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第7讲 铝、镁及其化合物
教材习题回扣
1．(必修1 P54－5)下列金属中，遇到盐酸或强碱溶液都能放出氢气的是( )。
A．Cu B．Mg C．Fe D．Al
2．(必修1 P63－5)在溶液中不能与Al3＋大量共存的离子是( )。
A．Cl－ B．OH－ C．H＋ D．Na＋
3．(必修1 P54－6)相同质量的两份铝，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，放出的氢气在同温同压下的体积为( )。
A．1∶1 B．1∶6 C．2∶3 D．3∶2
4．(必修1 P63－8)在实验室里，要想使AlCl3溶液中的Al3＋全部沉淀出来，应选用下列试剂中的( )。
A．石灰水 B．氢氧化钠溶液
C．硫酸 D．氨水
5．(必修1 P54－9改编)相同质量的镁和铝，分别与足量的盐酸反应，产生氢气的体积大小比较：Mg______Al(填“>”“r(Mg)
C．在该反应条件下，Mg的还原性强于C的还原性
D．该反应中化学能全部转化为热能
7．(2016届山东济南外国语学校模拟)将10.7 g Mg、Al和Fe组成的合金溶于足量的氢氧化钠溶液中，产生标准状况下3.36 L气体。另取等质量的合金溶于过量盐酸中，生成标准状况下7.84 L气体，向反应后的溶液中加入过量NaOH溶液，得到沉淀的物质的量为( )。
A．0.1 mol B．0.2 mol
C．0.25 mol D．0.3 mol
二、非选择题
8．(2016年江西宜春铜鼓中学二模)镁、铝、锌是生活中常见的三种金属，查阅资料获得如下信息：
①镁、铝、锌都是银白色的金属；
②锌(Zn)可以与NaOH溶液反应生成H2；
③Zn(OH)2为白色固体，难溶于水，可溶于强碱及NH3·H2O；
④Zn2＋易形成配合物如2＋，该配合物遇强酸分解生成Zn2＋、NH。
(1)甲同学取镁铝合金进行定量分析，用下图所示装置进行实验，获得如下数据(所有气体体积均已换算成标准状况，忽略滴入液体体积对气体体积的影响)。
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编号
粉末质量
量气管第
一次读数
量气管第
二次读数
①
2.0 g
10.0 mL
346.2 mL
②
2.0 g
10.0 mL
335.0 mL
③
2.0 g
10.0 mL
345.8 mL
①检查该装置的气密性的方法是______________________________________________。
②若分液漏斗装的是NaOH溶液，则圆底烧瓶中发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
③计算出镁铝合金中镁的质量分数为__________。
④本实验对量气管多次读数，读数时应注意：a将实验装置恢复到室温，
b__________________，c__________________。
(2)乙同学取镁铝锌合金设计如下实验方案：
(可用试剂：样品、pH试纸、稀硫酸、NaOH溶液、氨水)
①试剂Ⅰ是____________；沉淀B是____________。
②过程Ⅰ是：在滤液中逐滴加入__________，直至生成的沉淀刚好溶解，再加入足量的__________，过滤。
③沉淀C与氨水反应的离子方程式为____________________________________。
9．(2016届湖南邵阳一中月考)铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，下图是从铝土矿中制备铝的工艺流程：
已知：①铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质；
②溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学反应方程式为：2Na2SiO3＋2NaAlO2＋2H2O===Na2Al2Si2O8↓＋4NaOH。
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回答下列问题：
(1)写出向铝土矿中加入足量氢氧化钠溶液操作中发生反应的离子方程式：___________；______________________。
(2)滤渣A的主要成分为________________；滤渣A的用途是______________(只写一种)；实验室过滤时使用玻璃棒，其作用是______________。
(3)在工艺流程第三步中，选用二氧化碳作酸化剂的原因是__________________________
______________________________________________。
(4)若将铝溶解，下列试剂中最好选用________(填编号)。
A．浓硫酸 B．稀硫酸 C．稀硝酸
10．(2015年上海卷)白云石的主要成分是CaCO3·MgCO3，在我国有大量的分布。以白云石为原料生产的钙镁系列产品有广泛的用途。白云石经煅烧、熔化后得到钙镁的氢氧化物，再经过碳化实现Ca2＋、Mg2＋的分离。碳化反应是放热反应，化学方程式如下：
Ca(OH)2＋Mg(OH)2＋3CO2CaCO3＋Mg(HCO3)2＋H2O
完成下列填空：
(1)Ca(OH)2的碱性比Mg(OH)2的碱性______(填“强”或“弱”)；
Ca(OH)2的溶解度比Mg(OH)2的溶解度______(填“大”或“小”)。
(2)碳化温度保持在50 ℃～60 ℃。温度偏高不利于碳化反应，原因是____________________、________________。温度偏低也不利于碳化反应，原因是________________________。
(3)已知某次碳化时溶液中钙离子浓度随时间的变化如下图所示，在10 min到13 min之内钙离子的反应速率为____________。15 min之后钙离子浓度增大，原因是____________________________(用化学方程式表示)。
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第7讲 铝、镁及其化合物
【教材习题回扣】
1．D 2.B
3．A 解析：根据反应方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑即可判断。
4．D 解析：产物氢氧化铝具有两性，易溶于强碱和强酸，难溶于氨水。
5．Si，则H3PO4比H2SiO3的酸性强，B正确；Al2O3属于两性氧化物，能与氢氧化钠溶液反应，MgO属于碱性氧化物，与NaOH溶液不反应，C错误；SO2在酸性环境中能被Ba(NO3)2氧化成硫酸钡，则SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液只得到BaSO4白色沉淀，D错误。
3．D 解析：200.0 mL 2.0 mol·L－1的某溶液中溶质的物质的量为0.2 L×2.0 mol·L－1＝0.4 mol，Al的物质的量为＝0.2 mol，因Al与HNO3溶液不生成氢气，则不符合题意，A错误；由2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑，0.2 mol Al与0.4 mol Ba(OH)2溶液反应时，碱过量，B错误；由2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，0.2 mol Al与0.4 mol H2SO4溶液反应时，硫酸过量，C错误。
4．C 解析：制备该合金如果在氮气保护下，Mg单质在一定温度下熔炼时，镁和氮气反应3Mg＋N2Mg3N2，故A错误；合金中镁铝化合价都是0，故B错误；1 mol Mg17Al12完全吸氢生成17 mol MgH2和12 mol Al，二者都能与盐酸反应生成H2，生成氢气的物质的量分别为34 mol、18 mol，则生成氢气一共52 mol，标况下的体积为22.4 L·mol－1×52 mol＝1164.8 L，故C正确；合金的熔点比各成分的熔点低，该合金的熔点低于金属镁、金属铝的熔点，故D错误。
5．B 解析：7.8 g Na2O2的物质的量为n(Na2O2)＝0.1 mol,2.7 g Al的物质的量是n(Al)＝0.1 mol；则首先发生反应：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，0.1 mol过氧化钠反应产生0.2 mol NaOH和0.05 mol O2，然后发生反应：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，由于Al的物质的量是0.1 mol，所以反应需要消耗0.1 mol NaOH，剩余NaOH的物质的量是0.2 mol－0.1 mol＝0.1 mol，产生0.15 mol H2和0.1 mol NaAlO2。得到气体的总物质的量是n(气体)＝n(O2)＋n(H2)＝0.05 mol＋0.15 mol＝0.2 mol，其在标准状况下的体积是V＝0.2 mol×22.4 L·mol－1＝4.48 L
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，A错误。向溶液中通入标准状况下的HCl气体3.36 L，物质的量为n(HCl)＝0.15 mol，则发生反应：HCl＋NaOH===NaCl＋H2O，由于NaOH物质的量是0.1 mol，反应消耗HCl的物质的量是0.1 mol，剩余HCl的物质的量是0.05 mol，反应产生NaCl的物质的量是0.1 mol；发生反应：NaAlO2＋HCl＋H2O===Al(OH)3↓＋NaCl，由于此时的溶液中含有NaAlO2 0.1 mol，含有HCl 0.05 mol，所以HCl不足量，NaAlO2过量，过量的NaAlO2的物质的量是0.1 mol－0.05 mol＝0.05 mol，反应产生的Al(OH)3沉淀的物质的量是0.05 mol，其质量是m＝0.05 mol×78 g·mol－1＝3.9 g，B正确；反应产生的NaCl的物质的量是0.05 mol，最终溶液中含有NaCl的物质的量是0.15 mol，含有NaAlO2 0.05 mol，无AlCl3生成，C错误；反应结束得到的溶液中c(NaCl)＝＝1.5 mol·L－1，D错误。
6．C 解析：C还存在C60、C70等同素异形体，A错误；同种元素的半径的比较，看电子数，电子数越多，半径越大，r(Mg2＋)Mg，所以碱性Ca(OH)2>Mg(OH)2。Ca(OH)2微溶于水，而Mg(OH)2难溶于水，所以溶解度：Ca(OH)2>Mg(OH)2。(2)该反应是放热反应，碳化温度保持在50 ℃～60 ℃
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。温度偏高不利于碳化反应，原因是该反应是放热反应，升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，不利于平衡的正向移动；Mg(HCO3)2温度高，会发生分解反应，也不利于碳化。若温度偏低，反应速率慢，反应产生物质的效率低，因此对反应的进行不利。
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