镁铝及其化合物习题.doc

.第三章金属及其化合物第10讲 镁铝及其化合物本讲编写：马金荣 中学一级教师 河北省秦皇岛市抚宁第二中学 066300高考“指挥棒”高考说明(1)了解常见金属的活动顺序。(2)了解常见金属及其重要化合物的主要性质及其应用。(3)了解合金的概念及其重要应用。解读考纲1明确镁和铝在元素周期表中的位置，分析它们在结构特点、主要化学性质，以及在性质上的相似性和差异性，使学生从中感受和学习“对比学习方法”。加强镁、铝在离子共存、物质鉴别与推断等题型方面的训练。2对镁及其化合物的性质及应用要抓住镁与CO2反应的现象和特征，氮化镁的生成和具有水解的性质，氧化镁的难溶性和氢氧化镁的难溶性。3以铝的重要化合物氧化铝、氧氧化铝具有两性为导线串联起铝元素之游离态和化合态之间的转化关系，使学生加深对氧化铝、氢氧化铝、铝盐、偏铝酸盐性质的了解，熟练书写有关化学方程式。4掌握Al3+、AlO2-的水解及应用，能对铝及其化合物之间的转化进行图示，或从图中读出对应的转化关系，并能对“铝三角”之间相互转化进行定性的解释和应用：准确描述实验现象、进行有关沉淀量的计算。考情回顾考点年份情况统计铝及其化合物的性质2007广东理基（28）2008广东（6）2007年上海（18）镁的化学性质2007海南（8）2005年广东（2）镁铝的性质实验2007年海南（9）2007年北京（27）2008年重庆（27）2008年海南（16）铝的化合物的计算2006年上海（27）命题预测纵观近几年的高考中看，有关镁、铝知识的试题在考题中出现频率较多，试题的形式多样，选择、推断、实验都有涉及。铝及其对应的氧化物，氢氧化物的两性，“铝三角”的转化等内容与实验、推断、计算相结合，成为考试的热点。预测在今后的高考中，命题的主要方向集中在“铝三角”的相互转化、铝离子及偏铝酸根离子的水解，镁铝铁的性质等方面内容与其他元素知识相结合，联系化学理论知识，在推断、计算、离子反应、实验中广泛应用。课本“放大镜”一、镁和铝的性质比较真题“试一试建议补充09高考题在真题试一试”（08广东卷）相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应，至体系中均无固体物质，消耗碱量最多的是（ ）AAlBAl(OH)3CAl Cl3DAl2O32（07上海18）用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁（如右图），将试管浸入硝酸汞溶液中，片刻取出，然后置于空气中，不久铝箔表面生出“白毛”，红墨水柱右端上升。根据实验现象判断下列说法错误的是（ ）A实验中发生的反应都是氧化还原反应 B铝是一种较活泼的金属C铝与氧气反应放出大量的热量 D铝片上生成的白毛是氧化铝和氧化汞的混合物3(07年高考广东理基28)下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是（ ）A铝在常温下不能与氧气反应 B铝不能与氯气反应C铝既能溶于酸，又能溶于碱 D氧化铝只能与酸反应，不能与碱反应4（2004广东）把Ba(OH)2溶液滴入明矾溶液中，使SO42全部转化为BaSO4沉淀，此时铝元素的主要存在形式是（ ）AAl3+BAl(OH)3 CAlO2 DAl3+和Al(OH)35（2006年上海）已知Ba(AlO2)2可溶于水。右图表示的是向A12(SO4)3溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液时，生成沉淀的物质的量y与加入Ba(OH)2的物质的量x的关系。下列有关叙述正确的是（ ）Aab时沉淀的物质的量：A1(OH)3比BaSO4多Bcd时溶液中离子的物质的量：AlO2比Ba2+多Cad时沉淀的物质的量： BaSO4可能小于A1(OH)3Dde时溶液中离子的物质的量：Ba2+可能等于OH6（2008年重庆卷27）某学习小组用题27图装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量.（1）A中试剂为 .（2）实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是 .（3）检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有：记录C的液面位置；将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；由A向B中滴加足量试剂；检查气密性，上述操作的顺序是 ；（填序号）记录C的液面位置时，除视线平视外，还应 .（4）B中发生反应的化学方程式为 .（5）若实验用铝镁合金的质量为a g,测得氢气体积为b ml（已换算为标准状况），B中剩余固体的质量为cg，则铝的相对原子质量为 .（6）实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将 .（填“偏大”、“偏小”、“不受影响”）7（08海南卷16）.现拟在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁(Mg3N2)。已知实验中可能会发生下列反应：2Mg+O22MgO；3Mg+N2 Mg3N2；2Mg+CO22MgO+C Mg+H2OMgO+H2 Mg3N2 +6H2O 3Mg(OH)2+2NH3可供选择的装置和药品如下图所示(镁粉、还原铁粉均已干燥，装置内所发生的反应是完全的，整套装置的末端与干燥管相连)。回答下列问题； (1)在设计实验方案时，除装置A、E外，还应选择的装置(填字母代号)及其目的分别_; (2)连接并检查实验装置的气密性。实验开始时，打开自来水的开关，将空气从5升的储气瓶压入反应装置，则气流流经导管的顺序是(填字母代号)_ _； (3)通气后，如果同时点燃A、F装置的酒精灯，对实验结果有何影响?_，原因是_；(4)请设计一个实验，验证产物是氮化镁：_反馈“小练习”一、选择题( )1 有关铝和它的化合物的说法错误的是A 用于熔化烧碱的坩埚,可用Al2O3这种材料制成B 铝能在空气中稳定存在是因为其表面覆盖着一层氧化铝薄膜C 氧化铝是一种难熔物质,是一种较好的耐火材料D 氢氧化铝能中和胃酸,可用于制胃药( )2某研究性学习小组为了探索镁粉与溴水反应的机理，做了如下四组实验：将镁粉投入冷水中，未见任何现象；将镁粉放入溴水中，观察到只是开始时产生极少量的气泡，但溴水的颜色逐渐褪色；将镁粉放入液溴中，未观察到任何明显现象；向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水，观察到溴的红棕色很快褪去。则下列关于镁与溴水的反应机理的论述中正确的是 A镁粉只直接与溴水中的溴反应 B镁粉只与溴水中的酸反应C产生极少量的气泡是由于镁粉与水反应得到D镁粉在水的催化下与溴发生反应( )3在前一种分散系中慢慢滴加后一种试剂，能观察到先沉淀后变澄清的是：氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液偏铝酸钠溶液中加盐酸 氢氧化钠溶液中滴加氯化铝溶液 氯化铝溶液中滴加氨水 硝酸银溶液中滴加氨水 A BCD( )4将质量为w1g的钠、铝混合物投入一定量的水中充分反应，金属没有剩余，共收集到标准状况下的气体V1L。向溶液中逐滴加入浓度为amolL-1的HCl溶液，过程中有白色沉淀生成后又逐渐溶解，当沉淀恰好消失时所加HCl溶液体积为V2L。将溶液蒸干灼烧得固体w2g。下列关系式中不正确的是A35.5aV2w2w1 B23n(Na)27n(Al)w1Cn(Na)3n(Al)2V1/22.4 D58.5n(Na)51n(Al)w2( )5实验室需要使AlCl3溶液中的Al3离了全部沉淀出来，适宜用的试剂是）ANaOH溶液BBa（OH）2溶液 C盐酸 D氨水( )6下列各组离子在溶液中可以大量共存，且加入氨水后也不产生沉淀的是 ANa+ Ba2+ Cl- SO42- BK+ AlO2- NO3- OH-CH+ NH4+ Al3+ SO42- DH+ Cl- CH3COO- NO3-( )7今有下列物质：NaHCO3、(NH4)2S、Al2O3、Al(OH)3、Al。其中既能跟稀H2SO4反应, 又能跟NaOH溶液反应的是ABCD全部( )8用稀H2SO4、NaOH和Al为原料制取Al(OH)3, 有下列三种不同的途径。甲: 乙: 丙: 若制取等量的Al(OH)3则（ ）A甲、乙消耗的原料同样多 B乙消耗的原料最少C丙消耗的原料最少 D三者消耗的原料同样多二、非选择题9某混合物A，含有Kal(SO4）2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现下图所示的物质之间的变化：据此回答下列问题：（1）I、II、III、IV四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是 。（2）根据上述框图反应关系，写出下列B、C、D、E所含物质的化学式沉淀固体B ；C ；沉淀D ；溶液E 。（3）写出、四个反应方程式 ； ； ； 。10某固体混合物可能由Al、(NH4)2SO4、MgCl2、AlCl3、FeCl2中的一种或几种组成，现对该混合物作如下实验，所得现象和有关数据如图所示(气体体积数据已换算成标准状况下的体积)：回答下列问题：混合物中是否存在FeCl2 (填“是”或“否”)；混合物中是否存在(NH4)2SO4 (填“是”或“否”)。写出反应的离子反应式： 。请根据计算判断混合物中是否含有AlCl3(简述你的计算依据和计算结果，不要求写完整计算过程)。 45分钟“小测试“(第10讲)一、选择题( )1近年来，科学家试图探索利用铝粉作为新能源的可能性。假如铝作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，下列关于其有利因素的说法中，肯定不成立的是A铝矿资源比较丰富 B铝燃烧时热值高C铝质轻，有利于运输和贮存 D用电解法冶炼铝的工业技术是铝作为新能源的重要基础( )2A1粉投入某无色澄清溶液中产生H2，则下列离子组合正确的是AH+、Mg2+、Na+、NO3- BNa+、Ba2+、Al3+、Cl-CAl3+、Mg2+、Cl-、OH- DBa2+、Cl-、OH-、NO3-( )3向100mL0.25mol/L的AlCl3溶液中加入金属钠完全反应，恰好生成只含NaCl和NaAlO2的澄清溶液，则加入金属钠的质量是A3.45gB2.3gC1.15gD0.575g( )4有200mL氯化镁和氯化铝的混合溶液，其中（Mg2）为0.2molL1,（Cl）为1.3molL1。要使Mg2全部转化为沉淀分离出来，至少需加4molL1NaOH溶液的体积为A40mLB72mLC80mLD128mL( )5现有一包铝热剂是铝和氧化铁的混合物，在高温下使之充分反应，将反应后的固体分为两等分，常温下进行如下反应（忽略溶液体积变化和盐的水解）：向其中一份固体中加入100 mL2mol/L的氢氧化钠溶液，加热使其充分反应后过滤，测得滤液的pH=14。向另一份固体中加入140mL4mol/L的盐酸溶液，使固体全部溶解，测得反应后所得溶液中只有H+、Fe2+、Al3+三种阳离子且pH=0。有关说法正确的是A铝热剂中铝的物质的量是0.01mol B铝热剂中氧化铁的质量是4 .8克C中生成的氢气的体积为 3.36L（标准状况） D反应后所得溶液中氯离子浓度为1mol/L ( )6下列曲线图（纵坐标为沉淀的量，横坐标为加入物的量）与对应选项不正确的是6A向1L浓度均为0.1mol/L的Ba(OH)2、NaAlO2混合液中加入0.1 mol/L稀H2SO4溶液B向含有0.1 mol/L AlCl3和0.3mol/L NH4Cl的1L混合液中加入0.1mol/L NaOH溶液C向烧碱溶液中滴加明矾溶液D向Ca(OH)2溶液中逐渐通入二氧化碳( )7在相同状况下将镁、铝、铁分别投入质量相等且足量的稀硫酸中，反应结束后，三种溶液的质量仍相等，则投入镁、铝、铁三种金属的质量关系正确的是AMgAlFe B AlFe Mg C AlMgFe D FeMgAl( )8下列各组物质能相互反应，最终能生成氢氧化铝的是 A铝和氢氧化钠溶液共热 B氯化铝溶液中滴入过量氢氧化钾溶液C明矾溶液中滴入过量氨水 D物质的量浓度相同的硝酸铝溶液和氢氧化钠溶液等体积混合( )9将铝粉与某铁的氧化物FeO2Fe2O3粉末配制成铝热剂，分成两等份。一份直接放入足量的烧碱溶液中，充分反应后放出气体在标准状况下的体积为15.68L；另一份在高温下恰好反应完全，反应后的混合物与足量的盐酸反应后，放出的气体在标准状况下的体积为( )A11.20L B15.68L C22.40L D31.36L( )10 镁是制造飞机的原料之一，某飞机的材料是MgAl合金。一课外活动小组得到了制造这种飞机的边角料，欲对其进行研究。如果将10.0g这种材料放入足量的稀硫酸中预计可收集到的气体在标准状况下的体积是（ ）A9.33L B12.4L C10.0L D16.8L二、非选择题11AI分别表示中学化学中常见的一种物质，其中A、I为常见金属，它们之间相互关系如下图所示（部分反应物、生成物没有列出），且已知G为主族元素的固态氧化物，A、B、C、D、E、F六种物质中均含同一种元素。请填写下列空白：A、B、C、D、E、F六种物质中所含同一种元素在周期表中位置 。写出C、G物质的化学式：C ；G 。写出下列反应的化学方程式或离子方程式：反应的化学反应方程式： ；反应的离子方程式： ；反应的化学反应方程式： 。从能量变化的角度看，反应、中，属于H0的反应是 。（填序号）12 从海水中可提取多种化工原料，下面是工业上对海水的几项综合利用示意图。粗盐精制NaCl饱和溶液电解烧碱和氯气加石灰水Mg(OH)2加盐酸蒸发、浓缩、结晶 MgCl26H2O脱水MgCl2(无水)通电Cl2Mg海水 根据示意图回答下列问题：(1) 粗盐中含有Ca2、Mg2、SO42等杂质离子，精制时所用试剂为盐 酸、BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液，加入试剂的顺序是 。(2) 电解饱和食盐水的总反应的化学方程式为 。(3) 工业上MgCl26H2O晶体在 气氛中加热脱水，通入此种气体的作是 。可选用药品：MgCl26H2O晶体、NaCl(s)、KClO3(s)、MnO2、浓H2SO4、浓HCl、稀NaOH溶液。仪器：见下图(装置可重复使用)。a 组装氯化氢气体发生器，应选用的仪器(填编号A、B、)是 ；有关的化学方程式是 。b 按HCl气流方向，其余装置的连接顺序(填数字、)是：( )( )( )( )( )( )( )c 各装置中应放的药品为：A ，B ，C ，D ，E 。 d B装置的作用是 ，B中能观察到的现象是 。答案：课本“放大镜”考点“一一破”真题“试一试”1A解析：m（Al）：m（NaOH）=27：40；m（Al（OH）3）：m（NaOH）=75：40；m（AlCl3）：m（NaOH）=33.375：40；m（Al2O3）：m（NaOH）=51：40；所以相同质量的物质，消耗碱量最多的是Al。故选A。2D 解析：此反应过程中发生的反应有：2Al+3Hg2+=2Al3+3Hg，溶于汞中的铝易与氧气反应有4Al+3O2=2Al2O3,这些反应都是氧化还原反应；铝是一种较活泼的金属，容易被空气中的氧气所氧化变成氧化铝；红墨水柱右端上升说明反应放热，铝片上的“白毛”应是氧化铝。3C解析：本题考查铝的化学性质，铝在常温下表面氧化成一层氧化膜，A项错误；铝和氯气点燃可生成三氯化铝，B项错误；氧化铝是两性氧化物，既能与酸反应，又能与碱反应，D项错误。4C 解析：明矾为KAl(SO4)212H2O，其溶液中Al3与SO42的物质的量之比为1:2，若沉淀2molSO42，则需2molBa(OH)2，2molBa(OH)2提供4molOH，4molOH恰好把1molAl3完全转变为AlO2。5BD解析：本题综合考查了图象分析能力；0b所发生的反应为Al2(SO4)33Ba(OH)2=2Al(OH)33BaSO4在这一段，BaSO4的物质的量大于Al(OH)3，A错；bd所发生的反应为2Al(OH)3Ba(OH)2=Ba(AlO2)24H2O，Al(OH)3的量在减少，而BaSO4的量不减少，C错；cd时，由Ba(AlO2)2的组成可知，AlO2的物质的量比Ba2+多，B正确；到d点时，溶液中为Ba(AlO2)2，de时，再加入Ba(OH)2，溶液中Ba2+离子的物质的量可能等于OH，D正确。6答案：（1）NaOH溶液.（2）除去铝镁合金表面的氧化膜.（3）（2分）；使D和C的液面相平（4）2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2或2Al+2OH-+2H2O=2AlO2 +3H2（5）（6）偏小.解析：（1）Mg、Al均可以和酸反应，因此不可以用酸来实验，由于Al可以和碱反应而不和Mg反应，则可以用NaOH与Al反应制得H2，然后用排水法收集H2，以计算Al的量。（2）由于Al表面容易生成氧化膜，因而要用酸处理。（3）整个操作过程及原理是：检查气密性；记录起始液面；加入碱反应；不产生气体后，记录未读数，两将相减即为产生H2的量；最后称得的固体即为Mg的质量。在读数时要注意D、C液面相平，否则气体将受压，超成读数不准。（4）B中发生的是Al与碱的反应；（5）（a-c）即为铝的质量，再除以Al的物质的量即为铝的摩尔质量。而n(Al)可以由产生的H2获得；（6）未洗涤，则超成（a-c）变小，则由（5）的结果得，偏小。7答案：（1）B、D、F选择B，目的：除去空气中的水蒸气选择D，目的：除去空气中的CO2选择F，目的：除去空气中的O2（2）hgdcklab （3）制得的氮化镁将不纯；因为A装置没有排完空气前就加热会让空气中的氧气、CO2、水蒸气等与镁反应。（4）将产物取少量置于试管中，加入适量水，将润湿的红色石蕊试纸置于试管口，如果能够看到润湿的红色石蕊试纸变蓝，则说明产物是氮化镁。解析：空气中水、CO2、O2会对镁与N2的反应有影响，故必须除掉它们。由于水可以与铁反应，干燥之前必须先除CO2。故正确的顺序是先除CO2，然后干燥，最后除O2。镁与氮气反应前必须除掉水、CO2、O2，故F先加热。抓住氮化镁与水反应生成氨气，利用氨气的性质检验。反馈“小练习”1A解析：氧化铝是两性氧化物，可与强酸和强碱反应，故不能用氧化铝制成的铝锅熔化烧碱。2D解析：根据中题中信息,镁粉与冷水不反应,与液溴不反应,与溴水发生微弱的反应,但向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水，观察到溴的红棕色很快褪去，说明镁粉在水的催化下与溴发生反应。3A解析：首先发生反应Al33OH=Al(OH)3继续滴加氢氧化钠溶液，则Al(OH)3要溶解，反应为Al(OH)3OH=AlO22H2O；盐酸少量时，反应为AlO2HH2O=Al(OH)3,继续滴加盐酸，Al(OH)33H=Al33H2O；是氢氧化钠过量，一开始没有沉淀，发生反应：Al34OH=AlO22H2O，继续滴加，会产生沉淀，Al33AlO26H2O=4Al(OH)3；发生反应：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4,沉淀不溶于氨水；银氨溶液的制备，先出现沉淀，沉淀溶于氨水，得到银氨溶液；4A解析：A项没有考虑AlCl3的水解，误以为w2g固体是NaCl和AlCl3，实际上反应后的溶液中是NaCl和AlCl3的混合溶液，蒸干灼烧时AlCl3会水解，则A项错误。5D解析：因为Al（OH）3溶于强酸、强碱，而不溶于弱碱，所以选D。6B解析:Al3+只能存在于酸性条件下，故C可共存，但加入氨水后可生成Al(OH)3沉淀，且不溶于溶液中铵盐；AlO2-存在于碱性环境中，加入氨水后不会产生沉淀；A答案中Ba2+、SO42-不共存，而D中的H+ 和CH3COO-不能共存。7 D解析：既能与强酸反应, 又能与强碱反应的物质一般有：某些金属如Al、Zn；两性氧化物如Al2O3、ZnO；两性氢氧化物如Al(OH)3、Zn(OH)2；弱酸的酸式盐如NaHCO3、NaHS、NaHSO3、Na2HPO4、NaH2PO4等；弱酸的铵盐如 (NH4)2S、(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2SO3等；有机物中如氨基酸等。8C 解析: 甲过程消耗原料与生成Al(OH)3的关系式为Al3/2 H2SO43NaOHAl(OH)3乙过程消耗原料与生成Al(OH)3的关系式为AlNaOH1/2 H2SO4Al(OH)3丙过程消耗原料与生成Al(OH)3的关系式为4Al3/2 H2SO43NaOH4Al(OH)3现将甲的4得4Al6H2SO412NaOH4Al(OH)3，同时将乙的4得4Al2H2SO44NaOH4Al(OH)3，与的对比，结果就显而易见了。 9（1）过滤（2）Al2O3；Al2O3和Fe2O3； Fe2O3；K2SO4和（NH4）2SO4 （3）Al2O32NaOH2NaAlO2H2OAl3+3NH3H2OAl(OH) 33NH4+NaAlO2HClH2OAl(OH) 3NaCl2Al(OH) 3Al2O33H2O10 否； 是 AlO2HH2O =Al(OH)3。由题中信息可推得一定含有Al、(NH4)2SO4和MgCl2三种物质，而计算出这三种物质的质量之和刚好等于28.1g，所以一定没有AlCl3。45分钟“小测试“(第10讲)1D 2D3B 解析：由题意可知，Na与AlCl3恰好完全反应，AlCl3的物质的量为0.025mol，根据Al元素守恒，计算得NaAlO2的物质的量为0.025mol，由Cl元素守恒，得NaCl的物质的量为0.075mol，则生成物中钠元素的物质的量为0.1mol，所以加入的金属钠的质量为2.3g。4C解