2022年新高考化学时事热点情境化考题-镁铝及其化合物(解析版)

2022年新高考化学时事热点情境化考题-------镁铝及其化合物1．神州十二号的成功发射，是我国航天事业的又一伟大成就。下列月球探测器部件所用的材料中，其主要成分属于无机非金属材料的是A．铝合金底盘B．太阳能电池板C．聚酰亚胺反光板D．钛合金筛网车轮【答案】B【详解】A．铝合金底盘是无机金属材料，故A不符合题意；B．太阳能电池板是硅单质，属于无机非金属材料，故B符合题意；C．聚酰亚胺反光板是高聚物，属于有机物，故C不符合题意；D．钛合金筛网车轮无机金属材料，故D不符合题意。2．2021年世界化学论坛以“化学让世界更美好”为主题，将对催化、合成、药物、环境与能源等领域进行深入探讨。下列叙述错误的是A．K2FeO4具有强氧化性，可以除去硬水中的Ca2+、Mg2+B．常利用活性炭或胶体的吸附性除去水中的悬浮物C．使用适宜的催化剂，利用太阳能可实现水分解制取氢气D．利用大气中CO2合成C2H6、CH3OH等有机原料，有利于控制海水酸化【答案】A【详解】A．K2FeO4具有强氧化性，而Ca2+、Mg2+也具有氧化性两者不发生反应，故A不正确；B．活性炭和胶体都具有吸附性，故可以除去悬浮物，故B正确；C．利用催化剂参与反应，能将水分解生成氢气，故C正确；D．将二氧化碳合成乙烷、甲醇等中性物质，有利用控制海水酸化，故D正确；3．2020年11月“嫦娥五号”成功着陆月球，展示了以芳纶为主制成的五星红旗，用SiC增强铝基材料钻杆“挖土”，实现了中国首次月球无人采样返回。研究表明月球表面的“土壤”主要含有氧，硅、铝、铁、镁、钙和钠等元素。下列有关说法正确的是A．月球表面的“土壤”所含金属元素镁和铝均可以通过电解其熔融氯化物进行冶炼B．制作五星红旗用的芳纶为合成纤维，灼烧具有烧焦羽毛的气味C．SiC又称金刚砂，属于有机合成高分子材料D．“嫦娥五号”使用的锂离子电池组工作时是将化学能转变成电能【答案】D【详解】A．AlCl3是由分子构成的共价化合物，不能用于电解制取金属Al，而要采用电解熔融Al2O3方法冶炼Al，A错误；B．制作五星红旗用的芳纶为合成纤维，不属于蛋白质，因此灼烧时不具有烧焦羽毛的气味，B错误；C．SiC又称金刚砂，属于无机非金属材料，C错误；D．“嫦娥五号”使用的锂离子电池组工作时发生化学反应产生新的物质，同时伴随着能量变化，将化学能转变成电能，D正确；4．某工厂用六水合氯化镁和粗石灰制取的氢氧化镁含有少量氢氧化铁杂质，通过如下流程进行提纯精制，获得阻燃剂氢氧化镁。下列说法不正确的是A．步骤①中保险粉是作还原剂，步骤②中分离操作的名称是过滤B．步骤①中的反应式：3Fe(OH)3++2OH-=3Fe(OH)2+2+4H2OC．Mg(OH)2可以作阻燃剂是因为它分解需要吸收大量的热D．从步骤②中可知OH-和EDTA共存时，Fe2+更易和EDTA结合，生成可溶性化合物【答案】B【详解】A．Na2S2O4具有还原性，步骤①中保险粉是作还原剂，步骤②用于分离固体和液体，步骤②中分离操作的名称是过滤，故A正确；B．保险粉将氢氧化铁还原为氢氧化亚铁，步骤①中的反应式：6Fe(OH)3++2OH-=6Fe(OH)2+2+4H2O，故B错误；C．Mg(OH)2分解是吸热降低表面温度，Mg(OH)2可以作阻燃剂是因为它分解需要吸收大量的热，故C正确；D．Fe(OH)2悬浊液中存在如下平衡：Fe(OH)2(s)Fe2+(aq)+2OH-(aq)当不断滴入EDTA时，EDTA将结合Fe2+促使平衡向右移动而使Fe(OH)2不断溶解，故D正确；5．化学科学在“国之重器”的打造中发挥着重要作用。下列有关叙述正确的是A．“墨子号”卫星成功发射实现了光纤量子通信，生产光纤的原料为晶体硅B．实现海上首飞的“鲲龙”水陆两栖飞机的燃料—航空煤油是一种烃的纯净物C．长征五号火箭的箭体蒙皮材料2219—铝合金，可一定程度上减轻火箭的质量D．“奋斗者”号载人潜水器成功坐底，深度10909m，所用的硬质合金潜孔钻头属于复合材料【答案】C【详解】A．光纤的成分为二氧化硅，A错误；B．煤油来源于石油的分馏，是碳原子数11~16烃的混合物，B错误；C．铝合金密度小、质量轻，可一定程度上减轻火箭的质量，C正确；D．金属单质或合金均属于金属材料，故硬质合金属于金属材料，D错误；6．2021年5月15日，“天问一号”探测器成功软着陆于火星。这是中国火星探测史上的历史性事件。新型铝基碳化硅复合材料被大量应用于火星车的车身。下列关于该复合材料可能的性质描述不正确的是A．密度小 B．硬度大 C．熔点低 D．抗氧化【答案】C【详解】火星车材料要求轻量化、高强韧性、高稳定性、耐冲击，火星车行走于火星表面，温度几千度，所以选择火星车车身材料要具备密度小，硬度大，熔点高的性质，故选项C不符合要求，故答案为：C。7．为减轻环境污染，提高资源的利用率，可将钛厂、氯碱厂和甲醇厂联合进行生产。生产工艺流程如下：已知：“氯化”过程在高温下进行，且该过程中元素的化合价没有变化。下列叙述错误的是A．中为+4价B．“合成”过程中原子利用率为C．“氯化”时发生反应的化学方程式为D．上述流程中生成钛时可用代替【答案】D【详解】A．由题干信息知，Ti元素化合价没有变化，TiCl4中Ti为+4价，则中为+4价，故A正确；B．“合成”反应中CO与H2反应生成CH3OH，反应方程式为CO+2H2CH3OH，由此可见原子利用率为100%，故B正确；C．根据流程图知，“氯化”过程中，C转化为CO，FeTiO3转化为FeCl3和TiCl4，反应为2FeTiO3+6C+7Cl2=2FeCl3+2TiCl4+6CO，故C正确；D．Ar与Mg不反应，所以Ar可以用作保护气，Mg与反应生成氧化镁和碳，所以不能用代替Ar，故D错误；8．2020年12月17日凌晨，嫦娥五号返回器携带月壤着陆地球，标志着我国探月工程取得重大成果。月壤中含大量玄武岩(主要成分有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等)，下列有关玄武岩成分的说法正确的是A．SiO2属于酸性氧化物，与水反应生成硅酸 B．Fe2O3常用作颜料，CaO可作碱性干燥剂C．工业上，常用电解熔融MgO的方法制镁 D．上述氧化物只有1种能与NaOH溶液反应【答案】B【详解】A．SiO2属于酸性氧化物，但与水不能反应，故A错误；B．Fe2O3是一种红棕色粉末，常用作油漆、涂料的红色颜料，CaO与H2O反应可作碱性干燥剂，故B正确；C．工业上常用电解熔融MgCl2的方法制镁，故C错误；D．SiO2、Al2O3都能与NaOH溶液反应，故D错误；9．海水中蕴藏着丰富的化学资源，海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是A．操作a为结晶B．精制过程中，加入NaOH溶液可除去粗盐中的Mg2+C．反应①为氧化还原反应，反应②为复分解反应D．将Mg(OH)2加热分解，可以得到金属Mg【答案】D【详解】A．海水经过操作a获得母液和粗盐，说明并没有把水大量蒸发，故操作a应为蒸发浓缩，结晶之后过滤，A正确；B．粗盐中含有Mg2+杂质，可加入NaOH将Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀除去，B正确；C．饱和食盐水制取烧碱为氯碱工业，具体反应为：，有化合价发生改变，故为氧化还原反应；反应②为：Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2↓+CaCl2，此反应为复分解反应，C正确；D．Mg(OH)2受热分解生成MgO和H2O，得不到Mg，D错误；10．某地区已探明蕴藏着丰富的赤铁矿(主要成分为，还含有等杂质)、煤、石灰石和黏土。现拟在该地区建设大型炼铁厂，随着铁矿的开发和炼铁厂的建立，需要在该地区相应建立焦化厂、发电厂、水泥厂等，形成一定规模的工业体系。下列说法错误的是A．甲、乙、丙、丁相应工厂的名称依次为焦化厂、发电厂、炼铁厂、水泥厂B．以赤铁矿为原料，高炉炼铁过程中得到生铁的化学方程式为C．利用生石灰吸收燃煤产生的酸性气体，可以减少酸雨的形成D．炼铁厂的炉渣可作为水泥厂的原料【答案】A【详解】A．煤炭可用于发电、制取焦炭，甲是发电厂、乙是炼焦厂；炼焦厂的焦炭用于炼铁，丙是炼铁厂，炼铁厂的炉渣可作为水泥厂的原料，丁是水泥厂，故A错误；B．以赤铁矿为原料，高炉炼铁过程是用CO还原氧化铁得到生铁，化学方程式为，故B正确；C．生石灰和反应生成亚硫酸钙，生石灰吸收燃煤产生的酸性气体，可以减少酸雨的形成，故C正确；D．炼铁厂的炉渣(CaSiO3)可作为水泥厂的原料，故D正确；11．下列生活中的做法可以用氧化还原反应规律解释的是ABCD用铁粉作脱氧保鲜剂用白醋去除水垢用纯碱溶液清洗油污用明矾净水A．A B．B C．C D．D【答案】A【详解】A．用铁粉作脱氧保鲜剂，生成氧化铁，氧气被铁单质还原，故选A；B．用白醋去除水垢，醋酸和碳酸钙反应生成醋酸钙、二氧化碳、水，没有元素化合价变化，属于非氧化还原反应，故不选B；C．用纯碱溶液清洗油污，油脂在碱性溶液中发生水解反应生成高级脂肪酸钠和甘油，没有元素化合价变化，属于非氧化还原反应，故不选C；D．用明矾净水，铝离子水解为氢氧化铝胶体，吸附水中的悬浮杂质，没有元素化合价变化，属于非氧化还原反应，故不选D；12．近年来中国地质调查局在自然界中发现了新矿物——氟栾锂云母。该矿除含F和Li外，还含原子序数依次增大的W、X、Y、Z四种元素，已知它们的原子序数均不超过20，W、Y、Z的最外层电子数之和等于11，W的最低化合价为价，X在元素周期表中所处的族序数等于其周期序数。下列说法不正确的是A．X的金属性比Z的强B．原子半径：W＜YC．中含离子键和共价键D．X、Y的最高价氧化物对应的水化物均可与Z的最高价氧化物对应的水化物反应【答案】A【详解】由题给信息确定W、X、Y、Z依次为O、Al、Si、K。A．金属性：，选项A错误；B．原子半径：，选项B正确；C．的中含非极性共价键，选项C正确；D．、。均能与强碱KOH反应，选项D正确。13．氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛，硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：(1)H2O2中O的杂化方式为___________。(2)加入H2O2氧化时，发生反应的离子方程式为___________。(3)加入NH3·H2O时控制低温的目的为___________。(4)煅烧过程存在以下反应：2MgSO4+C2MgO+2SO2↑+CO2↑MgSO4+CMgO+SO2↑+CO↑MgSO4+3CMgO+S+3CO↑利用如图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。①根据等电子体原理写出与CO2互为等电子体的一种分子的电子式___________。②B中盛放的溶液可以是___________(填字母)。a．NaOH溶液b．Na2CO3溶液c．稀硝酸d．KMnO4溶液③A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应，产物中元素最高价态为+4，写出该反应的离子方程式：___________。【答案】（1）sp3（2）2Fe2++2H++H2O2═2Fe3++2H2O（3）防止温度过高，加速NH3·H2O分解（4）c3S+6OH-2S2-++3H2O【详解】(1)H2O2中每个氧原子周围形成了2个σ键，孤电子对数为，故氧原子周围的价电子数为4，故O的杂化方式为sp3，故答案为：sp3；(2)加入试剂H2O2将亚铁离子氧化成铁离子，反应的离子方程式为：2Fe2++2H++H2O2═2Fe3++2H2O，故答案为：2Fe2++2H++H2O2═2Fe3++2H2O；(3)由于NH3·H2O易分解，且温度越高分解速率越快，故加入NH3·H2O时控制低温的目的为防止温度过高，加速NH3·H2O分解，故答案为：防止温度过高，加速NH3·H2O分解；(4)煅烧得到的气体主要有SO2、CO2、CO、S，产生的气体进行分步吸收或收集，所以通过A使硫蒸气冷凝下来，再通过B装置高锰酸钾溶液吸收二氧化硫，通过C中的氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，最后剩余一氧化碳气体在D中收集；

①等电子体是指价电子总数相同，原子总数相同的微粒，根据等电子体原理写出与CO2互为等电子体的一种分子为N2O，其电子式为：，故答案为：；

②B中盛放的溶液可以KMnO4溶液吸收二氧化硫，故答案为：c；

③A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应，依据氧化还原反应原理，产物中元素最高价态为+4，最低价为-2价，反应的离子方程式为：3S+6OH-2S2-++3H2O，

故答案为：3S+6OH-2S2-++3H2O。14．高纯超细氧化铝是一种新型无机功能材料，以硫酸铵和硫酸铝为原料制备复盐硫酸铝铵[NH4Al(SO4)2·12H2O]，经硫酸铝铵热分解可制得高纯超细氧化铝，其流程如图：回答下列问题：（1）“纯化”的方法为_______。（2）实验室用如图装置利用热分解法制备高纯超细氧化铝粉并对其分解气成分进行探究：反应一段时间后，取三份NaOH吸收液于三支试管中分别进行如下实验，填写表格：实验步骤实验现象实验结论①加热，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口试纸变蓝分解气中含有______②加入盐酸酸化，再滴加氯化钡溶液产生白色沉淀分解气中含有______③__________分解气中不含有SO2写出硫酸铝铵晶体高温分解的化学方程式_______。（3）为了测定高纯超细氧化铝粉中Al2O3的质量分数，可用EDTA(简写为H4Y)标准溶液滴定。取mg氧化铝粉溶于盐酸，加入过量的V1mLclmol·L-1EDTA标准溶液，充分反应后，再用c2mol·L-1的Zn2+标准溶液滴定过量的EDTA至终点，消耗Zn2+标准溶液体积为V2mL。反应的离子方程式：Al3++Y4-=AlY-、Zn2++Y4-=。Al2O3的质量分数为_______。【答案】（1）重结晶（2）NH3SO3取部分吸收液，加入稀盐酸，将产生气体通入品红溶液中品红溶液红色不褪去2NH4Al(SO4)2•12H2O2NH3↑+4SO3↑+Al2O3+25H2O（3）%【解析】（1）纯化前为有杂质，纯化后为晶体，提纯固体粗产品物质常用方法为重结晶，故答案为：重结晶；（2）①红色石蕊试纸变蓝，说明气体呈碱性，故为NH3，故答案为：NH3；

②根据操作可知溶液中存在硫酸根离子，硫酸钡为不溶于稀盐酸的白色沉淀，硫酸根离子由分解气中的三氧化硫与水反应生成，故分解气中有SO3，故答案为：SO3；

③二氧化硫溶于氢氧化钠生成Na2SO3，利用Na2SO3再次产生二氧化硫对二氧化硫进行检测即可，具体操作方法为：取部分吸收液，加入稀盐酸，将产生气体通入品红溶液中，品红溶液红色不褪去，说明不含SO2，故答案为：取部分吸收液，加入稀盐酸，将产生气体通入品红溶液中；品红溶液红色不褪去；

有上述实验操作可知硫酸铝铵晶体为高温分解的化学方程式为：2NH4Al(SO4)2•12H2O2NH3↑+4SO3↑+Al2O3+25H2O，故答案为：2NH4Al(SO4)2•12H2O2NH3↑+4SO3↑+Al2O3+25H2O；（3）由方程式：Al3++Y4-═AlY-、Zn2++Y4-═可知铝离子和锌离子物质的量之和与EDTA相等，即n(Al3+)+n(Zn2+)=n(EDTA)；n(Al3+)=(c1V1×10-3-c2V2×10-3)mol，氧化铝的物质的量=(Al3+)，故氧化铝的质量分数=×100%=×100%=×100%=%，故答案为：%。15．锂在新能源等领域应用广泛。从粉煤灰(含Al2O3、Fe2O3、Li2O、SiO2等)中回收提取铝、锂元素的化合物的流程如图所示：已知：碳酸锂的溶解度(g·L-1)见表。温度/℃010203040506080100Li2CO31.541.431.331.251.171.081.010.850.72回答下列问题（1）“粉碎”的目的是___________，滤渣1的成分主要是___________。(填化学式)（2）“调pH”的目的是沉淀Fe3＋、Al3＋。当离子浓度≤1.0×10-5mol·L-1时表示该离子沉淀完全。常温下，为了使Fe3＋、Al3＋沉淀完全，调节pH的最小值约为___________。(已知：Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10-38，Ksp[Al(OH)3]=2.0×10-33，1g2≈0.3)（3）从滤渣2中分离出Al(OH)3，可用如图所示方法，试剂X是___________，“步骤2”中发生反应的离子反应方程式为___________、___________。（4）“沉锂”中的“一系列操作”依次为___________、___________、洗涤、干燥，母液中的主要成分为___________(填化学式)，检验其阴离子的方法为___________。【答案】（1）增大接触面积，加快反应速率SiO2（2）4.8（3）NaOH溶液＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋OH-＋CO2=（4）蒸发浓缩趁热过滤(NH4)2SO4取少许溶液于试管中，加入盐酸酸化的氯化钡溶液，若有白色沉淀生成，则可证明含有硫酸根【解析】（1）粉碎的目的是增大固体颗粒物与反应液的接触面积，加快反应速率；根据题中所给煤粉灰中主要成分，Al2O3、Fe2O3、Li2O均可溶于稀硫酸，只有SiO2不溶，所以滤渣1的主要成分为SiO2；答案为增大接触面积，加快反应速率；SiO2。（2）由于Ksp[Fe(OH)3]＜Ksp[Al(OH)3]，所以使Al3+沉淀一定能使Fe3+沉淀，可得当c(Al3+)=1.0×10-5mol·L-1时，c(OH-)=≈mol·L-1，则c(H+)≈mol·L-1，pH=4.8，所以为了使Fe3+、Al3+沉淀完全，调节pH的最小值约为4.8；答案为4.8。（3）滤渣2主要成分为Fe(OH)3和Al(OH)3，根据题中图示信息可判断试剂X是NaOH溶液，加入足量的NaOH后，Al(OH)3溶解，生成NaAlO2溶液，在NaAlO2溶液中通入足量的CO2，又生成Al(OH)3沉淀，其离子方程式为+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+和OH-＋CO2=；答案为NaOH溶液；+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+；OH-＋CO2=。（4）由题中碳酸锂的溶解度随温度变化规律，可知其在高温是溶解度低，所以沉锂之后分离出Li2CO3的方法为蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤，干燥；过滤之后母液的主要成分为(NH4)2SO4；所以检验其阴离子的方法为检验离子，即取少许溶液于试管中，加入盐酸酸化的氯化钡溶液，若有白色沉淀生成，则可证明含有硫酸根；答案为蒸发浓缩；趁热过滤；(NH4)2SO4；取少许溶液于试管中，加入盐酸酸化的氯化钡溶液，若有白色沉淀生成，则可证明含有硫酸根。16．钒有“工业维生素”之称。我国是世界上主要的钒相关产品出口国。一种以钒矿粉(含+3、+4、+5价钒，同时还含有SiO2、Fe3O4、铝硅酸盐等)为原料制备NH4VO3的工艺流程如图。该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金属离子Fe3+Fe2+Al3+Mn2+开始沉淀pH1.97.03.08.1完全沉淀pH3.29.04.710.1已知：Al(OH)3在pH>12时溶解。回答下列问题：（1）NH4VO3中V的化合价为_______价；“酸浸氧化”时，可以提高反应速率的方法有很多，请写出其中两点：_______、_______。（2）“酸浸氧化”中，VO+和VO2+被氧化成VO。VO2+转化为VO反应的离子方程式为_______。（3）“中和沉淀”中加