高三化学一轮复习镁铝知识点及练习题词(有答案)34097.pdf

镁、铝及其化合物 1镁与铝 原子结构及物理性质 镁 铝 在周期表中位置 第 3 周期 第A 族 第 3 周期 第A 族 原子结构示意图 色态 较低 较低但大于镁 熔点 较小 较小但大于镁 密度 较小 较小但大于镁 硬度 较小 较小但大于镁 镁铝的化学性质 项目 Mg Al 与非金属反应 O2 方程式 2Mg+O22MgO 4Al+3O22Al2O3 现象 剧烈反应、耀眼白光、放出大量热 S Mg+SMgS 2Al+3SAl2S3 N2 3Mg+N2Mg3N2 与 H2O 方程式 Mg+2H2OMg(OH)2+H2 2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2 现象 冷水慢，沸水快 一般不反应，只有氧化膜被破坏后反应 与酸反应 Mg+2H+=Mg2+H2 2Al+6H+2Al3+3H2(常温下，在浓H2SO4、浓 HNO3中钝化)与 NaOH 溶液 2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2 与某些氧化物 2Mg+CO22MgO+C 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 主要用途 镁合金汽车、飞机制造、照明弹等 铝合金汽车、船舶、飞机制造、防锈油漆、导线、电缆等 工业制备 MgCl2 Mg+Cl2 2Al2O3 4Al+3O2 2镁和铝氧化物的对比 氧化物 MgO Al2O3 属类 碱性氧化物 两性氧化物 色态 白色粉末、熔点高 白色粉末、熔点高 化学 性质 H2O MgO+H2OMg(OH)2(反应缓慢进行)不溶解也不反应 酸液 MgO+2H+Mg2+H2O Al2O3+6H+2Al3+3H2O NaOH 溶液 不溶解也不反应 Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O 重要用途 制造耐火、耐高温材料 制造耐火、耐高温器材，冶炼铝 3镁和铝的氢氧化物 氢氧化物 Mg(OH)2 Al(OH)3 属类 碱 两性氢氧化物 色态 白色固体 白色固体 溶解性 难溶 难溶 电离方程式 Mg(OH)2Mg2+2OH H2O+AlO2+H+Al(OH)3Al3+3OH 与 HCl 等酸溶液 Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O(可溶于 NH4Cl 等强酸弱碱盐)Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O 与 NaOH 溶液 不反应 Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O 热不稳定性 Mg(OH)2 MgO+H2O 2Al(OH)3Al2O3+3H2O 实验室制法 可溶性镁盐加 NaOH 溶液 Mg2+2OH-Mg(OH)2 可溶性铝盐加氨水 Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3NH+4 4铝及其化合物间相互转化、铝三角及相关图象 实验操作 实验现象 图象 离子方程式 向可溶性铝盐溶液中滴加 NaOH 溶液至过量 先生成沉淀又溶解 Al3+3OH-Al(OH)3；Al(OH)3OH-AlO2-2H2O 向可溶性铝盐溶液中滴加稀氨水至过量 出现白色沉淀 Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3NH4 向 NaOH 溶液中滴加可溶性铝盐溶液至过量 开始无明显变化，一段时间后出现沉淀 Al3+4OH-=AlO2-+2H2O；3AlO2-+Al3+6H2O4Al(OH)3 向可溶性偏铝酸盐溶液中滴加盐酸至过量 先沉淀又溶解 H+AlO2-+H2O=Al(OH)3；Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O 向可溶性偏铝酸盐溶液中逐渐通入CO2气体至过量 先无明显变化，后出现沉淀 AlO-2+2H2O+CO2(过量)=Al(OH)3+HCO-3 2AlO2-+3H2O+CO2(少量)=Al(OH)3+CO2-3 向盐酸中滴加可溶性偏铝酸盐溶液至过量 出现白色沉淀 4 H+AlO2-=Al3+2H2O；3AlO2-+Al3+6H2O4Al(OH)3 知识拓展：Al(OH3)的两性：H2O+AlO2+H+Al(OH)3Al3+3OH 酸式电离 碱式电离 当向 Al(OH)3中加入酸溶液，平衡向碱式电离方向移动，使 Al(OH)3溶解。当向 Al(OH)3中加入强碱溶液时，平衡向酸式电离方向移动，使 Al(OH)3溶解。铝热反应及应用：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3；4Al+3MnO23Mn+2Al2O3 铝热剂铝粉和金属氧化物；助燃剂KClO3；引燃剂镁条。铝热反应应用：焊接钢轨，冶炼熔点较高的金属如：钒、铬、锰等。既能与强酸又能与强碱反应的物质：金属单质：Al；两性氧化物：Al2O3；两性氢氧化物 Al(OH)3；弱酸的酸式盐：NaHCO3、NH4HCO3等；弱酸铵盐：(NH4)2CO3、(NH4)2S 等。知能训练 一、选择题 1氧化还原反应在生产、生活中具有广泛的用途。下列做法中涉及到铝元素的还原性的是()A明矾净化水 B用氢氧化铝治疗胃酸过多 C用铝制容器存放浓硫酸 D电解熔融氧化铝制单质铝 2下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是()A铝在冷的浓 H2SO4或浓 HNO3中不发生化学反应 B铝既能与酸反应，又能与碱反应，因此铝是两性金属 C工业上制取铝是通过 H2还原 Al2O3得到 D铝粉在氧气中剧烈燃烧并产生耀眼的白光 3下列有关铝及其化合物的叙述正确的是()A铝粉与氧化镁共热可制取金属镁 B足量的铝分别与含 1 mol HCl、1 mol NaOH 的溶液反应，产生等量的氢气 C工业上用电解熔融 Al2O3的方法冶炼铝 D在浓硝酸中加入等体积的浓硫酸后，立即加入铝片，铝片表面放出氢气 4下列各种物质既能与强酸溶液反应又能与强碱溶液反应的是()Al AlCl3 NaAl(OH)4 Al(OH)3 Al2O3 NaHCO3 A B C D 5下列离子方程式正确的是()A铝与 NaOH 溶液反应：Al6OH=Al(OH)4H2 B向 AlCl3溶液中滴入过量氨水：Al34NH3H2O=Al(OH)44NH4 CAl2O3与 NaOH 溶液反应：Al2O32OH3H2O=2Al(OH)4 DBa(OH)2溶液与明矾溶液反应至 Al3完全沉淀：Ba23OHAl3SO24=Al(OH)3BaSO4 6双羟基铝碳酸钠是医疗上常用的一种抑酸剂，其化学式是 NaAl(OH)2CO3。关于该物质的说法正确的是()A该物质属于两性氢氧化物 B该物质是 Al(OH)3和 Na2CO3的混合物 C1 mol NaAl(OH)2CO3最多可消耗 3 mol H D该药剂不适合于胃溃疡患者服用 7.如图，在 Al2(SO4)3和 MgSO4的混合溶液中，滴加 NaOH 溶液，当滴入 50 mL NaOH 溶液时沉淀量达到最大值，当滴入 60 mL 以后，沉淀量保持不变，则原混合液中 Al3与 Mg2的物质的量之比为()A12 B11 C21 D31 8 甲、乙两烧杯中分别装有相同体积、相同 pH 的氨水和 NaOH 溶液，各加入 10 mL 0.1 molL1AlCl3溶液，两烧杯中都有沉淀生成。下列判断正确的是()A甲中沉淀一定比乙中的多 B甲中沉淀可能比乙中的多 C甲中沉淀一定比乙中的少 D甲中和乙中的沉淀一定一样多 9铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝：下列说法中错误的是()A中除加试剂外，还需要进行过滤操作 Ba、b 中铝元素的化合价相同 C中需要通入过量的氨气 D进行的操作是加热，而且 d 一定是氧化铝 二、非选择题 10某无色溶液 X，由 Na、Ag、Ba2、Al3、Al(OH)4、MnO4、CO23、SO24中的若干种离子组成，取溶液进行如下连续实验：(1)气体 A 的成分是(填化学式，下同)_，气体 B 的成分是_。(2)X 溶液中一定存在的离子是_。(3)写出步骤发生所有反应的离子方程式_。(4)写出步骤形成白色沉淀甲的离子方程式_。(5)通过上述实验，溶液 X 中还有未完全确定的离子是 _；只要设计一个简单的后续实验就可以确定该离子是否存在，该方法是_。11短周期元素组成的单质 A、B、C 和甲、乙、丙、丁四种化合物，它们之间有图示的转化关系，已知 C 为密度最小的气体，甲俗称刚玉，是红宝石的主要成分。(1)写出丙的名称：_。(2)组成单质 A 的元素在周期表中的位置是_。(3)写出下列反应的方程式：A 与 NaOH 溶液反应的化学方程式_ 乙溶液与过量 CO2反应的离子方程式_(4)A 与 Fe2O3反应的反应类型为_。12铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，下图是从铝土矿中制备铝的工艺流程：已知：(1)铝土矿的主要成分是 Al2O3，此外还含有少量 SiO2、Fe2O3等杂质；(2)溶液中的硅酸钠与四羟基合铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学反应方程式为：2Na2SiO32NaAl(OH)4=Na2Al2Si2O84NaOH2H2O 回答下列问题：(1)写出向铝土矿中加入足量氢氧化钠溶液操作中发生反应的离子方程式：_ _。(2)滤渣 A 的主要成分为_；滤渣 A 的用途是_(只写一种)；实验室过滤时使用玻璃棒，其作用是_。(3)在工艺流程第三步中，选用二氧化碳作酸化剂的原因是 _ _。(4)若 将 铝 溶 解，下 列 试 剂 中 最 好 选 用 _(填 编 号)。理 由 是_ _。A浓硫酸 B稀硫酸 C稀硝酸 13将一定质量的镁和铝的混合物投入 500 mL 稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。待反应完全后，向所得溶液中加入 NaOH 溶液，生成沉淀的物质的量与加入 NaOH 溶液的体积关系如图所示。则固体混合物中镁的质量为_；NaOH 溶液的物质的量浓度为_。知能训练 一、选择题 1【答案】C2【答案】D 3【解析】铝不能还原 MgO 中的镁，A 项错；2Al6H 3H2,2Al2OH 3H2，故 1 mol HCl 溶液与铝反应产生 0.5 mol H2，而 1 mol NaOH 溶液与铝反应产生 1.5 mol H2，B 项错；Al 在浓硫酸或浓硝酸中钝化，D 项错。【答案】C 4【解析】“”表示能反应，“”表示不反应 Al AlCl3 NaAl(OH)4 Al(OH)3 Al2O3 NaHCO3 强酸 强碱 【答案】D 5【解析】A 中铝与 NaOH 溶液反应的离子方程式为：2Al 2OH6H2O=2Al(OH)43H2；B 中 AlCl3溶液与氨水反应后生成的 Al(OH)3不溶于氨水；D 中当 Al3完全沉淀时，离子方程式为：2Al33SO246OH3Ba2=2Al(OH)33BaSO4。【答案】C 6【解析】双羟基铝碳酸钠属于盐类，A 错误；它是一种化合物，属于纯净物，不是混合物，B 错误；1 mol NaAl(OH)2CO3最多可消耗 4 mol H，C 错误；由于能与胃酸反应放出 CO2气体，故不适合于胃溃疡患者服用。【答案】D 7.【解析】由 50 mL60 mL 时，NaOH 溶液将 Al(OH)3溶解，由关系式：Al33OHAl(OH)3OHAl(OH)4可知，生成这些 Al(OH)3沉淀需 30 mL NaOH 溶液，故 50 mL NaOH溶液中有 20 mL 与 Mg2反应生成 Mg(OH)2，所以 n(Al3)n(Mg2)11。【答案】B 8【解析】若 AlCl3过量，由于相同体积、相同 pH 的氨水比 NaOH 提供的 OH物质的量大，所以甲比乙生成的 Al(OH)3沉淀多；若 AlCl3电离出的 Al3与氨水或 NaOH 溶液电离出的 OH恰好完全反应，生成沉淀相等；若 AlCl3少量，由于在 NaOH 溶液中生成的 Al(OH)3可继续与 NaOH 反应而溶解，乙中的沉淀量小于甲。【答案】B 9【解析】反应后的体系中含有固体二氧化硅，需要过滤除去，反应后的体系中有氢氧化铁沉淀，需要过滤除去，A 正确；a、b 中 Al 元素分别以 AlCl3和 NaAl(OH)4形式存在，其中铝的化合价都是3 价，B 正确；由 NaAl(OH)4制备氢氧化铝需要通入过量二氧化碳，C 错误；由氢氧化铝制备氧化铝，加热即可，D 正确。【答案】C 二、非选择题 10【解析】该无色溶液中一定不含 MnO4；加入过量盐酸生成气体，说明溶液中肯定有 CO23，则肯定无 Ag、Ba2、Al3，气体 A 为 CO2；溶液中含有 NaCl、HCl，可能含有 AlCl3、SO24，再加入过量碳酸氢铵溶液，产生白色沉淀应为 Al(OH)3，说明 X 中含有Al(OH)4，溶液加过量氢氧化钡溶液，放出的气体为 NH3，产生的白色沉淀应为 BaCO3，可能含有 BaSO4。再加入足量盐酸，看沉淀是否完全溶解，便可确定 X 中是否有 SO24。【答案】(1)CO2 NH3(2)CO23、Al(OH)4、Na(3)Al(OH)44H=Al34H2O、CO232H=H2OCO2(4)Al33HCO3=Al(OH)33CO2(5)SO24 在沉淀乙中加入稀盐酸，若白色沉淀完全溶解，则 X 中不存在 SO24，若不能完全溶解，则存在 SO24 11【解析】由“C 为密度最小的气体”知，C 为 H2；由“甲俗称刚玉，是红宝石的主要成分”知，甲为Al2O3，根据各物质之间的相互转化关系得，A为Al，B为O2，乙为NaAl(OH)4，丙为水，丁为 Al(OH)3。Al 与 NaOH 溶液反应的化学方程式为：2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2；NaAl(OH)4与过量 CO2反应的离子方程式为：Al(OH)4CO2=Al(OH)3HCO3；Al 与 Fe2O3反应的化学方程式为：2AlFe2O3=高温2FeAl2O3。【答案】(1)水(2)第 3 周期第A 族(3)2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2Al(OH)4CO2=Al(OH)3HCO3(4)置换反应(或氧化还原反应)12【解析】(1)Al2O3属于两性氧化物，SiO2属于酸性氧化物，都能与强碱反应。(2)利用题目给出的信息“硅铝酸盐沉淀”，可以知道滤渣 A 的主要成分是 Fe2O3、Na2Al2Si2O8。对于滤渣 A 的用途一般很容易想到其可以作为炼铁的原料。(3)因为 Al(OH)3是两性氢氧化物，若用强酸酸化滤液时，无法保证将全部铝元素转化为Al(OH)3过滤出来。(4)分析问题时，一般要同时考虑生产效益(原料利用率)和环保问题。【答案】(1)Al2O32OH3H2O=2Al(OH)4、SiO2 2OH=SiO23H2O(2)Fe2O3、Na2Al2Si2O8 作炼铁的原料(或作生产硅酸盐产品的原料)引流(3)经过足量氢氧化钠溶液的溶解，大部分铝元素均以 NaAl(OH)4的形式存在于滤液中，通入过量二氧化碳可以将 NaAl(OH)4完全转化为 Al(OH)3(4)B 铝与浓硫酸在常温下发生钝化，加热溶解会产生有毒气体 SO2，原料利用率低；稀硝酸能溶解铝但会产生 NO 气体，污染空气，硝酸利用率低；而铝与稀硫酸反应速率较快，产生的 H2对空气无污染 13【解析】由图象知 n(Mg)nMg(OH)20.15 mol，故 m(Mg)0.15 mol24 gmol13.6 g。溶解 0.20 mol Al(OH)3耗 NaOH 的物质的量可由以下化学方程式计算 Al(OH)3NaOH=NaAl(OH)4 1 mol0.20 mol1 mol0.04 LcNaOH c(NaOH)5 molL1。【答案】3.6 g 5 molL1