第2講鎂、鋁及其重要化合物一、單項(xiàng)選擇題1.(2018揚(yáng)州寶應(yīng)中學(xué)第一次月考)實(shí)驗(yàn)室將NH3通入AlCl3溶液中制備Al(OH)3,經(jīng)過濾、洗滌、灼燒得Al2O3,下列圖示裝置和原理均能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)A.用裝置甲制取NH3B.用裝置乙制備Al(OH)3C.用裝置丙過濾并洗滌Al(OH)3D.用裝置丁灼燒Al(OH)3得Al2O3答案AB項(xiàng),NH3通入AlCl3溶液中制備Al(OH)3應(yīng)采用防倒吸裝置,故錯(cuò)誤。C項(xiàng),過濾、洗滌沉淀時(shí)應(yīng)用玻璃棒引流,故錯(cuò)誤。D項(xiàng),灼燒Al(OH)3固體應(yīng)選用坩堝,不能用蒸發(fā)皿,故錯(cuò)誤。2.(2018南京高淳期末)下列有關(guān)物質(zhì)用途的敘述不正確的是()A.用鋁制餐具長時(shí)間存放堿性食物B.純堿溶液可用于去除油污C.氧化鐵常用作紅色油漆和涂料D.明礬可用作凈水劑答案AA項(xiàng),鋁能夠與堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),用鋁制餐具長時(shí)間存放堿性食物,會(huì)腐蝕鋁制餐具,錯(cuò)誤;B項(xiàng),純堿溶液顯堿性,油脂在堿性條件下發(fā)生水解,所以純堿溶液可用于去除油污,正確;C項(xiàng),氧化鐵是紅棕色固體,可作為紅色油漆和涂料,正確;D項(xiàng),明礬在水中電離出的Al3+水解,生成氫氧化鋁膠體,具有吸附性,可以吸附水里懸浮的雜質(zhì),故可用作凈水劑,正確。3.(2018鹽城期末)要使氯化鋁溶液中的Al3+完全轉(zhuǎn)化成Al(OH)3沉淀,應(yīng)選用的最佳試劑是()A.NaOH溶液 B.稀鹽酸C.氨水 D.AgNO3溶液答案CA項(xiàng),氫氧化鈉溶液是強(qiáng)堿溶液,沉淀Al3+時(shí)生成的氫氧化鋁沉淀能溶解在過量的強(qiáng)堿溶液中,所以Al3+不能全部轉(zhuǎn)化成沉淀,不符合題意;B項(xiàng),稀鹽酸與氯化鋁不反應(yīng),不符合題意;C項(xiàng),氨水與氯化鋁反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀,氨水是弱堿溶液,不能溶解Al(OH)3,可以使Al3+完全轉(zhuǎn)化成Al(OH)3沉淀,符合題意;D項(xiàng),氯化鋁與硝酸銀溶液反應(yīng)生成氯化銀沉淀,不符合題意。4.(2018泰州中學(xué)高三上學(xué)期開學(xué)考試)在給定條件下,下列選項(xiàng)中所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能一步實(shí)現(xiàn)的是()A.SSO3H2SO4B.Al2O3NaAlO2(aq)Al(OH)3C.Mg(OH)2MgCl2(aq)無水MgCl2D.FeFe2O3FeCl3答案BA項(xiàng),硫在氧氣中點(diǎn)燃只能生成SO2,錯(cuò)誤;B項(xiàng),氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水,偏鋁酸鈉溶液中通入CO2可生成氫氧化鋁沉淀,正確;C項(xiàng),鎂離子在溶液中會(huì)水解,直接蒸發(fā)氯化鎂溶液得不到氯化鎂固體,錯(cuò)誤;D項(xiàng),鐵與水蒸氣在高溫下反應(yīng)生成氫氣和四氧化三鐵,錯(cuò)誤。5.下列對各物質(zhì)性質(zhì)的解釋正確的是()選項(xiàng)性質(zhì)原因A明礬用來凈水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常溫下銅片不溶于濃硫酸常溫下銅在濃硫酸中發(fā)生鈍化D加熱鋁箔,熔化的鋁不滴落鋁表面的氧化膜熔點(diǎn)高,包在熔化的鋁外面答案DA項(xiàng),明礬凈水原理是硫酸鋁鉀溶液中含有鋁離子,鋁離子水解:Al3++3H2OAl(OH)3(膠體)+3H+,生成的氫氧化鋁膠體具有吸附性,可以凈水,Al3+沒有吸附性,錯(cuò)誤;B項(xiàng),二氧化硫能使溴水褪色,是因?yàn)槎趸蚺c單質(zhì)溴發(fā)生氧化還原反應(yīng),表現(xiàn)了二氧化硫的還原性,與漂白性無關(guān),錯(cuò)誤;C項(xiàng),常溫下,Cu與濃硫酸不反應(yīng),在加熱條件下反應(yīng),常溫下Cu在濃硫酸中不會(huì)發(fā)生鈍化,能發(fā)生鈍化的常見金屬是鋁和鐵,錯(cuò)誤;D項(xiàng),鋁箔表面在空氣中被氧化為氧化鋁,加熱時(shí),表面氧化鋁的熔點(diǎn)比鋁的熔點(diǎn)高,包住了里邊熔化的鋁,因此加熱鋁箔,鋁熔化了但是不會(huì)滴落,正確。6.(2018淮安一模)在給定條件下,下列選項(xiàng)所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實(shí)現(xiàn)的是()A.SiO2Na2SiO3(aq)H2SiO3B.MgCl2·6H2OMgCl2MgC.SO2CaSO3CaSO4D.FeFe2O3FeCl3(aq)答案AA項(xiàng),二氧化硅是酸性氧化物,所以二氧化硅可以與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成硅酸鈉和水,由于碳酸酸性強(qiáng)于硅酸,則硅酸鈉溶液與二氧化碳反應(yīng)可生成硅酸,正確;B項(xiàng),氯化氫具有揮發(fā)性,氯化鎂溶液中的Mg2+會(huì)發(fā)生水解,蒸干得到的是氫氧化鎂,不會(huì)得到純凈的氯化鎂,所以必須在氯化氫氣流中,抑制Mg2+水解,得到無水氯化鎂,然后電解熔融的氯化鎂得到鎂單質(zhì),錯(cuò)誤;C項(xiàng),鹽酸的酸性強(qiáng)于亞硫酸,所以二氧化硫與氯化鈣溶液不反應(yīng),不符合題述轉(zhuǎn)化,錯(cuò)誤;D項(xiàng),鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵,而不是氧化鐵,錯(cuò)誤。7.下列開發(fā)利用自然資源制取化學(xué)品的途徑較合理的是()A.海水Mg(OH)2MgOMgB.石油苯、甲苯、二甲苯、苯酚等C.鋁土礦Al(OH)3Al2O3AlD.海帶I2答案DA項(xiàng),MgO熔點(diǎn)很高,采用“電解MgO制Mg”不合理;B項(xiàng),石油裂解得到的產(chǎn)物中主要含氣態(tài)烴,不能得到苯、甲苯、二甲苯、苯酚等物質(zhì),故不合理;C項(xiàng),鋁土礦中的Al2O3與NaOH溶液反應(yīng)生成NaAlO2,過濾后,為保證鋁元素全部沉淀,應(yīng)通入CO2,加鹽酸不合理。8.制備Al2Fe(SO4)4·24H2O的實(shí)驗(yàn)中,對過濾出產(chǎn)品的母液(pH<1)進(jìn)行處理。常溫下,分別取母液并向其中加入指定物質(zhì),反應(yīng)后溶液中主要存在的一組離子正確的是()A.通入足量氨氣:NH4+、SO42B.加入足量Na2O2:Na+、Fe2+、SO42C.加入過量稀硝酸:Al3+、Fe3+、H+、NO3-D.加入過量漂白粉溶液:Ca2+、Fe2+、Cl-、ClO-答案CA項(xiàng),Al3+與過量的NH3反應(yīng),只能生成Al(OH)3沉淀,所以不會(huì)存在AlO2-,錯(cuò)誤;B項(xiàng),Na2O2具有強(qiáng)氧化性,可以將Fe2+氧化成Fe3+,Na2O2與H2O反應(yīng)生成NaOH,與Fe3+反應(yīng)生成Fe(OH)3沉淀,過量的NaOH會(huì)與Al3+反應(yīng)生成AlO2-,錯(cuò)誤;C項(xiàng),稀HNO3具有強(qiáng)氧化性,可氧化Fe2+生成Fe3+,正確;D項(xiàng),ClO9.下列實(shí)驗(yàn)操作正確的是()A.用裝置甲收集SO2B.用裝置乙蒸發(fā)AlCl3溶液制備AlCl3晶體C.中和滴定時(shí),錐形瓶用待裝液潤洗D.使用分液漏斗和容量瓶時(shí),先檢查是否漏液答案DA項(xiàng),ρSO2>ρ空氣,收集SO2時(shí)應(yīng)“長進(jìn)短出”,故錯(cuò)誤;B項(xiàng),直接加熱蒸發(fā)AlCl310.(2018寶應(yīng)中學(xué)高三上學(xué)期第一次月考)Al2O3與MgO的混合物經(jīng)過量燒堿溶液處理后,過濾,向所得濾液中滴加NaHCO3溶液,測得溶液pH和Al(OH)3生成的量隨加入NaHCO3溶液體積變化的曲線如下:下列有關(guān)說法不正確的是()A.a點(diǎn)溶液中存在的離子有Na+、AlO2-、OH-B.b點(diǎn)與c點(diǎn)溶液中所含微粒種類相同C.NaHCO3溶液的物質(zhì)的量濃度為0.8mol/LD.生成沉淀的離子方程式為HCO3-+AlO2-+H2OAl(OH)答案Ca點(diǎn)溶液是Al2O3與MgO的混合物經(jīng)過量燒堿溶液處理過濾后所得濾液,溶質(zhì)是生成的NaAlO2和過量的NaOH,溶液中存在的離子有Na+、AlO2-、OH-、H+,故A正確;由b點(diǎn)到c點(diǎn)是偏鋁酸根離子與碳酸氫根離子反應(yīng),其離子方程式為HCO3-+AlO2-+H2OAl(OH)3↓+CO32-,此階段溶液中所含微粒種類相同,故B、D正確;由d點(diǎn)可知,加入40mLNaHCO3溶液,Al(OH)3沉淀的物質(zhì)的量是32×10-3mol,溶液中含過量的NaOH,由反應(yīng)順序OH-+HCO3-CO32-+H2O、HCO3-+AlO2-+H11.鋁土礦的主要成分中含有氧化鋁、氧化鐵和二氧化硅等,工業(yè)上經(jīng)過下列工藝可以冶煉金屬鋁。下列說法中錯(cuò)誤的是()A.①、②中除加試劑外,還需要進(jìn)行過濾操作B.a、b中鋁元素的化合價(jià)相同C.③中需要通入過量的氨氣D.④進(jìn)行的操作是加熱,而且d一定是氧化鋁答案C鋁土礦中加入鹽酸生成Al3+和Fe3+,二氧化硅不溶于鹽酸,所以要過濾,分離出二氧化硅;濾液中加過量NaOH溶液,Al3+轉(zhuǎn)化為AlO2-,Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,過濾除去Fe(OH)3沉淀,向?yàn)V液中通入過量的二氧化碳,會(huì)生成Al(OH)3沉淀,Al(OH)3受熱分解生成Al2O3,最后電解熔融的Al2O3生成Al。A項(xiàng),由以上分析可知①、②中除加試劑外,還需要進(jìn)行過濾操作,故正確;B項(xiàng),Al3+、AlO2-中鋁元素的化合價(jià)均為+3價(jià),故正確;C項(xiàng),③中需要把AlO2-轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀,要通入過量的二氧化碳:AlO2-+CO2+2H2OAl(OH)3↓+HCO二、非選擇題12.某鋁土礦中主要含有Al2O3、Al(OH)3、AlO(OH),還含有Fe2O3等雜質(zhì)。利用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的流程如圖所示:(1)堿浸時(shí)為提高鋁土礦的浸出率可采取的措施是。(答兩點(diǎn))

(2)AlO(OH)與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(3)在稀釋、結(jié)晶過程中,加Al(OH)3晶核的目的是促進(jìn)Al(OH)3的析出。上述“稀釋、結(jié)晶”工藝,也可用通入足量的某氣體的方法來代替。通入氣體時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是。

(4)濃縮所得的NaOH溶液由于吸收了空氣中的CO2而含有雜質(zhì),該雜質(zhì)可通過苛化反應(yīng)除去,寫出苛化反應(yīng)的化學(xué)方程式:。

(5)該生產(chǎn)流程能實(shí)現(xiàn)(填化學(xué)式)的循環(huán)利用。

(6)氧化鋁是工業(yè)上冶煉鋁的原料,用電解氧化鋁制備金屬鋁時(shí)需加入冰晶石(Na3AlF6)作助熔劑,寫出用NaF和Al2(SO4)3反應(yīng)制備冰晶石的化學(xué)方程式:。

答案(1)粉碎鋁土礦、升高溫度等(2)AlO(OH)+NaOHNaAlO2+H2O(3)AlO2-+CO2+2H2OHCO3-(4)Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+2NaOH(5)NaOH(6)12NaF+Al2(SO4)32Na3AlF6+3Na2SO4解析鋁土礦用強(qiáng)堿溶液進(jìn)行堿浸轉(zhuǎn)化成偏鋁酸鹽,加入Al(OH)3晶核促進(jìn)Al(OH)3的析出,加水稀釋促進(jìn)偏鋁酸根離子的水解,最后過濾得到氫氧化鋁,焙燒氫氧化鋁得到Al2O3。(1)為提高鋁土礦的浸出率可采取的措施是粉碎鋁土礦、升高溫度、攪拌等。(2)AlO(OH)與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為AlO(OH)+NaOHNaAlO2+H2O。(3)越稀越水解,加水稀釋促進(jìn)偏鋁酸根離子的水解,也可以用偏鋁酸鹽與二氧化碳?xì)怏w反應(yīng)制得Al(OH)3,反應(yīng)的離子方程式為AlO2-+CO2+2H2OHCO3-+Al(OH)3↓。(4)濃縮所得的NaOH溶液由于吸收了空氣中的CO2而含有雜質(zhì)碳酸鈉,碳酸鈉與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣,從而除去碳酸根離子,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+2NaOH。(5)后續(xù)反應(yīng)中生成氫氧化鈉,而前階段是用氫氧化鈉溶液溶解鋁土礦,該生產(chǎn)流程能實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用的是NaOH。(6)NaF和Al2(SO4)3反應(yīng)生成Na3AlF6和Na2SO4的化學(xué)方程式為12NaF+Al2(SO4)32Na3AlF6+3Na2SO4。13.Ⅰ.科學(xué)研究表明:在制備鐵磁芯時(shí),如果加入一定量的碳化鋁(鋁原子與碳原子個(gè)數(shù)比為4∶3),可降低鐵磁芯晶體的電阻率且不影響電磁性能。(1)少量碳化鋁粉末遇到冷水時(shí)會(huì)生成白色膠狀物,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

Ⅱ.某校實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)想通過以下實(shí)驗(yàn)裝置測定生產(chǎn)出的碳化鋁的純度(已知雜質(zhì)不溶于稀硫酸)。(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)特點(diǎn),本次實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)裝置應(yīng)當(dāng)選圖2中的(填“A”或“B”)。

(3)②實(shí)驗(yàn)之前,將集氣瓶到量筒間的導(dǎo)管充滿水③當(dāng)量筒液面不再發(fā)生變化時(shí),即可進(jìn)行讀數(shù)④讀數(shù)之前,應(yīng)使裝置冷卻至室溫,并調(diào)節(jié)集氣瓶和量筒的位置使兩液面相平后再進(jìn)行讀數(shù)(4)甲同學(xué)稱取mg樣品,在實(shí)驗(yàn)操作無誤且樣品完全反應(yīng)的情況下,生成氣體V1mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),則甲同學(xué)得到的該樣品的純度表達(dá)式為。

Ⅲ.乙同學(xué)認(rèn)為利用甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)后圓底燒瓶中的剩余液體(含雜質(zhì))也可測得樣品純度,并經(jīng)過思考得到如下實(shí)驗(yàn)流程圖:(5)試劑X的名稱為,將沉淀灼燒至恒重的目的是。若得到最終產(chǎn)物ng,則乙同學(xué)得到的該樣品的純度表達(dá)式為。

答案(1)Al4C3+12H2O4Al(OH)3+3CH4↑(2)B(3)②④(4)3V(5)氨水確保Al(OH)3完全轉(zhuǎn)化為Al2O31200n解析(1)由于碳化鋁中鋁原子與碳原子個(gè)數(shù)比為4∶3,所以碳化鋁的化學(xué)式為Al4C3,則與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al4C3+12H2O4Al(OH)3+3CH4↑。(2)A裝置中滴入硫酸的體積會(huì)被當(dāng)成生成氣體的體積而產(chǎn)生誤差,B裝置可以使得圓底燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)在反應(yīng)過程中不發(fā)