第10講 鎂、鋁及其重要化合物一、選擇題1.(2019銀川第一中學月考)鎂粉是焰火、閃光粉、鞭炮中不可缺少的原料。工業上制造鎂粉是將鎂蒸氣在某種氣體中冷卻，有下列氣體：空氣、CO2、Ar、H2、N2，其中可作為冷卻氣體的是()A.和B.和C.和 D.和解析：選C。加熱時O2、N2、CO2都能與鎂反應。2.下列關于鋁及其化合物的說法不正確的是()A.Al既可用于食品包裝，也可用作建筑材料B.Al2O3既可用來冶煉金屬Al，也可用作耐火材料C.明礬KAl(SO4)212H2O既可用作凈水劑，也可用作消毒劑D.Al(OH)3既可用作治療胃酸過多的藥物，也可用來制備一些鋁鹽解析：選C。A項，金屬鋁具有良好的延展性，因此鋁可以制成鋁箔用于食品包裝，金屬鋁也可用作建筑材料，如鋁合金門窗等，正確；B項，電解熔融的Al2O3可冶煉金屬Al，由于Al2O3具有耐高溫的性質，也可用作耐火材料，正確；C項，明礬KAl(SO4)212H2O溶于水后，Al3能發生水解反應，生成的Al(OH)3膠體具有吸附作用，可用作凈水劑，但Al(OH)3并不具有消毒作用，錯誤；D項，Al(OH)3與胃酸中的鹽酸反應生成氯化鋁和水，正確。3.世界衛生組織已把鋁確定為食品的污染源之一而加以控制使用。鋁在下列應用中應加以控制的是()制鋁合金制電線制炊具制銀色漆顏料用明礬凈水用明礬與蘇打做食品膨松劑制易拉罐用氫氧化鋁凝膠制胃舒平藥品包裝糖果和食品A.B.C. D.解析：選D。解答本題時，要抓住題中的“把鋁確定為食品的污染源之一”與“控制使用”。4.(2019洛陽第一次統考)下列實驗中，所加固體可以完全溶解的是()A.在H2O2溶液中加入少量MnO2粉末B.將一小塊鋁片投入足量NaOH溶液中C.將少量氫氧化鋁加入足量的濃氨水中D.常溫下將一小塊鐵片投入足量濃硝酸中解析：選B。二氧化錳做催化劑，固體不會溶解，A項錯誤；Al與足量NaOH溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，固體Al可完全溶解，B項正確；氨水不能溶解氫氧化鋁，固體不會溶解，C項錯誤；常溫下，鐵遇濃硝酸發生鈍化，生成致密的氧化膜阻止反應的進一步發生，則固體不能完全溶解，D項錯誤。5.下列除去雜質的方法不正確的是()A.鎂粉中混有少量鋁粉：加入過量燒堿溶液充分反應，過濾、洗滌、干燥得到鎂粉B.用過量氨水除去Fe3溶液中的少量Al3C.Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量燒堿溶液，充分反應，過濾，向濾液中通入過量CO2后再過濾、洗滌、干燥得到Al(OH)3D.MgO中混有少量Al2O3：加入足量燒堿溶液，充分反應，過濾、洗滌、干燥得到MgO解析：選B。Al(OH)3不溶于氨水，故向含少量Al3的Fe3溶液中加入過量氨水時，Fe3、Al3均轉化為氫氧化物沉淀，達不到除雜的目的。6.(2019洛陽第一次統考)鎵(Ga)與鋁同主族，曾被稱為“類鋁”，其氧化物和氫氧化物均為兩性化合物。工業制備鎵的流程如圖所示：下列判斷不合理的是()A.Al、Ga均處于第A族B.Ga2O3可與鹽酸反應生成GaCl3C.Ga(OH)3可與NaOH反應生成NaGaO2D.酸性：Al(OH)3Ga(OH)3解析：選D。Ga與Al同主族，均處于第A族，A項正確；Ga2O3與Al2O3的性質相似，可與鹽酸反應生成GaCl3，B項正確；Ga(OH)3屬于兩性氫氧化物，與Al(OH)3的性質相似，能與NaOH溶液反應生成NaGaO2，C項正確；化學反應遵循強酸制弱酸的原理，在NaAlO2和NaGaO2的混合液中通入適量CO2，只有Al(OH)3沉淀，而沒有Ga(OH)3沉淀，鎵酸的酸性強于碳酸，則酸性：Al(OH)3Ga(OH)3，D項錯誤。7.從海水中提取鎂的工藝流程如圖所示：下列說法錯誤的是()A.用此法提取鎂的優點之一是原料來源豐富B.步驟電解MgCl2時陰極產生氯氣C.步驟可將晶體置于HCl氣體氛圍中脫水D.上述工藝流程中涉及化合、分解和復分解反應解析：選B。海水中含有大量的鎂，A項正確；電解MgCl2時，陽極產生Cl2，B項錯誤；加熱脫水過程中Mg2能水解生成Mg(OH)2，為防止Mg2水解，應在HCl氣體氛圍中脫水，C項正確；、分別為分解反應、化合反應、復分解反應，D項正確。8.(2019試題調研)在一定條件下，向Al2O3和過量C粉的混合物中通入氯氣，可制得易水解的AlCl3，實驗裝置如圖所示。下列說法不正確的是()A.裝置c中盛裝的是濃硫酸B.實驗時應先點燃裝置d處酒精燈，再點燃裝置a處酒精燈C.此反應中的尾氣，除氯氣外都可直接排放到大氣中D.該裝置不完善，其中應改進的一項是在裝置d、e之間添加一個干燥裝置解析：選C。裝置a制取Cl2，裝置b除去Cl2中的HCl，裝置c干燥Cl2，裝置d制備AlCl3，裝置e處理尾氣。裝置c中盛裝的是濃硫酸，用來干燥Cl2，A正確；實驗時應先點燃裝置d處酒精燈，再點燃裝置a處酒精燈，可以充分利用Cl2，B正確；此反應中的尾氣，除Cl2外還有CO等，不能直接排放到大氣中，C錯誤；為防止裝置e中的水蒸氣進入裝置d，應在裝置d、e之間添加一個干燥裝置，D正確。9.下列曲線圖與對應的選項相符合的是()A.向1 L濃度均為0.1 molL1的NaAlO2、Ba(OH)2混合溶液中加入0.1 molL1的稀H2SO4B.向1 L濃度分別為0.1 molL1和0.3 molL1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1 molL1的稀NaOH溶液C.向燒堿溶液中滴加明礬溶液D.向AlCl3溶液中滴加過量氨水解析：選A。A項，Ba(OH)2和NaAlO2中加入稀H2SO4，發生的反應依次為Ba22OH2HSO=BaSO42H2O、AlOHH2O=Al(OH)3、Al(OH)33H=Al33H2O，所以加入1 L稀H2SO4時Ba(OH)2反應完，再加0.5 L稀H2SO4時AlO反應完，再加1.5 L稀H2SO4時，Al(OH)3全部溶解，正確；B項，向1 L濃度分別為0.1 molL1和0.3 molL1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1 molL1的NaOH溶液，發生的反應依次為Al33OH=Al(OH)3、OHNH=NH3H2O、Al(OH)3OH=AlO2H2O，所以沉淀Al3和溶解Al(OH)3所用NaOH溶液的體積之比為31，而圖像中是11，錯誤；C項，向燒堿溶液中滴加明礬溶液，發生的反應依次為Al34OH=AlO2H2O、Al33AlO6H2O=4Al(OH)3，所以無現象階段與產生沉淀階段所加入的明礬溶液體積之比為31，錯誤；D項，向AlCl3溶液中滴加過量氨水，沉淀不會溶解，錯誤。10.(2019保定質檢)工業上用某種氧化鋁礦石(含Fe2O3雜質)為原料冶煉鋁的工藝流程如下：對上述流程的判斷正確的是()A.試劑X可以為氨水，沉淀中含有鐵的化合物B.CO2可以用H2SO4溶液或稀鹽酸代替C.反應中的離子方程式為CO2AlO2H2O=Al(OH)3HCOD.工業上還可采用Fe還原Al2O3的方法制Al，成本更低解析：選C。A項，試劑X應為強堿溶液，使Al2O3溶解；B項，若用強酸代替CO2，強酸過量時，Al(OH)3會溶解，不能保證生成Al(OH)3沉淀；D項，因Al比Fe活潑，不能用Fe置換Al。二、非選擇題11.無水AlCl3可用作有機合成的催化劑、食品膨松劑等。工業上可由鋁土礦(主要成分是Al2O3和Fe2O3)和焦炭制備AlCl3，流程如下：已知：AlCl3、FeCl3分別在183 、315 時升華。(1)鋁離子的結構示意圖為，實驗室配制氯化鋁溶液時加入鹽酸的目的是_。(2)氯化爐中Al2O3、Cl2和焦炭在高溫下發生的反應化學方程式為_；爐氣中殘余的少量Cl2，可用NaOH溶液吸收，其離子方程式為_。(3)700 時，升華器中物質經充分反應后需降溫實現FeCl3和AlCl3的分離。請選擇合適的溫度范圍：。a.低于183 b.介于183 和315 之間c.高于315 (4)樣品(含少量FeCl3)中AlCl3含量可通過下列操作測得(部分物質略去)。m克樣品NaAlO2溶液Al(OH)3n克Al2O3計算該樣品中AlCl3的質量分數：_(結果用m、n表示，不必化簡)。答案：(1) 防止氯化鋁水解(2)Al2O33Cl23C2AlCl33COCl22OH=ClOClH2O(3)b(4)100%12氮化鋁(AlN)是一種綜合性能優良的陶瓷材料，能緩慢水解，不耐酸堿腐蝕。某化學實驗小組在實驗室制備AlN并測定產品純度，設計實驗如下。請回答：.制備AlN(1)實驗時，以空氣為原料制備AlN。按氣流從左向右的方向，上述裝置的正確連接順序為j_i(填儀器接口字母編號)。(2)上述裝置中，需要檢漏的儀器名稱為_。(3)試劑X的作用為_。(4)裝置D中發生的反應化學方程式為_。.測定產品純度(5)設計實驗證明裝置D的產品中含有Al單質：_。(6)測定產品純度：取裝置D中產品4.37 g，加入足量NaOH濃溶液，充分反應后，通入水蒸氣，將生成的氣體全部趕出，用V1 mL c1 mol/L的鹽酸吸收；以酚酞做指示劑，用c2 mol/L的NaOH標準溶液滴定過量的鹽酸，達到滴定終點時，消耗V2 mL NaOH標準溶液。則：達到滴定終點的現象為_。產品中AlN的質量分數為_(列出計算式即可)。答案：(1)fedcab(或ba)gh(或hg)(2)分液漏斗(3)吸收空氣中的水蒸氣，避免其與還原鐵粉反應干擾實驗(4)2AlN22AlN(5)取裝置D中少量產品于試管中，加入足量稀硫酸，有無色、無味的可燃性氣體生成，則產品中含有Al單質(或其他合理答案)(6)滴入最后一滴NaOH標準溶液時，溶液恰好從無色變為淺紅色，且半分鐘內不變色100%13(2019安徽師大附中段考)用鋁土礦(含30%SiO2、40.8%Al2O3和少量Fe2O3等)制取鋁硅合金材料有濕法、干法等方法，其中干法制備的工藝流程如下：(1)若濕法處理鋁土礦，用強酸浸取時，所得溶液中陽離子有_。(2)焙燒除鐵的反應化學方程式為4(NH4)2SO4Fe2O32NH4Fe(SO4)23H2O6NH3(Al2O3部分發生類似反應)。氧化物轉化為硫酸鹽的轉化率與溫度的關系如圖，最適宜的焙燒溫度為_。(3)操作包括加水溶解、_。(4)用焦炭還原SiO2、Al2O3會產生中間產物SiC、Al4C3。寫出高溫下Al4C3與Al2O3反應生成鋁單質的化學方程式：_。(5)鋁硅合金材料中若含鐵，會影響其抗腐蝕性，原因是_。(6)不計損失，投入1 t鋁土礦，當加入54 kg純鋁后，鋁硅合金中mn_。解析：鋁土礦加(NH4)2SO4焙燒除鐵，Fe2O3轉化為NH4Fe(SO4)2，同時生成氨，加水溶解、過濾，濾渣為SiO2和Al2O3，用焦炭在高溫條件下還原SiO2、Al2O3得到鋁硅熔體，再加純鋁攪拌，得到鋁硅合金。(1)鋁土礦中的氧化鋁和氧化鐵能溶于強酸生成Al3、Fe3，另外還有剩余的H，所以溶液中的陽離子有Al3、Fe3、H。(2)焙燒除鐵時盡可能使氧化鐵的轉化率升高，并使氧化鋁的轉化率降低，由圖可知在300 時，氧化鐵轉化為硫酸鹽的轉化率很高，而氧化鋁轉化為硫酸鹽的轉化率最低，所以最適宜的焙燒溫度為300 。(3)由流程分析可知，操作包括加水溶解、過濾。(4)在高溫條件下，Al4C3與Al2O3反應生成Al和CO，其反應的化學方程式為Al4C3Al2O36Al3CO。(5)Al、Fe形成原