1、第第 2 2 讲讲镁、铝及其化合物镁、铝及其化合物 考试要点核心素养 1.掌握镁、铝及其化合 物的主要性质及应用。 2.了解镁、铝及其化合 物的制备方法。 1.宏观辨识与微观探析:认识镁、铝及其化合物的性质和应用,同 时知道两性氧化物和两性氢氧化物的特征反应。 2.科学探究与创新意识:科学领悟镁、铝及其化合物的性质及探究 方案。 3.科学精神与社会责任:利用铝土矿的开发利用理解可持续发展意 识和绿色化学理念。 一、铝及其重要化合物的性质 1.铝 (1)原子结构与物理性质 (2)化学性质 2.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 3.氢氧化铝 (1)物理性质
2、:白色胶状不溶于水的固体。 (2)化学性质 a.Al(OH)3的电离: H+ AlO2 - + H2O ? ? ? ? 酸式电离 Al(OH)3Al3+ 3OH-? 碱式电离 b. c.受热分解:2Al(OH)3Al2O3+3H2O (3)制备 向铝盐中加入氨水,离子方程式为Al 3+3NH 3H2O Al(OH)3+3NH4 + 。 NaAlO2溶液中通入足量 CO2,离子方程式为AlO2 -+CO 2+2H2O Al(OH)3+HCO3 - 。 NaAlO2溶液与 AlCl3溶液混合:3AlO2 -+Al3+6H 2O 4Al(OH)3。 4.常见的铝盐明矾 明矾的化学式为KAl(SO4)
3、212H2O,它是无色晶体,可溶于水,水溶液的 pH7。明矾可 以净水,其净水的原理是Al 3+3H 2O Al(OH)3(胶体)+3H +,Al(OH) 3胶体吸附水中杂质形成沉 淀而净水。 二、镁及其化合物的性质和用途 1.镁 (1)物理性质:具有银白色金属光泽的固体。 (2)化学性质(写化学方程式) a.与 O2反应:2Mg+O22MgO(产生耀眼白光) b.与 N2反应:3Mg+N2Mg3N2 c.与 CO2反应:2Mg+CO22MgO+C d.与沸水反应:Mg+2H2OMg(OH)2+H2 (3)用途:生产合金,冶金工业上用作还原剂和脱氧剂。 2.氧化镁 (1)物理性质:白色、不溶于
4、水的固体,熔点高。 (2)化学性质 MgO+2H + Mg 2+H 2O (3)用途:制作耐火材料。 3.氢氧化镁 (1)物理性质:白色、不溶于水的固体。 (2)化学性质 4.海水提镁 (1)流程:海水Mg(OH)2MgCl2(溶液) MgCl26H2OMgCl2Mg (2)涉及的部分化学反应 MgCl2Mg(OH)2:MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2+CaCl2; Mg(OH)2MgCl2:Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O; MgCl2Mg:MgCl2(熔融)Mg+Cl2。 1.易错易混辨析(正确的画“”,错误的画“”)。 (1)铝在空气中不易被氧化是因为铝的性质不活泼(
5、) (2)将一块带有氧化膜的铝片与过量的浓 NaOH 溶液完全反应后,取澄清溶液将其蒸干,得纯净的 NaAlO2固体() (3)浓硝酸滴到用砂纸打磨过的铝条上,产生红棕色气体() (4)用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热,发现熔化后的液态铝滴落下 来,说明金属铝的熔点较低 () (5)泡沫灭火器灭火是利用了 Al2(SO4)3和小苏打的反应() (6)向 Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水的离子方程式:Al 3+3NH 3H2O Al(OH)3+3NH4 +( ) (7)Al2O3和 MgO 均可与 NaOH 溶液反应() (8)明矾KAl(SO4)212H2O既可用作净
6、水剂,也可用作消毒剂 () (9)工业上制造镁粉是将镁蒸气在 CO2气体中冷却() (10)利用氢氧化钠溶液和盐酸能分离氧化镁中混有氧化铝() 答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10) 2.金属铝的化学性质 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式: 。 。 。 。 答案4Al+3O22Al2O3 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 2Al+6H + 2Al 3+3H 2 2Al+2OH -+2H 2O 2AlO2 -+3H 2 3.用离子方程式表示下列转化关系的代表反应。 。 。 。 。 。 。 。 答案Al 3+3OH- Al(OH)3或 Al 3+3NH 3H
7、2O Al(OH)3+3NH4 + Al(OH)3+3H + Al 3+3H 2O Al(OH)3+OH - AlO2 -+2H 2O AlO2 -+H+H 2O Al(OH)3 AlO2 -+4H+ Al 3+2H 2O Al 3+4OH- AlO2 -+2H 2O Al 3+3AlO 2 -+6H 2O 4Al(OH)3 4.(1)镁在空气中燃烧可能发生哪几个化学反应? (2)预测镁在二氧化硫中燃烧的现象:;产物除氧化镁、 硫黄外还可能有生成。 答案(1)2Mg+O22MgO;3Mg+N2Mg3N2;2Mg+CO22MgO+C。 (2)剧烈燃烧,产生黄色固体硫化镁(MgS) 考点一考点一铝
8、及其重要化合物铝及其重要化合物 核心整合 铝与酸、碱反应生成 H2的量的关系 反应实质:AlAl 3+,2H+ H2; 定量关系:2Al3H2。 (1)等量的铝分别与足量盐酸、氢氧化钠溶液反应,产生氢气的体积比为 ?(H2)HCl ?(H2)NaOH= 1 1。 (2)足量的铝分别与等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液反应,产生氢气的体积 比 ?(H2)HCl ?(H2)NaOH= 1 3。 (3)一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应,若1 3 ?(H2)HCl ?(H2)NaOH 1 1,则必定是铝与盐 酸反应时,铝过量而盐酸不足,铝与氢氧化钠溶液反应时,铝不足而氢氧化钠过量
9、。 典例探究 例足量下列物质与相同质量的铝反应,放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是 () A.氢氧化钠溶液B.稀硫酸 C.盐酸D.稀硝酸 答案AAl 与稀硝酸反应生成 NO 气体,D 项不符合题意;由 2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2,2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2,2Al+6HCl2AlCl3+3H2可 知,消耗溶质物质的量最少的是 NaOH 溶液,A 项符合题意。 题组训练 题组一铝的性质 1.取两份铝片,第一份与足量盐酸反应,第二份与足量烧碱溶液反应,同温同压下放出相同体积 的气体,则两份铝片的质量之比为 () A.11B.23C.32D.16 答案A铝
10、与盐酸反应的化学方程式为 2Al+6HCl2AlCl3+3H2,与烧碱溶液反应的化学方 程式为 2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2,可以看出,反应关系式都为 2Al3H2,同温同压下放出 相同体积的气体,需要铝的物质的量相等,质量相等,A 正确。 2.(2020 四川成都月考)下列关于铝的性质和用途描述不正确的是() A.铝有很好的延展性且是良导体,所以常用作导线 B.用酒精灯外焰加热铝箔,可以看到少量液滴悬而不落,说明铝的熔点较高 C.铝合金质轻,强度大,耐腐蚀,可以用作门窗 D.铝有较强的抗腐蚀性,是因为铝的表面能形成致密的氧化膜 答案B铝的熔点低,而氧化铝的熔点高,用酒精
11、灯外焰加热铝箔,可以看到少量液滴悬而不落, 是因为熔化后的铝表面生成了熔点高的氧化铝薄膜,故 B 错误。 3.(2020 黑龙江大庆月考)某小组用打磨过的铝片进行如下实验,下列分析不合理的是 () A.中铝片发生了钝化 B.中产生的气泡是氮氧化合物,不是氢气 C.中沉淀溶解的离子方程式是 Al(OH)3+OH - AlO2 -+2H 2O D.中加水稀释过程中,仅发生了氧化还原反应 答案D中铝片未明显溶解,因为浓硝酸具有强氧化性,常温下铝在浓硝酸中发生钝化,A 正 确;中加水,硝酸浓度下降,铝和变稀的硝酸发生氧化还原反应,产生的气泡是氮氧化合物,不 是氢气,B 正确;中沉淀为 Al(OH)3,
12、是两性氢氧化物,其在 NaOH 溶液中溶解的离子方程式是 Al(OH)3+OH - AlO2 -+2H 2O,C 正确;中加水稀释过程中,铝表面形成的氧化铝薄膜溶于稀硝酸 发生复分解反应,过程中不仅发生了氧化还原反应,D 错误。 题组二铝的重要化合物的性质及应用 4.氢氧化铝是治疗胃酸过多的胃药的主要成分,目前已不常用,其原因是() A.长期摄入不利于人体健康B.它不能中和胃酸 C.它不易溶于胃液D.它的疗效较差 答案A不常用 Al(OH)3来治疗胃酸过多,是因为服用后生成能被人体吸收的 Al 3+,长期摄入不 利于人体健康,答案选 A。 5.下列物质既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应的是
13、() AlAl2O3Ca(OH)2Al(OH)3Na2CO3NaHCO3 A.B. C.D. 答案BAl 与盐酸反应生成氯化铝和氢气,与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,符合 题意;Al2O3与盐酸反应生成氯化铝和水,与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水,符合题 意;Ca(OH)2为强碱,与盐酸能反应生成氯化钙和水,与氢氧化钠不反应,不合题意;Al(OH)3与 盐酸反应生成氯化铝和水,与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水,符合题意;Na2CO3与盐酸反 应生成氯化钠、水和二氧化碳,与氢氧化钠不反应,不合题意;NaHCO3与盐酸反应生成氯化钠、 水和二氧化碳,与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,符合题意
14、。综合以上分析,符合题意, 故选 B。 题组三铝及其化合物之间的转化 6.下列物质的制备方法正确的是() A.氯化铝溶液和硫化钠溶液反应制备 Al2S3 B.用镁粉和空气反应制备 Mg3N2 C.用铝粉和 MnO2反应制得锰 D.用电解熔融氯化铝的方法制得单质铝 答案C在溶液中 Al 3+与 S2-易发生相互促进的水解反应,离子方程式为 2Al3+3S2- +6H2O2Al(OH)3+3H2S,所以氯化铝溶液和硫化钠溶液反应不能制备 Al2S3,A 不正确;镁是 活泼的金属,在空气中燃烧镁不但与氧气、氮气反应,分别生成氧化镁和氮化镁,还能与 CO2反应 生成氧化镁和单质碳,所以不能用镁粉和空气
15、反应制备 Mg3N2,B 不正确;铝粉和 MnO2混合发生铝 热反应制得锰,C 正确;氯化铝是共价化合物,在熔融状态下不能导电,因此应该电解熔融的氧化 铝制备单质铝,D 不正确。 题组四从铝土矿中提取铝 7.(2020 河北高三一模)铝是应用广泛的金属,以铝土矿(主要成分为 Al2O3,含 SiO2、Fe2O3等杂质) 为原料制备氧化铝的一种工艺流程如图所示。下列有关说法不正确的是() A.滤渣中 X 为 Fe2O3 B.“反应”步骤中加入 NaHCO3溶液后,溶液的 pH 增大 C.滤液中溶质的主要成分为 Na2CO3 D.NaAlO2溶液呈碱性的原因:AlO2 -+2H 2O Al(OH)
16、3+OH - 答案B分析题给工艺流程,向铝土矿中加入氢氧化钠溶液,Fe2O3不溶解,SiO2转化为硅铝酸 钠,Al2O3溶解发生反应 Al2O3+2NaOHNaAlO2+H2O,过滤后得到含硅铝酸钠、Fe2O3的滤渣和 NaAlO2的溶液,再向 NaAlO2溶液中加入 NaHCO3溶液,生成 Al(OH)3沉淀,过滤,将滤渣进行灼烧得 到 Al2O3。向 NaAlO2溶液中加入 NaHCO3溶液,发生反应 NaAlO2+NaHCO3+H2ONa2CO3+Al(OH)3, 溶液碱性减弱,pH 减小,B 选项错误。 8.甲、乙、丙三种物质均含有铝元素,在溶液中的转化关系如图所示。下列说法正确的是
17、() A.若甲是 Al,丙是 Al(NO3)3,则乙一定是 NaAlO2 B.若甲是 Al2O3,丙是 NaAlO2,则乙一定是 Al(NO3)3 C.若甲是 Al(NO3)3,丙是 NaAlO2,则乙一定是 Al(OH)3 D.若甲是 Al(OH)3,丙是 Al(NO3)3,则乙一定是 NaAlO2 答案C若甲是 Al,丙是 Al(NO3)3,则乙可能是 NaAlO2或 KAlO2等,A 错误;若甲是 Al2O3,丙是 NaAlO2,则乙可能是 Al(NO3)3或硫酸铝、氯化铝等,B 错误;若甲是 Al(NO3)3,丙是 NaAlO2,则乙一 定是 Al(OH)3,C 正确;若甲是 Al(O
18、H)3,丙是 Al(NO3)3,则乙可能是 NaAlO2或 KAlO2等,D 错误。 考点二考点二氢氧化铝沉淀图像分析和计算氢氧化铝沉淀图像分析和计算 核心整合 1.可溶性铝盐溶液与 NaOH 溶液互滴 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 现象立即产生白色沉淀渐多最多渐少 无沉淀(有但立即溶解)出现沉淀较多 消失最多沉淀不消失 图像 离子 方程式 Al 3+3OH- Al(OH)3 Al(OH)3+OH - AlO2 -+2H 2O Al 3+4OH- AlO2 -+2H 2O 3AlO2 -+Al3+6H 2O 4Al
19、(OH)3 2.偏铝酸盐溶液与盐酸互滴 操作向偏铝酸盐溶液中逐滴加入盐酸至过量向盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量 现象 立即产生白色沉淀渐多最多渐少 消失 无沉淀(有但立即溶解)出现沉淀较多 最多沉淀不消失 图像 离子 方程式 AlO2 -+H+H 2O Al(OH)3 Al(OH)3+3H + Al 3+3H 2O AlO2 -+4H+ Al 3+2H 2O Al 3+3AlO 2 -+6H 2O 4Al(OH)3 3.有关 Al(OH)3沉淀量的计算技巧 (1)根据 AlCl3和 NaOH 的量计算生成 Al(OH)3的量 (2)根据 AlCl3和 Al(OH)3的量计算需要 NaOH 的
20、量 NaOH 的量n(NaOH) 当 NaOH 不足时n(NaOH)=3nAl(OH)3 当 NaOH 过量时n(NaOH)=3n(Al 3+)+n(Al3+)-nAl(OH) 3=4n(Al 3+)-nAl(OH) 3 典例探究 例将 CO2气体缓缓地通入含 KOH、Ba(OH)2和 KAlO2的混合溶液中直至过量,生成沉淀的物 质的量与所通 CO2的体积关系如图所示。 完成相关反应的离子方程式。 (1)OA 段:; (2)AB 段:; (3)BC 段:; (4)CD 段:; (5)DE 段:。 答案(1)Ba 2+2OH-+CO 2 BaCO3+H2O (2)CO2+2OH - CO3 2
21、-+H 2O (3)CO2+2AlO2 -+3H 2O 2Al(OH)3+CO3 2- (4)CO3 2-+CO 2+H2O 2HCO3 - (5)BaCO3+CO2+H2OBa 2+2HCO 3 - 题组训练 题组一可溶性铝盐溶液与碱反应图像分析 1.在某无色溶液中缓慢地滴入 NaOH 溶液直至过量,产生沉淀的质量与加入的 NaOH 溶液体积的 关系如图所示,由此确定,原溶液中可能含有的阳离子是() A.Mg 2+、Al3+、Ba2+ B.H +、Mg2+、Al3+ C.H +、Cu2+、Al3+ D.只有 Mg 2+、Al3+ 答案BMg 2+、Al3+遇氢氧化钠立即产生沉淀,与第一阶段无
22、沉淀不符合,A 项错误;第一阶段加 入氢氧化钠溶液没有沉淀产生,溶液中含有氢离子,第二阶段沉淀量逐渐增加,第三阶段有部分 沉淀能和氢氧化钠继续反应,说明部分沉淀是氢氧化铝,原溶液中一定含有铝离子,第四阶段沉 淀的量不再随着氢氧化钠量的增多而减少,说明一定有一种沉淀和氢氧化钠不反应,可推知该沉 淀是氢氧化镁,原溶液中可能含有镁离子,则溶液中可能有 H +、Al3+和 Mg2+,B 项正确;Cu2+在水溶 液中呈蓝色,题干中是无色溶液,C 项错误;Mg 2+、Al3+遇氢氧化钠立即产生沉淀,与第一阶段无沉 淀不符合,D 项错误。 2.向一定量的 NaOH 溶液中逐滴加入 AlCl3溶液,生成沉淀
23、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 4 2-、HCO 3 - B.b 点对应的溶液中:Ag +、Ca2+、NO 3 -、F- C.c 点对应的溶液中:Na +、S2-、SO 4 2-、Cl- D.d 点对应的溶液中:K +、NH 4 +、I-、CO 3 2- 答案COb 段发生反应:Al 3+4OH- AlO2 -+2H 2O,bc 段发生反应:3AlO2 -+Al3+6H 2O 4Al(OH)3 。A 项,a 点 NaOH 过量,故 Fe 3+、HCO 3 -不能存在,
24、错误;B 项,Ca2+与 F-不能共存,错误;D 项,AlCl 3 过量,CO3 2-与 Al3+发生互相促进的水解反应,错误。 题组二偏铝酸盐溶液与酸反应的图像分析 3.下列反应过程符合如图所示关系的是() A.向 Ba(NO3)2溶液中通入 SO2气体至过量 B.向 Na2SiO3溶液中通入 HCl 气体至过量 C.向澄清石灰水中通入 SO2气体至过量 D.向 NaAlO2溶液中通入 HCl 气体至过量 答案C向 Ba(NO3)2溶液中通入 SO2气体,发生氧化还原反应生成硫酸钡沉淀,再通气体,沉淀 不溶解,与题图不符,A 错误;向 Na2SiO3溶液中通入 HCl 气体,生成硅酸沉淀,气
25、体过量沉淀不溶 解,与题图不符,B 错误;向澄清石灰水中通入 SO2气体,反应生成亚硫酸钙沉淀,气体过量沉淀溶 解,且两个反应中消耗气体体积相同,C 正确;向 NaAlO2溶液中通入 HCl 气体,生成氢氧化铝沉 淀,HCl 过量沉淀溶解,但前后两个反应中消耗的 HCl 体积之比为 13,与题图不符,D 错误。 4.在 KOH 和 KAlO2混合溶液中滴加稀盐酸直到过量,下列生成沉淀的物质的量与所加盐酸体积关 系的图像正确的是() 答案D首先发生中和反应,没有沉淀产生,然后发生反应:AlO2 -+H+H 2O Al(OH)3,最后发 生反应:Al(OH)3+3H + Al 3+3H 2O,沉淀
26、溶解。沉淀产生和沉淀溶解消耗的盐酸的体积之比是 13,故 D 正确。 考点三考点三镁及其化合物的性质和用途镁及其化合物的性质和用途 典例探究 例向mg 镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸,恰好完全反应生成标准状况下的气体bL。 向反应后的溶液中加入cmol/L 氢氧化钾溶液VmL,使金属离子刚好沉淀完全,得到的沉淀质量为 ng。再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止,得到固体pg。则下列关系不正确的是 () A.n=17Vc+mB.5m/3p17m/9 C.p=m+cV/125D.c=1000b/11.2V 答案AA 项,得到的氢氧化镁和氢氧化铝的质量等于镁、铝的质量与氢氧根离子的质量 之和,即n
27、=m+17cV/1000=m+17Vc/1000,错误。B 项,若mg 全是镁,得到的氧化物为氧化镁, 根据元素守恒,氧化物质量=40m/24=5m/3;若mg 全是铝,得到的氧化物为氧化铝,根据元素守恒, 氧化物质量为 ? 27 1 2102= 17 9 m;故得到的固体质量应介于二者之间,即 5m/3p17m/9,正确。C 项,pg 为得到的氧化物的质量,1molMg 可结合 1molO,2molAl 结合 3molO,因此固体氧化物的质量 =镁和铝的质量之和+氧元素的质量,根据化学方程式的定量关系,固体氧化物中氧元素的物质的 量为?10 -3 2 mol,则p=16cV10 -3/2+m
28、=m+cV/125,正确。D 项,根据化学方程式的定量关系,生 成的氢气的物质的量等于参加反应的碱的物质的量的一半,即b=22.4cV10 -3/2,整理得 c=1000b/11.2V,正确。 名师点拨 化学计算中常用的两种计算技巧 1.终态法:不管过程,只是比较开始的物质状态和最终的物质状态。 2.极值法:先极端假设产生一种物质的情况,根据计算情况再进行推理分析判断。 题组训练 题组一镁及其化合物的性质与应用 1.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、CO2、Ar、H2、N2,其中可作为冷却气体的是() A.和B.和 C.和D
29、.和 答案C与镁蒸气不发生反应的 Ar、H2可作为冷却气体,故选 C。 2.某同学通过一系列实验探讨 Mg 及其化合物的性质,下列说法正确的是() A.将水加入浓硫酸中得到稀硫酸,将镁片放入其中探讨 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沉淀转入蒸发皿中,加足量稀盐酸,加热蒸干得无水 MgCl2固体 答案B浓 H2SO4稀释时应将浓 H2SO4加到水中,A 错误;过滤时要用玻璃棒引流,C 错误;由于 MgCl2水解,加热蒸干 MgCl2溶液
30、,得不到 MgCl2固体,D 错误。 题组二镁铝合金的相关计算 3.将mg 镁铝合金投入到 500mL2mol/L 的盐酸中,固体完全溶解,收集到气体 5.6L(标准状况下)。 向反应所得溶液中加入 4mol/L 的氢氧化钠溶液,沉淀达到最大值为 13.60g,则m的值为 () A.11.48B.9.35C.8.50D.5.10 答案D 4.(2020 浙江十校联考)某固体混合物可能由 Al、(NH4)2SO4、MgCl2、FeCl2、AlCl3中的一种或几 种组成,现对该混合物做如下实验,所得现象和有关数据如图所示(气体体积数据已换算成标准 状况下的体积): 下列说法正确的是() A.固体混
31、合物中一定含有 Al,但质量不可确定 B.固体混合物中可能含有 MgCl2和 AlCl3 C.固体混合物中一定含有 MgCl2和 FeCl2 D.固体混合物中一定含有(NH4)2SO4、MgCl2 答案DA 项,根据题图可知,该固体与过量的氢氧化钠溶液反应后产生气体,与氢氧化钠反应 产生气体的固体可能是 Al 或硫酸铵;该气体通过浓硫酸,体积由 5.60L 减少至 3.36L,说明产生 了氨气,固体混合物中一定存在硫酸铵,与 NaOH 溶液反应生成的氨气体积为 5.60L-3.36L=2.24L, 剩余的 3.36L 气体为氢气,说明固体中含有 Al,且质量可通过氢气的体积计算,错误。B 项,
32、加入 过量浓氢氧化钠溶液后产生白色沉淀,久置无变化,说明不含氯化亚铁,一定含有氯化镁;得到的 溶液中加入稀盐酸先产生沉淀,后沉淀溶解,说明此时溶液中含有偏铝酸根离子,因为固体中一 定有 Al,所以可能含有氯化铝,通过进一步计算验证,m(Al)+m(MgCl2)+m(NH4)2SO4CO 3 2-OH- D.Al2O3熔点很高,工业上还可采用电解熔融 AlCl3冶炼 Al 答案B试剂 X 为氢氧化钠溶液,A 项错误;向偏铝酸盐中通入二氧化碳生成氢氧化铝沉淀,B 项正确;结合质子的能力:OH -AlO 2 -CO 3 2-,C 项错误;氯化铝是共价化合物,熔融态不导电,D 项错 误。 10.(20
33、20 北京丰台期末)某同学在实验室利用氢氧化钠、盐酸分离铁粉和铝粉混合物,物质转化 关系如图所示: 下列说法不正确的是() A.x 为 NaOH 溶液,y 为盐酸 B.ab 发生的反应为 AlO2 -+H+H 2O Al(OH)3 C.bcAl 的反应条件分别为加热、电解 D.a、b、c 既能与酸反应又能与碱反应 答案D铁粉和铝粉混合物,加入试剂 x,过滤得到铁,试剂 x 能溶解铝,盐酸和铁、铝都反应, 氢氧化钠溶液只和铝反应:2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2,a 为偏铝酸钠溶液,偏铝酸钠和适 量盐酸发生反应:NaAlO2+HCl+H2OAl(OH)3+NaCl,所以 x 为
34、 NaOH 溶液,y 为盐酸,故 A 正 确;a 为偏铝酸钠溶液,b 为氢氧化铝,ab 发生的离子反应为 AlO2 -+H+H 2O Al(OH)3,故 B 正 确;b 为氢氧化铝,氢氧化铝受热分解发生反应:2Al(OH)3Al2O3+3H2O,电解氧化铝的反应为 2Al2O3(熔融)4Al+3O2,故 C 正确;b 为氢氧化铝,属于两性氢氧化物,既能与酸反应又能 与碱反应,c 为氧化铝,属于两性氧化物,既能与酸反应又能与碱反应,a 为偏铝酸钠溶液,只能和 酸反应,不能和碱反应,故 D 错误。 11.(2020 河南高三二模)KAl(SO4)212H2O(明矾)是一种复盐,在造纸等方面应用广泛
35、。实验室 中,采用废易拉罐(主要成分为 Al,含有少量的 Fe、Mg 杂质)制备明矾的过程如图所示。回答下 列问题: (1)操作中用到的玻璃仪器有。 (2)为尽量少引入杂质,从易拉罐溶解至生成 Al(OH)3过程中,主要发生反应的离子方程式 为、;试 剂是。 (3)已知:常温下KW=1.010 -14,Al(OH) 3溶于 NaOH 溶液反应的平衡常数等于 20。则 Al(OH)3+H2OAl(OH)4 -+H+的平衡常数 K=。 (4)天然水在净化处理过程中加入明矾作絮凝剂,水的净化和软化的区别是。 (5)普通纸张的主要成分是纤维素,在早期的纸张生产中,常采用纸表面涂覆明矾的工艺,以填补 其
36、表面的微孔,防止墨迹扩散。人们发现纸张会发生酸性腐蚀而变脆、破损,严重威胁纸质文物 的保存。经分析检验,发现酸性腐蚀主要与造纸中涂覆明矾的工艺有关,请说明理 由:;为保护这些纸质文 物,有人建议采取喷洒 Zn(C2H5)2的方法,Zn(C2H5)2可以与水反应生成氧化锌和乙烷。用反应方程 式表示该方法生成氧化锌及防止酸性腐蚀的原理:。 答案(1)漏斗、烧杯、玻璃棒 (2)2Al+2OH -+2H 2O 2AlO2 -+3H 2 AlO2 -+HCO 3 -+H 2O CO3 2-+Al(OH) 3 K2SO4 (3)2.010 -13 (4)水的净化是用絮凝剂(如明矾等)将水中的悬浮物沉淀下来
37、,而水的软化是除去水中的钙离子 和镁离子 (5)明矾水解产生酸性环境,在酸性条件下纤维素水解,使高分子链断裂 Zn(C2H5)2+H2OZnO+2C2H6、ZnO+2H + Zn 2+H 2O 解析易拉罐的主要成分为 Al,含有少量的 Fe、Mg 杂质,可选择用浓 NaOH 溶解,得到偏铝酸钠 溶液,并通过过滤除去 Fe、Mg 等杂质,滤液中加入 NH4HCO3溶液后,生成 Al(OH)3沉淀,过滤后将 沉淀溶解在稀硫酸中,得到硫酸铝溶液,加入 K2SO4溶液后蒸发浓缩、冷却结晶得到晶体明矾。 (3)Al(OH)3AlO2 -+H+H 2O,H2O H +OH-,常温下 KW=1.010 -1
38、4,Al(OH) 3+OH - AlO2 -+2H 2O,Al(OH)3溶于 NaOH 溶液反应的平衡常数等于 20;=+, 则 Al(OH)3AlO2 -+H+H 2O 即 Al(OH)3+H2O Al(OH)4 -+H+平衡常数 K=1.010 -1420=2.010-13。 B B 组组综合提升综合提升 12.常温下,将一定量的钠铝合金置于水中,合金全部溶解,得到 20mL1mol/L 的 NaOH 溶液,然后 用 1mol/L 的盐酸滴定,测得生成沉淀的质量与消耗盐酸的体积关系如图所示,则下列说法正确 的是() A.合金质量为 0.92gB.图中V2的值为 60 C.产生氢气的体积为
39、1120mLD.图中m的值为 1.56 答案D钠铝合金置于水中,合金全部溶解,发生反应:2Na+2H2O2NaOH+H2、 2Al+2H2O+2NaOH2NaAlO2+3H2,得到 1mol/L 的 NaOH 溶液 20mL,故剩余 NaOH 的物质的量为 0.02L1mol/L=0.02mol。用盐酸滴定,依次发生反应:NaOH+HClNaCl+H2O、 NaAlO2+HCl+H2ONaCl+Al(OH)3、Al(OH)3+3HClAlCl3+3H2O,V1=0.02mol 1mol/L =0.02L=20mL;生成 沉淀消耗的盐酸的体积为 40mL-20mL=20mL,HCl 的物质的量为
40、 0.02L1mol/L=0.02mol,根据 NaAlO2+HCl+H2ONaCl+Al(OH)3可知,生成 Al(OH)3的物质的量为 0.02mol。A 项,由原子守恒 可知,合金的质量为 0.04mol23g/mol+0.02mol27g/mol=1.46g,错误;B 项,由 Al(OH)3+3HClAlCl3+3H2O 可知,溶解沉淀需要 0.06molHCl,需要盐酸体积为 60mL,则V2的值 为 100,错误;C 项,由化学方程式知,生成氢气的物质的量为 0.02mol+0.03mol=0.05mol,标准状 况下体积为 0.05mol22.4L/mol=1.12L=1120m
41、L,选项中没有指明气体所处状况,错误;D 项,由 上述分析可知,生成 0.02molAl(OH)3沉淀,其质量为 0.02mol78g/mol=1.56g,正确。 13.(2020 广东中山模拟)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的关系图如图所示。根据图示判断,下 列结论不正确的是() 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)=11 答案B向 MgCl
42、2和 AlCl3的混合溶液中加入 NaOH 溶液,首先发生反应:Al 3+3OH- Al(OH)3、 Mg 2+2OH- Mg(OH)2,N 点时 Al 3+、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,说明 MP 段先加的 NaOH 溶液,然后又 加入盐酸,P 点二者恰好中和,B 错误;PF 段沉淀的量增加,发生反应:AlO2 -+H+H 2O Al(OH)3, 消耗盐酸 1mL,NM 段 Al(OH)3溶解消耗 NaOH 溶液 1mL,则c(NaOH)=c(HCl),C 正确;沉淀 Al 3
43、+消耗 NaOH 溶液 3mL,沉淀 Mg 2+消耗 NaOH 溶液 2mL,原混合溶液中 c(MgCl2)c(AlCl3)=11,D 正确。 14.镁是一种银白色的碱土金属,镁元素在地壳中的含量约为 2.00%,位居第八位,镁及其化合物 在研究和生产中具有广泛用途。请回答下列问题: (1)氮化镁(Mg3N2)是由氮和镁所组成的无机化合物。在室温下纯净的氮化镁为黄绿色的粉末,能 与水反应,常用作触媒,实验室欲用如图 1 所示装置和药品制备少量氮化镁。 图 1 A 中盛装的是浓氨水,B 中可盛装,二者混合可制取氨气。 按照气流的方向从左至右连接装置:a 接、接、接。 已知氨气有还原性,能还原氧化
44、铜,生成物之一是空气的主要成分,该反应的化学方程式为 。 如果没有装有无水氯化钙的装置,可能发生的反应的化学方程式为 。 (2)碳酸镁可用作耐火材料、锅炉和管道的保温材料,以及食品、药品、化妆品、橡胶、墨水等 的添加剂。合成碳酸镁晶须的步骤如下: 步骤 1:配制 0.5molL -1MgSO 4溶液和 0.5molL -1NH 4HCO3溶液。 步骤 2:用量筒量取 500mLNH4HCO3溶液于 1000mL 四口烧瓶中,开启搅拌器,温度控制在 50。 步骤 3:将 250mLMgSO4溶液逐滴加入 NH4HCO3溶液中,1min 内滴加完毕,然后用氨水调节溶液 pH 到 9.5。 步骤 4
45、:放置 1h 后,过滤,洗涤。 步骤 5:在 40的真空干燥箱中干燥 10h,得到碳酸镁晶须产品(MgCO3nH2O,n=15)。 配制 0.5molL -1MgSO 4溶液 500mL,需要的仪器有托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、量筒、胶 头滴管、。 步骤 3 中加氨水后反应的离子方程式为。 测定合成的 MgCO3nH2O 中n的值。 称量 1.000g 碳酸镁晶须,放入如图 2 所示的广口瓶中,加入适量水,滴入稀硫酸与碳酸镁晶须反 应,生成的 CO2被 NaOH 溶液吸收,在室温下反应 45h,后期将温度升到 30,最后烧杯中的溶液 用已知浓度的盐酸滴定,测得生成 CO2的总量;重复上述操作
46、 2 次。 图 2 图 2 中气球的作用是。 上述反应后期要升温到 30,主要目的是。 若实验测得 1.000g 碳酸镁晶须产生 CO2的平均物质的量为amol,则n为 (用含a的表达式表示)。 称取 100g 上述碳酸镁晶须产品进行热重分析,得到的热重曲线如图 3 所示,则合成的碳酸镁 晶须中n=。 图 3 答案(1)生石灰(或氢氧化钠固体)decbf2NH3+3CuON2+3H2O+3Cu Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2+2NH3 (2)500mL 容量瓶Mg 2+HCO 3 -+NH 3H2O+(n-1)H2O MgCO3nH2O+NH4 + 暂时储存 CO2, 有利于 CO2被
47、NaOH 溶液吸收,且能保持装置中压强相对稳定升高温度,气体的溶解度减小, 使溶解在水中的 CO2逸出,便于吸收完全1-84? 18? 1 解析(2)题述反应后期将温度升到 30,是为了使生成的二氧化碳全部逸出,便于其被氢氧 化钠溶液完全吸收,从而减小测定产生的误差。若实验测得 1.000g 碳酸镁晶须产生的 CO2的 平均物质的量为amol,依据碳元素守恒可知,碳酸镁晶须中碳酸镁的物质的量为amol,根据 MgCO3nH2O 中碳酸镁和结晶水的物质的量之比为 1n,得到 1n=a1.000-84? 18 ,则n=1-84? 18? 。 由题图知最终剩余物质为 MgO,质量为 39.2g,即m(MgO)=39.2g,则有 100g 40 18?+84=39.2g,解得 n 1。
