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第03 讲 铝及其重要化合物
目录
01 课标达标练
题型01 铝的性质及应用
题型02 铝的重要化合物的性质及应用
题型03 铝及其化合物的转化关系及图像
题型04 铝及其化合物的制备工艺流程
题型05 镁及其重要化合物的性质及应用
题型06 镁及其化合物的制备工艺流程
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 铝的性质及应用
1.(2025·四川巴中市·一诊)创造幸福生活离不开化学。下列叙述错误的是
A. 含氟牙膏的氟离子与羟基磷灰石发生反应生成氟磷灰石
,能预防龋齿
B. 将白糖熬成焦糖汁给食物上色,利用了蔗糖在高温下碳化的原理
C. 铝粉与烧碱的混合物可作疏通剂疏通堵塞的厨卫管道
D. 研发新能源汽车,降低汽油柴油的消耗
2.(2025·上海黄浦·月考)将
表面氧化了的Fe、Al 合金投入250mL1mol/L 的硫酸中完全溶解,随后
在反应后的溶液中加入1mol/LNaOH 溶液,要使溶液中的金属元素完全沉淀下来,需要加入NaOH 溶液
A.250mL
B.450mL
C.500mL
D.不能确定
3.(2025·北京东城·一模)实验:向两支试管中分别加入NaOH 溶液和稀盐酸,再加入铝片(过量),开始
均未观察到明显现象,一段时间后均产生气泡。反应结束后,将两支试管中的溶液混合,有白色沉淀产
生。下列分析不正确的是
A.两支试管中反应生成的气体均为氢气
B.开始没有明显现象,说明铝与
或盐酸反应的速率小
C.两支试管中生成等量气体时,反应消耗的铝的物质的量相等
D.生成白色沉淀的反应有Al3++3[Al(OH)4]-=4Al(OH)3↓
02 铝的重要化合物的性质及应用
4.(2025·四川仁寿一中·预测卷) 下列实验方案能达到实验目的的是
选
项
实验方案
实验目的
A
常温下,用pH 计测定浓度均为0.1mol/L CH3COONa、
NaClO 溶液的pH,并比较大小
比较CH3COOH、HClO 的Ka 的大
小
B
向1mL 0.2mol/L Na[Al(OH)4]溶液中加入3mL 0.2mol/L
KOH 溶液,充分反应后,过滤、洗涤、干燥
制备Al(OH)3
C
向PbS 黑色悬浊液中加入H2O2,观察沉淀颜色变化
比较Ksp(PbS)、Ksp(
)的大
小
D
将电石与水反应生成的气体直接通入溴水中,观察溴水
是否褪色
验证乙炔的还原性
A. A
B. B
C. C
D. D
5.(2024·江苏南京·二模)下列由废易拉罐制取
的实验原理与装置不能达到实验目的的是
A.用装置甲溶解废易拉罐细屑
B.用装置乙过滤得到Na[Al(OH)4]溶液
C.用装置丙制取Al(OH)3沉淀
D.用装置丁灼烧Al(OH)3制取Al2O3
6. (2025·四川广安市·二诊)下列实验方案能达到实验目的的是
选项
实验方案
实验目的
A
常温下,用pH 计测定浓度均为0.1mol/L CH3COONa、
NaClO 溶液的pH,并比较大小
比较CH3COOH、HClO 的
Ka 的大小
B
向1mL 0.2mol/L Na[Al(OH)4]溶液中加入3mL 0.2mol/L
KOH 溶液,充分反应后,过滤、洗涤、干燥
制备Al(OH)3
C
向PbS 黑色悬浊液中加入H2O2,观察沉淀颜色变化
比较Ksp(PbS)、Ksp(
)的大小
D
将电石与水反应生成的气体直接通入溴水中,观察溴水是
否褪色
验证乙炔的还原性
A. A
B. B
C. C
D. D
7.(2025·四川·三模)氢化铝锂(LiAlH4)是有机合成的重要还原剂,实验中利用氢化锂与无水三氯化铝按
一定比例在乙醚中混合,搅拌,充分反应后,经一系列操作得到LiAlH4晶体。
(一)制备无水AlCl3
已知AlCl3的沸点为178℃,在潮湿的空气中易水解。某实验小组利用纯净的Cl2与铝粉反应制备无水
(夹持装置略去)。
(1)圆底烧瓶中发生反应的离子方程式为 。
(2)装置的连接顺序(从左至右)为A→ 。
(3)装置D 的作用是 。
(二)制备LiAlH4
已知:
LiH
①
、AlCl3均溶于乙醚,产品LiAlH4难溶于苯,可溶于乙醚、四氢呋喃;
LiH
②
、LiAlH4在潮湿的空气中均会发生剧烈水解,释放大量
;
③乙醚,沸点34.5℃,易燃,易溶于苯等有机溶剂,一般不与金属单质反应。
(4)制取LiAlH4的实验原理 (用化学方程式表示)。
(5)下列说法中正确的是___________。
A.市售乙醚中含少量水,可以利用金属钠或五氧化二磷除去
B.滤渣A 的主要成分是LiCl
C.为提高合成LiAlH4的速率,可将反应温度提高至40℃
D.操作B 可以在分液漏斗中进行,乙醚经回收提纯后可循环使用
(三)产品的纯度测定(不含LiH)
(6)实际生产中LiAlH4的纯度是关键指标,常温常压下,称取a gLiAlH4样品,按图所示装置测定纯度,
反应前量气管读数为x1 mL,倾斜Y 形管,将足量蒸馏水(掺有四氢呋喃可减缓反应)注入样品中,反应完
毕冷却后,量气管读数为x2 mL。该装置中的量气管由 (填“酸式”或“碱式”)滴定管改装,
该样品纯度为 (用含a、x1 、x2的代数式表示)。(注:常温常压下气体摩尔体积约为24.5L/mol)
03 铝及其化合物的转化关系及图像
8.(2026 高三·全国·专题练习)将足量的CO2不断通入KOH、Ba(OH)2、K[Al(OH)4]的混合液中,下图能
表示生成沉淀的物质的量与通入CO2的体积之间的关系的是
A.
B.
C.
D.
9.(2025·河北·联考)向含KAl(SO4)2和Al(NO3)3的混合溶液中逐滴加入1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液至过量,
加入Ba(OH)2溶液的体积和所得沉淀的物质的量的关系如图,下列说法错误的是
A.图中A 点沉淀为BaSO4和Al(OH)3混合物
B.向C 点溶液中通入CO2气体,立即产生白色沉淀
C.原混合液中c[ KAl(SO4)2]:c[Al(NO3)3]=l:3
D.AB 段反应的离子方程式为Al(OH)3+OH- =
+ 2H2O
10.(2025·河南·模拟)用0.11mol·L-1的NaOH 溶液滴定0.0125 mol·L-1的Al2(SO4)3溶液,滴定过程中的
pH 变化如下图所示。已知M 点开始出现轻微沉淀,用激光笔照射时有明显的丁达尔现象;N 点不再产生
明显的沉淀;O 点沉淀开始溶解。已知浓氨水的pH 最大可达到11.7 左右。下列相关说法错误的是
A.滴定前溶液呈酸性的主要原因是Al3++3H2O
Al(OH)3+3H+
B.M 点之前发生反应的离子方程式为H++OH-=H2O
C.OP 段发生反应的离子方程式为Al3++4OH-=[Al(OH)4]-
D.根据该实验数据可知Al(OH)3在浓氨水中可部分溶解
11.(2025 高三·全国·专题练习)向含有HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl 的混合溶液中(假设各
),逐滴加
入NaOH 溶液,沉淀的物质的量随NaOH 溶液体积变化的图像如下(假设
结合
能力相同)。
分析图像的变化情况,回答下列问题:
(1)H+、Al3+、NH、Al(OH)3四种微粒与
反应的先后顺序依次为 。
(2)依次写出各阶段的离子方程式:
OA
①
:
。②AB:
。
BC
③
:
。④CD:
。
04 铝及其化合物的制备工艺流程
12.(2025 河北•联考)铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下:
下列说法错误的是
A.不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料 B.采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率
C.合成槽中产物主要有Na3AlF6和CO2 D.滤液可回收进入吸收塔循环利用
13.(2025 广西•模拟)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如
下:
下列叙述正确的是
A.试剂X 可以是氢氧化钠溶液,也可以是盐酸
B.反应①过滤后所得沉淀为氢氧化铁
C.反应②的化学方程式为Na[Al(OH)4]+CO2=Al(OH)3↓+NaHCO3
D.“冶炼”步骤,工业上采用热还原法制备Al
14.(2024·四川南充·三模)以铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3和SiO2)为原料制备冶金级氧化铝流程如图
所示。
(1)加入硫酸焙烧的目的是 ,铝土矿中部分铁元素以针铁矿(FeOOH)形式存在,写出针铁矿
在焙烧过程发生的化学反应方程式 。
(2)“滤渣”的主要成分是 。
(3)实验发现,焙烧温度为325℃时,铝和铁的提取率最高。焙烧温度进一步升高,提取率下降,原因是
。(提取率:某组分浸出后在溶液中的质量与样品中的质量百分比)
(4)将“滤液”进行蒸发浓缩,冷却结晶,析出水合硫酸铝[
],实验测得,蒸发浓缩液密
度与析出晶体中的含水量的关系如图所示。
①由图可知,蒸发浓缩至较高密度,有利于获得结晶水较 (选填“多”或“少”)的水合硫酸铝
晶体。
②当蒸发浓缩液密度为
,测得析出晶体中的含水量为34.26%,折合成水合硫酸铝的结晶水系数
(结果取整数)。
(5)还原焙烧过程加入碳,除氧化铝外,还生成SO2、CO2两种气体,该化学反应方程式为
。
(6)还原焙烧得到的粗氧化铝采用低温碱浸,过滤,对滤液进行系列操作得到氢氧化铝固体,在1200℃
下进行煅烧分解得冶金级氧化铝。低温碱浸目的是 。
05 镁及其重要化合物的性质及应用
15.(2025 高三上·江苏苏州·阶段练习)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是
A.MgO 熔点很高,可用作耐高温材料
B.Al(OH)3受热易分解,可用于制胃酸中和剂
C.FeCl3溶液显酸性,可用于蚀刻印刷铜制电路板
D.NaClO 溶液能与CO2反应,可用作漂白剂
16.Mg3N2常用于制备其它超硬、耐高温的氮化物,实验室通过CuO 氧化NH3制得N2,然后与镁反应得到
Mg3N2.已知Mg+2NH3====Mg(NH2)2+H2,Mg3N2是一种浅黄色粉末,易水解。下列说法错误的是
A.装置A 中分液漏斗中的溶液为浓氨水
B.实验开始时应先点燃C 处酒精灯,再点燃E 处酒精灯
C.装置D 的作用只是干燥N2
D.取反应后装置E 所得固体少许,滴入蒸馏水,可检验是否有Mg3N2
17.(2024·重庆第八中学月考)室温下,用质量和表面积相同的镁条各一片(已用砂纸打磨),分别探究不
同条件下与水反应的实验(装置图如下),实验2 的镁条放在尖嘴导管内并浸于蒸馏水中,实验3 产生的浑
浊物主要为碱式碳酸镁[mMg(OH)2·nMgCO3]。下列说法不正确的是
实验1
实验2
实验3
镁条表面有微小气泡,且溶
液较长时间无明显变化
镁条表面有较多气泡且产生气泡
速率逐渐加快,溶液中无明显现
象
镁条表面有大量气泡,
溶液逐渐变浑浊
A.实验1 现象不明显,可能与Mg 表面生成了难溶的Mg(OH)2有关
B.实验2 比实验1 现象更明显,可能是由于玻璃导管空间狭小热量不易散失
C.实验3 中HCO 破坏了Mg(OH)2在镁条表面的沉积,增大了镁与水的接触面积
D.由实验1 和实验3 可得出“碱性增强有利于加快镁与水反应的速率”的结论
06 镁及其化合物的制备
18.镁及其合金是用途很广的金属材料。大量的镁是从海水中提取的,主要步骤如下:
下列说法不正确的是
A.为了使Mg2+转化为Mg(OH)2,试剂①可选用石灰乳
B.上述步骤中涉及的反应类型:分解反应、复分解反应
C.试剂②可以选用盐酸
D.也可以通过电解MgCl2溶液的方法制备Mg
19.(2025 高三上·湖南·开学考试)氟化镁可用于制造陶瓷、玻璃,还可用作铝金属的助熔剂、光学仪器
中镜头及滤光器的涂层等。用纯净的Mg 制备MgF2的流程如图所示:
已知:25℃时,部分物质的溶度积如下:
物质
MgF2
MgCO3
溶度积(Ksp)
6.4×10-9
2.4×10-5
下列说法错误的是
A.反应器1 中需通入过量的CO2
B.反应器2 中需适当升高温度
C.沉淀池的上层清液中
D.从沉淀池中获取纯净MgF2的操作是过滤、洗涤、干燥
20.(2025 广西南宁•联考)某溶液中可能含有H+、Al3+、NH、Mg2+、SO、CO 中的几种。取少量该溶液
加入铁粉,产生无色无味的气体;取少量该溶液(设为X 溶液)加入NaOH 溶液,产生白色沉淀,且产生的
沉淀量与加入NaOH 的物质的量之间的关系如图所示(已知:
)。下列说法错误的是
A.原溶液中一定不存在CO
B.原溶液中的金属阳离子有Al3+、Mg2+
C.X 溶液中n(Mg2+)=0.05mol
D.原溶液中n(H+):n(Al3+):n(NH)=1:1:1
1.Mg17Al12是一种新型储氢合金,该合金在一定条件下完全吸氢的化学方程式为Mg17Al12+17H2=17MgH2
+12Al,得到的混合物
在4.0mol L
⋅
-1HCl 溶液中能完全释放出氢气。下列说法正确的是
A.该合金的熔点介于金属镁和金属铝的熔点之间
B.MgH2中,两种元素的化合价均为零价
C.在氮气保护下,将一定比例的Mg、Al 单质熔炼可获得该合金
D.一定条件下,17molMgH2和12molAl 与盐酸完全反应,释放氢气的总量为52mol
2.Mg3N2常用于制备其他超硬、耐高温的氮化物,实验室通过CuO 氧化NH3制得N2,然后与镁反应得到
Mg3N2。已知Mg+2NH3====Mg(NH2)2+H2,Mg3N2是一种浅黄色粉末,易水解。下列说法错误的是
A.装置a 中分液漏斗中的溶液为浓氨水
B.实验开始时应先点燃c 处酒精灯,再点燃e 处酒精灯
C.装置d 的作用只是干燥N2
D.取反应后装置e 所得固体少许,滴入蒸馏水,可检验是否有Mg3N2
3.(2025•山东•模拟)实验室为测定镁铝合金中镁、铝含量,设计如下流程:
下列说法错误的是
A.所加盐酸体积不少于100mL
B.沉淀1 的质量为
g
C.沉淀1 加足量NaOH 溶液反应的离子方程式为Al(OH)3+OH—=[Al(OH)4]—
D.镁铝合金中镁、铝质量之比为
4.镓(Ga)与铝同主族,曾被称为“类铝”,其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业制备镓的流程如图
所示。下列推断不合理的是
A.向GaCl3溶液中逐滴加入足量稀氨水,先生成沉淀,后沉淀溶解
B.向NaAlO2和NaGaO2溶液中通入适量二氧化碳后得到氢氧化铝沉淀,可知酸性:Al(OH)3<Ga(OH)3
C.金属镓可以与
溶液反应生成NaGaO2和H2
D.步骤二中不能通入过量的CO2的理由是CO2+GaO2
-+2H2O===Ga(OH)3↓+HCO3
-
5.(2025•四川成都•二模)热化学吸附储能技术是一种最新的热能存储技术,介质材料
能量密度适宜,成本低廉。从苦土中(主要含有MgO,还含有少量硅、铁、铝、锰、钙的氧化物)中提取
的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“酸浸”时,为保证浸取充分,应维持体系
,同时可以______(填一项合理措施)。
(2)已知:在
下,
,
。“调pH”时应完全沉淀
Fe3+和Al3+,使其浓度小于
,应调节
______(保留两位小数)。用MgO 而不用
CaO 调节pH 的优点是______(写一条)。
(3)“氧化”主要包含:①除铁:将Fe2+转化为______(写化学式)而除去;②除锰(Mn2+):______(写
离子方程式)。该步骤中应严格控制NaClO 的用量,否则Mn 元素可能会因______而无法完全除去。
(4)
和
的溶解度(
水)随温度变化数据如下:
0.223
0.244
0.255
0.264
0.265
0.244
0.234
22
28.2
33.7
38.9
44.5
54.6
55.8
滤液中含CaSO4·2H2O 和MgSO4质量比为1:120,则“除钙”的具体操作是______。
6.(2025 高三上·宁夏石嘴山·阶段练习)
I.金属镁性质活泼,能与许多物质反应,某校课外活动小组根据镁能在二氧化碳中燃烧,推测Mg 也能在
NO2中燃烧,可能产物为MgO、N2和Mg3N2.通过如图所示实验装置来验证反应产物(夹持装置省略,部分
仪器可重复使用)。已知:NO2气体能被NaOH 溶液吸收,Mg3N2极易与水反应。
(1)实验中,装置依次连接的顺序为A (填字母);装置B 的作用是 。
(2)用来检验N2的实验装置为 (填字母)。
(3)设计实验证明产物中存在Mg3N2: 。
Ⅱ.二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体,沸点为11℃,不稳定,在混合气体中的体积分数大于10%就可能
发生爆炸,在工业上常用作水处理剂、漂白剂。ClO2易溶于水但不与水反应,其水溶液在温度过高时有可
能爆炸。某小组按照如图实验装置制备ClO2并验证其某些性质。回答下列问题:
(4)实验时A 装置需要控制温度为60~80℃,则A 装置加热的方式是 。
(5)通入氮气的主要作用有两个,一是可以起到搅拌作用,二是 。
(6)B 装置的作用是 。C 装置用来吸收ClO2,则C 中液体宜选用 (填序号)。
①热水
②冰水
③饱和食盐水
(7)D 装置中ClO2与NaOH 溶液反应可生成等物质的量的两种钠盐,其中一种为NaClO2,D 装置中生成
这两种钠盐的化学方程式为 ;饱和NaClO2溶液在温度低于38℃时析出晶体NaClO2·3H2O,在
温度高于38℃时析出晶体NaClO2.请补充从NaClO2溶液中制得NaClO2晶体的操作步骤:a.
;b. ;c.洗涤;d.干燥。
(8)设计一个简易实验证明二氧化氯具有永久的漂白性: 。
1.(2025·浙江1 月卷,3,3 分)化学与生产生活密切相关,下列说法不正确的是
A.ClO2具有强氧化性,可用于杀菌消毒
B.聚丙烯是高分子材料,可用作吸水剂
C.Na2CO3溶液呈碱性,可用于除油污
D.硬铝密度小、强度高,抗腐蚀能力强,可用作飞机材料
2.(2025·重庆·高考真题)下列实验操作及其现象不能推出相应结论的是
选项
操作及现象
结论
A
将点燃的镁条迅速伸入集满
的集气瓶种,产生白
烟和黑色固体
具有氧化性
B
用pH 计测得碳酸钠溶液的pH 小于苯酚钠溶液的pH
酸性:碳酸>苯酚
C
在盛有稀盐酸的试管中加入锌片,产生气泡;再将铜
丝插入试管且接触锌片,产生气泡的速率增大
反应速率:电化学腐
蚀>化学腐蚀
D
将一定浓度的葡萄糖溶液滴入新制
悬浊液
中,加热,生成砖红色沉淀
葡萄属于还原糖
3.(2025·陕晋宁青卷,3,3 分)下列有关物质性质与用途对应关系错误的是
A.单晶硅熔点高,可用于制造芯片 B.金属铝具有还原性,可用于冶炼金属
C.浓硫酸具有吸水性,可用作干燥剂 D.乙炔燃烧火焰温度高,可用于切割金属
4.(2024·浙江6 月卷,2,3 分)下列说法不正确的是
A.Al(OH)3呈两性,不能用于治疗胃酸过多
B.Na2O2能与CO2反应产生O2,可作供氧剂
C.FeO 有还原性,能被氧化成Fe3O4
D.HNO3见光易分解,应保存在棕色试剂瓶中
5.(2023·浙江卷,7,3 分)下列反应的离子方程式不正确的是
A.Cl2通入氢氧化钠溶液:Cl2+2OH-= Cl-+ ClO-+H2O
B.氧化铝溶于氢氧化钠溶液:Al2O3+2OH-=2AlO2
-+H2O
C.过量CO2通入饱和碳酸钠溶液:2Na++CO3
2-+CO2+H2O=2NaHCO3↓
D.H2SO3溶液中滴入氯化钙溶液:SO3
2-+Ca2+=CaSO3↓
6.(2023·湖南卷,7,3 分)取一定体积的两种试剂进行反应,改变两种试剂的滴加顺序(试剂浓度均为
),反应现象没有明显差别的是
选项
试剂①
试剂②
A
氨水
溶液
B
溶液
溶液
C
溶液
酸性
溶液
D
溶液
溶液