2018-2019学年新课标化学高三化学热门考点——镁、铝元素单质及其重要化合物（解析版）.doc

镁、铝元素单质及其重要化合物 一、选择题 1.足量下列物质与相同质量的铝反应,放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是　(　　) A.氢氧化钠溶液　　　　　B.稀硫酸 C.盐酸 D.稀硝酸 【解析】选A。稀硝酸与铝反应不会产生氢气,可排除D项;NaOH溶液、稀硫酸、稀盐酸均可与Al反应产生氢气,其对应关系分别为2NaOH~2Al,3H2SO4~2Al,6HCl~2Al,故相同质量的铝发生反应,消耗NaOH的物质的量最少,故本题答案选A。 2.下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是　(　　) A.SO2具有氧化性,可用于漂白纸浆 B.NH4HCO3受热易分解,可用作氮肥 C.Fe2(SO4)3易溶于水,可用作净水剂 D.Al2O3熔点高,可用作耐高温材料 【解题指南】解答本题时应注意以下两点: (1)题干要求性质与用途之间具有对应关系,而不是独立看前后两句话是否正确。 (2)弄清楚物质所具有的这些用途是它的何种性质所决定的。 【解析】选D。SO2具有漂白性,可以用于漂白纸浆,A项错误;NH4HCO3中含有氮元素,可用作氮肥,B项错误;Fe3+水解生成胶体,可用于净水,C项错误;Al2O3的熔点高,不易熔化,故可用作耐高温材料,D项正确。 3.某白色粉末由两种物质组成,为鉴别其成分进行如下实验: ①取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解;再加入足量稀盐酸,有气泡产生,固体全部溶解; ②取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生,振荡后仍有固体存在。 该白色粉末可能为　(　　) A.NaHCO3、Al(OH)3 B.AgCl、NaHCO3 C.Na2SO3、BaCO3 D.Na2CO3、CuSO4 【解题指南】解答本题注意以下两点: (1)物质之间发生反应的条件与特点,特别是复分解反应能发生的条件。 (2)掌握常见物质的检验方法。 【解析】选C。NaHCO3、Al(OH)3中加入足量稀硫酸有气泡产生,生成硫酸钠、硫酸铝、二氧化碳和水,最终无固体存在,A项错误;AgCl不溶于酸,加入稀盐酸后,固体不能全部溶解,B项错误;亚硫酸钠和碳酸钡加入足量水后,碳酸钡不溶于水使部分固体不溶解,加入稀盐酸,碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡、二氧化碳和水,固体全部溶解;将样品加入足量稀硫酸,稀硫酸和碳酸钡反应生成硫酸钡沉淀、二氧化碳和水,符合题意,C项正确;Na2CO3、CuSO4中加入足量稀硫酸,振荡后无固体存在,D项错误。 4.下列各组混合物,使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂不能分离的是　(　　) A.氧化镁中混有氧化铝 B.氯化铝溶液中混有氯化铁 C.氧化铁中混有二氧化硅 D.氯化亚铁溶液中混有氯化铜 【解析】选D。MgO是碱性氧化物,与NaOH不能反应,而Al2O3是两性氧化物,可以与NaOH发生反应产生NaAlO2,过滤后洗涤,就得到纯净的MgO,A项可以分离;向溶液中加入过量的NaOH溶液,氯化铁变为Fe(OH)3沉淀,氯化铝变为NaAlO2,过滤,然后向溶液中加入适量的盐酸,当沉淀达到最大值时,过滤,得到Al(OH)3,再分别向两种物质的沉淀中加入适量的盐酸溶解,就得到两种溶液,B项可以分离;二氧化硅是酸性氧化物,可以与NaOH发生反应,而氧化铁与NaOH不能发生反应,加入过量的NaOH,然后过滤洗涤,就得到纯净的氧化铁,C项可以分离;二者都可以与NaOH发生反应,当再向得到的沉淀中加入盐酸时,二者都溶解,D项不能分离。 5.已知NaOH+Al(OH)3→Na[Al(OH)4]。向集满CO2的铝制易拉罐中加入过量NaOH浓溶液,立即封闭罐口,易拉罐渐渐凹瘪;再过一段时间,罐壁又重新凸起。上述实验过程中没有发生的离子反应是　(　　) A.CO2+2OH-→+H2O B.Al2O3+2OH-+3H2O→2[Al(OH)4]- C.2Al+2OH-+6H2O→2[Al(OH)4]-+3H2↑ D.Al3++4OH-→[Al(OH)4]- 【解题指南】解答本题注意铝制易拉罐表面有一层氧化铝。 【解析】选D。向集满CO2的铝制易拉罐中加入过量氢氧化钠,首先CO2与氢氧化钠反应,表现为铝制易拉罐变凹瘪,接着过量的氢氧化钠再与铝制易拉罐反应,因铝制易拉罐表面有氧化膜Al2O3,故可发生A、B、C的反应,整个过程没有发生反应:Al3++4OH-→[Al(OH)4]-,故选D。 二、非选择题 6.氢能源是一种重要的清洁能源。现有两种可产生H2的化合物甲和乙。将6.00 g甲加热至完全分解,只得到一种短周期元素的金属单质和6.72 L的H2(已折算成标准状况)。甲与水反应也能放出H2,同时还产生一种白色沉淀物,该白色沉淀可溶于NaOH溶液。化合物乙在催化剂存在下可分解得到H2和另一种单质气体丙,丙在标准状况下的密度为1.25 g·L-1。请回答下列问题: (1)甲的化学式是　　　;乙的电子式是　　　　　。 (2)甲与水反应的化学方程式是　 。 (3)气体丙与金属镁反应的产物是　　　　　　(用化学式表示)。 (4)乙在加热条件下与CuO反应可生成Cu和气体丙,写出该反应的化学方程式　 _______________________________________________________________。 有人提出产物Cu中可能还混有Cu2O,请设计实验方案验证之　 _ 。 (已知:Cu2O+2H+Cu+Cu2++H2O) (5)甲与乙之间　　　(填“可能”或“不可能”)发生反应产生H2,判断理由是　 _ 。 【解题指南】解答本题应注意以下两点: (1)白色沉淀可溶于NaOH溶液,该物质可能为Al(OH)3; (2)掌握根据标准状况下气体密度计算相对分子质量的方法。 【解析】标准状况下6.72 L H2的物质的量为0.30 mol,则H2质量为0.60 g。甲与水反应生成的白色沉淀可溶于NaOH溶液,则该白色沉淀为Al(OH)3。甲中铝元素的质量为6.00 g-0.60 g=5.40 g,n(Al)=0.20 mol。 因此甲的化学式为AlH3。AlH3与水反应的化学方程式为2AlH3+6H2O2Al(OH)3↓+6H2↑。 丙的相对分子质量为1.25×22.4=28,则单质丙为N2,因此乙为NH3。NH3的电子式为。 (4)Cu中可能混有Cu2O,根据题中信息,可向产物中加入少量稀硫酸,若反应后溶液变蓝色,则说明含有Cu2O。 (5)甲与乙可能发生反应生成H2,因为AlH3中H为-1价,NH3中H为+1价,二者可能发生氧化还原反应生成H2。 答案:(1)AlH3　 (2)2AlH3+6H2O2Al(OH)3↓+6H2↑ (3)Mg3N2 (4)2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O　取样后加稀硫酸,如果溶液变蓝,说明产物中含有Cu2O。反之则无Cu2O (5)可能　AlH3中H的化合价为-1价,NH3中H的化合价为+1价,因而有可能发生氧化还原反应生成H2 7.金属铝质轻且有良好的防腐蚀性,在国防工业中有非常重要的应用。完成下列填空: (1)铝原子核外电子云有　　　　种不同的伸展方向,有　　　　种不同运动状态的电子。 (2)镓(Ga)与铝同主族。写出镓的氯化物与氨水反应的化学方程式。 (3)硅与铝同周期。SiO2是硅酸盐玻璃(Na2CaSi6O14)的主要成分,Na2CaSi6O14也可写成Na2O·CaO·6SiO2。盛放NaOH溶液的试剂瓶若用玻璃瓶塞性的硅酸盐而无法打开,发生反应的化学方程式为　 。 长石是铝硅酸盐,不同类长石其氧原子的物质的量分数相同。由钠长石化学式NaAlSi3O8可推知钙长石的化学式为　　　　。 (4)用铝和金属氧化物反应制备金属单质是工业上较常用的方法。如: 2Al+4BaO3Ba↑+BaO·Al2O3 常温下Al的金属性比Ba的金属性　　　　(选填“强”“弱”)。利用上述方法可制取Ba的主要原因是　 。 a.高温时Al的活泼性大于Ba b.高温有利于BaO分解 c.高温时BaO·Al2O3比Al2O3稳定 d.Ba的沸点比Al的低 【解题指南】解答本题应理解原子结构特点,运用元素周期律知识结合元素化合物知识推断陌生元素的性质。 【解析】(1)铝原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1,原子中存在1s、2s、2p、3s、3p电子,1s、2s和3s电子各有1个伸展方向,2p电子有3个伸展方向,3p只有1个电子则只有1个伸展方向,因此铝原子核外电子云共有7种不同的伸展方向。铝原子中含有13个电子,则有13种不同运动状态的电子。 (2)镓(Ga)与铝同族,则镓的金属性比铝强,Ga(OH)3的碱性比Al(OH)3强,同样不溶于氨水,因此镓的氯化物和氨水反应的化学方程式为GaCl3+3NH3·H2OGa(OH)3↓+3NH4Cl。 (3)硅酸盐玻璃中含有SiO2,SiO2可与NaOH溶液反应:SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O。 设钙长石中含有1个钙原子时,铝原子数为x,硅原子数为y,则氧原子数为1+1.5x+2y。 根据题意,则有 =,则x=4y-6。 当y=2时,x=2,氧原子数为8,钙长石的化学式为CaAl2Si2O8。 (4)根据元素周期表,金属性Ba>Mg>Al。利用反应2Al+4BaO3Ba↑+BaO·Al2O3制备金属Ba是因为金属钡的沸点低,容易气化,逸出反应体系,促使反应正向进行,收集钡的蒸气,可以得到金属钡。 答案:(1)7　13 (2)GaCl3+3NH3·H2OGa(OH)3↓+3NH4Cl (3)SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O CaAl2Si2O8 (4)弱　d 8. KAl(SO4)2·12H2O(明矾)是一种复盐,在造纸等方面应用广泛。实验室中,采用废易拉罐(主要成分为Al,含有少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题: (1)为尽量少引入杂质,试剂①应选用　　　　(填标号)。 a.HCl溶液　　b.H2SO4溶液　c.氨水　　d.NaOH溶液 (2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为  　。 (3)沉淀B的化学式为　　　　;将少量明矾溶于水,溶液呈弱酸性,其原因是 　 。 (4)已知:KW=1.0×10-14,Al(OH)3+H++H2O　K=2.0×10-13。Al(OH)3溶于NaOH溶液反应的平衡常数等于　　　　　　。 【解题指南】解答本题时应注意以下两点: (1)元素化合物知识的掌握与应用。 (2)掌握平衡常数的有关计算。 【解析】(1)废易拉罐中含有Al、Fe、Mg,只有Al可以与强碱反应,所以用NaOH溶液溶解。 (2)Al与NaOH溶液反应方程式为2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑。 (3)滤液A中的溶质主要是NaAlO2,加入NH4HCO3溶液,、发生水解相互促进反应,生成沉淀B是Al(OH)3;明矾溶于水,溶液呈弱酸性的原因是Al3+水解。 (4)根据Al(OH)3+H++H2O的K=c()×c(H+)=2.0×10-13,Al(OH)3与NaOH溶液反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-+2H2O, K==20。 答案:(1)d (2)2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑ (3)Al(OH)3　 Al3+水解使溶液中H+浓度增大 (4)20 【误区提醒】在溶液中进行的离子反应,如有水参加,水的浓度不必写在平衡常数表达式中。 9.Ⅰ.化合物Mg5Al3(OH)19(H2O)4可作环保型阻燃材料,受热时按如下化学方程式分解:2Mg5Al3(OH)19(H2O)427H2O↑+10MgO+3Al2O3。 (1)写出该化合物作阻燃剂的两条依据 。 (2)用离子方程式表示除去固体产物中Al2O3的原理　 。 (3)已知MgO可溶于NH4Cl的水溶液,用化学方程式表示其原理 　 。 Ⅱ.磁性材料A是由两种元素组成的化合物,某研究小组按如图流程探究其组成: 　请回答: (1)A的组成元素为　　　　　　(用元素符号表示),化学式为　　　　。 (2)溶液C可溶解铜片,例举该反应的一个实际应用  。 (3)已知化合物A能与稀硫酸反应,生成一种淡黄色不溶物和一种气体(标况下的密度为1.518 g·L-1),该气体分子的电子式为　　　　。写出该反应的离子方程式 　 。 (4)写出F→G反应的化学方程式　 。 设计实验方案探究溶液G中的主要微粒(不考虑H2O、H+、K+、I-　　　 　 　　　　　　　。 【解题指南】解答本题时应注意以下几点: (1)能根据燃烧的条件分析阻燃剂的成因; (2)了解常见铁的化合物的性质; (3)明确和的检验方法。 【解析】Ⅰ.(1)该化合物分解时需要吸收大量的热,从而降低温度;分解产生的固体氧化物能起到隔绝空气的作用;分解产生了大量的水蒸气,从而降低了氧气浓度。 (2)MgO为碱性氧化物,而Al2O3为两性氧化物,因此可以用强碱,如NaOH溶液除去Al2O3。 (3)氯化铵溶液中由于发生水解使溶液显酸性,MgO能和溶液中的H+反应而溶解。 Ⅱ.(1)根据黄色溶液C加入KSCN溶液后显红色,可以判断C为FeCl3,进而判断红棕色固体B为Fe2O3,说明化合物A中含有铁元素。无色气体E溶于水后显酸性,加入碘的碘化钾溶液后得到无色溶液,且溶液的酸性变强,因此可以判断此无色气体E为SO2,故化合物A中含有硫元素。氧化铁的质量为2.400 g,因此n(Fe)=×2=0.030 mol,则化合物A中m(Fe)=0.030 mol× 56 g·mol-1=1.68 g,因此化合物A中硫元素的物质的量为=0.040 mol,则铁与硫的物质的量之比为0.030 mol∶0.040 mol=3∶4,则化学式为Fe3S4。 (2)溶液C为氯化铁,可以溶解铜,可用来制印刷电路板。 (3)化合物A与硫酸反应生成的淡黄色不溶物为硫,生成气体的摩尔质量为 1.518 g·L-1×22.4 L·mol-1≈34.00 g·mol-1,则为硫化氢,其电子式为。该反应生成硫酸亚铁、硫和硫化氢,离子方程式为Fe3S4+6H+3H2S↑+3Fe2++S。 (4)亚硫酸和碘单质反应生成硫酸和碘化氢,化学方程式为H2SO3+I2+H2OH2SO4+2HI;溶液G中主要含有硫酸根离子,或许有未反应完的亚硫酸分子,硫酸根离子用钡盐检验,亚硫酸可以用氧化剂氧化成硫酸根再检验,具体操作方法为取适量溶液G,加入过量BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则含有,过滤后取滤液,滴加H2O2溶液,若产生白色沉淀,则含有H2SO3。 答案:Ⅰ.(1)反应吸热降低温度,生成的固体氧化物隔绝空气,生成的水蒸气降低了氧气的浓度 (2)Al2O3+2OH-2+H2O (3)H2O+MgO+2NH4Cl2NH3·H2O+MgCl2 (或NH4Cl+H2ONH3·H2O+HCl,MgO+2HClMgCl2+H2O) Ⅱ.(1)S、Fe　Fe3S4 (2)制印刷电路板 (3)　Fe3S4+6H+3H2S↑+3Fe2++S (4)H2SO3+I2+H2OH2SO4+2HI 取适量溶液G,加入过量BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则含有,过滤后取滤液,滴加H2O2溶液,若产生白色沉淀,则含有H2SO3 【误区提醒】(1)在判断化合物A的化学式时容易忽略量的问题,而只是根据定性实验和经验将A错误判断为FeS或FeS2。 (2)在设计实验方案探究溶液G中的主要微粒时,容易忽略的存在,从而出错。 10.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。 ①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: ②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Ⅰ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　 。 【解题指南】从题干中获取有用信息,了解生产的产品。分析流程中的每一步骤,从几个方面了解流程:（1）反应物是什么,（2）发生了什么反应,（3）该反应造成了什么后果,对制造产品有什么作用。抓住一个关键点:一切反应或操作都是为获得产品而服务。从问题中获取信息,帮助解题。 【解析】(1)铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2,均和NaOH反应:2NaOH+SiO2Na2SiO3+H2O,2NaOH+Al2O32NaAlO2+H2O。 (2)滤液Ⅰ中加入CaO后,与水反应生成Ca2+,结合Si,生成难溶的CaSiO3,滤液Ⅱ中的Al与CO2反应生成Al(OH)3:2Al+CO2+3H2O2Al(OH)3↓+C。 (3)由题中转化关系可推出D为HF气体,依据所学HCl的实验室制法,结合题中“E可作为建筑材料”可得C为浓硫酸。HF、Na2CO3、Al(OH)3三种物质反应:12HF+3Na2CO3+2Al(OH)32Na3AlF6+3CO2+9H2O (4)电解制铝的化学方程式是2Al2O34Al+3O2↑;以石墨为电极,阳极产生的氧气在高温下与石墨电极反应,得到的混合气体成分为O2、CO2(CO)。 答案:(1)2NaOH+SiO2Na2SiO3+H2O，2NaOH+Al2O32NaAlO2+H2O (2)CaSiO3 2Al+CO2+3H2O2Al(OH)3↓+C (3)浓硫酸 12HF+3Na2CO3+2Al(OH)32Na3AlF6+3CO2+9H2O (4)2Al2O34Al+3O2↑ O2、CO2(CO) 北京凤凰学易科技有限公司 版权所有@学科网