2026届高考化学一轮复习同步练习 - 铝、镁及其化合物

铝、镁及其化合物 基础性 1.(2025·山西大学附中诊断)下列关于铝的化合物的说法错误的是(　　) A.氧化铝俗名为刚玉,是高温耐火材料 B.KAl(SO4)2·12H2O溶于水可形成Al(OH)3胶体,可以净水 C.Al3+和[Al(OH)4]-两种离子不能大量共存于同一溶液中 D.将AlCl3溶液滴入浓氨水中的离子方程式:Al3++4NH3·H2O[Al(OH)4]-+4N 2.某同学通过下列实验探究Al及其化合物的性质,操作正确且能达到目的的是(　　) A.实验室中将氨水滴入Al2(SO4)3溶液中制备Al(OH)3沉淀 B.将一块铝箔用砂纸打磨后立即在酒精灯上加热,观察铝燃烧的火焰 C.将Al(OH)3沉淀转入蒸发皿中加足量稀盐酸,加热蒸干得无水AlCl3固体 D.将铝置于装有浓硫酸的试管中再加水,探究Al在不同浓度硫酸中的反应 3.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A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.不能用干燥的空气代替N2,因为副产物MgO会阻碍反应的进行 4.(2024·四川德阳一诊)海洋资源丰富,从海水中获取镁和溴的流程示意图如下: 下列有关说法正确的是(　　) A.从经济角度,试剂X最适合的是氢氧化钠 B.直接将MgCl2溶液加热蒸干得MgCl2 C.可用FeCl2或Na2SO3代替SO2吸收含溴的空气 D.虚线框内流程的主要目的是减少环境污染 5.(12分)(2024·广东江门检测)铝土矿的主要成分是Al2O3,此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质,某工厂用铝土矿制氧化铝的流程如图。 回答下列问题: (1)为了加快“酸浸”的反应速率,可以采取的措施有　　　　　　　　　　　　　　(写两点);“酸浸”步骤发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　。  (2)流程中“操作”的名称是　　　　　　,得到“滤渣1”的主要成分是　　　　　(填化学式)。  (3)“除铁”步骤中,“滤渣2”的主要成分是　　　　　　　(填化学式)。  (4)“沉铝”步骤中,发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。  (5)写出Al(OH)3的一种用途: 　　　　　　　　　　　　。  (6)工业冶炼铝用电解法,这种方法在冶炼金属中广泛应用,下列说法正确的是　　　　。  A.制取铝也可用电解熔融AlCl3的方法 B.加热熔融Al2O3时加入冰晶石以降低其熔化时的温度 C.电解饱和氯化钠溶液制取金属钠 D.MgCl2熔融时破坏离子键与共价键 综合性 6.(2024·广东梅州检测)如图所示为铝的生产原理示意图,下列相关说法不正确的是(　　) A.冰晶石作助熔剂 B.氧化铝属于过渡晶体 C.金属铁、铜的冶炼方法与铝类似 D.铝在工业上是一种很好的还原剂 7.(2024·浙江绍兴二模)以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下: 注:SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。下列说法不正确的是(　　) A.过滤Ⅰ所得滤渣进行洗涤的目的是提高产率 B.加入NaHCO3溶液发生反应:HC+[Al(OH)4]-Al(OH)3↓+C+H2O C.电解Ⅰ是电解熔融Al2O3,电解过程中作阴极的石墨易消耗 D.实验室常规灼烧操作所需的硅酸盐质仪器包括:坩埚、泥三角、玻璃棒、酒精灯 8.(2024·广东汕头检测)某混合物A中含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3,在一定条件下可实现如图所示的物质之间的转化。 据此,下列说法不正确的是(　　) A.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法为过滤 B.若把适量盐酸换成通入过量二氧化碳气体,则离子方程式为CO2+2[Al(OH)4]-2Al(OH)3↓+C+H2O C.过程②中反应的离子方程式为Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3N D.上述各物质间的转化不包括氧化还原反应 9.(2024·湖南湘潭模拟)依据动力学原理,CaMg(CO3)2分解过程中Mg2+会比Ca2+优先向外扩散,C随后扩散到表面分解产生CO2和O2-,而Ca2+与C的结合能力较强,不易扩散。如图为在一定条件下的热重分析图。 下列说法错误的是(　　) A.第一阶段反应的化学方程式为CaMg(CO3)2CaCO3+MgO+CO2↑ B.图中B点时,碳酸钙的分解率为60% C.图中C点以后剩余固体的成分是CaO、MgO D.第二阶段图像斜率明显加大可能是因为温度较高使反应速率增大 10.(14分)(2025·广东深圳检测)以某电厂的粉煤灰为原料(主要含SiO2、Al2O3和CaO等)提取铝的工艺流程如下: 回答下列问题: (1)提高单位时间内粉煤灰浸出率的措施有　　　　　　　　　　　　　　　　(任答一种即可),浸出时Al2O3发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　。  (2)“浸渣”的主要成分除Al2O3残余外,还有　　　　　。实验测得,5.0 g粉煤灰(Al2O3的质量分数为30%)经浸出、干燥后得到3.0 g“浸渣”(Al2O3的质量分数为8%),Al2O3的浸出率为　　　　　　。  (3)“沉铝”时,体系中三种物质的溶解度曲线如图所示,加入K2SO4反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　　,“沉铝”的最佳方案为　　　　　　　。  (4)“焙烧”时,主要反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。  (5)“水浸”后得到的“滤液2”可返回　　　　　工序循环使用。  创新性 11.(2024·河北唐山三模)铝土矿是生产金属铝的最佳原料,其用量占世界铝土矿总产量的90%以上。以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备有机合成中的重要还原剂铝氢化钠(NaAlH4)的一种工业流程如图(已知二氧化硅在“碱溶”时生成硅酸钠沉淀): 下列说法中错误的是(　　) A.为了提高“碱溶”效率,在“碱溶”前对铝土矿进行粉碎 B.“反应Ⅰ”的部分化学原理与泡沫灭火器的原理相同 C.“电解Ⅱ”中阳极的电极反应式为2H2O-4e-+4CO2↑+4HC D.“反应Ⅲ”的化学方程式为4NaH+AlCl3NaAlH4+3NaCl 12.(12分)(2024·广东珠海检测)纳米氧化铝在陶瓷、电子、生物医药等方面有广泛的用途,它可通过硫酸铝铵晶体热分解得到[已知:硫酸铝铵晶体的化学式为Al2(NH4)2(SO4)4·24H2O,相对分子质量为906]。制备硫酸铝铵晶体的实验流程如下: (1)酸性条件下H2O2氧化FeSO4的离子方程式为　　　　　　　　　　　　。  (2)若要保证产品的纯度,必须检验加入氨水后杂质是否除尽,其实验操作是:用试管取少量滤液,　　　　　　　　　,则说明杂质已除尽。  (3)上述流程中,“分离”所包含的操作依次为:　　　　　　、　　　　　　、过滤、洗涤、干燥;请完成硫酸铝铵晶体高温分解的化学方程式:  2[Al2(NH4)2(SO4)4·24H2O]　　　Al2O3+　　　NH3↑+　　　SO3↑+　　　　　  (4)取4.53 g硫酸铝铵晶体加热分解,最终剩余0.51 g Al2O3固体。加热过程中,固体质量随温度的变化如图所示。请计算确定400 ℃时(硫酸铵未分解)剩余固体成分的化学式为　　　　　　　(不必写出计算过程)。  答案解析 1.D　解析:将AlCl3溶液滴入浓氨水中,生成氢氧化铝沉淀,D错误。 2.A　解析:氢氧化铝是两性氢氧化物,可溶于强酸、强碱,不溶于弱酸、弱碱,实验室中将氨水滴入硫酸铝溶液中制备氢氧化铝,A正确;铝在空气中不能燃烧,B错误;加热蒸干氯化铝溶液得到水解产物氢氧化铝,不能得到氯化铝,C错误;常温下,铝在浓硫酸中发生钝化,不再继续反应,加入水稀释后,稀硫酸和铝发生反应,不能探究Al在不同浓度硫酸中的反应,D错误。 3.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A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;不能用干燥的空气代替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。 4.C　解析:苦卤中含有氯化镁,加入生石灰生成氢氧化镁沉淀,氢氧化镁沉淀中加入盐酸得到氯化镁,在氯化氢氛围中蒸发结晶得到氯化镁,电解熔融氯化镁得到镁;浓缩海水酸化后通入氯气生成溴单质,用热空气吹出溴,然后用二氧化硫、H2O吸收溴单质得到吸收液,再通入氯气得到溴的浓溶液,最终得到液溴。从经济角度,试剂X最适合的是生石灰或氢氧化钙,A错误;MgCl2水解生成的氯化氢易挥发,直接将MgCl2溶液加热蒸干最终不能得到MgCl2,应在氯化氢气流中加热蒸干,B错误;FeCl2或Na2SO3都具有还原性,可以吸收含溴的空气,C正确;虚线框内流程的主要目的是富集溴元素,D错误。 5.答案:(1)研磨铝土矿或提高盐酸浓度(合理即可)　Al2O3+6H+2Al3++3H2O、Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O (2)过滤　SiO2 (3)Fe(OH)3 (4)Na[Al(OH)4]+CO2Al(OH)3↓+NaHCO3 (5)作胃酸中和剂或阻燃剂(合理即可) (6)B 解析:铝土矿的成分中与HCl反应的有Al2O3、Fe2O3,不反应的是SiO2,所以经过滤得到“滤渣1”的主要成分为SiO2,滤液中含有Al3+、Fe3+,向其中加入过量NaOH溶液,发生反应Al3++4OH-[Al(OH)4]-、Fe3++3OH-Fe(OH)3↓,得“滤渣2”的主要成分为Fe(OH)3,“滤液a”中的主要成分为Na[Al(OH)4]、NaOH(过量),NaOH能与过量的CO2反应生成NaHCO3,Na[Al(OH)4]能与过量CO2发生反应:Na[Al(OH)4]+CO2(过量)Al(OH)3↓+NaHCO3,故“滤液b”的主要成分为NaHCO3,Al(OH)3沉淀经加热分解得到Al2O3,电解熔融氧化铝可得到金属铝。 (1)增大反应物的浓度、增大接触面积、升高温度等均能加快反应速率。根据分析,“酸浸”步骤发生反应的离子方程式为Al2O3+6H+2Al3++3H2O、Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O。 (2)流程中“操作”的名称是过滤,得到“滤渣1”的主要成分是SiO2。 (3)“除铁”步骤中,“滤渣2”的主要成分是Fe(OH)3。 (4)“沉铝”步骤中,发生反应的化学方程式为Na[Al(OH)4]+CO2Al(OH)3↓+NaHCO3。 (5)Al(OH)3具有微弱碱性,可作胃酸中和剂,另外受热分解时吸热生成高熔点的氧化铝和水,则Al(OH)3也是一种阻燃剂。 (6)氯化铝是共价化合物,制取铝不能用电解熔融AlCl3的方法,A错误;Al2O3晶体的熔点很高,“电解”熔融的Al2O3会消耗大量的能量,冰晶石的作用是助熔剂,使Al2O3在较低的温度下熔化,B正确;水与金属钠反应,制取金属钠应电解熔融氯化钠,C错误;MgCl2只含离子键,MgCl2熔融时破坏离子键,D错误。 6.C　解析:冰晶石在电解铝工业中常用作助熔剂,A正确;氧化铝的晶体结构具有某些过渡金属的特征,因此被称为过渡晶体,B正确;工业上用电解熔融的氧化铝得到金属铝和氧气,而工业上用热还原法来冶炼金属铁、铜,C错误;Al为活泼金属,冶金工业中常作还原剂,D正确。 7.C　解析:过滤Ⅰ所得滤渣进行洗涤是为了将滤渣表面残留的[Al(OH)4]-尽可能溶解到滤液中,可提高最终得到的Al的量,以提高产率,A正确;NaHCO3会与[Al(OH)4]-反应生成Al(OH)3沉淀和Na2CO3:HC+[Al(OH)4]-Al(OH)3↓+C+H2O,B正确;电解Ⅰ是电解熔融Al2O3,电解过程中阴极物质得电子:Al3++3e-Al,石墨不会被消耗,C错误;灼烧操作温度相对较高,所需的硅酸盐质仪器包括坩埚、泥三角、玻璃棒、酒精灯,D正确。 8.B　解析:根据题意分析可知,沉淀C为氧化铝和氧化铁的混合物,加入氢氧化钠溶液,氧化铝与其反应生成四羟基合铝酸钠,沉淀D为氧化铁,向步骤Ⅲ得到的溶液中加入适量的盐酸得到沉淀氢氧化铝;向步骤Ⅰ得到的溶液中加入过量氨水得到氢氧化铝沉淀,加热分解得到氧化铝。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法均为过滤,A正确;若把适量盐酸换成通入过量二氧化碳气体,生成氢氧化铝和碳酸氢钠,离子方程式为CO2+[Al(OH)4]-Al(OH)3↓+HC,B错误;过程②是铝离子和氨水发生反应生成氢氧化铝沉淀,离子方程式为Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3N,C正确;题中各物质间的转化均没有元素化合价的变化,不包括氧化还原反应,D正确。 9.B　解析:由题意可知Mg2+和C优先于Ca2+向外扩散,因此第一阶段可视为碳酸镁分解阶段,生成氧化镁和二氧化碳,而碳酸钙不反应,化学方程式为CaMg(CO3)2CaCO3+MgO+CO2↑,A正确;第二阶段为碳酸钙分解,若其完全分解,质量分数变化为76%-52%=24%,B点时,因碳酸钙分解损失的质量分数为76%-64%=12%,可知此时碳酸钙分解率为50%,B错误;C点剩余固体为完全分解产物,固体成分为氧化镁和氧化钙,C正确;第二阶段反应温度高于第一阶段,温度越高反应速率越大,固体损失相同质量所需的时间段,曲线斜率的绝对值较大,D正确。 10.答案:(1)适当增大硫酸的浓度或搅拌或加热等　Al2O3+6H+2Al3++3H2O (2)SiO2和CaSO4　84% (3)Al2(SO4)3+K2SO4+24H2O2KAl(SO4)2·12H2O↓　高温溶解再冷却结晶 (4)2KAl(SO4)2K2SO4+Al2O3+3SO3↑或 4KAl(SO4)22K2SO4+2Al2O3+6SO2↑+3O2↑ (5)“沉铝” 解析:以粉煤灰为原料(主要含SiO2、Al2O3和CaO等)加入硫酸“浸出”,得到“浸渣”的主要成分除Al2O3残余外,还有二氧化硅、硫酸钙,加入硫酸钾,可产生复盐明矾沉铝,再通过“干燥脱水、焙烧”产生氧化铝、硫酸钾和二氧化硫或三氧化硫气体,“水浸”除去硫酸钾,最后得到氧化铝。 (1)“浸出”时提高反应速率,提高浸出率的方法有适当增大硫酸的浓度或搅拌或加热等;Al2O3和H2SO4发生反应生成Al2(SO4)3和H2O,离子方程式为Al2O3+6H+2Al3++3H2O。 (2)“浸渣”的主要成分除残余Al2O3外,还有二氧化硅、硫酸钙;5.0 g粉煤灰中Al2O3的质量为5.0 g×30%=1.5 g,3.0 g“浸渣”中Al2O3的质量为3.0 g×8%=0.24 g,则Al2O3的浸出率为×100%=84%。 (3)根据沉铝体系中物质的溶解度可知,加入K2SO4沉铝的目的是更多地使Al2(SO4)3转化为KAl(SO4)2·12H2O,使更多的铝元素转化为晶体析出,同时保证晶体纯度,化学方程式为Al2(SO4)3+K2SO4+24H2O2KAl(SO4)2·12H2O↓;KAl(SO4)2·12H2O的溶解度受温度影响较大,“沉铝”的最佳方案为高温溶解再冷却结晶。 (4)“焙烧”时,KAl(SO4)2分解为K2SO4、Al2O3和SO3或K2SO4、Al2O3、SO2和O2,反应方程式为2KAl(SO4)2K2SO4+Al2O3+3SO3↑或4KAl(SO4)22K2SO4+2Al2O3+6SO2↑+3O2↑。 (5)“水浸”后得到的“滤液2”成分为K2SO4,可在“沉铝”工序循环使用。 11.B　解析:在“碱溶”前对铝土矿进行粉碎,可以增大接触面积,提高“碱溶”效率,A正确;“反应Ⅰ”为[Al(OH)4]-+HCAl(OH)3↓+C+H2O,与泡沫灭火器的原理不相同,B错误;“电解Ⅱ”是电解碳酸钠溶液,阳极的电极反应式为2H2O-4e-+4CO2↑+4HC,C正确;“反应Ⅲ”是氯化铝和NaH反应生成NaAlH4和氯化钠:4NaH+AlCl3NaAlH4+3NaCl,D正确。 12.答案:(1)H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2O (2)滴入2~3滴KSCN(或NH4SCN)溶液,若溶液不变红色 (3)蒸发浓缩　冷却结晶　2　4　8　50H2O (4)Al2(NH4)2(SO4)4·H2O 解析:由工艺流程可知,加入过氧化氢将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,加入氨水调节溶液的pH,使Fe3+转化为Fe(OH)3过滤除去,过滤后滤液主要含硫酸铵,氢氧化铝与硫酸混合反应生成硫酸铝溶液,再将硫酸铵和硫酸铝溶液混合反应,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作,最终得到硫酸铝铵晶体。 (1)H2O2氧化FeSO4的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2O。 (2)检验杂质是否除尽实际是检验Fe3+是否已除尽,因此可用KSCN溶液检验,滴加2~3滴KSCN溶液,如果没有看到溶液显血红色,说明杂质除尽。 (3)从溶液中得到晶体,并结合后续操作过滤及洗涤,可知前二步为蒸发浓缩、冷却结晶。硫酸铝铵晶体高温分解的化学方程式为2Al2(NH4)2(SO4)4·24H2O2Al2O3+4NH3↑+8SO3↑+50H2O。 (4)n(硫酸铝铵)==0.005 mol,其中含水m(H2O)=0.005 mol×24×18 g·mol-1=2.16 g,加热至400 ℃时失去水的质量为4.53 g-2.46 g=2.07 g,说明还存在结晶水。剩余固体含有的结晶水n(H2O)=(2.16 g-2.07 g)÷18 g·mol-1=0.005 mol,则剩余固体中n(硫酸铝铵)∶n(剩余水)=0.005 mol∶0.005 mol=1∶1,故剩余固体成分的化学式为Al2(NH4)2(SO4)4·H2O。 学科网（北京）股份有限公司 $$