第6讲镁铝及其化合物.docx
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第6讲镁铝及其化合物
第6讲:
镁、铝及其化合物
一、单选题(共17题;共34分)
1.下列物质中,不能与盐酸反应的是( )
A. Al B. Al2O3 C. Al(OH)3 D. AlCl3
2.下列变化不能通过一步反应直接完成的是( )
A. Fe→Fe3+ B. Fe→Fe3O4 C. Al(OH)3→Al2O3 D. Al→Al(OH)3
3.属于铝热反应的是( )
A. Al+HCl
B. Al+H2SO4
C. Al+MgO
D. Al+MnO2
4.下列物质不能与镁反应的是( )
A. Cl2
B. N2
C. CO2
D. Ar
5.铝、氧化铝、氢氧化铝和可溶性铝盐与过量强碱溶液的反应,其生成物有一定的规律,下列说法中正确的是( )
A. 都有H2O生成 B. 都有H2生成 C. 都有AlO2-生成 D. 都有Al3+生成
6.向mg镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸,恰好完全反应生成标准状况下的气体bL。
向反应后的溶液中加入cmol/L氢氧化钾溶液VmL,使金属离子刚好沉淀完全,得到的沉淀质量为ng。
再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止,得到固体pg。
则下列关系不正确的是( )
A. n=17Vc+m
B. 5m/3<p<17m/9
C. p=m+cV/125
D. c=1000b/11.2V
7.将等物质的量的镁和铝混合,取等质量该混合物四份,分别加到足量的下列溶液中,充分反应后,放出氢气最多的是( )
A. 4mol·L-1HNO3
B. 3mol·L-1HCl
C. 8mol·L-1NaOH
D. 18mol·L-1H2SO4
8.在FeCl2和AlCl3的混合溶液中加入过量的氨水,直至溶液中沉淀的量不再改变为止。
经过滤、洗涤、干燥、在空气中灼烧,最终剩余固体的成分是 ( )
A. Fe2O3、Al2O3 B. Fe2O3 C. Fe(OH)2、Al(OH)3 D. Fe(OH)3、Al(OH)3
9.金属及其化合物的转化关系是化学学习的重要内容之一。
下列各组物质的转化关系,不全是可通过一步反应完成的是( )
A. Na→NaOH→Na2CO3→NaCl
B. Al→Al2O3→Al(OH)3→AlCl3
C. Mg→MgCl2→Mg(OH)2→MgSO4
D. Fe→FeCl2→Fe(OH)2→Fe(OH)3
10.在某无色溶液中缓慢地滴入NaOH溶液直至过量,产生沉淀的质量与加入的NaOH溶液体积的关系如右图所示,由此确定,原溶液中含有的阳离子可能是( )
A. Mg2+、Al3+、Fe3+
B. Na+、Mg2+、Al3+
C. H+、Ba2+、Al3+
D. H+、Mg2+、Al3+
11.向一定质量的稀盐酸中加入镁粉至过量,图中横坐标表示镁粉的质量,则纵坐标表示( )
A. 溶液的质量
B. 稀盐酸的质量
C. 氯化镁的质量
D. 生成气体的质量
12.将少量的铝投入过量的氢氧化钠溶液中充分反应,下列有关所得混合溶液的叙述正确的是( )
A. 该溶液中,Ag+、K+、NH4+、SO42﹣可以大量共存
B. 该溶液中,Na+、OH﹣、NO3﹣、CO32﹣不能大量共存
C. 向该溶液中逐滴加入AlCl3溶液,生成沉淀与加入AlCl3溶液关系如图
D. 向该溶液中逐滴加入稀盐酸,生成沉淀与加入稀盐酸关系如图
13.有五种化合物:
①Mg(HSO3)2,②Al(OH)3③Na[Al(OH)4],④(NH4)2CO3,⑤Al2O3。
跟盐酸和NaOH溶液都反应的是( )
A. ②④
B. ①②③
C. ①②④⑤
D. ③④⑤
14.镁遇到下列物质不放出H2的是:
( )
①NH4Cl溶液 ②KOH溶液③Na2CO3溶液 ④热的乙醇 ⑤苯
⑥醋酸溶液⑦FeCl3溶液⑧CuSO4溶液⑨NaH2PO4⑩NaHCO3溶液.
A. ①⑥⑦⑧
B. ③④⑤⑨⑩
C. ②③⑤⑩
D. ③④⑤⑦
15.镁铝性质相似,下表中对两者的对比不正确的是( )
选项
反应
铝
镁
A
与非金属
能被Cl2、O2氧化
能与N2、O2反应
B
与水
能与沸水反应
反应很困难
C
与碱
能溶于强碱溶液
不反应
D
与某些氧化物
能与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等
金属氧化物发生铝热反应
能在CO2中燃烧
A. A
B. B
C. C
D. D
16.甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol/L的盐酸和氢氧化钠溶液,向两烧杯中加入等质量的铝粉,反应结束后生成气体的体积比为甲:
乙=1:
2,则加入铝粉的质量为( )
A. 5.4g B. 3.6g C. 2.7g D. 1.8g
17.下列各项操作中,不发生“先产生沉淀,然后沉淀又溶解”现象的是( )
①向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2;②向NaAlO2溶液中逐滴加入过量的稀盐酸;
③向AlCl3溶液中逐滴加入过量的稀氢氧化钠溶液;④向硅酸钠溶液中逐滴加入过量的盐酸
A. ①② B. ①③ C. ①④ D. ②③
二、填空题(共4题;共15分)
18.有A、B、C、D四种均含有铝元素的化合物,它们之间存在如下的反应关系:
①A+NaOH=D+H2O
②B=A+H2O
③C+NaOH(适量)=B+NaCl
④C+D+H2O=B+NaCl
则A是________、C是________(填化学式)
19.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)粉碎后的铝土矿碱浸时应在高温下进行,其目的是________ .
(2)AlO(OH)与NaOH反应的化学方程式为 ________ .
(3)在稀释、结晶过程中:
稀释的目的是________ ;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________ 气体的方法来代替.
(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.
20.将一定质量的镁铝合金样品全部溶于100mL某浓度的盐酸中.向所得溶液中滴加5.0mol/L的NaOH溶液,生成沉淀质量与加入的NaOH溶液体积关系如图所示.
(1)19.4g沉淀中含有Al(OH)3的质量为 ________ ;
(2)盐酸的物质的量浓度为________.
21.A同学学习化学后知道,镁在氧气中燃烧会生成白色的氧化镁固体.但他在空气中点燃镁条时,却发现在生成的白色固体中还夹杂着少量的淡黄色固体.
物质
MgO
MgCl2
Mg3N2
Mg(NO3)2
MgCO3
Mg(OH)2
颜色
白色
白色
淡黄色
白色
白色
白色
[提出问题]为什么会生成淡黄色固体?
[查阅资料]该同学查阅资料,记录了右
表中几种物质的颜色:
(1)其他同学认为不必查阅氯化镁的颜色,理由是________ ;
(2)[提出猜想]分析资料,A同学认为淡黄色固体可能是由镁与空气中的________ 反应生成的;
(3)[实验探究]该同学设计实验证实了自己的猜想,他的方案可能是 将点燃的镁条伸人充满氮气的集气瓶中,观察是否生成淡黄色的固体 ;
(4)[实验结论]根据该同学的实验结果,写出镁条在空气中燃烧时发生的两个反应的化学方程式:
________ 、________ ;
(5)[反思与评价]通过上述实验,你对燃烧有什么新的认识?
________ .
三、综合题(共4题;共22分)
22.把河沙跟镁粉按一定质量比例混合均匀(15:
24),装入试管中加热,大约1min发生剧烈反应,待生成的混合物冷却后放入盛有稀硫酸的烧杯中,即产生气泡,并伴有爆鸣声,产生一种气态氢化物.
(1)写出河沙跟镁粉在加热条件下反应的方程式,并标明是放热还是吸热:
________,________.
(2)写出生成的混合物放入稀硫酸中发生反应的方程式:
________.
(3)写出产生“爆鸣声”的化学方程式:
________.
23.某无色工业废水中可能含有Na+、Mg2+、Al3+、Cl-、SO42-中的几种离子。
a.取少许该废水于试管中,加入足量的Ba(NO3)2溶液和稀硝酸,产生白色沉淀,充分反应后过滤,向滤液中加入AgNO3溶液无沉淀产生。
b.另取10mL该废水于试管中,滴加NaOH溶液先产生白色沉淀,后部分沉淀溶解。
生成沉淀的物质的量随加入NaOH的物质的量关系如下图所示。
根据上述实验和图中数据:
(1)该废水中一定不含有的离子有________(填离子符号);
(2)写出A→B 过程中发生反应的离子方程式:
________;
(3)该废水中,c(Al3+)=________;
(4)①实验室配制100mL2mol/L的NaOH溶液时,用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、量筒外,还需要________(填仪器名称)。
②下列操作使所配溶液浓度偏大的是(填写字母)________。
A.称量用了生锈的砝码
B.将NaOH放在纸张上称量
C.NaOH在烧杯中溶解后,未冷却就立即转移到容量瓶中
D.往容量瓶转移时,有少量液体贱出
E.未洗涤溶解NaOH的烧杯
F.定容时仰视刻度线
G.容量瓶未干燥即用来配制溶液
24.根据要求填空:
(1)镁燃烧不能用CO2灭火,用化学方程式表示其理由________.
(2)用H2O2和稀H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜,请写出表示该过程的化学方程式________.
(3)在NaAlO2溶液中通入过量的CO2________(用离子方程式表示)
(4)污水及自来水处理的方法有很多.
Fe2(SO4)3净水的原理是________.
使用时发现Fe2(SO4)3并不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去,其原因是________.
在酸性环境下,向含重铬酸根的废水中加入FeSO4溶液,然后调节pH,使生成的Cr3+转化为Cr(OH)3,写出第一步反应的离子方程式________.
(5)锌和铝都是活泼金属,其氢氧化物既能溶于强酸,又能溶于强碱.但是氢氧化铝不溶于氨水,而氢氧化锌能溶于氨水,生成Zn(NH3)42+,则下列各组中的两种溶液,用相互滴加的实验方法即可鉴别的是________.
①硫酸铝和氨水 ②偏铝酸钠和稀盐酸 ③硫酸锌和氢氧化钠 ④硫酸锌和氨水.
25.铝是一种很重要的金属,可以发生一系列反应制备物质.
回答下列问题:
(1)反应①可以用于________(说出一条).
(2)②③反应产生等量氢气消耗的NaOH与H2SO4的物质的量之比为________.
(3)反应④的离子反应的方程式为________
(4)用反应⑥制备Al(OH)3,最好是向A12(SO4)3溶液中滴加________,离子方程式为________.
(5)工业上常用反应⑦制备金属铝,制备过程的方程式是________
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】D
【解析】【解答】A.Al既能与盐酸反应放出氢气,又能与氢氧化钠反应放出氢气,故A不符合题意;
B.Al2O3是两性氧化物,既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠反应,故B不符合题意;
C.Al(OH)3是两性氢氧化物,既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠反应,故B不符合题意;
D.AlCl3只能与氢氧化钠反应,不能与盐酸反应,故D符合题意;
故答案为:
D。
【分析】根据物质的性质分析判断,注意铝、氧化铝和氢氧化铝的性质特征。
2.【答案】D
【解析】【解答】A.Fe与过量的稀硝酸发生反应,由于稀硝酸具有强氧化性,可将Fe氧化成Fe3+,故A符合题意;
B.Fe在氧气中燃烧或者和水蒸气在高温条件下反应均可直接生成Fe3O4,故B符合题意;
C.Al(OH)3加热分解生成Al2O3,故C符合题意;
D.Al无法通过化学反应一步生成Al(OH)3,可以先与酸反应生成铝盐或者与强碱反应生成偏铝酸盐,再直接转化成Al(OH)3。
故D不符合题意;
故答案为:
D。
【分析】A.Fe可直接被稀硝酸氧化成Fe3+;
B.Fe与氧气反应或与水蒸气反应均可直接生成Fe3O4;
C.Al(OH)3加热分解生成Al2O3;
D.Al不能一步直接生成Al(OH)3,可通过间接方法转化。
3.【答案】D
【解析】【解答】解:
铝热反应是在高温条件下铝粉把某些金属氧化物中的金属置换出来的反应,化合物中对应的金属的活泼性应比铝弱,
A.2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑,盐酸不是氧化物,该反应在常温下就能进行,不属于铝热反应,故A错误;
B.2Al+3H2SO4═Al2(SO4)3+3H2↑,硫酸不是氧化物,该反应在常温下就能进行,不属于铝热反应,故B错误;
C.在金属活动顺序表中,镁排在铝的前面,镁比Al的活泼性强,Al+MgO不属于铝热剂,故C错误;
D.Mn比Al的活泼性弱,Al+MnO2属于铝热剂,能够发生铝热反应,故D正确;
故选D.
【分析】铝热反应是指在高温条件下,铝粉把某些金属氧化物中的金属置换出来的反应;化合物中对应的金属的活泼性比铝弱,该反应将会放出大量的热,其中铝粉和金属氧化物作为铝热剂,镁条和氯酸钾作为引燃剂,据此分析解答.
4.【答案】D
【解析】【解答】解:
A、氯气具有强氧化性,一定条件下可与除Pt、Au外所有金属反应,镁与氯气反应生成氯化镁,故A不选;
B、镁与氮气反应生成氮化镁,故B不选;
C、镁与二氧化碳反应生成氧化镁和单质碳,故C不选;
D、氩气是稀有气体,不能与金属镁反应,故D选;
故选D.
【分析】镁是一活泼金属,在一定条件下可与氯气、氮气、二氧化碳反应,但不能与惰性气体Ar反应,由此分析解答.
5.【答案】C
【解析】【解答】解:
铝、氧化铝、氢氧化铝和可溶性铝盐与过量强碱溶液的反应都有偏铝酸盐生成,C对
故答案为:
C
【分析】
铝与过量强碱溶液的反应,生成偏铝酸钠和氢气
氧化铝与过量强碱溶液的反应,生成偏铝酸钠和水
氢氧化铝与过量强碱溶液的反应,生成偏铝酸钠和水
可溶性铝盐与过量强碱溶液的反应,生成偏铝酸钠和水
6.【答案】A
【解析】【解答】
A.得到的氢氧化镁和氢氧化铝的质量等于镁铝的质量和与氢氧根离子的质量之和,即n=m+17×c×V/1000=m+17Vc/1000,A符合题意;
B.氧化镁和氧化铝的质量可以按照极值方法计算,若mg全是镁,得到的氧化物为氧化镁,根据元素守恒,则质量为p=40m/24=5m/3;若mg全是铝,得到的氧化物为氧化铝,根据元素守恒,则质量为p=
;得到的固体质量介于二者之间,即:
5m/3<p<17m/9,B不符合题意;
C.p为生成的氧化物的质量,1molMg可结合1molO,2molAl结合3molO,因此生成沉淀的质量等于镁和铝的质量之和加氧元素的质量,而结合氧元素的物质的量等于生成氢气的物质的量,也等于消耗氢氧根离子的物质的量的一半;根据化学方程式的定量关系,生成的氢气的物质的量等于参加反应的NaOH的物质的量的一半,即生成氢气的物质的量为:
c×V×10−3/2,则p=16×c×V×10−3/2+m=m+cV/125,C不符合题意;
D.根据化学方程式的定量关系,生成的氢气的物质的量等于参加反应的碱的物质的量的一半,即b=22.4L/mol×c×V×10−3/2,整理得c=1000b/11.2V,D不符合题意;
答案选A。
【分析】解题第一步:
能分析并写出相关反应方程式:
溶解:
Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑、2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑(恰好反应);
沉淀:
MgSO4+2KOH=Mg(OH)2↓+K2SO4、Al2(SO4)3+6KOH=2Al(OH)3↓+3K2SO4(恰好沉淀完全);
灼烧:
Mg(OH)2
MgO+H2O;2Al(OH)3
Al2O3+3H2O。
(灼烧转变成氧化物)
第二步:
按条件解题
A.镁铝元素守恒;Mg~Mg(OH)2↓;Al~Al(OH)3↓,则沉淀质量为n=m(金属)+m(OH-),列式分析即可
B.固体p为氧化镁和氧化铝的质量:
采用极值方法计算,若mg全是镁,元素守恒Mg~MgO,则质量为p=40m/24=5m/3;若mg全是铝,元素守恒2Al~Al2O3,则质量为p=102m/(2×27) =17m/9 ;实际结果介于二者之间
C.p为生成的氧化物的质量,和A沉淀氢氧化物质量n相比较,减少质量为水的质量(按2H:
1O的比例脱去),列式分析即可
D.根据化学方程式的定量关系,H2~H2SO4~2KOH,列式分析即可
7.【答案】B
【解析】【解答】硝酸、浓硫酸具有强的氧化性与镁铝反应不会产生氢气,镁铝都能与盐酸盐酸反应生成氢气,镁与氢氧化钠不发生反应,铝与氢氧化钠反应生成氢气,依据氧化还原反应的规律可知,相同质量的铝无论与酸还是碱反应失去的电子数相同,生成的氢气相同,而镁只能与酸反应不能与碱反应,所以等物质的量的镁和铝混合与盐酸反应放出的氢气量大于与氢氧化钠反应放出的氢气的量,
故答案为:
B。
【分析】根据硝酸、浓硫酸与活泼金属的反应,以及NaOH溶液只能与金属铝反应而不与金属镁反应进行分析即可。
8.【答案】A
【解析】【解答】在FeCl2和AlCl3的混合溶液中加入过量的氨水,生成氯化铵和氢氧化亚铁和氢氧化铝,受热就变为氧化铁和氧化铝,所以A正确。
【分析】根据氯化亚铁和氯化铝与氨水反应生成氢氧化物,氢氧化物分解生成氧化物进行分析,注意氢氧化铝不溶于氨水。
9.【答案】B
【解析】【解答】A.Na与水反应生成NaOH,NaOH与CO2反应生成Na2CO3和水,碳酸钠和BaCl2反应生成碳酸钡和NaCl,故A不符合题意;
B.铝与氧气反应生成氧化铝,氧化铝无法通过一步反应生成氢氧化铝,故B符合题意;
C.Mg与盐酸反应生成MgCl2,MgCl2和NaOH反应生成Mg(OH)2白色沉淀,氢氧化镁与硫酸反应生成硫酸镁,故C不符合题意;
D.铁与盐酸反应生成FeCl2,FeCl2与NaOH反应生成Fe(OH)2,氢氧化亚铁和氧气、水反应生成氢氧化铁,故D不符合题意;
故答案为:
B。
【分析】
B.氧化铝与水不反应生成氢氧化铝,氢氧化铝需用铝盐和碱或偏铝酸盐与酸制备,所以氧化铝和氢氧化铝之间缺铝盐或偏铝酸盐
10.【答案】D
【解析】【解答】根据题意知溶液为无色溶液,则一定不含Fe3+;从图象上看,开始时加入NaOH没有沉淀产生,说明溶液中有H+,随着氢氧化钠的加入沉淀量逐渐增加,达到最大值,然后又减少说明溶液中存在Al3+,沉淀量减少到一定量后,不再发生变化,结合选项知溶液中还存在Mg2+,
故答案为:
D。
【分析】熟悉铝的相关化学性质,氢氧化铝是在两性氢氧化物,当加入的强碱过量时,氢氧化铝会溶解,生成相应的偏铝酸盐。
11.【答案】A
【解析】【解答】解:
A、由于Mg+2HCl=MgCl2+H2↑,每24份质量的镁参与反应就会生成2份质量的氢气,说明溶液的质量随着反应的发生在逐渐的增多至不再发生变化,但溶液本来就有不是从0开始,故A正确;
B、稀盐酸是反应物,因此它的质量随着反应的进行在逐渐的减小至不再发生变化,故B错误;
C、氯化镁为生成物,质量从0开始,随着反应进行,质量逐渐增加至不再发生变化,故C错误;
D、由于反应中生成的气体即氢气,质量是从零开始,随着反应进行,质量逐渐增加至不再发生变化,故D错误.
故选A.
【分析】镁粉与盐酸反应时,镁粉的质量逐渐减少,盐酸的质量逐渐降低;因金属的相对原子质量大于2,所以金属与酸发生置换反应后,溶液的质量逐渐增大,产生的氯化镁和氢气质量逐渐增多,无论是增大还是减少都不同无限制的大或小下去,反应完全后,不再变化.
12.【答案】D
【解析】【解答】解:
将少量的铝投入过量的氢氧化钠溶液中充分反应,反应后溶液中存在AlO2﹣、OH﹣等,溶液呈碱性;
A.碱性条件下Ag+、NH4+不能大量共存,分别生成沉淀、氨气等,故A错误;
B.碱性条件下,离子之间不发
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