高中化学专项训练《镁、铝》(附答案)

高中化学专项训练《镁、铝》

一、单选题

1.下列关于镁及其化合物的叙述正确的是( ) A.H +

与Mg 反应产生气体,OH -

与Mg 反应产生沉淀 B.Mg 质地柔软,所以不适合制作高强度的合金材料 C.Mg 能在Cl 2、CO 2中燃烧,说明不是只有O 2才有助燃性 D.Mg 是金属,是电的良导体,所以Mg 常被用来制造导线 2.下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( ) A.3NaHCO 受热易分解,可用于制胃酸中和剂 B.2SiO 熔点高硬度大,可用于制光导纤维 C.23Al O 是两性氧化物,可用作耐高温材料 D.CaO 能与水反应,可用作食品干燥剂

3.下列化学方程式中,不能正确表达反应颜色变化的是( )

A.向CuSO 4溶液中加入足量Zn 粉,溶液蓝色消失Zn+CuSO 4=Cu+ZnSO 4

B.澄清的石灰水久置后出现白色固体Ca(OH)2+CO 2=CaCO 3↓+H 2O

C.Na 2O 2在空气中放置后由淡黄色变为白色2Na 2O 2=2Na 2O+O 2↑

D.向Mg(OH)2悬浊液中滴加足量盐酸,悬浊液变澄清:Mg(OH)2+2HCl=MgCl 2+2H 2O 4.下列各组离子一定能大量共存的是( )

A ．加入铝粉有氢气产生的溶液中：Na +

、K +

、24SO -、Cl -、3HCO -

B ．含有大量硝酸根离子的溶液中：H +

、Fe 2+

、24SO -、Cl -

C ．使紫色石蕊试液变红的溶液：Fe 2+

、Mg 2+

、3NO -、Cl -

D ．常温下pH=1的溶液中：4MnO -、3NO -、24SO -

、Na +

、Fe 3+

5.碱式碳酸铝镁［()()32Mg Al OH CO H O a b c d x ?］常用作塑料阻燃剂，在一定条件下相关转化如下图所示。下列说法正确的是（ ）

A.工业上用CO 还原23Al O 的方法制取金属Al

B.气体Q 可能为3NH

C.碱式碳酸铝镁用作阻燃剂是因为其分解吸收大量热且产生熔点较高的物质 D 操作1为过滤，操作2为加热蒸发

6.在AlCl 3和MgCl 2的混合溶液中,逐滴加入NaOH 溶液直至过量,经测定,加入NaOH 的体积和所得沉淀的物质的量的关系如图所示(b 处NaOH 溶液的体积为1L),则下列判断不正确的是

( )

A.NaOH 的浓度为0.6mol/L

B.图中线段oa:ab=5:1

C.在a 点处溶液中的溶质为NaCl

D.在b 点处溶液中的溶质只有Na[Al(OH)4]

7.下列各组物质之间通过一步反应能实现如图所示转化关系，且与表中条件也匹配的是（ ）

8.铝热反应的实验装置如图。下列有关铝热反应的说法中，不正确．．．

的是（ ）

A ．铝热反应是放热反应

B ．铝热反应可用于冶炼某些金属

C ．实验中镁条的主要作用是还原氧化铁

D ．实验现象为火星四溅，漏斗下方有红热熔融物流出

9.下表中的各组物质之间通过一步反应就能实现如图所示转化的是( )

A.①②④

B.①③④

C.①②③

D.②③④

10.向-1

3mol L?盐酸中加入打磨后的镁条,一段时间后生成灰白色固体X,并测得反应后溶液pH升高。为确认固体X的成分,过滤、洗涤后进行实验:

①向固体X中加入足量硝酸,固体溶解,得到无色溶液,将其分成两等份;

②向其中一份无色溶液中加入足量

AgNO溶液,得到白色沉淀a;

3

③向另一份无色溶液中加入足量NaOH溶液,得到白色沉淀b。

下列分析中不正确的是( )

Mg+2H=Mg+H↑

A.溶液pH升高的主要原因:+2+

2

Ag+Cl=AgCl↓

B.生成沉淀a的离子方程式:+-

C.沉淀b是

Mg(OH)

2

D.若a、b的物质的量关系为():()1:3

n a n b=,则可推知固体X的化学式为

Mg(OH)Cl

36

11.工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下: Array

下列叙述正确的是( )

A.试剂X可以是氢氧化钠溶液,也可以是盐酸

B.反应①过滤后所得沉淀为氢氧化铁

C.图中所示转化反应都不是氧化还原反应

D.反应②的化学方程式为NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3

12.下列实验操作，现象和结论都正确的是( )

13.工业上用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝，而不用还原剂还原氧化铝的方法冶炼铝，下列有关说法中正确的是( )

A. 氧化铝中铝元素的化合价为+3价，只有还原性，没有氧化性

B. 氧化铝的熔点较低，在熔融状态下易被还原

C. 铝离子的氧化性强，较难用还原剂还原氧化铝得到铝

D. 铝单质的还原性强，较难用还原剂还原氧化铝得到铝 14.下列离子方程式书写正确的是（ ）

A.氢氧化铁溶于氢碘酸中：332Fe(OH)3H Fe 3H O +++=+

B.次氯酸钙溶液中通入过量的CO 2: 2223Ca 2ClO H O CO CaCO 2HClO +-+++=↓+

C.向100mL 0.1 1mol L -?的FeBr 2溶液中通入0.015mol 的Cl 2: 23222Fe 4Br 3Cl 2Fe 2Br 6Cl +-+-++=++

D.向明矾溶液逐滴加入Ba(OH)2溶液至铝离子刚好沉淀完全：

322443Al SO Ba

3OH BaSO Al(OH)+-+

-+++=↓+↓ 15.下列关于四个实验装置的说法中正确的是( )

A.图一:引发铝热反应的操作是点燃镁条

B.图二:海水淡化的蒸馏操作中缺少了温度计

C.图三:滴加K 3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀

D.图四:酸式滴定管注入Na 2CO 3溶液之前应检查是否漏液

16.根据下图的转化关系判断,下列说法中正确的是(反应条件已略去)( )

A.生成等质量2H 时,①和②反应消耗n (HCl)=n (NaOH)

B.反成③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:3

C.反应③和④消耗等量的Al 时,生成的(Cu):(Fe)3:2n n =

D.反应⑤的离子方程式为3+-3Al +3OH =Al(OH)↓

17.生产上用过量烧碱溶液处理某矿物(含Al 2O 3、MgO),过滤后得到的滤液用NaHCO 3溶液处理,测得溶液pH 、n [Al(OH)3]随加入NaHCO 3溶液体积变化的曲线如图所示。下列有关说法不正确的是( )

A.生成沉淀的离子方程式为233223HCO AlO +H O=()C OH O Al ---↓++

B.b 点与c 点溶液所含微粒种类相同

C.a 点溶液中大量存在的离子是Na +、2AlO -、OH

-

D.NaHCO 3溶液的物质的量浓度为0.8mol/L

18.将一定量的镁和铜组成的混合物加入到稀硝酸中,金属完全溶解（假设反应中还原产物只有NO ）。向反应后的溶液中加入3mol/LNaOH 溶液至沉淀完全,测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1g 下列叙述不正确的是( )

A ．当生成的沉淀量达到最大时，消耗NaOH 溶液的体积V ≥100mL

B ．当金属全部溶解时收集到NO 气体的物质的量0.2mol

C ．参加反应的金属的总质量3.6g

D ．当金属全部溶解时，参加反应的硝酸的物质的量一定是0.4mol

二、实验题

19.铝是一种轻金属，被称为金属界的“万金油”，应用范围极为广阔。含铝的化合物如氧化铝、氢氧化铝等在工业上用途十分广泛。 完成下列填空：

(1)铝是活泼金属，在干燥空气中铝的表面立即形成厚约5 nm 的致密氧化膜，写出除去氧化膜的一种方法 (用方程式表示）。

(2)氢氧化铝是用量最大、应用最广的无机阻燃添加剂，解释氢氧化铝能做阻燃剂的原 因

(用方程式说明）;写出3Al(OH)的电离方程式 。

(3)明矾422[()KA1SO 12H O]?的水溶液呈 性（选填“酸”、“碱”或“中”），溶液中离子浓度大小顺序为 。将明矾溶液与小苏打溶液混合会产生白色沉淀和气体，请用平衡移动原理解释该现象

。

(4)碳热还原氯化法从铝土矿中炼铝具有步骤简单、原料利用率高等优点，其原理如下： I. 233Al O (S)+AiCl (g)+3C(s)

3AlCl(g)+3CO(g)，1H=+1486kJ mol -?△

Ⅱ.33AlCl(g)

2Al(l)+AlCl (g)

1H=-140kJ mol -?△

①写出反应I 的化学平衡常数表达式K = ，升高温度，K (填增大、减小、不

变）。

②写出反应n 达到平衡状态的一个标志 。结合反应I 、Ⅱ进行分析，3AlCl 在炼铝过程中的可似看作

。

③将1 mol 氧化铝与3 mol 焦炭的混合物加人体积为2 L 反应容器中，加入2 mol 3AlCl 气体，在 高温下发生反应I ，若5 min 后气体总质量增加了 27. 6 g ，则A1C1的化学反应速率为 mol/( L ?

min) 0

20.镁铝合金强度大、密度小,合金表面易上色,常用作笔记本电脑的外壳。 Ⅰ.(1)形状大小相同的铝和镁，分别放入同样的稀盐酸中,下列说法不正确的是 (填序号)。 A.两者都发生反应 B.镁比铝反应剧烈 C.铝不与稀盐酸反应

(2)镁与氢氧化钠溶液不反应,而铝能与氢氧化钠溶液反应生成易溶于水的钠盐(用化学式NaAlO 2表示) 和H 2,写出该反应的化学方程式:

。

Ⅱ.三位同学通过进行如下探究,来推算某镁铝合金(假设不含其他杂质)中铝的质量分数。

方案一:镁铝合金与氧气反应,测定参与反应的氧气体积。如图1所示,称量一定量镁铝合金粉末,在足量的氧气中充分燃烧,冷却至室温,打开止水夹。参与反应的氧气体积与 相等。

方案二:镁铝合金与盐酸反应,测定生成气体的体积。装置如图2所示。

(1)通过排水法测定所收集到的氢气体积,装置导管a 、b 、c 、d 的连接顺序是:a → →

→

。

(2)反应结束,冷却至室温。烧瓶内还留有气体,对实验结果

(填“有”或“没有”)影

响。

方案三:镁铝合金与氢氧化钠溶液反应,测定剩余固体质量。称取8 g 镁铝合金样品,把60 g 氢氧化钠溶液平均分成三份依次加入样品中,反应过程如图3所示。

(1)实验中所加的氢氧化钠溶液应过量,其目的。

(2)从上图数据可知,该合金中镁元素与铝元素的质量比为。

【反思与拓展】利用镁铝合金中铝与氢氧化钠溶液反应和方案二装置,通过测定的体积,也可得出合金中铝的质量。

参考答案

1.答案：C

解析：A 项,OH -能与Mg 2+

反应产生沉淀,但不能与Mg 反应,A 项不正确。B 项,Mg 与其他金属能形成多种合金,所形成的部分合金强度和硬度都较大,B 项不正确。D 项,Mg 的导电性虽好,但延展性不好,故不被用来制造导线,D 项不正确。 2.答案：D

解析：A 项,3NaHCO 能与HCl 反应,3NaHCO 用于制胃酸中和剂,3NaHCO 用于制胃酸中和剂与3NaHCO 受热易分解没有对应关系;

B 项,2SiO 传导光的能力非常强,用于制光导纤维,2SiO 用于制光导纤维与2SiO 熔点高硬度大没有对应关系;

C 项,23Al O 的熔点很高,用作耐高温材料,23Al O 用作耐高温材料与23Al O 是两性氧化物没有对应关系;

D 项,CaO 能与水反应,用于食品干燥剂,CaO 用于食品干燥剂与CaO 与水反应有对应关系; 答案选D 。 3.答案：C

解析：CuSO 4溶液呈蓝色,加入足量Zn 粉后,Cu 2+被还原为Cu,溶液变成无色,A 项正确;澄清石灰水在空气中久置能吸收空气中的CO 2,生成CaCO 3白色固体,B 项正确;Na 2O 2呈淡黄色,在空气中放置后变为白色,是Na 2O 2吸收空气中的CO 2和H 2O 转化成了Na 2CO 3和NaOH 的缘故,C 项错误;向Mg(OH)2悬浊液中加入足量盐酸,悬浊液变澄清,是因为Mg(OH)2与HCl 发生复分解反应生成MgCl 2和H 2O,D 项正确。 4.答案：D 解析： 5.答案：C

解析：工业上用电解熔融23Al O 的方法制取金属Al,A 项错误根据流程图可知，烧渣的成分为氧化镁和氧化铝，氧化铝具有两性，能溶于强碱溶液，溶液X 可能为NaOH 溶液，则溶液Z 为2NaAlO 为2溶液，气体Q 可能为2CO ，不可能为3NH ，B 项错误；碱式碳酸铝镁分解吸热，且生成的氧化镁和氧化铝熔点高、不燃烧，故可用作阻燃剂，C 项正确；氯化镁是强酸弱碱盐，加热蒸发得到的是氢氧化镁固体，要得到氯化镁固体，应在氯化氢气流中蒸发，D 项错误。 6.答案：D 解析： 7.答案：C 解析：

A.① ② ③ 发生FeFeCl 2FeCl 3Fe,④ 发生FeCl 3FeCl 2,① 不能与氯气反应,故A 错误;

B.② 中应先通入氨气,再通入二氧化碳,转化可实现,但② 条件不合理,故B 错误;

C.MgO 与HCl 溶液反应生成

MgCl 2,MgCl 2与NaOH 反应生成Mg(OH)2,Mg(OH)2加热生成MgO,Mg(OH)2与HCl 溶液反应生成MgCl 2,故C 正确;D.氧化铝不溶于水,与水不反应,④ 不能发生,故D 错误;故选:C 。

8.答案：C 解析：

9.答案：D

解析：NaOH 不能一步转化成2Na O 10.答案：D

解析：A 项，因为镁与盐酸反应消耗+H ，故溶液的pH 升高；B 项，加入足量的硝酸银溶液生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，则该沉淀为氯化银，发生反应的离子方程式为+-Ag +Cl =AgCl ↓；C 项，实验③中加入足量的氢氧化钠溶液生成的白色沉淀为2Mg(OH)；D 项，若a 、b 的物质的量关系为():()1:3n a n b =，则X 中-2+(Cl ):(Mg )1:3n n =，结合化合物中各元素正、负化合价的代数和为零

可得固体X 的化学式为35Mg (OH)Cl 。 11.答案：D 解析： 12.答案：C 解析： 13.答案：D 解析： 14.答案：C 解析： 15.答案：A

解析：蒸馏法淡化海水是通过加热海水使之沸腾汽化,再把水蒸气冷凝成淡水,无需温度计测量水蒸气的温度,B 项错误;图三为原电池装置,活泼金属Zn 作负极,发生氧化反应生成Zn 2+溶液中无Fe 2+,故不能产生蓝色沉淀,C 项错误;Na 2CO 3溶液水解显碱性,应用碱式滴定管盛装,D 项错误。 16.答案：C

解析：A 项，根据反应2222Al+2NaOH+2H O =2NaAlO +3H ↑、322Al+6HCl =2AlCl +3H ↑可知，生成等质量的2H 时，①和②反应消耗(HCl)3(NaOH)n n =；B 项，反应③为

42432Al+3CuSO =3Cu+Al (SO )，其中氧化剂4CuSO 与还原剂Al 的物质的量之比为3:2，C 项，反

应③为42432Al+3CuSO =3Cu+Al (SO )，反应④为23

232Al+Fe O 2Fe+Al O 高温

，反应③和④消耗等

量的Al 时，生成的(Cu):(Fe)3:2n n =；D 项，反应⑤的离子方程式为

3++

3234Al +3NH H O =Al(OH)+3NH ?↓。

17.答案：D

解析：A 项,偏铝酸根离子促进碳酸氢根离子电离,生成沉淀的离子方程式为

233223HCO AlO +H O=()C OH O Al ---↓++,故正确;B 项,b 点与c 点溶液中的溶质均为Na 2CO 3与NaAlO 2,

故溶液中所含微粒种类相同,故正确;C 项,a 点溶液显碱性,溶质为氢氧化钠和偏铝酸钠,溶液中大量存

在的离子是Na +、2AlO -、OH -,故正确;D 项,加入40mL 碳酸氡钠溶液时沉淀最多,沉淀为0.032mol,

氢氧化钠溶液过量,滤液中含有氢氧化钠,由氢氧根离子和碳酸氢根离子反应生成碳酸根离子和水可

知,加入前8mL NaHCO 3溶液时没有沉淀生成,又233223HCO AlO +H O=()C OH O Al ---

↓++,则NaHCO 3

溶液的物质的量浓度为0.032mol÷0.032L=1.0mol/L,故错误。 18.答案：B

解析：将一定量的镁和铜组成的混合物加入到稀HNO 3中，金属完全溶解（假设反应中还原产物只有NO ），发生反应：3Mg+8HNO 3 （稀）＝3Mg （NO 3）2+2NO↑+4H 2O ；3Cu+8HNO 3 （稀）＝3Cu （NO 3）2+2NO↑+4H 2O ；向反应后的溶液中加入过量的3mol/L NaOH 溶液至沉淀完全，发生反应：Mg （NO 3）2+2NaOH ＝Mg （OH ）2↓+2NaNO 3；Cu （NO 3）2+2NaOH ＝Cu （OH ）

2↓+2NaNO 3，沉淀为氢氧化镁和氢氧化铜，生成沉淀的质量比原合金的质量增加

5.1g ，则氢氧化镁

和氢氧化铜含有氢氧根的质量为5.1g ，氢氧根的物质的量为5.1g÷17g/mol ＝0.3mol ，根据电子转移守恒，则镁和铜的总的物质的量为0.15mol ，A ．若硝酸无剩余，则参加反应氢氧化钠的物质的量等于0.3mol ，需要氢氧化钠溶液体积＝0.3mol÷3mol/L ＝0.1L ＝100mL ，硝酸若有剩余，消耗的氢氧化钠溶液体积大于100mL ，A 正确；B ．镁和铜的总的物质的量为0.15mol ，根据电子转移守恒可知生成的NO 物质的量为（0.15mol×2）÷3＝0.1mol ，若为标准状况下，生成NO 的体积为0.1mol×22.4L/mol ＝2.24L ，但NO 不一定处于标准状况，收集到NO 气体的体积不一定为2.24L ，B 错误；C ．镁和铜的总的物质的量为0.15mol ，假定全为镁，质量为0.15mol×24g/mol ＝3.6g ，若全为铜，质量为0.15mol×64g/mol ＝9.6g ，所以参加反应的金属的总质量（m ）为3.6g ＜m ＜9.6g ，C 正确；D ．根据方程式可知参加反应的n 反应（HNO 3）＝83n （金属）＝0.15mol×8

3

＝0.4mol ，D

正确，答案选B 。

19.答案：（l)2332Al +6HCl===2A1C1+3H O O

(2)32322A1H Al (O H )O O +3===△

；

3+-+-322Al +3OH A1(OH)H +AlO +H O

(3)酸；2-+3++-4c SO >C K >C A ()()()()>(1>c H c OH )；铝离子水解呈酸性，

3++

23Al +H Al OH O H ()+3碳酸氢根水解呈碱性，--

323HCO +3H O 2CO +OH ，两者水解相互促进，平衡向右移动，因此出

现沉淀与气体

(4)①

333c ()(AlCl c CO c )

(A1C1)

?；增大

②压强不变；催化剂③0.06

解析：（1)氧化铝是两性氧化物，能溶于强酸强碱溶液，溶于强酸的化学方程式为：2332Al +6HCl===2A1C1+3H O O

(2)氮氧化铝是用量最大、应用最广的无机阻燃添加剂，氢氧化铝能做阻燃剂的原因是 氢氧化铝分解吸收热量生成了高熔点的氧化铝，反应的电离方程式：32322A1H Al (O H )O O +3===△

，3A1(OH)的电离存在酸式电离和碱式电离，电离方程式为：

3+-

+-322Al +3OH A1(OH)H +AlO +H O

(3)明矾422[()KA1SO 12H O]?的水溶液中铝离子水解溶液显酸性，溶液中离子浓度大小为：

2-+3++-4c SO >C K >C A ()()()()>(1>c H c OH )，将明矾溶液与小苏打溶液混合会产生白色沉淀和气体：铝

离子水解呈酸性，

3++

23Al +H Al OH O H ()+3碳酸氢根水解呈碱性，

--

323HCO +3H O

2CO +OH ，两者水解相互促进，平衡向右进行，因此出现沉淀与气体；

(4)①

233Al O (S)+AiCl (g)+3C(s)

3AlCl(g)+3CO(g)1

H=+1486kJ mol -?△，

平衡常数K=333c ()(AlCl c CO c )

(A1C1)

?，反应为吸热反应，升温平衡正向进行，平衡常数增大；②

33AlCl(g)

2Al(l)+AlCl (g)1

H=-140kJ mol -?△，反应前后气体体积变化，当压强不变说明反应达

到平衡状态，结合反应I 、II 进行分析，3AlCl 在炼铝过程中参与反应过程，最后又生成，反应前后3AlCl 的质量和性质不变，可视为催化剂;

233Al O (S)+AiCl (g)+3C(s)

3AlCl(g)+3CO(g)1

H=+1486kJ mol -?△，生成3 mol A1C1反应前后气

体质量增加138 g ，若5 min 后气体总质量增加了27. 6 g ，计算得到生成的A1C1物质的量=-1

327.6g

138g mol ??=0.6mol

则A1C1的化学反应速率=0.6mol

2L

5min =0.06mol/(L ?min)

20.答案：Ⅰ.(1)C (2) 2Al+2NaOH + 2H 2O=2NaAlO 2+3H 2↑Ⅱ.方案一：量筒内减少的水的体积

方案二: (1)c b d (2)没有;方案三:(1)使镁铝合金中的铝完全反应(2)1:3【反思与拓展】氢气

解析：方案一: 氧气被消耗掉后瓶内压强减小，量筒中的水进入瓶中所以量筒内减少的水的体积等于消耗氧气的体积。方案二: (1)氢气不溶于水，用排水法收集，所以应该是气体从短管进，水从长管出，排出的水的体积就是氢气的体积，所以装置导管的连接顺序是c—b—d。方案三:(2)剩余固体的质量为金属镁的质量，所以镁的质量为2 g，铝的质量为8 g-2 g=6 g，所以该合金中镁元素与铝元素的质量比为2 g : 6 g=1 : 3。