镁和铝综合练习及解析

第十一章第一节镁和铝一、选择题(10×5′＝50′)1.下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是()A.在常温下，铝不能和氧气反应B.铝既能溶于酸，又能溶于强碱溶液C.铝是地壳里含量最多的元素D.氧化铝只能与酸反应，不能与强碱反应解析：在常温下，Al表面氧化成一层氧化膜，A错误；铝是地壳里含量最多的金属元素，地壳里含量最多的元素是氧，C错误；Al2O3是两性氧化物，既能与酸反应，又能与强碱反应，D错误.答案：B2.认识反应条件对化学反应的影响，对学好化学具有重要意义.下列说法正确的是()A.镁在空气中或纯净氧气中燃烧的产物一定只有MgOB.钠在敞口容器中长期存放或在空气中燃烧的产物一定是Na2O2C.四氧化三铁溶解在过量的硝酸中，溶液中含有Fe3＋、Fe2＋D.三氯化铝和足量的氨水反应一定得到Al(OH)3沉淀解析：Mg在空气中燃烧可与O2、N2、CO2等反应，其产物有MgO、Mg3N2、C等；Na长时间存放最终生成Na2CO3，在空气中燃烧生成Na2O2；Fe3O4与过量HNO3反应时，由于HNO3具有强氧化性，能将＋2价铁全部氧化为Fe3＋.AlCl3与氨水反应生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3不会溶解在氨水中.答案：D3.汞合金是目前使用较多的补牙材料，英国《新科学家》杂志发表了一篇文章，对汞合金补牙材料的安全性提出了质疑.汞合金补牙材料中除了水银外，还含有锌、锡、铜等金属.下列有关汞合金的说法不正确的是()A.汞合金的熔点比汞的低B.汞合金的强度和硬度比锡的大C.汞合金的毒性远低于汞的毒性D.汞合金具有金属的特性，但性质并不是其各成分性质的简单加和解析：汞在常温下呈液态，汞合金的熔点比汞高，其强度和硬度比锡大；汞有毒，但汞合金的毒性比汞小的多.答案：A4.(2010·泉州质检)近几年来，冠以“绿色”的新概念不断产生，如绿色食品、绿色材料、绿色能源、绿色化学等，这里的“绿色”是对人类社会可持续发展战略的形象表达.“绿色化学”要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应.据此，由单质镁制硝酸镁的下列4个方案中，你认为可行而且符合“绿色化学”要求的方案是()A.Mg→Mg(NO3)2B.Mg→MgCl2→Mg(OH)2→Mg(NO3)2C.Mg→MgO→Mg(NO3)2D.Mg→MgSO4→Mg(NO3)2解析：根据题意，“绿色化学”要求从经济、环保和技术三个方面设计可行的化学反应.从经济角度考虑，B项最不合算，环节多、使用试剂种类也多；D项不合算，使用了两种试剂；从环保角度考虑，A产生了污染环境的氮氧化物；B项也使用了会对环境造成污染的Cl2.答案：C5.以下有关正三价铝离子的叙述正确的是()A.当向溶液中加入强酸溶液时，氢氧化铝主要发生酸式电离B.当向溶液中加入强碱溶液时，氢氧化铝主要发生碱式电离C.在强酸性环境中正三价的铝离子以Al3＋形式存在于溶液中D.在pH较大的溶液中正三价的铝离子以Al3＋形式存在于溶液中解析：Al(OH)3在水中存在如下电离平衡：H＋＋AlOeq\o\al(－,2)＋H2OAl(OH)3Al3＋＋3OH－酸式电离碱式电离当加入强酸时，消耗溶液中的OH－，使平衡向碱式电离的方向移动，当加入强碱时，消耗溶液中的H＋，使平衡向酸式电离的方向移动；因此正三价的铝在强酸性环境中以Al3＋形式存在，在强碱性环境中以AlOeq\o\al(－,2)形式存在.答案：C6.(2009·上海高考)实验室将9g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂.发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质为18g，则该氧化物粉末可能是()①Fe2O3和MnO2②MnO2和V2O5③Cr2O3和V2O5④Fe3O4和FeOA.①③B.①④C.②④D.③④解析：9gAl若全部参加反应共失去电子的物质的量为eq\f(9g,27g/mol)×3＝1mol.由得失电子守恒知，生成18g金属单质最多得到1mol电子(Al全部反应)，也可能小于1mol电子(Al不能全部反应)，再结合平均值的思路分析如下：①Fe2O3：eq\f(18,56)×3＝0.96mol；MnO2＝eq\f(18,55)×4＝1.31mol；②MnO2：1.31mol，V2O5：eq\f(18,51)×5＝1.76mol；③Cr2O3：eq\f(18,52)×3＝1.03mol；V2O5：1.76mol；④Fe3O4：eq\f(18,56)×eq\f(8,3)＝0.85mol，FeO：eq\f(18,56)×2＝0.64mol.综上分析可知：①④选项正确.答案：B7.(2010·唐山模拟)A、B、C、D是原子序数依次增大的四种短周期元素，它们都可以在氧气中燃烧，生成的四种氧化物中有二种可溶于盐酸，三种可溶于氢氧化钠溶液.将它们的单质溶于盐酸后过滤，向滤液中加过量的氢氧化钠溶液，有白色沉淀生成；另将其单质溶于氢氧化钠，过滤，向滤液中加过量的盐酸，也可以得到白色沉淀，已知A、D同主族，则A为()A.碳B.钠C.硅D.硫解析：根据四种氧化物在盐酸及NaOH溶液中的溶解情况，推知氧化物中必有Al2O3；根据滤液中加入过量NaOH溶液产生白色沉淀，推知单质中必存在Mg；根据滤液中加入过量盐酸生成白色沉淀，推知单质中必存在Si；结合题中其它限制条件，推知A为C，B为Mg、C为Al、D为Si.答案：A8．(2010·衡水模拟)在AlCl3和FeCl3混合溶液中，先加入过量的KI溶液，再加入足量的Na2S溶液，所得到的沉淀物是()A．Fe(OH)3、Al(OH)3B．Al(OH)3、I2C．Fe2S3、I2D．FeS、S、Al(OH)3解析：加入足量KI溶液时，发生反应2Fe3＋＋2I－=I2＋2Fe2＋；再加入足量Na2S溶液时，发生反应为Fe2＋＋S2－=FeS，I2＋S2－=S↓＋2I－，3S2－＋2Al3＋＋6H2O=3H2S↑＋2Al(OH)3↓，因此所得沉淀为FeS、S、Al(OH)3.答案：D9.(2009·枣庄调研)将Mg、Cu组成的2.64g混合物投入适量稀硝酸中，固体完全溶解时收集到的还原产物NO气体0.896L(标准状况)，向反应后溶液中加入2mol/LNaOH溶液60mL时金属离子恰好沉淀完全.则形成沉淀质量及硝酸物质的量分别为()A.4.32g0.02molC.5.36g0.18molD.6.38g解析：Mg－2e－＋2OH－=Mg(OH)2Cu－2e－＋2OH－=Cu(OH)2所以生成沉淀的质量为金属质量与OH－质量之和，即2.64g＋eq\f(0.896L,22.4L/mol)×3×17g/mol＝4.68g.金属离子全部沉淀后，溶液为NaNO3，由HNO3～NaNO3～NaOH及HNO3～NO可知，稀HNO3中，硝酸的物质的量为：n(HNO3)＝n(NaOH)＋n(NO)＝2×0.06mol＋eq\f(0.896L,22.4L/mol)＝0.16mol.答案：B10.(2009·四川高考)向mg镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸，恰好完全反应生成标准状况下的气体bL.向反应后的溶液中加入cmol/L氢氧化钾溶液VmL，使金属离子刚好沉淀完全，得到的沉淀质量为ng.再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止，得到固体pg.则下列关系不正确的是()A.c＝eq\f(1000b,11.2V)B.p＝m＋eq\f(V·c,125)C.n＝m＋17VcD.eq\f(5,3)m＜p＜eq\f(17,9)m解析：根据题意，反应过程如下：A项，根据电子守恒关系可列出eq\f(b,22.4)×2＝V··c；B项，p＝m＋eq\f(V·10－3·c,2)×16；D项，极端假设法，若pg固体全为MgO，则质量为eq\f(40,24)mg；若pg物质全为Al2O3，则质量为eq\f(102,54)mg，实际应为两者之间；C项应为n＝m＋17V··c.答案：C二、非选择题(共50分)11.(12分)某同学为验证Al在冷的浓HNO3中发生钝化但能和热的浓HNO3反应，设计了如图所示的实验，请你指出其中的两处错误：、；纠正上述错误后，请你从绿色化学的角度出发，对装置2提出改进建议，使装置2既能控制反应的进行，又能减少氮氧化物的排放：.解析：为了控制铝与浓NHO3的反应，可将装置2中的铝片改成一段螺旋状的铝丝，螺旋状的一端插入浓HNO3中，另一端伸出橡皮塞外，通过上下拉动铝丝，使铝丝接触浓HNO3时发生反应，与浓NHO3脱离时停止反应，从而达到控制反应进行的目的.答案：两支试管中液体均超过了试管容积的eq\f(1,3)加热液体的试管应略向上倾斜将装置2中铝片改成一段螺旋状铝丝，螺旋状一段插入浓HNO3中，另一端伸出橡皮塞外.12.(13分)下图是由短周期元素组成的物质之间的转化关系.其中，A的相对分子质量为144，反应①中生成C、D物质的量之比为3∶1，D是不溶于水的白色固体，除反应③⑤外其他反应均在溶液中进行，F、G是气态非金属单质，K是一种常见的非极性有机溶剂，密度比水大.(某些生成物和反应条件已略去).(1)A的分子式是；(2)E中金属阳离子的检验方法是；(3)写出反应②的化学方程式；(4)写出反应⑦的离子方程式；(5)用离子方程式表示H溶液显碱性的原因.解析：由B溶液电解生成E、F、G可推测B溶液为NaCl溶液，则E为NaOH，F、C为H2、Cl2，D是不溶于水的白色固体，而与NaOH溶液反应则D为Al(OH)3，K是密度大于水的常见非极性有机溶剂，应为CCl4，则C为CH4，F为Cl2，A与H2O反应生成CH4和Al(OH)3，物质的量之比为3∶1，推测A最简式应为Al(CH3)3，相对分子质量为144加以验证，可得A的分子式为Al2(CH3)6.答案：(1)Al2(CH3)6(2)取试样，进行焰色反应，若火焰呈黄色，说明有Na＋存在(3)2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电),\s\do5())H2↑＋Cl2↑＋2NaOH(4)Al3＋＋3AlOeq\o\al(－,2)＋6H2O=4Al(OH)3↓(5)AlOeq\o\al(－,2)＋2H2OAl(OH)3＋OH－13.(13分)(2010·湖南联考)由短周期元素组成的单质A、B、C和甲、乙、丙、丁四种化合物有下图所示的转换关系，已知C为密度最小的气体，甲是电解质.根据图示转化关系回答：(1)写出下列物质的化学式：A，B，乙，丁.(2)组成单质A的元素在周期表中的位置是，丙的电子式是.(3)写出下列变化的方程式：①A与NaOH溶液反应的化学方程式；②乙与过量CO2反应的离子方程式.解析：根据C是密度最小的气体单质，推知C为H2，根据A＋NaOH溶液→乙＋C(H2)，推测A可能为Si或Al；根据框图中物质间转化关系，若A为Si，则乙为Na2SiO3，丁为H2SiO3、甲为SiO2，因为SiO2不属于电解质，因此A不能为Si，推知A为Al，乙为NaAlO2，丁为Al(OH)3、甲为Al2O3，丙为H2O，B为O2.答案：(1)AlO2NaAlO2Al(OH)3(2)第3周期、第ⅢA族Heq\o\al(·,·)O,eq\o\al(·,·)H(3)①2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑②AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)14.(12分)治胃病的药物中通常含有氢氧化铝.某研究性学习小组根据化学原理设计了如下五种制备方案：A.铝屑与硫酸反应，然后再加入氢氧化钠溶液沉淀铝离子；B.铝屑与硫酸反应，然后再加氨水沉淀铝离子；C.铝屑与足量氢氧化钠溶液反应，再加入硫酸生成氢氧化铝；D.铝屑与足量氢氧化钠溶液反应，再通入二氧化碳生成氢氧化铝；E.铝屑先分别与硫酸、氢氧化钠溶液反应，然后将二者反应后的混合液混合，生成氢氧化铝.(1)你认为方案最佳.(2)在你选择的最佳方案中，如何调整反应物的比例，从理论上使铝全部转化成氢氧化铝：