归纳与整理教学设计及教案分析

第二讲

镁、铝及其重要化合物

[课后达标训练] 一、选择题

1.下列关于铝及其化合物的说法不正确的是(

) A.Al既可用于食品包装，也可用作建筑材料

B.Al2O3既可用来冶炼金属Al，也可用作耐火材料

C.明矾[KAl(SO4)2·12H2O]既可用作净水剂，也可用作消毒剂

D.Al(OH)3既可用作治疗胃酸过多的药物，也可用来制备一些铝盐

解析：选C。A项，金属铝具有良好的延展性，因此铝可以制成铝箔用于食品包装，金属铝也可用作建筑材料，如铝合金门窗等，正确；B项，电解熔融的Al2O3可冶炼金属Al，由于Al2O3具有耐高温的性质，也可用作耐火材料，正确；C项，明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶于水后，Al能发生水解反应，生成的Al(OH)3胶体具有吸附作用，可用作净水剂，但Al(OH)3并不具有消毒作用，错误；D项，Al(OH)3与胃酸中的盐酸反应生成氯化铝和水，正确。

2.镁、铝性质相似，下表中对两者的对比不正确的是(

)

选项

A B C D 反应

与非金属

反应

与水反应

与碱反应

与某些氧

化物反应

铝

能被Cl2、O2氧化

能与沸水反应

能溶于强碱溶液

能与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应

镁

能与N2、O2反应

反应很困难

不反应

能在CO2中燃烧

3＋解析：选B。镁的金属性强于铝，铝与水反应很困难，镁能与沸水反应。

3.如图是铝在氧气中燃烧的实验，铝条点燃后，为维持继续燃烧，正确的操作是(

) A.铝条应始终置于集气瓶瓶口位置

B.迅速将铝条插入集气瓶接近瓶底位置

C.将铝条从瓶口位置慢慢伸向瓶底位置

D.铝条应不断上下移动

答案：C 4.多年前，世界卫生组织把铝确定为食品的污染源之一而加以控制使用。铝在下列应用中应加以控制的是(

) ①制铝合金

②制电线

③制炊具

④制银色漆颜料

⑤用明矾净水

⑥用明矾与苏打作食品膨松剂

⑦制易拉罐

⑧用氢氧化铝凝胶制胃舒平药品

⑨包装糖果和食品

1

A.③⑤⑧⑨

C.③④⑤⑨ B.②⑥⑧⑨

D.③⑤⑥⑦⑧⑨

解析：选D。解答本题时，要抓住题中的“把铝确定为食品的污染源之一”与“控制使用”。D项符合题意。

5.(2018·保定高三模拟)某同学通过系统实验探究铝及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是(

) A.向氯化铝溶液中滴加过量氨水，最终得到澄清溶液

B.等质量的铝粉分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应制得等质量的氢气

C.常温下铝与浓硝酸反应制得大量的NO2

D.AlCl3溶液加热蒸干得到无水氯化铝晶体

解析：选B。Al(OH)3不溶于氨水，A错误；常温下铝与浓HNO3发生“钝化”，C错误；蒸发AlCl3溶液促进AlCl3的水解得到Al(OH)3，D错误。

6.下列叙述正确的是(

) A.向氯化铝溶液中加入过量氨水反应的实质是Al＋3NH3·3H2O===Al(OH)3↓＋3NH4

B.存在于污水中的重金属离子，常用加入明矾等电解质的方法进行处理

C.镁铝合金既可完全溶于过量盐酸又可完全溶于过量NaOH溶液

高温D.依据铝热反应原理，能发生反应2Al＋3MgO=====3Mg＋Al2O3

解析：选A。B项中明矾只能使污水中的悬浮物沉降，不能除去重金属离子；C项中Mg不能溶于NaOH溶液；D项中Mg的金属性比Al强，故Al与MgO不能发生铝热反应。

7.下列曲线图(纵坐标为沉淀的物质的量，横坐标为加入物质的体积)与对应的选项相符合的是(

) 3＋＋

A.向1 L浓度均为0.1 mol·L的NaAlO2、Ba(OH)2混合溶液中加入0.1 mol·L的稀H2SO4

B.向1 L浓度分别为0.1 mol·L和0.3 mol·L的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1 mol·L的稀NaOH溶液

C.向烧碱溶液中滴加明矾溶液

D.向AlCl3溶液中滴加过量氨水

2 －1－1－1－1－1

解析：选A。A项，Ba(OH)2和NaAlO2中加入稀H2SO4，发生的反应依次为Ba＋2OH＋2H＋SO4===BaSO4↓＋2H2O、AlO2＋H＋H2O===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋3H===Al＋3H2O，所以加入1 L稀H2SO4时，Ba(OH)2反应完，再加0.5 L稀H2SO4时AlO2反应完，再加1.5 L稀H2SO4时，Al(OH)3全部溶解，正确；B项，向1 L浓度分别为0.1 mol·L和0.3 mol·L－13＋－1－1－＋2－－＋＋3＋2＋－的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1 mol·L的NaOH溶液，发生的反应依次是Al＋3OH－===Al(OH)3↓、OH＋NH4===NH3·H2O、Al(OH)3＋OH===AlO2＋2H2O，所以沉淀Al和溶解－＋－－3＋Al(OH)3所用NaOH溶液的体积之比为3∶1，而图像中是1∶1，错误；C项，向烧碱溶液中滴加明矾溶液，发生的反应依次是Al＋4OH===AlO2＋2H2O、Al＋3AlO2＋6H2O===4Al(OH)3↓，所以无现象阶段与产生沉淀阶段所加入的明矾溶液体积之比为3∶1，错误；D项，向AlCl3溶液中滴加过量氨水，沉淀不会溶解，错误。

8.(2018·潍坊高三模拟)将15.6 g Na2O2和5.4 g Al同时放入一定量的水中，充分反应后得到200 mL溶液，再向该溶液中缓慢通入标准状况下的HCl气体6.72 L，若反应过程中溶液的体积保持不变，则下列说法正确的是 (

) A.标准状况下，反应过程中得到6.72 L气体

B.最终得到的溶液中c(Na)＝c(Cl)＋c(OH) C.最终得到7.8 g沉淀

D.最终得到的溶液中c(Na)＝1.5 mol·L

解析：选C。n(Na2O2)＝0.2 mol，n(Al)＝0.2 mol，由2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑和2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知，生成n(O2)＝0.1 mol，n(H2)＝0.3 mol，n(NaAlO2)＝0.2 mol，反应剩余

n(NaOH)＝0.4 mol－0.2 mol＝0.2 mol，通入的HCl气体为0.3 mol，0.2 mol HCl与NaOH反应，0.1 mol HCl与NaAlO2反应生成0.1 mol Al(OH)3沉淀，反应后溶液中含0.1 mol NaAlO2。A项，反应过程中得到8.96 L气体；B项，最终得到的溶液中还有0.1 mol NaAlO2；D项，最终得到的溶液中c(Na)＝2 mol·L。

9.(2018·保定质检)工业上用某种氧化铝矿石(含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：

＋－1＋－1＋－－3＋－－3＋－

对上述流程中的判断正确的是(

) A.试剂X可以为氨水，沉淀中含有铁的化合物

B.CO2可以用H2SO4溶液或稀盐酸代替

C.反应Ⅱ中的离子方程式为CO2＋AlO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3

D.工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al，成本更低

解析：选C。A项，试剂X应为强碱溶液，使Al2O3溶解；B项，若用强酸代替CO2，强

3 －－

酸过量时，Al(OH)3会溶解，不能保证生成Al(OH)3沉淀；D项，因Al比Fe活泼，不能用Fe置换Al。

二、非选择题

10.(2016·高考海南卷)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：

试剂①NH4HCO3稀H2SO4易拉罐微热，过滤――――→滤液A―――→沉淀B――――→产物

K2SO4(1)为尽量少引入杂质，试剂①应选用

(填标号)。

a.HCl溶液 c.氨水 b.H2SO4溶液

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____________________________________________________ ________________________________________________________________________。

解析：(1)易拉罐的主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质，试剂①的作用是将Al溶解并除去Fe、Mg杂质，HCl溶液和H2SO4溶液可溶解Al及Fe、Mg杂质，会引入Fe、Mg，氨水不溶解Al；NaOH溶液可溶解Al，但不溶解Fe、Mg杂质，故d项符合。(2)选用NaOH溶液溶解易拉罐，主要发生反应2Al＋2OH＋2H2O===2AlO2＋3H2↑。(3)滤液A中铝元素以AlO2形式存在，与溶液中HCO3发生复分解反应：AlO2＋HCO3＋H2O===Al(OH)3↓＋CO3，故沉淀B为Al(OH)3；明矾溶于水时，KAl(SO4)2===K＋Al＋2SO4，Al＋3H2O＋＋3＋2－3＋－－－－2－－－2＋2＋Al(OH)3＋3H，使溶液呈弱酸性。

答案：(1)d (2)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

(3)Al(OH)3

Al水解，使溶液中H浓度增大

11.一位同学在复习时遇到这样一道习题：某无色溶液中可能含有H、OH、Na、NO3，＋－＋－3＋＋加入铝粉后，只产生H2，问该无色溶液中能大量存在哪几种离子。

(1)加入铝粉产生H2，说明铝具有

(填“氧化性”或“还原性”)。

(2)该同学分析：若H大量存在，则NO3就不能大量存在。

设计实验证实如下：

装置

现象

＋－

4

ⅰ.实验初始，未见明显现象

ⅱ.过一会儿，出现气泡，液面上方呈浅棕色

ⅲ.试管变热，溶液沸腾

①盐酸溶解Al2O3薄膜的离子方程式是________________________________________ ________________________________________________________________________。

②根据现象ⅱ，推测溶液中产生了NO，为进一步确认，进行如下实验：

实验

实验1 实验2 内容

将湿润的淀粉­KI试纸置于空气中

用湿润的淀粉­KI试纸检验浅棕色气体

现象

未变蓝

试纸变蓝

a.浅棕色气体是

。

b.实验1的目的是_____________________________________________________。

c.实验1、2说明反应生成了NO，将生成NO的离子方程式补充完整：

Al＋

NO3＋

===

Al＋

NO↑＋

(3)再假设：若OH大量存在，NO3也可能不能大量存在。

重新设计实验证实如下：

装置

现象

ⅰ.实验初始，未见明显现象

ⅱ.过一会儿，出现气泡，有刺激性气味

为确认“刺激性气味”气体，进行如下实验：用湿润的淀粉­KI试纸检验，未变蓝；用湿润红色石蕊试纸检验，试纸变蓝。

①有刺激性气味的气体是

。

②产生该气体的离子方程式是______________________________________________ ________________________________________________________________________。

(4)在NaOH溶液中加入铝粉，结果只检验出有H2生成，其化学方程式是_________ ________________________________________________________________________。

解析：(1)加入铝粉产生H2，Al失去电子，H得到电子，则Al为还原剂，具有还原性。

(2)①盐酸与氧化铝反应生成氯化铝和水，该离子反应为6H＋Al2O3===2Al＋3H2O。②液面上方呈浅棕色，一定不是氢气，为氮的氧化物，由将湿润的淀粉­KI试纸置于空气中未变蓝，说明KI在空气中不能被氧化，而用湿润的淀粉­KI试纸检验浅棕色气体试纸变蓝，则KI被氧化，即二氧化氮与水反应生成硝酸，再氧化碘离子生成碘单质。a.由上述分析可知，浅棕色气体是NO2；b.实验1的目的是做对比实验；c.Al与H、NO3发生氧化还原反应＋－＋3＋－－－3＋

5

生成Al(NO3)3、NO和水，离子方程式为Al＋NO3＋4H===Al＋NO↑＋2H2O。

(3)①用湿润的淀粉­KI试纸检验，未变蓝；用湿润红色石蕊试纸检验，试纸变蓝，则该气体为NH3。②由上述分析可知，碱性条件下Al与NO3发生氧化还原反应生成氨气，离子方程式为8Al＋3NO3＋5OH＋2H2O===3NH3↑＋8AlO2。

(4)NaOH溶液中加入铝粉，结果只检验出有H2生成，即反应生成偏铝酸钠和氢气，化学方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。

答案：(1)还原性

(2)①6H＋Al2O3===2Al＋3H2O ②a.NO2

b.做对比实验，排除氧气使湿润的淀粉­KI试纸变蓝的可能

c.1 4H

1 1 2H2O (3)①NH3

②8Al＋3NO3＋5OH＋2H2O===3NH3↑＋8AlO2

(4)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

12.铝镁合金已成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料。某研究性学习小组为测定某含镁3%～5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数，设计了下列两种不同实验方案进行探究，请根据他们的设计回答有关问题。

NaOH溶液[探究一]实验方案：铝镁合金---------→测定剩余固体质量。

问题讨论：

(1)实验中发生反应的离子方程式是__________________________________________ ________________________________________________________________________。

(2)若实验中称取5.4 g铝镁合金粉末样品，投入V mL 2.0 mol/L NaOH溶液中，充分反应。则NaOH溶液的体积V≥

mL。

(3)实验中，当铝镁合金充分反应后，在称量剩余固体质量前，还需进行的实验操作按顺序依次为________________________________________________________________。

[探究二]实验方案：称量x

g的铝镁合金粉末，放在如图所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧。

问题讨论：

－－－＋＋3＋－－－－－＋3＋

(4)欲计算Mg的质量分数，该实验中还需测定的数据是______________________。

(5)假设实验中测出该数据为y

g，则原铝镁合金粉末中镁的质量分数为

(用含

6

x、y的代数式表示)。

解析：(1)注意镁与NaOH溶液不反应。(2)5.4 g铝镁合金中铝的最大质量为5.4 g×97%，根据2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，可求出与铝反应的NaOH的物质的量的最大值为5.4 g×97%÷27 g/mol＝0.194 mol，体积为0.194 mol÷2.0 mol/L＝0.097 L，即97 mL。(5)设x

g铝镁合金中镁、铝的物质的量分别是a

mol、b

mol，则灼烧生成a

mol MgO、 mol 217x－9y17x－9yAl2O3，则24a＋27b＝x，40a＋51b＝y，解得a＝，镁的质量为 g，镁的质量b48分数为17x－9y2x。

答案：(1)2Al＋2OH－＋2H－2O===2AlO2＋3H2↑

(2)97 (3)过滤、洗涤、干燥

(4)灼烧后固体的质量

217x－9y2x

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