第3章 课时2镁铝及其重要化合物习题Word文件下载.docx
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与水反应
能与沸水反应
反应很困难
C
与碱反应
能溶于强碱溶液
不反应
D
与某些氧
化物反应
能与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应
能在CO2
中燃烧
答案 B
3.多年前,世界卫生组织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( )
①制铝合金 ②制电线 ③制炊具 ④制银色漆颜料 ⑤用明矾净水 ⑥用明矾与苏打作食品膨松剂 ⑦制易拉罐 ⑧用氢氧化铝凝胶制胃舒平药品 ⑨包装糖果和食品
A.③⑤⑧⑨B.②⑥⑧⑨
C.③④⑤⑨D.③⑤⑥⑦⑧⑨
解析 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”。
D项符合题意。
答案 D
4.易拉罐的主要成分为铝合金,其中以铝铁合金和铝镁合金最为常见。
现取几小块易拉罐碎片进行下列实验,其中实验方案与现象、结论正确的是( )
实验方案
现象、结论
加入盐酸
产生无色气体;
含铝、铁、镁三种金属
加入NaOH溶液
有无色气体产生;
含有镁、铝两种金属
加入盐酸后,所得溶液中再加入少量NaOH溶液
产生白色沉淀;
含有金属镁
用盐酸溶解并放置一会儿后,加入KSCN溶液
溶液呈红色;
含有铁元素
解析 铝、铁、镁都可与盐酸反应产生无色气体,不能得出含铝、铁、镁三种金属的结论,A错误;
铝、铁、镁三种金属中只有铝能与NaOH溶液反应产生无色气体,B错误;
氢氧化镁与氢氧化铝均为白色沉淀,C错误;
用盐酸溶解后生成的亚铁离子在空气中易被氧化成Fe3+,加入KSCN溶液呈红色,D正确。
5.下列叙述正确的是( )
A.向氯化铝溶液中加入过量氨水反应的实质是Al3++3NH3·
3H2O===Al(OH)3↓+3NH
B.存在于污水中的重金属离子,常用加入明矾等电解质的方法进行处理
C.镁铝合金既可完全溶于过量盐酸又可完全溶于过量NaOH溶液
D.依据铝热反应原理,能发生反应2Al+3MgO高温,3Mg+Al2O3
解析 B项中明矾只能使污水中的悬浮物沉降,不能除去重金属离子;
C项中Mg不能溶于NaOH溶液;
D项中Mg的金属性比Al强,故Al与MgO不能发生铝热反应。
答案 A
6.下列由实验现象得出正确结论的是( )
实验现象
结论
把相同大小的铝片和镁片分别投入相同浓度的NaOH溶液中:
铝溶解有气泡产生,而镁没有任何变化
铝的金属性比镁强
取一块铝箔,用酒精灯点燃:
铝箔只熔化成液体而没有脱落
铝不易燃烧
向氯化铵溶液中投入一铝片;
铝片上产生大量气泡
该气体是氨气
向氯化铝溶液中逐滴滴加NaOH溶液至过量:
先产生白色沉淀,后沉淀逐渐溶解,最后沉淀完全消失
氢氧化铝能溶于强碱溶液
解析 金属性的强弱可根据金属与酸反应时金属失电子的能力强弱判断,而不是与碱反应,故A错误;
没有脱落表明氧化铝的熔点高,故B错误;
氯化铵溶液显酸性,与铝反应时放出氢气,故C错误;
氯化铝和氢氧化钠溶液反应先生成氢氧化铝白色沉淀,氢氧化铝再和氢氧化钠溶液反应生成可溶性的偏铝酸钠,故D正确。
7.(2017·
广西调研)某工厂用提取粗盐后的盐卤(主要成分为MgCl2)制备金属镁,其工艺流程如下。
下列说法错误的是( )
A.在实验室实施操作①需要的玻璃仪器是漏斗、烧杯、玻璃棒
B.Mg(OH)2―→MgCl2的离子方程式为:
Mg(OH)2+2H+===Mg2++2H2O
C.操作②是将MgCl2溶液蒸干后冷却结晶
D.操作④阴极和阳极产物的质量比是24∶71
解析 操作①为过滤,A项正确;
Mg(OH)2→MgCl2为中和反应,B项正确;
由MgCl2溶液获得氯化镁晶体不能用加热蒸干的方法,因为加热促进Mg2+水解,生成的盐酸易挥发,导致水解彻底,蒸干后不能得到氯化镁晶体,C项错误;
操作④为电解熔融的氯化镁,阳极得到Cl2,阴极得到金属Mg,D项正确。
8.(2017·
北京海淀区期末)铝自然形成的氧化膜易脱落。
以硫酸为电解液,分别以石墨和铝材作阴、阳极材料,经过电解处理形成氧化铝膜,抗蚀能力强。
其制备的简要流程如图所示。
下列用来解释流程中反应的方程式不正确的是( )
A.碱洗目的是除去铝材表面的自然氧化膜:
2OH-+Al2O3===2AlO
+H2O
B.碱洗时铝材表面会出现气泡:
2Al+2OH-+2H2O===2AlO
+3H2↑
C.获得耐蚀铝材的电极反应:
4Al-12e-+3O2===2Al2O3
D.用稀氨水洗去耐蚀铝材表面的酸:
NH3·
H2O+H+===NH
解析 A.氧化铝能够溶于氢氧化钠,离子方程式为2OH-+Al2O3===2AlO
+H2O,正确;
B.铝能够与氢氧化钠反应放出氢气,离子方程式为:
+3H2↑,正确;
C.电极反应方程式也要满足电荷守恒,4Al-12e-+3O2===2Al2O3,电荷不守恒,错误;
D.氨水是弱电解质,用化学式表示,离子方程式为NH3·
+H2O,D正确;
故选C。
9.某校化学兴趣小组用如图所示过程除去AlCl3溶液中含有的Mg2+、K+杂质离子并尽可能减少AlCl3的损失。
下列说法正确的是( )
A.NaOH溶液可以用氨水来代替
B.溶液a中含有Al3+、K+、Cl-、Na+、OH-
C.溶液b中只含有NaCl
D.向溶液a中滴加盐酸需控制溶液的pH
解析 A项,氨水也沉淀Al3+,不能代替NaOH溶液;
B项,a中不含Al3+;
C项,b也含有KCl。
10.现有Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(aq)六种物质,它们之间有如图所示转化关系,图中每条线两端的物质之间都可以发生反应,下列推断中不合理的是( )
A.N一定是HCl(aq)B.X可能为Al或Cl2
C.Y一定为NaOH(aq)D.Q、Z中的一种必定为Al2O3
解析 在Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(aq)中,只有NaOH(aq)能与Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3五种物质反应,对照图示转化关系,可知Y为NaOH(aq)。
只有HCl(aq)能与Al、Al2O3、Al(OH)3、NaOH(aq)四种物质反应,对照图示转化关系可知N为HCl(aq),故选项A、C正确;
选项B,若X为Al,Al能与Cl2、HCl(aq)、NaOH(aq)三种物质反应,而图示给出的是与两种物质反应,所以X不可能是Al,但可能是Cl2;
选项D,Al2O3既能与HCl(aq)反应,也能与NaOH(aq)反应,故Q、Z中的一种必定为Al2O3。
11.铝土矿的主要成分中含有氧化铝、氧化铁和二氧化硅等,工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝。
A.①中还需要进行过滤操作,滤渣为二氧化硅
B.a、b中铝元素的存在形式不同
C.③中需要通入过量的氨气
D.④进行的操作是加热,而且d一定是氧化铝
解析 铝土矿加盐酸生成Al3+和Fe3+,二氧化硅不溶于盐酸,所以要过滤、分离出二氧化硅;
滤液中加过量NaOH,Al3+转化为AlO
、Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,过滤除去Fe(OH)3沉淀,向滤液中通入过量的二氧化碳,生成Al(OH)3沉淀,Al(OH)3分解生成Al2O3,最后电解熔融的Al2O3生成Al。
由以上分析可知①、②中除加试剂外,还需要进行过滤操作,故A正确;
a中为Al3+,b中为AlO
,故B正确;
③中需要把AlO
转化为Al(OH)3沉淀,要通入过量的二氧化碳,AlO
+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO
,故C错误;
根据上面分析可知④是Al(OH)3受热分解生成Al2O3,故D正确。
12.向等物质的量浓度的HCl、AlCl3、NH4Cl、MgCl2混合溶液中逐滴加入1mol·
L-1的NaOH溶液,生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示。
下列有关说法正确的是( )
A.在0~a段加入的NaOH溶液与NH4Cl反应
B.在b~c段加入NaOH溶液发生反应的离子方程式为Al3++3OH-===Al(OH)3↓
C.在d~e段加入NaOH溶液发生反应的离子方程式为Al3++4OH-===AlO
+2H2O
D.在滴加NaOH溶液全过程中主要粒子参与反应的先后顺序是H+、Al3+、Mg2+、NH
、Al(OH)3
解析 A项错误,加入的NaOH溶液应先与H+反应;
B项错误,由图像中耗用NaOH溶液的体积可知,在b~c段加入NaOH溶液发生反应的离子方程式为Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓;
C项错误,在d~e段加入NaOH溶液发生反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-===AlO
+2H2O;
D项正确。
二、填空题
13.利用铝灰(主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等)制备铝鞣剂[主要成分为Al(OH)2Cl]的一种工艺如下:
(1)气体A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
铝灰在90℃水解生成A的化学方程式为_________________________________________。
“水解”采用90℃而不在室温下进行的原因是______________________________________________________________________________。
(2)“酸溶”时,Al2O3发生反应的离子方程式为__________________________________________________________________________________。
(3)“氧化”时,发生反应的离子方程式为____________________________________________________________________________________。
(4)“废渣”成分为________(填化学式)。
(5)采用喷雾干燥而不用蒸发的原因是____________________________________________________________________________________。
答案
(1)AlN+3H2O
Al(OH)3+NH3↑ 加快AlN水解反应速率;
降低NH3在水中的溶解度,促使NH3逸出
(2)Al2O3+6H+===2Al3++3H2O
(3)2Fe2++2H++ClO-===2Fe3++Cl-+H2O
(4)Fe(OH)3
(5)防止Al(OH)2Cl水解生成Al(OH)3
14.氯化铝融盐电解法是以氯化铝为原料,以碱金属或碱土金属氯化物(含少量MgCl2、KCl、CaCl2)为电解质进行电解制取铝的方法。
(1)氯化铝融盐电解法需要先制纯氧化铝。
以铝土矿(主要成分为Al2O3,含有少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料通过以下途径提纯氧化铝:
Al2O3
①依次写出X、Y的成分________,________。
②如右图所示在实验室中进行过滤,操作中的两处错误分别是__________________________;
____________________________。
(2)制备无水氯化铝的反应为:
2Al2O3+6Cl2
4AlCl3+3O2
③为促进该反应的进行,实际生产中需加入焦炭,其原理是____________________。
④加入焦炭后的化学反应可表示为Al2O3+C+Cl2
AlCl3+X↑,为确定气体X是否为混合气体,某同学将X依次通过灼热的氧化铜和澄清的石灰水,再根据现象判断。
该操作是否正确?
(填正确、不正确或无法判断)________,请说明理由_________________________________________________。
(3)现在工业上通常用电解熔融氧化铝方式制取铝,理论上生产1吨铝消耗的氧化铝的质量________(填“大于”、“小于”或“等于”)氯化铝质量。
解析
(1)①滤液乙能和氨水反应生成氢氧化铝沉淀,这说明滤液乙中含有铝离子,所以Y应该是盐酸。
则滤液甲中含有AlO
和SiO
,因此X是NaOH。
氧化铁和氢氧化钠不反应,过滤得到氧化铁。
硅酸钠和盐酸反应生成硅酸沉淀,过滤得氯化铝和盐酸的混合液,加入氨气即生成氢氧化铝沉淀。
②根据装置图可知,该装置是过滤装置,因此主要的错误是没有使用玻璃棒引流,其次滤纸边缘高于漏斗边缘。
(2)③因为在加热的条件下,碳与O2反应,生成CO或CO2,降低氧气的浓度,有利于反应正向进行。
④由于在加热的条件下,CO能和氧化铜反应生成CO2,所以将生成气体先通过灼热的CuO粉末,若有CO就会生成CO2,这样就无法确定原来是否有CO2,所以是不正确的。
(3)根据原子守恒可知,1mol氧化铝可以生成2mol氯化铝。
1mol氧化铝的质量是102g,2mol氯化铝的质量是2mol×
133.5g/mol=267g,所以氧化铝的质量小于氯化铝的质量。
答案
(1)①NaOH溶液 稀盐酸 ②没有使用玻璃棒引流 滤纸边缘高于漏斗边缘
(2)③碳与O2反应,有利于反应正向进行
④不正确 将生成气体先通过灼热的CuO粉末,若有CO就会生成CO2,这样就无法确定原来是否有CO2
(3)小于
15.某研究性学习小组为测定某含镁3%~5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数,设计了下列两种不同实验方案进行探究,请根据他们的设计回答有关问题。
[探究一]实验方案:
铝镁合金
测定剩余固体质量。
问题讨论:
(1)实验中发生反应的化学方程式是___________________。
(2)若实验中称取5.4g铝镁合金粉末样品,投入VmL2.0mol/LNaOH溶液中,充分反应。
则NaOH溶液的体积V≥________mL。
(3)实验中,当铝镁合金充分反应后,在称量剩余固体质量前,还需进行的实验操作按顺序依次为_________________________________________。
[探究二]实验方案:
称量xg的铝镁合金粉末,放在如图所示装置的惰性电热板上,通电使其充分灼烧。
(4)欲计算Mg的质量分数,该实验中还需测定的数据是___________________________________________________________。
(5)假设实验中测出该数据为yg,则原铝镁合金粉末中镁的质量分数为________(用含x、y的代数式表示)。
解析
(1)注意镁与NaOH溶液不反应。
(2)5.4g铝镁合金中铝的最大质量为5.4g×
97%,根据2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,可求出需要NaOH的物质的量的最大值为5.4g×
97%÷
27g/mol=0.194mol,体积为0.194mol÷
2.0mol/L=0.097L,即97mL。
(5)设xg铝镁合金中镁、铝的物质的量分别是amol、bmol,则燃烧生成amolMgO、b/2molAl2O3,则24a+27b=x,40a+51b=y,解得a=
,镁的质量为
g,镁的质量分数为
。
答案
(1)2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑
(2)97 (3)过滤、洗涤、干燥固体 (4)灼烧后固体的质量 (5)