高三金属镁铝题Word文档格式.docx
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（2）2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O补充Fe3+（2分）
（3）①2H++2e-=H2↑（1分）②减小（1分）
③电解过程中反应室中的SO42-通过阴离子交换膜进入阳极室，阴极室中的OH-通过
阴离子交换膜进入反应室，生成聚合硫酸铝铁。
（2分）
4．（10分，每空2分）
（1）Al2O3+2OH－===2AlO2－+H2O
（2）①OH－+HCO3－===CO32－+H2O②HCO3－+AlO2－+H2O===Al（OH）3↓+CO32－
（3）①2H2O+2e－===2OH－+H2↑
②2H2O-4e－===O2↑+4H+，溶液中c（H+）增大，发生反应：
CO32－+H+===HCO3－，
部分Na+透过离子交换膜向阴极移动，最终获得含NaHCO3的阳极液
5．（14分）
（1）A（2分）
（2）2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O（2分）6.2×
10-5（2分）
（3）①Mg2++2NH3·
H2O===Mg（OH）2↓+2NH4+（2分）
②吸热（2分）
③温度过高时，氨水受热分解，浓度降低，Mg2+转化率下降
（2分，其他合理答案均可）
④能Mg（OH）2的溶解度小于Ca（OH）2，可发生沉淀的转化（其他合理答案均可）
3．（8分）富铁铝土矿（主要含有A12O3、Fe2O3、FeO和SiO2）可制备新型净水剂液体聚合硫酸铝铁[AlaFeb（OH）m（SO4）n]。
研究发现，当a＝b时净水效果最好。
工艺流程如下（部分操作和产物略）：
（1）A12O3与H2SO4发生反应的离子方程式是________。
（2）测得滤液中。
加入FeSO4·
7H2O和H2O2的作用是（结合化学用语说明）
________。
（3）将溶液A电解得到液体聚合硫
酸铝铁。
装置如图所示（阴离
子交换膜只允许阴离子通过，
电极为惰性电极）
①阴极室的电极反应式是________。
②电解过程阳极室溶液pH的变化是________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
③简述在反应室中生成液体聚合硫酸铝铁的原理________。
4.（10分）一种利用铝土矿（含有氧化铝和杂质）生产氧化铝纯品的工业流程如下：
（1）过程I，发生反应的离子方程式是。
（2）过程II，用一定浓度的NaHCO3溶液处理碱浸后滤液，所得溶液pH和Al（OH）3生成的
量随加入NaHCO3溶液体积变化的曲线如下：
①加入NaHCO3溶液体积小于8mL时，发生主要反应的离子方程式是。
②过程II生成Al（OH）3的离子方程式是。
（3）过程III，电解Na2CO3溶液的装置如下图所示。
①阴极的电极反应式是。
②简述阳极液生成的原理：
。
5．（14分）蛇纹石可用于生产氢氧化镁，简要工艺流程如下：
I．制取粗硫酸镁：
用酸液浸泡蛇纹石矿粉，过滤；
并在常温常压下结晶，制得粗硫
酸镁（其中常含有少量Fe3+、Al3+、Fe2+等杂质离子）。
II．提纯粗硫酸镁：
将粗硫酸镁在酸性条件下溶解，加入适量的0.1mol/LH2O2溶液，
再调节溶液pH至7～8，并分离提纯。
III．制取氢氧化镁：
向步骤II所得溶液中加入过量氨水。
金属离子氢氧化物沉淀所需pH
Fe3+
Al3+
Fe2+
Mg2+
开始沉淀时
1.5
3.3
6.5
9.4
沉淀完全时
3.7
5.2
9.7
12.4
请回答：
（1）步骤II中，可用于调节溶液pH至7~8的最佳试剂是（填字母序号）。
A.MgOB.Na2CO3C.蒸馏水
（2）工业上，常通过测定使铁氰化钾（K3[Fe（CN）6]）溶液不变色所需H2O2溶液的量
来确定粗硫酸镁中Fe2+的含量。
已知，测定123g粗硫酸镁样品所消耗的0.1mol/L
H2O2溶液的体积如下表所示。
平行测定数据
平均值
实验编号
1
2
3
4
消耗H2O2溶液的体积/mL
0.32
0.30
0.31
①Fe2+与H2O2溶液反应的离子方程式为。
②根据该表数据，可计算出123g粗硫酸镁样品中含Fe2+mol。
（3）工业上常以Mg2+的转化率为考察指标，确定步
骤III制备氢氧化镁工艺过程的适宜条件。
其中，
反应温度与Mg2+转化率的关系如右图所示。
①步骤III中制备氢氧化镁反应的离子方程式为
②根据图中所示50℃前温度与Mg2+转化率之间
的关系，可判断此反应是（填“吸热”或“放热”）反应。
③图中，温度升高至50℃以上Mg2+转化率下降的可能原因是
④Ksp表示沉淀溶解平衡的平衡常数。
Mg（OH）2（s）
Mg2+（aq）+2OH-（aq）Ksp=c（Mg2+）·
c2（OH-）=5.6×
10-12
Ca（OH）2（s）
Ca2+（aq）+2OH-（aq）Ｋsp=c（Ca2+）·
c2（OH-）=4.7×
10-6
若用石灰乳替代氨水，（填“能”或“不能”）制得氢氧化镁，理由是
。
6.（12分）实验小组探究铝片做电极材料时的原电池反应，设计下表中装置进行实验并记录。
【实验1】
装置
实验现象
G
灯泡
干电池
+
-
左侧装置电流计指针向右偏转，灯泡亮
右侧装置电流计指针向右偏转，镁条、铝条表面产生无色气泡
（1）实验1中，电解质溶液为盐酸，镁条做原电池的极。
【实验2】
将实验1中的电解质溶液换为NaOH溶液进行实验2。
（2）该小组同学认为，此时原电池的总反应为2Al+2NaOH+2H2O
2NaAlO2+3H2↑，据此推测应该出现的实验现象为。
实验2实际获得的现象如下：
i.电流计指针迅速向右偏转，镁条表面无气泡，铝条表面有气泡
ⅱ.电流计指针逐渐向零刻度恢复，经零刻度后继续向左偏转。
镁条表面开始时无明显现象，一段时间后有少量气泡逸出，铝条表面持续有气泡逸出
（3）i中铝条表面放电的物质式溶解在溶液中的O2，则该电极反应式为。
（4）ii中“电流计指针逐渐向零刻度恢复”的原因是。
【实验3和实验4】
为了排除Mg条的干扰，同学们重新设计装置并进行实验3和实验4，获得的实验现象如下：
编号
实验3
电流计指针向左偏转。
铝条表面有气泡逸出，铜片没有明显现象；
约10分钟后，铜片表面有少量气泡产生，铝条表面气泡略有减少。
实验4
煮沸冷却后的溶液
约3分钟后，铜片表面有少量气泡产生，铝条表面气泡略有减少。
（5）根据实验3和实验4可获得的正确推论是（填字母序号）。
A.上述两装置中，开始时铜片表面得电子的物质是O2
B.铜片表面开始产生气泡的时间长短与溶液中溶解氧的多少有关
C.铜片表面产生的气泡为H2
D.由“铝条表面气泡略有减少”能推测H+在铜片表面得电子
（4）由实验1~实验4可推知，铝片做电极材料时的原电池反应与与等因素有关。
7.（12分）某种硬铝合金是由Al、Cu、Mg三种金属组成，主要应用于耐热可焊的结构件及锻件。
某研究小组欲探究该合金的性质并测定合金中铝的质量分数：
（1）甲同学预测：
该合金与10mol/L硝酸反应时有NO2气体生成，可能还有NO生成。
查阅资料：
常温下，NO2与N2O4混合存在，在低于0℃时几乎只有无色的N2O4液体或晶体存在。
设计如下装置进行实验。
按下图连接装置并检验气密性后，称取5g合金放于圆底烧瓶中，并滴加10mol/L硝酸。
①合金中Cu与稀硝酸反应的离子方程式是。
②C装置的目的是。
③能证明有NO2生成的实验现象是，能证明有NO生成的实验操作与现象是。
④实验进行至A中固体全部溶解后，未检验到有NO生成，甲同学认为硬铝合金与10mol/L硝酸反应时没有NO生成。
乙同学认为不能确定是否生成了NO，需补充操作才能证明，该操作是。
（2）为测定合金中铝的质量分数，丙同学查阅资料：
部分金属离子生成氢氧化物沉淀的pH
金属离子
开始沉淀时的pH
沉淀完全的pH
Al3+
3.4
4.7
Cu2+
4.1
6.9
pH>
7.8时，Al（OH）3开始溶解，pH>
10.8时沉淀完全溶解。
设计如下方案并进行实验：
①调节pH时，应控制pH的范围是。
②选用NaOH溶液调节pH，得到溶液B的离子方程式是。
③Al（OH）3经过滤、洗涤、灼烧至恒重后称量，质量为8.5g，则该合金中铝的质量分数是。
8（12分）聚合氯化铝（PAC）是常用于水质净化的无机高分子混凝剂，其化学式可表示为
[Al2（OH）nCl6-n]m（n<
6，m为聚合度）。
PAC常用高温活化后的高岭土（主要化学组成为Al2O3、SiO2、Fe2O3）进行制备，工艺流程如下图所示：
（1）盐酸酸浸所涉及反应的离子方程式是。
（2）已知：
生成氢氧化物沉淀的pH
Al（OH）3
Fe（OH）3
完全沉淀时
2.8
注：
金属离子的起始浓度为0.1mol·
L-1
根据表中数据解释加入X的主要目的：
，滤渣中主要含有物质的化学式
是。
（3）已知：
生成液体PAC的反应为2Al3++m（6-n）Cl-+mnH2O
[Al2（OH）nCl6-n]m+mnH+。
用碳酸钙调节溶液的pH时，要严控pH的大小，pH偏小或偏大液体PAC的产率都会
降低。
请解释pH偏小液体PAC产率降低的原因：
（4）浓缩聚合得到含PAC的液体中铝的各种形态主要包括：
Ala——Al3+单体形态铝
Alb——[Al2（OH）nCl6-n]m聚合形态铝
Alc——Al（OH）3胶体形态
图1为Al各形态百分数随温度变化的曲线；
图2为含PAC的液体中铝的总浓度AlT随温度变化的曲线。
①50-90℃之间制备的液体PAC中，形态铝含量最多。
②当T>
80℃时，AlT明显降低的原因是。
6（12分，每空2分）
（1）负
（2）指针向左偏转，镁条表面产生无色气泡
（3）O2+2H2O+4e-
4OH-
（4）Mg放电后生成Mg（OH）2附着在镁条表面，使Mg的放电反应难以发生，导致指针归零；
或：
随着反应的进行，铝条周围溶液中溶解的O2逐渐减少，使O2放电的反应难以发生，导致指针归零
（5）ABC（6）另一个电极的电极材料、溶液的酸碱性、溶液中溶解的O2
7.（12分）
（1）①3Cu+2NO3-+8H+=Cu2++2NO↑+4H2O（1分）
②将生成的NO2冷凝为N2O4，与NO分离，排除干扰（1分）
③A中有红棕色的气体生成，C中有无色的液体或晶体存在（2分）合理答案即给分
打开活塞K，鼓入空气，若D中的气体由无色变为红棕色，证明有NO生成（2分）
④在加入HNO3前，通入N2，除尽装置中的空气（2分）
（2）①pH≥12.4或pH>
10.8（1分）
②Al3++4OH-=AlO2-+2H2O（2分）
③90%（1分）
8．（共12分，特殊标注外，每空2分）
（1）6H++Al2O3===2Al3++3H2O6H++Fe2O3===2Fe3++3H2O（每个方程式1分）
（2）调节溶液pH至Fe3+完全沉淀
Fe（OH）3、SiO2（每个1分）
（3）pH偏小时，抑制平衡2Al3++m（6-n）Cl-+mnH2O
[Al2（OH）nCl6-n]m+mnH+正向移
动生成PAC
（4）①聚合②温度升高，导致液体PAC向Al（OH）3沉淀转化
电解
冰晶石
9．（12分，每空2分）
（1）2Al2O3（熔融）====4Al+3O2↑
（2）Al2O3+2OH－=2AlO2－+H2O
（3）①NaHCO3a
②滤液
可直接循环使用。
（4）27V（a-0.0400×
10-3）/1000m
10．（13分）
（1）过滤（2分）Al2O3+6H+=2Al3++3H2O（2分）
（2）CuS（2分）
（3）将Fe2+氧化为Fe3+，使Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀（2分）
（4）mAlCl3+nH2O=Alm（OH）nCl3m-n+nHCl（写“
”得分）（1分）
（5）①2H++2e-=H2↑（2分）
②电解过程中反应室中的Cl-通过阴离子交换膜进入阳极室，阴极室中的OH-通过阴离子交换膜进入反应室，生成聚合氯化铝。
9．（12分）
以铝土矿（主要成分是Al2O3，杂质有SiO2、Fe2O3等）为原料，采用拜耳法生产Al2O3的流程如下图所示：
（1）Al2O3可用于电解制Al，其反应的化学方程式是_______。
（2）调控反应池中钠铝元素之比一定时，Al2O3溶于NaOH，SiO2转化为铝硅酸钠沉淀。
Al2O3溶于NaOH的离子方程式是_______。
（3）该生产过程中，需向沉淀池中加入X。
①X可为过量的CO2，则滤液II中主要的溶质是_______，为了使滤液II循环利用，应补充的物质是_______（选填字母）；
a．CaOb．HClc．Na2CO3
②X也可为少量Al（OH）3晶种（晶种可加速沉淀的生成），其优点是_______。
（4）测铝土矿中铝元素含量：
将mg铝土矿样品经处理配成VmL溶液
取少量该溶液用EDTA法测得该溶液中Fe3+、Al3+浓度之和为amol·
L－1
另取少量该溶液，将Fe3+用盐酸羟胺还原为Fe2+后，利用吸光度法测得吸光度为0.400（吸光度与Fe2+浓度对应曲线如下图）
该铝土矿样品中铝元素的质量分数表达式是_______（用字母表示）。
10．（13分）以铝灰（主要成分为Al、Al2O3，另有少量CuO、SiO2、FeO和Fe2O3杂质）为原料，可制得液体聚合氯化铝[Alm（OH）nCl3m-n]，生产的部分过程如下图所示（部分产物和操作已略去）。
已知某些硫化物的性质如下表：
物质
性质
Fe2S3、Al2S3
在水溶液中不存在
FeS
黑色，难溶于水，可溶于盐酸
CuS
黑色，难溶于水，难溶于盐酸
（1）操作Ⅰ是 。
Al2O3与盐酸反应的离子方程式是 。
（2）滤渣2为黑色，该黑色物质的化学式是 。
（3）向滤液2中加入NaClO溶液至不再产生红褐色沉淀，此时溶液的pH约为3.7。
NaClO的作用是 。
（4）将滤液3的pH调至4.2~4.5，利用水解反应得到液体聚合氯化铝。
反应的化学方程式是 。
（5）将滤液3电解也可以得到液体聚合氯化铝。
装置如图所示（阴离子交换膜只允许阴离子通过，电极为惰性电极）。
①写出阴极室的电极反应：
②简述在反应室中生成聚合氯化铝的原理：
。
11．（14分）钠硫电池作为一种新型储能电池，其应用逐渐得到重视和发展。
（1）Al（NO3）3是制备钠硫电池部件的原料之一。
由于Al（NO3）3容易吸收环境中的水分，需要对其进行定量分析。
具体步骤如下图所示：
①加入试剂a后发生反应的离子方程式为。
②操作b为，操作c为。
③Al（NO3）3待测液中，c（Al3+）=mol·
L-1（用m、v表示）。
（2）钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠（Na2Sx）分别作为两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷（可传导Na+）为电解质，其反应原理如下图所示：
①根据下表数据，请你判断该电池工作的适宜温度应控制在范围内（填字母序号）。
Na
S
Al2O3
熔点/℃
97.8
115
2050
沸点/℃
892
444.6
2980
a.100℃以下b.100℃～300℃c.300℃～350℃d.350℃～2050℃
②放电时，电极A为极。
③放电时，内电路中Na+的移动方向为（填“从A到B”或“从B到A”）。
④充电时，总反应为Na2Sx===2Na+xS（3<
x<
5），则阳极的电极反应式为。
12.（1４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+、NO3-”，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。
（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NO3-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，液面上方呈浅棕色
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—淀粉试纸检验浅棕色气体
试纸变蓝
a.浅棕色气体是______。
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+NO3+____==Al3++NO↑+____
（3）再假设：
若OH-大量存在，NO3-也可能不能大量存在。
重新设计实验证实如下：
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______。
（5）实验结果证实：
NO3在酸、碱性环境中都有一定的氧化性，能氧化铝单质，产生含氮化合物。
习题中的无色溶液一定能大量存在的是Na+和OH-。
13.（15分）某课外活动小组探究镁与CO2、NO2的反应
（1）实验发现点燃的镁条能在CO2气体中继续燃烧，产生黑、白两种固体，请用化学反应
解释该现象。
（2）该小组采用类比Mg与CO2反应的思路对Mg与NO2的反应进行预测：
写出Mg与NO2反应的化学方程式。
（3）设计实验验证猜测（用于连接玻璃管的乳胶管均内衬锡纸）
资料信息：
2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
①装置A中的试剂是。
②干燥管和装置B的作用分别是、。
③实验开始时正确的操作步骤是。
a.通入NO2
b.打开弹簧夹
c.点燃酒精灯
d.当硬质玻璃管充满红综色气体后，关闭弹簧夹
（4）实验结束时，同学们观察到与预测相符合的现象，但当用水洗涤硬质玻璃管时，固
体遇水产生有刺激性气味的气体，该气体能使湿润的石蕊试纸变蓝。
①同学们认为硬质玻璃管中还发生了另一个反应，该反应为。
②请用化学方程式解释加水产生该气体的原因。
14．（14分）
高锰酸钾是锰的重要化合物和常用的氧化剂。
以下是工业上用软锰矿（主要成分MnO2）
制备高锰酸钾的一种工艺流程。
滤渣
软锰矿
滤液...高纯MnO2
请回答：
（1）KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂。
其消毒机理与______相同（填字母）。
a.NaClO溶液b.双氧水c.苯酚d.75%的酒精
（2）操作Ⅰ的名称是_____________；
硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4，酸浸时发生主要反应的化学方程式为。
（3）上述流程中可以循环使用的物质有（填化学式）。
若不考虑物质循环与制备过程中的损失，则1molMnO2可制得__________molKMnO4。
（4）MnO2在酸性
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