2022高考化学二轮复习专题13钠镁铝及其化合物练习

第一部分　专题十三钠、镁、铝及其化合物一、选择题1．(2022·合肥一模)在Na2O2与CO2的反应中，下列说法正确的是(　　)A．该反应中Na2O2是氧化剂，CO2是还原剂B．1molNa2O2参加反应，有2mole－转移C．Na2O2晶体中阴、阳离子个数比为1∶2D．CO2分子中含有极性键和非极性键解析：本题考查Na2O2与CO2的反应，意在考查考生的分析能力。该反应中Na2O2既是氧化剂，又是还原剂，A项错误；根据知，1molNa2O2参加反应，转移1mole－，B项错误；Na2O2晶体中阴、阳离子分别为O、Na＋，个数比为1∶2，C项正确；CO2分子的结构式为O===C===O，CO2分子中只含极性键，不含非极性键，D项错误。答案：C2．(2022·南昌零模)下列反应中，反应后固体质量一定减少的是(　　)A．铝与V2O5发生铝热反应B．镁粉投入到FeCl3溶液中C．碳粉与CuO混合物在试管中加热D．水蒸气通入足量Na2O2粉末解析：本题主要考查物质之间的反应，意在考查考生的分析能力和计算能力。A项，铝与V2O5发生铝热反应得到Al2O3和V，固体质量不变；B项，少量Mg投入FeCl3溶液中会发生反应：Mg＋2FeCl3===MgCl2＋2FeCl2，固体质量减少，过量镁投入FeCl3溶液中还会发生反应：Mg＋FeCl2===Fe＋MgCl2，固体质量可能会增加，由于镁的量未知，故固体质量的变化情况未知；C项，反应后氧化铜变为单质铜，碳粉转化为碳氧化物气体，固体质量一定减少；D项，发生反应2H2O(g)＋2Na2O2===4NaOH＋O2，由差量法可知，反应后固体质量增加。答案：C3．(2022·日照调研)甲和乙两烧杯中各装有100mL0.2mol·L－1AlCl3溶液，向两烧杯中分别加入相同体积、相同浓度的NaOH溶液和氨水，两烧杯中都有沉淀生成。下列判断正确的是(　　)A．实验过程中甲中和乙中的现象始终保持一致B．甲中沉淀一定比乙中的少C．甲中沉淀可能比乙中的多\nD．乙中沉淀可能比甲中的多解析：本题考查了铝盐与强碱和弱碱的反应，意在考查考生利用所学知识分析、解决问题的能力。Al(OH)3能溶于NaOH溶液，而不溶于氨水，NaOH溶液和氨水均为一元碱的水溶液，根据加入的碱溶液的量及实验现象进行分析，可能出现以下两种情况：①若加入的碱溶液均不足量或均恰好完全反应生成Al(OH)3，则甲、乙中的现象一致，生成的沉淀的量相等；②若加入的碱溶液均过量，过量的NaOH会使生成的Al(OH)3沉淀部分溶解，而加入氨水的烧杯中生成的Al(OH)3不会溶解。综上分析，只有D项符合题意。答案：D4．(2022·辽宁五校联考)常温下，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所示，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＋＋3H2O===Al(OH)3＋3H＋B．a→b段，溶液的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：本题侧重考查盐类水解及复分解反应，意在考查考生对盐类水解知识的掌握情况及对图象的分析能力。硫酸铝为强酸弱碱盐，Al3＋水解使溶液呈酸性：Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，A项错误；a→b段，发生反应H＋＋OH－===H2O，c(H＋)减小，pH增大，但加入了NaOH溶液，溶液总体积增大，故Al3＋浓度减小，B项错误；b→c段，pH变化不大，主要发生反应Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，故加入的OH－主要用于生成Al(OH)3沉淀，C项正确；c点后pH发生突变，NaOH过量，Al(OH)3沉淀开始溶解，生成NaAlO2，d点pH>10，NaOH远远过量，D项错误。答案：C5．(2022·河南八市联考)将物质的量均为amol的Na和Al一同投入mg足量水中，所得溶液的密度为ρg·cm－3，则此溶液的物质的量浓度为(　　)A．mol·L－1B．mol·L－1C．mol·L－1D．mol·L－1\n解析：本题主要考查了钠、铝的性质和溶液浓度的计算，意在考查考生的分析判断能力和计算能力。Na和Al一同投入mg足量水中时，发生反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。由于Na、Al的物质的量均为amol，结合化学方程式可知生成2amolH2，所得溶液中只有NaAlO2一种溶质，其物质的量为amol。所得溶液的质量为m(Na)＋m(Al)＋m(H2O)－m(H2)＝(46a＋m)g，所得溶液的体积为L，所得溶液的物质的量浓度为mol·L－1。故本题选A。答案：A6．(2022·山东淄博一模)以下方法可用于工业冶炼金属的是(　　)A．电解熔融AlCl3获取金属铝B．电解MgCl2溶液获取金属镁C．用CO还原铁矿石获取金属铁D．电解饱和食盐水获取金属钠解析：AlCl3为共价化合物，熔融时不导电，不能电解，金属铝是利用电解熔融的氧化铝来获得的，A项错误；电解MgCl2溶液得到氢氧化镁而得不到金属镁，B项错误；CO在高温时还原铁矿石得到金属铁，C项正确；电解饱和食盐水得到氢氧化钠，而不是金属钠，D项错误。答案：C7．(2022·山东烟台一模)在指定溶液中一定能大量共存的离子组是(　　)A．1.0mol·L－1KNO3溶液中：H＋、Fe2＋、Cl－、SOB．pH＝1的溶液中：NH、Al3＋、SO、Br－C．c(ClO－)＝1.0mol·L－1的溶液中：Na＋、SO、S2－、ClD．与铝反应产生H2的溶液中：Na＋、Mg2＋、HCO、SO解析：A项，溶液中有H＋说明溶液显酸性，在酸性溶液中NO有强氧化性，会氧化Fe2＋，不能大量共存；B项，pH＝1的溶液显酸性，NH、Al3＋、SO、Br－均不反应；C项，ClO－具有氧化性，SO、S2－具有还原性，因发生氧化还原反应而不能共存；D项，与铝反应产生H2的溶液可能显酸性也可能显碱性，两种环境下HCO都不能大量存在。答案：B8．(2022·福建厦门大学附中三模)下列各组物质相互混合反应后，最终有白色沉淀生成的是(　　)①过量Na2O2投入到FeCl2溶液中　②过量Ba(OH)2溶液和明矾溶液混合　③少量Ca(OH)2投入过量NaHCO3溶液中　④Na2SiO3溶液中通入过量CO2　⑤CaCl2与NaOH的混合溶液中通入过量CO2A．全部B．①⑤\nC．②③④D．②③④⑤解析：①二者发生氧化还原反应生成Fe(OH)3红褐色沉淀；②过量Ba(OH)2溶液和明矾溶液混合，二者反应生成硫酸钡白色沉淀；③少量Ca(OH)2投入过量NaHCO3溶液中，二者反应生成碳酸钙白色沉淀；④向Na2SiO3溶液中通入过量CO2，二者反应生成白色不溶物硅酸；⑤CaCl2与NaOH的混合溶液中通入少量CO2，生成碳酸钙白色沉淀，当二氧化碳过量时碳酸钙转化为可溶性的碳酸氢钙。答案：C9．(2022·甘肃部分普通高中第一次联考)有五种饱和溶液：①Ba(NO3)2溶液　②Ca(OH)2溶液　③NaAlO2溶液　④Na2CO3溶液　⑤溶有NH3的NaCl溶液，分别持续通入CO2，最终得到沉淀或析出晶体的是(　　)A．①②③④⑤B．②③④⑤C．③④⑤D．③④解析：H2CO3的酸性比HNO3弱，所以CO2与Ba(NO3)2溶液不反应；过量的CO2通入Ca(OH)2溶液反应生成Ca(HCO3)2，无沉淀产生；CO2与NaAlO2溶液反应生成Al(OH)3沉淀；CO2通入饱和Na2CO3溶液中，生成的NaHCO3溶解度小于Na2CO3，故以沉淀形式析出；CO2通入溶有NH3的饱和NaCl溶液中，生成的NaHCO3溶解度小，故以沉淀形式析出。答案：C10．(2022·合肥一模)将CO2气体缓缓通入到含有等物质的量的KOH、Ba(OH)2和KAlO2的混合溶液中，直至过量，生成沉淀的物质的量与所通CO2的体积关系如图所示(假设每步反应均完全)。下列关于整个反应进程中的各种描述不正确的是(　　)A．a～b段与c～d段所发生的反应相同B．b～c段反应的离子方程式是：2AlO＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋COC．O～a段反应的化学方程式是：Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2OD．d～e段沉淀的减少是由碳酸钡固体的消失所致解析：本题考查元素化合物之间的反应，意在考查考生根据化学图象分析化学反应先后顺序的能力。根据题意，O～a段的反应为：Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O；a～b段的反应为：2KOH＋CO2===K2CO3＋H2O；b～c段的反应为：2KAlO2＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋K2CO3；c～d段的反应为：K2CO3＋H2O＋CO2===2KCO3；d～e段的反应为：BaCO3＋H2O＋CO2===Ba(HCO3)2，A项错误。答案：A\n11．(2022·河南八市联考)中学常见物质A、B、C、D存在下图转化关系(部分生成物和反应条件略去)。下列物质中符合转化关系的A的个数为(　　)①金属钠　②硫单质　③NH3　④Na2CO3　⑤AlCl3溶液　⑥单质铁A．3B．4C．5D．6解析：本题主要考查了常见元素及其化合物之间的转化，意在考查考生灵活应用所学知识的能力和综合分析问题的能力。当A为金属钠时，D可以为O2，此时B、C分别为Na2O、Na2O2，符合转化关系；当A为硫单质时，D可以为O2，此时B、C分别为SO2、SO3，符合转化关系；当A为NH3时，D可以为O2，此时B、C分别为NO、NO2，符合转化关系；当A为Na2CO3时，D可以为HCl，此时B、C分别为NaHCO3、CO2，符合转化关系；当A为AlCl3溶液时，D可以为NaOH，此时B、C分别为Al(OH)3、NaAlO2，符合转化关系；当A为单质铁时，D可以为HNO3，此时B、C分别为Fe(NO3)2、Fe(NO3)3，符合转化关系。本题选D。答案：D12．(2022·山东理综)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：AlCl3可由Al与Cl2直接反应生成，加入Ba(HCO3)2溶液中因发生双水解反应而同时生成气体和沉淀：Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑，A正确；Na2O加入Ba(HCO3)2溶液中生成BaCO3沉淀，但无气体产生，B错误；Fe与Cl2直接反应生成FeCl3，C错误；SiO2与Ba(HCO3)2溶液不反应，D错误。答案：A二、填空题13．(2022·西安八校联考，8分)某研究性学习小组在网上收集到信息：钾、钙、钠、镁等活泼金属都能在CO2气体中燃烧。他们对钠在CO2气体中燃烧后的产物中的白色物质进行了如下探究：【实验】将燃烧的钠迅速伸入盛满CO2的集气瓶中，钠在其中继续燃烧，反应后冷却，瓶底附着黑色颗粒，瓶壁上粘附着白色物质。【提出假设】假设1：白色物质是Na2O假设2：白色物质是Na2CO3假设3：白色物质是Na2O和Na2CO3的混合物\n【设计实验方案·验证假设】该小组对燃烧后的白色产物进行如下探究：实验操作实验现象结论方案1取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入无色酚酞试液溶液变成红色白色物质为Na2O方案2①取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入过量的CaCl2溶液出现白色沉淀②静置片刻，取上层清液于试管中，滴加无色酚酞试液无明显现象【思考与交流】(1)甲同学认为方案1得到的结论不正确，其理由是：______________________________。(2)乙同学认为方案2得到的结论正确，白色物质为：______________________________。(3)通过方案1和方案2的实验，你认为上述三个假设中，_____________________成立。你的理由是：______________________________。(4)钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为：______________________________。(5)丙同学认为白色物质有可能是氢氧化钠，你是否同意丙同学的观点，并简述理由：______________________________。解析：本题考查了Na与CO2反应的实验探究，意在考查考生对化学实验方案的分析和评价能力。(1)Na2O、Na2CO3溶于水所得溶液均呈碱性，因此不能通过加入无色酚酞试液后溶液变红判断白色物质为Na2O。(2)～(3)方案2的①中产生白色沉淀，说明白色物质中有Na2CO3，②中滴加无色酚酞试液溶液不变红色，说明白色物质中无Na2O，因此白色物质为Na2CO3。(4)根据Na转化为Na2CO3可知，Na作还原剂，则CO2作氧化剂转化为C，化学方程式为：4Na＋3CO22Na2CO3＋C。(5)丙同学的观点不正确，因为反应物为Na、CO2，不含氢元素，故不可能生成NaOH。答案：(1)Na2CO3溶液显碱性，也会使酚酞变红(2)Na2CO3(3)假设2　方案2的①中出现了白色沉淀，说明有CO，②中加酚酞无明显现象，说明无Na2O(4)4Na＋3CO22Na2CO3＋C(5)不同意，因为反应体系中无氢元素(或其他合理答案)14．(2022·昆明二检)镁及其化合物有广泛用途。工业上以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含SiO2及少量FeCO3等杂质)为原料制备纳米氧化镁的实验流程如下：\n(1)加入H2O2氧化时，发生反应的离子方程式为______________________________。(2)在实验室煅烧滤渣2制得的金属氧化物为________(填化学式)，需要的仪器除酒精灯、三脚架以外，还需要________(填序号)。①蒸发皿　②坩埚　③泥三角　④石棉网(3)在一定条件下CO(NH2)2可与H2O反应生成CO2和一种弱碱，反应的化学方程式为______________________________。(4)25℃时，加入CO(NH2)2至开始产生沉淀，溶液的pH＝10时，c(Mg2＋)＝________mol·L－1。已知：25℃Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11。(5)工业上还可用氯化镁和碳酸铵为原料，采用直接沉淀法制备纳米MgO。下左图为反应温度对纳米MgO产率和粒径的影响，据图分析反应的最佳温度为________。(6)Mg－H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如上右图。该电池工作时，石墨电极发生的电极反应为______________________________。解析：本题以化工流程为载体，考查元素化合物的性质、实验基本操作、溶度积计算和原电池理论，意在考查考生综合应用化学知识和理论解答化学问题的能力。(1)菱镁矿中含有FeCO3，加入稀硫酸后溶液中含有还原性的Fe2＋，再加入过氧化氢时，Fe2＋被氧化为Fe3＋，过氧化氢被还原为水，书写离子方程式时要注意使电荷守恒。(2)用氨水调节溶液pH，Fe3＋以Fe(OH)3的形式析出，故滤渣2为Fe(OH)3，该物质煅烧分解生成氧化铁和水；实验室煅烧固体用坩埚，坩埚需要放置在泥三角上。注意：蒸发用蒸发皿，煅烧用坩埚。(3)由两种反应物和生成物之一CO2，结合元素守恒可知生成的弱碱为氨水。(4)Ksp[Mg(OH)2]＝c(Mg2＋)·c2(OH－)＝c(Mg2＋)×(10－4)2＝1.8×10－11，故c(Mg2＋)＝1.8×10－3mol/L。(5)由图象可得出50℃时，MgO产率最高，且高于50℃，粒径减小幅度较小，即高于50℃，温度对粒径影响不大，故最佳温度为50℃。(6)Mg－H2O2电池工作时，Mg电极为负极，石墨电极为正极，正极上H2O2得电子发生还原反应生成OH－。答案：(1)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O\n(2)Fe2O3　②③(3)CO(NH2)2＋3H2O===CO2↑＋2NH3·H2O(4)1.8×10－3　(5)50℃(6)H2O2＋2e－===2OH－