸变蓝的可能　c．1　1　4H＋　1　1　2H2O(3)①NH3②8Al＋3NO＋5OH－＋2H2O===3NH3↑＋8AlO(4)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑【解析】(1)加入铝粉产生H2，Al失去电子，H＋得到电子，则Al为还原剂，具有还原性。(2)①盐酸与氧化铝反应生成氯化铝和水，该离子反应为6H＋＋Al2O3===2Al3＋＋3H2O。②液面上方呈浅棕色，一定不是氢气，为氮的氧化物，由将湿润KI淀粉试纸置于空气中未变蓝，说明KI在空气中不能被氧化；而用湿润KI淀粉试纸检验浅棕色气体，试纸变蓝，则KI被氧化，即气体是二氧化氮。a.由上述分析可知，浅棕色气体是NO2；b.实验1的目的是对比实验；c.Al与H＋、NO发生氧化还原反应生成Al(NO3)3、NO和H2O，离子方程式为Al＋NO＋4H＋===Al3＋＋NO↑＋2H2O。(3)①用湿润KI淀粉试纸检验，未变蓝；用湿润红色石蕊试纸检验，试纸变蓝，则气体为NH3。②由上述分析可知，碱性条件下Al与NO发生氧化还原反应生成氨气，离子反应为8Al＋3NO＋5OH－＋2H2O===3NH3↑＋8AlO。(4)NaOH溶液中加入铝粉，结果只检验出有H2生成，即反应生成偏铝酸钠和氢气，反应方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。