1、1第 10讲 镁、铝及其重要化合物一、选择题1.(2019银川第一中学月考)镁粉是焰火、闪光粉、鞭炮中不可缺少的原料。工业上制造镁粉是将镁蒸气在某种气体中冷却，有下列气体：空气、CO 2、Ar、H 2、N 2，其中可作为冷却气体的是( )A.和 B.和C.和 D.和解析：选 C。加热时 O2、N 2、CO 2都能与镁反应。2.下列关于铝及其化合物的说法不正确的是( )A.Al既可用于食品包装，也可用作建筑材料B.Al2O3既可用来冶炼金属 Al，也可用作耐火材料C.明矾KAl(SO 4)212H2O既可用作净水剂，也可用作消毒剂D.Al(OH)3既可用作治疗胃酸过多的药物，也可用来制备一些铝盐
2、解析：选 C。A 项，金属铝具有良好的延展性，因此铝可以制成铝箔用于食品包装，金属铝也可用作建筑材料，如铝合金门窗等，正确；B 项，电解熔融的 Al2O3可冶炼金属Al，由于 Al2O3具有耐高温的性质，也可用作耐火材料，正确；C 项，明矾KAl(SO 4)212H2O溶于水后，Al 3 能发生水解反应，生成的 Al(OH)3胶体具有吸附作用，可用作净水剂，但 Al(OH)3并不具有消毒作用，错误；D 项，Al(OH) 3与胃酸中的盐酸反应生成氯化铝和水，正确。3.世界卫生组织已把铝确定为食品的污染源之一而加以控制使用。铝在下列应用中应加以控制的是( )制铝合金 制电线 制炊具 制银色漆颜料
3、用明矾净水 用明矾与苏打做食品膨松剂 制易拉罐 用氢氧化铝凝胶制胃舒平药品 包装糖果和食品A. B.C. D.解析：选 D。解答本题时，要抓住题中的“把铝确定为食品的污染源之一”与“控制使用” 。4.(2019洛阳第一次统考)下列实验中，所加固体可以完全溶解的是( )2A.在 H2O2溶液中加入少量 MnO2粉末B.将一小块铝片投入足量 NaOH溶液中C.将少量氢氧化铝加入足量的浓氨水中D.常温下将一小块铁片投入足量浓硝酸中解析：选 B。二氧化锰做催化剂，固体不会溶解，A 项错误；Al 与足量 NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，固体 Al可完全溶解，B 项正确；氨水不能溶解氢氧化铝，固体不会
4、溶解，C 项错误；常温下，铁遇浓硝酸发生钝化，生成致密的氧化膜阻止反应的进一步发生，则固体不能完全溶解，D 项错误。5.下列除去杂质的方法不正确的是( )A.镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥得到镁粉B.用过量氨水除去 Fe3 溶液中的少量 Al3C.Al(OH)3中混有少量 Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量 CO2后再过滤、洗涤、干燥得到 Al(OH)3D.MgO中混有少量 Al2O3：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥得到 MgO解析：选 B。Al(OH) 3不溶于氨水，故向含少量 Al3 的 Fe3 溶液中加入过量氨
5、水时，Fe3 、Al 3 均转化为氢氧化物沉淀，达不到除杂的目的。6.(2019洛阳第一次统考)镓(Ga)与铝同主族，曾被称为“类铝” ，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业制备镓的流程如图所示：下列判断不合理的是( )A.Al、Ga 均处于第A 族B.Ga2O3可与盐酸反应生成 GaCl3C.Ga(OH)3可与 NaOH反应生成 NaGaO2D.酸性：Al(OH) 3Ga(OH)3解析：选 D。Ga 与 Al同主族，均处于第A 族，A 项正确；Ga 2O3与 Al2O3的性质相似，可与盐酸反应生成 GaCl3，B 项正确；Ga(OH) 3属于两性氢氧化物，与 Al(OH)3的性质相似，能与
6、 NaOH溶液反应生成 NaGaO2，C 项正确；化学反应遵循强酸制弱酸的原理，在 NaAlO2和 NaGaO2的混合液中通入适量 CO2，只有 Al(OH)3沉淀，而没有 Ga(OH)3沉淀，镓酸的酸性强于碳酸，则酸性：Al(OH) 3Ga(OH) 3，D 项错误。37.从海水中提取镁的工艺流程如图所示：下列说法错误的是( )A.用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富B.步骤电解 MgCl2时阴极产生氯气C.步骤可将晶体置于 HCl气体氛围中脱水D.上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应解析：选 B。海水中含有大量的镁，A 项正确；电解 MgCl2时，阳极产生 Cl2，B 项错误；加热脱水过
7、程中 Mg2 能水解生成 Mg(OH)2，为防止 Mg2 水解，应在 HCl气体氛围中脱水，C 项正确；、分别为分解反应、化合反应、复分解反应，D 项正确。8.(2019试题调研)在一定条件下，向 Al2O3和过量 C粉的混合物中通入氯气，可制得易水解的 AlCl3，实验装置如图所示。下列说法不正确的是( )A.装置 c中盛装的是浓硫酸B.实验时应先点燃装置 d处酒精灯，再点燃装置 a处酒精灯C.此反应中的尾气，除氯气外都可直接排放到大气中D.该装置不完善，其中应改进的一项是在装置 d、e 之间添加一个干燥装置解析：选 C。装置 a制取 Cl2，装置 b除去 Cl2中的 HCl，装置 c干燥
8、Cl2，装置 d制备AlCl3，装置 e处理尾气。装置 c中盛装的是浓硫酸，用来干燥 Cl2，A 正确；实验时应先点燃装置 d处酒精灯，再点燃装置 a处酒精灯，可以充分利用 Cl2，B 正确；此反应中的尾气，除 Cl2外还有 CO等，不能直接排放到大气中，C 错误；为防止装置 e中的水蒸气进入装置 d，应在装置 d、e 之间添加一个干燥装置，D 正确。9.下列曲线图与对应的选项相符合的是( )4A.向 1 L浓度均为 0.1 molL1 的 NaAlO2、Ba(OH) 2混合溶液中加入 0.1 molL1 的稀 H2SO4B.向 1 L浓度分别为 0.1 molL1 和 0.3 molL1 的
9、 AlCl3、NH 4Cl的混合溶液中加入 0.1 molL1 的稀 NaOH溶液C.向烧碱溶液中滴加明矾溶液D.向 AlCl3溶液中滴加过量氨水解析：选 A。A 项，Ba(OH) 2和 NaAlO2中加入稀 H2SO4，发生的反应依次为Ba2 2OH 2H SO =BaSO42H 2O、AlO H H 2O=Al(OH)3、Al(OH)24 233H =Al3 3H 2O，所以加入 1 L稀 H2SO4时 Ba(OH)2反应完，再加 0.5 L稀 H2SO4时AlO 反应完，再加 1.5 L稀 H2SO4时，Al(OH) 3全部溶解，正确；B 项，向 1 L浓度分别2为 0.1 molL1
10、和 0.3 molL1 的 AlCl3、NH 4Cl的混合溶液中加入 0.1 molL1 的NaOH溶液，发生的反应依次为 Al3 3OH =Al(OH)3、OH NH =NH3H2O、Al(OH)43OH =AlO 2H 2O，所以沉淀 Al3 和溶解 Al(OH)3所用 NaOH溶液的体积之比为 31，2而图像中是 11，错误；C 项，向烧碱溶液中滴加明矾溶液，发生的反应依次为Al3 4OH =AlO 2H 2O、 Al3 3AlO 6H 2O=4Al(OH)3，所以无现象阶段与产生2 2沉淀阶段所加入的明矾溶液体积之比为 31，错误；D 项，向 AlCl3溶液中滴加过量氨水，沉淀不会溶解
11、，错误。10.(2019保定质检)工业上用某种氧化铝矿石(含 Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：对上述流程的判断正确的是( )A.试剂 X可以为氨水，沉淀中含有铁的化合物B.CO2可以用 H2SO4溶液或稀盐酸代替C.反应中的离子方程式为 CO2AlO 2H 2O=Al(OH)3HCO2 3D.工业上还可采用 Fe还原 Al2O3的方法制 Al，成本更低5解析：选 C。A 项，试剂 X应为强碱溶液，使 Al2O3溶解；B 项，若用强酸代替 CO2，强酸过量时，Al(OH) 3会溶解，不能保证生成 Al(OH)3沉淀；D 项，因 Al比 Fe活泼，不能用Fe置换 Al。二、非选择题11
12、.无水 AlCl3可用作有机合成的催化剂、食品膨松剂等。工业上可由铝土矿(主要成分是 Al2O3和 Fe2O3)和焦炭制备 AlCl3，流程如下：已知：AlCl 3、FeCl 3分别在 183 、315 时升华。(1)铝离子的结构示意图为 ，实验室配制氯化铝溶液时加入盐酸的目的是_。(2)氯化炉中 Al2O3、Cl 2和焦炭在高温下发生的反应化学方程式为_；炉气中残余的少量 Cl2，可用 NaOH溶液吸收，其离子方程式为_。(3)700 时，升华器中物质经充分反应后需降温实现 FeCl3和 AlCl3的分离。请选择合适的温度范围： 。a.低于 183 b.介于 183 和 315 之间c.高于
13、 315 (4)样品(含少量 FeCl3)中 AlCl3含量可通过下列操作测得(部分物质略去)。m克样品 NaAlO2溶液 Al(OH)3 n克 Al2O3 过 量 NaOH溶 液 过 滤 过 量 CO2 过 滤 冷 却计算该样品中 AlCl3的质量分数：_(结果用 m、 n表示，不必化简)。答案：(1) 防止氯化铝水解(2)Al2O33Cl 23C 2AlCl33CO= = = = =高 温 Cl22OH =ClO Cl H 2O(3)b(4) 100%n1022133.5m (或 267n102m100%)612氮化铝(AlN)是一种综合性能优良的陶瓷材料，能缓慢水解，不耐酸碱腐蚀。某化学
14、实验小组在实验室制备 AlN并测定产品纯度，设计实验如下。请回答：.制备 AlN(1)实验时，以空气为原料制备 AlN。按气流从左向右的方向，上述装置的正确连接顺序为 j_i(填仪器接口字母编号)。(2)上述装置中，需要检漏的仪器名称为_。(3)试剂 X的作用为_。(4)装置 D中发生的反应化学方程式为_。.测定产品纯度(5)设计实验证明装置 D的产品中含有 Al单质：_。(6)测定产品纯度：取装置 D中产品 4.37 g，加入足量 NaOH浓溶液，充分反应后，通入水蒸气，将生成的气体全部赶出，用 V1 mL c1 mol/L的盐酸吸收；以酚酞做指示剂，用c2 mol/L的 NaOH标准溶液滴
15、定过量的盐酸，达到滴定终点时，消耗 V2 mL NaOH标准溶液。则：达到滴定终点的现象为_。产品中 AlN的质量分数为_(列出计算式即可)。答案：(1)fedcab(或 ba)gh(或 hg)7(2)分液漏斗(3)吸收空气中的水蒸气，避免其与还原铁粉反应干扰实验(4)2AlN 2 2AlN= = = = =1 700 (5)取装置 D中少量产品于试管中，加入足量稀硫酸，有无色、无味的可燃性气体生成，则产品中含有 Al单质(或其他合理答案)(6)滴入最后一滴 NaOH标准溶液时，溶液恰好从无色变为浅红色，且半分钟内不变色 100%（ V110 3 Lc1 mol/L V210 3 Lc2 mo
16、l/L） 41 g/mol4.37 g13(2019安徽师大附中段考)用铝土矿(含 30%SiO2、40.8%Al 2O3和少量 Fe2O3等)制取铝硅合金材料有湿法、干法等方法，其中干法制备的工艺流程如下：(1)若湿法处理铝土矿，用强酸浸取时，所得溶液中阳离子有_。(2)焙烧除铁的反应化学方程式为 4(NH4)2SO4Fe 2O3 2NH4Fe(SO4)= = = = = 23H 2O6NH 3(Al 2O3部分发生类似反应)。氧化物转化为硫酸盐的转化率与温度的关系如图，最适宜的焙烧温度为_。(3)操作包括加水溶解、_。(4)用焦炭还原 SiO2、Al 2O3会产生中间产物 SiC、Al 4
17、C3。写出高温下 Al4C3与 Al2O3反应生成铝单质的化学方程式：_。(5)铝硅合金材料中若含铁，会影响其抗腐蚀性，原因是_。(6)不计损失，投入 1 t铝土矿，当加入 54 kg纯铝后，铝硅合金中m n_。8解析：铝土矿加(NH 4)2SO4焙烧除铁，Fe 2O3转化为 NH4Fe(SO4)2，同时生成氨，加水溶解、过滤，滤渣为 SiO2和 Al2O3，用焦炭在高温条件下还原 SiO2、Al 2O3得到铝硅熔体，再加纯铝搅拌，得到铝硅合金。(1)铝土矿中的氧化铝和氧化铁能溶于强酸生成 Al3 、Fe 3 ，另外还有剩余的 H ，所以溶液中的阳离子有 Al3 、Fe 3 、H 。(2)焙烧
18、除铁时尽可能使氧化铁的转化率升高，并使氧化铝的转化率降低，由图可知在300 时，氧化铁转化为硫酸盐的转化率很高，而氧化铝转化为硫酸盐的转化率最低，所以最适宜的焙烧温度为 300 。(3)由流程分析可知，操作包括加水溶解、过滤。(4)在高温条件下，Al 4C3与 Al2O3反应生成 Al和 CO，其反应的化学方程式为Al4C3Al 2O3 6Al3CO。= = = = =高 温 (5)Al、Fe 形成原电池，Al 的活泼性比 Fe强，做负极，被腐蚀，所以铝硅合金材料中若含铁，容易发生电化学腐蚀。(6)已知铝土矿中含 30%SiO2、40.8%Al 2O3，不考虑损失，投入 1 t铝土矿，加入 54 kg纯铝，则得到的铝硅合金中 Al元素的总质量为 1 000 kg40.8% 54 kg270 54102kg，Si 元素的总质量为 1 000 kg30% 140 kg，则铝硅合金中2860m n 21。27027 14028答案：(1)Al 3 、Fe 3 、H (2)300 (3)过滤(4)Al4C3Al 2O3 6Al3CO= = = = =高 温 (5)铁与铝形成原电池，加快了铝的腐蚀(6)219
