2019版高考化学一轮精选教师用书人教通用：第三章金属及其重要化合物第2节　镁、铝及其重要化合物

第2节　镁、铝及其重要化合物
【考纲要求】
了解镁、铝的制备方法，掌握其主要性质及其应用。
了解镁、铝的重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。
考点一　镁、铝的性质及应用

1．镁、铝的结构和存在
名称
镁
铝
周期表中位置
第三周期ⅡA族
第三周期ⅢA族
原子结构示意图


自然界存在形态
化合态
化合态
2.金属铝的物理性质
银白色、有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和导热性等，密度较小，质地柔软。
3．金属铝的化学性质

写出图中有关反应的化学方程式：
①
②2Al＋3Cl22AlCl3
③
④2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
⑤2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe(铝热反应)
4．铝的用途
纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。
5．对比记忆镁的化学性质

铝
镁
与非金属
反应
能被Cl2、O2氧化
2Mg＋O22MgO
3Mg＋N2Mg3N2
与水反应
反应很困难
能与沸水反应：
Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑
与碱反应
能溶于强碱溶液
不反应
与某些氧
化物反应
能与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应
能在CO2中燃烧：
2Mg＋CO22MgO＋C

1．铝制品在空气中能稳定存在是因为铝不活泼(　　)
2．MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂(　　)
3．常温下，能用铝制容器盛放和运输浓H2SO4、浓HNO3(　　)
4．Al、盐酸、NaOH溶液三者之间两两均能发生反应(　　)
5．铝与少量NaOH溶液反应得到铝盐，与足量NaOH溶液反应生成偏铝酸盐(　　)
6．铝与氢氧化钠溶液反应中，NaOH是氧化剂(　　)
答案：1.×　2.×　3.√　4.√　5.×　6.×

题组一　考查镁、铝的性质及应用
1．镁、铝单质的化学性质以相似性为主，但也存在某些较大差异性，下列物质能用于证明二者存在较大差异性的是(　　)
①CO2　　　　　　　　　　 ②盐酸
③NaOH溶液 ④水
A．①④ B．②③
C．①③ D．②③④
解析：选C。镁能与CO2反应而铝不能；铝能与NaOH溶液反应而镁不能。
2．日常生活中常用铝制炊具，它质轻且坚固耐用，其中的原因是(　　)
A．铝很不活泼，不易与其他物质反应
B．铝虽然很活泼，但是只能在高温下才能反应
C．铝制品表面有一层致密的氧化物薄膜，起保护作用
D．铝制品表面镀有一层铜，可以保护铝
解析：选C。铝尽管很活泼，但由于表面能形成致密的氧化物薄膜，故可用作铝制炊具。
题组二　考查铝与酸、碱反应的定量计算
3．(2018·衡水中学高三模拟)将等物质的量的镁和铝混合，取等质量该混合物四份，分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是(　　)
A．3 mol·L－1 HCl B．4 mol·L－1 HNO3
C．8 mol·L－1 NaOH D．18 mol·L－1 H2SO4
答案：A
4．铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出H2的金属，就铝的这一特殊性质回答下列问题：
(1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是________。
(2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，产生H2的体积之比是________________。
(3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是________。
(4)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L－1的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为V(甲)∶V(乙)＝1∶2，则加入铝粉的质量为________(填字母)。
A．5.4 g B．3.6 g
C．2.7 g D．1.8 g
解析：(1)根据化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，得Al与H2的关系式均为2Al～3H2，故只要参加反应的Al的量相等，所得H2的量必相等。
(2)因为在反应中Al过量，产生的H2由HCl和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl～3H2、2NaOH～3H2，故当HCl、NaOH物质的量相等时，二者产生H2的体积之比为1∶3。
(3)因为铝足量且产生H2的量相等，根据关系式可得n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。
(4)其反应原理分别为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。可见当参加反应的HCl和NaOH的物质的量相同时，产生H2的体积比是1∶3，而题设条件体积比为1∶2，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于NaOH来说是不足的。
2Al＋6HCl===　2AlCl3　＋　3H2↑
6 mol 3 mol
3 mol·L－1×0.1 L 0.15 mol
则Al与NaOH反应生成的H2为0.15 mol×2＝0.3 mol。
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2×27 g　　　　　　　　　　　　3 mol
5．4 g　　　　　　　　　　　　0.3 mol
即投入的铝粉为5.4 g。
答案：(1)1∶1　(2)1∶3　(3)3∶1　(4)A

铝与酸、碱反应的定量关系
铝分别与盐酸、NaOH溶液反应的原理：
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。
(1)等量的铝与足量盐酸和足量氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为＝1∶1。
(2)足量铝分别与等体积、等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为＝1∶3。
(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸和NaOH溶液反应，若产生H2的体积比为<<，则铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；铝与NaOH溶液反应时，铝不足而NaOH溶液过量。　
考点二　铝的重要化合物

1．氧化铝
(1)物理性质：白色固体，难溶于水，有很高的熔点。
(2)化学性质：属于两性氧化物。
写出下列反应的离子方程式：

(3)用途
①熔点很高，是一种较好的耐火材料；
②天然刚玉的主要成分是Al2O3，可制作各种宝石。
2．氢氧化铝
(1)物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。
(2)化学性质

反应的化学方程式或离子方程式分别为
①Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O；
②Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O；
③2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。
(3)制备
①向铝盐溶液中加入氨水，离子方程式为
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH；
②向偏铝酸盐溶液中通入足量CO2，离子方程式为
AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。
3．明矾净水原理
明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，其净水原理涉及的离子方程式为Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋。
4．明矾溶液与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式
(1)Al3＋恰好完全沉淀：2Al3＋＋3SO＋3Ba2＋＋6OH－===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓；
(2)SO恰好完全沉淀：Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===AlO＋2BaSO4↓＋2H2O。

1．向NaAlO2溶液中通入过量CO2制Al(OH)3的离子方程式：CO2＋AlO＋2H2O=== Al(OH)3↓＋HCO(　　)
2．Al(OH)3既能与稀硫酸反应又能与NaOH溶液反应(　　)
3．明矾溶于水产生Al(OH)3胶体的离子方程式：Al3＋＋3H2O===Al(OH)3↓＋3H＋(　　)
答案：1.√　2.√　3.×

题组一　考查Al2O3、Al(OH)3的两性
1．将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是(　　)
A．稀硝酸　　 B．稀盐酸
C．硝酸铜溶液 D．氢氧化钠溶液
解析：选C。铝钝化后表面形成致密的Al2O3层，与Cu(NO3)2溶液不反应。
2．既能跟稀盐酸反应，又能跟氢氧化钠溶液反应的化合物是(　　)
①NaHCO3 ②Al2O3
③Al(OH)3 ④Al
A．①②③ B．①④
C．②③④ D．①②③④
解析：选A。题给4种物质均既能与稀盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应。但铝是单质，不属于化合物。

既能与酸反应，又能与碱反应的物质
(1)金属单质，如Al。
(2)两性化合物，如Al2O3、Al(OH)3、氨基酸、蛋白质。
(3)多元弱酸的酸式盐，如NaHCO3、KHS、KHSO3等。
(4)弱碱弱酸盐，如CH3COONH4、(NH4)2CO3等。　
题组二　考查Al(OH)3制备途径的选择
3．用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝，下述操作步骤中最恰当的组合是(　　)
①加盐酸溶解　②加烧碱溶液溶解　③过滤　④通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀　⑤加入盐酸生成Al(OH)3沉淀　 ⑥加入过量烧碱溶液
A．①⑥⑤③ B．②③④③
C．②③⑤③ D．①③⑤③
解析：选B。由镁粉和铝粉制取纯净Al(OH)3的过程如图：

4．用稀H2SO4、NaOH溶液和金属铝为原料制取Al(OH)3。甲、乙、丙三个学生的制备途径分别是
甲：AlAl2(SO4)3Al(OH)3
乙：AlNaAlO2Al(OH)3
丙：
若要得到等量的Al(OH)3，则(　　)
A．三者消耗的原料相同
B．甲消耗的原料的总物质的量最多
C．乙消耗的原料的总物质的量最少
D．丙消耗的原料的总物质的量最多
解析：选B。从量的关系看，假定有1 mol铝，则甲消耗1.5 mol H2SO4和3 mol NaOH，乙消耗1 mol NaOH和0.5 mol H2SO4，丙拆成四份，一份与H2SO4反应，消耗H2SO4 0.375 mol，三份与NaOH反应，消耗NaOH 0.75 mol，故甲消耗原料最多，丙消耗原料最少。
考点三　 镁、铝及其化合物生产的化学工艺流程

1．从海水中提取镁的工艺流程
(1)工艺流程

(2)主要化学反应(填化学方程式或离子方程式)
①制石灰乳：CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca(OH)2；
②沉淀Mg2＋：Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2＋Ca2＋；
③制备MgCl2：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O；
④电解MgCl2：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。
2．工业炼铝的工艺流程
铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界主要以化合态的形式存在于氧化铝中。铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，冶炼金属铝很重要的一个过程是Al2O3的提纯。由于Al2O3是两性氧化物，而杂质SiO2是酸性氧化物，Fe2O3是碱性氧化物，因而可设计出两种提纯氧化铝的方案。
方案一：碱溶法
(1)写出①、③两步骤中可能发生反应的离子方程式。

①Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O，SiO2＋2OH－===SiO＋H2O。
③AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO，
SiO＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO。
(2)步骤③中不用盐酸(或H2SO4)酸化的理由是AlO与酸反应生成的Al(OH)3具有两性，可溶于强酸，不易控制酸的量；CO2价廉而且生成的副产物NaHCO3用途广泛，经济效益好。
(3)步骤④中得到较纯的Al2O3，可能含有SiO2杂质，在电解时它不会影响铝的纯度的原因：SiO2的熔点很高，在加热到1 000 ℃ 左右时不会熔化，因而不影响铝的纯度。
方案二：酸溶法

(1)写出①、②两步骤中可能发生反应的离子方程式。
①Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。
②Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。
(2)步骤②中不用氨水沉淀Fe3＋的原因：Al(OH)3只能溶于强碱，不能溶于氨水，用氨水不能将Fe(OH)3和Al(OH)3分离。

题组一　考查海水提镁过程
1．被称为“国防金属”的镁，60%来自海洋，从海水中提取镁的正确方法是(　　)
物质
氧化镁
氯化镁
熔点/℃
2 852
714
A．海水Mg(OH)2Mg
B．海水MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)Mg
C．海水Mg(OH)2MgOMg
D．海水Mg(OH)2MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)Mg
答案：D
2．从海水中提取镁的工艺流程如图所示：

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
解析：选B。海水中含有大量的镁，A项正确；电解MgCl2时，阳极产生Cl2，B项错误；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，C项正确；①、③、⑦分别为化合反应、复分解反应、分解反应，D项正确。
题组二　考查铝的提炼过程
3．铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝：

下列说法中错误的是(　　)
A．①②中除加试剂外，还需要进行过滤操作
B．a、b中铝元素的化合价相同
C．③中需要通入过量的氨气
D．④进行的操作是加热，而且d一定是氧化铝
解析：选C。反应①后的体系中含有固体二氧化硅，需要过滤除去，反应②后的体系中含有氢氧化铁沉淀，需要过滤除去，A正确；a、b中Al元素分别以AlCl3和NaAlO2形式存在，其中铝的化合价都是＋3价，B正确；由NaAlO2制备氢氧化铝需要通入过量二氧化碳，C错误；由氢氧化铝制备氧化铝，加热即可，D正确。
4．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下：

下列叙述正确的是(　　)
A．试剂X可以是氢氧化钠溶液，也可以是盐酸
B．反应①过滤后所得沉淀为氢氧化铁
C．图中所示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
解析：选D。试剂X只能是氢氧化钠溶液，不能是盐酸；反应①过滤后所得沉淀为Fe2O3；电解氧化铝制铝的反应是氧化还原反应。

1．下列说法错误的是(　　)
A．(2017·高考海南卷)铝箔在氯气中燃烧可制备无水三氯化铝
B．(2017·高考天津卷)用可溶性的铝盐和铁盐处理水中的悬浮物
C．(2017·高考海南卷)向硫酸铝溶液中滴加碳酸钠溶液：2Al3＋＋3CO===Al2(CO3)3↓
D．(2017·高考北京卷改编)氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀，氨气既未被还原也未被氧化
解析：选C。向硫酸铝溶液中滴加碳酸钠溶液，Al3＋和CO相互促进水解，离子方程式应为 2Al3＋＋3CO＋3H2O===2Al(OH)3↓＋3CO2↑，C不正确。
2．(2016·高考上海卷)已知NaOH＋Al(OH)3===NaAlO2＋2H2O。向集满CO2的铝制易拉罐中加入过量NaOH浓溶液，立即封闭罐口，易拉罐渐渐凹瘪；再过一段时间，罐壁又重新凸起。上述实验过程中没有发生的离子反应是(　　)
A．CO2＋2OH－===CO＋H2O
B．Al2O3＋2OH－＋3H2O===2AlO＋4H2O
C．2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
D．Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O
解析：选D。向集满CO2的铝罐中加入过量氢氧化钠，首先CO2与氢氧化钠反应，表现为铝罐变瘪，接着过量的氢氧化钠再与铝罐反应，铝罐表面有氧化膜Al2O3，故可发生A、B、C的反应。
3．下列有关铝及其重要化合物的叙述正确的是(　　)
A．(2015·高考江苏卷)制备Al(OH)3悬浊液：向1 mol·L－1 AlCl3溶液中加过量的6 mol·L－1 NaOH溶液
B．(2015·高考山东卷)向Al2(SO4)3溶液中加入过量NH3·H2O：Al3＋＋4NH3·H2O===AlO＋2H2O＋4NH
C．(2015·高考全国卷Ⅰ，10C)用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，现象是熔化后的液态铝滴落下来，结论是金属铝的熔点较低
D．(2015·高考山东卷改编)将AlCl3加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生
解析：选D。A项，Al(OH)3是两性氢氧化物，可以和过量氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，故不能制备氢氧化铝悬浊液，错误；B项，Al(OH)3只能溶于强碱，不能溶于氨水；C项，铝在空气中加热生成的氧化铝的熔点较高，所以内部熔化的铝不会滴落；D项，Al3＋与HCO发生水解相互促进的反应，生成Al(OH)3沉淀和CO2气体。
4．下列关于铝及其化合物的叙述正确的是(　　)
A．(2014·高考福建卷)铝罐可久盛食醋
B．(2014·高考四川卷)氢氧化铝可作胃酸的中和剂
C．(2014·高考重庆卷)明矾用作净水剂不涉及化学变化
D．(2014·高考全国卷Ⅱ，9C)铝与Fe2O3发生铝热反应，反应后固体物质增重
解析：选B。铝罐容易受食醋中的醋酸腐蚀而破裂，无法久盛食醋，A错；明矾用作净水剂是利用Al3＋水解生成的氢氧化铝胶体的吸附性，涉及化学变化，C错；铝与氧化铁反应，反应前后都是固体，质量不变，D错。
5．(2016·高考海南卷)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，主要发生反应2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。(3)滤液A中铝元素以AlO形式存在，与溶液中HCO发生复分解反应：AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO，故沉淀B为Al(OH)3；明矾溶于水时，KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO，Al3＋＋3H2OAl(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

一、选择题
1．氧化还原反应在生产、生活中具有广泛的用途。下列做法中涉及到铝元素的还原性的是(　　)
A．明矾净化水
B．用氢氧化铝治疗胃酸过多
C．用铝制容器存放浓硫酸
D．电解熔融氧化铝制单质铝
解析：选C。A项是Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，Al(OH)3胶体吸附悬浮杂质而起到净化水的作用；B项是Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O；D项是电解时铝从化合物中被还原得到铝单质，表现出氧化性；而C项铝被浓硫酸氧化，表现出还原性，故选C项。
2．化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法中不正确的是(　　)
A．铝比铁活泼，但铝制品比铁制品在空气中耐腐蚀
B．铝热反应不仅被用于焊接钢轨，而且还常被用于冶炼熔点较高的金属
C．电解AlCl3饱和溶液，可制得金属铝
D．Al2O3、MgO的熔点很高，可用于制作耐高温材料
解析：选C。A．铝比铁活泼，但铝制品表面容易形成致密的氧化物薄膜，比铁制品在空气中耐腐蚀，故A正确；B．铝属于活泼的金属元素，具有较强的还原性，铝热反应不仅被用于焊接钢轨，而且还常被用于冶炼熔点较高的金属，故B正确；C．冶炼铝，一般通过电解熔融状态的氧化铝，铝属于活泼的金属元素，电解AlCl3饱和溶液，得不到铝，故C错误；D．Al2O3、MgO的熔点很高，可用于制作耐高温材料，故D正确。
3．下列反应的离子方程式书写正确的是(　　)
A．CO2通入NaAlO2溶液中：AlO＋CO2＋H2O===Al(OH)3↓＋CO
B．Al2O3与过量氨水：Al2O3＋6NH3·H2O===2Al3＋＋6NH
C．向AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
D．向AlCl3溶液中滴入过量的氨水：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
解析：选D。 A项电荷不守恒，质量不守恒；B项Al2O3不溶于氨水；C项AlCl3与过量NaOH溶液反应生成的是NaAlO2而不是Al(OH)3沉淀。
4．下列各组物质，不能按(“→”表示反应一步完成)关系转化的是(　　)
选项
a
b
c
A
Al2O3
NaAlO2
Al(OH)3
B
AlCl3
Al(OH)3
NaAlO2
C
Al
Al(OH)3
Al2O3
D
MgCl2
Mg(OH)2
MgO
解析：选C。A、B、D三项中的转化关系分别为，，，C项中Al不能经一步反应转化为Al(OH)3。
5．将等物质的量的金属Na、Mg、Al分别与100 mL 2 mol·L－1的盐酸反应，实验测得生成气体的体积V(已折合为标准状况)与时间t的关系如图所示，则下列说法错误的是(　　)

A．x＝2.24
B．钠的物质的量为0.2 mol
C．反应时，Na、Mg、Al均过量
D．曲线b为Mg与盐酸反应的图像
解析：选C。由图像可以看出，生成气体的体积相等，则盐酸完全反应，x＝2.24，A正确。根据生成的H2为2.24 L，可知Na失去0.2 mol电子，则钠的物质的量为0.2 mol，B正确。反应时如果钠过量，则钠会与水反应，生成的气体必多于2.24 L，C错误。根据反应速率可知曲线a、b、c依次是Na、Mg、Al与盐酸反应的图像，D正确。
6．将铁铝矾[Al2Fe(SO4)4·xH2O]溶于水中，得到浅绿色溶液，有关该溶液的叙述正确的是(　　)
A．铁铝矾有净水作用，其水溶液显中性
B．向该溶液中加入Na2S溶液，有淡黄色沉淀
C．用惰性电极电解该溶液时，阴极区有沉淀
D．在空气中，蒸干并灼烧该溶液，最后所得的残留固体为Al2O3、Fe2O3
解析：选C。A．铁铝矾溶于水电离出铝离子和亚铁离子，Al3＋、Fe2＋水解显酸性，A项错误；B．S2－和Al3＋水解相互促进，生成氢氧化铝和H2S，B项错误；C．阴极氢离子放电，所以会生成氢氧化铝和氢氧化亚铁沉淀，C项正确；D．Fe2＋易被空气中的氧气氧化成Fe3＋，Al3＋、Fe3＋水解生成硫酸，硫酸难挥发，所以最终得到的是硫酸铝和硫酸铁，D项错误。
7．某同学通过一系列实验探究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，置镁片于其中探究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沉淀转入蒸发皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体
解析：选B。A．浓硫酸的密度大于水，因此稀释浓硫酸，应把浓硫酸加入到水中，边加边搅拌，故错误；B．Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，故正确；C．过滤时，沿着玻璃棒倒入漏斗中，故错误；D．需要先在烧杯中加稀盐酸溶解沉淀；加热促进Mg2＋的水解，加热蒸干不能得到MgCl2固体，故错误。
8．已知NH＋AlO＋2H2O===Al(OH)3↓＋NH3·H2O，向含有等物质的量的NH、Al3＋、H＋的混合溶液中，慢慢滴加NaOH溶液直至过量，并不断搅拌，发生以下离子反应：
①H＋＋OH－===H2O
②Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
④NH＋OH－===NH3·H2O
先后顺序正确的是(　　)
A．①→②→③→④ B．①→③→②→④
C．①→③→④→② D．①→④→②→③
解析：选C。结合OH－能力强的先反应，第一个反应为H＋＋OH－===H2O；第二个反应为Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓；AlO与NH能相互促进水解而生成Al(OH)3，故第三个反应为NH＋OH－===NH3·H2O；最后一个反应为Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。
9．通过观察化学实验现象，分析归纳出正确的结论，是学习化学科学最基本的技能之一。下列由实验现象得出的结论正确的是(　　)
选项
实验现象
结论
A
把相同大小的一块铝和镁分别投入相同浓度的NaOH溶液中：铝溶解有气泡放出，而镁没有任何变化
由此得出：铝的金属性比镁强
B
取一块铝箔，用酒精灯点燃：铝箔只熔化成液体而没有脱落
由此得出：铝不易燃烧
C
向氯化铵溶液中投入一铝片：铝片上产生大量气泡
由此得出：该气体是氨气
D
向氯化铝溶液中逐滴滴加NaOH溶液至过量：先产生白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，最后沉淀完全消失
由此得出：氢氧化铝能溶于强碱溶液
解析：选D 。A项，比较金属性的强弱是用金属单质与水或酸反应产生H2的难易程度，错误；B项，由于生成了熔点很高的氧化铝，起到隔绝空气的作用，错误；C项，产生的气体应为H2，错误。
10．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可以为氨水，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中的离子方程式为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：选C。A项，试剂X应为强碱溶液，使Al2O3溶解；B项，若用强酸代替CO2，强酸过量时，Al(OH)3会溶解，不能保证生成Al(OH)3沉淀；D项，因Al比Fe活泼，不能用Fe置换Al。
二、非选择题
11．某混合物甲中含有明矾[KAl(SO4)2·12H2O]、Al2O3和Fe2O3。在一定条件下由甲可实现如图所示的物质之间的转化。

请回答下列问题：
(1)写出A、B、D的化学式：A______________、B______________、D______________。
(2)试剂a最好选用________。
A．NaOH溶液 　　　 B．稀盐酸
C．二氧化碳 D．氨水
(3)写出反应②的离子方程式：______________________________________________。
(4)固体E可以作为复合性的化学肥料，E中所含物质的化学式为_______________。
解析：根据已知信息中甲的成分，可推断B为氧化铝，因此反应③是通过电解Al2O3而得到D(氧气)和A(单质铝)。甲加入水过滤得到明矾溶液(溶液中含有Al3＋、K＋和SO)和氧化铝、氧化铁沉淀，再向沉淀中加入氢氧化钠溶液，则氧化铝溶解，再通入过量二氧化碳可以得到氢氧化铝沉淀。试剂a应该为氨水，如果加入的试剂a是氢氧化钠溶液，则其加入的量不易控制，由此可推知E为硫酸钾、硫酸铵的混合物。
答案：(1)Al　Al2O3　O2
(2)D
(3)AlO＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO
(4)K2SO4、(NH4)2SO4
12．铝是人类生活中继铜、铁之后又一个重要的金属。工业上冶炼金属铝的原料来源于自然界中重要的矿物质钒土(主要成分Al2O3；还有SiO2、Fe2O3、FeCO3、MgCO3等杂质)。从钒土中提取得到Al2O3的工艺流程如下图所示：

请回答下列问题：
(1)固体A所含物质的化学式是________________________________。
(2)写出溶液A与足量气体B反应的离子方程式：_____________________________。
(3)工业冶炼金属铝通常用石墨碳块作电解槽的阳极，请你根据电解原理解释电解冶炼铝的过程中，需要定期补充阳极碳块的原因：_____________________________________。
(4)Al2O3的熔点很高，因而在工业冶炼时，需将Al2O3熔于熔化的冰晶石(Na3AlF6)中进行电解。请写出电解过程中阴极的电极反应式：________________________________。
工业上通常将Al(OH)3和Na2CO3一同溶于氢氟酸来制取冰晶石，反应时放出CO2气体，写出该反应的化学方程式：________________________________________________。
(5)有一位同学查阅资料发现，AlCl3的熔点很低。他提出：可通过电解熔融状态的AlCl3制取金属铝。你认为他提出的方案是否可行？为什么？____________________________。
(6)某企业用上述工艺流程进行生产，每10.0 t钒土可得到金属铝1.35 t。如果不考虑生产过程的损耗，则钒土中Al2O3的质量分数为______________。
解析：(1)钒土的主要成分是Al2O3，还有SiO2、Fe2O3、FeCO3、MgCO3等杂质，除SiO2不反应外，与盐酸反应生成的金属阳离子有Al3＋、Fe3＋、Fe2＋、Mg2＋等，这些金属阳离子再与氢氧化钠反应后生成的可溶物为NaAlO2，不溶物为Fe(OH)2、Fe(OH)3、Mg(OH)2；
(2)由(1)知溶液A主要成分为NaAlO2和剩余的氢氧化钠，通入足量二氧化碳气体发生反应：CO2＋OH－===HCO和AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO；
(3)电解冶炼铝的阳极产物为O2，在高温条件下，O2与阳极碳发生反应消耗阳极碳块，所以需要定期补充阳极碳块；
(4)电解熔融的氧化铝，阴极发生还原反应，即铝离子得电子生成单质铝，阴极的电极反应为Al3＋＋3e－===Al；工业上通常将Al(OH)3和Na2CO3一同溶于氢氟酸来制取冰晶石，反应时放出CO2气体，根据原子守恒配平，则该反应的化学方程式为2Al(OH)3＋3Na2CO3＋12HF===2Na3AlF6＋3CO2↑＋9H2O。
(5)AlCl3是共价化合物，在熔融状态下不导电，不能用来电解，而氧化铝为离子化合物，在熔融状态下可导电，可以用来电解；
(6)根据元素守恒，钒土中每1 mol Al2O3会生成2 mol Al，则钒土中Al2O3的质量分数＝(1.35 t×102 g·mol－1)÷(27 g·mol－1×2×10 t)×100%＝25.5%。
答案：(1)Fe(OH)2、Fe(OH)3、Mg(OH)2
(2)CO2＋OH－=== HCO、AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO
(3)电解冶炼铝的阳极产物为氧气，在高温条件下，氧气与阳极碳发生反应消耗阳极碳块
(4)Al3＋＋3e－===Al　2Al(OH)3＋3Na2CO3＋12HF===2Na3AlF6＋3CO2↑＋9H2O
(5)不可行；AlCl3是共价化合物，熔融状态的AlCl3不导电
(6)25.5%(或0.255)
13．聚合氯化铝晶体是介于AlCl3和Al(OH)3 之间的一种水溶性无机高分子聚合物，其制备原料主要是铝加工行业的废渣——铝灰，它主要含Al2O3、Al，还有SiO2等杂质。聚合氯化铝生产的工艺流程如下：

(1)反应中副产品a是________(用化学式表示)。
(2)升高pH至4.0～5.0的目的是___________________________________________。
(3)生产过程中可循环使用的物质是___________________________(用化学式表示)。
(4)为使得到的晶体较纯净，生产过程中使pH升高的C物质可选用________(填编号)。
a．NaOH　b．Al　c．氨水　d．Al2O3　e．NaAlO2
(5)聚合氯化铝晶体的化学式可表示为[Al2(OH)nCl6－n·xH2O]m，实验室测定n的值：
①称取a g晶体，制成粉末，加热至质量不再变化为止，称量为b g。此过程可能用到的下列仪器有________。
a．蒸发皿　　b．坩埚　　c．研钵　　d．试管
②另取a g晶体，进行如下操作：用A试剂溶解→加足量AgNO3溶液→C操作→烘干→称量为c g。
A试剂为_________(填试剂名称)，C操作为__________(填操作名称)。n＝__________(用含b、c的代数式表示)。
解析：(1)铝灰用水清洗后，加入盐酸，Al与盐酸反应产生H2，因此气体a为H2。
(2)铝灰加入盐酸得到的B为AlCl3溶液，降温熟化后，升高pH可以促进AlCl3水解，从而使晶体析出。
(3)生产过程中HCl可以循环使用。
(4)生产过程中为使pH升高，可以加入Al、Al2O3，它们与AlCl3水解生成的H＋反应，且不会引入其他杂质。
(5)①将晶体制成粉末，需要用到研钵，加热粉末至质量不再变化，需要用到坩埚，得到的b g物质为Al2O3。
②将晶体溶解，选择硝酸，操作C为过滤、洗涤，得到的c g物质为AgCl。根据关系式：Al2O3～(6－n)AgCl，有102∶(861－143.5n)＝b∶c，解得n＝。
答案：(1)H2　(2)促进AlCl3的水解，使晶体析出
(3)HCl　(4)bd　(5)①bc　②硝酸　过滤、洗涤　
14．铝镁合金是飞机制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的同学为测定某含镁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。
方案一：
[实验方案]　将铝镁合金与足量NaOH溶液反应，测定剩余固体质量。
实验中发生反应的化学方程式是____________________________________________。
[实验步骤]
(1)称取10.8 g铝镁合金粉末样品，溶于体积为V mL、物质的量浓度为 4.0 mol·L－1的NaOH溶液中，充分反应。则NaOH溶液的体积V≥________mL。
(2)过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
方案二：
[实验方案]　将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体的体积。
[实验步骤]
(1)同学们拟选用下列实验装置完成实验：

你认为最简易的装置连接顺序是A接(　)(　)接(　)(　)接(　)(填接口字母，可不填满)。
(2)仔细分析实验装置后，同学们经讨论认为以下两点会引起较大误差：稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成H2，也会将瓶内空气排出，使所测H2体积偏大；实验结束时，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气体积偏小。于是他们设计了如图所示的实验装置。

①装置中导管a的作用是_________________________________________________。
②实验前后量气管(由碱式滴定管改装)中液面读数分别为V1 mL、V2 mL，则产生氢气的体积为________mL。
③若需确定产生氢气的量，还需测定的数据是________________________。
答案：方案一：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 　(1)97　(2)偏高
方案二：(1)E　D　G　(2)①使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下；滴入锥形瓶的稀硫酸的体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差　②(V1－V2)　③实验时的温度和压强