全国通用版版高考化学一轮复习 第三章 金属及其化合物 课时梯级作业七 32 镁铝及其.docx

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全国通用版版高考化学一轮复习第三章金属及其化合物课时梯级作业七32镁铝及其

课时梯级作业七镁、铝及其重要化合物

（45分钟　100分）

一、选择题（本题包括8小题,每题6分,共48分）

1.（2018·池州模拟）易拉罐的主要成分以铝铁合金和铝镁合金最为常见。

现取几小块易拉罐碎片进行下列实验,其中实验方案与现象、结论正确的是

（　　）

选项

实验方案

现象、结论

A

加入盐酸

产生无色气体;含铝、铁、镁三种金属

B

加入NaOH溶液

有无色气体产生;含有镁、铝两种金属

C

加入盐酸后,所得溶液中再加入少量NaOH溶液

产生白色沉淀;含有金属镁

D

用盐酸溶解并放置一会儿后,加入KSCN溶液

溶液呈红色;含有铁元素

【解析】选D。

铝、铁、镁都可与盐酸反应产生无色气体,不能得出含铝、铁、镁三种金属的结论,A错误;铝、铁、镁三种金属中只有铝能与NaOH溶液反应产生无色气体,B错误;氢氧化镁与氢氧化铝均为白色沉淀,C错误;用盐酸溶解后生成的亚铁离子在空气中易被氧化成Fe3+,加入KSCN溶液呈红色,D正确。

2.把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后有1.16g白色沉淀,在所得的浊液中逐滴加入1mol·L-1HCl溶液,加入HCl溶液的体积与生成沉淀的质量关系如图所示,下列叙述正确的是（　　）

A.A点的沉淀物的化学式为Al（OH）3

B.AB段发生的反应是Al3++3OH-

Al（OH）3↓

C.原混合物中MgCl2的质量是1.90g

D.AlCl3的质量是1.335g

【解析】选C。

在浊液中加入HCl溶液至10mL,沉淀质量一直为1.16g,说明浊液显碱性,A点的沉淀物是Mg（OH）2,A错误;在AB段Al

转变为Al（OH）3沉淀,B错误;原混合物中:

m（MgCl2）=

×95g·mol-1=1.90g,C正确;根据AlCl3～Al

～HCl,n（AlCl3）=1mol·L-1×（30-10）×10-3L=0.02mol,m（AlCl3）=

0.02mol×133.5g·mol-1=2.67g,D错误。

【加固训练】

　　室温下,在0.2mol·L-1Al2（SO4）3溶液中,逐滴加入1.0mol·L-1NaOH溶液,实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如图,下列说法正确的是（　　）

A.a点,离子方程式为Al3++3OH-

Al（OH）3↓

B.a～b段,溶液pH增大,促进了氢氧化铝的碱式电离

C.b～c段,加入的OH-主要用于生成Al（OH）3沉淀

D.d点时,Al（OH）3沉淀开始溶解

【解析】选C。

硫酸铝水溶液呈酸性,a点发生Al3++3H2O

Al（OH）3+3H+,A错误;a～b段pH增大,c（OH-）增大,促进了Al（OH）3的酸式电离,抑制碱式电离,B错误;b～c段发生Al3++3OH-

Al（OH）3↓,C正确;c点后pH发生突变,是由于氢氧化钠过量,Al（OH）3沉淀开始溶解,而d点pH大于10,氢氧化钠远远过量,溶液为偏铝酸钠和NaOH的混合溶液,D错误。

3.新型镁铝合金（Mg17Al12）有储氢性能,它在一定条件下完全吸氢的反应为Mg17Al12+17H2

17MgH2+12Al,得到的混合物Y（17MgH2+12Al）能与酸反应释放出大量氢气。

下列说法正确的是（　　）

A.该合金应在氮气保护下,用一定比例的Mg、Al单质熔炼而成

B.该合金中含有离子键,铝元素呈正价

C.1molMg17Al12完全吸氢后得到的Y与盐酸完全反应放出H2在标准状况下的体积为1164.8L

D.合金的熔点高于金属镁、金属铝的熔点

【解析】选C。

镁和氮气反应,A错误;合金是金属的混合物,不存在离子键,B错误;1molMg17Al12相当于17mol镁和12mol铝,吸收了17mol的氢气,1molMg17Al12和盐酸反应生成的氢气为17mol+18mol=35mol,总共产生的氢气为

35mol+17mol=52mol,其标准状况下的体积为52mol×22.4L·mol-1=

1164.8L,C正确;合金的熔点低于各成分金属的熔点,D错误。

4.某烧杯中盛有含0.2molNH4Al（SO4）2的溶液,向其中缓缓加入4mol·L-1的

NaOH溶液200mL,使其充分反应,此时烧杯中铝元素的主要存在形式为

世纪金榜导学号79100244（　　）

A.Al3+和Al（OH）3B.Al

C.Al

和Al（OH）3D.Al（OH）3

【解析】选D。

n（Al3+）=0.2mol,n（N

）=0.2mol,n（OH-）=0.8mol,完全反应后,恰好生成0.2molAl（OH）3和0.2molNH3·H2O。

5.（2018·桂林模拟）下列有关铝及其化合物的叙述正确的是（　　）

A.铝粉与氧化镁共热可制取金属镁

B.污水中的重金属离子,常用加入明矾除去

C.向氯化铵溶液中投入一铝片,铝片上产生大量气泡,该气体是氨气

D.铝箔在氯气中燃烧可制备无水三氯化铝

【解析】选D。

镁比铝活泼,不能用铝粉制取镁,A错误;明矾只能使污水中的悬浮物沉降,不能除去重金属离子,B错误;氯化铵溶液显酸性,与铝反应产生氢气,C错误;铝在氯气中燃烧生成AlCl3,D正确。

6.（2018·成都模拟）某化合物由两种单质直接反应生成,将其加入NaHCO3溶液中同时有气体和沉淀产生。

下列化合物中符合上述条件的是（　　）

A.AlCl3B.Al2O3

C.Al（OH）3D.NaAlO2

【解析】选A。

AlCl3可由单质Al与Cl2反应制得,AlCl3与NaHCO3反应生成CO2和Al（OH）3沉淀,同时有气体和沉淀产生,A正确;Al2O3与NaHCO3溶液不反应,B错误;Al（OH）3、NaAlO2不能由两种单质直接反应生成,C、D错误。

7.（2018·西安模拟）实验室模拟工业上以铝土矿（含Al2O3、Fe2O3、SiO2）为原料制铵明矾NH4Al（SO4）2晶体的工艺流程如图所示,下列说法错误的是

（　　）

A.固体a的化学式为SiO2

B.固体b的化学式为Fe（OH）3

C.Ⅲ中通入足量CO2气体发生反应的离子方程式为2Al

+CO2+3H2O

C

+

2Al（OH）3↓

D.由Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ都要用到的分离方法是过滤

【解析】选C。

SiO2不溶盐酸,A正确;红褐色固体是Fe（OH）3,B正确;Ⅲ中通入足量CO2气体发生反应的离子方程式为Al

+CO2+2H2O

HC

+Al（OH）3↓,C错误;Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ都要用到的分离方法是过滤,D正确。

8.（能力挑战题）向甲溶液中缓慢滴加乙溶液,反应生成沉淀的质量如图所示,其中符合图象的一组是（　　）

甲

乙

A

AlCl3、Mg（NO3）2、HNO3

NaOH

B

Na2CO3、NH4HCO3、Na2SO4

Ba（OH）2

C

NH4NO3、Al（NO3）3、Fe（NO3）3、HCl

NaOH

D

NaAlO2、氨水、NaOH

H2SO4

【解析】选C。

向甲溶液中缓慢滴加NaOH溶液时,图象中间一段沉淀质量不变的反应不存在,A错误;向甲溶液中缓慢滴加Ba（OH）2溶液时,不存在沉淀部分溶解的反应,B错误;在甲溶液中加入NaOH溶液时,NaOH先与盐酸反应,没有沉淀生成,随后Al3+、Fe3+开始沉淀,当两种离子沉淀完全后,OH-和N

反应,此时沉淀质量不变,最后OH-与Al（OH）3反应,沉淀部分溶解与图象变化相符,C正确;向甲溶液中加硫酸时,最终沉淀会全部溶解,D错误。

【加固训练】

　　某实验小组对一含有Al3+的未知溶液进行了如下分析:

（1）滴入少量氢氧化钠,无明显变化;

（2）继续滴加NaOH溶液,有白色沉淀;

（3）滴入过量的氢氧化钠,白色沉淀明显减少。

实验小组经定量分析,得出如图所示沉淀与滴入氢氧化钠体积的关系。

下列说法错误的是（　　）

A.该未知溶液中至少含有3种阳离子

B.滴加的NaOH溶液的物质的量浓度为5mol·L-1

C.若另一种离子为二价阳离子,则a=10

D.若将最终沉淀过滤、洗涤、灼烧,其质量一定为6g

【解析】选D。

实验过程分析滴入氢氧化钠无沉淀,说明含有H+,继续滴入氢氧化钠溶液生成白色沉淀说明一定生成氢氧化铝沉淀,加入过量的氢氧化钠溶液沉淀减少,图象分析说明溶液中除了铝离子,应还有另一种金属阳离子,该未知溶液中至少含有3种阳离子,A正确;依据图象分析溶解的氢氧化铝物质的量为0.20mol-0.15mol=0.05mol,消耗氢氧化钠溶液体积=110mL-100mL=10mL,氢氧化钠的浓度是

=5mol·L-1,B正确;若另一种阳离子为二价金属阳离子,生成氢氧化铝最大沉淀量0.05mol,二价金属物质的量为0.15mol,开始消耗氢氧化钠体积为amL,消耗氢氧化钠物质的量为0.05mol×3+0.15mol×2+a×

10-3L×5mol·L-1=0.1L×5mol·L-1,a=10,C正确;最后得到的沉淀不能确定其成分,所以不能计算灼烧后得到的氧化物的质量,D错误。

二、非选择题（本题包括3小题,共52分）

9.（18分）无水AlCl3可用作有机合成的催化剂、食品膨松剂等。

工业上可由铝土矿（主要成分是Al2O3和Fe2O3）和焦炭制备,流程如下:

已知:

AlCl3、FeCl3分别在183℃、315℃时升华

（1）铝离子的结构示意图为________,实验室配制氯化铝溶液时加入盐酸的目的是__________________________。

（2）氯化炉中Al2O3、Cl2和焦炭在高温下发生反应的化学方程式为_________

_____________; 炉气中残余的少量Cl2,可用NaOH溶液吸收,其离子方程式为______________________。

（3）700℃时,升华器中物质经充分反应后需降温实现FeCl3和AlCl3的分离。

请选择合适的温度范围________________。

a.低于183℃

b.介于183℃和315℃之间

c.高于315℃

（4）样品（含少量FeCl3）中AlCl3含量可通过下列操作测得（部分物质略去）。

m克样品

NaAlO2溶液

Al（OH）3

n克Al2O3

计算该样品中AlCl3的质量分数________（结果用m、n表示,不必化简）。

【解析】

（1）铝离子的结构示意图为

实验室配制氯化铝溶液时加入盐酸的目的是防止氯化铝水解。

（2）氯化炉中Al2O3、Cl2和焦炭在高温下发生反应的化学方程式为Al2O3+3Cl2+3C

2AlCl3+3CO;炉气中残余的少量Cl2,可用NaOH溶液吸收,其离子方程式为Cl2+2OH-

ClO-+Cl-+H2O。

（3）AlCl3、FeCl3分别在183℃、315℃时升华,为实现FeCl3和AlCl3的分离,让温度介于183～315℃,使氯化铝升华。

（4）n克Al2O3中n（Al）=

×2mol,样品中AlCl3的物质的量为

×2mol,质量为

×2mol×133.5g·mol-1,该样品中AlCl3的质量分数为

×100%。

答案:

（1）

　防止氯化铝水解

（2）Al2O3+3Cl2+3C

2AlCl3+3CO

Cl2+2OH-

ClO-+Cl-+H2O

（3）b

（4）

×100%或

×100%

10.（16分）实验室采用MgCl2、AlCl3的混合溶液与过量氨水反应制备MgAl2O4的主要流程如下:

（1）制备MgAl2O4过程中,高温焙烧时发生反应的化学方程式为_____________

__________________________。

（2）判断流程中沉淀是否洗净所用的试剂是____________。

（3）在25℃下,向浓度均为0.01mol·L-1的MgCl2和AlCl3混合溶液中逐滴加入氨水,先生成________沉淀（填化学式）,生成该沉淀的离子方程式:

_________

________________________________。

【已知25℃时Ksp[Mg（OH）2]=1.8×10-11,Ksp[Al（OH）3]=3×10-34】

【解析】

（1）MgCl2、AlCl3的混合溶液与过量氨水反应产生的沉淀是Mg（OH）2、Al（OH）3,高温焙烧时发生反应的化学方程式为2Al（OH）3+Mg（OH）2

MgAl2O4+4H2O。

（2）沉淀中附着Cl-、N

判断流程中沉淀是否洗净所用的试剂是AgNO3溶液。

（3）Ksp[Al（OH）3]小,Al（OH）3先沉淀。

答案:

（1）2Al（OH）3+Mg（OH）2

MgAl2O4+4H2O

（2）AgNO3溶液

（3）Al（OH）3Al3++3NH3·H2O

Al（OH）3↓+3N

11.（18分）（能力挑战题）某无色溶液中可能含有H+、OH-、Na+、N

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）若H+大量存在,则N

就不能大量存在。

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,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

试纸未变蓝

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+____N

+__ 

____Al3++____NO↑+____

（3）再假设:

若OH-大量存在,N

也可能不大量存在。

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_______

_________________。

【解析】

（1）加入铝粉产生H2,Al为还原剂,具有还原性。

（2）①盐酸与氧化铝反应的离子反应方程式为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,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,即二氧化氮与水反应生成硝酸,再氧化碘离子生成碘单质。

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+、N

发生反应的离子方程式为Al+N

+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N

发生反应的离子方程式为8Al+3N

+5OH-+2H2O

3NH3↑+8Al

。

（4）NaOH溶液中加入铝粉,反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O

2NaAlO2+3H2↑。

答案:

（1）还原性

（2）①6H++Al2O3

2Al3++3H2O

②a.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）①NH3

②8Al+3N

+5OH-+2H2O

3NH3↑+8Al

（4）2Al+2NaOH+2H2O

2NaAlO2+3H2↑

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