2020-2021学年高三化学一轮复习提升练习 第12讲 镁、铝、铜及其化合物 金属冶炼

1．(2020·河北承德一中模拟)平昌冬奥会“北京 8 分钟”，主创团队用石墨烯制作了 20 ℃ 能发热 4 h 的 智能服饰；用铝合金管材和碳纤维制作了高 2.35 m、重量仅为 10 kg 的熊猫木偶，向世界展现了新时代的中 国形象。下列说法中，不正确的是(　　) A．石墨烯是能导热的金属材料 B．铝合金是密度较低的金属材料 C．碳纤维是耐低温的无机非金属材料 D．新型材料种类多、用途广 【答案】A 【解析】石墨烯为非金属材料，A 错误。 2．(2020·湖南怀化联考)下列有关金属的说法中正确的是(　　) A．生铁比纯铁抗腐蚀能力更强 B．青铜、不锈钢、硬铝都是合金 C．性质越活泼的金属越早被人类冶炼和使用 D．单质铝在空气中比较耐腐蚀，所以铝是不活泼金属 【答案】B 【解析】生铁容易被腐蚀，比纯铁抗腐蚀能力弱，A 项错误；青铜、不锈钢、硬铝都是合金，B 项正确； 性质越不活泼的金属越早被人类冶炼和使用，C 项错误；单质铝在空气中比较耐腐蚀，是因为其表面有一 层致密的氧化膜，铝是活泼金属，D 项错误。 3．(2020·河南八市第一次联考)《天工开物》中记载：“凡铜供世用，出山与出炉，止有赤铜。以炉甘 石或倭铅参和，转色为黄铜；以砒霜等药制炼为白铜；矾、硝等药制炼为青铜。”其中涉及的物质中熔点最 高的是(　　) A．青铜　　　　　　　　 B．黄铜 C．赤铜 D．白铜【答案】C 【解析】赤铜是纯度较高的铜，熔点比其合金高，青铜是铜锡合金，黄铜是铜锌合金，白铜是铜镍合 金，C 项正确。 4．(2020·高三质检)《天工开物》中记载“火法”冶炼锌：“炉甘石十斤，装载入一泥罐 内……然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红……冷淀，毁罐取出……即倭铅也。”(注：炉甘石的主 要成分为碳酸锌，泥罐中掺有煤炭)下列说法不正确的是(　　) A．“倭铅”指金属锌和铅的混合物 B．煤炭中起作用的主要成分是 C C．冶炼 Zn 的化学方程式：ZnCO3＋2C ===== 高温 Zn＋3CO↑ D．该冶炼锌的方法属于热还原法 【答案】A 【解析】由题意可知，“倭铅”指金属锌，不是锌和铅的混合物，故 A 错误；煤炭的主要成分是碳，反 应中碳做还原剂，故 B、C、D 均正确。 5．(2020·湖南长郡中学一模)实验室利用废弃旧电池的铜帽(Zn、Cu 总含量约为 99%)回收 Cu 并制备 ZnO 的部分实验过程如图所示： 下列叙述错误的是(　　) A．合理处理废弃旧电池的铜帽既有利于节约资源，又有利于保护环境 B．“溶解”操作中可用酸性条件下不断鼓入 O2 代替 H2O2 C．加入锌粉时反应的离子为 Cu2＋D．“过滤”操作后直接将溶液蒸发结晶、高温灼烧得到 ZnO 【答案】D 【解析】合理处理废弃旧电池中的铜帽既有利于保护环境，又实现了资源的再利用，A 项正确；在酸 性条件下，O2 能将铜氧化为 Cu2＋，化学方程式为 2Cu＋2H2SO4＋O2===2CuSO4＋2H2O，B 项正确；加入适 量锌粉，发生的反应为 Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋，C 项正确；“过滤”后直接将溶液蒸发结晶得硫酸锌和硫酸 钠的混合物，高温灼烧时，硫酸锌和硫酸钠均不分解，D 项错误。 6．(2020·山东东营一中模拟)不同的金属在冶炼方法上也有所不同。下列说法正确的是(　　) A．钒、铬、锰、铁等难熔金属通常采用铝热法炼制 B．铝及其合金是电气、工业、家庭广泛使用的材料，是因为铝的冶炼方法比较简单 C．由于钠、镁、铝等金属化学性质太活泼，人们通常采用电解熔融状态下的氯化物的方式来获取它们 的单质 D．炼铁时加入的焦炭除了用来制造还原剂一氧化碳外，还提供热量 【答案】D 【解析】A 项，铁用 CO 还原法炼制，错误；B 项，Al 及其合金被广泛使用是因为 Al 及其合金有良好 的性能，错误；C 项，氯化铝是共价化合物，熔融时不导电，工业上用电解氧化铝的方法制取铝，错误；D 项，高炉炼铁中焦炭的作用为与氧气反应产生热量和制造还原剂一氧化碳，正确。 7．(2020·山东济宁高三质检)利用如图装置做铝热反应实验。下列说法不正确的是(　　) A．该反应的化学方程式是 2Al＋Fe2O3 ===== 高温 2Fe＋Al2O3 B．该反应会产生高温，发出强光C．根据铝热反应的原理，可以冶炼某些金属 D．若反应中转移 3 mol 电子，消耗氧化剂的物质的量是 1 mol 【答案】D 【解析】反应中转移 3 mol 电子，即 1 mol Al 参加反应，则消耗氧化剂 Fe2O3 的物质的量为 0.5 mol。 8．(2020·模拟)下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是(　　) 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 判断 A 铜绿的主要成分是碱式碳酸铜 可用稀盐酸除去铜器表面的 铜绿 Ⅰ对； Ⅱ对；无 B 铜表面易形成致密的氧化膜 铜制容器可以盛放浓硫酸 Ⅰ对； Ⅱ对；有 C 向硫酸铜溶液中通入少量氨，有蓝色沉 淀产生，过滤后灼烧滤渣，最后变成黑 色固体 把铜丝放在酒精灯火焰上灼 烧，铜丝表面变黑 Ⅰ对； Ⅱ对；有 D 蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸 铜粉末是物理变化 硫酸铜溶液可用作游泳池的 消毒剂 Ⅰ错； Ⅱ对；无 【答案】D 【解析】稀盐酸可以与 Cu2(OH)2CO3 反应，而且稀盐酸不与 Cu 反应，所以可用稀盐酸除去铜器表面的 铜绿，Ⅰ、Ⅱ均正确，且有因果关系，A 错误；铜表面不能形成致密的氧化膜，B 错误；硫酸铜与氨水反应 生成 Cu(OH)2，Cu(OH)2 受热分解生成黑色 CuO，Ⅰ、Ⅱ均正确，但没有因果关系，C 错误；蓝色硫酸铜 晶体受热转化为白色硫酸铜粉末有新物质生成，属于化学变化，CuSO4 可用作消毒剂，Ⅰ错、Ⅱ对，且没 有因果关系，D 正确。　 9．(2020 山东·临沂高三联考)为了探究铁、铜及其化合物的性质，某同学设计并进行了下列实验。下列 说法错误的是(　　)A．高温加热装置中发生的反应为 2Fe(s)＋3H2O(g) ===== 高温 Fe2O3(s)＋3H2(g) B．虚线框处宜选择的装置是乙 C．实验时将螺旋状铜丝加热变黑后再趁热迅速伸入试管中，可观察到铜丝由黑色变为红色 D．实验后，可用铝粉在高温下还原玻璃管中的固体获得铁单质 【答案】A 【解析】A项，高温加热装置中铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁与氢气，化学方程式为3Fe(s)＋4H2O(g) ===== 高温 Fe3O4(s)＋4H2(g)，故 A 错误；B 项，氢气的密度比空气的密度小，虚线框处宜选择装置乙，故 B 正 确；C 项，氧化铜与氢气反应生成铜和水，发生反应的化学方程式为 CuO＋H2 ===== △ Cu＋H2O，所以铜丝由黑 色变为红色，故 C 正确；D 项，玻璃管中的固体含有 Fe3O4，铝粉与 Fe3O4 发生铝热反应生成氧化铝和铁 单质，故 D 正确。 10．(2020·安徽模拟）向 HCl、AlCl3 混合溶液中逐滴加入 NaOH 溶液，生成沉淀的物质的量 随 NaOH 溶液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．M 点对应的溶液中：K＋、Fe2＋、SO2－4 、NO－3 B．N 点对应的溶液中：K＋、NH＋4 、Cl－、CO2－3 C．S 点对应的溶液中：Na＋、SO2－4 、HCO－3 、NO－3 D．R 点对应的溶液中：Na＋、SO2－4 、Cl－、NO－3 【答案】D 【解析】M 点盐酸有剩余，溶液显酸性，H＋、Fe2＋、NO －3 发生氧化还原反应，不能大量共存，故 A错误；N 点 HCl 与 NaOH 恰好反应，溶液中含 AlCl3，Al3＋、CO 2－3 相互促进水解，不能大量共存，故 B 错 误；S 点 AlCl3 没有完全反应，Al3＋、HCO －3 相互促进水解，不能大量共存，故 C 错误；R 点生成偏铝酸钠， 溶液显碱性，D 组离子之间不反应，可大量共存，故 D 正确。 11.(2020·河南洛阳一中质检)镓(Ga)与铝同主族，曾被称为“类铝”，其氧化物和氢氧化物均为两性化合 物。工业制备镓的流程如图所示： 下列判断不合理的是(　　) A.Al、Ga 均处于第ⅢA 族 B.Ga2O3 可与盐酸反应生成 GaCl3 C.Ga(OH)3 可与 NaOH 反应生成 NaGaO2 D.酸性：Al(OH)3>Ga(OH)3 【答案】D 【解析】Ga 与 Al 同主族，均处于第ⅢA 族，A 项正确；Ga2O3 与 Al2O3 的性质相似，可与盐酸反应生 成 GaCl3，B 项正确；Ga(OH)3 属于两性氢氧化物，与 Al(OH)3 的性质相似，能与 NaOH 溶液反应生成 NaGaO2，C 项正确；化学反应遵循强酸制弱酸的原理，在 NaAlO2 和 NaGaO2 的混合液中通入适量 CO2，只 有 Al(OH)3 沉淀，而没有 Ga(OH)3 沉淀，镓酸的酸性强于碳酸，则酸性：Al(OH)3＜Ga(OH)3，D 项错误。 12. (2020·河北模拟）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⑦电解 MgCl2 时阴极产生氯气 C.步骤⑥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 【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；②、③、④分别为分解反应、化合反应、复分解反应，D 项正确。 13. (2020·福建双十中学模拟）在一定条件下，向 Al2O3 和过量 C 粉的混合物中通入氯气，可制得易水 解的 AlCl3，实验装置如图所示。下列说法不正确的是(　　) A.装置 c 中盛装的是浓硫酸 B.实验时应先点燃装置 d 处酒精灯，再点燃装置 a 处酒精灯 C.此反应中的尾气，除氯气外都可直接排放到大气中 D.该装置不完善，其中应改进的一项是在装置 d、e 之间添加一个干燥装置 【答案】C 【解析】装置 a 制取 Cl2，装置 b 除去 Cl2 中的 HCl，装置 c 干燥 Cl2，装置 d 制备 AlCl3，装置 e 处理 尾气。装置 c 中盛装的是浓硫酸，用来干燥 Cl2，A 正确；实验时应先点燃装置 d 处酒精灯，再点燃装置 a 处酒精灯，可以充分利用 Cl2，B 正确；此反应中的尾气，除 Cl2 外还有 CO 等，不能直接排放到大气中，C 错误；为防止装置 e 中的水蒸气进入装置 d，应在装置 d、e 之间添加一个干燥装置，D 正确。 14. (2020·广东模拟）下列曲线图与对应的选项相符合的是(　　) A.向 1 L 浓度均为 0.1 mol·L－1 的 NaAlO2、Ba(OH)2 混合溶液中加入 0.1 mol·L－1 的稀 H2SO4 B.向 1 L 浓度分别为 0.1 mol·L－1 和 0.3 mol·L－1 的 AlCl3、NH4Cl 的混合溶液中加入 0.1 mol·L－1 的稀NaOH 溶液 C.向烧碱溶液中滴加明矾溶液 D.向 AlCl3 溶液中滴加过量氨水 【答案】A 【解析】A 项，Ba(OH)2 和 NaAlO2 中加入稀 H2SO4，发生的反应依次为 Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO2－4 ===BaSO4↓＋2H2O、AlO－2 ＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，所以加入 1 L 稀 H2SO4 时 Ba(OH)2 反应完，再加 0.5 L 稀 H2SO4 时 AlO －2 反应完，再加 1.5 L 稀 H2SO4 时，Al(OH)3 全部溶解，正确； B 项，向 1 L 浓度分别为 0.1 mol·L－1 和 0.3 mol·L－1 的 AlCl3、NH4Cl 的混合溶液中加入 0.1 mol·L－1 的 NaOH 溶液，发生的反应依次为 Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、OH－＋NH＋4 ===NH3·H2O、Al(OH)3＋OH－===AlO－2 ＋ 2H2O，所以沉淀 Al3＋和溶解 Al(OH)3 所用 NaOH 溶液的体积之比为 3∶1，而图像中是 1∶1，错误；C 项，向 烧碱溶液中滴加明矾溶液，发生的反应依次为 Al3＋＋4OH－===AlO－2 ＋2H2O、Al3＋＋3AlO－2 ＋ 6H2O===4Al(OH)3↓，所以无现象阶段与产生沉淀阶段所加入的明矾溶液体积之比为 3∶1，错误；D 项，向 AlCl3 溶液中滴加过量氨水，沉淀不会溶解，错误。 15.(2020·河北保定一中质检)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Ⅱ中的离子方程式为 CO2＋AlO－2 ＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3 D.工业上还可采用 Fe 还原 Al2O3 的方法制 Al，成本更低 【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，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。 16．(2020·广西模拟）室温下，在 0.2 mol·L－1 Al2(SO4)3 溶液中，逐滴加入 1.0 mol·L－1 NaOH 溶液，实验测得溶液 pH 随 NaOH 溶液体积变化曲线如图，下列说法正确的是(　　)A．a 点，离子方程式为 Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ B．a～b 段，溶液 pH 增大，促进了氢氧化铝的碱式电离 C．b～c 段，加入的 OH－主要用于生成 Al(OH)3 沉淀 D．d 点时，Al(OH)3 沉淀开始溶解 【答案】C 【解析】硫酸铝水溶液呈酸性，a 点发生 Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，A 错误；a～b 段 pH 增大，c(OH －)增大，促进了 Al(OH)3 的酸式电离，抑制碱式电离，B 错误；b～c 段发生 Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，C 正确；c 点后 pH 发生突变，是由于氢氧化钠过量，Al(OH)3 沉淀开始溶解，而 d 点 pH 大于 10，氢氧化钠 远远过量，溶液为偏铝酸钠和 NaOH 的混合溶液，D 错误。 二、非选择题 17．(2020·山西模拟)历史上金、银、铜主要作为货币或装饰品被应用。 (1)金、银、铜常被作为钱币流通，从化学角度来看，主要是利用它的________(填字母)。 A．硬度适中 B．密度适中 C．在自然界都可得到纯净的单质 D．不活泼性 (2)一位收藏者有一枚表面是黑色，且有少量绿色锈状物的货币，这肯定是________币，黑色物质是 ________，形成这种物质的化学方程式为___________________________，绿色物质是____________，形成 这种物质的化学方程式为________________________，这枚金属币的真面目为________色。另外一枚是闪 闪发光的黄色金属币，它肯定是________币，表面一直未被氧化的原因是 _____________________________________________。(3)不法分子有时用铜锌合金制成假金币行骗。下列方法中能有效鉴别其真假的是________(填字母)。 A．观察颜色 B．查看图案 C．用手掂量轻重 D．滴一滴硝酸在币的表面，观察现象 【解析】(1)金、银、铜都属于不活泼金属，易加工，因此，在历史上都曾经用作货币。(2)铜稳定性略 差一些，容易与氧气等物质反应而“生锈”。金的化学性质最不活泼，在空气中很稳定。(3)有些假金币外形 逼真，看上去也是“金光闪闪”，密度和真金币差不太多，手不太容易掂出来。假金币中有 Zn、Cu，均可与 硝酸反应产生大量气泡，而 Au 不与硝酸反应。 【答案】(1)D (2)铜　氧化铜　2Cu＋O2===2CuO　Cu2(OH)2CO3 2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3　紫红 金　金不活泼，不易被氧化 (3)D 18．(2020·模拟)铜是生活中常见的金属，请回答下列问题： (1)Cu 不活泼，通常情况下不与稀硫酸反应，但向 Cu 和稀硫酸的混合物中滴入 H2O2 溶液后，溶液很快 变蓝色，试写出该反应的离子方程式：____________________________。 (2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合，会析出 Cu2(OH)2CO3 绿色固体，试写出该反应的离子方程式： ______________________________________________________。 (3)火法炼铜的原理为 Cu2S＋O2 ===== △ 2Cu＋SO2，在该反应中每生成 1 mol Cu，转移________mol e－。 (4)据报道，有一种叫 Thibacillus Ferroxidans 的细菌在有氧气存在的酸性溶液中，可将黄铜矿 CuFeS2 氧 化成硫酸盐：4CuFeS2＋2H2SO4＋17O2===4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O。利用反应后的溶液，按如下流程可 制备胆矾(CuSO4·5H2O)：上述溶液 ――→ 加 CuO 调 pH 浊液 B 操作 a Fe(OH)3 沉淀溶液 B ――→ 操作 b CuSO4·5H2OＫ ①检验溶液 B 中 Fe3＋是否被除尽的实验方法：_______________________________。 ②在实验室中，设计两个原理不同的方案，从溶液 B 中提炼金属铜(要求：一种方案只用一个反应来完 成)。写出两种方案中涉及的化学方程式： 方案一_________________________________________________________________； 方案二_________________________________________________________________。 【解析】(1)金属铜投入稀硫酸中不发生反应，但再加入 H2O2 溶液后铜开始溶解，溶液逐渐变为蓝色， 说明过氧化氢在酸性溶液中具有氧化性，能溶解铜，离子方程式为 Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O。 (2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合，会析出 Cu2(OH)2CO3，反应的离子方程式为 2Cu2＋＋2CO2－3 ＋ H2O===Cu2(OH)2CO3↓＋CO2↑。 (3)反应中 Cu 元素化合价由＋1 价降低到 0 价，O 元素化合价由 0 价降低到－2 价，S 元素化合价由－2 价升高到＋4 价，由化学方程式可计算出电子转移数目。 (4)①检验溶液 B 中 Fe3＋是否被除尽的试剂是 KSCN 溶液。取少量溶液 B 于试管中，加入 KSCN 溶液， 若溶液变红证明含有 Fe3＋，若不变红证明不含 Fe3＋。 ②从硫酸铜溶液中得到金属铜，可以加入铁粉置换出铜，反应的化学方程式为 CuSO4＋Fe===FeSO4＋ Cu；也可用惰性电极电解硫酸铜溶液，反应的化学方程式为 2CuSO4＋2H2O ===== 电解 2Cu＋O2↑＋2H2SO4。 【答案】(1)Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O (2)2Cu2＋＋2CO2－3 ＋H2O===Cu2(OH)2CO3↓＋CO2↑ (3)3 (4)①取少量溶液 B 于试管中，加入 KSCN 溶液，若溶液变红证明含有 Fe3＋，若不变红证明不含 Fe3＋ ②CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu(答案合理即可)　2CuSO4＋2H2O ===== 电解 2Cu＋O2↑＋2H2SO4(答案合理即可) 19．(2020·北京 101 中学模拟)镁及其化合物是实验设计的热点载体，查阅资料。ⅰ 2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O ⅱ Mg3N2 与水反应 ⅲ 常温下，NH3·H2O、CH3COOH 的电离常数均为 1.8×10－5 Ⅰ.探究镁的性质。 某学习小组设计实验探究镁与二氧化氮反应的产物，实验装置如图所示。 (1)B 装置中的试剂是________；D 装置的作用是______________________________。 (2)实验时，先启动 A 装置中的反应，当 C 装置中充满红棕色气体时点燃酒精灯，这样操作的目的是 ______________________________________________________________。 (3)确定有 N2 生成的实验现象是____________________________________________。 (4)实验完毕后，设计实验确认产物中有 Mg3N2，取少量 C 装置的玻璃管中的残留固体于试管中，滴加 蒸馏水，__________________________________________，则产物中有氮化镁。 (5)经测定，Mg 与 NO2 反应生成 MgO、Mg3N2 和 N2，其中 Mg3N2 和 N2 的物质的量相等，C 装置的玻 璃管中发生反应的化学方程式为_____________________________。 Ⅱ.探究 Mg(OH)2 在氯化铵溶液中溶解的原因。 供选试剂有氢氧化镁、蒸馏水、硝酸铵溶液、盐酸、醋酸铵溶液。 取少量氢氧化镁粉末投入氯化铵溶液中，振荡，白色粉末全部溶解。为了探究其原因，他们提出两种 假设。 假设 1：氯化铵溶液呈酸性，H＋＋OH－===H2O，促进 Mg(OH)2 溶解。假设 2：NH＋4 ＋OH－===NH3·H2O，促进 Mg(OH)2 溶解。 (6)请你帮他们设计实验，探究哪一种假设正确：_____________________________。 【解析】(1)B 装置中的试剂用于干燥二氧化氮，由于二氧化氮与水反应生成酸，故不能用碱性干燥剂， 应选择酸性或中性干燥剂，如 P2O5 等；D 装置的作用是吸收 E 装置中挥发出来的水蒸气，防止 E 装置中的 水蒸气进入 C 装置的玻璃管中干扰实验。 (3)依据题中信息，过量的二氧化氮可以被氢氧化钠溶液吸收，所以确定有 N2 生成的实验现象是 E 装置 中产生气泡，瘪气球缓慢鼓起。 (5)经测定，Mg 与 NO2 反应生成 MgO、Mg3N2 和 N2，其中 Mg3N2 和 N2 的物质的量相等。所以 C 中发 生反应的化学方程式为 11Mg＋4NO2 ===== △ 8MgO＋Mg3N2＋N2。 (6)常温下，NH3·H2O、CH3COOH 的电离常数相同，所以 CH3COONH4 溶液显中性。因此，可以设计如 下实验：取少量氢氧化镁于试管中，加入足量 CH3COONH4 溶液，若白色固体溶解，则假设 2 正确；若白 色固体不溶解，则假设 1 正确。 【答案】(1)P2O5(或其他合理答案)　吸收 E 装置中挥发出来的水蒸气 (2)排尽装置内的空气，避免 O2、CO2、N2 等与镁反应 (3)E 装置中产生气泡，瘪气球缓慢鼓起 (4)产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 (5)11Mg＋4NO2 ===== △ 8MgO＋Mg3N2＋N2(写成 4Mg＋2NO2 ===== △ 4MgO＋N2、3Mg＋N2 ===== △ Mg3N2 也可) (6)取少量氢氧化镁于试管中，加入足量 CH3COONH4 溶液，若白色固体溶解，则假设 2 正确；若白色 固体不溶解，则假设 1 正确 20．（2020·江西白鹭洲中学模拟）无水 AlCl3 可用作有机合成的催化剂、食品膨松剂等。工业上可由铝 土矿(主要成分是 Al2O3 和 Fe2O3)和焦炭制备，流程如下：已知：AlCl3、FeCl3 分别在 183 ℃、315 ℃时升华 (1)铝离子的结构示意图为________，实验室配制氯化铝溶液时加入盐酸的目的是 _________________________________________________________________________。 (2)氯化炉中Al 2O3、Cl2和焦炭在高温下发生反应的化学方程式为______________；炉气中残余的少量Cl2， 可用 NaOH 溶液吸收，其离子方程式为_____________________________________。 (3)700 ℃时，升华器中物质经充分反应后需降温实现 FeCl3 和 AlCl3 的分离。请选择合适的温度范围 ________。 a．低于 183 ℃　 B．介于 183 ℃和 315 ℃之间 c．高于 315 ℃ (4)样品(含少量 FeCl3)中 AlCl3 含量可通过下列操作测得(部分物质略去)。 m 克样品 ― ― ― ― ― ― ―→ 过量 NaOH 溶液 过滤 NaAlO2 溶液 ― ― ― ― ― ― → 过量 CO2 过滤 Al(OH)3 ― ― ―→ △ 冷却 n 克 Al2O3 计算该样品中 AlCl3 的质量分数________(结果用 m、n 表示，不必化简)。 【解析】(1)铝离子的结构示意图为 ，实验室配制氯化铝溶液时加入盐酸的目的是防止氯化铝 水解。(2)氯化炉中 Al2O3、Cl2 和焦炭在高温下发生反应的化学方程式为 Al2O3＋3Cl2＋3C ===== 高温 2AlCl3＋ 3CO；炉气中残余的少量 Cl2，可用 NaOH 溶液吸收，其离子方程式为 Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O。 (3)AlCl3、FeCl3 分别在 183 ℃、315 ℃时升华，为实现 FeCl3 和 AlCl3 的分离，让温度介于 183 ℃～315 ℃， 使氯化铝升华。(4)n 克 Al2O3 中 n(Al)＝ n 102×2 mol，样品中 AlCl3 的物质的量为 n 102×2 mol，质量为 n 102×2 mol×133.5 g·mol－1，该样品中 AlCl3 的质量分数为 n 102 × 2 × 133.5 m ×100%。 【答案】(1) 　防止氯化铝水解 (2)Al2O3＋3Cl2＋3C ===== 高温 2AlCl3＋3CO Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O(3)b (4) n 102 × 2 × 133.5 m ×100%或133.5n 51m ×100%