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2019-2020年高考化學一輪復習 課時跟蹤訓練 第三章 金屬及其化合物 基礎(chǔ)課時2 鎂、鋁及其重要化合物 新人教版 一、選擇題 1．(xx晉城質(zhì)檢)鋁是一種低毒金屬元素，它并非人體需要的微量元素，食用后不會導致急性中毒，但食品中鋁的含量超過國家標準就會對人體造成危害。下列關(guān)于鋁元素的說法正確的是(　　) A．鋁在空氣中不易氧化是因為其性質(zhì)不活潑 B．氫氧化鋁可與胃酸反應，常用作中和胃酸的藥物 C．明礬可用于飲用水的殺菌消毒 D．硫酸鋁銨常用作面粉膨化劑，該物質(zhì)不溶于水 解析　A項中鋁在空氣中會與O2反應生成致密的氧化物薄膜；C項中明礬溶于水生成氫氧化鋁膠體，具有吸附色素和雜質(zhì)的性質(zhì)，通常用作凈水劑，但不能用于殺菌消毒；D項中銨鹽都溶于水。 答案　B 2．鎂、鋁單質(zhì)的化學性質(zhì)以相似為主，但也存在某些重大差異性，下列物質(zhì)能用于證明二者存在較大差異性的是(　　) ①CO2?、邴}酸?、跱aOH溶液?、芩? A．①④ B．②③ C．①③ D．②③④ 解析　Al能與NaOH溶液反應而Mg不能；Mg能在CO2中燃燒，而Al不能。 答案　C 3．將表面已完全鈍化的鋁條，插入下列溶液中，不會發(fā)生反應的是(　　) A．稀硝酸 B．稀鹽酸 C．硝酸銅 D．氫氧化鈉 解析　鈍化的實質(zhì)是Fe、Al在濃H2SO4或濃HNO3作用下其表面被氧化成一層致密的氧化物保護膜。由于鋁的氧化物Al2O3是一種兩性氧化物，既可與強酸反應，又可與強堿反應，故A、B、D三項皆不符合題意，只有C選項中的Cu(NO3)2不與Al2O3反應，故不可能與鈍化的鋁條發(fā)生反應。 答案　C 4．(xx山東濰坊期末，10)下列物質(zhì)既能跟鹽酸反應，又能跟NaOH溶液反應的是(　　) ①SiO2　②Al　③Al2O3?、蹵l(OH)3?、軳a2CO3溶液 ⑥Ca(HCO3)2溶液?、逳H4HCO3溶液　⑧KHSO4溶液 A．④⑥⑦⑧ B．②③④⑥⑦ C．①②③④⑦ D．②③④⑤⑧ 解析　SiO2與鹽酸不反應；Al與鹽酸、NaOH溶液反應均生成氫氣；Al2O3為兩性氧化物，Al(OH)3為兩性氫氧化物，兩者均能與鹽酸、NaOH溶液反應；碳酸鈉溶液與鹽酸反應，與NaOH溶液不反應；Ca(HCO3)2溶液與鹽酸、NaOH溶液均能反應；NH4HCO3溶液與鹽酸、NaOH溶液均能反應；KHSO4溶液與鹽酸不反應，因此B.②③④⑥⑦屬于合理選項。 答案　B 5．某燒杯中盛有含0.2 mol NH4Al(SO4)2的溶液，向其中緩緩加入4 molL－1的NaOH溶液200 mL，使其充分反應，此時燒杯中鋁元素的存在形式為(　　) A．Al3＋和Al(OH)3 B．AlO C．AlO和Al(OH)3 D．Al(OH)3 解析　n(Al3＋)＝0.2 mol，n(NH)＝0.2 mol，n(OH－)＝0.8 mol，根據(jù)反應順序，反應后，恰好生成0.2 mol的Al(OH)3和0.2 mol的NH3H2O。 答案　D 6．(xx湖南長沙一模，12)下列圖像均為實驗過程中產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量(Y)與加入試劑的量(X)之間的關(guān)系圖，則其中正確的是(　　) A．向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量且邊滴邊振蕩 B．向NaAlO2溶液中逐滴滴加稀鹽酸至過量且邊滴邊振蕩 C．向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入氫氧化鈉溶液直至過量 D．向NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2的混合溶液中逐漸通入二氧化碳至過量 解析　A項，生成沉淀與溶解沉淀消耗NaOH的量之比應為3∶1；B項，滴入HCl即可產(chǎn)生沉淀，且最終沉淀全部溶解，生成沉淀與溶解沉淀消耗鹽酸的量之比為1∶3；C項，滴加NaOH溶液，依次與溶液中Al3＋、NH、Al(OH)3反應，沉淀生成、溶解以及NH完全反應時消耗NaOH的量之比為3∶1∶1；D項，依次發(fā)生的反應：與Ba(OH)2反應生成BaCO3、與NaOH反應無沉淀生成、與NaAlO2反應生成Al(OH)3沉淀，最后與BaCO3反應沉淀溶解，即最終溶液中沉淀只有Al(OH)3。 答案　C 7．(xx皖北四市聯(lián)考)物質(zhì)的量為0.10 mol的鎂條在只含有CO2和O2混合氣體的容器中燃燒(產(chǎn)物不含碳酸鎂)，反應后容器內(nèi)固體物質(zhì)的質(zhì)量不可能為(　　) A．3.2 g B．4.0 g C．4.2 g D．4.6 g 解析　鎂條燃燒時，發(fā)生的反應有： 2Mg＋O22MgO① 2Mg＋CO22MgO＋C② 若0.1 mol鎂條全部發(fā)生反應①，反應后固體的質(zhì)量m＝0.1 mol40 gmol－1＝4.0 g。 若0.1 mol鎂條全部發(fā)生反應②，反應后固體的質(zhì)量m＝0.1 mol40 gmol－1＋0.05 mol12 gmol－1＝4.6 g，此時生成的C會與O2反應，固體質(zhì)量小于4.6 g。若CO2和O2的量不足，Mg條不能完全燃燒，則反應后固體的質(zhì)量可能小于4.0 g，故D項錯誤。 答案　D 8．(xx福州質(zhì)檢)科技工作者提出用鋁粉處理含亞硝酸鹽廢水的思路：調(diào)節(jié)亞硝酸鹽廢水的酸堿性，使其pH>12，然后加入適量的鋁粉、攪拌，從而達到預期目的。下列判斷錯誤的是(　　) A．廢水處理時鋁單質(zhì)轉(zhuǎn)化為Al3＋ B．廢水處理中，亞硝酸鹽被還原 C．處理過程中，OH－參與了反應 D．鋁粉顆粒大小影響廢水處理的速率 解析　pH>12，溶液顯堿性，則廢水處理時，鋁單質(zhì)轉(zhuǎn)化為AlO，A錯誤；鋁是金屬，具有還原性，因此廢水處理時，亞硝酸鹽被還原，B正確；廢水處理時鋁單質(zhì)轉(zhuǎn)化為AlO，這說明處理過程中，OH－參與了反應，C正確；固體反應物的表面積越大，反應速率越快，因此鋁粉顆粒大小影響廢水處理的速率，D正確。 答案　A 9．下列敘述中正確的是(　　) A．氯化鋁溶液中加入過量氨水反應的實質(zhì)是Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH B．存在于污水中的重金屬離子，常用投加明礬等電解質(zhì)的方法進行處理 C．鎂鋁合金既可完全溶于過量鹽酸又可完全溶于過量NaOH溶液 D．依據(jù)鋁熱反應原理，能發(fā)生反應2Al＋3MgO3Mg＋Al2O3 解析　B項中明礬只能使污水中的懸浮物沉降，不能除去重金屬離子；C項中Mg不能溶于NaOH溶液；D項中Mg的金屬性比Al強，故Al與MgO不能發(fā)生鋁熱反應。 答案　A 10．(xx長春質(zhì)檢，8)下列說法不正確的是(　　) A．Al箔插入稀HNO3中，無現(xiàn)象，說明Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜 B．如圖所示，①中為AlCl3溶液，②中為濃氨水，①中有白色沉淀生成 C．Al2O3NaAlO2(aq)Al(OH)3 D．AlCl3溶液中滴加NaOH溶液后鋁的存在形式： 解析　鋁能溶于稀HNO3，在濃HNO3中鈍化，A錯；濃氨水會揮發(fā)出NH3，NH3與AlCl3溶液反應生成Al(OH)3沉淀，B正確；Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O，AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO，C正確；根據(jù)Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，①<3時，鋁元素存在形式為Al(OH)3、Al3＋；②3<<4時，鋁元素存在形式為Al(OH)3、AlO；③>4時，鋁元素存在形式為AlO，D正確。 答案　A 11．(xx山東濰坊模擬)將15.6 g Na2O2和5.4 g Al同時放入一定量的水中，充分反應后得到200 mL溶液，再向該溶液中緩慢通入標準狀況下的HCl氣體6.72 L，若反應過程中溶液的體積保持不變，則下列說法正確的是(　　) A．標準狀況下，反應過程中得到6.72 L氣體 B．最終得到的溶液中c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(OH－) C．最終得到7.8 g沉淀 D．最終得到的溶液中c(Na＋)＝1.5 molL－1 解析　n(Na2O2)＝0.2 mol，n(Al)＝0.2 mol，由2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑和2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知生成n(O2)＝0.1 mol，n(H2)＝0.3 mol，n(NaAlO2)＝0.2 mol，反應剩余n(NaOH)＝0.4 mol－0.2 mol＝0.2 mol，通入的HCl氣體為0.3 mol，0.2 mol HCl與NaOH反應，0.1 mol HCl與NaAlO2反應生成0.1 mol Al(OH)3沉淀，反應后溶液中含0.1 mol NaAlO2。A項，反應過程中得到8.96 L氣體；B項，最終得到的溶液中還有0.1 mol NaAlO2；D項，最終得到的溶液中c(Na＋)＝2 molL－1。 答案　C 二、填空題 12．粉末狀試樣A是由等物質(zhì)的量的MgO和Fe2O3組成的混合物。進行如下實驗： ①取適量A進行鋁熱反應，產(chǎn)物中有單質(zhì)B生成； ②另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 molL－1鹽酸中，得溶液C； ③將①中得到的單質(zhì)B和溶液C反應，放出1.12 L(標準狀況)氣體，同時生成溶液D，還殘留有固體物質(zhì)B； ④用KSCN溶液檢驗時，溶液D不變色。 請?zhí)羁眨? (1)①中引發(fā)鋁熱反應的實驗操作是________________，產(chǎn)物中的單質(zhì)B是________。 (2)②中所發(fā)生的各反應的化學方程式是_______________________________ _________________________________________________________________。 (3)③中所發(fā)生的各反應的離子方程式是______________________________ _______________________________________________________________。 (4)若溶液D的體積仍視為0.15 L，則該溶液中c(Mg2＋)為__________，c(Fe2＋)為__________。 解析　此題將實驗操作與元素化合物知識巧妙結(jié)合在一起考查，增大了試題的容量，增強了試題的測試能力。 (1)鋁熱反應是指單質(zhì)Al和某些金屬氧化物發(fā)生的反應，反應過程中放出大量熱，但該反應需要較高的溫度才能引發(fā)。在混合物上加少量KClO3固體并插上Mg條，點燃Mg條后放出熱量，使KClO3固體分解放出O2，進一步加劇Mg的燃燒，可在短時間內(nèi)使混合物溫度迅速升高，引發(fā)反應。發(fā)生的反應為Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe，所以產(chǎn)物中單質(zhì)B為Fe。 (2)Fe2O3和MgO都是堿性氧化物，能和酸反應生成鹽和水：Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O、MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O。 (3)混合物中只有Fe2O3能和Al發(fā)生鋁熱反應，生成Fe單質(zhì)。C溶液中有反應生成的FeCl3，還有未反應的HCl。發(fā)生的離子反應為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。 (4)假設(shè)步驟②用去的20 g固體中，MgO的物質(zhì)的量為x，則Fe2O3的物質(zhì)的量也為x，則40 gmol－1x＋160 gmol－1x＝20 g，解得：x＝0.1 mol。 根據(jù)MgO～MgCl2的關(guān)系，則溶液中MgCl2的濃度為 0．1 mol0.15 L＝0.67 molL－1。 步驟④說明溶液中沒有Fe3＋，也就是溶質(zhì)為FeCl2和MgCl2。根據(jù)電荷守恒知2c(Fe2＋)＋2c(Mg2＋)＝c(Cl－)?c(Fe2＋)＝2.33 mol/L。 答案　(1)加少量KClO3，插上鎂條并將其點燃　Fe (2)Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O、 MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O (3)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ (4)0.67 molL－1　2.33 molL－1 13．(xx寶雞三檢)某研究性學習小組為測定某含鎂3%～5%的鋁鎂合金(不含其他元素)中鎂的質(zhì)量分數(shù)，設(shè)計了下列兩種不同實驗方案進行探究，請根據(jù)他們的設(shè)計回答有關(guān)問題。 [探究一]實驗方案：鋁鎂合金測定剩余固體質(zhì)量。 問題討論： (1)實驗中發(fā)生反應的化學方程式是__________________________________ ________________________________________________________________。 (2)若實驗中稱取5.4 g鋁鎂合金粉末樣品，投入V mL 2.0 mol/L NaOH溶液中，充分反應。則NaOH溶液的體積V≥________ mL。 (3)實驗中，當鋁鎂合金充分反應后，在稱量剩余固體質(zhì)量前，還需進行的實驗操作按順序依次為________________________________________________。 [探究二]實驗方案：稱量x g的鋁鎂合金粉末，放在如圖所示裝置的惰性電熱板上，通電使其充分灼燒。 問題討論： (4)欲計算Mg的質(zhì)量分數(shù)，該實驗中還需測定的數(shù)據(jù)是_____________________________________________ _____________________________________________。 (5)假設(shè)實驗中測出該數(shù)據(jù)為y g，則原鋁鎂合金粉末中鎂的質(zhì)量分數(shù)為________(用含x、y的代數(shù)式表示)。 解析　(1)注意鎂與NaOH溶液不反應。(2)5.4 g鋁鎂合金中鋁的最大質(zhì)量為5.4 g97%，根據(jù)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，可求出需要NaOH的物質(zhì)的量的最大值為5.4 g97%27 g/mol＝0.194 mol，體積為0.194 mol2.0 mol/L＝0.097 L，即97 mL。(5)設(shè)x g鋁鎂合金中鎂、鋁的物質(zhì)的量分別是a mol、b mol，則燃燒生成a mol MgO、b/2 mol Al2O3，則24a＋27b＝x，40a＋51b＝y(tǒng)，解得a＝，鎂的質(zhì)量為 g，鎂的質(zhì)量分數(shù)為。 答案　(1)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ (2)97　(3)過濾、洗滌、干燥固體　(4)灼燒后固體的質(zhì)量　(5) [選做題] 14．(xx浙江理綜，27)Ⅰ.請回答： (1)H2O2的電子式________。 (2)鎂燃燒不能用CO2滅火，用化學方程式表示其理由 ________________________________________________________________。 (3)在AgCl沉淀中加入KBr溶液，白色沉淀轉(zhuǎn)化為淡黃色沉淀，寫出反應的離子方程式__________________________________________________________。 (4)完成以下氧化還原反應的離子方程式： (　　)MnO＋(　　)C2O＋________===(　　)Mn2＋＋(　　)CO2↑＋________ Ⅱ.化合物甲和NaAlH4都是重要的還原劑。一定條件下金屬鈉和H2反應生成甲。甲與水反應可產(chǎn)生H2，甲與AlCl3反應可得到NaAlH4。將4.80 g甲加熱至完全分解，得到金屬鈉和2.24 L(已折算成標準狀況)的H2。 請推測并回答： (1)甲的化學式________。 (2)甲與AlCl3反應得到NaAlH4的化學方程式__________________________ _________________________________________________________________。 (3)NaAlH4與水發(fā)生氧化還原反應的化學方程式_________________________ __________________________________________________________________。 (4)甲在無水條件下可作為某些鋼鐵制品的脫銹劑(鐵銹的成分表示為Fe2O3)，脫銹過程發(fā)生反應的化學方程式 __________________________________________________________________。 (5)某同學認為：用惰性氣體趕盡反應體系中的空氣，將鐵和鹽酸反應后的氣體經(jīng)濃硫酸干燥，再與金屬鈉反應，得到的固體物質(zhì)即為純凈的甲；取該固體物質(zhì)與水反應，若能產(chǎn)生H2，即可證明得到的甲一定是純凈的。 判斷該同學設(shè)想的制備和驗純方法的合理性并說明理由 __________________________________________________________________。 解析?、?(1)H2O2的電子式為；(2)鎂能在CO2中燃燒，其化學方程式為2Mg＋CO22MgO＋C；(3)由于AgBr的溶度積比AgCl更小，故在AgCl沉淀中加入KBr溶液，白色沉淀AgCl轉(zhuǎn)化為淡黃色沉淀AgBr，其反應的離子方程式為：AgCl(s)＋Br－(aq)===AgBr(s)＋Cl－(aq)。(4)C2O在酸化的高錳酸鉀溶液中被氧化，其離子方程式為2MnO＋5C2O＋16H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。 Ⅱ.由4.80 g甲加熱至完全分解，得到金屬鈉和2.24 L(已折算成標準狀況) 的H2，可推斷金屬鈉和H2反應生成的甲為NaH，NaH與水反應生成NaOH和H2，NaH與AlCl3反應可得到NaAlH4。(1)甲的化學式為NaH；(2)由于反應物為NaH與AlCl3，得到產(chǎn)物有NaAlH4，故推知另一產(chǎn)物為NaCl，其化學方程式為4NaH＋AlCl3===NaAlH4＋3NaCl。(3)NaAlH4中的氫顯－1價，水中的氫顯＋1價，NaAlH4與水發(fā)生氧化還原反應的過程中生成氫氣，另一產(chǎn)物為NaAlO2，其化學方程式為NaAlH4＋2H2O===NaAlO2＋4H2↑。(4)根據(jù)題意NaH在無水條件下能與Fe2O3反應，結(jié)合反應物的性質(zhì)可推知反應產(chǎn)物為Fe和NaOH，從而得出其化學方程式為3NaH＋Fe2O3===2Fe＋3NaOH。(5)制備過程中，由于鹽酸易揮發(fā)，產(chǎn)生的氫氣中會有氯化氫，易和鈉反應生成NaCl；如在制取NaH的反應中鈉過量，則產(chǎn)物中混有鈉，鈉與水反應也會有氫氣產(chǎn)生，無法判斷鈉與H2是否完全反應，同時驗純時也沒有考慮到混入的NaCl。 答案?、?(1) (2)2Mg＋CO22MgO＋C (3)AgCl(s)＋Br－(aq)===AgBr(s)＋Cl－(aq) (4)2MnO＋5C2O＋16H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O Ⅱ.(1)NaH　(2)4NaH＋AlCl3===NaAlH4＋3NaCl (3)NaAlH4＋2H2O===NaAlO2＋4H2↑ (4)3NaH＋Fe2O3===2Fe＋3NaOH (5)制備過程不合理，因為鹽酸易揮發(fā)，H2中混有HCl，導致產(chǎn)物中有NaCl 驗純方法不合理，如果有Na殘留，Na與水反應也產(chǎn)生H2；沒有考慮混入的NaCl