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第三部分 元素及其化合物
专题十二 钠、镁、铝及其重要化合物
钠及其化合物的性质
1.(双选题)(2021年广东理综,23,6分)下列试验的现象与对应结论均正确的是( )
选项
操作
现象
结论
A
将浓硫酸滴到蔗糖表面
固体变黑膨胀
浓硫酸有脱水性和强氧化性
B
常温下将Al片放入浓硝酸中
无明显现象
Al与浓硝酸不反应
C
将一小块Na放入无水乙醇中
产生气泡
Na能置换出醇羟基中的氢
D
将水蒸气通过灼热的铁粉
粉末变红
铁与水在高温下发生反应
2.(2022年北京理综,7,6分)下列解释试验现象的反应方程式正确的是( )
A.切开的金属Na暴露在空气中,光亮表面渐渐变暗
2Na+O2Na2O2
B.向AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液,白色沉淀变成黑色2AgCl+S2-Ag2S↓+2Cl-
C.Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间,变成白色粘稠物2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2
D.向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水,毁灭白色沉淀2HC+Ca2++2OH-CaCO3↓+C+2H2O
3.(2011年重庆理综,7,6分)下列叙述正确的是( )
A.Fe分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同
B.K、Zn分别与不足量的稀硫酸反应所得溶液均呈中性
C.Li、Na、K的原子半径和密度随原子序数的增加而增大
D.C、P、S、Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性渐渐增加
4. (2011年北京理综,11,6分)下列试验方案中,不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的
是( )
A.取a克混合物充分加热,减重b克
B.取a克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b克固体
C.取a克混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸取,增重b克
D.取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得b克固体
5.(2010年安徽理综,13,6分)将0.01 mol下列物质分别加入100 mL蒸馏水中,恢复至室温,所得溶液中阴离子浓度的大小挨次是(溶液体积变化忽视不计)( )
①Na2O2 ②Na2O ③Na2CO3 ④NaCl
A.①>②>③>④ B.①>②>④>③
C.①=②>③>④ D.①=②>③=④
6.(2010年上海化学,11,3分)将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1 mol·L-1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是( )
7.(2009年全国理综Ⅱ,8,6分) 下列叙述中正确的是( )
A.向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2 至沉淀恰好溶解,再向溶液中加入NaHCO3 饱和溶液,又有CaCO3沉淀
生成
B.向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸,生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1∶2
C.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,在同温同压下,生成的CO2体积相同
D.向Na2CO3饱和溶液中通入CO2,有NaHCO3结晶析出
镁、铝及其化合物的性质
1.(2021年山东理综,9,4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
2.(2022年重庆理综,11,6分) 向10 mL 0.1mol·L-1NH4Al溶液中,滴加等浓度Ba(OH)2溶液x mL,下列叙述正确的是( )
A.x=10时,溶液中有N、Al3+、S,且c(N)>c(Al3+)
B.x=10时,溶液中有N、Al、S,且c(N)>c(S)
C.x=30时,溶液中有Ba2+、Al、OH-,且c(OH-)<c(Al)
D.x=30时,溶液中有Ba2+、Al3+、OH-,且c(OH-)=c(Ba2+)
3.(2009年上海化学,15,3分)镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应,产生气体的体积(V)与时间(t)关系如图。反应中镁和铝的( )
A.物质的量之比为3∶2
B.质量之比为3∶2
C.摩尔质量之比为2∶3
D.反应速率之比为2∶3
4.(2021年重庆理综,8,14分)合金是建筑航空母舰的主体材料。
(1)航母升降机可由铝合金制造。
① 铝元素在周期表中的位置为 。工业炼铝的原料由铝土矿提取而得,提取过程中通入的气体为 。
② Al-Mg合金焊接前用NaOH溶液处理Al2O3膜,其化学方程式为 。
焊接过程中使用的疼惜气为 (填化学式)。
(2)航母舰体材料为合金钢。
① 舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为 。
② 航母用钢可由低硅生铁冶炼而成,则在炼铁过程中为降低硅含量需加入的物质为 。
(3) 航母螺旋桨主要用铜合金制造。
① 80.0 g CuAl合金用酸完全溶解后,加入过量氨水,过滤得白色沉淀39.0 g,则合金中Cu的质量分数为 。
② 为分析某铜合金的成分,用酸将其完全溶解后,用NaOH溶液调整pH,当pH=3.4时开头毁灭沉淀,分别在pH为7.0、8.0时过滤沉淀,结合题图信息推断该合金中除铜外确定含有 。
5.(2021年四川理综节选,11)明矾石经处理后得到明矾[KAl(SO4)2·12H2O]。从明矾制备Al、K2SO4和H2SO4的工艺过程如下所示:
焙烧明矾的化学方程式为:4KAl(SO4)2·12H2O+3S2K2SO4+2Al2O3+9SO2↑+48H2O
请回答下列问题:
(1)在焙烧明矾的反应中,还原剂是 。
(2)从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是 。
(4)以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2,该电池反应的化学方程式是 。
(5)焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25 ℃、101 kPa时:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH1= -197 kJ/mol;
H2O (g)H2O(l) ΔH2=-44 kJ/mol;
2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l)
ΔH3=-545 kJ/mol。
则SO3 (g)与H2O(l)反应的热化学方程式是
。
焙烧948 t明矾(M=474 g/mol ),若SO2 的利用率为96%,可生产质量分数为98%的硫酸 t。
6.(2022年重庆理综,27,15分)氯离子插层镁铝水滑石[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]是一种新型离子交换材料,其在高温下完全分解为MgO、Al2O3、HCl和水蒸气,现用如图装置进行试验确定其化学式(固定装置略去)。
(1)Mg2Al(OH)6Cl·xH2O热分解的化学方程式为
。
(2)若只通过测定装置C、D的增重来确定x,则装置的连接挨次为 (按气流方向,用接口字母表示),其中C的作用是 。装置连接后,首先要进行的操作的名称是 。
(3)加热前先通N2排尽装置中的空气,称取C、D的初始质量后,再持续通入N2的作用是 、
等。
(4)完全分解后测得C增重3.65 g、D增重9.90 g,则x= 。若取消冷却玻管B后进行试验,测定的x值将 (填“偏高”或“偏低”)。
(5)上述水滑石在空气中放置时易发生反应生成[Mg2Al(OH)6Cl1-2y(CO3)y·zH2O],该生成物能发生类似的热分解反应,现以此物质为样品,用(2)中连接的装置和试剂进行试验测定z,除测定D的增重外,至少还需测定
。
7.(2011年广东理综,32,16分)由熔盐电解法获得的粗铝含确定量的金属钠和氢气,这些杂质可接受吹气精炼法除去,产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下:
(注:NaCl熔点为801 ℃;AlCl3在181 ℃升华)
(1)精炼前,需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂,防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质,相关的化学方程式为①
和② 。
(2)将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体,杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有 ;固态杂质粘附于气泡上,在熔体表面形成浮渣,浮渣中确定存在 。
(3)在用废碱液处理气体A的过程中,所发生反应的离子方程式为 。
(4)镀铝电解池中,金属铝为 极。熔融盐电镀液中铝元素和氯元素主要以AlC和Al2C形式存在,铝电极的主要电极反应式为 。
(5)钢材镀铝后,表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀,其缘由是 。
8.(2009年福建理综,24,13分)从铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)流程甲加入盐酸后生成Al3+的离子方程式为
。
(2)流程乙加入烧碱后生成Si的离子方程式为 。
(3)验证滤液B含Fe3+,可取少量滤液并加入 (填试剂名称)。
(4)滤液E、K中溶质的主要成分是 (填化学式),写出该溶液的一种用途 。
(5)已知298 K时,Mg(OH)2的溶度积常数Ksp=5.6×10-12,取适量的滤液B,加入确定量的烧碱达到沉淀溶解平衡,测得pH=13.00,则此温度下残留在溶液中的c(Mg2+) = 。
钠及其化合物的性质
1.(2022中山六校联考)下列关于钠与水反应的说法不正确的是( )
①将小块钠投入滴有石蕊试液的水中,反应后溶液变红
②将钠投入稀盐酸中,钠先与水反应,后与盐酸反应 ③将两小块质量相等的金属钠,一块直接投入水中,另一块用铝箔包住,在铝箔上刺些小孔,然后投入水中,两者放出的氢气质量相等
A.只有①② B.只有③
C.只有②③ D.①②③
2.(2021重庆南开中学期末)确定量碳酸氢钠与过氧化钠的混合物在密闭体系中充分加热后,排出气体,测出固体残留物中有两种成分,则该固体组成中确定含有( )
A.NaHCO3、Na2CO3 B.NaOH、Na2CO3
C.Na2O2、Na2CO3 D.Na2O2、NaOH
3.(2021浙江金华十校期末)利用下列试验装置,不能完成试验目的的是( )
A.利用装置Ⅰ进行H2O2分解反应速率的定量测定
B.利用装置Ⅱ进行碳酸氢钠与碳酸钠的检验
C.利用装置Ⅲ证明铁生锈时空气参与反应
D.利用装置Ⅳ进行碳酸氢钠与碳酸钠稳定性强弱比较
镁、铝及其化合物的性质
4.(2021广东佛山质检)下列说法正确的是( )
A.工业上冶炼铝常用焦炭还原氧化铝
B.CO2、 NO2或SO2都会导致酸雨的形成
C.光导纤维、聚乙烯、油脂都是高分子化合物
D.可通过加水吸取后再用半透膜渗析的方法分别PM2.5微粒与可溶性吸附物
5.(2021安徽示范高中名校联考)工业上可用硫酸铝与硫磺焙烧制备氧化铝:2Al2(SO4)3+3S2Al2O3+9SO2↑,下列有关说法中正确的是( )
A.反应中Al2(SO4)3被氧化
B.Al2 (SO4)3、Al2O3均含有离子键和共价键
C.5.1 g Al2O3含有9.03×1022个阴离子
D.该反应中,每转移0.3 mol电子生成5.04 L SO2
6.(2022合肥八中月考)某Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入1 mol·L-1的盐酸,测得溶液中的C、HC、Al、Al3+的物质的量与加入盐酸的体积变化关系如图所示,则下列说法正确的是( )
A.原混合溶液中的C与Al的物质的量之比为1∶2
B.V1∶V2=1∶5
C.M点时生成的CO2为0.05 mol
D.a线表示的离子方程式为:Al+H++H2OAl(OH)3↓
7.(2021广东汕头质检)下列对物质用途的描述中,错误的是( )
A.铝可用于冶炼某些熔点较高的金属
B.Na2O2可用作漂白剂
C.碱石灰可用于干燥CO2、O2等气体
D.NaClO可用作消毒剂
8.(2022江南十校联考)潜艇上的核反应堆使用液态铝钠合金(单质钠和单质铝熔合而成)作载热介质,下列有关说法正确的是( )
A.该合金的熔点介于钠、铝之间
B.钠或铝形成的氧化物均为碱性氧化物
C.钠和铝分别与不足量的盐酸反应所得溶液均呈中性
D.若合金中n(Na)>n(Al),将其投入到适量的水中可得无色透亮溶液
9.(2021广东肇庆统一检测)下列物质转化在给定条件下能实现的是( )
①Al2O3NaAlO2(aq)Al(OH)3
②SSO3H2SO4
③饱和NaCl(aq)NaHCO3Na2CO3
④Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3
⑤MgCl2(aq)Mg(OH)2MgO
A.①③⑤ B.①④⑤ C.②③④ D.②④⑤
10.(2021广东华附、省实、广雅、深中四校联考)铝广泛应用于化学工业和日常生活中。工业上由铝土矿(Al2O3·3H2O的含量约为85%,其余主要为SiO2、Fe2O3等)冶炼金属铝的流程如下。
已知拜耳法生产Al2O3·3H2O的基本原理为:
Al2O3·3H2O+2NaOH(aq)2NaAlO2(aq)+4H2O,[Al2O3·3H2O也可表示为2Al(OH)3]
(1)操作Ⅰ的名称为 ,赤泥中除含有铝硅酸盐外,还含有的主要物质有 。
(2)为了提高铝土矿的溶出速率可实行的有效措施为
(任写三点)。
(3)用化学平衡理论解释稀释溶液Ⅰ有利于Al2O3·3H2O 结晶的缘由 。
(4)为了析出Al2O3·3H2O,也可向溶液Ⅰ中通入过量CO2气体,写诞生成Al2O3·3H2O的离子方程式:
。
(5)为了回收赤泥附着液带走的有用成分,工业上将用热水洗涤后的洗液用作溶液Ⅰ的稀释剂,请指出流程图中另一处类似的做法 。
11.(2021广东东莞质检)发酵粉是一种化学膨松剂,可由小苏打、臭粉(碳酸氢铵)、明矾中的两种物质组成。某小组为探究不同品牌的发酵粉的化学成分,进行如下试验。
【提出假设】
(1)假设1:由小苏打和臭粉组成
假设2:由小苏打和明矾组成
假设3:由 组成
【方案与流程】
为探究甲品牌的发酵粉的成分,某同学设计如下试验,得到如下现象:
(2)结合步骤①～③分析,气体A为 ,该发酵粉的成分为 (填化学式)。
(3)若步骤①和②操作不变(现象也相同),将步骤③中足量稀盐酸改为足量氯化钡溶液,观看到有白色沉淀生成,能否确定发酵粉的成分并说明理由:
。
(4)乙品牌的发酵粉的化学组成可能为假设2状况,请你设计试验验证。
试验仪器和用品任选,限选试剂:稀盐酸、0.1 mol/L NaOH溶液
写出试验步骤、预期现象和结论。
试验步骤
预期现象和结论
步骤1:取少量样品溶于足量的盐酸后,将溶液分成两份,分别装入A、B试管中
步骤2:
,证明有Na+,发酵粉中有NaHCO3
步骤3:
,结合步骤2中的结论,假设2成立
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