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1、第 9 讲 铝、镁及其重要化合物 课时集训 测控导航表 知识点基础能力挑战 镁、铝的性质及用途 1,2,56 铝的重要化合物的性质 37,912 铝三角及图像分析 48,1011 1.(2019山东临沂月考)近年来,科学家正在探索利用铝粉作为新能源的 可能性,以期铝能成为一种石油的取代物。假如铝作为一种普遍使用的新 型能源开发利用,关于其有利因素的说法错误的是( D ) A.铝质轻,便于运输、贮存,且安全 B.铝燃烧时放出的热量大,且燃烧后产物对环境的污染容易得到有效的控 制 C.在地球上,铝矿资源比较丰富 D.现代电冶铝的工业技术已为铝作为新能源奠定了重要基础 解析:作为新能源,要求含量丰富
2、(铝元素在地壳中含量占第三位),便于运 输、贮存,且安全,燃烧放出能量高,能重复使用,对环境污染小,因此 A、B、C 说法正确,电解铝消耗大量的电能,故选项 D 说法错误。 2.(2019山东临沂月考)镁粉是焰火、闪光粉、鞭炮中不可缺少的原料。 工业上制造镁粉是将镁蒸气在某种气体中冷却,有下列气体:空气、 CO2、Ar、H2、N2,其中可作为冷却气体的是( C ) A.和 B.和 C.和 D.和 解析:点燃或高温条件下 Mg 与 O2、CO2、N2均反应,故不能在这些气体中冷 却,故选 C。 3.下列有关说法中不正确的是( C ) A.Al(OH)3在用于治疗胃酸过多类疾病时表现出弱碱性 B.
3、明矾溶于水后可得到少量的有强吸附性的 Al(OH)3,故明矾可作净水剂 C.Al(OH)3可用于中和馒头制作过程(如发酵阶段)中产生的酸 D.Al2O3可用于制作耐火材料而 Al(OH)3不能 解析:治疗胃酸过多时要消耗胃中的酸,因此 Al(OH)3表现弱碱性,A 项正确; Al(OH)3有强吸附性,能吸附水中悬浮的杂质并最终转化为沉淀而使水变澄 清,B 项正确;馒头制作过程中加小苏打用于发泡和中和酸,不用 Al(OH)3,C 项不正确;耐火材料本身应对热稳定且熔点很高,而 Al(OH)3受热易分解,D 项正确。 4.(2018黑龙江、吉林两省六校联考)把一块镁铝合金投入 20 mL 1 mo
4、l/L 的盐酸中,待合金完全溶解后,向溶液中加入 1 mol/L 的 NaOH 溶液, 生成沉淀的物质的量随加入 NaOH 溶液体积(mL)变化的关系如图所示。下 列说法中正确的是( B ) A.镁铝合金具有很强的抗腐蚀能力,它不能溶解在任何酸、碱或盐中 B.c 值越大,合金中 Al 的含量越高 C.b 值越大,合金中 Mg 的含量越高 D.假设 c=25,整个实验过程中,只发生了 4 个离子反应 解析:镁铝合金表面因形成致密的氧化膜而具有很强的抗腐蚀能力,但 MgO、Al2O3、Mg、Al 都可与 H2SO4等反应,Al、Al2O3也能溶解在 NaOH 溶液 中,A 项错误;根据图示,c 值
5、越大,溶解 Al(OH)3消耗的 NaOH 越多,说明合 金中 Al 的含量越高,B 项正确;b 点对应的沉淀为 Al(OH)3和 Mg(OH)2的混 合物,溶液中溶质只有氯化钠,故 b 为固定值 20,因而无法根据 b 值判断合 金中 Mg 的含量,C 项错误;根据图示,当 c=25 时,整个反应过程中包含 Mg、Al 分别与盐酸的反应,H+与 OH-的反应,Mg2+、Al3+分别与 OH-的反应, Al(OH)3与 OH-的反应,有 6 个离子反应,D 项 错误。 5.(2018贵州四中模拟)某课外活动小组根据镁与 CO2的反应设计实验探 究镁与 NO2的反应。 甲同学推测产物是 MgO
6、和 N2; 乙同学推测产物除了 MgO 和 N2外,固体中还可能含有 Y。 该小组同学设计了以下装置探究镁与 NO2反应的固体产物,并测定其组成。 (1)实验开始时,先关闭止水夹后打开弹簧夹,再打开分液漏斗活塞,当硬 质玻璃管充满红棕色气体后,打开止水夹,关闭弹簧夹,最后点燃酒精灯。 这样做的目的是 。 (2)装置 B 中的试剂可以选用 。 A.浓硫酸 B.无水氯化钙 C.五氧化二磷 D.碱石灰 (3)装置 C 中盛装氢氧化钠溶液的作用是 。 (4)为保证生成气体体积的准确性,读取量筒刻度时应注意的问题是气 体恢复至室温再读数; ; 。 (5)实验结束后,同学们将固体产物取出与水反应,发现有刺
7、激性气味的气 体产生,该气体能使湿润的石蕊试纸变蓝。说明乙组同学推测正确,请写 出 Y 与水反应的化学方程式: 。 (6)若初始加入镁粉质量为 3.6 g,在足量的 NO2中充分反应后,收集到 N2 体积为 448 mL(标准状况),则产物中 MgO 的质量是 。 解析:(1)实验开始时,先关闭止水夹后打开弹簧夹,再打开分液漏斗活塞, 当硬质玻璃管充满红棕色气体后,打开止水夹,关闭弹簧夹,最后点燃酒精 灯。这样做可以排出装置中空气,避免空气干扰。 (2)装置 A 中浓硝酸与铜反应生成二氧化氮,生成的二氧化氮中混有水蒸 气,装置 B 中的试剂需要除去其中的水蒸气,可以选用无水氯化钙和五氧 化二磷
8、等酸性固体干燥。 (3)二氧化氮能够污染空气,并且与水反应生成一氧化氮,影响氮气的体积 的测定,装置 C 中盛装氢氧化钠溶液可以吸收未反应的 NO2。 (4)为保证生成气体体积的准确性,读取量筒刻度时应注意的问题是:气 体恢复至室温再读数;调整量筒中液面与 D 中水平;视线与液体凹液 面最低处相切。 (5)实验结束后,同学们将固体产物取出与水反应,发现有刺激性气味的气 体产生,该气体能使湿润的石蕊试纸变蓝,说明生成的气体为氨气,则固体 产物中含有氮元素,根据参与反应的物质为镁和二氧化氮,可以判断固体 产物为 Mg3N2,Mg3N2与水反应的化学方程式为 Mg3N2+ 6H2O3Mg(OH) 2
9、+2NH3。 (6)镁的物质的量=0.15 mol,反应生成氧化镁或氮化镁,失去电子 3.6 24 / 0.3 mol,标准状况下,N2体积为 448 mL,物质的量=0.02 mol,得 0.448 22.4 / 到电子 0.02 mol8=0.16 mol,根据得失电子守恒,生成 Mg3N2 0.3 0.16 7 2 mol=0.01 mol,根据镁原子守恒,生成的氧化镁为 mol= 0.12 0.15 0.01 3 1 mol,质量为 0.12 mol40 g/mol=4.8 g。 答案:(1)排出装置中空气,避免空气干扰 (2)BC (3)吸收剩余 NO2 (4)调整量筒中液面与 D
10、中水平 视线与液体凹液面最低处相切 (5)Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2+2NH3 (6)4.8 g 6.(2018河北保定统考)下列关于镁、铝的说法正确的是( D ) A.铝制品在空气中能稳定存在是因为铝不活泼 B.浓 HNO3、浓 H2SO4能用铝制器皿盛装是因为铝与浓 HNO3、浓 H2SO4不反 应 C.镁、铝均能与 NaOH 溶液反应 D.铝与 Fe2O3发生铝热反应是利用了 Al 的还原性比 Fe 强 7.(2018安徽马鞍山中学测试)下列除去杂质的方法不正确的是( B ) A.镁粉中混有少量铝粉:加入过量烧碱溶液充分反应,过滤、洗涤、 干 燥 B.用过量氨水除去 Fe3+溶
11、液中的少量 Al3+ C.Al(OH)3中混有少量 Mg(OH)2:加入足量烧碱溶液,充分反应,过滤,向滤 液中通入过量 CO2后过滤 D.MgO 中混有少量 Al2O3:加入足量烧碱溶液,充分反应,过滤、洗涤、干燥 得到 MgO 解析:Al(OH)3不溶于氨水,故向含少量 Al3+的 Fe3+溶液中加入过量氨水时, Fe3+、Al3+均转化为氢氧化物沉淀,达不到除杂的目的。 8.(2018江西师范大学附属中学月考)已知室温下,Al(OH)3 的 Ksp或溶解 度远大于 Fe(OH)3。向浓度均为 0.1 molL-1的 Fe(NO3)3和 Al(NO3)3混合 溶液中,逐滴加入 NaOH 溶
12、液。下列示意图表示生成 Al(OH)3的物质的量与 加入 NaOH 溶液的体积的关系,合理的是( C ) 解析:根据题意 KspAl(OH3)KspFe(OH)3,因此向混合溶液中滴加 NaOH 溶液时,首先应生成 Fe(OH)3沉淀,当 Fe3+沉淀完全后,再生成 Al(OH)3沉淀,继 续滴加 NaOH 溶液,则发生反应:Al(OH)3+OH- Al+2H2O,Al(OH)3沉淀开 2 始溶解。 9.(2018安徽宿州联考)某烧杯中盛有含 0.2 mol NH4Al(SO4)2 的溶液, 向其中缓缓加入 4 molL-1的 NaOH 溶液 200 mL,使其充分反应,此时烧杯 中铝元素的存
13、在形式为( D ) A.Al3+和 Al(OH)3 B.Al 2 C.Al和 Al(OH)3 2 D.Al(OH)3 解析:由 Al3+3OH-Al(OH)3,N+OH-NH3H2O 及题给数据知, Al3+ + 4 恰好全部转化为 Al(OH)3。 10.(2018黑龙江齐齐哈尔五校联考).某研究性学习小组对铝热反应 实验展开研究。现行高中化学教材中对“铝热反应”的现象有这样的描 述:“反应放出大量的热,并发出耀眼的光芒” “纸漏斗的下部被烧穿,有 熔融物落入沙中” 。查阅化学手册知,Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸 点数据如下: 物质 AlAl2O3FeFe2O3 熔点/ 660
14、2 0541 5351 462 沸点/ 2 4672 9802 750 (1)某同学推测,铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是该反应 放出的热量使铁熔化,而铝的熔点比铁低,此时液态的铁和铝熔合形成铁 铝合金。你认为他的解释是否合理? (填“合理”或“不合理” )。 (2)设计一个简单的实验方案,证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。 该实验所用试剂是 , 反应的离子方程式为 。 (3)实验室溶解该熔融物,下列试剂中最好的是 (填序号)。 A.浓硫酸 B.稀硫酸 C.稀硝酸 D.氢氧化钠溶液 .实验研究发现,硝酸发生氧化还原反应时,硝酸的浓度越稀,对应还原 产物中氮元素的化合价越低。某同学
15、取一定量上述的熔融物与一定量很 稀的硝酸充分反应,反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中,逐 滴加入 4 molL-1的氢氧化钠溶液,所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生 沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。试回答下列 问题: (4)图中 OC 段没有沉淀生成,此阶段发生反应的离子方程式为 。 (5)在 DE 段,沉淀的物质的量没有变化,则此阶段发生反应的离子方程 式为 ,该现象说明溶液中 结合 OH-的能力比 强(填离子符号)。 (6)B 点对应的沉淀的物质的量为 mol,C 点对应的氢氧化钠溶 液的体积为 mL。 解析:.(1)铝的熔点比铁低,生成铁和液态铝一起滴落到盛有沙子的容 器中形成合金,所以铝热反应所得到的熔融物是铁铝合金,所以合理。(2) 铝和氢氧化钠溶液反应生成气体,所以可以用 NaOH 检验所得的熔融物中 是否含有铝,反应方程式为 2Al+2OH-+2H2O2Al+ 3H2。(3)A 项,浓 2 硫酸易使铁、铝钝化,不能使合金溶解,错误;B 项,活泼金属与稀硫酸反应,熔 融物可溶解于稀硫酸中,正确;C 项,稀硝酸与金属反应生成污染性气体,不 是最佳选择,错误;D 项,铁不与氢氧化钠溶液反应,不能将熔融物全部溶解,错 误。 .(4)OC 发生的反应是
