高三化学一轮复习（5）镁、铝及其化合物++基础题训练

（5）镁、铝及其化合物—高考化学一轮复习基础题训练福建省闽清高级中学1.某兴趣小组利用菱镁矿(主要成分为，还含有少量等杂质)设计制备氧化镁的流程如下。下列说法错误的是()A.步骤(Ⅰ)和步骤(Ⅱ)中一定要用到的玻璃仪器是漏斗、玻璃棒B.步骤(Ⅰ)获得的滤液X中含有的阳离子主要有C.步骤(Ⅱ)中获得沉淀，说明不与NaOH溶液反应D.步骤(Ⅲ)发生反应的化学方程式为2.从浓缩海水(主要含NaCl和)中提取金属镁的一种工艺流程如图，下列说法正确的是()A.若试剂X为石灰乳，则沉镁时可能发生沉淀的转化B.“溶镁”的离子方程式为：C.加热“溶镁”后的滤液至有大量固体析出后分离D.“制备”时可采用电解固体的方法3.利用与制取的实验装置如图（部分加热及夹持装置略）。已知：，易水解。下列说法正确的是()A.实验开始时，先加热装置d再加热装置aB.实验过程中可观察到a中黑色固体变为红色C.装置c与装置e可调换位置D.装置e的作用是吸收尾气4.碱式碳酸镁是橡胶制品的填充剂和补强剂，其化学式为。现取4.66g碱式碳酸镁高温煅烧至恒重，得到2g固体和，下列说法正确的是()A.2g固体是B.4.66g碱式碳酸镁高温煅烧至恒重，生成水0.8gC.4.66g碱式碳酸镁加稀盐酸完全溶解，参加反应的HCl为0.08molD.该碱式碳酸镁的化学式为5.部分含Mg或含Al物质的类别与化合价关系如图所示。下列推断不合理的是()A.a不能与反应生成d或gB.b和e均可用于制造耐高温材料C.可能存在a→f→g→e→a的循环转化关系D.直接加热蒸干c或f溶液无法得到无水氯化物6.某兴趣小组用铝箔制备及明矾大晶体，具体流程如图，下列说法错误的是()A.步骤Ⅲ，为了得到纯，需灼烧至恒重B.步骤Ⅴ中抽滤所需仪器：布氏漏斗、吸滤瓶、抽气泵等C.通入HCl的作用是抑制水解和增大溶液中的浓度，有利于结晶D.步骤Ⅳ的操作是：配制高于室温10~20℃的明矾饱和溶液，选规则明矾小晶体并悬挂在溶液中央，快速冷却至室温，得到明矾大晶体7.下列实验不能达到实验目的的是()ABCD加热融化硫固体制备无水氯化镁制备硫酸四氨合铜晶体制备明矾晶体A.A B.B C.C D.D8.明矾是一种常用的净水剂，以废易拉罐（主要成分为铝和少量不溶于碱性溶液的物质）为原料制取明矾的实验流程如图。已知：“沉铝”步骤在煮沸条件下进行，生成、和。下列说法错误的是()A.“碱溶”步骤中发生反应的离子方程式为B.可通过焰色试验检验“沉铝”所得滤液中的主要阳离子C.用浓硫酸配制9mol/L溶液，需要将水缓慢加入到浓硫酸中D.“一系列操作”中还需要加入的试剂是9.工业上用某种氧化铝矿石（含杂质）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为强碱溶液，沉淀中含有B.可以用稀硫酸或稀盐酸代替C.反应Ⅱ结束后，过滤所得溶液Y为溶液D.工业上还可采用还原的方法制，成本更低10.铝土矿的主要成分是，还有部分、，以及少量不溶于酸碱溶液的其它杂质.工业上从铝土矿中提取铝可采取如图工艺流程：下列说法中描述正确的是()A.沉淀Ⅰ只有B.溶液Ⅱ中含有的阴离子只有C.①-⑤中，只发生氧化还原反应的是⑤D.③的离子方程式只有：11.世界上95%的铝业公司均使用拜耳法（原料为铝土矿，主要成分为，含少量等）生产，其工艺流程如下：已知：过饱和溶液是指一定温度、压强下，当溶液中溶质的浓度已超过该温度、压强下溶质的溶解度，而溶质仍未析出的溶液。下列说法错误的是()A.物质X为B.可用过量代替氢氧化铝晶种C.“缓慢加热”可促使转化为水合铝硅酸钠D.该流程中可循环利用的物质主要有氢氧化铝晶种12.氯化铬可用于铬盐生产、镀铬、催化剂生产等工业。以某铝铬铁矿（主要成分是，还含等杂质）为原料制备氯化铬和铝的工艺流程如下：相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH：金属离子开始沉淀的pH2.310.44.97.53.4沉淀完全的pH4.112.46.89.74.7已知：镁试剂碱性条件下能与镁离子作用生成天蓝色沉淀。请回答：（1）步骤1中主要发生反应的离子方程式为__________，写出溶液D中的所有阳离子的离子符号：__________。步骤4中加氨水调节pH的范围是__________，作用是__________。（2）下列说法不正确的是_______。A.步骤1可通过粉碎矿石、加热、搅拌、使用浓硫酸等方法加快浸出速率B.试剂X和试剂Y不能发生反应C.溶液E依次通过复分解反应、分解反应、分解反应三步可制取铝单质D.将和混合加热，则可以得到无水（3）设计实验检验步骤2所得滤渣是否含镁元素：__________。13.高铝粉煤灰是火力发电厂燃煤锅炉排放出的固体废物，含有较多的和，少量的MgO、铁的氧化物及其他不溶性杂质。从粉煤灰中提取的工艺流程如图：已知：不溶于水，也不溶于稀盐酸（1）操作Ⅰ所用的玻璃仪器有：烧杯、______、______。（2）滤渣1中除了其他不溶性杂质外，还有_____（填化学式）。（3）反应①的离子方程式为_______，检验生成物中阳离子的操作及现象是：_______。（4）“沉铝”中反应的化学方程式为_______。（5）沉铝后的滤液需要______（选填“减压”、“常压”或“加压”）蒸发才能得到固体；（6）下列实验方案中，不能测定和混合物中质量分数的是_____。A.取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克B.取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体C.取a克混合物充分加热，减重b克D.取a克混合物与足量溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体14.镁是一种银白色的碱土金属，镁元素在地壳中的含量约为2.00%，位居第八位，镁及其化合物在研究和生产中具有广泛用途。请回答下列问题：(1)在室温下，纯净的氮化镁(Mg3N2)为黄绿色的粉末，能与水反应，常用作触媒，实验室用如图1所示装置和药品制备少量氮化镁。图1①A中盛装的是__，B中可盛装碱石灰，二者混合可制取氨气。②按照气流的方向从左至右连接装置：a接____、___接____、___接____。③气体通过CuO这一装置的目的是什么？用化学方程式回答：___。④无水氯化钙装置可防止外界空气中的水进入，以防____(化学方程式表示)的发生。(2)碳酸镁可用作耐火材料、锅炉和管道的保温材料，以及食品、药品、化妆品、橡胶、墨水等的添加剂。Ⅰ.合成碳酸镁晶体的步骤如下：步骤1：配制0.5mol·L－1MgSO4溶液和0.5mol·L－1NH4HCO3溶液。步骤2：用量筒量取500mLNH4HCO3溶液于1000mL四口烧瓶中，开启搅拌器，温度控制在50℃。步骤3：将250mLMgSO4溶液逐滴加入NH4HCO3溶液中，1min内滴加完毕，然后用氨水调节溶液pH到9.5。步骤4：放置1h后，过滤，洗涤。步骤5：在40℃的真空干燥箱中干燥10h，得到产品碳酸镁晶体(MgCO3·nH2O，n＝1～5)。①配制0.5mol·L－1MgSO4溶液500mL，需要的仪器有托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管、____。②步骤3中加氨水后发生反应的离子方程式为____。Ⅱ.测定合成的MgCO3·nH2O中的n值。称量1.000g碳酸镁晶体，放入图2所示的广口瓶中，加入适量水，滴入稀硫酸与晶体反应，生成的CO2被NaOH溶液吸收，在室温下反应4～5h，后期将温度升到30℃，最后烧杯中的溶液用已知浓度的盐酸滴定，测得生成CO2的总量；重复上述操作2次。③上述反应后期要升温到30℃，主要目的是____。④若实验测得1.000g碳酸镁晶体产生CO2的平均物质的量为amol，则n为___(用含a的表达式表示)。⑤若称取100g上述晶体进行热重分析，得到的热重曲线如图3所示，则合成的晶体中n＝____(取整数)。15.I.铝土矿是工业上制备金属铝的主要原料，其主要成分是，同时还含有。工业上可使用碱浸法提取铝土矿中的，其工业流程如图所示。根据图示信息，请回答下列问题：（1）操作I的名称是_______________，滤渣B的主要成分是_______________（填化学式）。（2）实验室中进行煅烧时最适合用来盛放固体的实验仪器名称是_______________。（3）用与在高温条件下反应可制取，每消耗碳单质，转移电子，反应的化学方程式是______________________________。II.高铁酸钾（）具有极强的氧化性和优良的絮凝功能，是一种绿色环保多功能型水处理剂。下图是生产高铁酸钾的一种工艺流程：已知的部分性质如下：溶解性溶于水，微溶于浓KOH溶液，难溶于有机物稳定性温度为0~5℃或强碱性溶液中能稳定存在；酸性或中性溶液中Fe变为+3价并放出（4）写出①中发生反应的离子方程式：______________________________。（5）②中加入固体的目的是_______________（填标号）。A.加入固体做氧化剂B.为后续反应提供碱性环境C.固体溶解时会放出较多的热量，有利于后续生成（6）写出④中反应的离子方程式：______________________________。（7）⑥中洗涤时，洗涤剂最好选用_______________（填标号）。A. B.溶液 C.异丙醇 D.溶液（8）现取洗涤并干燥后的样品，加入稀硫酸，收集到0.672L气体（标准状况）。则样品中的质量分数为_______________（计算结果精确到）

答案以及解析1.答案：C解析：A.步骤(Ⅰ)和步骤(Ⅱ)为过滤，过滤一定要用到的玻璃仪器是漏斗、玻璃棒、烧杯，故A正确；B.步骤(Ⅰ)获得的滤液X中含有氯化镁、氯化铝和剩余盐酸，所以阳离子主要有，故B正确；C.氯化铝和过量氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，故C错误；D.步骤(Ⅲ)是氢氧化镁灼烧生成氧化镁和水，发生反应的化学方程式为，故D正确；选C。2.答案：C解析：A.盐卤水加入石灰乳“溶镁”，不会发生沉淀转化，故A错误；B.“溶镁”为氢氧化镁和盐酸反应，离子方程式为：，故B错误；C.加热“溶镁”后的滤液，蒸发结晶，至有大量固体析出后分离，故C正确；D.电解熔融的MgCl2可制备Mg，故错误；故答案选C。3.答案：B解析：A.实验开始时，应先加热装置a，待较纯的进入装置d中时再加热装置d，即先加热装置a再加热装置d，A错误；B.装置a中干燥的与CuO发生反应：，CuO被还原为Cu，则实验过程中可观察到a中黑色固体变为红色，B正确；C.装置e中的碱石灰能干燥，但不能吸收，则装置c和装置e不能调换位置，否则也进入装置d与Mg反应，导致产率降低，C错误；D.装置e的作用是防止空气中的水蒸气和进入装置d中，D错误；故选B。4.答案：D解析：4.66g碱式碳酸镁高温煅烧至恒重，得到的2g固体是MgO，A项错误；4.66g碱式碳酸镁高温煅烧至恒重，生成水的质量是，B项错误；4.66g碱式碳酸镁高温煅烧至恒重，得到的2g固体是MgO，，碱式碳酸镁加稀盐酸完全溶解，溶质为0.05mol氯化镁，根据元素质量守恒，参加反应的HCl为0.1mol，C项错误；4.66g碱式碳酸镁高温煅烧生成氧化镁、二氧化碳和水，氧化镁的物质的量是0.05mol，的物质的量是0.04mol，根据碳元素守恒可知，的物质的量是0.04mol，根据镁元素守恒可知，的物质的量是分解生成的水的物质的量是0.01mol，而4.66g碱式碳酸镁高温煅烧至恒重，生成的水的物质的量是，所以4.66g碱式碳酸镁含结晶水的物质的量为，则碱式碳酸镁中的物质的量之比为1:4:4，即碱式碳酸镁的化学式是，D项正确。5.答案：A解析：A.Mg能与在加热条件下反应生成，A错误；B.MgO和均可用于制造耐高温材料，B正确；C.存在的循环转化关系，C正确；D.由于或均会水解，生成的氯化氢易挥发，直接加热蒸干或溶液无法得到无水氯化物，D正确；故选A。6.答案：D解析：根据流程：用NaOH溶液溶解铝箔，发生反应：，向含有的溶液通入过量的气体，发生反应：，得到的胶状固体，将一部分胶状固体洗涤得到，灼烧得到氧化铝，用硫酸溶解，加入溶液，配制高于室温10～20℃的明矾饱和溶液，选规则明矾小晶体并悬挂在溶液中央，自然冷却至室温，得到明矾大晶体，另一部分胶状固体用盐酸溶解，得到溶液，将HCl气体通入溶液，抑制水解和促进结晶，冷水浴，用玻璃纤维抽滤，用浓盐酸洗涤晶体，滤纸吸干干燥得晶体。7.答案：C解析：A.由于硫单质的熔点较低，可以在蒸发皿中进行熔解，A不合题意；B.制备无水氯化镁时为防止氯化镁水解应在HCl气氛中加热脱水，同时要防止空气中水进入，B不合题意；C.由于不溶于水，故向硫酸四氨合铜溶液中加入不能起到减弱水分子极性的作用，不能制得硫酸四氨合铜晶体，C符合题意；D.根据晶体具有自范性可知，图示装置可以制备明矾晶体，D不合题意；故答案选C。8.答案：C解析：A.根据题目流程可得出，碱溶过程中发生的是NaOH和Al的反应，即：，故“碱溶”步骤中发生反应的离子方程式为，A正确；B.由分析可知，“沉铝”之后所得滤液中主要含有阳离子为，故可通过焰色试验检验“沉铝”所得滤液中的主要阳离子，B正确；C.浓硫酸稀释时需要酸入水，并用玻璃棒不断搅拌，故用浓硫酸配制9mol/L溶液，需要将浓硫酸缓慢加入水中，并用玻璃棒不断搅拌，C错误；D.由分析可知，“一系列操作”中还需要加入的试剂是，D正确；故答案为：C。9.答案：A解析：试剂X为强碱溶液，使溶解，沉淀中含有，A正确；若用强酸溶液代替，当强酸过量时，会溶解，B错误；过量时，应生成，C错误；因比活泼，无法用置换出，D错误。10.答案：C解析：A．沉淀Ⅰ不只有，还有少量不溶于酸碱溶液的杂质，A错误；B．溶液Ⅱ中含有的阴离子有和氢氧根离子，B错误；C．①-⑤中，只有⑤有化合价的变化，属于氧化还原反应，C正确；D．③的离子方程式有：，还有，D错误；故选C。11.答案：D解析：D.该流程中得到滤液中含有氢氧化铝，则可循环利用的物质主要为含氢氧化铝的滤液，D错误。12.答案：（1），；；6.8~10.4；使溶液D中的转化为沉淀，便于后续的分离提纯（2）AB（3）取滤渣用蒸馏水洗涤，取洗涤液少许调节至碱性，滴加镁试剂，若产生天蓝色浑浊，则存在元素（或取滤渣加少量强碱浸泡，静置后在上清液中滴加镁试剂，若产生天蓝色浑浊，则存在元素）解析：（1）由铝铬铁矿化学式，可知为+3价，为+2价，步骤1在酸性条件下被氧化为，发生反应的离子方程式为、，而难溶于稀硫酸，沉淀A为，溶液B中的阳离子为。步骤2加氨水调节至4.7~4.9，此时以、析出，沉淀C为，溶液D中的阳离子为。步骤4调得沉淀F，加足量试剂Y得溶液，可推知沉淀F为，试剂Y为稀盐酸，因此步骤4的作用主要是将转化为沉淀，便于后续的分离提纯，而此时不沉淀，故调节的范围应为6.8~10.4。（2）步骤1可通过粉碎矿石、加热、搅拌、适当增大稀硫酸浓度等方法加快浸出速率，A项错误；从中分离出铝元素，可向沉淀C中加足量溶液，将转化为，溶液E中溶质为，故试剂X为，而试剂Y为稀，两者能反应，B项错误；向溶液E中通入足量，析出沉淀，属于复分解反应，再由热分解得到，属于分解反应，最后由电解熔融得到单质，属于分解反应，C项正确；受热分解生成，能与反应生成和气体，既减少了水的量，同时生成的又抑制了的水解，最终得到无水，D项正确。（3）步骤2得到的滤渣为，一般会对沉淀洗涤后再进行单质的制备，设计实验检验沉淀滤渣是否含镁元素，洗涤滤渣，取洗涤液调至碱性，滴加镁试剂，若产生天蓝色浑浊，则存在Mg元素。13.答案：（1）漏斗；玻璃棒（2）（3）；取少量溶液于洁净小试管中（取样），加入KSCN溶液，溶液变红，则证明溶液中含有（4）（5）减压（6）A解析：（1）操作Ⅰ为过滤，所用的玻璃仪器有：烧杯、漏斗、玻璃棒；（2）据分析，滤渣1中除了其他不溶性杂质外，还有；（3）反应①是氯气将亚铁离子氧化：，得到得阳离子为铁离子，检验铁离子用KSCN溶液；取少量溶液于洁净小试管中(取样)，加入KSCN溶液，溶液变红，则证明溶液中含有；（4）“沉铝”中通入二氧化碳将四羟基合铝酸根离子转化为氢氧化铝，反应的化学方程式为；（5）碳酸氢钠受热易分解，因此需要减压蒸发得到碳酸氢钠固体。14.答案：(1)①浓氨水。②de(或ed)cbf③2NH3＋3CuON2＋3H2O＋3Cu④Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH)2＋2NH3↑(2)①500mL容量瓶②Mg2＋＋＋NH3·H2O＋(n－1)H2OMgCO3·nH2O↓＋③升高温度，气体的溶解度减小，使溶解在水中的CO2逸出，便于吸收完全④(1-84a)/18a⑤1解析：本题考查了物质含量的实验探究过程分析、实验装置的连接等。(1)①浓氨水和生石灰或氢氧化钠固体混合放热,使一水合氨分解生成氨气。②根据实验目的及题给装置可知,按照气流的方向从左向右连接装置的顺序为:a接d,e接c,b接f。③氨气有还原性,能还原氧化铜,生成物之一是空气的主要成分氮气,则氨气与氧化铜反应的化学方程式为:2NH3+3CuON2+3H2O+3Cu。④氮化镁能和水发生反应生成氢氧化镁和氨气,化学方程式为:Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2+2NH3↑。(2)①配制0.5mol·L-1

MgSO4溶液500mL,除提供的仪器外,还需要的仪器为500mL容量瓶。②步骤3中加氨水后反应生成碳酸镁结晶水合物,反应的离子方程式为Mg2+++NH3·H2O+(n-1)H2OMgCO3·nH2O↓+。③题图2装置中气球可以暂时储存CO2,有利于CO2被NaOH溶液吸收,且能保持装置中压强相对稳定。④若实验测得1.000g碳酸镁晶须产生的CO2的平均物质的量为a

mol,依据碳元素守恒可知,晶须中碳酸镁的物质的量为a

mol,根据MgCO3·nH2O中碳酸镁和结晶水的物质的量之比为1∶n,得到1∶n=a∶,得到n=。⑤由题图3知400℃时剩余质量为82.3g,这是该晶须