高中化学 第1节 镁和铝解析 人教版

第十一章 第一节第1节 镁和铝解析 人教版本栏目内容在学生用书中以活页形式单独装订成册！一、选择题1用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁(如右图所示)，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【解析】本题中涉及的反应有：2Al3Hg(NO3)2=2Al(NO3)33Hg,4Al3O2=2Al2O3，两个反应均为氧化还原反应；由题中所述现象“红墨水柱右端上升”，可推知试管中气体体积受热膨胀，意味着铝与氧气反应是放热反应。铝片上生成的“白毛”是氧化铝。【答案】D2等量镁铝合金粉末分别与下列4种过量的溶液充分反应，放出氢气最多的是() A2 molL1H2SO4溶液 B18 molL1H2SO4溶液C6 molL1KOH溶液 D3 molL1HNO3溶液【答案】A3铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是()A不易生锈 B导电性好C密度小 D强度高【答案】B4下列有关金属元素特征的叙述正确的是()A金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性B金属元素在化合物中一定显正价C金属元素在不同化合物中的化合价均相同D金属元素的单质在常温下均为金属晶体【解析】A不正确，对于变价金属离子，较低价态的金属离子既有氧化性又有还原性，例Fe2，Fe2Zn=FeZn2，2Fe2Cl2=2Fe32Cl；B正确，因为金属元素的原子只具有还原性，故在化合物中只显正价；C不正确，有变价金属元素；D不正确，少数金属在常温下为非晶体，如Hg。【答案】B5铍(Be)与铝的性质相似，已知反应BeCl2Na2BeO22H2O=2NaCl2Be(OH)2能进行完全。据此作出的以下推断中正确的是()A常温时，BeCl2溶液pH 7，将其蒸干、灼烧后可得残留物BeCl2B常温时，Na2BeO2溶液pH7，将其蒸干、灼烧后可得残留物Na2BeO2CBe(OH)2既能溶于盐酸，又能溶于NaOH溶液DBeCl2水溶液的导电性较强，说明BeCl2一定是离子化合物【解析】BaCl2溶液由于Be2水解溶液显酸性，将其蒸干、灼烧后得到BeO，A错；Na2BeO2溶液由于BeO水解溶液显碱性，将其蒸干、灼烧后得到Na2BeO2，B错；根据化合物在熔融状态下能否导电来判断其是否是离子化合物，BeCl2水溶液的导电性较强，不能说明BeCl2一定是离子化合物，D错。【答案】C6将物质的量相等的硫酸铝和硫酸铵溶于水形成V mL混合溶液，向混合溶液中逐滴加入某氢氧化钠溶液(其物质的量浓度为混合溶液中两溶质的物质的量浓度之和)，直至过量。下列表示氢氧化钠溶液加入的体积(x)与溶液中沉淀物的量(y)的关系示意图中正确的是()【解析】硫酸铝中加入氢氧化钠先产生沉淀，后沉淀溶解，其中氢氧化铝沉淀与将氢氧化铝沉淀溶解所需的氢氧化钠的物质的量的比为31，而硫酸铵与氢氧化钠反应不产生沉淀，只产生氨气，故在产生氢氧化铝沉淀后，有一段图象表现为沉淀量不变，即氢氧化钠与硫酸铵反应产生氨气段，故A正确。【答案】A7向含有1 mol KAl(SO4)2的溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液，充分反应。下列说法不正确的是()A当Al3恰好完全沉淀时，消耗氢氧化钡1.5 molB当SO恰好完全沉淀时，Al3全部转化为AlOC当向溶液中加入1.5 mol氢氧化钡时，反应可用下列离子方程式表示：2Al33SO3Ba26OH=2Al(OH)33BaSO4D随加入的氢氧化钡的物质的量不断增大，沉淀的物质的量不断增大【解析】含有1 mol KAl(SO4)2的溶液中含Al3 1 mol、SO 2 mol，逐滴加入氢氧化钡溶液，开始有Al(OH)3和BaSO4沉淀，当加入1.5 mol氢氧化钡时，Al3沉淀完全，SO有剩余，继续滴加氢氧化钡溶液，Al(OH)3转化为AlO，剩余的SO继续沉淀，至SO沉淀完全，Al3全部转化为AlO。答案为D。【答案】D8在加入铝粉后能放出H2的溶液中，能大量共存的离子组是()ANHNOCONaBNaBa2Mg2HCOCNONaKClDNOKAlOCl【解析】加入铝粉后放出H2的溶液，是酸也可能是碱，因此该题可理解为“在酸性溶液或碱性溶液中可能大量共存的离子组是”符合题意的有CD。【答案】CD9将氯化铝溶液和氢氧化钠溶液等体积混合，得到的沉淀物中含铝元素的质量与溶液中含铝元素的质量相等，则原氯化铝溶液与氢氧化钠溶液的物质的量浓度之比可能是()A13 B23C14 D27【解析】沉淀物可以肯定是Al(OH)3，而溶液中的铝元素可能有两种存在形式。(1)若AlCl3过量，而NaOH的量不足，溶液中的铝元素应是以Al3形式存在。AlCl33NaOH=Al(OH)33NaCl1 mol3 mol1 mol依据题意知溶液中还有1 mol AlCl3，所以c(AlCl3)c(NaOH)(11)323。(2)若AlCl3量不足，NaOH过量时，溶液中的铝元素以AlO形式存在。AlCl33NaOHAl(OH)31 mol3 mol1 mol依题意溶解了0.5 mol Al(OH)3，设此时又耗了NaOH的量为n(NaOH)，Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O1105 moln(NaOH)n(NaOH)0.5 mol，所以c(AlCl3)c(NaOH)1(30.5)27。【答案】BD10将一定量Mg、Al合金溶于1 molL1的HCl溶液中，然后向所得溶液中滴加1 molL1的NaOH溶液，产生沉淀的物质的量(n)与滴加的NaOH溶液(mL)体积的关系如下图所示。下列分析的结论中正确的是()A溶解“一定量Mg、Al合金”的HCl溶液的体积为80 mLB欲给出a的取值范围尚缺少一个条件C无法确定Mg、Al合金中n(Mg)/n(Al)的最大值D无法给出实验中产生H2的物质的量【解析】A项滴入NaOH溶液80 mL时沉淀物质的量最大，此时溶液中溶质为NaCl，由HClNaClNaOH可求得原盐酸为80 mL；B项生成Mg(OH)2时消耗NaOH溶液(80a)30mL(50a)mL，(50a)应处于050之间，所以0a50，即B错；C项当a0时，n(Mg)最大，此时n(Mg)/n(Al)有最大值，即C错；D项中n(Mg)具体值无法确定，n(H2)无法给出。【答案】AD二、非选择题11现有甲、乙两瓶无色溶液，已知它们可能是AlCl3溶液和NaOH溶液。现做以下实验：取440 mL甲溶液与120 mL乙溶液反应，产生1.56 g沉淀。取120 mL甲溶液与440 mL乙溶液反应，也产生1.56 g沉淀。取120 mL甲溶液与400 mL乙溶液反应，产生3.12 g沉淀。通过必要的计算和推理判定：(1)甲溶液为_溶液，其物质的量浓度为_molL1；乙溶液为_溶液，其物质的量浓度为_molL1。(2)写出实验的有关离子方程式_。【解析】由两步实验操作可知，甲溶液应为AlCl3溶液，乙溶液为NaOH溶液。由步操作所给的值可求出NaOH溶液物质的量浓度：nAl(OH)3n(NaOH)c(NaOH)0.12 Lc(NaOH)0.5 molL1由步操作所给的值可求出AlCl3溶液的物质的量浓度：nAl(OH)34n(AlCl3)n(NaOH)4c(AlCl3)0.12 L0.44 L0.5 molL1c(AlCl3)0.5 molL1【答案】(1)AlCl30.5NaOH0.5(2)Al33OH=Al(OH)3，Al(OH)3OH=AlO2H2O12A是一种无色透明的晶体，进行如下实验取少量A晶体做焰色反应实验，透过蓝色钴玻璃片观察，火焰呈紫色。取少量A晶体溶于水可以得到无色的溶液，该溶液使石蕊变红。取少量A的溶液加过量氨水，有白色沉淀B生成。过滤除去中的B后，在滤液中滴加氯化钡溶液，有白色沉淀C生成，C不溶于稀硝酸。取少量B滴加氢氧化钠溶液，得无色溶液D。取少量B滴加盐酸，得无色溶液E。将47.4 g A晶体在120 下加热脱水，剩余物的质量为25.8 g。根据上述实验现象和结果确定A、B、C、D、E，写出它们的化学式。_。【解析】由白色沉淀B既可溶于氢氧化钠溶液，又可溶于盐酸推测白色沉淀B为Al(OH)3，由焰色反应呈紫色可确定晶体A中含有钾元素，进而可联想到明矾，得出答案。【答案】KAl(SO4)212H2OAl(OH)3BaSO4NaAlO2AlCl313(2020年北京)某课外小组对一些金属单质和化合物的性质进行研究。(1)下表为“铝与氯化铜溶液反应”实验报告的一部分：实验步骤实验现象将打磨过的铝片(过量)放入一定浓度的CuCl2溶液中产生气泡，析出疏松的红色固体，溶液逐渐变为无色反应结束后分离出溶液备用红色固体用蒸馏水洗涤后，置于潮湿空气中一段时间后固体由红色变为绿色视其主要成分为Cu2(OH)2CO3按反应类型写出实验中发生反应的化学方程式各一个(是离子反应的只写离子方程式)置换反应_，化合反应_。(2)用石墨作电极，电解上述实验分离出的溶液，两极产生气泡。持续电解，在阴极附近的溶液中还可观察到的现象是_。解释此现象的离子方程式是_。(3)工业上可用铝与软锰矿(主要成分为MnO2)反应来冶炼金属锰。用铝与软锰矿冶炼锰的原理是(用化学方程式表示)_。MnO2在H2O2分解反应中作催化剂。若将适量MnO2加入酸化后的H2O2溶液中，MnO2溶解产生Mn2，该反应的离子方程式是_。【解析】(1)根据实验现象，产生气泡应为H2，红色固体为Cu，最后无色溶液为AlCl3溶液。(2)电解AlCl3溶液时阳极是2Cl2e=Cl2，阴极是2H2e=H2，而H是由水电离产生的，大量H放电，破坏水的电离平衡，OH增多，则在阴极会出现Al33OH=Al(OH)3后白色沉淀又溶解。(3)方程式的书写注意配平、条件。【答案】(1)2Al6H=2Al33H2或2Al3Cu2=2Al33Cu2CuO2H2OCO2=Cu2(OH)2CO3(2)有白色沉淀生成，后沉淀逐渐溶解至消失Al33OH=Al(OH)3Al(OH)3OH=AlO2H2O(3)3MnO24Al3Mn2Al2O3MnO2H2O22H=Mn2O22H2O14(2020年福建理综)从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下：请回答下列问题：(1)流程甲加入盐酸后生成Al3的离子方程式为_。 (2)流程乙加入烧碱后生成SiO的离子方程式为_。 (3)验证滤液B含Fe3，可取少量滤液并加入_(填试剂名称)。(4)滤液E、K中溶质的主要成分是_(填化学式)，写出该溶质的一种用途_。(5)已知298 K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp5.61012，取适量的滤液B，加入一定量的烧碱至达到沉淀溶解平衡，测得pH13.00，则此温度下残留