课下巩固精练卷(13) 镁、铝、铜及其化合物(Word练习)-【正禾一本通】2025年高考化学高三一轮总复习高效讲义（人教版2019 双选版）

[课下巩固精练卷(十三)]　镁、铝、铜及其化合物 知识点 题目难易程度 较易 中档 较难 镁及其化合物、海水提镁 1 7、8 铝及其化合物 2 4、10 铜及其化合物 3 5、9 11 综合应用 6 12 一、选择题(每题5分，共10题，共50分) 1．镁是一种活泼的金属单质，下列关于金属镁的说法中正确的是(　　 ) A．镁能与NaOH溶液反应生成Mg(OH)2沉淀 B．大量镁条燃烧引起的火灾不能用干冰灭火器灭火 C．镁在任何条件下都不能与水反应 D．镁能在N2中燃烧，且生成MgN 解析：选B。镁不是两性金属，不能与NaOH溶液反应，故A错误；镁能在CO2中燃烧，故B正确；镁在加热条件下能与水反应生成氢氧化镁和氢气，故C错误；镁能在N2中燃烧，且生成Mg3N2，故D错误。 2．下列关于铝单质的叙述中，正确的是(　　 ) A．不能用铝制的器皿来盛放酸梅汤或碱水是因为铝会和酸或碱反应 B．铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为铝的化学性质很稳定 C．铝和NaOH溶液反应：Al＋2OH－＋2H2O===[Al(OH)4]－＋H2↑ D．用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝会滴落下来，是因为金属铝的熔点较低 解析：选A。无论是铝还是其氧化物都能与酸或碱反应，A正确；铝化学性质活泼，铝制品具有很强的抗腐蚀性是因为铝表面形成致密的氧化膜，B错误；电荷、得失电子均不守恒，正确的离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑，C错误；打磨后的铝箔在酒精灯上灼烧，表面生成Al2O3，高熔点的Al2O3兜住了熔融的液态铝，不会滴落，D错误。 3．下列铜及其化合物的性质与用途具有对应关系的是(　　 ) A．铜单质具有延展性，可用于传输电流 B．Cu2O的熔、沸点较高，可用作催化剂 C．Cu(OH)2具有氧化性，可用于检验醛基 D．CuSO4能使蛋白质变性，可用于饮用水消毒 解析：选C。铜单质具有导电性，可用于传输电流，A不符合题意；Cu2O的熔、沸点较高与其作催化剂无因果关系，B不符合题意；已知反应RCHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCu2O↓＋RCOONa＋3H2O，反应中Cu(OH)2作氧化剂，具有氧化性，可用于检验醛基，C符合题意；CuSO4能使蛋白质变性，但CuSO4不可用于饮用水消毒，只能用于环境消毒，D不符合题意。 4．某同学通过系列实验探究Mg及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是(　　 ) A．将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁片于其中探究Mg的活泼性 B．将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成 C．将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀 D．将Mg(OH)2沉淀转入蒸发皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体 解析：选B。稀释浓硫酸应将浓硫酸加到水中，而不能将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，A错误；过滤时应该用玻璃棒引流，C错误；由于氯化镁水解生成氢氧化镁和氯化氢，水解吸热，且氯化氢易挥发，所以加热时促进镁离子水解，蒸干得不到无水MgCl2固体，为氢氧化镁固体，D错误。 5．向CuSO4溶液中加入H2O2溶液，很快有大量气体逸出，同时放热，一段时间后，蓝色溶液变为红色浑浊(Cu2O)，继续加入H2O2溶液，红色浑浊又变为蓝色溶液，这个反应可以反复多次。下列关于上述过程的说法不正确的是(　　 ) A．Cu2＋将H2O2还原为O2 B．H2O2既表现氧化性又表现还原性 C．Cu2＋是H2O2分解反应的催化剂 D．发生了反应：Cu2O＋H2O2＋4H＋===2Cu2＋＋3H2O 解析：选A。硫酸铜与H2O2溶液首先发生反应产生氧化亚铜，铜元素的化合价降低，硫酸铜作氧化剂，则H2O2作还原剂被氧化成氧气，故A错误；开始过氧化氢被氧化成氧气表现还原性，继续滴加过氧化氢溶液后氧化亚铜转变成铜离子，则过氧化氢又表现氧化性，故B正确；整个过程中反应开始有铜离子，反应结束时还有铜离子，铜离子的量没有变化，符合催化剂的特点，故C正确；反应的第二阶段是过氧化氢与氧化亚铜反应产生铜离子的过程，根据价态变化，可知过氧化氢应被还原成水，根据化合价升降总数相等可得离子方程式：Cu2O＋H2O2＋4H＋===2Cu2＋＋3H2O，故D正确。 6．下列除去杂质的方法不正确的是(　　 ) A．镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥 B．用过量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋ C．Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量CO2后过滤 D．MgO中混有少量Al2O3：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥得到MgO 解析：选B。Al(OH)3不溶于氨水，故向含少量Al3＋的Fe3＋溶液中加入过量氨水时，Fe3＋、Al3＋均转化为氢氧化物沉淀，达不到除杂的目的。 7．(2023·福建福州联考)实验室以空气和镁为原料制备Mg3N2的装置如图所示(夹持和加热装置略去)，已知Mg3N2遇到水蒸气会反应生成NH3，还原铁粉与N2不会反应。下列说法不正确的是(　　 ) A．装置A、B中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸 B．若去掉装置C，对产品纯度影响很大 C．实验时应先加热C，通入一段时间空气后再加热D D．装置E中碱石灰的作用是吸收尾气 解析：选D。镁为活泼金属，会与空气中的氧气、二氧化碳和水蒸气反应，要制备氮化镁，需要去除空气中的氧气、二氧化碳和水蒸气，装置A、B中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸，由于混合气体通过氢氧化钠溶液后带出水蒸气，因此浓硫酸需要放在氢氧化钠溶液后，对气体进行干燥，A正确；装置C的作用是除去氧气，若去掉装置C，镁与氧气反应生成氧化镁，对产品纯度有影响，B正确；氧气会与镁反应，为保证装置内氧气全部除去，实验时应先加热C，通入一段时间空气除尽氧气，然后再加热D，C正确；根据Mg3N2遇水会发生反应生成Mg(OH)2和NH3，装置E中碱石灰的作用是防止空气中二氧化碳和水蒸气进入到装置D中，D错误。 8．一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MgCl2的方法制备金属镁 C．“氯化”过程中发生的反应为MgO＋C＋Cl2MgCl2＋CO D．向“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MgCl2 解析：选D。苦卤水中含有大量镁离子，加入生石灰，生石灰与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙再与镁离子反应生成氢氧化镁，生石灰来源丰富、价格便宜，常用来做沉镁的沉淀剂，A正确；镁为活泼金属，工业上常用电解熔融氯化镁的方法来制备金属镁，B正确；根据题给流程图可知，“煅烧”氢氧化镁得到氧化镁，“氯化”过程中，加入碳和氯气与氧化镁反应，生成无水氯化镁和一种气体，根据原子守恒和得失电子守恒可得反应的化学方程式为MgO＋C＋Cl2MgCl2＋CO，C正确；向“煅烧”后所得的氧化镁中加稀盐酸，得到氯化镁溶液，由于镁离子会发生水解反应Mg2＋＋2H2O⇌Mg(OH)2＋2H＋，直接蒸发MgCl2溶液，生成的HCl挥发，最终得到的是氢氧化镁，而不是无水氯化镁，D错误。 9．CuSO4在电镀、印染、颜料、农药等方面应用广泛。某实验小组用28.8 g红色固体a(只含Cu或Cu2O中的一种)制备胆矾的路线如下： 下列推断正确的是(　　 ) A．红色固体a可能是Cu B．反应Ⅰ中参与反应的H2SO4的物质的量为0.2 mol C.试剂X一般选择稀盐酸和稀硝酸的混合物 D．步骤Ⅲ一般在坩埚中加热并灼烧 解析：选B。某实验小组用28.8 g红色固体a(只含Cu或Cu2O中的一种)制备胆矾，该红色固体和足量稀硫酸反应后得到蓝色溶液和红色固体，则该固体为Cu2O。若红色固体a是铜，铜不与稀硫酸反应，步骤Ⅰ不能得到蓝色溶液，A项错误；Cu2O的物质的量为＝0.2 mol，反应Ⅰ为Cu2O＋H2SO4===Cu＋CuSO4＋H2O，则参与反应的H2SO4的物质的量为0.2 mol，B项正确；如果用稀硝酸和稀盐酸的混合物溶解铜，会引入杂质，C项错误；在坩埚中加热并灼烧，会失去结晶水，得不到胆矾，D项错误。 10．（双选）(2023·河北沧州二中三模)由铝土矿(含Al2O3和少量Fe2O3、BaO、SiO2)冶炼铝的简单流程如图所示(假定每步转化均完全)。下列说法正确的是(　　 ) A．“溶渣”和“烧渣”的主要成分均属于电解质 B．“酸溶”时用盐酸和用硫酸得到的“溶渣”的主要成分一样 C．铝土矿中铝元素的质量分数为% D．“电解”时，阳极为石墨，一段时间后需补充阳极材料 解析：选CD。“酸溶”所得溶渣的主要成分为SiO2，属于非电解质，A错误；用硫酸“酸溶”时，“溶渣”中还会有硫酸钡，B错误；铝土矿中铝元素的质量分数为×100%＝%，C正确；“电解”时，氧离子在阳极上失电子生成氧气，氧气与石墨反应生成CO2，过一段时间需要补充阳极材料，D正确。 二、非选择题(共2题，共35分) 11．(17分)某工业含铜废料含有Cu、CuO、CuS、CuSO4等成分，利用该含铜废料可生产硝酸铜晶体[Cu(NO3)2·3H2O]，生产的工艺流程如图所示： 回答下列问题： (1)“焙烧”过程中除生成SO2的反应外，另外一个反应的化学方程式是 ________________________________________________________________________。(2分) (2)“酸化”过程为加快反应速率，可采用的措施有__________________(写出一条即可)，“酸化”的目的是 ________________________________________________________________________。(3分) (3)若试剂a为Zn，则“置换”的离子方程式为______________________________，滤液中溶质的化学式是________。 (3分) (4)“淘洗”的作用是 ________________________________________________________________________， 若图中淘洗液的主要溶质与滤液的溶质相同，则试剂b是________。(3分) (5)“反应”一步中使用20% HNO3和10% H2O2，整个过程无红棕色气体产生，则发生反应的化学方程式为 ________________________________________________________________________； 若该步骤只使用20% HNO3，随着反应的进行，温度升高，出现大量红棕色气体，则还原剂与氧化剂的物质的量之比为________。 (4分) (6)“一系列操作”是指化学实验操作，这些操作的名称是________________________________________________________________________。(2分) 解析：(1)加热条件下，Cu被O2氧化为CuO。(2)将焙烧产物粉碎可增大固体物质与硫酸的接触面积；升高反应温度、增大反应物浓度均能加快化学反应速率。“酸化”的目的是使CuO溶解转化为Cu2＋。(3)Zn的还原性比Cu强，故Zn与Cu2＋反应生成Cu和Zn2＋；过滤后滤渣为Cu(含有Zn)，滤液为硫酸锌溶液。(4)“淘洗”的目的是除去前面加入的过量锌，因此试剂b为稀硫酸。(5)“反应”过程中无红棕色气体产生，由此推知反应不生成NO或NO2，则反应的化学方程式为Cu＋H2O2＋2HNO3===Cu(NO3)2＋2H2O。根据生成大量红棕色气体可知生成的是NO2，因还原剂为Cu，化合价由0价升高至＋2价，氧化剂为HNO3，其中N的化合价由＋5价降低为＋4价，由得失电子守恒可知该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶2。(6)“反应”后的溶液为Cu(NO3)2，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤可得到目标产物。 答案：(1)2Cu＋O22CuO (2)将焙烧产物粉碎、升高酸化温度、适当提高硫酸浓度(任写一条)　将CuO转化为Cu2＋ (3)Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu　ZnSO4 (4)除去过量的Zn　稀硫酸 (5)Cu＋H2O2＋2HNO3===Cu(NO3)2＋2H2O　1∶2 (6)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤 12．(18分)(2023·北京名校联考)某研究小组探究镁、铝与Na2CO3溶液的反应。 实验Ⅰ：将过量镁条、铝条(除去表面氧化膜)分别放入60 ℃的温水中，观察到开始时镁条表面有气泡，5分钟后气泡迅速减少直至反应停止；铝条表面无明显现象。 实验Ⅱ：将过量镁条、铝条(除去表面氧化膜)分别放入饱和Na2CO3溶液(pH＝12)中，观察到镁条表面有气泡，且持续时间较长，溶液中产生白色浑浊，铝条表面持续产生气泡。 (1)实验Ⅰ中镁条表面产生气泡的反应为 ________________________________________________________________________。(2分) (2)实验Ⅱ中饱和Na2CO3溶液pH＝12的原因____________________________(写离子方程式)。(2分) (3)探究实验Ⅰ和Ⅱ现象不同的原因，设计实验Ⅲ。 实验Ⅲ 现象 电流计指针向右偏转，镁条上无明显现象；随后电流计指针迅速归零继而向左偏转，镁条上有少量气泡产生，铝条上持续有气泡产生 电流计指针持续向右偏转，示数逐渐减小，溶液中有白色浑浊物，铝条上持续有气泡产生 ①实验a是b的对照组，所用NaOH溶液的浓度为__________________。(2分) ②实验a中开始时Mg是原电池的______极。(1分) ③用化学用语表示实验a中铝条上持续产生气泡的原因 ________________________________________________________________________。(2分) ④查阅资料，实验b中沉淀成分为Mg2(OH)2CO3·aH2O，实验证实了沉淀中含有CO、OH－，将白色浑浊物过滤、洗涤，加入0.1 mol/L盐酸y mL恰好完全反应，产生标准状况下的CO2气体x mL，x、y之间的关系为__________________(用含x、y的表达式表示)。(3分) ⑤实验a中电流计指针出现反向偏转，而实验b中电流计指针未发生反向偏转的原因 ________________________________________________________________________。(3分) (4)结合铝元素的分布系数解释实验Ⅱ中铝与饱和Na2CO3溶液反应持续产生细小气泡的原因________________________________________________________________________， 已知：Al3＋、Al(OH)3、[Al(OH)4]－的分布分数与溶液pH的关系如图所示。(3分) 解析：由题意可知，该实验的实验目的是探究镁、铝与碳酸钠溶液的反应，由实验可知，镁能与碳酸钠溶液中的水反应生成氢氧化镁和氢气，氢氧化镁覆盖在镁条表面阻碍反应的继续进行，而铝与碳酸钠溶液反应生成[Al(OH)4]－。 (1)由分析可知，实验Ⅰ中镁条表面产生气泡的反应为镁与水反应生成氢氧化镁和氢气，反应的化学方程式为Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑。 (2)实验Ⅱ中饱和碳酸钠溶液pH为12的原因是碳酸钠是强碱弱酸盐，碳酸根离子在溶液中水解使溶液呈碱性，反应的离子方程式为CO＋H2O⇌HCO＋OH－。 (3)①实验a是b的对照组，由探究实验变量唯一化原则可知，实验a中氢氧化钠溶液的pH为12，浓度为0.01 mol/L。②由实验现象可知，实验a中开始时，镁和铝在NaOH溶液中构成原电池，金属性强于铝的镁做原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成氢氧化镁。③由实验现象可知，实验a中开始时，镁和铝在NaOH溶液中构成原电池，金属性强于铝的镁做原电池的负极，铝做正极，水在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子和氢气，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，放电生成的氢氧化镁覆盖在镁条表面使镁的还原性降低，导致铝做原电池的负极，碱性条件下铝失去电子发生氧化反应生成[Al(OH)4]－，电极反应式为Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－，同时铝与饱和碳酸钠溶液中的氢氧根离子反应生成[Al(OH)4]－和氢气，反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑，所以实验a中铝条上持续产生气泡。④若沉淀中只含MgCO3，碳酸镁与盐酸反应生成氯化镁、二氧化碳和水，反应的化学方程式为MgCO3＋2HCl===MgCl2＋CO2↑＋H2O，由化学方程式可得：×2＝0.1 mol/L×10－3y L，解得x＝1.12y，但沉淀中含有OH－，实际消耗的盐酸的量要多于和碳酸镁反应用去的盐酸的量。 (4)铝与pH为12的饱和碳酸钠溶液反应生成[Al(OH)4]－，没有生成氢氧化铝沉淀覆盖在铝条表面阻碍反应的继续进行，使得反应可以持续进行。 答案：(1)Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑ (2)CO＋H2O⇌HCO＋OH－ (3)①0.01 mol·L－1　②负　③2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－、2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑　④x<1.12y　⑤Mg还原性强于Al，实验a中首先Mg失去电子结合OH－生成致密的Mg(OH)2覆盖在镁条表面，阻碍Mg继续反应，镁条作正极，使电流计指针反向偏转；实验b中由于CO浓度较高，Mg2＋结合OH－和CO生成Mg2(OH)2CO3·aH2O，从镁条表面脱落，镁条因未被充分覆盖一直作负极，电流计指针不反向偏转 (4)饱和Na2CO3溶液的pH＝12，反应时铝元素主要以[Al(OH)4]－形式存在，没有生成氢氧化铝沉淀覆盖在铝条表面阻碍反应的继续进行 学科网（北京）股份有限公司 $$