2025年高考化学第一轮总复习：13铝镁及其化合物

/2025年高考化学第一轮总复习：13铝镁及其化合物1．(2025·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[答案]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；疏通剂中的NaOH能与Al反应，因此不能用其疏通铝制管道，C错误；疏通剂使用时Al与NaOH发生反应，该反应放热，且溶液呈碱性，有利于油脂的水解，D正确。2．(2025·湖南长沙联考)学习小组用废弃的铝制易拉罐按如图流程制备明矾，并测定明矾中结晶水的含量。上述实验中不需要用到的操作是()[答案]D[解析]溶液Ⅱ经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到明矾晶体，需要用到蒸发、过滤操作，A、C不符合题意；测定结晶水含量需要灼烧明矾得到KAl(SO4)2，则需要在坩埚中加热，B不符合题意；该流程中不涉及分液操作，D符合题意。3．某同学通过系列实验探究Al及其化合物的性质，下列操作正确且能达到目的的是()A．将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，将铝条置于其中探究Al的活泼性B．将NaOH溶液缓慢滴入Al2(SO4)3溶液中至过量，最终观察到有沉淀生成C．将Al(OH)3悬浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤、洗涤并收集沉淀D．将Al(OH)3沉淀转入蒸发皿中，加足量稀硫酸，加热蒸干得无水Al2(SO4)3固体[答案]D[解析]A项，稀释浓硫酸时应将浓硫酸加入水中并不断搅拌；B项，将过量的NaOH溶液滴入Al2(SO4)3溶液中，最终生成Na[Al(OH)4]，无沉淀生成；C项，过滤时需要用玻璃棒引流。4．关于镁的性质，下列说法错误的是()A．金属镁着火，可以用CO2灭火B．镁是一种具有银白色光泽的金属C．镁可以与热水反应生成氢气D．镁可以与盐酸剧烈反应生成氢气[答案]A[解析]镁能够在CO2中燃烧，生成MgO和C，所以镁条着火不可以用CO2灭火，A错误；镁是一种银白色、有光泽、质软能导电的金属，B正确；镁与热水反应，生成氢气和氢氧化镁，C正确；镁的活泼性很强，与盐酸剧烈反应生成氯化镁和氢气，D正确。5．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．不能用干燥空气代替N2，因为副产物MgO会阻碍反应的进行[答案]B[解析]冷凝管起冷凝回流的作用，冷凝管内冷却水的方向为下进上出，则a为冷却水进水口，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；不能用干燥空气代替N2，空气中含有的氧气可将镁氧化为副产物MgO，会阻碍反应的进行，D正确。6．下列说法不正确的是()A．通过电解熔融的无水MgCl2可以制得金属镁B．镁条在空气中燃烧所得的固体物质是混合物C．氧化镁是优质的耐火材料D．金属镁质地柔软，不适宜制作高强度的合金材料[答案]D[解析]工业上采用电解熔融MgCl2的方法冶炼Mg，A正确；Mg在空气中燃烧生成MgO、Mg3N2和C，所得的固体物质是混合物，B正确；MgO熔点很高，在一般条件下不熔化，所以氧化镁是优质的耐火材料，C正确；虽然Mg质地柔软，但密度小，常用来制作合金材料，如镁铝合金，D错误。7．(2025·河北石家庄模拟)制备氮化镁的装置如图所示。实验时在不锈钢舟内加入镁粉，通氮气15min，升温至1073K，加热半小时，冷却至室温，停止通氮气。下列说法正确的是()A．1中的试剂是饱和食盐水，通过观察气泡，调节气体流速B．6的作用是缓冲加热后未反应的氮气，7的作用是防止空气中的水分进入装置C．氮化镁是共价化合物，露置于空气中有刺激性气味的气体产生D．实验中氮气是反应物，仅起到氧化镁粉的作用[答案]B[解析]1中试剂为浓硫酸，用于除去氮气中的水蒸气，并可以通过观察气泡，调节气体流速，A错误；6的作用是安全瓶，起缓冲作用，7中盛放浓硫酸，防止外界空气中的水分进入装置，B正确；氮化镁是离子化合物，露置于空气中与水反应生成有刺激性气味的氨气，C错误；氮气除了作为反应物之外还用于排尽装置中的空气，D错误。8．向NH4Al(SO4)2溶液中滴加Ba(OH)2溶液，当SOeq\o\al(2－,4)恰好完全沉淀时，Al元素的主要存在形式是()A．Al3＋和Al(OH)3 B．Al(OH)3C．AlOeq\o\al(－,2)和Al(OH)3 D．AlOeq\o\al(－,2)[答案]B[解析]设NH4Al(SO4)2的物质的量为1mol，该溶液中含有1molNHeq\o\al(＋,4)、1molAl3＋、2molSOeq\o\al(2－,4)，根据反应SOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋=BaSO4↓可知，当溶液中的SOeq\o\al(2－,4)完全沉淀时，需要2molBa2＋，即2molBa(OH)2，2molBa(OH)2中含有4molOH－，1molAl3＋和3molOH－发生反应生成1molAl(OH)3沉淀，剩余的1molOH－恰好与1mol铵根离子反应，所以Al元素的主要存在形式为Al(OH)3。9．(2025·上海模拟)下列关于铝及其化合物反应的离子方程式书写正确的是()A．铝与NaOH溶液反应：Al＋4OH－=[Al(OH)4]－＋H2↑＋H2OB．Al2O3与NaOH溶液反应：Al2O3＋OH－=[Al(OH)4]－＋H2OC．明矾净水原理：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋D．Al2(SO4)3与过量氨水反应：Al3＋＋4NH3·H2O=[Al(OH)4]－＋4NHeq\o\al(＋,4)＋2H2O[答案]C[解析]铝与NaOH溶液反应的氧化剂是水，故其离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O=2[Al(OH)4]－＋3H2↑，A错误；Al2O3与NaOH溶液反应的离子方程式未配平，配平后的离子方程式为Al2O3＋2OH－＋3H2O=2[Al(OH)4]－，B错误；明矾溶于水后电离产生的铝离子发生水解，产生的氢氧化铝胶体可吸附悬浮物，起到净水作用，C正确；一水合氨为弱碱，故氢氧化铝无法与一水合氨发生反应，Al2(SO4)3与过量氨水反应的离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)，D错误。10．(2025·广东广州模拟)从铝土矿(主要成分为Al2O3)中提取铝的工艺流程如图。下列说法不正确的是()A．从NaAlO2→Al(OH)3→Al2O3的转化过程中涉及氧化还原反应B．Al2O3与NaOH溶液反应的化学方程式：Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2OC．NaAlO2生成Al(OH)3的离子方程式：AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)D．电解熔融Al2O3，阴极的电极反应式：Al3＋＋3e－=Al[答案]A[解析]向NaAlO2溶液中通入CO2气体，发生反应生成Al(OH)3，Al(OH)3不稳定，受热分解生成Al2O3，在上述转化过程中无元素化合价的变化，因此涉及的反应均为非氧化还原反应，A错误；Al2O3是两性氧化物，与NaOH溶液反应产生NaAlO2和水，B正确；酸性：H2CO3>Al(OH)3，向NaAlO2溶液中通入过量CO2气体，反应生成Al(OH)3、NaHCO3，该反应的离子方程式为AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)，C正确；电解熔融Al2O3时，阴极上Al3＋得电子变为Al，D正确。11．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“eq\x()”代表四羟基合铝酸盐[答案]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。12．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＋2NH3eq\o(=,\s\up7(△))Mg(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[答案]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。13．(2025·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HCOeq\o\al(－,3)＋HCOeq\o\al(－,3)COeq\o\al(2－,3)＋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·nH2O。下列说法错误的是()A．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＋2HCOeq\o\al(－,3)＋(n－2)H2O=MgCO3·nH2O＋COeq\o\al(2－,3)[答案]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HCOeq\o\al(－,3)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，HCOeq\o\al(－,3)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，HCOeq\o\al(－,3)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HCOeq\o\al(－,3)，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＋2HCOeq\o\al(－,3)＋(n－2)H2O=MgCO3·nH2O＋COeq\o\al(2－,3)，D正确。14．氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料。为了分析某AlN样品(样品中的杂质不与氢氧化钠溶液反应)中AlN的含量，某实验小组设计了如下两种实验方案。已知：AlN＋NaOH＋3H2O=Na[Al(OH)4]＋NH3↑方案1取一定量的样品，用以下装置测定样品中AlN的纯度(夹持装置已略去)。(1)上图装置C中球形干燥管的作用是____________________________________________________________________________________________________。(2)完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先______________________________________________________________________________________________，再加入实验药品。接下来的实验操作是______________________________________________，打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液，至不再产生气体。打开K1，通入氮气一段时间，测定装置C反应前后的质量变化。通入氮气的目的是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)若去掉装置B，则导致测定结果________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。由于上述装置还存在缺陷，导致测定结果偏高，请提出改进意见：_________________________________________________________________________________________________________________________________________。方案2按以下步骤测定样品中AlN的纯度：(4)步骤②生成沉淀的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)步骤③的操作是________。AlN的纯度是________(用含m1、m2的代数式表示)。[答案](1)防止倒吸(2)检查装置的气密性关闭K1，打开K2把装置中残留的氨气全部赶入装置C(3)偏高在装置C的出口处连接一个干燥装置(4)CO2＋[Al(OH)4]－=HCOeq\o\al(－,3)＋Al(OH)3↓(5)过滤、洗涤eq\f(4100m2,51m1)%[解析](2)实验步骤如下：组装好实验装置，首先检查装置的气密性，再加入实验药品；接下来的实验操作是关闭K1，打开K2，并打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液，至不再产生气体；打开K1，通入氮气一段时间，测定装置C反应前后的质量变化。由于反应中产生的氨气会残留在装置中，因此通入氮气的目的是把装置中残留的氨气全部赶入装置C。(3)生成的氨气中含有水蒸气，若去掉装置B，则装置C的质量增加，导致测定结果偏高。由于空气中含有的水蒸气也会进入装置C，导致测定结果偏高，因此改进的措施是在装置C的出口处连接一个干燥装置。(4)滤液中含有Na[Al(OH)4]，则步骤②生成沉淀的离子方程式为CO2＋[Al(OH)4]－=HCOeq\o\al(－,3)＋Al(OH)3↓。(5)m2g固体的成分是氧化铝，根据铝原子守恒可知AlN的纯度为eq\f(\f(m2,102)×2×41,m1)×100%＝eq\f(4100m2,51m1)%。15．氯化镁是重要的无机材料，在常温下易吸湿，可溶于水和乙醇。某兴趣小组以海水为原料制备无水氯化镁。实验1制备MgCl2·6H2O晶体以海水为原料，对其进行一系列处理，得到晶体。(1)除去海水中不溶性杂质常用的实验操作是________________(填名称)。(2)从氯化镁溶液中析出MgCl2·6H2O晶体的结晶方法是________________(填“降温结晶”或“蒸发结晶”)。实验2样品中MgCl2·6H2O晶体含量的测定准确称取实验1制得的MgCl2·6H2O晶体ag于锥形瓶中，加去离子水溶解，依次加入一定量三乙醇胺、NH3-NH4Cl缓冲溶液，摇匀，滴入铬黑T指示剂，用0.02000mol·L－1EDTA(用H2Y2－表示)标准溶液滴定至终点，消耗EDTA溶液的体积为VmL。已知：①0.02000mol·L－1EDTA标准溶液的pH约为5，指示剂铬黑T使用的适宜pH范围为8～11，NH3-NH4Cl缓冲溶液pH约为10。②滴定原理：Mg2＋＋H2Y2－=MgY2－＋2H＋。(3)该实验中使用的滴定管是________(填“甲”或“乙”)。(4)NH3-NH4Cl缓冲溶液的作用是_