专题32镁铝及其化合物练习2020年高考化学一轮复习全突破解析版

1第二讲镁、铝及其化合物1．下列有关铝的化合物的说法正确的是()A．氧化铝坩埚可用于熔融NaOH实验B．工业上利用电解熔融氯化铝冶炼铝C．氢氧化铝能中和胃酸，可用于治疗胃酸过多D．明矾可用于自来水的消毒【答案】C【解析】氧化铝能与NaOH反应，氧化铝坩埚不能用于熔融NaOH实验，A错误；工业上利用电解熔融氧化铝冶炼铝，B错误；明矾用于自来水的净化而不能用于自来水的消毒，D错误。2．下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是()A．KB．NaC．FeD．Al【答案】D【解析】钾属于活泼金属，与氧气发生剧烈的反应，A项错误；钠属于活泼金属，与空气中的氧气发生反应生成氧化钠，氧化钠不能保护内层钠，B项错误；铁在空气中发生反应：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3、2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O，铁表面生成的Fe2O3不能保护铁，C项错误；在空气中金属铝表面形成Al2O3保护层，保护内层金属不被氧化，D项正确。3．足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是()A．氢氧化钠溶液B．稀硫酸C．盐酸D．稀硝酸【答案】A【解析】根据关系式：2Al～2NaOH,2Al～3H2SO4,2Al～6HCl，A项正确，B、C项错误；Al与稀硝酸反应不产生氢气，D项错误。4．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正确结论的是()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2【答案】D【解析】镁的金属性比铝强，A错误。B项得出结论：氧化铝熔点比铝高，错误。铝与氯化铵溶液反应产生氢气，C错误。5．下列操作能达到目的的是()A．将一块带有氧化膜的铝片与过量的浓NaOH溶液完全反应后，取澄清溶液将其蒸干，得纯净的Na[Al(OH)4]固体B．向Na[Al(OH)4]溶液中加入过量的AlCl3溶液，将所得沉淀过滤洗涤，加热灼烧去掉水分，可得纯净的Al(OH)3固体C．把铝块与适量的稀盐酸完全反应，将所得溶液蒸干，可得AlCl3固体D．把AlCl3溶液与足量氨水反应，将沉淀过滤、洗涤、灼烧去掉水分可得Al2O3固体【答案】D【解析】A项，混有NaOH固体；B项，灼烧得到的是Al2O3；C项，得到的是Al(OH)3和Al2O3。6．双羟基铝碳酸钠是医疗上常用的一种抑酸剂，其化学式是NaAl(OH)2CO3。关于该物质的说法正确的是()A．该物质属于两性氢氧化物B．该物质是Al(OH)3和Na2CO3的混合物C．1molNaAl(OH)2CO3最多可消耗3molH＋D．该药剂不适合于胃溃疡患者服用【答案】D【解析】双羟基铝碳酸钠属于盐类，A错误；它是一种化合物，属于纯净物，不是混合物，B错误；1molNaAl(OH)2CO3最多可消耗4molH＋，C错误；由于能与胃酸反应放出CO2气体，故不适合于胃溃疡患者服用。7．某氧化物X难溶于水，能与烧碱反应，生成易溶于水的化合物Y，将少量Y溶液滴入盐酸中无沉淀生成，则X是()A．SiO2B．Al2O3C．MgOD．CuO【答案】B【解析】A项滴入盐酸中生成H2SiO3沉淀，不正确；B项正确；C项MgO不能溶于烧碱，不正确；D项CuO不能溶于烧碱，不正确。8．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，下列有关说法正确的是()3A．a点时，溶液呈酸性的原因是Al3＋水解，离子方程式为：Al3＋＋3OH－3B．a～b段，溶液pH增大，Al3＋浓度不变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【答案】C【解析】A项错误，离子方程式应为Al3＋＋3H23＋3H＋；B项错误，a～b段，Al3＋不断与氢氧化钠溶液反应而逐渐减少；D项错误，c～d段的后半部分，溶液的pH已大于7，说明有Na[Al(OH)4]生成，即Al(OH)3在d点之前已开始溶解。9．某化学小组在常温下测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：方案Ⅰ：铜铝混合物――――→足量溶液A充分反应测定生成气体的体积方案Ⅱ：铜铝混合物――――→足量溶液B充分反应测定剩余固体的质量下列有关判断中不正确的是()A．溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液B．溶液A和B均可以选用稀硝酸C．若溶液B选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏小D．实验室中方案Ⅱ更便于实施【答案】B【解析】因铝既能与酸反应，又能与碱反应，而铜不能与碱、非氧化性酸反应，所以A和B是盐酸或氢氧化钠溶液时，都与铝反应，A正确；又因测固体质量比测气体体积易进行，D正确；若A和B都是稀硝酸时则方案Ⅰ、Ⅱ均无法实施，B错误；若B是浓硝酸时则铝钝化，导致剩余固体质量增加，所以测得铜的质量分数偏小，C正确。10．已知NH＋4＋[Al(OH)4]－===Al(OH)3↓＋NH3·H2O，向含有等物质的量的NH＋4、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－===H2O②Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓④NH＋4＋OH－===NH3·H2O先后顺序正确的是()A．①→②→③→④B．①→③→②→④C．①→③→④→②D．①→④→②→③【答案】C4【解析】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↓；[Al(OH)4]－与NH＋4能相互促进水解而生成Al(OH)3，故第三个反应为NH＋4＋OH－===NH3·H2O；最后一个反应为Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－。11．铝是现今人类生产生活中使用广泛性仅次于铁的重要金属。工业上常以“钒土矿”为原料来冶炼金属铝。已知：钒土的主要成分是Al2O3(其中含有Fe2O3、SiO2等杂质)。为了检测某“钒土矿”样中Al2O3的含量，进行了如下实验过程：①取矿样10.0g加入过量稀盐酸溶解(假定其他未知成分的杂质都不溶于盐酸，也不和盐酸反应)，过滤弃去不溶残渣。②将滤液稀释并在250mL容量瓶中定容后，取25.0mL逐滴滴加2.0mol·L－1的NaOH溶液，得到如图所示的变化关系。请根据有关数据回答下列问题：(1)写出滴加NaOH溶液24～30mL时发生反应的离子方程式：__________________________。(2)最后所得不溶于NaOH溶液的沉淀的化学式为______，其物质的量为____________。(3)该钒土矿样中Al2O3的质量分数为________。(4)工业上制取金属铝的化学反应原理可表示为2Al2O3(熔融)=====电解4Al＋3O2↑用10.0t“钒土矿”样提纯所得的Al2O3(提纯过程的损耗忽略不计)进行电解，理论上最多可制得金属铝________t。【答案】(1)Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－(2)Fe(OH)32.00×10－3mol(3)61.2%(4)3.24【解析】(1)滴加NaOH溶液24～30mL段Al(OH)3逐渐溶解，离子方程式为Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－。(2)①中加入过量盐酸过滤后得到的滤液中含有AlCl3、FeCl3和HCl，不溶残渣为SiO2，②中滴加NaOH溶液至过量得到的沉淀为Fe(OH)3，溶液中含有NaOH、Na[Al(OH)4]和NaCl。根据24～30mL段，n(Al3＋)＝n[Al(OH)3]＝2.0mol·L－1×0.006L＝0.012mol，根据Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓、Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，则3n(Al3＋)＋3n(Fe3＋)＝(24－3)×10－3L×2.0mol·L－1＝0.042mol，故n(Fe3＋)＝(0.042mol－0.012mol×3)×13＝0.002mol，故Fe(OH)3＝0.002mol。(3)10.0g矿样中n(Al2O3)＝0.012mol×12×10＝0.06mol，故Al2O3的质量分数为0.06mol×102g·mol－110.0g×100%＝61.2%。5(4)根据Al2O3～2Al，用10.0t钒土矿样提纯并电解，制得金属铝的质量为10.0t×61.2%×54102＝3.24t。12．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下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________________________________________________________________________。【答案】(1)AlAl2O3O2(2)D(3)[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO－3(4)K2SO4、(NH4)2SO4【解析】根据已知信息中甲的成分，可以推断B为氧化铝，因此反应②是通过电解Al2O3而得到D(氧气)和A(单质铝)。甲加入水得到的溶液为明矾溶液，溶液中含有Al3＋、K＋和SO2－4，甲加入水得到的沉淀为氧化铝、氧化铁的混合物，再加入氢氧化钠溶液，则氧化铝溶解，再通入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。13．某研究性学习小组为测定某含镁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，请根据他们的设计回答有关问题。[探究一]实验方案：铝镁合金――――→NaOH溶液测定剩余固体质量。问题讨论：(1)实验中发生反应的化学方程式是________________________________________。(2)若实验中称取5.4g铝镁合金粉末样品，投入VmL2.0mol/LNaOH溶液中，充分反应。则NaOH溶液的体积VmL≥________mL。(3)实验中，当铝镁合金充分反应后，在称量剩余固体质量前，还需进行的实验操作按顺序依次为________________________。[探究二]实验方案：称量xg的铝镁合金粉末，放在如图所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧。6问题讨论：(4)欲计算Mg的质量分数，该实验中还需测定的数据是______________________。(5)假设实验中测出该数据为yg，则原铝镁合金粉末中镁的质量分数为____________(用含x、y的代数式表示)。【答案】(1)2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑(2)97(3)过滤、洗涤、干燥固体(4)灼烧后固体的质量(5)17x－9y2x【解析】(1)注意镁与NaOH溶液不反应。(2)5.4g铝镁合金中铝的最大质量为5.4g×97%，根据2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，可求出需要NaOH的物质的量的最大值为5.4g×97%÷27g/mol＝0.194mol，体积为0.1