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课时检测(十八) 镁铝制取工艺
1．类推是化学学习和研究常用的重要思维方法，但所得结论要经过实践的检验才能确定其正确
与否。根据你所掌握的知识，判断下列类推结论正确的是( )
A．Mg燃烧不能用CO 灭火，故Na燃烧也不能用CO 灭火
2 2
B．Al在O 中燃烧生成Al O，故Fe在O 中燃烧生成FeO
2 2 3 2 2 3
C．CO 与Na O 反应生成Na CO 和O，故SO 与Na O 反应生成Na SO 和O
2 2 2 2 3 2 2 2 2 2 3 2
D．Al与NaOH溶液反应生成H，故Mg与NaOH溶液反应也生成H
2 2
2．镁、铝单质的化学性质以相似性为主，但也存在某些较大差异性，下列物质能证明二者存在较
大差异性的是( )
①CO ②盐酸 ③NaOH溶液 ④醋酸
2
A．①④ B．②③ C．①③ D．②③④
3．下列离子方程式书写不正确的是( )
A．向硝酸铝溶液中通入过量氨气：
4NH ＋Al3＋＋4HO===[Al(OH) ]－＋4NH
3 2 4
B．将铝片打磨后置于NaOH溶液中：
2Al＋2OH－＋6HO===2[Al(OH) ]－＋3H↑
2 4 2
C．向明矾溶液中加入过量的Ba(OH) 溶液：
2
Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===2BaSO ↓＋[Al(OH) ]－
4 4
D．向Na[Al(OH) ]溶液中通入足量CO ：
4 2
[Al(OH) ]－＋CO ===Al(OH) ↓＋HCO
4 2 3
4．(2024年1月·九省联考安徽卷)研究发现由铝原子构成的Al、Al和Al团簇阴离子都能与水自发
反应产生氢气。下列说法正确的是( )
A．Al、Al和Al互为同位素
B．Al与水反应时作还原剂
C．Al是由铝原子通过离子键结合而成
D．1 mol的Al含6.02×1023个电子
5．明矾[KAl(SO )·12HO]是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。采用废易拉罐制备明矾的过程如
4 2 2
图所示。下列叙述错误的是( )
A．合理处理废易拉罐有利于环境保护和资源再利用
B．从废易拉罐中可回收的金属元素有Al和Fe
C．“沉淀”中的金属离子为Fe3＋
D．上述流程中可用NaHSO 代替NaHCO
4 3
6．从铝土矿(主要成分为Al O)中提取铝的工艺流程如图。下列说法不正确的是( )
2 3
A．从Na[Al(OH) ]→Al(OH) →Al O 的转化过程中涉及的反应均为非氧化还原反应
4 3 2 3
B．Al O 与NaOH溶液反应的化学方程式：
2 3Al O＋2NaOH＋3HO===2Na[Al(OH) ]
2 3 2 4
C．Na[Al(OH) ]生成Al(OH) 的离子方程式：
4 3
[Al(OH) ]－＋CO ===Al(OH) ↓＋HCO
4 2 3
D．电解熔融Al O 阳极的电极反应式：
2 3
Al3＋＋3e－===Al
7．一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下：
下列说法错误的是( )
A．物质X常选用生石灰
B．工业上常用电解熔融MgCl 制备金属镁
2
C．“氯化”过程中发生的反应为MgO＋C＋Cl =====MgCl ＋CO
2 2
D．“煅烧”后的产物中加稀盐酸，将所得溶液加热蒸发也可得到无水MgCl
2
8．中国科学院金属研究所发现采用Na SnO 和NaOH混合促进剂，可明显提高铝与水反应制氢
2 3
系统的性能，制氢机理如图。Na SnO 溶液显碱性，N 代表阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是
2 3 A
( )
A．1 L 0.1 mol·L－1 Na SnO 溶液中阴离子数目大于0.1N
2 3 A
B．该过程中存在6Al＋3Na SnO ＋15HO===3Sn＋6Na[Al(OH) ]＋3H↑
2 3 2 4 2
C．标准状况下，反应过程中生成33.6 L H ，转移电子数目为9N
2 A
D．AlSn原电池的形成，能提高产氢速率，析氢反应主要发生在Sn上
9.已知：Mg能在NO 中燃烧，可能产物为MgN、MgO和N；MgN 容易与水反应。
2 3 2 2 3 2
(1)某实验小组探究Mg与NO 反应的固体产物成分，对固体产物提出三种假设。
2
假设Ⅰ：固体产物为MgO；
假设Ⅱ：____________________________________________________________；
假设Ⅲ：____________________________________________________________。
(2)该小组通过如下实验装置来验证Mg在NO 中燃烧的产物(夹持装置省略，部分仪器可重复使
2
用)。
①实验装置连接的顺序为_____________________________________________(填字母)。②B装置中盛装的试剂可以是______(填字母)。
a．浓硫酸 b．碱石灰
c．无水CaCl d．五氧化二磷
2
③确定产物中有N 生成的实验现象为_____________________________________
2
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)设计实验证明产物中存在MgN：______________________________________
3 2
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)已知C装置中初始加入Mg粉的质量为13.2 g，在足量的NO 中充分燃烧，实验结束后，硬质
2
玻璃管冷却至室温、称量，测得硬质玻璃管中剩余固体的质量为21.0 g，产生N 的体积为1 120 mL(标
2
准 状 况 ) 。 写 出 硬 质 玻 璃 管 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 ：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
10．利用废铝箔(主要成分为Al，含少量的Fe)既可制取AlCl 又可制取净水剂硫酸铝晶体。实验室
3
用如图所示装置制备AlCl 溶液，并用AlCl 溶液溶解一定量的碳酸钙形成溶液，再用氨水沉淀，然后
3 3
煅烧沉淀制备新型的超导材料和发光材料七铝十二钙(12CaO·7Al O)。已知AlCl 易水解，易升华。
2 3 3
(1)实验室用氯酸钾和浓盐酸制备氯气，其离子方程式为_____________________。
(2)为了防止蒸气凝华堵塞导管，实验中可采取的措施是______________________
(写出一点)。
(3) 装 置 B 中 的 溶 液 溶 解 碳 酸 钙 时 ， 要 控 制 碳 酸 钙 和 AlCl 的 量 ， 其 原 因 是
3
________________________________________________________________________。
(4)某课外小组的同学拟用废铝箔制取硫酸铝晶体，已知铝的物种类别与溶液pH的关系如图所示，
实验中可选用的试剂：处理过的铝箔、NaOH溶液、硫酸溶液。
①称取一定质量的处理过的铝箔于烧杯中，逐滴加入NaOH溶液，加热至不再产生气泡为止；②
过滤；③____(填字母，下同)；④____；⑤____；⑥____；⑦____；⑧过滤、洗涤、干燥。
a．冷却结晶 b．过滤、洗涤 c．滤液用硫酸在不断搅拌下调到pH＝4～10左右 d．沉淀中不断加入硫酸，至恰好溶解 e．蒸发浓缩
(5)为了分析废铝箔中铁元素的含量，某同学称取5.000 g 废铝箔，先将其预处理使铁元素还原为
Fe2＋，并在容量瓶中配制成100 mL溶液；然后移取25.00 mL试样溶液，用1.000×10－2mol·L－1
KMnO 标准溶液滴定，消耗20.00 mL标准溶液。判断滴定终点的依据是
4
_______________________________________________________________________________________
废铝箔中铁元素的质量分数为________。
课时检测(十八)
1．A 由于钠比镁活泼，镁能与CO 反应，则钠也能与CO 反应，Mg燃烧不能用CO 灭火，故Na
2 2 2
燃烧也不能用CO 灭火，A项正确；Fe在O 中燃烧生成FeO ，B项错误；SO 与Na O 反应生成
2 2 3 4 2 2 2
Na SO ，C项错误；Al具有两性，能和NaOH溶液反应生成Na[Al(OH) ]和H，而Mg不具有两性，不
2 4 4 2
能和NaOH溶液反应，D项错误。
2．C 镁能与CO 反应而铝不能；铝能与NaOH溶液反应而镁不能。
2
3． A 硝酸铝与过量氨气、水反应生成氢氧化铝沉淀和硝酸铵，故A错误；向Na[Al(OH) ]溶液中
4
通入足量CO 生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，故D正确。
2
4. B 同位素是指同一元素不同核素的关系，该三者团簇阴离子是多原子聚集体，A错误；Al与
水反应产生氢气，则Al作还原剂，B正确；团簇是原子、分子或离子通过物理或化学结合力组成的，不
是简单的由铝原子通过离子键结合而成，C错误；1 mol的Al所含电子数是(13×18＋1)×6.02×1023，D
错误。
5．D 废易拉罐作为可再生资源，其回收再利用对提高经济效益、社会效益、保护环境有着巨大
的促进作用，A正确；由题意可知，废易拉罐中主要含有Al和Fe，因此可从废易拉罐中回收的金属元
素有Al和Fe，B正确；“沉淀”的主要成分是Fe(OH) ，C正确；铝离子与碳酸氢根离子发生相互促进
3
的水解反应，生成氢氧化铝沉淀，硫酸氢根离子是强酸的酸式酸根，不能与铝离子反应，D错误。
6．D 向Na[Al(OH) ]溶液中通入CO 气体，发生反应生成Al(OH) ，Al(OH) 不稳定，受热分解生
4 2 3 3
成Al O，在该转化过程中无元素化合价的变化，因此涉及的反应均为非氧化还原反应，A正确；Al O
2 3 2 3
是两性氧化物，与NaOH溶液反应生成Na[Al(OH) ]和水，B正确；酸性：HCO ＞Al(OH) ，向
4 2 3 3
Na[Al(OH) ]溶液中通入过量CO 气体，发生反应的离子方程式为[Al(OH) ]－＋CO ===Al(OH) ↓＋
4 2 4 2 3
HCO，C正确；电解熔融Al O 时，阳极上O2－失去电子变为O，电极反应式为2O2－－4e－===O ↑，D
2 3 2 2
错误。
7．D 物质 X 的作用是使 Mg2＋转化为 Mg(OH) ，工业上常选用 CaO，发生反应 CaO＋
2
HO===Ca(OH) ，Ca(OH) ＋Mg2＋===Mg(OH) ＋Ca2＋，A正确；Mg是较活泼金属，工业上常用电解
2 2 2 2
熔融MgCl 制备金属镁，B正确；由题图可知，“氯化”过程的反应物为MgO、氯气、C，生成物之一为
2
MgCl ，另一产物为CO而不是CO ，因C在高温下能将CO 还原为CO，化学方程式为MgO＋C＋
2 2 2
Cl =====MgCl ＋CO，C正确；“煅烧”后得到MgO，MgO和盐酸反应得到MgCl 溶液，由于MgCl
2 2 2 2
在溶液中水解为氢氧化镁和HCl，将所得溶液加热蒸发，HCl会逸出，MgCl 水解平衡正向移动，得到
2
氢氧化镁，得不到无水MgCl ，D错误。
2
8．C 图示中Al可以与Na SnO 和NaOH反应，Al与Na SnO 发生反应的化学方程式为6Al＋
2 3 2 3
3Na SnO ＋15HO===3Sn＋6Na[Al(OH) ]＋3H↑(1)，与 NaOH 发生反应的化学方程式为 2Al＋
2 3 2 4 2
2NaOH＋6HO===2Na[Al(OH) ]＋3H↑(2)，随着反应的进行，生成的Sn和氢气的量也逐渐增多。
2 4 2Na SnO 溶液显碱性，SnO会发生水解生成HSnO和OH－，阴离子个数增多，1 L 0.1 mol·L－1 Na SnO
2 3 2 3
溶液中阴离子数目大于0.1N ，A正确；根据前面的分析，发生反应(1)(2)，B正确；在整个过程中，当
A
33.6 L氢气全部是反应(1)生成时，转移的电子数为9N ，当33.6 L氢气全部是反应(2)生成时，转移的
A
电子数为3N ，故转移电子数目介于3N 与9N 之间，C错误；形成AlSn 原电池可以加快反应速率，Al
A A A
活泼作负极，故Sn作正极，析氢反应主要发生在Sn上，D正确。
9．解析：(1)根据已知Mg在NO 中燃烧产物的可能性分析判断，假设Ⅰ：固体产物为MgO；假设
2
Ⅱ：固体产物为MgN；假设Ⅲ：固体产物为MgO和MgN 的混合物。(2)①A装置中铜与浓硝酸反应
3 2 3 2
产生二氧化氮，用B装置中的干燥剂干燥后，通入C装置硬质玻璃管中与镁粉反应，用E装置中的
NaOH溶液除去多余的二氧化氮，最后用D装置收集氮气(排水法)，为确保C装置中无水蒸气，应在C
装置和E装置之间连接干燥装置，故装置的连接顺序为ABCBED。②二氧化氮不能用碱性干燥剂干燥，
U形管中盛装的是固体干燥剂，故B装置中盛装的试剂可以是无水氯化钙或五氧化二磷，选c、d。③从
C装置中导出的气体通过NaOH溶液吸收后，仍有气体将D装置广口瓶中的水压入烧杯中，则确定产
物中有N 生成。(3)Mg N 能与水反应生成具有刺激性气味的碱性气体，所以取少量反应后的固体产物，
2 3 2
加入水中产生有刺激性气味的气体，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则证明产物中存在
MgN。(4)13.2 g 镁的物质的量为 0.55 mol，设生成MgN 的物质的量为x mol，生成MgO的物质的
3 2 3 2
量为y mol，根据镁原子守恒得①3x＋y＝0.55 mol，根据反应完后剩余固体的质量得②100x＋40y＝
21.0 g，联立①②解得x＝0.05，y＝0.4；氮气的物质的量为1.12 L÷22.4 L·mol－1＝0.05 mol；综上分析，
反应物为Mg和NO ，生成物为MgN、MgO和N，且物质的量之比为1∶8∶1，所以发生反应的化学
2 3 2 2
方程式为11Mg＋4NO =====MgN＋8MgO＋N。
2 3 2 2
答案：(1)固体产物为MgN 固体产物为MgO和MgN 的混合物 (2)①ABCBED ②cd
3 2 3 2
③D装置中广口瓶中的水被气体压入烧杯中 (3)取少量C装置中反应后的固体产物，加入水中产
生有刺激性气味的气体，该气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝
(4)11Mg＋4NO =====MgN＋8MgO＋N
2 3 2 2
10．解析：(2)由题意可知，氯化铝蒸气凝华易堵塞导管，则加粗导管、缩短导管长度、加热导管可
以防止蒸气凝华堵塞导管。(3)装置B中的氯化铝溶液溶解碳酸钙时，要控制碳酸钙和AlCl 的量，否则
3
钙离子会与氨水反应生成微溶的、不易分解的氢氧化钙，影响七铝十二钙的产率。(4)由题意可知，制备
硫酸铝晶体的操作为称取一定质量的处理过的铝箔于烧杯中，逐滴加入NaOH溶液，加热至不再产生
气泡为止，过滤，向滤液中加入硫酸，调节pH在4～10时生成氢氧化铝沉淀，再过滤、洗涤，向沉淀中
加入硫酸，至恰好溶解，蒸发浓缩、冷却结晶，再进行过滤、洗涤、干燥得到硫酸铝晶体。(5)由题意可知，
亚铁离子与酸性高锰酸钾溶液完全反应时，再滴入标准溶液，溶液会变为浅紫色，则判断滴定终点的
依据是滴入最后半滴高锰酸钾溶液时，溶液出现浅紫色且半分钟内不褪色；由得失电子守恒可得5Fe2
＋～MnO，由滴定消耗20.00 mL 1.000×10－2 mol·L－1 KMnO 标准溶液可知，废铝箔中铁元素的质量分
4
数为
×100%＝4.480%。
答案：(1)ClO＋5Cl－＋6H＋===3Cl↑＋3HO
2 2
(2)加粗导管、缩短导管长度、加热导管(写出一点即可)
(3)生成微溶于水的氢氧化钙使产率降低 (4)c b d e a
(5)滴入最后半滴高锰酸钾溶液时，溶液出现浅紫色且半分钟内不褪色 4.480%
