专题十二钠、镁、铝及其化合物考点一 钠及其化合物1．(2022·福建理综，6，6分)下列有关物质应用的说法正确的是( )A．生石灰用作食品抗氧化剂B．盐类都可用作调味品C．铝罐可久盛食醋D．小苏打是面包发酵粉的主要成分之一解析 生石灰没有还原性，不能作抗氧化剂，故A错误；不是所有的盐都能作调味品，如NaNO2有毒，故B错误；铝可与CH3COOH反应生成盐和H2，故C错误；D正确。答案 D2．(2022·安徽理综，12，6分)我省盛产矿盐(主要成分是NaCl，还含有SO等其他可溶性杂质的离子)。下列有关说法正确的是( )A．由矿盐生产食盐，除去SO最合适的试剂是Ba(NO3)2B．工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气C．室温下，AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度D．用酚酞试液可鉴别饱和食盐水和饱和纯碱溶液解析 A项，除去粗盐中的SO，应选用BaCl2，若选用Ba(NO3)2，将引入难以除去的NO；B项，电解NaCl溶液，得到NaOH、Cl2和H2；C项，根据沉淀溶解平衡，AgCl在水中的溶解度大于在食盐水中的溶解度。答案 D考点二 镁铝及其化合物1．(2022·江苏化学，4，2分)在CO2中，Mg燃烧生成MgO和C。下列说法正确的是( )A．元素C的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体B．Mg、MgO中镁元素微粒的半径：r(Mg2＋)＞r(Mg)C．在该反应条件下，Mg的还原性强于C的还原性D．该反应中化学能全部转化为热能解析 A项，碳元素存在金刚石、石墨、C60、C70、石墨烯等多种同素异形体，错误；B项，Mg和Mg2＋的质子数相同，但Mg有3个电子层，Mg2＋有2个电子层，\n所以Mg半径大于Mg2＋半径，错误；C项，该反应中镁作还原剂，C为还原产物，由氧化还原反应的“强弱规律”可知，Mg的还原性强于C的还原性，正确；D项，该反应中化学能除转化为热能外还有部分转化为光能(因为燃烧时发出光)，错误。答案 C2．(2022·山东理综，10，5分)某化合物由两种单质直接反应生成，将其加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生。下列化合物中符合上述条件的是( )A．AlCl3B．Na2OC．FeCl2D．SiO2解析 A项，AlCl3可由Al与Cl2反应制得，将AlCl3加入Ba(HCO3)2溶液中生成CO2气体和Al(OH)3沉淀，正确；B项，Na2O加入Ba(HCO3)2溶液中没有气体产生，错误；C项，Fe与Cl2反应生成FeCl3，错误；D项，SiO2与Ba(HCO3)2不反应，错误。答案 A3．(2022·重庆理综，2，6分)下列说法正确的是( )A．I的原子半径大于Br，HI比HBr的热稳定性强B．P的非金属性强于Si，H3PO4比H2SiO3的酸性强C．Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应D．SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4解析 A项，I的原子半径大于Br，但非金属性弱于Br，所以气态氢化物的稳定性弱于HBr，错误；B项，P的非金属性强于Si，所以最高价氧化物对应水化物的酸性H3PO4强于H2SiO3，正确；C项，MgO不与NaOH溶液反应，错误；D项，发生反应SO3＋H2O＋Ba(NO3)2===BaSO4↓＋2HNO3，HNO3氧化SO2得H2SO4，所以无BaSO3沉淀，错误。答案 B4．(2022·课标全国卷Ⅱ，13，6分)用如图所示装置进行下列实验：将①中溶液滴入②中，预测的现象与实际相符的是( )选项①中物质②中物质预测②中的现象A稀盐酸碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液立即产生气泡\nB浓硝酸用砂纸打磨过的铝条产生红棕色气体C氯化铝溶液浓氢氧化钠溶液产生大量白色沉淀D草酸溶液高锰酸钾酸性溶液溶液逐渐褪色解析 A项，发生的反应依次为：NaOH＋HCl===NaCl＋H2O、Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl、NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，由此可知开始时无气泡，最后才有气泡产生，错误；B项，常温下浓硝酸具有强氧化性，可将铝钝化，不生成气体，错误；C项，开始时NaOH过量，发生反应Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，无沉淀生成，错误；D项；草酸(乙二酸)具有还原性，能还原酸性高锰酸钾溶液，使其褪色，正确。答案 D5．(2022·北京理综，9，6分)下列解释事实的方程式不正确的是( )A．测0.1mol·L－1氨水的pH为11：NH3·H2ONH＋OH－B．将Na块放入水中，产生气体：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑C．用CuCl2溶液做导电实验，灯泡发光：CuCl2Cu2＋＋2Cl－D．Al片溶于NaOH溶液中，产生气体：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑解析 NH3·H2O为弱碱，在水溶液中部分电离，故A项正确；Na能与水反应生成NaOH和H2，故B项正确；用CuCl2溶液做导电实验，反应的化学方程式为：CuCl2Cu＋Cl2↑，故C项错误；Al与NaOH溶液反应生成H2，故D项正确。答案 C6．(2022·安徽理综，13，6分)室温下，在0.2mol·L－1Al2(SO4)3溶液中，逐滴加入1.0mol·L－1NaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如图，下列有关说法正确的是( )A．a点时，溶液呈酸性的原因是Al3＋水解，离子方程式为Al3＋＋3OH－Al(OH)3B．a～b段，溶液pH增大，Al3＋浓度不变C．b～c段，加入的OH－主要用于生成Al(OH)3沉淀D．d点时，Al(OH)3沉淀开始溶解解析 A项，Al3＋水解的离子方程式为Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，A项错误；B项，\n随着溶液pH增大，Al3＋与OH－反应生成Al(OH)3，Al3＋浓度减小，B项错误；从b点开始Al3＋逐渐生成Al(OH)3沉淀，至c点基本沉淀完全，继续加入NaOH溶液，增大溶液的pH到10左右，Al(OH)3开始溶解，至d点基本溶解完全，C项正确，D项错误。答案 C7．(2022·山东理综，9，5分)足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是( )A．氢氧化钠溶液B．稀硫酸C．盐酸D．稀硝酸解析 铝与稀硝酸反应但不产生H2，与NaOH溶液反应方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，可知2molAl可消耗2molNaOH，生成3molH2；与稀硫酸反应方程式为2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑，可知2molAl消耗3molH2SO4，生成3molH2；与盐酸反应方程式为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，可知2molAl消耗6molHCl，生成3molH2；故等量Al与足量其他物质反应，放出氢气消耗溶质物质的量最少的是A。答案 A8．(2022·福建理综，24，15分)无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。(1)氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体，其反应的离子方程式为__________________________________________________________________。(2)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含有Fe2O3、SiO2等杂质)制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下：已知：物质SiCl4AlCl3FeCl3FeCl2沸点/℃57.6180(升华)300(升华)1023①步骤Ⅰ中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多，其作用是___________________________________________________(只要求写出一种)。\n②步骤Ⅱ中若不通入氯气和氧气，则反应生成相对原子质量比硅大的单质是__________________________________________________________________。③已知：Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(s)＋3CO(g)ΔH1＝＋1344.1kJ·mol－12AlCl3(g)===2Al(s)＋3Cl2(g)ΔH2＝＋1169.2kJ·mol－1由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为__________________________________________________________________。④步骤Ⅲ的尾气经冷却至室温后，气体用足量的NaOH冷溶液吸收，生成的盐主要有3种，其化学式分别为________________________________________。⑤结合流程及相关数据分析，步骤Ⅴ中加入铝粉的目的是________________________________________________________________________。解析 (1)AlCl3属于强酸弱碱盐，在溶液中Al3＋发生水解反应生成Al(OH)3胶体：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋；(2)①步骤Ⅰ中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多，可以防止后续步骤生成的AlCl3水解，同时也增大了反应物的接触面积，从而加快反应速率。②根据物质的组成元素可知：若步骤Ⅱ中不通入氯气和氧气，则反应生成相对原子质量比Si大的单质是Fe。③对已知两个热化学方程式由上到下依次标记为(i)和(ii)，根据盖斯定律，(i)－(ii)可得所求热化学方程式：Al2O3(s)＋3C(s)＋3Cl2(g)===2AlCl3(g)＋3CO(g) ΔH＝＋174.9kJ/mol；④步骤Ⅲ经冷却至室温后，气体用足量的NaOH冷溶液吸收，Cl2与浓NaOH溶液发生反应生成NaCl、NaClO3和H2O。随着反应进行，溶液浓度变小，这时Cl2与稀NaOH溶液发生反应生成NaCl、NaClO和H2O。因此，得到的3种盐分别为NaCl、NaClO、NaClO3。⑤Al的活动性强于Fe，在步骤Ⅴ中加入Al粉与FeCl3发生置换反应，以除去FeCl3从而提高AlCl3的纯度。答案 (1)Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋(2)①防止后续步骤生成的AlCl3水解或增大反应物的接触面积，加快反应速率②Fe或铁③Al2O3(s)＋3C(s)＋3Cl2(g)===2AlCl3(g)＋3CO(g) ΔH＝＋174.9kJ/mol④NaCl、NaClO、NaClO3⑤除去FeCl3，提高AlCl3纯度\n9．(2022·广东理综，32，16分)七铝十二钙(12CaO·7Al2O3)是新型的超导材料和发光材料，用白云石(主要含CaCO3和MgCO3)和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下：(1)煅粉主要含MgO和________，用适量NH4NO3溶液浸取煅粉后，镁化合物几乎不溶，若溶液Ⅰ中c(Mg2＋)小于5×10－6mol·L－1，则溶液pH大于________[Mg(OH)2的Ksp＝5×10－12]；该工艺中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3，原因是___________________________________________________。(2)滤液Ⅰ中的阴离子有________(忽略杂质成分的影响)；若滤液Ⅰ中仅通入CO2会生成________，从而导致CaCO3产率降低。(3)用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜，反应的离子方程式为__________________________________________________________________。(4)电解制备Al(OH)3时，电极分别为Al片和石墨，电解总反应方程式为__________________________________________________________________。(5)一种可超快充电的新型铝电池，充放电时AlCl和Al2Cl两种离子在Al电极上相互转化，其它离子不参与电极反应，放电时负极Al的电极反应式为__________________________________________________________________。解析 (1)白云石高温煅烧，CaCO3和MgCO3受热分解生成CaO和MgO，煅粉主要含有CaO和MgO。若溶液Ⅰ中c(Mg2＋)小于5×10－6mol·L－1，根据Ksp＝c(Mg2＋)·c2(OH－)得：c(OH－)＞＝mol·L－1＝1×10－3mol·L－1，c(H＋)＜＝1×10－11mol·L－1，即pH＞11。若用(NH4)2SO4代替NH4NO3，则(NH4)2SO4会与CaO反应生成CaSO4微溶物，在过滤时会被除去，造成生成的CaCO3减少。(2)煅粉的主要成分是CaO和MgO，加入适量NH4NO3溶液浸取煅粉后，由于镁化合物几乎不溶，则溶液中溶质主要为生成的Ca(NO3)2，故滤液Ⅰ中的主要阴离子为NO。由于滤液Ⅰ的pH大于11，溶液中含有Ca(NO3)2和少量的NH4NO3与Ca(OH)2，若仅通入CO2会生成(NH4)2CO3，从而导致CaCO3产率降低。(3)用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜，反应的离子方程式为2OH－＋Al2O3===2AlO＋H2O。(4)电解制备Al(OH)3时，电极分别为Al片和石墨，\n电解总反应方程式2Al＋6H2O2Al(OH)3↓＋3H2↑。(5)由题意可知，放电时负极Al失去电子与AlCl结合生成Al2Cl，其电极反应式为Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl。答案 (1)CaO 11 加入(NH4)2SO4会生成CaSO4微溶物，在过滤时会被除去，造成生成的CaCO3减少(2)NO (NH4)2CO3 (3)2OH－＋Al2O3===2AlO＋H2O (4)2Al＋6H2O2Al(OH)3↓＋3H2↑(5)Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl10．(2022·课标全国卷Ⅰ，27，14分)硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示：回答下列问题：(1)写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式________________。为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有____________________________________________________________________________(写出两条)。(2)利用________的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是____________________________________________________(写化学式)。(3)“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是_____________________________。然后再调节溶液的pH约为5，目的是___________________________________。(4)“粗硼酸”中的主要杂质是________(填名称)。(5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH4)，它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为________。(6)单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程_______________________________。解析 (1)Mg2B2O5·H2O与硫酸反应生成H3BO3、MgSO4，配平即可。为提高浸出速率，\n可以从温度(升高温度)、浓度、增大接触面积(将矿石粉碎)等角度分析。(2)Fe3O4具有磁性，可以利用铁块将其从“浸渣”中吸出。SiO2不溶于H2SO4，CaO与H2SO4生成CaSO4微溶于水，所以“浸渣”中还有SiO2和CaSO4。此时溶液中除H3BO3外还有MgSO4(由(1)中反应生成)、Fe2(SO4)3、FeSO4、Al2(SO4)3。(3)“净化除杂”先加H2O2的目的是将Fe2＋氧化为Fe3＋，然后再通过调节pH促进Fe3＋、Al3＋水解生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而除去。(4)“粗硼酸”中的主要杂质是没有除去的MgSO4。(5)NaBH4由Na＋和BH组成。其中的氢显－1价，－1价的H具有较强的还原性。(6)以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼的过程是：H3BO3分解生成B2O3，B2O3与金属镁发生置换反应生成单质B。答案 (1)Mg2B2O5·H2O＋2H2SO42MgSO4＋2H3BO3 提高反应温度、减小铁硼矿粉粒径(2)Fe3O4 SiO2和CaSO4(3)将Fe2＋氧化为Fe3＋ 使Al3＋和Fe3＋形成氢氧化物沉淀而除去(4)硫酸镁(5)(6)2H3BO3B2O3＋3H2O B2O3＋3Mg2B＋3MgO11．(2022·山东理综，30，16分)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、Al2Cl和AlCl组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。(1)钢制品应接电源的________极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为______________________。若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为________。(2)为测定镀层厚度，用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层，当反应转移6mol电子时，所得还原产物的物质的量为________mol。(3)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验，需要的试剂还有________。a．KClb．KClO3c．MnO2d．Mg取少量铝热反应所得的固体混合物，将其溶于足量稀H2SO4，滴加KSCN溶液无明显现象，________(填“能”或“不能”)说明固体混合物中无Fe2O3，\n理由是____________________________(用离子方程式说明)。解析 (1)电镀时，镀件作阴极，与电源负极相连，发生还原反应。若改用AlCl3水溶液作电解液，阴极电极反应式应为2H＋＋2e－===H2↑。电镀过程中有机阳离子不参与反应且不产生其他离子，故阴极的电极反应式应为4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl。(2)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，反应转移6mol电子时，还原产物H2的物质的量为3mol。(3)铝热反应实验需要高温条件，实验时一般用镁条插入KClO3中，镁条燃烧放热，KClO3受热分解放出O2，使镁条燃烧持续进行。由于2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，故用KSCN溶液检验无明显现象不能证明固体混合物中无Fe2O3。答案 (1)负 4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl H2(2)3(3)b、d 不能 Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋(或只写Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋)
