镁和铝 典型例题

1、镁和铝 典型例题【例1】下列叙述正确的是 A黑色金属颜色是黑色的。B在化学反应中，镁原子失去两个电子，铝原子失去三个电子，所以铝比镁还原性强。C在金属活动性顺序表中，银排在氢后面，所以银不能跟酸反应。D钠不能从硫酸铜溶液中置换出铜。分析：A错误。因为铁、铬、锰是黑色金属，而纯铁是一种银白色金属；之所以称为黑色金属是因为通常情况下铁中含杂质碳等元素而呈黑色。B衡量金属还原性的强弱的标准是金属原子失去最外层电子的难易程度。铝原子半径小于镁原子，而最外层电子数多于镁原子，所以铝原子失电子能力比镁弱，铝比镁的还原性弱，因此，B错误。C错误。银排在金属活动顺序表中氢的后面，所以银不能和非氧化性酸，例如：

2、盐酸、稀硫酸等反应，但却能和氧化性酸，例如：浓硫酸、硝酸发生化学反应，生成SO2或NO、NO2气体。D正确。钠非常活泼，首先和水反应生成氢氧化钠和氢气，所以Na不能置换出硫酸铜中的铜。发生反应如下：答案：D【例2】将相同质量的镁条分别在：氧气，空气中，CO2中充分燃烧。所得固体产物的质量排列顺序正确的是 A BC D增重少于16g。在CO2中燃烧除生成MgO外还有固体炭生成答案：D。【例3】用铝热法还原下列氧化物，制得金属各1mol，消耗铝最少的是 AMnO2 BWO3 CCr2O3 DCo3O4分析：用铝热法还原金属氧化物时，Al作还原剂，金属氧化物作氧化剂。在反应中金属氧化物被还原为单质，

3、显然，在氧化物中金属化合价愈高，变为单质时需获得的电子愈多，消耗铝愈多；金属化合价愈低，得电子数愈少，耗铝愈少。以上金属氧化物中金属的化合价分别为：Co化合价最低，耗铝最少。答案：D。【例4】有下列五种物质：（1）MgCO3、（2）Mg3N2、（3）MgO、（4）C、（5）Mg(OH)2，镁条在空气中燃烧时，其生成物是 A有（2）（3）（4）B只有（3）C有（1）（2）（3）（4）D有（1）（2）（3）（5）分析：空气的成分中含有氧气、氮气、二氧化碳等，镁条在空气中燃烧时，不仅可以跟空气中的氧气化合生成氧化镁，而且还可以跟氮气反应生成少量的Mg3N2，跟二氧化碳反应生成氧化镁和碳，反应的化学方

4、程式为：答案：A【例5】在0.2molL的AlCl3溶液100mL中，如果要得到1.17g沉淀，则需加入0.5molL的NaOH溶液多少毫升？分析：AlCl3与NaOH反应时，当AlCl3过量时，只生成Al(OH)3；当NaOH过量时，Al(OH)3沉淀又会部分溶解，所以，此题应有两种结果。答案：（解法一）（1）当AlCl3过量时，设需加入xmolNaOH溶液才能得到1.17gAl(OH)3沉淀。解之得：x=90mL（2）当NaOH过量时，设需加入ymLNaOH溶液才能得到1.17gAl(OH)3沉淀。0.20.1-0.015=0.0050.0054（解法二）：用图象法会更直观：【例6】金属钠

5、和金属铝共mg，放入适量水中充分反应共产生氢气nL（标准状况）；试求原混合物中金属钠和金属铝各多少克？分析：此题弄清两个问题即可迎刃而解。其一是钠与水反应放出氢气同时生成NaOH；其二是生成的氢氧化钠与铝反应放出H2，且存在一个过量问题的计算，结果导致此题出现两组答案。若设金属钠为xg，金属铝为yg，由反应式：2Na+2H2O=2NaOH+H22Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2当铝过量时，用NaOH来计算H2的体积。所以此时可列出方程组为：当NaOH过量时，用铝来计算H2的体积，此时方程组为：【例7】用稀H2SO4、NaOH溶液和金属铝为原料制取Al(OH)3，甲、乙、丙三个

6、学生制备途径分别为若要得到等量的Al(OH)3，则：A三者消耗的原料相等 B乙消耗的原料最少C甲消耗的原料多 D丙消耗的原料最少。分析：由于原料是Al、H2SO4、NaOH，所以，设生成1molAl(OH)3，则：因为：Al3+3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3故，甲消耗原料最多，丙消耗原料最少，答案为C、D。【例8】将含有X+、Y2+、Z3+三种金属离子的水溶液进行下列实验：符合上述实验现象的三种金属离子是 AAg+、Cu2+、Al3+ BAg+、Mg2+、Fe3+CAg+、Fe2+、Al3+ DAg+、Ba2+、Fe3+【分析】第一步加入盐酸产生白色沉淀，所以X+为Ag+；第二步通入

7、H2S产生黑色沉淀，所以Y2+为Cu2+；第三步加入过量氨水，所以Z3+为Al3+。答案：A。【例9】向90mL0.1molL的AlCl3溶液中，投入Ag金属钠，欲使最终无沉淀生成，则A的最小值为 A0.828 B1.242 C0.414 D0.621分析：由于将Na投入水溶液中，立即反应生成氢氧化钠，则本题立即转化为AlCl3和NaOH的反应，欲使WAl(OH)3=0，则：Al3+4OH-=AlO2-+2H2O所以：nNa=nOH-=4nAl3+=40.19010-3=0.036(mol)所以：WNa=0.03623=0.828(g)答案：A。【例10】在NaOH溶液中加入AlCl3溶液中，

8、得到沉淀的量（Y）与所加AlCl3溶液的体积（X）的函数图象正确的是 分析：NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，与AlCl3溶液中滴加NaOH现象不同：开始时，Al3+3OH-=Al(OH)3稍一振荡，沉淀马上消失，因为：Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O后来，当NaOH溶液全部转变为AlO2-时，再滴加AlCl3溶液时：3AlO2-+Al3+6H2O=4Al(OH)3所以AB是错误的；答案在C、D中，究竟是C还是D呢？我们再来仔细分析以上两个过程：第一过程：3Al3+12OH-=3AlO2-+6H2O （1）第二过程：3AlO2-+Al3+4H2O=4Al(OH)3 （2）由（1）（2

9、）式可知，第一过程要将12molOH-全部转化成AlO2-需3molA13+，而第二个过程要将第一过程生成的3molAlO2-转化成Al(OH)3只需1molAl3+，故横坐标x应是31，故C是正确的。答案：C【例11】有一无色透明的溶液做如下实验：（1）取少量溶液滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成。（2）另取部分溶液加入Na2O2，有无色无味气体放出且有白色沉淀生成，加入Na2O2的量与生成沉淀的量的关系如图所示：试问：等离子中一定存在的离子是_；可能存在的离子是_；一定不存在的离子是_。（2）上述溶液至少由_等物质混合成。分析：（1）因为加入用盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀生

10、成，一定含有气，所以一定不存在NH4+离子；溶液为无色透明说明没有Cu2+、Fe3+；溶液中加入Na2O2有NaOH生成，随着Na2O2加入量的增加，白色沉淀增加，但再加入Na2O2沉淀量反而减少，说明一定含有Al3+，沉淀减少到一定量后就不再减少，说明含有Mg2+离子。有Al3+离子存在则不能含（2）至少由硫酸镁和硫酸铝混合而成。答案：见分析【例12】现有0.1molL的AlCl3溶液和0.1molL的氢氧化钠溶液，进行下面的实验。（1）在试管中盛有上述AlCl3溶液10mL，向其中逐渐滴入上述的NaOH溶液。加入10mLNaOH溶液时的现象是_，加入30mLNaOH溶液时的现象是_，加入3

11、5mLNaOH溶液时的现象是_。生成沉淀质量最多时，需NaOH溶液_mL。（2）向盛有10mLNaOH溶液的试管中滴入AlCl3溶液，同时不停摇动试管，出现的现象是_，至加入多少毫升AlCl3溶液时开始出现沉淀？_，至加入多少毫升AlCl3溶液时沉淀量最多？_。写出上述过程的有关离子方程式_。分析：（1）当NaOH溶液滴入10mL0.1molLAlCl3溶液中时，整个过程可用图象表示如下：因为nAl3+=0.11010-3=0.001(mol)所以当加入10mLNaOH溶液时现象是产生白色沉淀；加入30mL时，沉淀量最多；加入35mL时，沉淀部分溶解。生成沉淀最多时，需NaOH溶液30mL。（

12、2）当AlCl3溶液滴入NaOH溶液时，由于NaOH溶液是过量的，所以反应如下：Al3+3OH-=Al(OH)3，Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O上述两个方程式合并为：Al3+4OH-=AlO2-+2H2O3AlO2-+Al3+6H2O=4Al(OH)3可用图象表示如下：由于第一过程消耗的Al3+与第二过程消耗的Al3+之比为31，故开始产生沉淀与沉淀到最大所耗AlCl3溶液的体积比为31。故开始时，现象为：有沉淀生成，但振荡后马上消失，开始沉淀时，需加入AlCl3的体积为xLx=2.5(mL)所以生成AlO2-为2.50.110-3mol=2.510-4mol生成的AlO2-转化

13、为Al(OH)3需Al3+为y【例13】将含有1molMg2+、1molAl3+的混合溶液按横坐标依次加入NaOH溶液、盐酸、再通入CO2，纵坐标为混合沉淀的物质的量。请在下图画出沉淀的量随反应进行而变化的曲线，并写出Mg2+、Al3+、完全沉淀以后所发生反应的离子方程式。分析：（1）当加入NaOH溶液时：（2）当加入盐酸时，由于溶液中有AlO2-和OH-各1mol，所以：故沉淀仍为Mg(OH)21mol。（3）当通入CO2时，由于过量，所以：AlO2-+CO2+H2O=Al(OH)3+HCO3-溶解了的Al(OH)3又重新生成。答案:本题图象应表示如下:【例11】现有200mLMgCl2、A

14、lCl3的混合溶液，其中Mg2+=0.2molL，Cl-=1.3molL，要使Mg2+转化为Mg(OH)2并使Mg2+、Al3+mL分离开来，至少需4molL的NaOH溶液多少mL？分析：先根据题中条件，求其中Al3+的浓度：Mg2+=0.2molL，所以与Mg2+结合的Cl-的浓度为0.4molL，所以与Al3+结合的Cl-则为1.3-0.4=0.9(molL)在上述混合溶液中，加入NaOH溶液后，Mg2+、Al3+将分别转化为Mg(OH)2沉淀和AlO2-离子，现分别讨论如下：因此，至少需要NaOH溶液的体积为：答案：【例14】使含有amolAl3+的A溶液中的铝元素和含有bmolAlO2-的B溶液中的铝元素全部转化为Al(OH)3沉淀，通过计算讨论有几种途径。要求：（1）不准另加固体和液体试剂；（2）要求求出每种途径所需试剂和所需试剂的物质的量。分析：欲使A、B两溶液中的铝元素全部转化为氢氧化铝沉淀而又不能另加固体或液体试剂，可采取如下措施：（1）