2021届高考化学一轮复习第3章金属元素及其重要化合物第10讲镁铝及其重要化合物教学案新人教版

2021届高考化学一轮复习第3章金属元素及其重要化合物第10讲镁铝及其重要化合物教学案新人教版

第10讲　镁、铝及其重要化合物 一、镁及其重要化合物的主要性质和应用 ‎1．镁的性质 ‎(1)物理性质：具有银白色金属光泽的固体，密度、硬度均较小，熔点较低，有良好的导电性、导热性和延展性。‎ ‎(2)化学性质 ‎①与非金属单质反应 ‎②与CO2反应：2Mg＋CO22MgO＋C ‎③与H2O反应：Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑‎ ‎④与H＋反应：Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑‎ ‎2．从海水中提取镁的流程 ‎(1)流程 ‎(2)主要化学反应 ‎①制石灰乳：CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca(OH)2；‎ ‎②沉淀Mg2＋：Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋Ca2＋；‎ ‎③制备MgCl2：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O；‎ ‎④电解MgCl2：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。‎ ‎3．用途 生产合金，冶金工业上用作还原剂和脱氧剂。‎ ‎4．镁的重要化合物 - 19 -‎ 物质 主要性质 氧化镁 碱性氧化物 MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O 氢氧 化镁 中强碱 Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O 难溶于水 Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓‎ 二、铝的性质及应用 ‎1．铝的物理性质 注：铝是地壳中含量最高的金属元素。‎ ‎2．铝的化学性质 写出图中标号反应的化学方程式或离子方程式：‎ ‎②2Al＋3Cl22AlCl3‎ ‎④2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑‎ ‎⑤2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe(铝热反应)‎ ‎3．铝的制备及用途 - 19 -‎ 制备 电解熔融Al2O3：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑‎ 用途 ‎①纯铝用作导线 ‎②铝合金制备汽车、飞机、生活用品等 三、铝的重要化合物 ‎1．氧化铝 ‎(1)物理性质：白色固体，难溶于水，有很高的熔点。‎ ‎(2)化学性质 ‎2．氢氧化铝 ‎(1)物理性质 白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。‎ ‎(2)化学性质(用化学方程式表示)‎ Al(OH)3的电离方程式为 ‎②受热分解：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。‎ ‎(3)制备 ‎①向铝盐中加入氨水，离子方程式为 Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。‎ ‎②向NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。‎ ‎③NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：‎ 3AlO＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓。‎ - 19 -‎ ‎3．常见的铝盐 ‎(1)硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。‎ ‎(2)明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH<7(填“＞”“＜”或“＝”)。明矾可以净水，其净水的原理是Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。但Al(OH)3胶体无强氧化性，不能杀菌消毒。‎ ‎1.判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，并指明错因。‎ ‎(1)工业电解熔融MgCl2得到的镁需在CO2气体中冷却。(×)‎ 错因：镁在高温下与CO2发生反应。‎ ‎(2)常温下将铝片放入到浓硝酸或浓硫酸中没有明显现象，说明铝与这两种溶液不能发生化学反应。(×)‎ 错因：铝片与浓硝酸(或浓H2SO4)迅速反应，表面形成一层致密的氧化物保护膜，不是不能与Al反应。‎ ‎(3)AlCl3与过量氨水反应生成NH4AlO2。(×)‎ 错因：AlCl3与过量氨水反应生成Al(OH)3。Al(OH)3只能与强碱反应生成偏铝酸盐，不与弱碱(NH3·H2O)反应。‎ ‎(4)明矾水解时能生成具有吸附性的Al(OH)3胶粒，可用于净水和消毒。(×)‎ 错因：Al(OH)3胶粒具有吸附性，可用于净水，但不能消毒。‎ ‎(5)相同质量的镁条分别在足量的CO2和O2中完全燃烧，所得固体的质量相同。(×)‎ 错因：Mg与CO2反应除MgO外还有固体C生成，得到的固体质量大。‎ ‎(6)工业上制造镁粉时，可将镁蒸气在N2中冷却。(×)‎ 错因：热的镁蒸气可与N2发生反应。‎ ‎2．教材改编题 ‎(据人教必修一P54T6)相同体积、相同物质的量浓度的NaOH溶液和盐酸，分别与足量铝反应，生成的H2在相同条件下的体积之比为(　　)‎ A．1∶1 B．2∶1 ‎ C．3∶1 D．3∶2‎ 答案　C ‎3．用含有少量Mg的Al片制取纯净的Al(OH)3，下列操作中最恰当的组合是(　　)‎ ‎①加盐酸溶解　②加NaOH溶液　③过滤　④通入过量CO2生成Al(OH)3　⑤加盐酸生成Al(OH)3　⑥加过量氨水生成Al(OH)3‎ A．①⑥③ B．①③⑥③‎ C．②③④③ D．②③⑤③‎ - 19 -‎ 答案　C 解析　2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑，Mg和NaOH溶液不反应，过滤后向NaAlO2溶液中通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀，再过滤即得到Al(OH)3。‎ 考点一　镁及其重要化合物的性质和应用 ‎[解析]　点燃或高温条件下Mg与O2、CO2、N2均反应，故不能在这些气体中冷却，故选C。‎ ‎[答案]　C Mg及其化合物的转化关系图 ‎1．下列有关金属镁的说法不正确的是(　　)‎ A．Mg在CO2中燃烧生成MgO和C，是放热反应 B．2.4 g Mg与H2SO4完全反应，转移的电子数为0.1NA C．Mg和稀硫酸反应时，滴加少量硫酸铜溶液，能加快反应速率 D．镁可以用来制造信号弹和焰火，MgO可以作耐高温材料 答案　B 解析　金属Mg可以在CO2中燃烧生成MgO和C，同时放出大量的热，A正确；2.4 g Mg为0.1 mol，与硫酸完全反应后转移的电子数为0.2NA，B错误；Mg和稀硫酸反应时，加少量硫酸铜溶液，Mg置换出Cu，形成原电池，化学反应速率加快，C正确；Mg在空气中燃烧发出耀眼的白光，常用来制造信号弹和焰火，MgO的熔点很高，常用作耐高温材料，D正确。‎ ‎2．(1)海水提镁的一段工艺流程如下图：‎ - 19 -‎ 浓海水的主要成分如下：‎ 离子 Na＋‎ Mg2＋‎ Cl－‎ SO 浓度/(g·L－1)‎ ‎63.7‎ ‎28.8‎ ‎144.6‎ ‎46.4‎ 该工艺过程中，脱硫阶段主要反应的离子方程式为_____________________________________________________________________‎ ‎______________________，产品2的化学式为________，1 L浓海水最多可得到产品2的质量为________g。‎ ‎(2)采用电解熔融的氯化镁制取金属镁，发生反应的化学方程式为____________________________________________________________________。‎ 答案　(1)Ca2＋＋SO===CaSO4↓　Mg(OH)2　69.6‎ ‎(2)MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑‎ 解析　(1)由题给海水的主要成分，脱硫就是除掉硫酸根离子，发生反应：Ca2＋＋SO===CaSO4↓；由框图信息知，产品2为Mg(OH)2；1 L浓海水中含有Mg2＋28.8 g，物质的量为1.2 mol，则最多生成Mg(OH)2 1.2 mol，质量为1.2 mol×58 g·mol－1＝69.6 g。‎ ‎(2)电解熔融氯化镁生成氯气和单质镁。‎ - 19 -‎ 考点二　铝的性质及应用 ‎[解析]　其反应原理分别为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。可见当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多时，产生H2的体积比是1∶3，而题设条件体积比为1∶2，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于NaOH来说是不足的。‎ ‎2Al＋6HCl　　　===　　　2AlCl3＋3H2↑‎ ‎ 6 mol　　　　　　　　　　　3 mol ‎ 3 mol·L－1×0.1 L　　 　　　0.15 mol 则Al与NaOH反应生成的H2为0.15 mol×2＝0.3 mol。‎ ‎2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑‎ ‎2×27 g　　　　　　　　　　　　　3 mol ‎5．4 g　　　　　　　　　　　　　　0.3 mol 即投入的铝粉为5.4 g。‎ ‎[答案]　A 铝与酸、碱反应生成H2的量的关系 铝与盐酸、氢氧化钠反应的化学方程式分别为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。从化学方程式可以看出Al与酸、碱反应时生成H2的实质都是AlAl3＋/AlO，所以无论与酸还是与碱反应，Al与H2的关系都是2Al～3H2。‎ ‎1．等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比＝1∶1。‎ ‎2．足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比＝1∶3。‎ ‎3．一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比＜＜ - 19 -‎ ‎，则必定是①铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；②铝与氢氧化钠反应时，铝不足而氢氧化钠过量。解题时应充分利用上述过量关系。‎ 铝的这种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱反应产生H2的性质常作为推断题的“题眼”。‎ ‎3．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．3 mol·L－1 HCl B．4 mol·L－1 HNO3‎ C．8 mol·L－1 NaOH D．18 mol·L－1 H2SO4‎ 答案　A 解析　在镁、铝混合物中加入HNO3和浓H2SO4都不产生H2；加入NaOH溶液，只有Al与之反应生成H2，而镁不反应；加入盐酸，镁、铝都与盐酸反应生成H2，所以放出H2的量最多。‎ ‎4．铝作为一种特殊的金属，既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出H2，就铝的这些特性回答下列问题：‎ ‎(1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是________。‎ ‎(2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，产生H2的体积之比是________。‎ ‎(3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是________。‎ 答案　(1)1∶1　(2)1∶3　(3)3∶1‎ 解析　(1)根据化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑得Al与H2的关系式均为2Al～3H2，故只要参加反应的Al的量相等，所得H2的量必相等。‎ ‎(2)因为在反应中Al过量，产生的H2由HCl和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl～3H2、2NaOH～3H2，故当HCl、NaOH的物质的量相等时，二者产生H2的体积比为1∶3。‎ ‎(3)因为铝足量且产生的H2相等，根据关系式得出n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。‎ 考点三　铝的重要化合物 - 19 -‎ ‎[解析]　结合题意和题图可知，0～4 mL发生反应：H＋＋OH－===H2O,4～30 mL发生反应：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，30～33 mL发生反应：NH＋OH－===NH3·H2O,33～35 mL发生反应：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。故n(Al3＋)＝n[Al(OH)3]＝0.002 L×5 mol·L－1＝0.01 mol，n(Mg2＋)＝n[Mg(OH)2]＝＝0.05 mol，故x－y＝0.01，原溶液中的n(Mg2＋)∶n(Al3＋)＝5∶1，A、D正确；原溶液中c(H＋)＝＝0.1 mol·L－1，c(NH)＝＝0.075 mol·L－1，故原溶液的pH＝1，根据电荷守恒，原溶液中存在：3c(Al3＋)＋2c(Mg2＋)＋c(NH)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)，OH－可以忽略不计，故c(Cl－)＝0.825 mol·L－1，B错误，C正确。‎ ‎[答案]　B ‎1．铝的化合物间的转化关系及应用 ‎(1)Al3＋、AlO、Al(OH)3的转化关系 ‎(2)铝盐与强碱(如NaOH)溶液反应，铝元素的存在形式 ‎(3)应用 ‎①鉴别(利用滴加试剂顺序不同，现象不同)‎ a．向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解。‎ b．向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。‎ - 19 -‎ ‎②分离提纯 a．利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的混合物。如Mg(Al)：加足量NaOH溶液过滤。‎ b．利用Al2O3能与强碱溶液反应，分离Al2O3与其他金属氧化物。如Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液过滤。‎ c．利用Al(OH)3能与强碱溶液反应，分离Al3＋与其他金属阳离子。如Mg2＋(Al3＋)：加过量NaOH溶液，过滤，再加酸充分溶解。‎ ‎2．含Al3＋的混合溶液与碱反应的先后顺序 当溶液中有多种离子时，要考虑离子之间的反应顺序，如向含有H＋、NH、Mg2＋、Al3＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，NaOH先与H＋反应，再与Al3＋、Mg2＋反应生成沉淀，再与NH反应，最后才溶解Al(OH)3沉淀。‎ ‎3．两种提纯氧化铝的方案 铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界中主要以化合态形式存在于氧化铝中。铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，冶炼金属铝很重要的一个过程是Al2O3的提纯。由于Al2O3是两性氧化物，而杂质SiO2是酸性氧化物，Fe2O3是碱性氧化物，因而可设计出两种提纯氧化铝的方案。‎ 方案一：碱溶法 方案二：酸溶法 ‎4．铝盐与碱、偏铝酸盐与酸反应的六大图像 操作 向可溶性铝盐溶液中逐滴 加入NaOH溶液至过量 向NaOH溶液中逐滴加入 可溶性铝盐溶液至过量 - 19 -‎ 图像 操作 向偏铝酸盐溶液中逐 滴加入稀盐酸至过量 向稀盐酸中逐滴加入 偏铝酸盐溶液至过量 图像 操作 向AlCl3溶液中滴加氨水 或NaAlO2溶液至过量 向NaAlO2溶液中通入CO2‎ 或加入AlCl3溶液至过量 图像 ‎5．(2019·三明模拟)如图所示是向MgCl2和AlCl3的混合溶液中加入一定量NaOH溶液，紧接着再加入一定量稀盐酸，生成沉淀的物质的量y与加入溶液的体积x的关系图。根据图示判断，下列结论中不正确的是(　　)‎ A．N点时溶液中的溶质只有NaCl B．M点之前加入的是NaOH溶液，M点之后加入的是盐酸 C．c(NaOH)＝c(HCl)‎ D．原混合溶液中c(MgCl2)∶c(AlCl3)＝1∶1‎ 答案　B 解析　向MgCl2和AlCl3的混合溶液中加入NaOH溶液，首先发生：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，N点时Al3＋、Mg2＋全部沉淀，溶液中的溶质只有NaCl，A正确；NM段Al(OH)3溶解，x＝6时，Al(OH)3完全溶解，MP段沉淀的量不变，MP段先加的NaOH溶液，然后又加入盐酸，B错误；PF段沉淀增加，发生AlO＋H2O＋H＋===Al(OH)3↓，消耗盐酸1 mL，根据NM段Al(OH)3溶解消耗NaOH溶液1 mL，则c(NaOH)＝c - 19 -‎ ‎(HCl)，C正确；沉淀Al3＋消耗NaOH溶液3 mL，沉淀Mg2＋消耗NaOH溶液2 mL，原混合溶液中c(MgCl2)∶c(AlCl3)＝1∶1，D正确。‎ ‎6．铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。铝土矿的主要成分是Al2O3、Fe2O3和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)写出反应1的化学方程式_____________________________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ ‎(2)滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是________，反应2的离子方程式为_________________________________________________________________。‎ ‎(3)电解制铝的化学方程式是____________________。‎ 答案　(1)2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O、‎ ‎2NaOH＋Al2O3===2NaAlO2＋H2O ‎(2)CaSiO3　AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO ‎(3)2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑‎ 解析　由流程图可知反应1用于溶解二氧化硅和氧化铝，Fe2O3不与碱反应，利用过滤除去 Fe2O3，所以滤液Ⅰ中的成分主要为硅酸钠和偏铝酸钠，加入氧化钙后硅酸钠转化为硅酸钙沉淀，偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳气体后转变为氢氧化铝，煅烧后生成氧化铝，电解氧化铝制备金属铝。‎ 破解Al(OH)3图像计算的技巧 ‎　当横坐标为NaOH溶液，纵坐标为沉淀的物质的量(或质量)时，可利用Al(OH)3溶于NaOH溶液的“量”的关系来计算。原溶液中Al3＋的物质的量、沉淀溶解过程中消耗NaOH的物质的量与沉淀中Al(OH)3的物质的量相等。抓住这一定量关系可迅速破题。例如，向MgCl2、AlCl3混合溶液中加入NaOH溶液的图像如下所示。‎ 则AB段为Al(OH)3溶于NaOH的过程，原溶液中n(Al3＋)＝n[Al(OH)3‎ - 19 -‎ ‎]＝(0.6－0.5)mol＝0.1 mol，n(Mg2＋)＝＝0.1 mol。‎ ‎　　建议用时：40分钟　　　满分：100分 ‎　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ 一、选择题(每题7分，共70分)‎ ‎1．下列关于铝及其化合物的叙述正确的是(　　)‎ A．铝罐可久盛食醋 B．氢氧化铝可作胃酸的中和剂 C．明矾用作净水剂不涉及化学变化 D．铝与Fe2O3发生铝热反应，反应后固体物质增重 答案　B 解析　铝罐容易受食醋中的醋酸腐蚀而损坏，无法久盛食醋，A错误；明矾用作净水剂是利用Al3＋水解生成的氢氧化铝胶体的吸附性，涉及化学变化，C错误；铝与氧化铁反应，反应前后都是固体，质量不变，D错误。‎ ‎2．从海水中提取镁，可按如下步骤进行：①把贝壳制成石灰乳；②在引入的海水中加入石灰乳，沉降、过滤、洗涤沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应，结晶过滤、在HCl气体氛围中干燥产物；④将得到的产物熔融电解得到镁。下列说法不正确的是(　　)‎ A．此法的优点之一是原料来源丰富 B．第④步也可采用电解MgCl2溶液的方法 C．①②③步骤的目的是从海水中提取MgCl2‎ D．以上提取镁的过程中涉及化合、分解和复分解反应 答案　B 解析　电解MgCl2溶液得不到金属镁，B错误。‎ ‎3．某同学通过系列实验探讨Mg及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是(　　)‎ A．将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁片于其中探讨Mg的活泼性 B．将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成 C．将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀 D．将Mg(OH)2沉淀转入表面皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体 答案　B 解析　‎ - 19 -‎ 稀释浓硫酸时，应将浓硫酸沿着器壁慢慢加入水中，并不断搅拌，A不正确；过滤时需要用玻璃棒引流，因此C不正确；蒸发溶液时应该用蒸发皿而不是表面皿，由于MgCl2水解，所以加热时必需在HCl的氛围中加热才能得到MgCl2固体，所以D不正确。‎ ‎4．镁、铝单质的化学性质以相似性为主，但也存在某些重大差异性，下列物质能用于证明二者存在较大差异性的是(　　)‎ ‎①CO2　②盐酸　③NaOH溶液　④CuSO4溶液 A．①④ B．②③ ‎ C．①③ D．②③④‎ 答案　C 解析　镁能与CO2反应而铝不能，铝能与NaOH溶液反应而镁不能。‎ ‎5．下列物质中既能跟稀硫酸反应，又能跟氢氧化钠溶液反应的是(　　)‎ ‎①NaHCO3　②(NH4)2SO3　③Al2O3　④Al(OH)3‎ ‎⑤Al A．全部 B．只有①③④⑤‎ C．只有③④⑤ D．只有②③④⑤‎ 答案　A 解析　弱酸的酸式盐、弱酸的铵盐、Al、Al2O3、Al(OH)3等物质既可与强酸反应又可与强碱反应，故选A。‎ ‎6．下列各组物质，不能按(“―→”表示反应一步完成)关系转化的是(　　)‎ 选项 a b c A Al2O3‎ NaAlO2‎ Al(OH)3‎ B AlCl3‎ Al(OH)3‎ NaAlO2‎ C Al Al(OH)3‎ Al2O3‎ D MgCl2‎ Mg(OH)2‎ MgO 答案　C 解析　各选项中物质间的转化为：A项，Al2O3NaAlO2Al(OH)3Al2O3；B项，AlCl3Al(OH)3NaAlO2AlCl3；D项，MgCl2Mg(OH)2MgOMgCl2；C项中，Al不能一步转化成Al(OH)3。‎ ‎7．工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3·xH2O、Fe2O3、SiO2等)提取纯Al2O3作冶炼铝的原料，提取时操作过程如下图，指出图中操作错误的是(　　)‎ - 19 -‎ A．④⑤ B．③④ ‎ C．②⑤ D．①②‎ 答案　A 解析　由流程图可知，反应③得到的滤液为NaAlO2溶液，加入过量盐酸后得到AlCl3，应通入过量CO2制取Al(OH)3沉淀，操作④错误；Al(OH)3在常温干燥条件下并不发生分解，故操作⑤需要加热灼烧，⑤错误。‎ ‎8．下列离子方程式书写正确的是(　　)‎ A．KAl(SO4)2溶液中滴加Ba(OH)2溶液使SO恰好完全沉淀：2Al3＋＋3SO＋3Ba2＋＋6OH－===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓‎ B．向NaAlO2溶液中通入过量CO2：2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO C．醋酸溶液与水垢中的Mg(OH)2反应：Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O D．铝条插入烧碱溶液中，开始没有明显现象：Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O 答案　D 解析　SO完全沉淀时KAl(SO4)2与Ba(OH)2以物质的量之比1∶2反应，反应的化学方程式为KAl(SO4)2＋2Ba(OH)2===2BaSO4↓＋KAlO2＋2H2O，离子方程式为Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===2BaSO4↓＋AlO＋2H2O，A错误；通入过量CO2生成NaHCO3，正确的离子方程式为AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO，B错误；醋酸属于弱酸，应以化学式表示，C错误；铝表面易形成氧化铝薄膜，插入NaOH溶液中，NaOH先要溶解表面的氧化铝，再与Al单质反应产生气泡，D正确。‎ ‎9．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 B．用过量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋‎ C．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后过滤 D．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 答案　B 解析　Al(OH)3不溶于氨水，故向含少量Al3＋的Fe3＋溶液中加入过量氨水时，Fe3＋、Al3＋均转化为氢氧化物沉淀，达不到除杂的目的。‎ - 19 -‎ ‎10．(2019·山东曲阜期中)向一定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，生成沉淀Al(OH)3的量随AlCl3加入量的变化关系如图所示。则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是(　　)‎ A．a点对应的溶液中：Na＋、Fe3＋、SO、HCO B．b点对应的溶液中：Na＋、S2－、SO、Cl－‎ C．c点对应的溶液中：Ag＋、Ca2＋、NO、F－‎ D．d点对应的溶液中：K＋、NH、I－、CO 答案　B 解析　向一定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，先发生反应：Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，无沉淀生成，当溶液中的OH－反应完全后，发生反应：Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓，生成Al(OH)3沉淀的量随AlCl3加入量的增大而增大，当溶液中的AlO反应完全后，再继续滴加AlCl3溶液，Al(OH)3沉淀的量保持不变。a点对应的溶液中氢氧化钠过量，Fe3＋和HCO都不能大量存在，A不符合题意；b点对应的溶液中溶质为NaCl、NaAlO2，AlO、Na＋、S2－、SO、Cl－可以大量共存，B符合题意；c点对应的溶液中含有Cl－，Ag＋不能大量存在，C不符合题意；d点对应的溶液中含有Al3＋，CO会与Al3＋发生相互促进的水解反应而不能大量共存，D不符合题意。‎ 二、非选择题(共30分)‎ ‎11．(2019·哈尔滨六中高三期末考试)(14分)某兴趣小组根据镁与沸水的反应推测镁也能与饱和碳酸氢钠溶液反应。资料显示：镁与饱和碳酸氢钠溶液反应产生大量气体和白色不溶物。该兴趣小组设计了如下实验方案并验证产物、探究反应原理。‎ 实验Ⅰ：用砂纸擦去镁条表面氧化膜，将其放入盛有适量滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液的试管中，迅速反应，产生大量气泡和白色不溶物，溶液由浅红变红。‎ ‎(1)提出假设 该同学对反应中产生的白色不溶物作出如下猜测：‎ 猜测1：可能是________。‎ 猜测2：可能是MgCO3。‎ 猜测3：可能是碱式碳酸镁[xMgCO3·yMg(OH)2]。‎ ‎(2)设计定性实验确定产物并验证猜测：‎ 实验序号 实验 预期现象和结论 实验Ⅱ 将实验Ⅰ中收集的气体点燃 如果气体能安静燃烧、产生淡蓝色火焰，则气体成分为________‎ 实验Ⅲ 取实验Ⅰ中的白色不溶物，洗涤，加入足量________‎ 如果______________，则白色不溶物可能含有MgCO3‎ - 19 -‎ 实验Ⅳ 取实验Ⅰ中的澄清液，向其中加入少量CaCl2稀溶液 如果产生白色沉淀，则溶液中存在________离子 ‎(3)设计定量实验确定实验Ⅰ的产物：称取实验Ⅰ中所得干燥、纯净的白色不溶物31.0 g，充分加热至不再产生气体为止，并使分解产生的气体全部进入装置A和B中。实验前后装置A增重1.8 g，装置B增重13.2 g，试确定白色不溶物的化学式：____________________。‎ ‎(4)请结合化学用语和化学平衡移动原理解释Mg和饱和NaHCO3溶液反应产生大量气泡的原因：_________________________________________________‎ ‎_________________________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ 答案　(1)Mg(OH)2‎ ‎(2)氢气　稀盐酸(合理均可)　产生气泡，沉淀全部溶解　CO ‎(3)3MgCO3·Mg(OH)2[或Mg(OH)2·3MgCO3或 Mg4(OH)2(CO3)3]‎ ‎(4)NaHCO3溶液中存在如下平衡：HCO H＋＋CO、H2OH＋＋OH－；Mg和H＋反应生成H2和Mg2＋，Mg2＋跟OH－、CO生成难溶物碱式碳酸镁，则H＋、OH－、CO的浓度均降低，促使上述两平衡均向右移动，故Mg与饱和NaHCO3溶液反应产生大量H2‎ 解析　(1)依据猜测白色不溶物可能是MgCO3或xMgCO3·yMg(OH)2，联想可得猜测1为Mg(OH)2。‎ ‎(2)迅速反应，产生大量气泡和白色不溶物，说明镁与饱和碳酸氢钠溶液反应能生成一种无色气体和一种白色沉淀；气体安静燃烧、产生淡蓝色火焰，说明该气体是氢气；碳酸盐与酸反应产生二氧化碳，所以加入足量稀盐酸，有气泡产生，沉淀全部溶解；实验Ⅳ加入氯化钙生成沉淀，证明含有碳酸根离子。‎ ‎(3)B中碱石灰质量的增加量就是生成的二氧化碳的质量，所以n(MgCO3)＝n(CO2)＝＝0.3 mol，装置A中增加量就是生成水的质量，n[Mg(OH)2]＝n(H2O)＝＝0.1 mol，所以x∶y＝3∶1。‎ ‎12．(16分)一位同学在复习时遇到这样一道习题：某无色溶液中可能含有H＋、OH－、Na＋、NO，加入铝粉后，只产生H2，问该无色溶液中能大量存在哪几种离子。‎ - 19 -‎ ‎(1)加入铝粉产生H2，说明铝具有________(填“氧化性”或“还原性”)。‎ ‎(2)该同学分析：若H＋大量存在，则NO就不能大量存在。设计实验证实如下：‎ 装置 现象 ⅰ.实验初始，未见明显现象 ⅱ.过一会儿，出现气泡，液面上方呈红棕色 ⅲ.试管变热，溶液沸腾 ‎①盐酸溶解Al2O3薄膜的离子方程式是_____________________________。‎ ‎②根据现象ⅱ，推测溶液中产生了NO，为进一步确认，进行如下实验：‎ 实验 内容 现象 实验1‎ 将湿润KI－淀粉试纸置于空气中 未变蓝 实验2‎ 用湿润KI－淀粉试纸检验红棕色气体 试纸变蓝 a．红棕色气体是________。‎ b．实验1的目的是____________________________________________。‎ c．实验1、2说明反应生成了NO，将生成NO的离子方程式补充完整：‎ ‎________Al＋________NO＋________===________Al3＋＋________NO↑＋________。‎ ‎(3)再假设：若OH－大量存在，NO也可能大量存在。重新设计实验证实如下：‎ 装置 现象 ⅰ.实验初始，未见明显现象 ⅱ.过一会儿，出现气泡，有刺激性气味 为确认“刺激性气味”气体，进行如下实验：用湿润KI－淀粉试纸检验，未变蓝；用湿润红色石蕊试纸检验，试纸变蓝。‎ ‎①刺激性气味的气体是________。‎ ‎②产生该气体的离子方程式是___________________________________。‎ ‎(4)在NaOH溶液中加入铝粉，结果只检验出有H2生成，其化学方程式是____________________________________________________________________。‎ 答案　(1)还原性 ‎(2)①6H＋＋Al2O3===2Al3＋＋3H2O - 19 -‎ ‎②a.NO2　b．对比实验，排除氧气使湿润的KI－淀粉试纸变蓝的可能　c．1　1　4H＋　1　1　2H2O ‎(3)①NH3　②8Al＋3NO＋5OH－＋2H2O===3NH3↑＋8AlO ‎(4)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑‎ 解析　(1)加入铝粉产生H2，Al失去电子，H＋得到电子，则Al为还原剂，具有还原性。‎ ‎(2)①盐酸与氧化铝反应生成氯化铝和水，该离子反应为6H＋＋Al2O3===2Al3＋＋3H2O。②液面上方呈红棕色，一定不是氢气，为氮的氧化物，由将湿润KI－淀粉试纸置于空气中未变蓝，说明KI在空气中不能被氧化，而用湿润KI－淀粉试纸检验红棕色气体试纸变蓝，则KI被氧化，即二氧化氮与水反应生成硝酸，再氧化碘离子生成碘单质。a.由上述分析可知，红棕色气体是NO2；b.实验1的目的是作对比实验；c.Al与H＋、NO发生氧化还原反应生成硝酸铝、NO和水，离子反应为Al＋NO＋4H＋===Al3＋＋NO↑＋2H2O。‎ ‎(3)①用湿润KI－淀粉试纸检验，未变蓝；用湿润红色石蕊试纸检验，试纸变蓝，则气体为NH3。②由上述分析可知，碱性条件下Al与NO发生氧化还原反应生成氨气，离子反应为8Al＋3NO＋5OH－＋2H2O===3NH3↑＋8AlO。‎ ‎(4)NaOH溶液中加入铝粉，结果只检验出有H2生成，即反应生成偏铝酸钠和氢气，反应为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。‎ - 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