苏教版高中化学 镁铝及其重要化合物之间的转化和化工流程的融合 名师精编练习题.docx

1、苏教版高中化学 镁铝及其重要化合物之间的转化和化工流程的融合 名师精编练习题镁铝及其重要化合物之间的转化和化工流程的融合1.被称为“国防金属”的镁 ,60%来自海洋，从海水中提取镁的正确方法是()A 海水Mg(OH)2MgB 海水MgCl2溶液MgCl2(熔融)MgC 海水Mg(OH)2MgOMgD 海水Mg(OH)2MgCl2溶液MgCl2(熔融)Mg2.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3.下列各组物质，不能按(

2、“”表示反应一步完成)关系转化的是()4.铝是一种很重要的金属，可以发生一系列反应制备物质，如图所示：下列说法错误的是()A 反应又称铝热反应，可用于野外焊接铁轨B 反应、都有氢气生成，产生等量的氢气时转移的电子数相等C 常用反应制备Al(OH)3，方法是向A12(SO4)3溶液中滴加足量的NaOH溶液D 工业上用反应制备铝时，常加入冰晶石以降低氧化铝的熔融温度5.铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝：,下列说法中错误的是()A 中除加试剂外，还需要进行过滤操作B a、b中铝元素的化合价相同C 中需要通入过量的氨气D 进行的操作是加热，而且d一定是氧化铝

3、6.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：对上述流程中的判断正确的是()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CO2AlO2H2O=Al(OH)3HCOD 工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al，成本更低7.氯离子插层镁铝水滑石Mg2Al(OH)6ClxH2O是一种新型离子交换材料，其在高温下完全分解为MgO、Al2O3、HCl和水蒸气。现用下图装置进行实验确定其化学式(固定装置略去)。(1)Mg2Al(OH)6ClxH2O热分解的化学方程式为_。(2)若只通过测定装置C、D的增重来确定

4、x，则装置的连接顺序为_(按气流方向，用接口字母表示)，其中C的作用是_。装置连接后，首先要进行的操作的名称是_。(3)加热前先通N2排尽装置中的空气，称取C、D的初始质量后，再持续通入N2的作用是_、_等。(4)完全分解后测得C增重3.65 g ，D增重9.90 g ，则x_。若取消冷却玻管B后进行实验，测定的x值将_(填“偏高”或“偏低”)。(5)上述水滑石在空气中放置时易发生反应生成Mg2Al(OH)6Cl12y(CO3)yzH2O，该生成物能发生类似的热分解反应。现以此物质为样品，用(2)中连接的装置和试剂进行实验测定z，除测定D的增重外，至少还需测定_。8.七铝十二钙(12CaO7A

5、l2O3)是新型的超导材料和发光材料，用白云石(主要含CaCO3和MgCO3)和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下：(1)煅粉主要含MgO和_，用适量NH4NO3溶液浸取煅粉后，镁化合物几乎不溶，若溶液中c(Mg2)小于5106molL1，则滤液pH大于_Mg(OH)2的Ksp51012；该工艺中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3，原因是_。(2)滤液中的阴离子有_(忽略杂质成分的影响)；若滤液中仅通入CO2，会生成_，从而导致CaCO3产率降低。(3)用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜，反应的离子方程式为_。(4)电解制备Al(OH)3时，电极分别为Al片和石墨，电解总反应方程式为

6、_。(5)一种可超快充电的新型铝电池，充放电时AlCl和Al2Cl两种离子在Al电极上相互转化，其他离子不参与电极反应，放电时负极Al的电极反应式为_。9.氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：(1)MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为_。(2)加入H2O2氧化时，发生反应的化学方程式为_。(3)滤渣2 的成分是_(填化学式)。(4)煅烧过程存在以下反应：2MgSO4C2MgO2SO2CO2MgSO4CMgOSO2COMgSO43CMgOS3CO利用下图装置对煅烧产生的

7、气体进行分步吸收或收集。D中收集的气体可以是_(填化学式)。B中盛放的溶液可以是_(填字母)。aNaOH溶液 bNa2CO3溶液c稀硝酸 dKMnO4溶液A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应，产物中元素最高价态为4，写出该反应的离子方程是：_。10.铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界主要以化合态的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。根据Al2O3、SiO2、Fe2O3的性质特点，因而可设计出两种提纯氧化铝的方案，根据对Al2O3提纯流程的理解回答下列问题：方案一：碱溶法(1)写出、两

8、步骤中可能发生反应的离子方程式_。(2)步骤中不用盐酸(或H2SO4)酸化的理由是_。(3)步骤中得到较纯的Al2O3，可能含有_杂质，在电解时它不会影响铝的纯度的原因：_。方案二：酸溶法(4)写出、中可能发生反应的离子方程式_。(5)步骤中不用氨水沉淀Fe3的原因：_。11.某混合物甲中含有明矾KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3。在一定条件下由甲可实现下图所示的物质之间的转化：请回答下列问题：(1)写出A、B、D的化学式：A_，B_，D_。(2)试剂a最好选用_(选填A、B、C、D)。ANaOH溶液 B稀盐酸C二氧化碳 D氨水(3)写出反应的离子方程式：_。(4)固体E可以作为复合性

9、的化学肥料，E中所含物质的化学式为_。12.工业上通常以铝土矿(主要成分为Al2O3，含有少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料制备无水氯化铝：2Al2O36Cl24AlCl33O2。回答以下问题：(1)画出Al的原子结构示意图_；氯元素在元素周期表第_周期_族。(2)为促进反应的进行，实际生产中需加入焦炭，其原因是_。(3)加入焦炭后的化学反应可表示为Al2O3CCl2AlCl3X，设计实验确定气体X的成分：_。(4)在提纯AlCl3粗产品时，需加入少量铝粉，可使熔点较低的FeCl3转化为熔点较高的FeCl2，从而避免在AlCl3中混入铁的氯化物。该反应的化学方程式为_。(5)以铝土矿为原料

10、可以通过以下途径提纯氧化铝：Al2O3写出滤液甲中溶质的化学式_。写出滤液乙中加入过量氨水得到Al(OH)3的离子方程式_。13.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和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下：以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下：回答下列问题：(1)写出反应1的化学方程式_。(2)滤液中加入CaO生成的沉淀是_，反应2的离子方程式为_。(3)E可作为建筑材料，化合物C是_，写出由D制备冰晶石的化学方程式_。(4)电解法制铝的化学方程式是_，以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成分是

11、_。14.铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_。(2)向“过滤”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH_(填“增大”、“不变”或“减小”)。(3)“电解”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是_。(4)“电解”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为_，阴极产生的物质A的化学式为_。(5)铝粉在1 000 时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备

12、，其主要原因是_。 答案解析1.【答案】D【解析】2.【答案】B【解析】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；、分别为化合反应、复分解反应、分解反应，D项正确。3.【答案】C【解析】由Al不能一步到Al(OH)3。4.【答案】C【解析】A正确，铝热反应指Al与金属氧化物间的置换反应，因反应剧烈放热，生成熔融的铁水，可用于野外焊接铁轨；B正确，Al具有两性，既能与酸反应又能与碱反应，根据化合价的变化，产生等量的氢气时转移的电子数相等；C错误，Al(OH)3具有两

13、性，因此制备时不使用强酸强碱，用Al2(SO4)3溶液制备Al(OH)3沉淀应选用氨水；D正确，Al2O3熔点高，电解时要耗费更多的能源，加入冰晶石与氧化铝形成共熔物，可降低氧化铝的熔融温度。5.【答案】C【解析】反应后的体系中含有固体二氧化硅，需要过滤除去，反应后的体系中含有氢氧化铁沉淀，需要过滤除去，A正确；a、b中Al元素分别以AlCl3和NaAlO2形式存在，其中铝的化合价都是3价，B正确；由NaAlO2制备氢氧化铝需要通入过量二氧化碳，C错误；由氢氧化铝制备氧化铝，加热即可，D正确。6.【答案】C【解析】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

14、，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。7.【答案】(1)2Mg2Al(OH)6ClxH2O4MgOAl2O32HCl(52x)H2O(2)aedb吸收HCl气体检查气密性(3)将分解产生的气体全部带入装置C、D中完全吸收防止产生倒吸(合理答案均给分)(4)3偏低(5)装置C的增重及样品质量(样品质量及样品分解后残余物质量或装置C的增重及样品分解后残余物质量)【解析】(1)由已知确定反应物、生成物，条件是高温。2Mg2Al(OH)6ClxH2O4MgOAl2O32HCl(52x)H2O由原子守恒配平，先Al2O3、MgO、HCl，后由

15、O配平H2O的化学计量数(52x)。(2)C中NaOH吸收HCl，D中浓H2SO4吸收H2O，故先通入D(浓H2SO4)，再通入NaOH溶液，反之先通入NaOH溶液又带出水蒸气，使结果不准，故连接顺序为a、e、d、b。(3)连接装置后，首先检查装置气密性，持续通入N2，可将整套装置中产生的气体全部赶入C、D，同时又避免产生倒吸现象。(4)C增重为吸收的HCl，n(HCl)0.1 mol。D增重为吸收的H2O，n(H2O)0.55 mol。根据化学方程式关系可得2HCl(52x)H2O，即2(52x)0.1 mol0.55 molx3若取消冷却玻管B后进行实验，气体温度过高将损失水蒸气，使测定结

16、果偏低。(5)至少还需测定装置C的增重和样品的质量等。8.【答案】(1)CaO11 加入(NH4)2SO4会生成CaSO4微溶物，在过滤时会被除去，造成生成的CaCO3减少(2)NO和OHCa(HCO3)2 (3)2OHAl2O3=2AlOH2O(4)2Al6H2O2Al(OH)33H2(5)Al3e7AlCl=4Al2Cl【解析】(1) 白云石高温煅烧，CaCO3和MgCO3受热分解生成CaO和MgO，煅粉主要含有CaO和MgO。若溶液中c(Mg2)小于5106molL1，根据Kspc(Mg2)c2(OH)得：c(OH)molL11103molL1，c(H)11011molL1，即pH11。

17、若用(NH4)2SO4代替NH4NO3，则(NH4)2SO4会与CaO反应生成CaSO4微溶物，在过滤时会被除去，造成生成的CaCO3减少。(2) 煅粉的主要成分是CaO和MgO，加入适量NH4NO3溶液浸取煅粉后，由于镁化合物几乎不溶，则溶液中溶质主要为生成的Ca(NO3)2和Ca(OH)2，故滤液中的主要阴离子为NO和OH。由于滤液的pH大于11，溶液中含有Ca(NO3)2和少量的NH4NO3与Ca(OH)2，若仅通入CO2会生成Ca(HCO3)2，从而导致CaCO3产率降低。(3) 用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜，反应的离子方程式为2OHAl2O3=2AlOH2O。(4) 电解

18、制备Al(OH)3时，电极分别为Al片和石墨，电解总反应方程式2Al6H2O2Al(OH)33H2。(5) 由题意可知，放电时负极Al失去电子与AlCl结合生成Al2Cl，其电极反应式为Al3e7AlCl=4Al2Cl。9.【答案】(1)MgCO32H=Mg2CO2H2O(2)2FeSO4H2O2H2SO4=Fe2(SO4)32H2O(3)Fe(OH)3(4)COd3S6OH2S2SO3H2O【解析】本题要读懂以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程，包括每一个流程发生的反应。向菱镁矿中加入稀硫酸，FeCO3、MgCO3均会反应，生成FeSO4和MgSO

19、4，过滤除去不与硫酸反应的杂质，再加入H2O2，目的是将FeSO4氧化成Fe2(SO4)3，加入氨水调节pH4，将Fe3变成Fe(OH)3沉淀，得到滤渣2从而除去，之后将MgSO4溶液蒸干得到MgSO4固体，再用木炭还原法制备高纯氧化镁。第(4)问，根据给出的信息，木炭给出的信息，木炭还原法制备高纯氧化镁(800 )产生的气体主要有S、SO2、CO、CO2。按照题目的要求分步吸收或收集。将高温下的混合气体先通过A冷凝S变成固体，再通过B吸收SO2，B中的溶液只能吸收SO2，所以可以是溴水、酸性高锰酸钾溶液等，但是不能是NaOH溶液，再通过C吸收CO2，C中的溶液最好选用NaOH溶液，D中用排水

20、法收集CO。S与热的NaOH溶液反应，而且只有S的化合价发生变化，这是一个歧化反应，根据氧化还原反应的规律，即可写出化学方程式。10.【答案】(1)Al2O32OH=2AlOH2O，SiO22OH=SiOH2OAlOCO22H2O=Al(OH)3HCO，SiO2CO22H2O=H2SiO32HCO(2)因为AlO与酸反应生成的Al(OH)3具有两性，可溶于强酸，不易控制酸的量；CO2廉价而且生成的副产物NaHCO3用途广泛，经济效益好(3)SiO2由于SiO2的熔点很高，在加热到1 000 左右时不会熔化，因而不影响铝的纯度(4)Al2O36H=2Al33H2O，Fe2O36H=2Fe33H2

21、OAl34OH=AlO2H2O，Fe33OH=Fe(OH)3(5)Al(OH)3只能溶于强碱，不能溶于氨水，用氨水不能将Fe(OH)3和Al(OH)3分离【解析】11.【答案】(1)AlAl2O3O2(2)D(3)AlO2H2OCO2=Al(OH)3HCO(4)K2SO4、(NH4)2SO4【解析】根据已知信息中甲的成分，可以推断B为氧化铝，因此反应是通过电解而得到D(氧气)和A(单质铝)。甲加入水得到的溶液为明矾溶液，溶液中含有Al3、K和SO，甲加入水得到的沉淀为氧化铝、氧化铁的混合物，再加入氢氧化钠，则氧化铝溶解，再通入二氧化碳可以得到氢氧化铝沉淀。试剂a应该为氨水，如果加入的试剂a是氢

22、氧化钠溶液，则加入的量不好把握，由此可推知E为硫酸钾、硫酸铵的混合物。12.【答案】(1)三A(2)C与O2反应，有利于反应正向进行(3)气体X可能为CO、CO2或两者的混合物。将生成气体依次通过澄清石灰水、浓硫酸、灼热的CuO粉末，如溶液变浑浊，则X中存在CO2，如黑色CuO粉末变成红色粉末，则X中存在CO(4)Al3FeCl3AlCl33FeCl2(5)NaAlO2、Na2SiO3、NaOH(写出NaAlO2、Na2SiO3即可)Al33NH3H2O=Al(OH)33NH【解析】(1)Al核外有13个电子，分三层排布，位于第三周期第A族；(2)2Al2O36Cl2=4AlCl33O2则加入焦炭与氧气反应使平衡右移；(3)依据原子守恒可知X可能是CO、CO2或两者的混合物；(4)Al3FeCl3AlCl33FeCl2；(5)由于铝土矿含Al2O3、Fe2O3、SiO2，所以滤液甲中溶质为NaAlO2、Na2SiO3、NaOH。13.【答案】(1)2NaOHSiO2=Na2SiO3H2O、2NaOHAl2O3=2NaAlO2H2O(2)CaSiO32AlOCO23H2O=2Al(OH)3CO或AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO(3)浓H2SO412HF3Na2CO32Al(OH)3=2Na3AlF63CO29H2O(4)2Al2O34