课时跟踪检测（二十七） 镁、铝制取工艺（练习）-【创新方案】2026年高考化学一轮复习Ⅱ

课时跟踪检测（二十七） 镁、铝制取工艺 1．(2025·上海崇明一模)工业上可用铝热反应冶炼锰、钒等金属，其原因与下列无关的是 (　 ) A．铝还原性较强 B．铝能形成多种合金 C．锰、钒熔点高 D．反应放出大量热 解析：选B　铝热反应中铝作还原剂，铝的还原性比锰、钒等金属的强，因此可以将锰、钒等金属置换出来，A不符合题意；铝能形成多种合金和工业上可用铝热反应冶炼锰、钒等难熔金属无关，和铝本身的性质有关，B符合题意；铝热反应放出大量的热，冶炼熔点高的金属有利于使高熔点金属熔化并流出，得到较纯的产物，C、D不符合题意。 2．(2025·河北唐山检测)镁粉是焰火、闪光粉中不可缺少的原料，工业制造镁粉是将镁蒸气在气体中冷却，下列不可作为冷却剂的是 (　 ) ①空气　②CO2　③Ar　④H2　⑤N2　⑥H2O A．①②⑤⑥ B．③④⑥ C．③⑥ D．③④ 解析：选A　2Mg+O22MgO、3Mg+N2Mg3N2、2Mg+CO22MgO+C、Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑，能与Mg反应的物质不能作冷却剂，所以所给气体中只能用Ar和H2作冷却气体，故选A。 3．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CO2灭火，故Na燃烧也不能用CO2灭火 B．Al在O2中燃烧生成Al2O3，故Fe在O2中燃烧生成Fe2O3 C．CO2与Na2O2反应生成Na2CO3和O2，故SO2与Na2O2反应生成Na2SO3和O2 D．Al与NaOH溶液反应生成H2，故Mg与NaOH溶液反应也生成H2 解析：选A　由于Na比Mg活泼，Mg能与CO2反应，则Na也能与CO2反应，Mg燃烧不能用CO2灭火，故Na燃烧也不能用CO2灭火，A正确；Fe在O2中燃烧生成Fe3O4，B错误；SO2与Na2O2反应生成Na2SO4，C错误；Al具有两性，能和NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]和H2，而Mg不具有两性，不能和NaOH溶液反应，D错误。 4．(2025·广东珠海一模)镁与氮气在加热条件下反应生成氮化镁，已知氮化镁遇水剧烈反应。某同学设计如图装置制备氮化镁。下列说法正确的是 (　 ) A．实验时先点燃C处酒精灯，一段时间后，再点燃B处酒精灯 B．干燥管A的作用主要是防止空气中的二氧化碳进入硬质玻璃管 C．氮化镁与水反应生成的气体，能使紫色石蕊试液变红 D．蒸馏烧瓶中反应的方程式是NH4Cl+NaNO2NaCl+N2↑+2H2O 解析：选D　制备氮化镁需要在加热条件下让纯净的氮气与镁反应，因此要让生成的氮气充满整个装置时，再点燃C处的酒精灯，实验时先点燃B处酒精灯，一段时间后，再点燃C处酒精灯，A错误；因为氮化镁遇水剧烈反应，干燥管A的作用是防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入硬质玻璃管，B错误；氮化镁与水反应生成的气体为氨气，能使紫色石蕊试液变蓝，C错误；蒸馏烧瓶中氯化铵和亚硝酸钠发生氧化还原反应生成氮气，方程式为NH4Cl+NaNO2NaCl+N2↑+2H2O，D正确。 5．(2025·湖北武汉一模)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+17H217MgH2+12Al，得到的混合物M(17MgH2+12Al)在4.0 mol·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，17 mol MgH2和12 mol Al与足量盐酸完全反应，释放氢气的总量为52 mol 解析：选D　合金的熔点一般比各成分的熔点都低，该合金的熔点低于金属镁、金属铝的熔点，A错误；MgH2中，H的化合价为-1价，Mg的化合价为+2价，B错误；在氮气条件下，熔炼Mg、Al单质时，镁和氮气会发生反应：3Mg+N2Mg3N2，所以不能用氮气作保护气，C错误；一定条件下，17 mol MgH2与足量盐酸完全反应生成34 mol氢气，12 mol Al与足量盐酸完全反应生成18 mol氢气，共放出52 mol氢气，D正确。 6．(2025·广东佛山模拟)部分含Mg或含Al物质的类别与化合价关系如图所示。下列推断不合理的是 (　 ) A．a不能与H2O反应生成d或g B．b和e均可用于制造耐高温材料 C．可存在a→f→g→e→a的循环转化关系 D．直接加热蒸干c或f溶液无法得到无水氯化物 解析：选A　由图知，a为Al或Mg，b为MgO，e为Al2O3，c为MgCl2，f为AlCl3，d为Mg(OH)2，g为Al(OH)3。Mg能与H2O在加热条件下反应生成Mg(OH)2，A错误；MgO和Al2O3均可用于制造耐高温材料，B正确；存在Al→AlCl3→Al(OH)3→Al2O3→Al的循环转化关系，C正确；由于MgCl2或AlCl3均会水解，生成的氯化氢易挥发，直接加热蒸干MgCl2或AlCl3溶液无法得到无水氯化物，D正确。 7．中国科学院金属研究所发现采用Na2SnO3和NaOH混合促进剂，可明显提高铝与水反应制氢系统的性能，制氢机理如图。Na2SnO3溶液显碱性，NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是 (　 ) A．1 L 0.1 mol·L-1 Na2SnO3溶液中阴离子数目大于0.1NA B．该过程中存在6Al+3Na2SnO3+15H2O3Sn+6Na[Al(OH)4]+3H2↑ C．标准状况下，反应过程中生成33.6 L H2，转移电子数目为9NA D．Al-Sn原电池的形成，能提高产氢速率，析氢反应主要发生在Sn上 解析：选C　图示中Al可以与Na2SnO3和NaOH反应，Al与Na2SnO3 发生反应的化学方程式为6Al+3Na2SnO3+15H2O3Sn+6Na[Al(OH)4]+3H2↑(1)；Al与NaOH发生反应的化学方程式为2Al+ 2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑(2)；随着反应的进行，生成的Sn和氢气的量也逐渐增多。Na2SnO3溶液显碱性，Sn会发生水解生成HSn和OH-，阴离子个数增多，1 L 0.1 mol·L-1 Na2SnO3溶液中阴离子数目大于0.1NA，A正确；根据前面的分析，发生反应(1)，B正确；在整个过程中，若33.6 L H2全部由反应(1)生成，转移的电子数为9NA，若33.6 L H2全部由反应(2)生成，转移的电子数为3NA，故转移电子数目介于3NA与9NA之间，C错误；形成Al-Sn 原电池可以加快反应速率，Al活泼作负极，故Sn作正极，析氢反应主要发生在Sn上，D正确。 8．(2025·广西南宁模拟)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]是一种常用的净水剂，以废易拉罐(主要成分为铝和少量不溶于碱性溶液的物质)为原料制取明矾的实验流程如图所示。 下列说法错误的是 (　 ) A．“碱溶”步骤中有H2产生 B．“沉铝”步骤所得滤液呈酸性 C．用浓硫酸配制9 mol·L-1 H2SO4溶液，将浓硫酸缓慢加入水中，并用玻璃棒搅拌 D．“一系列操作”中还需要加入K2SO4 解析：选B　易拉罐的主要成分为Al，碱溶过程中NaOH和Al发生反应：2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑，A正确；“沉铝”步骤有Al(OH)3、NH3和NaHCO3生成，所得滤液呈碱性，B错误；用浓硫酸配制9 mol·L-1 H2SO4溶液，需要将浓硫酸缓慢加入水中，并用玻璃棒不断搅拌，防止液体飞溅，C正确；酸溶后溶液中不含K+，为了不引入杂质，“一系列操作”中还需要加入的试剂是K2SO4，D正确。 9．(2025·江苏徐州模拟)从海水晒盐后的母液中提取镁，最基本的方法是往海水中加石灰乳，得到Mg(OH)2沉淀，将沉淀分离后再加入盐酸变成MgCl2溶液；之后经结晶、过滤、干燥、电解，即可得到金属镁(已知镁在热水中能反应生成氢气)。工艺流程如下： 下列对从海水中提取镁的有关说法正确的是 (　 ) A．电解MgCl2溶液即可得到金属镁 B．电解后得到的镁应在氮气氛围中冷却 C．上述从母液中提取镁的变化过程中不存在分解反应 D．制备过程中产生的氯气可以用来制备盐酸，循环使用 解析：选D　电解熔融的MgCl2即可得到金属镁和氯气，电解其溶液不能得到镁，A错误；镁在高温下能与氮气反应生成氮化镁，则电解后得到的镁不能在氮气氛围中冷却，B错误；从母液中提取镁的变化过程中，电解氯化镁得到镁为分解反应，C错误；制备过程中产生的氯气可以与氢气反应制备盐酸，在浓缩结晶流程中循环使用，D正确。 10．(2024·全国甲卷)四瓶无色溶液NH4NO3、Na2CO3、Ba(OH)2、AlCl3， 它们之间的反应关系如图所示。其中a、b、c、d代表四种溶液，e和g为无色气体，f为白色沉淀。下列叙述正确的是 (　 ) A．a呈弱碱性 B．f可溶于过量的b中 C．c中通入过量的e可得到无色溶液 D．b和d反应生成的沉淀不溶于稀硝酸 解析：选B　a和b在加热条件下仅生成无色气体e，故a和b的反应为NH4NO3和Ba(OH)2在加热条件下生成NH3，b既可与a反应生成NH3，又可与c反应生成白色沉淀，故b为Ba(OH)2，则a为NH4NO3，e为NH3，c为Na2CO3或AlCl3；b和c、c和d反应均可生成白色沉淀f，则f为Al(OH)3，c为AlCl3，d为Na2CO3，g为CO2。NH4NO3溶液中，N水解使溶液呈酸性，A错误；Al(OH)3可与强碱反应生成[Al(OH)4]-，故Al(OH)3可溶于过量的Ba(OH)2溶液中，B正确；AlCl3与过量的NH3反应生成Al(OH)3白色沉淀，C错误；Ba(OH)2和Na2CO3反应生成BaCO3，BaCO3可以溶于稀硝酸生成CO2和Ba(NO3)2，D错误。 11．(14分)利用废铝箔(主要成分为Al，含少量的Fe)既可制取AlCl3又可制取净水剂硫酸铝晶体。实验室用如图所示装置制备AlCl3溶液，并用AlCl3溶液溶解一定量的碳酸钙形成溶液，再用氨水沉淀，然后煅烧沉淀制备新型的超导材料和发光材料七铝十二钙(12CaO·7Al2O3)。已知AlCl3易水解，易升华。 (1)实验室用氯酸钾和浓盐酸制备氯气，其离子方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分)  (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)。(2分) (3)装置B中的溶液溶解碳酸钙时，要控制碳酸钙和AlCl3的量，其原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分)  (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。(3分)  a．冷却结晶　b．过滤、洗涤　c．滤液中加入硫酸并不断搅拌，调节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 KMnO4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 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　； 废铝箔中铁元素的质量分数为　　　　。(5分)  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AlCl3的量，否则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，Fe2+与酸性KMnO4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KMnO4标准溶液时，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+~Mn，由滴定消耗20.00 mL 1.000×10-2 mol·L-1 KMnO4标准溶液可知，废铝箔中铁元素的质量分数为 ×100%=4.480%。 答案：(1)Cl+5Cl-+6H+3Cl2↑+3H2O (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KMnO4标准溶液时，溶液出现浅紫色且半分钟内不褪色　4.480% 学科网（北京）股份有限公司 $$