1、第2讲镁、铝及其重要化合物一、单项选择题1.(2018扬州宝应中学第一次月考)实验室将NH3通入AlCl3溶液中制备Al(OH)3,经过滤、洗涤、灼烧得Al2O3,下列图示装置和原理均能达到实验目的的是()A.用装置甲制取NH3B.用装置乙制备Al(OH)3C.用装置丙过滤并洗涤Al(OH)3D.用装置丁灼烧Al(OH)3得Al2O3答案AB项,NH3通入AlCl3溶液中制备Al(OH)3应采用防倒吸装置,故错误。C项,过滤、洗涤沉淀时应用玻璃棒引流,故错误。D项,灼烧Al(OH)3固体应选用坩埚,不能用蒸发皿,故错误。2.(2018南京高淳期末)下列有关物质用途的叙述不正确的是()A.用铝制
2、餐具长时间存放碱性食物B.纯碱溶液可用于去除油污C.氧化铁常用作红色油漆和涂料D.明矾可用作净水剂答案AA项,铝能够与碱性物质发生反应,用铝制餐具长时间存放碱性食物,会腐蚀铝制餐具,错误;B项,纯碱溶液显碱性,油脂在碱性条件下发生水解,所以纯碱溶液可用于去除油污,正确;C项,氧化铁是红棕色固体,可作为红色油漆和涂料,正确;D项,明矾在水中电离出的Al3+水解,生成氢氧化铝胶体,具有吸附性,可以吸附水里悬浮的杂质,故可用作净水剂,正确。3.(2018盐城期末)要使氯化铝溶液中的Al3+完全转化成Al(OH)3沉淀,应选用的最佳试剂是()A.NaOH溶液B.稀盐酸C.氨水D.AgNO3溶液答案CA
3、项,氢氧化钠溶液是强碱溶液,沉淀Al3+时生成的氢氧化铝沉淀能溶解在过量的强碱溶液中,所以Al3+不能全部转化成沉淀,不符合题意;B项,稀盐酸与氯化铝不反应,不符合题意;C项,氨水与氯化铝反应生成氢氧化铝沉淀,氨水是弱碱溶液,不能溶解Al(OH)3,可以使Al3+完全转化成Al(OH)3沉淀,符合题意;D项,氯化铝与硝酸银溶液反应生成氯化银沉淀,不符合题意。4.(2018泰州中学高三上学期开学考试)在给定条件下,下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是()A.S SO3 H2SO4B.Al2O3 NaAlO2(aq) Al(OH)3C.Mg(OH)2 MgCl2(aq)无水MgCl2D.Fe
4、 Fe2O3 FeCl3答案BA项,硫在氧气中点燃只能生成SO2,错误;B项,氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水,偏铝酸钠溶液中通入CO2可生成氢氧化铝沉淀,正确;C项,镁离子在溶液中会水解,直接蒸发氯化镁溶液得不到氯化镁固体,错误;D项,铁与水蒸气在高温下反应生成氢气和四氧化三铁,错误。5.下列对各物质性质的解释正确的是()选项性质原因A明矾用来净水Al3+具有吸附性B二氧化硫能使溴水褪色二氧化硫具有漂白性C常温下铜片不溶于浓硫酸常温下铜在浓硫酸中发生钝化D加热铝箔,熔化的铝不滴落铝表面的氧化膜熔点高,包在熔化的铝外面答案DA项,明矾净水原理是硫酸铝钾溶液中含有铝离子,铝离子水解:Al
5、3+3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+,生成的氢氧化铝胶体具有吸附性,可以净水,Al3+没有吸附性,错误;B项,二氧化硫能使溴水褪色,是因为二氧化硫与单质溴发生氧化还原反应,表现了二氧化硫的还原性,与漂白性无关,错误;C项,常温下,Cu与浓硫酸不反应,在加热条件下反应,常温下Cu在浓硫酸中不会发生钝化,能发生钝化的常见金属是铝和铁,错误;D项,铝箔表面在空气中被氧化为氧化铝,加热时,表面氧化铝的熔点比铝的熔点高,包住了里边熔化的铝,因此加热铝箔,铝熔化了但是不会滴落,正确。6.(2018淮安一模)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是()A.SiO2 Na2SiO3(aq)
6、H2SiO3B.MgCl26H2O MgCl2 MgC.SO2 CaSO3 CaSO4D.Fe Fe2O3 FeCl3(aq)答案AA项,二氧化硅是酸性氧化物,所以二氧化硅可以与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水,由于碳酸酸性强于硅酸,则硅酸钠溶液与二氧化碳反应可生成硅酸,正确;B项,氯化氢具有挥发性,氯化镁溶液中的Mg2+会发生水解,蒸干得到的是氢氧化镁,不会得到纯净的氯化镁,所以必须在氯化氢气流中,抑制Mg2+水解,得到无水氯化镁,然后电解熔融的氯化镁得到镁单质,错误;C项,盐酸的酸性强于亚硫酸,所以二氧化硫与氯化钙溶液不反应,不符合题述转化,错误;D项,铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,而不是氧
7、化铁,错误。7.下列开发利用自然资源制取化学品的途径较合理的是()A.海水 Mg(OH)2 MgO MgB.石油苯、甲苯、二甲苯、苯酚等C.铝土矿 Al(OH)3 Al2O3 AlD.海带 I2答案DA项,MgO熔点很高,采用“电解MgO制Mg”不合理;B项,石油裂解得到的产物中主要含气态烃,不能得到苯、甲苯、二甲苯、苯酚等物质,故不合理;C项,铝土矿中的Al2O3与NaOH溶液反应生成NaAlO2,过滤后,为保证铝元素全部沉淀,应通入CO2,加盐酸不合理。8.制备Al2Fe (SO4)424H2O的实验中,对过滤出产品的母液(pH空气,收集SO2时应“长进短出”,故错误;B项,直接加热蒸发A
8、lCl3溶液,无法获得AlCl3晶体,故错误;C项,中和滴定时,锥形瓶不能用待装液润洗,故错误。10.(2018宝应中学高三上学期第一次月考)Al2O3与 MgO 的混合物经过量烧碱溶液处理后,过滤,向所得滤液中滴加 NaHCO3溶液,测得溶液pH和Al(OH)3生成的量随加入NaHCO3溶液体积变化的曲线如下:下列有关说法不正确的是()A.a点溶液中存在的离子有Na+、AlO2-、OH-、H+B.b点与c点溶液中所含微粒种类相同C.NaHCO3溶液的物质的量浓度为0.8 mol/LD.生成沉淀的离子方程式为HCO3-+AlO2-+H2O Al(OH)3+CO32-答案Ca点溶液是Al2O3与
9、 MgO 的混合物经过量烧碱溶液处理过滤后所得滤液,溶质是生成的NaAlO2和过量的NaOH,溶液中存在的离子有Na+、AlO2-、OH-、H+,故A正确;由b点到c点是偏铝酸根离子与碳酸氢根离子反应,其离子方程式为HCO3-+AlO2-+H2O Al(OH)3+CO32-,此阶段溶液中所含微粒种类相同,故B、D正确;由d点可知,加入40 mL NaHCO3溶液,Al(OH)3沉淀的物质的量是3210-3 mol,溶液中含过量的NaOH,由反应顺序OH-+HCO3- CO32-+H2O、HCO3-+AlO2-+H2O Al(OH)3+CO32-及题图可知,前8 mL NaHCO3溶液与溶液中过
10、量的NaOH反应,因此c(NaHCO3)=0.032mol0.04L-0.008L=1.0 molL-1,故C错误。11.铝土矿的主要成分中含有氧化铝、氧化铁和二氧化硅等,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B.a、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一定是氧化铝答案C铝土矿中加入盐酸生成Al3+和Fe3+,二氧化硅不溶于盐酸,所以要过滤,分离出二氧化硅;滤液中加过量NaOH溶液,Al3+转化为AlO2-,Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,过滤除去Fe(OH)3沉淀,向滤液中通入过量的二氧化碳,会生
11、成Al(OH)3沉淀,Al(OH)3受热分解生成Al2O3,最后电解熔融的Al2O3生成Al。A项,由以上分析可知、中除加试剂外,还需要进行过滤操作,故正确;B项,Al3+、AlO2-中铝元素的化合价均为+3价,故正确;C项,中需要把AlO2-转化为Al(OH)3沉淀,要通入过量的二氧化碳:AlO2-+CO2+2H2O Al(OH)3+HCO3-,故错误;D项,根据上述分析可知中Al(OH)3受热分解生成Al2O3,故正确。二、非选择题12.某铝土矿中主要含有Al2O3、Al(OH)3、AlO(OH),还含有Fe2O3等杂质。利用拜耳法生产氧化铝的流程如图所示:(1)碱浸时为提高铝土矿的浸出率
12、可采取的措施是。(答两点)(2)AlO(OH)与NaOH反应的化学方程式为。(3)在稀释、结晶过程中,加Al(OH)3晶核的目的是促进Al(OH)3的析出。上述“稀释、结晶”工艺,也可用通入足量的某气体的方法来代替。通入气体时发生反应的离子方程式是。(4)浓缩所得的NaOH溶液由于吸收了空气中的CO2而含有杂质,该杂质可通过苛化反应除去,写出苛化反应的化学方程式:。(5)该生产流程能实现(填化学式)的循环利用。(6)氧化铝是工业上冶炼铝的原料,用电解氧化铝制备金属铝时需加入冰晶石(Na3AlF6)作助熔剂,写出用NaF和Al2(SO4)3反应制备冰晶石的化学方程式:。答案(1)粉碎铝土矿、升高
13、温度等(2)AlO(OH)+NaOH NaAlO2+H2O(3)AlO2-+CO2+2H2O HCO3-+Al(OH)3(4)Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3+2NaOH(5)NaOH(6)12NaF+Al2(SO4)3 2Na3AlF6+3Na2SO4解析铝土矿用强碱溶液进行碱浸转化成偏铝酸盐,加入Al(OH)3晶核促进Al(OH)3的析出,加水稀释促进偏铝酸根离子的水解,最后过滤得到氢氧化铝,焙烧氢氧化铝得到Al2O3。(1)为提高铝土矿的浸出率可采取的措施是粉碎铝土矿、升高温度、搅拌等。(2)AlO(OH)与NaOH反应的化学方程式为AlO(OH)+NaOH NaAlO2+H2O
14、。(3)越稀越水解,加水稀释促进偏铝酸根离子的水解,也可以用偏铝酸盐与二氧化碳气体反应制得Al(OH)3,反应的离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O HCO3-+Al(OH)3。(4)浓缩所得的NaOH溶液由于吸收了空气中的CO2而含有杂质碳酸钠,碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙,从而除去碳酸根离子,反应的化学方程式为Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3+2NaOH。(5)后续反应中生成氢氧化钠,而前阶段是用氢氧化钠溶液溶解铝土矿,该生产流程能实现循环利用的是NaOH。(6)NaF和Al2(SO4)3反应生成Na3AlF6和Na2SO4的化学方程式为12NaF+Al2(SO4)3 2Na
15、3AlF6+3Na2SO4。13.科学研究表明:在制备铁磁芯时,如果加入一定量的碳化铝(铝原子与碳原子个数比为43),可降低铁磁芯晶体的电阻率且不影响电磁性能。(1)少量碳化铝粉末遇到冷水时会生成白色胶状物,该反应的化学方程式为。.某校实验小组同学想通过以下实验装置测定生产出的碳化铝的纯度(已知杂质不溶于稀硫酸)。(2)根据实验特点,本次实验的反应装置应当选图2中的(填“A”或“B”)。(3)下列说法或操作中,能有效减小实验误差的有。实验之前,集气瓶中必须充满水实验之前,将集气瓶到量筒间的导管充满水当量筒液面不再发生变化时,即可进行读数读数之前,应使装置冷却至室温,并调节集气瓶和量筒的位置使两
16、液面相平后再进行读数(4)甲同学称取m g样品,在实验操作无误且样品完全反应的情况下,生成气体V1 mL(标准状况下),则甲同学得到的该样品的纯度表达式为。.乙同学认为利用甲同学实验后圆底烧瓶中的剩余液体(含杂质)也可测得样品纯度,并经过思考得到如下实验流程图:(5)试剂X的名称为,将沉淀灼烧至恒重的目的是。若得到最终产物n g,则乙同学得到的该样品的纯度表达式为。答案(1)Al4C3+12H2O 4Al(OH)3+3CH4(2)B(3)(4)3V114m%(5)氨水确保Al(OH)3完全转化为Al2O31200n17m%解析(1)由于碳化铝中铝原子与碳原子个数比为43,所以碳化铝的化学式为A
17、l4C3,则与水反应的化学方程式为Al4C3+12H2O 4Al(OH)3+3CH4。(2)A装置中滴入硫酸的体积会被当成生成气体的体积而产生误差,B装置可以使得圆底烧瓶内压强在反应过程中不发生变化。(3)只要保证生成的气体完全排进集气瓶即可,不一定使集气瓶中充满水,错误;若在实验前集气瓶到量筒间的导管中没有水,则由于反应后该导管中充满水,会使测得生成气体的体积偏小,正确;由于反应过程中放出热量,所以应等气体的温度与外界一致并调节集气瓶和量筒的位置使两液面相平后再进行读数,错误,正确。(4)由于m(Al4C3)=n(CH4)3144 g/mol,所以样品的纯度为V110-3L22.4L/mol13144g/molmg100%=3V114m%。(5)由题给流程可知是通过测定Al2O3的质量来测定样品的纯度,由于Al(OH)3能溶于强碱溶液而不溶于氨水,所以向含有Al3+的滤液中加入足量的氨水(试剂X)使得Al3+完全转化为Al(OH)3沉淀,然后过滤、洗涤、干燥、灼烧,完全生成Al2O3后称重;由于最终n g产物是Al2O3,所以n(Al4C3)=n(Al2O3)2,则乙同学得到的该样品的纯度为ng102g/mol12144g/molmg100%=1200n17m%。8
