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高考作业(七)铝、镁及其化合物A组全员必做题1．科学家发明的透明坚硬镁铝氧化物新型材料，可以用作显示器和手机屏幕。下列有关镁和铝的说法正确的是()A．镁的金属性比铝弱B．镁和铝的氧化物都可以与盐酸反应C．镁和铝原子的最外层电子数都为3D．镁和铝的氧化物都可以与氢氧化钠溶液反应解析镁的金属性比铝强，A项错误；镁和铝的氧化物都可以与盐酸反应，B项正确；镁和铝原子的最外层电子数分别是2和3，C项错误；氧化铝是两性氧化物，可以与氢氧化钠溶液反应，氧化镁是碱性氧化物，与氢氧化钠溶液不反应，D项错误。答案B2．用含有少量Mg的Al片制取纯净的Al(OH)3，下列操作中最恰当的组合是()①加盐酸溶解②加NaOH溶液③过滤④通入过量CO2生成Al(OH)3⑤加盐酸生成Al(OH)3⑥加过量氨水生成Al(OH)3A．①⑥③B．①③⑥③C．②③④③D．②③⑤③解析2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑，Mg和NaOH溶液不反应，过滤后向NaAlO2溶液中通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀，再过滤即得到Al(OH)3。答案C3．铝箔在酒精灯上加热至熔化的实验现象与下列性质的叙述无关的是()A．铝表面可形成一层氧化物保护膜B．铝的熔点较低C．Al2O3熔点高，酒精灯不能将其熔化D．铝能与酸或强碱溶液反应解析铝箔在酒精灯上加热至熔化看到的实验现象是铝熔化但不滴落，原因是铝在加热条件下与空气中的氧气反应生成致密的熔点较高的Al2O3薄膜，内部低熔点的铝虽熔化但不能滴落，可见该现象与D项叙述无关。答案D4．(2019·福州质检)科技工作者提出用铝粉处理含亚硝酸盐废水的思路：调节亚硝酸盐废水的酸碱性，使其pH12，然后加入适量的铝粉、搅拌，从而达到预期目的。下列判断错误的是()A．处理废水时铝单质转化为Al3＋B．处理废水时亚硝酸盐被还原C．处理过程中，OH－参与了反应D．铝粉颗粒大小影响废水处理的速率解析pH12，溶液显碱性，则处理废水时，铝单质转化为AlO－2，A项错误；铝是金属，具有还原性，因此处理废水时，亚硝酸盐被还原，B项正确；处理废水时铝单质转化为AlO－2，这说明OH－参与了反应，C项正确；固体反应物的表面积越大，反应速率越快，因此铝粉颗粒的大小影响废水处理的速率，D项正确。答案A5．在CO2中，Mg燃烧生成MgO和C。下列说法正确的是()A．元素C的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体B．Mg、MgO中镁元素微粒的半径：r(Mg2＋)r(Mg)C．在该反应条件下，Mg的还原性强于C的还原性D．该反应中化学能全部转化为热能解析C还存在C60等同素异形体，A项错误；Mg的电子层数比Mg2＋多，所以半径：r(Mg)r(Mg2＋)，B项错误；反应方程式为2Mg＋CO2=====点燃2MgO＋C，还原剂为Mg，还原产物为C，根据还原剂的还原性强于还原产物的还原性知，Mg的还原性强于C的还原性，C项正确；燃烧过程中化学能除转化为热能外，还转化为光能等其他能量，D项错误。答案C6．(2019·长沙模考)下列均为实验过程中产生沉淀的物质的量(Y)与加入试剂的量(X)之间的关系图，其中正确的是()A．图①：向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量且边滴边振荡B．图②：向NaAlO2溶液中逐滴滴加稀盐酸至过量且边滴边振荡C．图③：向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液直至过量D．图④：向NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2的混合溶液中逐渐通入二氧化碳至过量解析生成沉淀与沉淀溶解消耗NaOH的物质的量之比应为3∶1，A项错误；滴入盐酸即可产生沉淀，且最终沉淀全部溶解，生成沉淀与沉淀溶解消耗HCl的物质的量之比为1∶3，B项错误；滴加NaOH溶液，依次与溶液中Al3＋、NH＋4、Al(OH)3反应，沉淀生成、溶解以及NH＋4完全反应时消耗NaOH的物质的量之比为3∶1∶1，C项正确；通入的过量的CO2首先与OH－反应生成CO2－3，且CO2－3与Ba2＋反应生成BaCO3[相当于CO2先与Ba(OH)2反应生成BaCO3，再与NaOH反应生成Na2CO3]，然后CO2与NaAlO2反应生成Al(OH)3沉淀，最后CO2与BaCO3反应沉淀溶解，即最终溶液中的沉淀只有Al(OH)3，D项错误。答案C7．(2019·湖北重点中学考试)现有Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(aq)六种物质，它们之间的关系如图所示，图中每条线两端的物质之间都可以发生反应，下列推断不合理的是()A．X可能为Al或Cl2B．Y一定为NaOH(aq)C．N一定是HCl(aq)D．Q、Z中的一种必为Al2O3解析本题为无机物推断题，推断的关键是找准突破口。推断时首先根据题图，可知Y能与其他五种物质反应，则Y为NaOH(aq)，又HCl(aq)和Cl2不反应，与其他四种物质都反应，则N为HCl(aq)，X为Cl2，Al、Al2O3、Al(OH)3都既能与HCl(aq)反应也能和NaOH(aq)反应，且只有Al能与Cl2反应，则M为Al，Q、Z中的一种为Al2O3，另一种为Al(OH)3。答案A【知识纵横】金属铝及其化合物网络图8．(2019·唐山质检)某学生探究0.25mol·L－1Al2(SO4)3溶液与0.5mol·L－1Na2CO3溶液的反应，实验如下。实验1过量的Al2(SO4)3溶液白色沉淀a沉淀溶解，无气泡实验2过量的Na2CO3溶液白色沉淀b沉淀溶解，少量气泡下列分析不正确的是()A．实验1中，白色沉淀a是Al(OH)3B．实验2中，白色沉淀b中含有CO2－3C．实验1、2中，白色沉淀成分不同与混合后溶液的pH有关D．检验白色沉淀a、b是否洗涤干净，不可使用相同的检验试剂解析实验1在过量的Al2(SO4)3溶液中加入Na2CO3溶液，过滤、洗涤得到白色沉淀a，加入稀H2SO4，沉淀溶解，没有气泡，说明白色沉淀a是Al(OH)3；实验2在过量的Na2CO3溶液中加入Al2(SO4)3溶液，过滤、洗涤得到白色沉淀b，加入稀H2SO4，沉淀溶解并产生少量气泡，说明白色沉淀b中含有Al(OH)3和碳酸盐。由以上分析可知，A、B两项正确；实验1、2中加入试剂的顺序不同，混合后溶液的pH不同，生成的沉淀不同，说明白色沉淀的成分不同与混合后溶液的pH有关，C项正确；检验白色沉淀a、b是否洗涤干净，都可通过检验最后一次洗涤液中是否含有SO2－4的方法，故可使用相同的检验试剂，D项错误。答案D9．(2019·洛阳统考)镓(Ga)与铝同主族，曾被称为“类铝”，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业制备镓的流程如下图所示，下列判断不合理的是()A．Al、Ga均处于ⅢA族B．Ga2O3可与盐酸反应生成GaCl3C．Ga(OH)3可与NaOH反应生成NaGaO2D．酸性：Al(OH)3Ga(OH)3解析镓(Ga)与铝同主族，均处于ⅢA族，故A项正确；Ga2O3与Al2O3的性质具有相似性，可与盐酸反应生成GaCl3，故B项正确；Ga(OH)3属于两性氢氧化物，与Al(OH)3的性质相似，能与NaOH溶液生成NaGaO2，故C项正确；化学反应遵循强酸制弱酸的原理，在NaAlO2和NaGaO2的混合液中通入CO2，只有Al(OH)3沉淀，而没有Ga(OH)3沉淀，是由于镓酸酸性强于碳酸，酸性Al(OH)3＜Ga(OH)3，故D项错误。答案D10．向90mL0.1mol·L－1的AlCl3溶液中，投入ag金属钠，欲使最终无沉淀生成，则a的最小值为()A．0.621B．1.242C．0.414D．0.828解析n(AlCl3)＝0.1mol·L－1×0.09L＝0.009mol，加入金属钠至最终无沉淀生成的化学反应过程为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O，即消耗Na的物质的量最少为0.009mol×4＝0.036mol，m(Na)＝0.036mol×23g·mol－1＝0.828g。答案D11．某混合物A，含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现下列物质之间的转化：据此回答下列问题：(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中分离溶液和沉淀采用的相同的操作是________。过滤(2)写出下列B、C、D、E所含物质的化学式：固体B为_________；沉淀C为__________________；沉淀D为____________；溶液E为____________________。(3)写出①②③④四个反应的化学方程式或离子方程式。①________________________________________；②________________________________________；③________________________________________；④_______________________________。Al2O3Al2O3和Fe2O3K2SO4和(NH4)2SO4Fe2O3Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2OAl3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4AlO－2＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓2Al(OH)3=====△Al2O3＋3H2O解析由混合物A的成分可知制取固体B的流程为其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中共同的操作为过滤。B组重点提升题12．(2019·商丘月考)铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，如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溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学反应方程式：2Na2SiO3＋2NaAlO2＋2H2O===Na2Al2Si2O8↓＋4NaOH。回答下列问题：(1)溶解铝土矿时，其成分与NaOH溶液发生反应的离子方程式：__________________________________________________________。(2)滤渣A的主要成分为_____________________；硅铝酸盐沉淀写成氧化物的形式是______________________。(3)在工艺流程第三步中，选用二氧化碳作酸化剂而不使用盐酸的原因是____________________________________________________。Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O，SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2OFe2O3、Na2Al2Si2O8Al(OH)3溶于强酸而不溶于弱酸，提高Al2O3的提取率Na2O·Al2O3·2SiO2(4)若该工厂用mkg铝土矿共制得nkgAl(假设每步反应进行完全)，则铝土矿中Al2O3的质量分数为______________。(5)若将铝用酸溶解，下列试剂中最好选用________(填选项字母)。A．浓硫酸B．稀硫酸C．稀硝酸D．浓硝酸B17n9m×100%解析(1)Al2O3是两性氧化物，能与NaOH反应，其离子反应方程式为Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O，SiO2属于酸性氧化物，能和NaOH溶液发生反应：SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2O，Fe2O3属于碱性氧化物，不与NaOH反应。(2)根据上述分析，滤渣A是Fe2O3，根据信息②滤渣A中还有Na2Al2Si2O8，因此滤渣A的成分是Fe2O3、Na2Al2Si2O8。把硅酸盐写成氧化物的形式，要求原子个数守恒或与硅酸盐中原子个数成比例，按照金属氧化物→SiO2→H2O的形式书写，如果有多种金属元素，按照金属活动性顺序书写，则该硅酸盐可写成Na2O·Al2O3·2SiO2。(3)因为AlO－2与酸反应生成的Al(OH)3不溶于碳酸，但溶于盐酸，因此用CO2酸化。(4)根据铝元素守恒，氧化铝的质量分数为17n9m×100%。(5)Al在浓硫酸、浓硝酸中钝化，Al和稀硝酸反应生成污染性气体，故最好选用稀硫酸。1