适用于新高考新教材备战2025届高考化学一轮总复习第3章金属及其化合物第12讲铝镁及其化合物

第12讲铝、镁及其化合物层次1基础性1.(2023·广东梅州第二次质检)化学改善人类的生产、生活,创造美好的世界。下列生产、生活情境中涉及的原理不正确的是()选项应用解释A盐卤可作为制作豆腐的凝固剂氯化镁能使豆浆中的蛋白质变性B利用铝热法焊接铁轨铝与氧化铁反应,且放出大量的热C盐碱地(含较多Na2CO3等)施用适量石膏,降低土壤的碱性盐与盐发生复分解反应D节日燃放的焰火,色彩绚丽原子核外电子跃迁释放能量2.某同学通过下列实验探究Al及其化合物的性质,操作正确且能达到目的的是()A.实验室中将氨水滴入Al2(SO4)3溶液中制备Al(OH)3沉淀B.将一块铝箔用砂纸打磨后立即在酒精灯上加热,观察铝燃烧的火焰C.将Al(OH)3沉淀转入蒸发皿中加足量稀盐酸,加热蒸干得无水AlCl3固体D.将铝置于装有浓硫酸的试管中再加水,探究Al在不同浓度硫酸中的反应3.Mg与Br2反应可生成具有强吸水性的MgBr2,该反应剧烈且放出大量的热。实验室采用如图装置制备无水MgBr2。下列说法错误的是()A.a为冷却水的进水口B.装置A的作用是吸收水蒸气和挥发出的溴蒸气C.实验时需缓慢通入N2,防止反应过于剧烈D.不能用干燥的空气代替N2,因为副产物MgO会阻碍反应的进行4.无水氯化镁在工业生产中有多种用途,以下是一种工业制备无水氯化镁的工艺流程(每步加入的物质均过量)。下列说法错误的是()A.工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁,同时可得到Cl2B.“氯化”过程中可能生成一种可燃性气体C.“沉镁”过程只发生复分解反应D.“氯化”所得固体在空气中高温加热可除去杂质5.铝及其部分化合物的“价—类”二维图如图所示。下列说法错误的是()A.反应⑤⑥基本类型相同B.反应①④所加试剂可能相同C.1mola完全转化为b时失去3mol电子D.物质的类别处“”代表四羟基合铝酸盐6.Mg3N2常用于制备其他超硬、耐高温的氮化物,实验室通过CuO氧化NH3制得N2,然后使N2与镁反应得到Mg3N2。已知Mg+2NH3Mg(NH2)2+H2,Mg3N2是一种浅黄色粉末,易水解。下列说法错误的是()A.装置A中分液漏斗中的溶液为浓氨水B.实验开始时应先点燃C处酒精灯,再点燃E处酒精灯C.装置D的作用只是干燥N2D.取反应后装置E所得固体少许,滴入蒸馏水,可检验是否有Mg3N2层次2综合性7.(2023·广东汕头二模)家庭的厨卫管道内常因留有油脂、毛发、菜渣等而造成堵塞,此时可用一种固体疏通剂疏通。疏通剂主要成分有生物酶、铝粉和NaOH固体。下列有关说法错误的是()A.大多数生物酶的主要成分为蛋白质B.疏通剂使用时会产生大量可燃性气体,应避免接触明火C.疏通剂可用于疏通陶瓷、铁制、铝制、塑料管道D.使用过程中产生的热量和碱性环境可以加速油脂的水解8.工业上用铝土矿(主要成分Al2O3,含SiO2、Fe2O3等杂质)冶炼铝的主要流程如下:已知SiO2在加碱溶解时转变为铝硅酸钠沉淀,下列叙述错误的是()A.操作Ⅰ适当增大NaOH溶液浓度可提高Al2O3的浸取速率B.通入足量CO2时反应的离子方程式为[Al(OH)4]-+CO2Al(OH)3↓+HCO3C.实验室进行操作Ⅳ的仪器有蒸发皿、酒精灯、铁架台等D.加入冰晶石的目的是降低Al2O3的熔融温度9.实验室为测定镁铝合金中镁、铝的含量,设计如下实验流程:下列说法错误的是()A.所加盐酸体积不少于100mLB.沉淀1的质量为(m+4.25)gC.向沉淀1加足量NaOH溶液反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-[Al(OH)4]-D.镁铝合金中镁、铝质量之比为8∶910.(2024·湖北名校联盟联考)某项目式学习小组在探究镁的性质时,设计实验并用手持探测器测得溶液中某气体的含量变化曲线如图所示:装置图序号试剂A实验现象某气体含量变化曲线①pH=10.8NaOH溶液无明显现象—②pH=10.8NaHCO3溶液有大量气体生成,生成白色沉淀已知:NaHCO3溶液中存在自耦电离HCO3-+HCO3-CO32-+H2CO3,且温度高于48℃时开始分解。经测定,实验②中白色沉淀的成分为MgCO3·nHA.镁与冷水、氢氧化钠溶液不反应B.实验②中曲线表示CO2气体在溶液中含量的变化C.实验②中气体成分为CO2和H2D.生成MgCO3·nH2O的反应为Mg(OH)2+2HCO3-+(n-2)H2OMgCO3·nH2O+C11.自然界中铝元素主要存在于铝土矿(主要成分为Al2O3,同时还含有FeO、Fe2O3、SiO2)中,铝的单质及其化合物在生产、生活、科研等领域应用广泛。工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如下:下列说法错误的是()A.在实验室实施操作Ⅰ需要的玻璃仪器是普通漏斗、烧杯、玻璃棒B.为使铝元素全部转化为Al(OH)3,每一步操作的试剂均需过量C.将试剂X与操作Ⅱ的试剂(过量盐酸)互换,也可制得Al(OH)3D.固体A的主要成分是FeO和Fe2O3层次3创新性12.(2024·湖南湘潭模拟)依据动力学原理,CaMg(CO3)2分解过程中Mg2+会比Ca2+优先向外扩散,CO32-随后扩散到表面分解产生CO2和O2-,而Ca2+与CO下列说法错误的是()A.第一阶段反应的化学方程式为CaMg(CO3)2CaCO3+MgO+CO2↑B.图中B点时,碳酸钙的分解率为60%C.图中C点以后剩余固体的成分是CaO、MgOD.第二阶段图像斜率明显加大可能是因为温度较高使反应速率加快13.(2023·广东江门期中)石墨在材料领域有重要应用,某初级石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)和Fe2O3(3.1%)等杂质,提纯与综合利用工艺流程如下:已知:①氯化后,石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物;②SiCl4的沸点为57.6℃,金属氯化物的沸点均高于150℃。(1)“氯化”时,先向反应器中通入Cl2一段时间,再加热,主要目的是

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(2)“冷凝”后,所得“气体”的成分有Cl2和(填化学式)。

(3)“溶解过滤”时,加过量NaOH溶液的目的是

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取少量滤液于试管中,

(填实验操作及现象),证明沉淀已完全。(4)写出Al的一种用途:

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第12讲铝、镁及其化合物1.A解析盐卤可作为制作豆腐的凝固剂,是盐溶液的加入使得蛋白质发生聚沉而不是变性,A符合题意;铝与氧化铁反应,放出大量的热同时生成铁,故可利用铝热法焊接铁轨,B不符合题意;碳酸钠和石膏硫酸钙生成硫酸钠和碳酸钙,是两种化合物交换成分生成另外两种化合物的反应,属于复分解反应,C不符合题意;燃放的焰火,色彩绚丽是因为原子核外电子跃迁释放能量,得到一定波长的光谱,D不符合题意;故选A。2.A解析氢氧化铝是两性氢氧化物,可溶于强酸强碱,不溶于弱酸弱碱,实验室中将氨水滴入硫酸铝溶液中制备氢氧化铝,A正确;铝在空气中不能燃烧,B错误;加热蒸干氯化铝溶液得到水解产物氢氧化铝,不能得到氯化铝,C错误;常温下,铝在浓硫酸中发生钝化,不再继续反应,加入水稀释后,稀硫酸和铝发生反应,不能探究不同浓度溶液中的反应,D错误。3.B解析冷凝管起到冷凝回流的作用,冷凝管内冷凝水的方向为下进上出,则a为冷却水进口,A正确;MgBr2具有较强的吸水性,制备无水MgBr2,需要防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶,则装置A的作用是吸收水蒸气,但无水CaCl2不能吸收溴蒸气,B错误;制取MgBr2的反应剧烈且放出大量的热,实验时利用干燥的氮气将溴蒸气带入三颈烧瓶中,为防止反应过于剧烈,实验时需缓慢通入N2,C正确;不能用干燥的空气代替N2,空气中含有的氧气可将镁氧化为副产物MgO而阻碍反应的进行,D正确。4.C解析镁是较活泼金属,工业上常用电解熔融氯化镁制备金属镁,同时可得到Cl2,A正确;煅烧后的产物中主要为MgO,“氯化”过程中加入碳和氯气反应后生成了氯化镁和CO,CO为可燃性气体,B正确;“沉镁”过程不只发生复分解反应,还发生化合反应CaO+H2OCa(OH)2,C错误;“氯化”所得固体中可能含有碳杂质,在空气中高温加热可除去过量的碳杂质,D正确。5.A解析根据“价—类”二维图可知,a为Al,b为Al2O3,c为铝盐,e为Al(OH)3,c与d、d与e可以相互转化,根据含有铝元素物质之间的相互转化可以得出d为四羟基合铝酸盐。反应⑤是四羟基合铝酸盐转化为氢氧化铝,离子方程式为[Al(OH)4]-+H+(少量)Al(OH)3↓+H2O,不属于基本反应类型,反应⑥是铝盐转化为氢氧化铝,离子方程式为Al3++3OH-Al(OH)3↓,属于复分解反应,A错误。反应①是铝转化为铝盐,加酸可以实现转化,反应④是四羟基合铝酸盐转化为铝盐,加过量的酸可以实现转化,B正确。a转化为b时Al元素的化合价由0价升高到+3价,1mola完全转化为b时失去3mol电子,C正确。由上述分析可知,d为四羟基合铝酸盐,D正确。6.C解析装置A中分液漏斗中的溶液是浓氨水,氨水进入烧瓶与CaO接触会产生NH3,A正确;实验进行时应先点燃C处的酒精灯,等产生的N2充满E时再点燃E处酒精灯,B正确;装置D中浓硫酸吸收的是N2中的水蒸气和氨气,因此不只是干燥氮气的作用,C错误;取反应后装置E所得固体少许,滴入蒸馏水,Mg3N2和水反应生成氢氧化镁和氨气,若闻到刺激性气味,则说明有Mg3N2,D正确。7.C解析生物体内的酶大多数为蛋白质,A正确;疏通剂含有铝粉和NaOH固体,溶于水后铝能与氢氧化钠溶液反应生成氢气,因此使用时要避免接触明火,B正确;铝制品能与疏通剂中的NaOH发生反应,因此不能用其疏通铝制管道,C错误;疏通剂使用时发生Al与NaOH的反应,该反应放热,且溶液呈碱性有利于油脂的水解,D正确。8.C解析操作Ⅰ中,适当增大NaOH溶液浓度,可增大固体与NaOH的接触面积,从而提高Al2O3的浸取速率,A正确;往滤液中通入足量CO2,将Na[Al(OH)4]转化为Al(OH)3沉淀同时生成NaHCO3,反应的离子方程式为[Al(OH)4]-+CO2Al(OH)3↓+HCO3-,B正确;操作Ⅳ是灼烧,所用仪器有坩埚、酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚钳等,C错误;加入冰晶石的目的是降低Al2O3的熔融温度,D9.B解析根据题中数据分析可知,镁铝合金中镁、铝的物质的量都为0.1mol,则溶解合金时加入5mol·L-1盐酸的体积不少于0.1mol×2+0.1mol×35mol·L-1×103mL·L-1=100mL,A正确;镁铝合金中镁、铝的物质的量都为0.1mol,则Mg(OH)2、Al(OH)3沉淀的质量之和为mg+0.5mol×17g·mol-1=(m+8.5)g,B错误;向沉淀1加足量NaOH溶液发生的反应为Al(OH)3+OH-[Al(OH)4]-,C正确;合金中镁、铝的质量之比为(0.1mol×24g·mol-1)∶10.A解析镁与冷水可缓慢反应,在氢氧化钠溶液中镁也能与水发生反应,只是速率较慢,A错误;NaHCO3溶液中由于HCO3-自耦电离与空气中的CO2溶解的缘故,在开始时溶液中CO2浓度较大,随着反应的进行,生成的H2驱赶出溶液中的CO2,使CO2浓度降低,随着温度升高,HCO3-自耦电离正向进行,生成更多的CO2,使CO2浓度又升高,B正确;镁与水反应生成H2,HCO3-自耦电离产生CO2,故实验②中气体成分为CO2和H2,C正确;Mg与H2O反应生成Mg(OH)2(s),由于溶液中存在较多的HCO3-,使生成的Mg(OH)2(s)转化为更疏松的MgCO3·nH2O,促使反应继续进行,生成MgCO3·nH2O的反应为Mg(OH)2+2HCO3-+(n-2)H2OMgCO11.C解析根据流程可知,固液分离采用过滤的方法进行,过滤操作需要的玻璃仪器是普通漏斗、烧杯、玻璃棒,A正确。试剂X应为NaOH溶液,操作Ⅰ中氢氧化钠溶液过量,可保证氧化铝全部溶解;操作Ⅱ中盐酸过量,保证[Al(OH)4]-全部转化为铝离子;氨水过量,保证铝离子全部生成Al(OH)3,B正确。向铝土矿加入足量的盐酸,得到的固体A为SiO2,滤液A为氯化铝、氯化亚铁、氯化铁、HCl的混合溶液,再加入足量的氢氧化钠溶液,会产生氢氧化亚铁沉淀、氢氧化铁沉淀,滤液为Na[Al(OH)4]溶液,Na[Al(OH)4]溶液与氨水不反应,不能制得Al(OH)3,故试剂X与操作Ⅱ的试剂(过量盐酸)不能互换,C错误。向铝土矿加入氢氧化钠溶液,氧化铝、二氧化硅与NaOH反应生成Na[Al(OH)4]和硅酸钠的混合溶液,则固体A的主要成分为FeO和Fe2O3,D正确。12.B解析由题意可知Mg2+和CO32-优先于Ca2+向外扩散,因此第一阶段可视为碳酸镁分解阶段,生成氧化镁和二氧化碳,而碳酸钙不反应,化学方程式为CaMg(CO3)2CaCO3+MgO+CO2↑,A正确;第二阶段为碳酸钙分解,若其完全分解时质量分数变化为(76-52)%=24%,B点时,因碳酸钙分解损失的质量分数为(76-64)%=12%,可知此时碳酸钙分解率为50%,B错误;C点为完全分解产物,固体成分