考点11 镁、铝元素单质及其重要化合物
一、选择题
1.(2014·上海高考·8)BeCl2熔点较低,易升华,溶于醇和醚,其化学性质与AlCl3相似。由此可推测BeCl2 ( ) A.熔融态不导电
B.水溶液呈中性 D.不与NaOH溶液反应
C.熔点比BeBr2高
【解题指南】解答本题时应注意以下两点: (1)注意题给物理性质; (2)熟悉AlCl3的化学性质。
【解析】选A。根据“熔点较低,易升华,溶于醇和醚”可知BeCl2属于分子晶体,熔融态不导电,A正确;其化学性质与AlCl3相似,BeCl2水溶液也应水解显酸性,B错误;对于组成相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔沸点越高,故BeCl2熔点比BeBr2低,C错误;化学性质与AlCl3相似,故BeCl2能与NaOH溶液反应,D错误。 2.(双选)(2014·上海高考·22)已知:2Na[Al(OH)4]+CO2
2Al(OH)3↓+Na2CO3+H2O。向含2 mol
NaOH、1 mol Ba(OH)2、2 mol Na[Al(OH)4]的混合溶液中慢慢通入CO2,则通入CO2的量和生成沉淀的量关系正确的是 ( )
选项 n(CO2)(mol) n(沉淀)(mol) A 2 1 B 3 2 C 4 3 D 6 3 【解题指南】解答本题时应注意以下两点: (1)要从离子反应的角度认识三种溶质与CO2反应的先后顺序; (2)碳酸钡、氢氧化铝与CO2反应不同。
【解析】选A、C。原溶液中含有4 mol OH-、1 mol Ba2+、2
mol[Al(OH)4]-,1 mol CO2消耗2 mol OH-生成1 mol C错误！未找到引用源。,同时与1 mol Ba2+恰好反应生成1 mol BaCO3,再通入1 mol CO2又消耗2 mol OH-生成1 mol C错误！未找到引用源。,此时没有沉淀,A正确;再通入1 mol CO2与2 mol[Al(OH)4]-反应生成2 mol Al(OH)3,此时沉淀共3 mol,B错误;再通入1 mol CO2与1 mol C错误！未找到引用源。生成2 mol HC错误！未找到引用源。,没有继续生成沉淀,C正确;再通入1 mol CO2与1 mol BaCO3反应,沉淀物质的量变为2 mol,再通入1 mol CO2时,CO2会与水发生反应,但沉淀质量不会发生变化,D错误。
【误区提醒】一般认为通入CO2后与NaOH、Ba(OH)2、Na[Al(OH)4]依次反应,而忽略了从离子反应的角度分析;本题也易忽略CO2与碳酸盐的反应。
3.(2014·福建高考·9)常温下,下列各组物质中,Y既能与X反应又能与Z反应的是 ( )
① ② ③ ④ X NaOH溶液 KOH溶液 O2 FeCl3溶液 Y Al(OH)3 SiO2 N2 Cu Z 稀硫酸 浓盐酸 H2 浓硝酸 A.①③ B.①④ C.②④ D.②③ 【解题指南】解答本题时应注意以下两点:
(1)明确反应条件是常温,如氮气只有在放电或高温的条件下才能够与氧气发生反应;
(2)两性物质既能与强酸溶液反应,又能与强碱溶液反应。
【解析】选B。Al(OH)3具有两性,既能与强酸溶液反应,又能与强碱
溶液反应,①正确;SiO2为酸性氧化物,与氢氧化钠溶液反应,与浓盐酸不反应,②错误;氮气与氢气以及氮气与氧气在常温下不反应,③错误;金属铜既能与浓硝酸反应(浓硝酸的强氧化性),又能与氯化铁溶液反应(氯化铁的强氧化性),④正确;B符合题意。
4. (2014·江苏高考·18)碱式碳酸铝镁[MgaAlb(OH)c(CO3)d·xH2O]常用作塑料阻燃剂。
(1)碱式碳酸铝镁具有阻燃作用,是由于其受热分解需吸收大量热量和 。
(2)MgaAlb(OH)c(CO3)d·xH2O中a、b、c、d的代数关系式为 。
(3)为确定碱式碳酸铝镁的组成,进行如下实验:
①准确称取3.390 g样品与足量稀盐酸充分反应,生成CO20.560 L(已换算成标准状况下)。
②另取一定量样品在空气中加热,样品的固体残留率(错误！未找到引用源。×100%)随温度的变化如下图所示(样品在270℃时已完全失去结晶水,600℃以上残留固体为金属氧化物的混合物)。
根据以上实验数据计算碱式碳酸铝镁样品中的n(OH-)∶n(C错误！未找到引用源。)(写出计算过程)。
【解题指南】解答本题时应注意以下两点:
(1)运用电荷守恒或是化合价代数和为零的观念,可写出物质中各粒子的数目关系。
(2)能分析出图中每段质量变化的含义。OH-在加热过程中会反应失去水,类似于Cu(OH)2
CuO+H2O。C错误！未找到引用源。加热会分
CaO+CO2↑。
解产生CO2,类似于CaCO3
【解析】(1)碱式碳酸铝镁受热分解生成氧化镁、氧化铝、二氧化碳和水,氧化镁和氧化铝覆盖在可燃物表面,具有阻燃作用。同时生成的二氧化碳和水均具有阻燃作用。(2)根据物质中元素的化合价代数和为零,可得2a+3b=c+2d。(3)样品中加入盐酸,生成CO2,由此得出C错误！未找到引用源。的量。由已知信息知,270℃时样品已完全失去结晶水,在270～600℃之间,样品减少的质量为H2O(由OH-生成)和CO2(由C错误！未找到引用源。生成)的质量,由减少的总质量减去CO2的质量,即可得出H2O的质量,从而求得OH-的物质的量。 答案:(1)生成的产物具有阻燃作用 (2)2a+3b=c+2d (3)n(CO2)=错误！未找到引用源。=2.50×10-2mol m(CO2)=2.50×10-2mol×44 g·mol-1=1.10 g
在270～600℃之间,失去结晶水后的样品进一步受热分解放出CO2和H2O
m(CO2)+m(H2O)=3.390 g×(0.734 5-0.370 2)=1.235 g m(H2O)=1.235 g-1.10 g=0.135 g
n(H2O)=错误！未找到引用源。=7.50×10-3mol n(OH-)=7.50×10-3mol×2=1.50×10-2mol n(OH-)∶n(C错误！未找到引用
源。)=(1.50×10-2mol)∶(2.50×10-2mol)=3∶5
5.(2014·安徽高考·13)室温下,在0.2 mol·L-1Al2(SO4)3溶液中,逐滴加入 1.0 mol·L-1NaOH溶液,实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如下图,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)3
B.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
【解题指南】解答本题时应注意以下两点: (1)曲线的起点、转折点的意义、曲线的变化趋势。 (2)水解方程式的书写。
【解析】选C。Al3+的水解反应为Al3++3H2O
Al(OH)3+3H+,A错
误;a→b段,部分Al3+转化为Al(OH)3,Al3+浓度减小,B错误;据图可知b→c段的pH<5,应该主要生成氢氧化铝沉淀,C正确;c点时,Al(OH)3沉淀开始溶解,d点的pH>10,即d点之前氢氧化铝已经溶解,D错误。 6.(2014·山东高考·30)离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系。由有机阳离子、Al2C错误！未找到引用源。和AlC错误！未找到引用源。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6 mol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.KCl b.KClO3 c.MnO2 d.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,理由
是 (用离子方程式说明)。
【解题指南】解答本题时应注意以下两点: (1)离子液体是无水体系; (2)Fe3+的检验方法及注意事项。
【解析】(1)电镀时镀件作阴极,故钢制品作阴极;电镀铝时阴极上生成单质铝,故阴极反应式为4Al2C错误！未找到引用源。+3e-Al+7AlC
错误！未找到引用源。;若改用AlCl3水溶液,阴极上H+放电,产生H2; (2)2Al+2NaOH+2H2O
2NaAlO2+3H2↑,H2是还原产物,H2与电子转
移数的对应关系为H2～2e-,故n(H2)=错误！未找到引用源。n(e-)=错误！未找到引用源。×6 mol=3 mol;
(3)铝热反应需要镁条和KClO3作引燃剂;H2SO4与Fe2O3反应生成的Fe3+可能与铝热反应产生的Fe完全反应生成Fe2+,滴加KSCN溶液无明显现象,离子方程式为Fe2O3+6H+Fe+2Fe3+
3Fe2+。
Al+7AlC错误！未
2Fe3++3H2O、
答案:(1)负 4Al2C错误！未找到引用源。+3e-找到引用源。 H2 (2)3
(3)b、d 不能 Fe2O3+6H+Fe+2Fe3+
2Fe3++3H2O、
3Fe2+)
3Fe2+(或只写Fe+2Fe3+