课时作业(15)　铝、镁、铜及其化合物 -【优化指导】2026年化学一轮复习高中总复习·第1轮（人教不定项版）

课时作业(15)　铝、镁、铜及其化合物 1．(2020·全国 Ⅱ 卷)北宋沈括《梦溪笔谈》中记载：“信州铅山有苦泉，流以为涧。挹其水熬之则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”。下列叙述错误的是(　　) A．胆矾的化学式为CuSO4 B．胆矾可作为湿法冶铜的原料 C．“熬之则成胆矾”是浓缩结晶过程 D．“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”发生了置换反应 A　解析：胆矾的化学式为CuSO4·5H2O，A错误；湿法冶铜，即利用铁的金属活动性比铜强，铁与硫酸铜溶液反应的化学方程式为Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4，B正确；“熬之则成胆矾”就是加热浓缩、溶质结晶析出的过程，C正确；“熬胆矾铁釡，久之亦化为铜”，即铁置换出铜：Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4，反应类型为置换反应，D正确。 2．(2025·河南信阳高级中学月考)下列关于Fe、Cu、Mg、Al四种金属元素的说法不正确的是(　　) A．四种元素的单质只有三种能和盐酸反应，生成相应的盐和氢气 B.制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法 C．将Mg棒和Al棒作为原电池的两个电极插入NaOH溶液中，Mg棒上发生氧化反应 D．铁锈的主要成分是氧化铁，铜锈的主要成分是碱式碳酸铜 C　解析：Cu单质不与盐酸反应，只有Fe、Mg、Al能和盐酸反应，生成相应的盐和氢气，A正确；AlCl3、FeCl3、CuCl2加热时水解程度增大，且生成的氯化氢容易挥发，加热蒸干得到对应的氢氧化物，因此不能采用将溶液直接蒸干的方法制备AlCl3、FeCl3、CuCl2，B正确；电解质溶液为NaOH溶液时，Mg不与NaOH溶液反应，而Al与NaOH溶液反应，所以Al棒作负极，发生氧化反应，C错误；铁单质发生电化学腐蚀或化学腐蚀最终生成铁锈，主要成分为氧化铁；铜与空气中的水、氧气、二氧化碳共同作用得到铜锈，主要成分为碱式碳酸铜，D正确。 3．下列关于铜的化合物的说法正确的是(　　) A．蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是化学变化 B．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，有棕黄色的烟生成 C．用稀盐酸除去铜锈的离子方程式为CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O D．向CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后，将混合物倒入蒸发皿加热煮沸一会儿，然后冷却、过滤，滤纸上的物质为“蓝色固体” A　解析：蓝色CuSO4·5H2O受热失去结晶水转化为白色CuSO4粉末是化学变化，A正确；常温下铜与氯气不反应，需在点燃条件下才能反应，观察到有棕黄色的烟生成，B错误；铜锈的成分是Cu2(OH)2CO3，不是CuO，C错误；向CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后生成Cu(OH)2沉淀，Cu(OH)2受热分解，故加热后过滤，滤纸上留下的是黑色物质CuO，D错误。 4．(双选)用砂纸仔细打磨铝片后，称取质量均为2.7 g的两块铝片，将其中一铝片迅速放入120 mL 2 mol/L NaOH溶液中，另一铝片在空气中放置一段时间后，再放入等浓度等体积的NaOH溶液中。下列说法不正确的是(　　) A．均有氧化还原反应发生 B．消耗NaOH的物质的量不同 C．均有气体生成，且体积相同 D．均有Na[Al(OH)4]生成，且质量相同 BC　解析：2.7 g铝的物质的量为0.1 mol，120 mL 2 mol/L NaOH溶液中含NaOH为0.12 L×2 mol/L＝0.24 mol，二者发生反应：2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑。铝片在空气中放置一段时间，表面被氧化生成Al2O3，放入NaOH溶液中，表面的Al2O3先发生反应，随后Al与NaOH溶液反应，A正确；无论Al还是Al2O3，与NaOH溶液反应均生成Na[Al(OH)4]，根据Na、Al守恒可知，消耗NaOH的物质的量相等，且生成Na[Al(OH)4]的质量相等，B错误、D正确；两片铝片与NaOH溶液反应均有H2生成，放置在空气中一段时间的铝片，表面覆有Al2O3，与NaOH溶液反应均生成Na[Al(OH)4]，则内层铝与NaOH反应放出H2减小，故两片铝与NaOH溶液反应产生氢气的体积不同，C错误。 5．(2025·陕西咸阳重点中学联考)铝及其部分化合物的“价态­类别”二维图如图所示。下列说法错误的是(　　) A．向d中通入CO2可得到e B．反应①⑥所加试剂可能相同 C．1 mol a完全转化为b时失去3 mol电子 D．物质的类别处“”代表四羟基合铝酸盐 B　解析：根据“价态­类别”二维图可知，a为Al，b为Al2O3，c为铝盐，e为Al(OH)3，c与d、d与e可以相互转化，根据含有铝元素物质之间的相互转化可以得出d为四羟基合铝酸盐，D正确；[Al(OH)4]－与CO2可发生反应：2[Al(OH)4]－＋CO2===2Al(OH)3↓＋CO＋H2O，A正确；反应①是铝转化为铝盐，加酸可以实现转化，反应⑥是铝盐转化为氢氧化铝，加入氨水或者加少量碱可以实现转化，B错误；a转化为b时铝元素的化合价由0升高到＋3，1 mol a完全转化为b时失去3 mol电子，C正确。 6．(2025·广西柳州摸底测试)Mg与Br2反应可生成具有强吸水性的MgBr2，该反应剧烈且放出大量的热。实验室采用如图装置制备无水MgBr2。下列说法错误的是(　　) A．a为冷却水的进水口 B．装置W的作用是吸收水蒸气和挥发出的溴蒸气 C．实验时需缓慢通入N2，防止反应过于剧烈 D．不能用干燥空气代替N2，因为副产物MgO会阻碍反应的进行 B　解析：冷凝管起到冷凝回流的作用，冷凝管内冷凝水的方向为下进上出，则a为冷却水进口，A正确；MgBr2具有较强的吸水性，制备无水MgBr2，需要防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶，则装置W的作用是吸收水蒸气，但无水CaCl2不能吸收溴蒸气，B错误；制取MgBr2的反应剧烈且放出大量的热，实验时利用干燥的氮气将溴蒸气带入三颈烧瓶中，为防止反应过于剧烈，实验时需缓慢通入N2，C正确；不能用干燥空气代替N2，空气中含有的氧气可将镁氧化为副产物MgO而阻碍反应的进行，D正确。 7．工业上用铝土矿(主要成分Al2O3，含SiO2、Fe2O3等杂质)冶炼铝的主要流程如下： 已知SiO2碱溶时转变为铝硅酸钠沉淀，下列叙述错误的是(　　) A．操作 Ⅰ 适当增大NaOH溶液浓度可增大Al2O3的浸取速率 B．通入过量CO2的离子方程式为[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO C．实验室进行操作 Ⅳ 的仪器有蒸发皿、酒精灯、铁架台等 D．加入冰晶石的目的是降低Al2O3的熔融温度 C　解析：操作 Ⅰ 中，适当增大NaOH溶液浓度，可增大Al2O3的浸取速率，A正确；往滤液中通入过量CO2，将Na[Al(OH)4]转化为Al(OH)3沉淀和NaHCO3，离子方程式为[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO，B正确；操作 Ⅳ 是灼烧，所用仪器有坩埚、酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚钳等，C错误；氧化铝的熔点为2 054 ℃，为节省能源，降低对设备的耐热要求，常加入冰晶石，则加入冰晶石的目的是降低Al2O3的熔融温度，D正确。 8．(双选)(2025·山东齐鲁名校联盟联考)自然界中铝元素主要存在于铝土矿(主要成分为Al2O3、FeO、Fe2O3、SiO2)中，铝的单质及其化合物在生产、生活、科研等领域应用广泛。工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如下： 下列说法错误的是(　　) A．在实验室实施操作 Ⅰ 需要的玻璃仪器是漏斗、烧杯、玻璃棒 B．为使铝元素全部转化为Al(OH)3，每一步操作的试剂均需过量 C．将试剂X与操作 Ⅱ 的试剂过量盐酸互换，也可制得Al(OH)3 D．固体A的主要成分是Fe2O3 CD　解析：根据流程可知，固液分离采用过滤的方法进行，过滤操作需要的玻璃仪器是漏斗、烧杯、玻璃棒，A正确。操作 Ⅰ 中氢氧化钠溶液过量，保证氧化铝全部溶解；操作 Ⅱ 中盐酸过量，保证四羟基合铝酸根离子全部转化为铝离子；氨水过量，保证铝离子全部生成Al(OH)3，B正确。 向铝土矿(主要成分为Al2O3、FeO、Fe2O3、SiO2)中加入足量的盐酸，固体A为SiO2，滤液A为氯化铝、氯化亚铁、氯化铁、盐酸的混合液，再加入足量的氢氧化钠，会产生氢氧化亚铁、氢氧化铁沉淀，滤液为四羟基合铝酸钠溶液，四羟基合铝酸钠溶液与氨水不反应，不能制得Al(OH)3，故试剂X与操作 Ⅱ 的试剂过量盐酸不能互换，C错误。 向铝土矿(主要成分为Al2O3、FeO、Fe2O3、SiO2)中加入氢氧化钠溶液，氧化铝、二氧化硅与碱反应生成四羟基合铝酸钠和硅酸钠混合液，固体A为FeO和Fe2O3，滤液A为四羟基合铝酸钠、硅酸钠、氢氧化钠的混合液，D错误。 9．(双选)(2025·湖南雅礼中学模拟)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＋2NH3Mg(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e处酒精灯，再点燃c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 BC　解析：装置a中分液漏斗中的溶液是浓氨水，滴入烧瓶中与CaO接触会产生NH3，A正确；实验进行时应先点燃c处的酒精灯，等产生的较纯的N2进入e中时再点燃e中酒精灯，B错误；装置d中浓硫酸吸收的是N2中的水蒸气和NH3，因此不只是干燥氮气的作用，C错误；取反应后装置e所得固体少许，滴入蒸馏水， Mg3N2和水反应生成氢氧化镁和氨，若闻到刺激性气味，则有Mg3N2，D正确。 10．(2025·湖北黄冈中学模拟)某化学实验小组的同学进行如下实验：取5 mL饱和的Na2CO3溶液于试管中，放入一片打磨过的铝片。观察到铝片表面出现细小的气泡，加热该溶液，铝片表面产生大量白色沉淀和气泡。下列分析错误的是(　　) A．产生的气体一定含有氢气 B．产生气体的原因和反应CO＋H2O⇌HCO＋OH－有关 C．加热时产生沉淀和气体的原因是[Al(OH)4]－＋HCOAl(OH)3↓＋CO2↑＋2H2O D．反应后的溶液中不可能存在大量的Al3＋ C　解析：Na2CO3溶液存在CO水解反应：CO＋H2O⇌HCO＋OH－，Al在碱性溶液中反应生成氢气，A正确；Na2CO3溶液呈碱性，Al在碱性溶液中反应生成氢气，其原因是CO＋H2O⇌HCO＋OH－，B正确；[Al(OH)4]－＋HCOAl(OH)3↓＋CO＋H2O，综合上述反应可知，加热时产生沉淀和气体的原因是2Al＋6H2O2Al(OH)3↓＋3H2↑，C错误；Na2CO3溶液加热促进盐类水解，HCO与[Al(OH)4]－反应生成Al(OH)3和CO，不可能存在大量Al3＋，D正确。 11．(双选)(2025·东北师大附中摸底测试)某废催化剂含SiO2、ZnS、CuS及少量的Fe3O4。某实验小组的同学以该废催化剂为原料，回收锌和铜，设计实验流程如图： 下列说法正确的是(　　) A．检验滤液1中是否含有Fe2+，可以选用KSCN和新制的氯水 B．滤渣2的主要成分S和SiO2 C．步骤②操作中，应先加6%H2O2溶液，然后不断搅拌下缓慢加入1.0 mol/L 硫酸 D．步骤③、④操作是蒸发浓缩至液体表面出现晶膜时停止加热，冷却结晶，过滤 BD　解析：某废催化剂含SiO2、ZnS、CuS及少量的Fe3O4，加入硫酸后，发生反应ZnS＋H2SO4===ZnSO4＋H2S↑、Fe3O4＋4H2SO4===FeSO4＋Fe2(SO4)3＋4H2O，得到的滤液1中含ZnSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3，滤渣1中含SiO2、CuS，向滤渣1中加入硫酸和H2O2溶液，会得到CuSO4、S，则滤液2中含CuSO4，滤渣2中含S、SiO2。氯气能够氧化亚铁离子，滤液1中同时含有Fe2+、Fe3+，不能使用KSCN和新制的氯水来检验溶液中的Fe2+，A错误；滤渣2的主要成分为S、SiO2，B正确；H2O2在酸性条件下才能氧化CuS，应该先加入硫酸，再加入H2O2溶液，C错误；步骤③、④均为从溶液到晶体的过程，操作正确，D正确。 12．(2022·海南卷)胆矾(CuSO4·5H2O)是一种重要化工原料，某研究小组以生锈的铜屑为原料[主要成分是Cu，含有少量的油污、CuO、CuCO3、Cu(OH)2]制备胆矾。流程如下。 回答问题： (1)步骤①的目的是______________________________________________________。 (2)步骤②中，若仅用浓硫酸溶解固体B，将生成____________(填化学式)污染环境。 (3)步骤②中，在H2O2存在下Cu溶于稀硫酸，反应的化学方程式为________________________________________________________________________。 (4)经步骤④得到的胆矾，不能用水洗涤的主要原因是__________________________ ______________________________________________。 (5)实验证明，滤液D能将I－氧化为I2。 ⅰ.甲同学认为不可能是步骤②中过量H2O2将I－氧化为I2，理由是________________________________________________________________________。 ⅱ.乙同学通过实验证实，只能是Cu2＋将I－氧化为I2，写出乙同学的实验方案及结果________________________________________(不要求写具体操作过程)。 答案：(1)除去铜屑表面的油污　(2)SO2 (3)Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O (4)胆矾晶体易溶于水 (5)ⅰ.溶液 C 经步骤③加热浓缩后H2O2已完全分解 ⅱ.取滤液D，向其中加入适量Na2S溶液，使Cu2＋恰好完全生成CuS沉淀，再加入I－，不能被氧化 学科网（北京）股份有限公司 $$