《高中化學》第12講鋁、鎂及其化合物

PAGE第12講鋁、鎂及其化合物層次1基礎性1.(2023·廣東梅州第二次質檢)化學改善人類的生產、生活,創(chuàng)造美好的世界。下列生產、生活情境中涉及的原理不正確的是()選項應用解釋A鹽鹵可作為制作豆腐的凝固劑氯化鎂能使豆?jié){中的蛋白質變性B利用鋁熱法焊接鐵軌鋁與氧化鐵反應,且放出大量的熱C鹽堿地(含較多Na2CO3等)施用適量石膏,降低土壤的堿性鹽與鹽發(fā)生復分解反應D節(jié)日燃放的焰火,色彩絢麗原子核外電子躍遷釋放能量2.某同學通過下列實驗探究Al及其化合物的性質,操作正確且能達到目的的是()A.實驗室中將氨水滴入Al2(SO4)3溶液中制備Al(OH)3沉淀B.將一塊鋁箔用砂紙打磨后立即在酒精燈上加熱,觀察鋁燃燒的火焰C.將Al(OH)3沉淀轉入蒸發(fā)皿中加足量稀鹽酸,加熱蒸干得無水AlCl3固體D.將鋁置于裝有濃硫酸的試管中再加水,探究Al在不同濃度硫酸中的反應3.Mg與Br2反應可生成具有強吸水性的MgBr2,該反應劇烈且放出大量的熱。實驗室采用如圖裝置制備無水MgBr2。下列說法錯誤的是()A.a為冷卻水的進水口B.裝置A的作用是吸收水蒸氣和揮發(fā)出的溴蒸氣C.實驗時需緩慢通入N2,防止反應過于劇烈D.不能用干燥的空氣代替N2,因為副產物MgO會阻礙反應的進行4.無水氯化鎂在工業(yè)生產中有多種用途,以下是一種工業(yè)制備無水氯化鎂的工藝流程(每步加入的物質均過量)。下列說法錯誤的是()A.工業(yè)上常用電解熔融MgCl2制備金屬鎂,同時可得到Cl2B.“氯化”過程中可能生成一種可燃性氣體C.“沉鎂”過程只發(fā)生復分解反應D.“氯化”所得固體在空氣中高溫加熱可除去雜質5.鋁及其部分化合物的“價—類”二維圖如圖所示。下列說法錯誤的是()A.反應⑤⑥基本類型相同B.反應①④所加試劑可能相同C.1mola完全轉化為b時失去3mol電子D.物質的類別處“”代表四羥基合鋁酸鹽6.Mg3N2常用于制備其他超硬、耐高溫的氮化物,實驗室通過CuO氧化NH3制得N2,然后使N2與鎂反應得到Mg3N2。已知Mg+2NH3Mg(NH2)2+H2,Mg3N2是一種淺黃色粉末,易水解。下列說法錯誤的是()A.裝置A中分液漏斗中的溶液為濃氨水B.實驗開始時應先點燃C處酒精燈,再點燃E處酒精燈C.裝置D的作用只是干燥N2D.取反應后裝置E所得固體少許,滴入蒸餾水,可檢驗是否有Mg3N2層次2綜合性7.(2023·廣東汕頭二模)家庭的廚衛(wèi)管道內常因留有油脂、毛發(fā)、菜渣等而造成堵塞,此時可用一種固體疏通劑疏通。疏通劑主要成分有生物酶、鋁粉和NaOH固體。下列有關說法錯誤的是()A.大多數(shù)生物酶的主要成分為蛋白質B.疏通劑使用時會產生大量可燃性氣體,應避免接觸明火C.疏通劑可用于疏通陶瓷、鐵制、鋁制、塑料管道D.使用過程中產生的熱量和堿性環(huán)境可以加速油脂的水解8.工業(yè)上用鋁土礦(主要成分Al2O3,含SiO2、Fe2O3等雜質)冶煉鋁的主要流程如下:已知SiO2在加堿溶解時轉變?yōu)殇X硅酸鈉沉淀,下列敘述錯誤的是()A.操作Ⅰ適當增大NaOH溶液濃度可提高Al2O3的浸取速率B.通入足量CO2時反應的離子方程式為[Al(OH)4]-+CO2Al(OH)3↓+HCO3C.實驗室進行操作Ⅳ的儀器有蒸發(fā)皿、酒精燈、鐵架臺等D.加入冰晶石的目的是降低Al2O3的熔融溫度9.實驗室為測定鎂鋁合金中鎂、鋁的含量,設計如下實驗流程:下列說法錯誤的是()A.所加鹽酸體積不少于100mLB.沉淀1的質量為(m+4.25)gC.向沉淀1加足量NaOH溶液反應的離子方程式為Al(OH)3+OH-[Al(OH)4]-D.鎂鋁合金中鎂、鋁質量之比為8∶910.(2024·湖北名校聯(lián)盟聯(lián)考)某項目式學習小組在探究鎂的性質時,設計實驗并用手持探測器測得溶液中某氣體的含量變化曲線如圖所示:裝置圖序號試劑A實驗現(xiàn)象某氣體含量變化曲線①pH=10.8NaOH溶液無明顯現(xiàn)象—②pH=10.8NaHCO3溶液有大量氣體生成,生成白色沉淀已知:NaHCO3溶液中存在自耦電離HCO3-+HCO3-CO32-+H2CO3,且溫度高于48℃時開始分解。經測定,實驗②中白色沉淀的成分為MgCO3·nA.鎂與冷水、氫氧化鈉溶液不反應B.實驗②中曲線表示CO2氣體在溶液中含量的變化C.實驗②中氣體成分為CO2和H2D.生成MgCO3·nH2O的反應為Mg(OH)2+2HCO3-+(n-2)H2OMgCO3·nH2O+C11.自然界中鋁元素主要存在于鋁土礦(主要成分為Al2O3,同時還含有FeO、Fe2O3、SiO2)中,鋁的單質及其化合物在生產、生活、科研等領域應用廣泛。工業(yè)上用鋁土礦制備鋁的某種化合物的工藝流程如下:下列說法錯誤的是()A.在實驗室實施操作Ⅰ需要的玻璃儀器是普通漏斗、燒杯、玻璃棒B.為使鋁元素全部轉化為Al(OH)3,每一步操作的試劑均需過量C.將試劑X與操作Ⅱ的試劑(過量鹽酸)互換,也可制得Al(OH)3D.固體A的主要成分是FeO和Fe2O3層次3創(chuàng)新性12.(2024·湖南湘潭模擬)依據(jù)動力學原理,CaMg(CO3)2分解過程中Mg2+會比Ca2+優(yōu)先向外擴散,CO32-隨后擴散到表面分解產生CO2和O2-,而Ca2+與下列說法錯誤的是()A.第一階段反應的化學方程式為CaMg(CO3)2CaCO3+MgO+CO2↑B.圖中B點時,碳酸鈣的分解率為60%C.圖中C點以后剩余固體的成分是CaO、MgOD.第二階段圖像斜率明顯加大可能是因為溫度較高使反應速率加快13.(2023·廣東江門期中)石墨在材料領域有重要應用,某初級石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)和Fe2O3(3.1%)等雜質,提純與綜合利用工藝流程如下:已知:①氯化后,石墨中氧化物雜質均轉變?yōu)橄鄳穆然?②SiCl4的沸點為57.6℃,金屬氯化物的沸點均高于150℃。(1)“氯化”時,先向反應器中通入Cl2一段時間,再加熱,主要目的是。(2)“冷凝”后,所得“氣體”的成分有Cl2和(填化學式)。(3)“溶解過濾”時,加過量NaOH溶液的目的是。取少量濾液于試管中,(填實驗操作及現(xiàn)象),證明沉淀已完全。(4)寫出Al的一種用途:。第12講鋁、鎂及其化合物1.A解析鹽鹵可作為制作豆腐的凝固劑,是鹽溶液的加入使得蛋白質發(fā)生聚沉而不是變性,A符合題意;鋁與氧化鐵反應,放出大量的熱同時生成鐵,故可利用鋁熱法焊接鐵軌,B不符合題意;碳酸鈉和石膏硫酸鈣生成硫酸鈉和碳酸鈣,是兩種化合物交換成分生成另外兩種化合物的反應,屬于復分解反應,C不符合題意;燃放的焰火,色彩絢麗是因為原子核外電子躍遷釋放能量,得到一定波長的光譜,D不符合題意;故選A。2.A解析氫氧化鋁是兩性氫氧化物,可溶于強酸強堿,不溶于弱酸弱堿,實驗室中將氨水滴入硫酸鋁溶液中制備氫氧化鋁,A正確;鋁在空氣中不能燃燒,B錯誤;加熱蒸干氯化鋁溶液得到水解產物氫氧化鋁,不能得到氯化鋁,C錯誤;常溫下,鋁在濃硫酸中發(fā)生鈍化,不再繼續(xù)反應,加入水稀釋后,稀硫酸和鋁發(fā)生反應,不能探究不同濃度溶液中的反應,D錯誤。3.B解析冷凝管起到冷凝回流的作用,冷凝管內冷凝水的方向為下進上出,則a為冷卻水進口,A正確;MgBr2具有較強的吸水性,制備無水MgBr2,需要防止空氣中的水蒸氣進入三頸燒瓶,則裝置A的作用是吸收水蒸氣,但無水CaCl2不能吸收溴蒸氣,B錯誤;制取MgBr2的反應劇烈且放出大量的熱,實驗時利用干燥的氮氣將溴蒸氣帶入三頸燒瓶中,為防止反應過于劇烈,實驗時需緩慢通入N2,C正確;不能用干燥的空氣代替N2,空氣中含有的氧氣可將鎂氧化為副產物MgO而阻礙反應的進行,D正確。4.C解析鎂是較活潑金屬,工業(yè)上常用電解熔融氯化鎂制備金屬鎂,同時可得到Cl2,A正確;煅燒后的產物中主要為MgO,“氯化”過程中加入碳和氯氣反應后生成了氯化鎂和CO,CO為可燃性氣體,B正確;“沉鎂”過程不只發(fā)生復分解反應,還發(fā)生化合反應CaO+H2OCa(OH)2,C錯誤;“氯化”所得固體中可能含有碳雜質,在空氣中高溫加熱可除去過量的碳雜質,D正確。5.A解析根據(jù)“價—類”二維圖可知,a為Al,b為Al2O3,c為鋁鹽,e為Al(OH)3,c與d、d與e可以相互轉化,根據(jù)含有鋁元素物質之間的相互轉化可以得出d為四羥基合鋁酸鹽。反應⑤是四羥基合鋁酸鹽轉化為氫氧化鋁,離子方程式為[Al(OH)4]-+H+(少量)Al(OH)3↓+H2O,不屬于基本反應類型,反應⑥是鋁鹽轉化為氫氧化鋁,離子方程式為Al3++3OH-Al(OH)3↓,屬于復分解反應,A錯誤。反應①是鋁轉化為鋁鹽,加酸可以實現(xiàn)轉化,反應④是四羥基合鋁酸鹽轉化為鋁鹽,加過量的酸可以實現(xiàn)轉化,B正確。a轉化為b時Al元素的化合價由0價升高到+3價,1mola完全轉化為b時失去3mol電子,C正確。由上述分析可知,d為四羥基合鋁酸鹽,D正確。6.C解析裝置A中分液漏斗中的溶液是濃氨水,氨水進入燒瓶與CaO接觸會產生NH3,A正確;實驗進行時應先點燃C處的酒精燈,等產生的N2充滿E時再點燃E處酒精燈,B正確;裝置D中濃硫酸吸收的是N2中的水蒸氣和氨氣,因此不只是干燥氮氣的作用,C錯誤;取反應后裝置E所得固體少許,滴入蒸餾水,Mg3N2和水反應生成氫氧化鎂和氨氣,若聞到刺激性氣味,則說明有Mg3N2,D正確。7.C解析生物體內的酶大多數(shù)為蛋白質,A正確;疏通劑含有鋁粉和NaOH固體,溶于水后鋁能與氫氧化鈉溶液反應生成氫氣,因此使用時要避免接觸明火,B正確;鋁制品能與疏通劑中的NaOH發(fā)生反應,因此不能用其疏通鋁制管道,C錯誤;疏通劑使用時發(fā)生Al與NaOH的反應,該反應放熱,且溶液呈堿性有利于油脂的水解,D正確。8.C解析操作Ⅰ中,適當增大NaOH溶液濃度,可增大固體與NaOH的接觸面積,從而提高Al2O3的浸取速率,A正確;往濾液中通入足量CO2,將Na[Al(OH)4]轉化為Al(OH)3沉淀同時生成NaHCO3,反應的離子方程式為[Al(OH)4]-+CO2Al(OH)3↓+HCO3-,B正確;操作Ⅳ是灼燒,所用儀器有坩堝、酒精燈、三腳架、泥三角、坩堝鉗等,C錯誤;加入冰晶石的目的是降低Al2O3的熔融溫度,D9.B解析根據(jù)題中數(shù)據(jù)分析可知,鎂鋁合金中鎂、鋁的物質的量都為0.1mol,則溶解合金時加入5mol·L-1鹽酸的體積不少于0.1mol×2+0.1mol×35mol·L-1×103mL·L-1=100mL,A正確;鎂鋁合金中鎂、鋁的物質的量都為0.1mol,則Mg(OH)2、Al(OH)3沉淀的質量之和為mg+0.5mol×17g·mol-1=(m+8.5)g,B錯誤;向沉淀1加足量NaOH溶液發(fā)生的反應為Al(OH)3+OH-[Al(OH)4]-,C正確;合金中鎂、鋁的質量之比為(0.1mol×24g·mol-1)∶(0.1mol×2710.A解析鎂與冷水可緩慢反應,在氫氧化鈉溶液中鎂也能與水發(fā)生反應,只是速率較慢,A錯誤;NaHCO3溶液中由于HCO3-自耦電離與空氣中的CO2溶解的緣故,在開始時溶液中CO2濃度較大,隨著反應的進行,生成的H2驅趕出溶液中的CO2,使CO2濃度降低,隨著溫度升高,HCO3-自耦電離正向進行,生成更多的CO2,使CO2濃度又升高,B正確;鎂與水反應生成H2,HCO3-自耦電離產生CO2,故實驗②中氣體成分為CO2和H2,C正確;Mg與H2O反應生成Mg(OH)2(s),由于溶液中存在較多的HCO3-,使生成的Mg(OH)2(s)轉化為更疏松的MgCO3·nH2O,促使反應繼續(xù)進行,生成MgCO3·nH2O的反應為Mg(OH)2+2HCO3-+(n-2)H2OMgCO3·n11.C解析根據(jù)流程可知,固液分離采用過濾的方法進行,過濾操作需要的玻璃儀器是普通漏斗、燒杯、玻璃棒,A正確。試劑X應為NaOH溶液,操作Ⅰ中氫氧化鈉溶液過量,可保證氧化鋁全部溶解;操作Ⅱ中鹽酸過量,保證[Al(OH)4]-全部轉化為鋁離子;氨水過量,保證鋁離子全部生成Al(OH)3,B正確。向鋁土礦加入足量的鹽酸,得到的固體A為SiO2,濾液A為氯化鋁、氯化亞鐵、氯化鐵、HCl的混合溶液,再加入足量的氫氧化鈉溶液,會產生氫氧化亞鐵沉淀、氫氧化鐵沉淀,濾液為Na[Al(OH)4]溶液,Na[Al(OH)4]溶液與氨水不反應,不能制得Al(OH)3,故試劑X與操作Ⅱ的試劑(過量鹽酸)不能互換,C錯誤。向鋁土礦加入氫氧化鈉溶液,氧化鋁、二氧化硅與NaOH反應生成Na[Al(OH)4]和硅酸鈉的混合溶液,則固體A的主要成分為FeO和Fe2O3,D正確。12.B解析由題意可知Mg2+和CO32-優(yōu)先于Ca2+向外擴散,因此第一階段可視為碳酸鎂分解階段,生成氧化鎂和二氧化碳,而碳酸鈣不反應,化學方程式為CaMg(CO3)2CaCO3+MgO+CO2↑,A正確;第二階段為碳酸鈣分解,若其完全分解時質量分數(shù)變化為(76-52)%=24%,B點時,因碳酸鈣分解損失的質量分數(shù)為(76-64)%=12%,可知此時碳酸鈣分解率為50%,B錯誤;C點為完全分解產