第2節(jié)鎂、鋁及其重要化合物時(shí)間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(每題6分，共72分)1．下列關(guān)于鋁及其化合物的敘述正確的是()A．氧化鋁坩堝可用于熔融NaOH實(shí)驗(yàn)B．鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng)，反應(yīng)后固體物質(zhì)增重C．氧化鋁熔點(diǎn)很高，可作耐火材料D．明礬用作凈水劑，可以除去廢水中的銅離子答案C2．下列各組物質(zhì)能相互反應(yīng)得到Al(OH)3的是()A．Al跟NaOH溶液共熱B．Al(NO3)3跟過量的NaOH溶液反應(yīng)C．Al2O3和水共熱D．Al2(SO4)3和過量的氨水反應(yīng)答案D解析Al2(SO4)3和過量的氨水反應(yīng)可以得到氫氧化鋁，氫氧化鋁不溶于弱堿，故D正確。3．鎂和鋁分別與等濃度、等體積的過量稀硫酸反應(yīng)，產(chǎn)生氣體的體積(V)與時(shí)間(t)關(guān)系如圖。反應(yīng)中鎂和鋁的()A．物質(zhì)的量之比為3∶2 B．質(zhì)量之比為3∶2C．摩爾質(zhì)量之比為2∶3 D．反應(yīng)速率之比為2∶3答案A解析由關(guān)系式：Mg～H2,2Al～3H2，可知產(chǎn)生等量H2時(shí)，消耗Mg、Al的物質(zhì)的量之比為3∶2，質(zhì)量之比為4∶3，摩爾質(zhì)量之比為24∶27＝8∶9，反應(yīng)速率之比為3∶2，故A正確。4．鎂、鋁性質(zhì)相似，下表中對兩者的對比不正確的是()鋁鎂A.與非金屬反應(yīng)能被Cl2、O2氧化能與N2、O2反應(yīng)B.與水反應(yīng)能與沸水反應(yīng)反應(yīng)很困難C.與堿反應(yīng)能溶于強(qiáng)堿溶液不反應(yīng)D.與某些氧化物反應(yīng)能與Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金屬氧化物發(fā)生鋁熱反應(yīng)能在CO2中燃燒答案B解析Mg可與沸水反應(yīng)，生成Mg(OH)2和H2，Al與沸水不能發(fā)生反應(yīng)。5．下列物質(zhì)組合中，既能和酸反應(yīng)又能和堿反應(yīng)的化合物共有()①(NH4)2CO3②Al2O3③Al2(SO4)3④Al⑤NaHSO3⑥Al(OH)3A．3種 B．4種C．5種 D．6種答案B解析Al為單質(zhì)，排除④；(NH4)2CO3與酸反應(yīng)生成CO2，與堿反應(yīng)生成NH3；Al2O3、Al(OH)3為兩性物質(zhì)，均能與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng)；NaHSO3與酸反應(yīng)生成SO2，與堿反應(yīng)生成Na2SO3；Al2(SO4)3只能與堿反應(yīng)，不能與酸反應(yīng)。故既能與酸反應(yīng)也能與堿反應(yīng)的化合物是①②⑤⑥，B正確。6．下表中，對陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及兩者間因果關(guān)系的判斷，完全正確的是()選項(xiàng)陳述Ⅰ陳述Ⅱ判斷A鋁制炊具最好不要盛放酸性或堿性較強(qiáng)的液體食物Al和Al2O3既可以與酸反應(yīng)又可以與堿反應(yīng)Ⅰ對，Ⅱ?qū)?，有B鋁箔在酒精燈火焰上加熱熔化但不滴落鋁箔對熔化的鋁有較強(qiáng)的吸附作用Ⅰ對，Ⅱ?qū)?，有續(xù)表C海嘯使水源發(fā)生污染可用明礬進(jìn)行消毒和凈化明礬水解生成Al(OH)3膠體，具有吸附性Ⅰ對，Ⅱ錯(cuò)，無D鐵或鋁制成的槽車可以密封貯運(yùn)濃硫酸或濃硝酸鐵和鋁不能與濃硫酸或濃硝酸反應(yīng)Ⅰ錯(cuò)，Ⅱ?qū)?，無答案A解析鋁箔在酒精燈火焰上加熱熔化但不滴落是因?yàn)锳l2O3的熔點(diǎn)高于金屬Al，故B錯(cuò)；明礬水解產(chǎn)生Al(OH)3膠體，可凈化水，但不能進(jìn)行消毒，故C錯(cuò)；常溫下，鐵、鋁遇濃硫酸、濃硝酸鈍化，并不是不反應(yīng)，故D錯(cuò)。7．鎵(Ga)與鋁同主族，曾被稱為“類鋁”，其氧化物和氫氧化物均為兩性化合物。工業(yè)制備鎵的流程如圖所示。下列判斷不合理的是()A．Al、Ga均處于第ⅢA族B．Ga2O3可與鹽酸反應(yīng)生成GaCl3C．Ga(OH)3可與NaOH溶液反應(yīng)生成NaGaO2D．由流程圖可知酸性：Al(OH)3＞Ga(OH)3答案D解析鎵(Ga)與鋁同主族，均位于第ⅢA族，A正確；Ga2O3與Al2O3的性質(zhì)具有相似性，可與鹽酸反應(yīng)生成GaCl3，B正確；Ga(OH)3與Al(OH)3的性質(zhì)相似，屬于兩性氫氧化物，能與NaOH溶液反應(yīng)生成NaGaO2，C正確；化學(xué)反應(yīng)遵循強(qiáng)酸制弱酸原理，在NaAlO2和NaGaO2的混合溶液中通入CO2，有Al(OH)3生成，而無Ga(OH)3生成，是Ga(OH)3酸性強(qiáng)于碳酸，則酸性：Al(OH)3＜Ga(OH)3，D錯(cuò)誤。8．某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中，利用氫氧化鈉、鹽酸分離鐵粉和鋁粉混合物，轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示，下列說法不正確的是()eq\x(\a\al(鐵鋁,混合物))eq\o(→,\s\up7(試劑x),\s\do5(過濾))aeq\o(→,\s\up7(適量試劑y),\s\do5(過濾))bcAlFeA．x為NaOH溶液，y為鹽酸B．a(chǎn)→b發(fā)生的反應(yīng)為AlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓C．按照本流程，x和y調(diào)換后也能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康腄．b、c既能與強(qiáng)酸反應(yīng)又能與強(qiáng)堿反應(yīng)答案C解析鐵鋁混合物中加入試劑x，得到溶液和Fe，根據(jù)Al能與NaOH溶液反應(yīng)，F(xiàn)e不與NaOH溶液反應(yīng)，推知試劑x為NaOH溶液，即a的主要成分是NaAlO2，根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系，試劑y應(yīng)為鹽酸，發(fā)生反應(yīng)AlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓，然后氫氧化鋁受熱分解成Al2O3，最后通過電解的方法得到金屬Al。根據(jù)上述分析，如果x和y互換，a為FeCl2和AlCl3混合液，加入NaOH溶液，則得到Fe(OH)2和Al(OH)3，按照流程無法得到金屬鋁，C錯(cuò)誤。9．a(chǎn)g鎂鋁合金投入xmL2mol·L－1的鹽酸中，金屬完全溶解，再加入ymL1mol·L－1NaOH溶液，沉淀達(dá)到最大值，質(zhì)量為(a＋1.7)g，則下列說法不正確的是()A．鎂鋁合金與鹽酸反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.1NAB．沉淀為Mg(OH)2和Al(OH)3的混合物C．x＝2yD．a(chǎn)的取值范圍為0.9＜a＜1.2答案C解析Mg、Al失去電子變?yōu)殡x子，離子再結(jié)合OH－生成沉淀，則鎂鋁合金與鹽酸反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量等于其生成沉淀時(shí)結(jié)合的OH－的物質(zhì)的量，沉淀量最大時(shí)得到Mg(OH)2和Al(OH)3的混合物，則m(OH－)＝(a＋1.7)g－ag＝1.7g，n(OH－)＝0.1mol，電子轉(zhuǎn)移總數(shù)是0.1NA，A、B正確；沉淀量最大時(shí)，溶液中n(Na＋)＝n(Cl－)，此時(shí)HCl和氫氧化鈉的物質(zhì)的量相等，即2x＝y(tǒng)，C錯(cuò)誤；電子轉(zhuǎn)移總數(shù)是0.1NA，若金屬全部是鎂，則鎂的質(zhì)量是1.2g，若金屬全部是鋁，則鋁的質(zhì)量是0.9g，D正確。10．向一定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，生成沉淀Al(OH)3的量隨AlCl3加入量的變化關(guān)系如圖所示。則下列離子組在對應(yīng)的溶液中一定能大量共存的是()A．a(chǎn)點(diǎn)對應(yīng)的溶液中：Na＋、Fe3＋、SOeq\o\al(2－,4)、HCOeq\o\al(－,3)B．b點(diǎn)對應(yīng)的溶液中：Na＋、S2－、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－C．c點(diǎn)對應(yīng)的溶液中：Ag＋、Ca2＋、NOeq\o\al(－,3)、F－D．d點(diǎn)對應(yīng)的溶液中：K＋、NHeq\o\al(＋,4)、I－、COeq\o\al(2－,3)答案B解析向一定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，開始時(shí)NaOH過量，發(fā)生的反應(yīng)是AlCl3＋4NaOH=NaAlO2＋3NaCl＋2H2O，當(dāng)NaOH完全反應(yīng)后再加入AlCl3溶液，反應(yīng)的方程式是AlCl3＋3NaAlO2＋6H2O=4Al(OH)3↓＋3NaCl。根據(jù)上述分析，在a點(diǎn)NaOH尚未完全反應(yīng)，有NaOH剩余，會與Fe3＋反應(yīng)生成沉淀、與HCOeq\o\al(－,3)反應(yīng)生成COeq\o\al(2－,3)和H2O，故不能大量共存，A錯(cuò)誤；在b點(diǎn)NaOH恰好完全反應(yīng)，溶液中溶質(zhì)是NaAlO2，與Na＋、S2－、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－互相之間都不反應(yīng)，故可以大量共存，B正確；在c點(diǎn)，溶液中的NaAlO2恰好與AlCl3完全反應(yīng)，溶液中的溶質(zhì)是NaCl，Cl－會和Ag＋反應(yīng)生成沉淀，且Ca2＋會和F－反應(yīng)生成CaF2，故不能大量共存，C錯(cuò)誤；d點(diǎn)AlCl3溶液過量，Al3＋會與COeq\o\al(2－,3)發(fā)生雙水解反應(yīng)，故不能大量共存，D錯(cuò)誤。11．有一塊鎂鋁合金，其中鎂與鋁的質(zhì)量比是8∶9。加入足量稀H2SO4使其完全溶解后，再加入NaOH溶液，生成沉淀的質(zhì)量隨NaOH溶液體積變化的曲線如下圖，其中正確的是()答案A解析鎂與鋁的質(zhì)量比是8∶9，則物質(zhì)的量之比是1∶1，NaOH溶液過量后Al(OH)3完全溶解，只有Mg(OH)2，B錯(cuò)誤；等物質(zhì)的量的Mg(OH)2與Al(OH)3的質(zhì)量之比是58∶78，即剩余的Mg(OH)2的質(zhì)量小于沉淀最大質(zhì)量的eq\f(1,2)，排除C、D，故選A。12．某無色溶液含有下列離子中的若干種：H＋、NHeq\o\al(＋,4)、Cu2＋、Ba2＋、Al3＋、COeq\o\al(2－,3)、Cl－、OH－、NOeq\o\al(－,3)。向該溶液中加入鋁粉，只放出H2，則溶液中能大量存在的離子最多有()A．3種 B．4種C．5種 D．6種答案C解析Cu2＋在溶液中為藍(lán)色，則溶液中一定不含有Cu2＋。能與鋁粉反應(yīng)只放出H2，則溶液中含有H＋或OH－。若溶液中含有H＋，則不含COeq\o\al(2－,3)、OH－、NOeq\o\al(－,3)，一定含有Cl－，可能含有NHeq\o\al(＋,4)、Ba2＋、Al3＋。若溶液中含有OH－，則不含H＋、NHeq\o\al(＋,4)、Al3＋，結(jié)合溶液呈電中性知，一定含有Ba2＋，一定不含COeq\o\al(2－,3)，可能含有Cl－、NOeq\o\al(－,3)。綜上所述，溶液中能大量存在的離子最多有5種。二、非選擇題(共28分)13．(14分)某鋁土礦中主要含有Al2O3、Al(OH)3、AlO(OH)，還含有Fe2O3等雜質(zhì)。利用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的流程如下圖所示：請回答下列問題：(1)粉碎后的鋁土礦堿浸時(shí)應(yīng)在較高溫度下進(jìn)行，其目的是。(2)AlO(OH)與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(3)在稀釋、結(jié)晶過程中，稀釋的目的是；加Al(OH)3晶核的目的是促進(jìn)Al(OH)3的析出，上述“稀釋、結(jié)晶”工藝，也可用通入足量的氣體的方法來代替。(4)濃縮所得的NaOH溶液由于吸收了空氣中的CO2而含有雜質(zhì)，該雜質(zhì)可通過苛化反應(yīng)除去，寫出苛化反應(yīng)的化學(xué)方程式：。(5)該生產(chǎn)流程能實(shí)現(xiàn)(填化學(xué)式)的循環(huán)利用。答案(1)加快反應(yīng)速率(2)AlO(OH)＋NaOH=NaAlO2＋H2O(3)促進(jìn)AlOeq\o\al(－,2)的水解CO2(4)Na2CO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋2NaOH(5)NaOH解析(3)越稀越水解，加水稀釋促進(jìn)偏鋁酸根離子的水解，也可以用偏鋁酸鹽與二氧化碳?xì)怏w反應(yīng)制得。(5)后續(xù)反應(yīng)中生成氫氧化鈉，而前階段是用氫氧化鈉溶解鋁土礦，該生產(chǎn)流程能實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用的是NaOH。14．(14分)鎂及其化合物是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的熱點(diǎn)載體。已知：ⅰ2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2OⅱMg3N2與水反應(yīng)ⅲ常溫下，NH3·H2O、CH3COOH的電離常數(shù)均為1.8×10－5Ⅰ.探究鎂的性質(zhì)。某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究鎂與二氧化氮反應(yīng)的產(chǎn)物，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。(1)B中試劑是；D裝置的作用是。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，先啟動A中反應(yīng)，當(dāng)C裝置中充滿紅棕色氣體時(shí)點(diǎn)燃酒精燈，這樣操作的目的是。(3)確定有N2生成的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是。(4)實(shí)驗(yàn)完畢后，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)產(chǎn)物中有Mg3N2，取少量C中殘留固體于試管中，滴加蒸餾水，，則產(chǎn)物中有氮化鎂。(5)經(jīng)測定，Mg與NO2反應(yīng)生成MgO、Mg3N2和N2，其中Mg3N2和N2的物質(zhì)的量相等。C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。Ⅱ.探究Mg(OH)2在氯化銨溶液中溶解的原因。供選試劑有：氫氧化鎂、蒸餾水、硝酸銨溶液、鹽酸、醋酸銨溶液。取少量氫氧化鎂粉末投入氯化銨溶液中，振蕩、白色粉末全部溶解。為了探究其原因，他們提出兩種假設(shè)。假設(shè)1：氯化銨溶液呈酸性，H＋＋OH－=H2O，促進(jìn)Mg(OH)2溶解。假設(shè)2：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－=NH3·H2O，促進(jìn)Mg(OH)2溶解。(6)請你幫他們設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究哪一種假設(shè)正確：