鎂和鋁綜合練習(xí)及解析

第十一章第一節(jié)鎂和鋁一、選擇題(10×5′＝50′)1.下列有關(guān)金屬鋁及其化合物的敘述正確的是()A.在常溫下，鋁不能和氧氣反應(yīng)B.鋁既能溶于酸，又能溶于強(qiáng)堿溶液C.鋁是地殼里含量最多的元素D.氧化鋁只能與酸反應(yīng)，不能與強(qiáng)堿反應(yīng)解析：在常溫下，Al表面氧化成一層氧化膜，A錯(cuò)誤；鋁是地殼里含量最多的金屬元素，地殼里含量最多的元素是氧，C錯(cuò)誤；Al2O3是兩性氧化物，既能與酸反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)，D錯(cuò)誤.答案：B2.認(rèn)識(shí)反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響，對(duì)學(xué)好化學(xué)具有重要意義.下列說(shuō)法正確的是()A.鎂在空氣中或純凈氧氣中燃燒的產(chǎn)物一定只有MgOB.鈉在敞口容器中長(zhǎng)期存放或在空氣中燃燒的產(chǎn)物一定是Na2O2C.四氧化三鐵溶解在過(guò)量的硝酸中，溶液中含有Fe3＋、Fe2＋D.三氯化鋁和足量的氨水反應(yīng)一定得到Al(OH)3沉淀解析：Mg在空氣中燃燒可與O2、N2、CO2等反應(yīng)，其產(chǎn)物有MgO、Mg3N2、C等；Na長(zhǎng)時(shí)間存放最終生成Na2CO3，在空氣中燃燒生成Na2O2；Fe3O4與過(guò)量HNO3反應(yīng)時(shí)，由于HNO3具有強(qiáng)氧化性，能將＋2價(jià)鐵全部氧化為Fe3＋.AlCl3與氨水反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3不會(huì)溶解在氨水中.答案：D3.汞合金是目前使用較多的補(bǔ)牙材料，英國(guó)《新科學(xué)家》雜志發(fā)表了一篇文章，對(duì)汞合金補(bǔ)牙材料的安全性提出了質(zhì)疑.汞合金補(bǔ)牙材料中除了水銀外，還含有鋅、錫、銅等金屬.下列有關(guān)汞合金的說(shuō)法不正確的是()A.汞合金的熔點(diǎn)比汞的低B.汞合金的強(qiáng)度和硬度比錫的大C.汞合金的毒性遠(yuǎn)低于汞的毒性D.汞合金具有金屬的特性，但性質(zhì)并不是其各成分性質(zhì)的簡(jiǎn)單加和解析：汞在常溫下呈液態(tài)，汞合金的熔點(diǎn)比汞高，其強(qiáng)度和硬度比錫大；汞有毒，但汞合金的毒性比汞小的多.答案：A4.(2010·泉州質(zhì)檢)近幾年來(lái)，冠以“綠色”的新概念不斷產(chǎn)生，如綠色食品、綠色材料、綠色能源、綠色化學(xué)等，這里的“綠色”是對(duì)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的形象表達(dá).“綠色化學(xué)”要求從經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和技術(shù)上設(shè)計(jì)可行的化學(xué)反應(yīng).據(jù)此，由單質(zhì)鎂制硝酸鎂的下列4個(gè)方案中，你認(rèn)為可行而且符合“綠色化學(xué)”要求的方案是()A.Mg→Mg(NO3)2B.Mg→MgCl2→Mg(OH)2→Mg(NO3)2C.Mg→MgO→Mg(NO3)2D.Mg→MgSO4→Mg(NO3)2解析：根據(jù)題意，“綠色化學(xué)”要求從經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和技術(shù)三個(gè)方面設(shè)計(jì)可行的化學(xué)反應(yīng).從經(jīng)濟(jì)角度考慮，B項(xiàng)最不合算，環(huán)節(jié)多、使用試劑種類也多；D項(xiàng)不合算，使用了兩種試劑；從環(huán)保角度考慮，A產(chǎn)生了污染環(huán)境的氮氧化物；B項(xiàng)也使用了會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染的Cl2.答案：C5.以下有關(guān)正三價(jià)鋁離子的敘述正確的是()A.當(dāng)向溶液中加入強(qiáng)酸溶液時(shí)，氫氧化鋁主要發(fā)生酸式電離B.當(dāng)向溶液中加入強(qiáng)堿溶液時(shí)，氫氧化鋁主要發(fā)生堿式電離C.在強(qiáng)酸性環(huán)境中正三價(jià)的鋁離子以Al3＋形式存在于溶液中D.在pH較大的溶液中正三價(jià)的鋁離子以Al3＋形式存在于溶液中解析：Al(OH)3在水中存在如下電離平衡：H＋＋AlOeq\o\al(－,2)＋H2OAl(OH)3Al3＋＋3OH－酸式電離堿式電離當(dāng)加入強(qiáng)酸時(shí)，消耗溶液中的OH－，使平衡向堿式電離的方向移動(dòng)，當(dāng)加入強(qiáng)堿時(shí)，消耗溶液中的H＋，使平衡向酸式電離的方向移動(dòng)；因此正三價(jià)的鋁在強(qiáng)酸性環(huán)境中以Al3＋形式存在，在強(qiáng)堿性環(huán)境中以AlOeq\o\al(－,2)形式存在.答案：C6.(2009·上海高考)實(shí)驗(yàn)室將9g鋁粉跟一定量的金屬氧化物粉末混合形成鋁熱劑.發(fā)生鋁熱反應(yīng)之后，所得固體中含金屬單質(zhì)為18g，則該氧化物粉末可能是()①Fe2O3和MnO2②MnO2和V2O5③Cr2O3和V2O5④Fe3O4和FeOA.①③B.①④C.②④D.③④解析：9gAl若全部參加反應(yīng)共失去電子的物質(zhì)的量為eq\f(9g,27g/mol)×3＝1mol.由得失電子守恒知，生成18g金屬單質(zhì)最多得到1mol電子(Al全部反應(yīng))，也可能小于1mol電子(Al不能全部反應(yīng))，再結(jié)合平均值的思路分析如下：①Fe2O3：eq\f(18,56)×3＝0.96mol；MnO2＝eq\f(18,55)×4＝1.31mol；②MnO2：1.31mol，V2O5：eq\f(18,51)×5＝1.76mol；③Cr2O3：eq\f(18,52)×3＝1.03mol；V2O5：1.76mol；④Fe3O4：eq\f(18,56)×eq\f(8,3)＝0.85mol，F(xiàn)eO：eq\f(18,56)×2＝0.64mol.綜上分析可知：①④選項(xiàng)正確.答案：B7.(2010·唐山模擬)A、B、C、D是原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素，它們都可以在氧氣中燃燒，生成的四種氧化物中有二種可溶于鹽酸，三種可溶于氫氧化鈉溶液.將它們的單質(zhì)溶于鹽酸后過(guò)濾，向?yàn)V液中加過(guò)量的氫氧化鈉溶液，有白色沉淀生成；另將其單質(zhì)溶于氫氧化鈉，過(guò)濾，向?yàn)V液中加過(guò)量的鹽酸，也可以得到白色沉淀，已知A、D同主族，則A為()A.碳B.鈉C.硅D.硫解析：根據(jù)四種氧化物在鹽酸及NaOH溶液中的溶解情況，推知氧化物中必有Al2O3；根據(jù)濾液中加入過(guò)量NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀，推知單質(zhì)中必存在Mg；根據(jù)濾液中加入過(guò)量鹽酸生成白色沉淀，推知單質(zhì)中必存在Si；結(jié)合題中其它限制條件，推知A為C，B為Mg、C為Al、D為Si.答案：A8．(2010·衡水模擬)在AlCl3和FeCl3混合溶液中，先加入過(guò)量的KI溶液，再加入足量的Na2S溶液，所得到的沉淀物是()A．Fe(OH)3、Al(OH)3B．Al(OH)3、I2C．Fe2S3、I2D．FeS、S、Al(OH)3解析：加入足量KI溶液時(shí)，發(fā)生反應(yīng)2Fe3＋＋2I－=I2＋2Fe2＋；再加入足量Na2S溶液時(shí)，發(fā)生反應(yīng)為Fe2＋＋S2－=FeS，I2＋S2－=S↓＋2I－，3S2－＋2Al3＋＋6H2O=3H2S↑＋2Al(OH)3↓，因此所得沉淀為FeS、S、Al(OH)3.答案：D9.(2009·棗莊調(diào)研)將Mg、Cu組成的2.64g混合物投入適量稀硝酸中，固體完全溶解時(shí)收集到的還原產(chǎn)物NO氣體0.896L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，向反應(yīng)后溶液中加入2mol/LNaOH溶液60mL時(shí)金屬離子恰好沉淀完全.則形成沉淀質(zhì)量及硝酸物質(zhì)的量分別為()A.4.32g0.02molC.5.36g0.18molD.6.38g解析：Mg－2e－＋2OH－=Mg(OH)2Cu－2e－＋2OH－=Cu(OH)2所以生成沉淀的質(zhì)量為金屬質(zhì)量與OH－質(zhì)量之和，即2.64g＋eq\f(0.896L,22.4L/mol)×3×17g/mol＝4.68g.金屬離子全部沉淀后，溶液為NaNO3，由HNO3～NaNO3～NaOH及HNO3～NO可知，稀HNO3中，硝酸的物質(zhì)的量為：n(HNO3)＝n(NaOH)＋n(NO)＝2×0.06mol＋eq\f(0.896L,22.4L/mol)＝0.16mol.答案：B10.(2009·四川高考)向mg鎂和鋁的混合物中加入適量的稀硫酸，恰好完全反應(yīng)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體bL.向反應(yīng)后的溶液中加入cmol/L氫氧化鉀溶液VmL，使金屬離子剛好沉淀完全，得到的沉淀質(zhì)量為ng.再將得到的沉淀灼燒至質(zhì)量不再改變?yōu)橹梗玫焦腆wpg.則下列關(guān)系不正確的是()A.c＝eq\f(1000b,11.2V)B.p＝m＋eq\f(V·c,125)C.n＝m＋17VcD.eq\f(5,3)m＜p＜eq\f(17,9)m解析：根據(jù)題意，反應(yīng)過(guò)程如下：A項(xiàng)，根據(jù)電子守恒關(guān)系可列出eq\f(b,22.4)×2＝V··c；B項(xiàng)，p＝m＋eq\f(V·10－3·c,2)×16；D項(xiàng)，極端假設(shè)法，若pg固體全為MgO，則質(zhì)量為eq\f(40,24)mg；若pg物質(zhì)全為Al2O3，則質(zhì)量為eq\f(102,54)mg，實(shí)際應(yīng)為兩者之間；C項(xiàng)應(yīng)為n＝m＋17V··c.答案：C二、非選擇題(共50分)11.(12分)某同學(xué)為驗(yàn)證Al在冷的濃HNO3中發(fā)生鈍化但能和熱的濃HNO3反應(yīng)，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你指出其中的兩處錯(cuò)誤：、；糾正上述錯(cuò)誤后，請(qǐng)你從綠色化學(xué)的角度出發(fā)，對(duì)裝置2提出改進(jìn)建議，使裝置2既能控制反應(yīng)的進(jìn)行，又能減少氮氧化物的排放：.解析：為了控制鋁與濃NHO3的反應(yīng)，可將裝置2中的鋁片改成一段螺旋狀的鋁絲，螺旋狀的一端插入濃HNO3中，另一端伸出橡皮塞外，通過(guò)上下拉動(dòng)鋁絲，使鋁絲接觸濃HNO3時(shí)發(fā)生反應(yīng)，與濃NHO3脫離時(shí)停止反應(yīng)，從而達(dá)到控制反應(yīng)進(jìn)行的目的.答案：兩支試管中液體均超過(guò)了試管容積的eq\f(1,3)加熱液體的試管應(yīng)略向上傾斜將裝置2中鋁片改成一段螺旋狀鋁絲，螺旋狀一段插入濃HNO3中，另一端伸出橡皮塞外.12.(13分)下圖是由短周期元素組成的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系.其中，A的相對(duì)分子質(zhì)量為144，反應(yīng)①中生成C、D物質(zhì)的量之比為3∶1，D是不溶于水的白色固體，除反應(yīng)③⑤外其他反應(yīng)均在溶液中進(jìn)行，F(xiàn)、G是氣態(tài)非金屬單質(zhì)，K是一種常見的非極性有機(jī)溶劑，密度比水大.(某些生成物和反應(yīng)條件已略去).(1)A的分子式是；(2)E中金屬陽(yáng)離子的檢驗(yàn)方法是；(3)寫出反應(yīng)②的化學(xué)方程式；(4)寫出反應(yīng)⑦的離子方程式；(5)用離子方程式表示H溶液顯堿性的原因.解析：由B溶液電解生成E、F、G可推測(cè)B溶液為NaCl溶液，則E為NaOH，F(xiàn)、C為H2、Cl2，D是不溶于水的白色固體，而與NaOH溶液反應(yīng)則D為Al(OH)3，K是密度大于水的常見非極性有機(jī)溶劑，應(yīng)為CCl4，則C為CH4，F(xiàn)為Cl2，A與H2O反應(yīng)生成CH4和Al(OH)3，物質(zhì)的量之比為3∶1，推測(cè)A最簡(jiǎn)式應(yīng)為Al(CH3)3，相對(duì)分子質(zhì)量為144加以驗(yàn)證，可得A的分子式為Al2(CH3)6.答案：(1)Al2(CH3)6(2)取試樣，進(jìn)行焰色反應(yīng)，若火焰呈黃色，說(shuō)明有Na＋存在(3)2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電),\s\do5())H2↑＋Cl2↑＋2NaOH(4)Al3＋＋3AlOeq\o\al(－,2)＋6H2O=4Al(OH)3↓(5)AlOeq\o\al(－,2)＋2H2OAl(OH)3＋OH－13.(13分)(2010·湖南聯(lián)考)由短周期元素組成的單質(zhì)A、B、C和甲、乙、丙、丁四種化合物有下圖所示的轉(zhuǎn)換關(guān)系，已知C為密度最小的氣體，甲是電解質(zhì).根據(jù)圖示轉(zhuǎn)化關(guān)系回答：(1)寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式：A，B，乙，丁.(2)組成單質(zhì)A的元素在周期表中的位置是，丙的電子式是.(3)寫出下列變化的方程式：①A與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式；②乙與過(guò)量CO2反應(yīng)的離子方程式.解析：根據(jù)C是密度最小的氣體單質(zhì)，推知C為H2，根據(jù)A＋NaOH溶液→乙＋C(H2)，推測(cè)A可能為Si或Al；根據(jù)框圖中物質(zhì)間轉(zhuǎn)化關(guān)系，若A為Si，則乙為Na2SiO3，丁為H2SiO3、甲為SiO2，因?yàn)镾iO2不屬于電解質(zhì)，因此A不能為Si，推知A為Al，乙為NaAlO2，丁為Al(OH)3、甲為Al2O3，丙為H2O，B為O2.答案：(1)AlO2NaAlO2Al(OH)3(2)第3周期、第ⅢA族Heq\o\al(·,·)O,eq\o\al(·,·)H(3)①2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑②AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)14.(12分)治胃病的藥物中通常含有氫氧化鋁.某研究性學(xué)習(xí)小組根據(jù)化學(xué)原理設(shè)計(jì)了如下五種制備方案：A.鋁屑與硫酸反應(yīng)，然后再加入氫氧化鈉溶液沉淀鋁離子；B.鋁屑與硫酸反應(yīng)，然后再加氨水沉淀鋁離子；C.鋁屑與足量氫氧化鈉溶液反應(yīng)，再加入硫酸生成氫氧化鋁；D.鋁屑與足量氫氧化鈉溶液反應(yīng)，再通入二氧化碳生成氫氧化鋁；E.鋁屑先分別與硫酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)，然后將二者反應(yīng)后的混合液混合，生成氫氧化鋁.(1)你認(rèn)為方案最佳.(2)在你選擇的最佳方案中，如何調(diào)整反應(yīng)物的比例，從理論上使鋁全部轉(zhuǎn)化成氫氧化鋁：