2027届高三化学一轮考向三层精练15　镁、铝、过渡金属及其化合物

**基本信息** 分层递进式专项训练，聚焦镁、铝及过渡金属化合物，融合性质探究与工业流程，强化化学观念与科学思维 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |强基练|6题|性质判断与基础应用|从单质到化合物的性质递变，建立“结构-性质-用途”关联| |进阶练|3题|工业流程分析|从实验室到工业生产的转化，体现物质分离与提纯逻辑| |融合练|1题（非选择）|综合实验与计算|多元素综合应用，强化证据推理与模型认知|

[考向三层精练(十五)]　镁、铝、过渡金属及其化合物 (选择题每小题5分，非选择题每小题10分) 【第一层 强基练】 考向1　镁及其重要化合物 1.某项目学习小组的同学在探究镁的性质时，设计实验并用手持探测器测得溶液中某气体的含量变化曲线如表所示： 装置图 序号 试剂A 实验现象 某气体含量变化曲线 ① pH＝10.8的NaOH溶液 无明显现象 — ② pH＝10.8的NaHCO3溶液 有大量气体生成，生成白色沉淀 已知：NaHCO3溶液中存在自耦电离HC＋HCC＋H2CO3，且温度高于48 ℃时开始分解。经测定，实验序号②中白色沉淀成分为MgCO3·nH2O。下列说法错误的是(　　) A.镁与冷水、氢氧化钠溶液不反应 B.实验序号②曲线表示CO2在溶液中含量的变化 C.实验序号②气体成分：CO2和H2 D.生成MgCO3·nH2O的反应为Mg(OH)2＋2HC＋(n－2)H2OMgCO3·nH2O＋C 2.海水提镁的主要流程如图所示，下列说法不正确的是(　　) A.试剂M能导电，故其是电解质 B.操作b是加热到溶液表面出现晶膜时停止加热 C.步骤Ⅰ、Ⅱ是通过化学方法富集镁元素 D.在HCl气流中进行MgCl2·6H2O脱水，能抑制Mg2＋水解，可得到更多的无水MgCl2 考向2　铝及其重要化合物 3.铝是地壳中含量最高的金属元素，下列关于铝及其化合物的性质、用途的说法错误的是(　　) A.纯铝的硬度和强度较小，不适合用于制造机器零部件 B.可用NaOH溶液除去Fe2O3粉末中少量的Al2O3 C.铝合金是用来制造飞机和宇宙飞船的理想材料 D.盐酸可以除去镁粉中的铝粉 4.钠、镁、铝及其化合物具有重要用途，如钠在700～800 ℃时可将Ti从其氟化物中置换出来，MgO、Al2O3熔点很高，可作耐高温材料。将MgCl2·6H2O直接加热得MgO。工业上可从铝土矿(主要成分是Al2O3)中提取Al，主要步骤是将铝土矿溶于NaOH溶液，过滤得Na[Al(OH)4]溶液，通入足量的CO2得Al(OH)3沉淀，Al(OH)3热分解得Al2O3，电解熔融Al2O3得金属Al。下列物质间的转化在指定条件下表示正确的是(　　) A.用MgCl2·6H2O制取金属Mg：MgCl2·6H2OMgCl2Mg B.用AlCl3溶液制取金属Al：AlCl3溶液Al(OH)3Al2O3Al C.铝土矿溶于NaOH溶液的化学方程式：3H2O＋Al2O3＋2NaOH2Na[Al(OH)4] D.Na[Al(OH)4]溶液中通入足量CO2的离子方程式：2[Al(OH)4]－＋CO22Al(OH)3↓＋H2O＋C 考向3　铜及其重要化合物 5.(原创＋模块融通)下列铜及其化合物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，可用于消毒饮用水 6.(2025·北京东城区一模)实验：把铜丝放入稀硫酸中，无明显现象，再加入双氧水，铜丝表面有少量气泡产生并逐渐增多，一段时间后产生大量气泡，溶液变蓝。下列分析不正确的是(　　) A.依据金属活动性顺序，铜与稀硫酸不能发生置换反应 B.实验中产生的气体能使带火星木条复燃 C.溶液变蓝的方程式有Cu＋H2O2＋2H＋Cu2＋＋2H2O D.“产生大量气泡”，说明Cu2＋起到了催化作用 【第二层 进阶练】 7.(2025·山东淄博一模)用黄铜矿(主要成分CuFeS2，含少量SiO2)冶炼铜的一种工艺流程如图所示： 已知：“一次浸取”后的滤渣主要为CuCl、S、SiO2；CuCl(s)＋Cl－(aq)[CuCl2]－(aq)。下列说法错误的是(　　) A.“一次浸取”反应方程式为CuFeS2＋3FeCl3CuCl＋4FeCl2＋2S B.滤液1在空气中加热蒸干灼烧后，可得Fe2O3 C.“二次浸取”后滤渣中的混合物可用热的NaOH溶液分离 D.“调节pH”中每生成1 mol Cu，转移1 mol电子 8.精炼铜产生的铜阳极泥富含Cu、Ag、Au等多种元素。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离提收金和银的流程，如下图所示。 下列说法正确的是(　　) A.浸取1和浸取2中温度越高，反应速率越快 B.相同条件下，等浓度的H2O2在盐酸环境中的氧化性比硫酸环境中的氧化性强 C.可用氨水分离AgCl与其他难溶杂质 D.“还原”步骤中，产物N2和Au的物质的量之比为4∶3 9.一种以低品位锰矿(含MnCO3、Mn2O3及少量Fe3O4、Al2O3、SiO2)为原料生产Mn3O4的工艺流程如下。 已知：在该流程条件下，Fe3＋、Al3＋完全沉淀的pH分别为3.7和5.0，Fe2＋、Mn2＋开始沉淀的pH分别为7.2和8.8。下列说法错误的是(　　) A.“溶浸”过程中H2O2只体现了氧化性(不考虑H2O2的自身分解反应) B.“调pH”中物质A可以是MnO C.“沉锰”所得滤液中溶质的主要成分为(NH4)2SO4 D.在空气中加热氧化过程的化学方程式为6Mn(OH)2＋O22Mn3O4＋6H2O 【第三层 融合练】 10.(2024·河北卷)V2O5是制造钒铁合金、金属钒的原料，也是重要的催化剂。以苛化泥为焙烧添加剂从石煤中提取V2O5的工艺，具有钒回收率高、副产物可回收和不产生气体污染物等优点。工艺流程如下。 已知：ⅰ.石煤是一种含V2O3的矿物，杂质为大量Al2O3和少量CaO等；苛化泥的主要成分为CaCO3、NaOH、Na2CO3等。 ⅱ.高温下，苛化泥的主要成分可与Al2O3反应生成偏铝酸盐；室温下，偏钒酸钙[Ca(VO3)2]和偏铝酸钙均难溶于水。 回答下列问题： (1)钒原子的价层电子排布式为　　　　；焙烧生成的偏钒酸盐中钒的化合价为　　　　，产生的气体①为　　　　(填化学式)。 (2)水浸工序得到滤渣①和滤液，滤渣①中含钒成分为偏钒酸钙，滤液中杂质的主要成分为　　　　(填化学式)。 (3)在弱碱性环境下，偏钒酸钙经盐浸生成碳酸钙，发生反应的离子方程式为　　　　　　 　　　　　　　； CO2加压导入盐浸工序可提高浸出率的原因为　　　　　　　　　　　　　　　　； 浸取后低浓度的滤液①进入　　　　(填工序名称)，可实现钒元素的充分利用。 (4)洗脱工序中洗脱液的主要成分为　　　　(填化学式)。 (5)下列不利于沉钒过程的两种操作为　　　　(填字母)。 a.延长沉钒时间 b.将溶液调至碱性 c.搅拌 d.降低NH4Cl溶液的浓度 参考答案与解析 1.解析：选A。镁与冷水可缓慢反应，在氢氧化钠溶液中也能与水发生反应，只是速率较小，A错误；NaHCO3溶液中由于HC自耦电离与空气中CO2溶解，在开始时溶液中CO2浓度较大，随着反应的进行，生成的H2驱赶出溶液中的CO2，使CO2的浓度降低，随着溶液的温度升高，HC自耦电离正向进行，生成更多的CO2，使CO2的浓度升高，B正确；镁与水反应生成H2，HC自耦电离产生CO2，故气体成分为CO2和H2，C正确。 2.解析：选A。步骤Ⅱ中Mg(OH)2加入试剂M得到MgCl2溶液，则M是盐酸，属于混合物，不是电解质，A错误；步骤Ⅲ获得MgCl2晶体，加热温度不能过高，易失去结晶水，故操作b是加热到溶液表面出现晶膜时停止加热，冷却获得晶体，B正确。 3.解析：选D。盐酸与镁和铝均反应，D错误。 4.解析：选C。将MgCl2·6H2O直接加热会分解生成氢氧化镁，最终分解生成氧化镁，不能得到无水氯化镁，A错误；AlCl3溶液加入过量氢氧化钠，得到四羟基合铝酸钠而不是氢氧化铝沉淀，B错误；Na[Al(OH)4]溶液中通入足量CO2生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，离子方程式为[Al(OH)4]－＋CO2Al(OH)3↓＋HC，D错误。 5.解析：选C。铜单质具有导电性，可用于传输电流，A错误；Cu2O熔沸点较高与其作催化剂无因果关系，B错误；CuSO4能使蛋白质变性，但CuSO4不可用于消毒饮用水，只能用于环境消毒，D错误。 6.解析：选D。溶液变蓝色，说明酸性条件下，铜被氧化为铜离子，则过氧化氢中氧化合价会降低被还原生成水，结合电子守恒，反应为Cu＋H2O2＋2H＋Cu2＋＋2H2O，生成铜离子催化过氧化氢分解生成氧气，或反应放热，温度升高加快过氧化氢分解生成氧气，故铜丝表面有少量气泡产生并逐渐增多，一段时间后产生大量气泡。“产生大量气泡”，也可能反应放热，温度升高，导致过氧化氢分解速率增大，D错误。 7.解析：选C。结合已知CuFeS2被氯化铁氧化生成CuCl和S，氯化铁被还原为氯化亚铁，根据得失电子守恒以及元素守恒得反应方程式：CuFeS2＋3FeCl3CuCl＋4FeCl2＋2S，A正确；滤液1主要成分为氯化亚铁，在空气中加热会被氧化为氯化铁，蒸干过程中氯化铁水解生成氢氧化铁，灼烧得到氧化铁，B正确；二次浸取后滤渣为S和SiO2，两者均能与NaOH反应，因此不能用热的NaOH溶液分离，C错误；“调节pH”时发生反应：2[CuCl2]－Cu＋Cu2＋＋4Cl－，故每生成1 mol Cu，转移1 mol电子，D正确。 8.解析：选C。过氧化氢不稳定受热易分解、盐酸具有挥发性，故浸取1和浸取2中温度越高，导致过氧化氢、盐酸浓度降低，反应速率可能会变慢，A错误；盐酸存在条件下，过氧化氢氧化金形成配离子AuC促使反应进行，不能说明相同条件下，等浓度的H2O2在盐酸环境中的氧化性比硫酸环境中的氧化性强，B错误；氨水可以和氯化银生成银氨溶液，故可用氨水分离AgCl与其他难溶杂质，C正确；还原剂N2H4中N的化合价由－2升高至0价，HAuCl4中Au化合价由＋3价降至0价，结合得失电子守恒：3N2∶4Au，则产物N2和Au的物质的量之比为3∶4，D错误。 9.解析：选A。溶浸过程中H＋与MnCO3、Fe3O4、Al2O3反应生成Mn2＋、Fe3＋、Al3＋等，根据流程图，Mn2O3在酸性条件下将H2O2氧化成O2，本身被还原成Mn2＋，H2O2作还原剂，A错误；加入适量A调节溶液pH值，将铁离子、铝离子生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，同时不能引入新的杂质，物质A可以是MnO，B正确；“沉锰”过程中MnSO4和氨水反应生成Mn(OH)2和(NH4)2SO4，所得滤液中溶质的主要成分为(NH4)2SO4，C正确。 10.解析：(2)结合石煤和苛化泥的主要成分及已知信息知，焙烧所得产物主要为Ca(VO3)2、NaVO3、NaAlO2等，其中Ca(VO3)2难溶于水，水浸后得到NaVO3、Na[Al(OH)4]的混合溶液，结合该流程的目的为制备V2O5知，滤液中的杂质主要为Na[Al(OH)4]。(3)盐浸工序中Ca(VO3)2转化为CaCO3，结合电荷守恒、元素守恒配平可得反应的离子方程式。加压条件下通入CO2可增大溶液中HC浓度，促进Ca(VO3)2转化为CaCO3，V进入溶液进行后续操作，从而提高钒的浸出率。盐浸后滤液①中含有V，为提高钒的利用率，可将其加入离子交换工序。(4)离子交换时发生阴离子交换反应：V＋R—N(CH3)3ClR—N(CH3)3VO3＋Cl－，根据所用树脂类型及苛化泥主要成分含Na元素知，洗脱时可使用NaCl溶液，使钒元素转入溶液中：R—N(CH3)3VO3＋Cl－R—N(CH3)3Cl＋V。(5)将溶液调至碱性，NH4Cl会转变成NH3·H2O，从而影响沉钒；降低NH4Cl的浓度会使沉钒不充分，也会影响沉钒。 答案：(1)3d34s2　＋5　CO2 (2)Na[Al(OH)4] (3)Ca(VO3)2＋HC＋OH－CaCO3＋2V＋H2O　使HC浓度增大，促进Ca(VO3)2转化为CaCO3，使V进入溶液中　离子交换 (4)NaCl　(5)bd 学科网（北京）股份有限公司 $