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能力突破特训
时间：60分钟
一、选择题（12个小题，每小题只有一个正确选项，每题5分，共60分）
1．下列有关金属镁的说法不正确的是( )
A．Mg在CO2中燃烧生成MgO和C，是放热反应
B．工业上通过电解MgCl2溶液制取金属镁
C．Mg和稀硫酸反应时，滴加少量硫酸铜溶液，能加快反应速率
D．镁可以用来制造信号弹和焰火，MgO可以作耐高温材料
【答案】B
【解析】A.金属Mg可以在CO2中燃烧生成MgO和C，同时放出大量的热，故A正确；
B.工业上通过电解熔融MgCl2来制取金属镁，电解MgCl2溶液时阳极生成氯气，阴极生成氢气，得不到金属Mg，故B错误；
C.Mg和稀硫酸反应时，滴加少量硫酸铜溶液，Mg置换出Cu，形成原电池，化学反应速率加快，故C正确；
D.Mg在空气中燃烧发出耀眼的白光，常用来制造信号弹和焰火，MgO的熔点很高，常用作耐高温材料，故D正确，答案选B。
2．镁遇到下列物质不放出H2的是：①NH4Cl溶液；②KOH溶液；③Na2CO3溶液；④热的乙醇；⑤苯；⑥醋酸溶液；⑦FeCl3溶液；⑧CuSO4溶液；⑨NaH2PO4；⑩NaHCO3溶液。
A．①⑥⑦⑧ B．③④⑤⑨⑩ C．②③⑤⑩ D．③④⑤⑦
【答案】C
【解析】①NH4Cl溶液与镁反应生成氯化镁、氨气和氢气；②KOH溶液与镁不反应；③Na2CO3溶液与镁不反应；④热的乙醇与镁反应生成乙醇镁和氢气；⑤苯与镁不反应；⑥醋酸溶液与镁生成醋酸镁和氢气；⑦FeCl3溶液中加入镁，镁与氢离子反应生成氢气，促进其水解；⑧CuSO4溶液溶液中加入镁，镁与氢离子反应生成氢气，促进其水解；⑨NaH2PO4中加入镁，磷酸二氢根离子电离，产生氢离子，与镁反应生成氢气；⑩NaHCO3溶液与镁不反应，镁遇到上述物质不放出H2的是②③⑤⑩，故选C。
3．Li和Mg是两种重要的金属元素。下列说法正确的是
A．金属镁一般保存在石蜡油中 B．单质Li和冷水不反应
C．单质Li可与反应生成 D．Li、Mg的焰色试验现象相同
【答案】C
【解析】A．金属镁表面易形成较致密氧化膜，不需要保存在石蜡油中，A错误；
B．单质Li和冷水可以反应生成LiOH和氢气，B错误；
C．单质Li可与反应生成，C正确；
D．Li的焰色为紫红色，与Mg不同，D错误；
故选C。
4．为测定镁铝合金（不含其它元素）中镁的质量分数。某同学设计了如下实验：称量ag镁铝合金粉末，放在如图所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧。下列说法错误的是
A．实验结束后应再次称量剩余固体的质量
B．氧气要保证充足
C．可以用空气代替氧气进行实验
D．实验结束后固体质量大于ag
【答案】C
【解析】A．实验结束后一定要再次称量剩余固体质量，再通过其它操作可以计算镁铝合金中镁的质量分数，故A正确；
B．为了使其充分灼烧，氧气要保证充足，故B正确；
C．用空气代替氧气对实验有影响，这是因为高温条件下，镁还能够和氮气、二氧化碳等反应，故C错误；
D．灼烧后的固体为氧化镁和氧化铝的混合物，质量大于ag，这是因为氧气参加了反应，故D正确；
故答案选C。
5．菱镁矿(主要成分为，还含有少量、)制备的流程如图。下列说法正确的是
A．步骤(Ⅰ)得到的滤渣主要成分为 B．步骤(Ⅱ)发生的反应有2个
C．步骤(Ⅲ)操作可在蒸发皿中进行 D．滤液Y中加入足量氨水可得到白色沉淀
【答案】A
【解析】菱镁矿中加入盐酸，SiO2不与盐酸反应，则滤渣为SiO2，滤液X中加入足量NaOH，生成氢氧化镁沉淀和偏铝酸钠，滤液Y为偏铝酸钠，氢氧化镁灼烧生成氧化镁。
A．菱镁矿主要成分为，还含有少量、等，加入足量盐酸，过滤，滤渣是，A正确；
B．滤液X中含有的阳离子主要有、、，加入足量溶液后，发生的反应至少有3个，B错误；
C．步骤(Ⅲ)灼烧在坩埚中进行，C错误；
D．滤液Y主要成分为，加入足量氨水无法生成白色沉淀，D错误；
故答案选A。
6．JerryWoodall教授经研究发现，含有95%的铝和5%的镓、铟及锡组成的新型合金与水能快速反应制得氢气，由于整个反应中，只消耗铝，而反应生成的Al2O3可回收再利用，这样不仅降低了制氢气的成本，而且方便快捷，这一发现将燃氢汽车的研发推向新的里程碑。据此，下列说法不正确的是
A．铝作为燃料，有资源丰富的优势
B．组成合金的几种金属元素都位于周期表第ⅢA族
C．合金与水反应的总反应式为：2Al+3H2O=Al2O3+3H2↑
D．合金中的镓、铟及锡对铝与水的反应起到催化作用
【答案】B
【解析】A．铝是地壳中含有最多的金属，所以铝作为燃料，有资源丰富的优势，故A正确；
B．铝、镓、铟是周期表第ⅢA族元素，锡是周期表第ⅣA族元素，故B错误；
C．整个反应中，只消耗铝，而反应生成的Al2O3，则反应的方程式为2Al+3H2O=Al2O3+3H2↑，故C正确；
D．由镓、铟及锡组成的新型合金与水能快速反应制得氢气，且只有铝发生反应，则合金中的镓、铟及锡对铝与水的反应起到催化作用，故D正确。
故选B。
7．镁和铝分别和等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积(V)与反应时间(t)的关系如图所示。则下列说法正确的是
A．镁和铝消耗硫酸的物质的量之比是2∶3
B．参加反应的镁、铝的质量之比是8∶9
C．反应中消耗的镁、铝的物质的量之比是3∶2
D．反应中镁、铝转移电子的物质的量之比是2∶3
【答案】C
【解析】A．利用Mg、Al与稀硫酸反应的化学方程式可知，产生等量的氢气消耗硫酸的物质的量之比是1∶1，消耗Mg、Al的物质的量之比为3∶2，选项A错误；
B．参加反应的镁、铝的质量之比是4∶3，选项B错误；
C．利用Mg、Al与稀硫酸反应的化学方程式可知，产生等量的氢气消耗硫酸的物质的量之比是1∶1，消耗Mg、Al的物质的量之比为3∶2，选项C正确；
D．由产生等量氢气可知反应转移电子的物质的量之比为1∶1，选项D错误；
答案选C。
8．铝热反应的实验装置如图所示，下列有关说法错误的是
A．X物质为KClO3
B．镁条燃烧提供引发反应所需的热量
C．若转移0.3 mol电子，被还原的Fe2O3为16 g
D．可利用铝热反应冶炼铁
【答案】C
【解析】A．KClO3受热分解产生氧气，助燃，图示装置中X物质为助燃剂KClO3，A正确；
B．镁条燃烧放出大量热，可为铝热反应提供引发反应所需的热量，B正确；
C．反应2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe中，Fe元素化合价从+3变为0价，还原1 mol Fe2O3转移6 mol电子，则转移0.3 mol电子还原Fe2O3的物质的量为：=0.05 mol，其质量为：160 g·mol－1×0.05 mol=8 g，C错误；
D．Fe的活泼性小于Al，可利用铝热反应冶炼铁，D正确；
故选：C。
9．以铝土矿(主要成分，含，等少量杂质)为原料制备氧化铝的一种工艺流程如下：
已知滤渣的成分为铝硅酸钠和化合物M。下列说法正确的是
A．M为
B．“碱溶”主要反应：=
C．“沉铝”主要反应：
D．铝土矿中Al的质量分数为品
【答案】B
【解析】铝土矿(主要成分，含，等少量杂质)加入氢氧化钠溶液进行碱溶，是碱性氧化物，不与碱反应，故滤渣中含有和铝硅酸钠，滤液中通入过量的二氧化碳，发生反应：,灼烧氢氧化铝分解生成三氧化二铝。
A．M为，故A错误；
B．是两性氧化物，“碱溶”的主要反应：=，故B正确；
C．“沉铝”时通入过量的二氧化碳，发生的主要反应：，故C错误；
D．铝土矿中Al的质量分数为品，故D错误。
答案为：B。
10．Zn(OH)2是一种与Al(OH)3类似的两性氢氧化物，它与强碱反应的离子方程式为：Zn(OH)2+2OH－=+2H2O。而且Zn(OH)2还能溶于过量的氨水，生成易溶于水的，而Al(OH)3不能。则下面四组溶液不能用相互滴加来进行鉴别的是
A．AlCl3、NH3·H2O B．ZnCl2、NH3·H2O
C．AlCl3、NaOH D．ZnCl2、NaOH
【答案】A
【解析】A．因为Al(OH)3不溶于氨水，所以AlCl3和NH3·H2O不论按照何种顺序混合，都只会产生白色沉淀，用相互滴加的方法无法鉴别，A选；
B．由于Zn(OH)2溶于氨水，所以向ZnCl2溶液中滴加NH3·H2O时，先产生白色沉淀，后沉淀消失，而向NH3·H2O中滴加ZnCl2溶液时，由于NH3·H2O过量，所以先没有沉淀产生，能够鉴别，B不选；
C．由于Al(OH)3溶于NaOH溶液，所以向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液时，先产生白色沉淀，后沉淀消失，而向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液时，由于NaOH溶液过量，所以先没有沉淀产生，能够鉴别，C不选；
D．由于Zn(OH)2溶于NaOH溶液，所以向ZnCl2溶液中滴加NaOH溶液时，先产生白色沉淀，后沉淀消失，而向NaOH溶液中滴加ZnCl2溶液时，由于NaOH溶液过量，所以先没有沉淀产生，能够鉴别，D不选。
答案选A。
11．明矾是重要化工原料，下列与明矾相关的实验设计中，结论错误的是
实验方案 现象 结论
A 用铂丝蘸取明矾溶液置于无色火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察 火焰呈紫色 明矾中含有
B 分别用明矾溶液、蒸馏水喷淋两张白纸，久置一段时间后，观察 明矾喷淋过的白纸老化明显 水解产生的H+可促进纸张中的纤维素的水解
C 明矾溶液中加入过量NaF后再加浓氨水 无白色沉淀生成 会与反应，且反应后溶液中的浓度很低
D 取一烧杯比室温高3~5℃的明矾饱和溶液，把明矾小晶体悬挂在烧杯中央，静置 明矾小晶体变成了外形规则的大晶体 析出的明矾覆盖到小晶体表面，晶体变大，若急速冷却，可获得更大颗粒的晶体
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解析】A．透过蓝色钴玻璃观察到焰色反应为紫色，则说明溶液中含有钾元素，选项A正确；
B．明矾中的铝离子可以水解，产生氢离子，纤维素属于糖类，在酸性条件下可以水解，选项B正确；
C．在盛有 AlCl3溶液的试管中加入 NaF 溶液生成Na3[AlF6]，[AlF6]3-很难电离出铝离子，则再加入氨水，无白色沉淀生成，故其原因可能是 Al3+与 F-结合生成了新的物质，选项C正确；
D．该过程之所以可以得到更大的晶体，是因为在饱和溶液逐渐降温的过程中新析出的晶体在原来小晶体上结晶导致，若急速冷却，因过冷度过大，对晶粒细化不利，结晶发生困难，选项D错误；
答案选D。
12．下列各组离子一定能大量共存的是
A．含有大量的的溶液中：、、、
B．常温下pH=7的溶液中：、、、
C．澄清透明的溶液中：、、、
D．常温下，的溶液中：、、、
【答案】D
【解析】A．与能发生反应，生成Al(OH)3沉淀和，则含有大量的的溶液中，不能大量存在，A不符合题意；
B．Fe3+具有很强的水解能力，在pH=4时几乎完全水解，则在常温下pH=7的溶液中： Fe3+不能大量存在，B不符合题意；
C．、、在溶液能发生氧化还原反应，生成Cl2等，则三种离子不能大量共存，C不符合题意；
D．常温下，的溶液呈酸性，在酸性溶液中，、、、都能稳定存在，D符合题意；
故选D。
二、非选择题（共4小题，共40分）
13．镁的化合物具有广泛用途，请回答有关镁的下列问题：
(1)单质镁在空气中燃烧的主要产物是 ，还生成少量的 (填化学式)。
(2)物质的量为0.10mol的镁条在只含有CO2和O2混合气体的容器中燃烧(产物不含碳酸镁)，反应后容器内固体物质的质量不可能为
A．3.2g B．4.0g C．4.2g D．4.6g
(3)镁作为一种强还原剂，还用于钛和铀的生产，写出镁与TiCl4在高温条件下制取钛的化学方程式 。
(4)氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。Mg2Cu是一种储氢合金。350℃时，Mg2Cu与H2反应，生成MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物(其中氢的质量分数为0.077)，Mg2Cu与H2反应的化学方程式为 。
(5)CH3MgCl是一种重要的有机合成剂，其中镁的化合价是 ，该化合物水解时生成甲烷、氯化镁和氢氧化镁，请写出该反应的化学方程式 。
【答案】 MgO Mg3N2 D ＋2价 2CH3MgCl＋2H2O=Mg(OH)2↓＋2CH4↑＋MgCl2
【解析】(1) 镁在空气中燃烧，不仅和氧气反应还和氮气反应；
(2) 金属Mg在只含有CO2和O2混合气体的容器中燃烧，固体的质量包括未反应镁的质量、生成的碳的质量和生成的氧化镁的质量，采用极限讨论法，若镁全部与二氧化碳反应生成固体量最大，假设镁没有反应，则固体量最少，计算出固体的范围，然后对各选项进行判断；
(3)镁与TiCl4在高温条件生成钛和氯化镁；
(4) 令金属氢化物为RHx，金属R的相对分子质量为a，则=0.077，即923x=77a，X为金属的化合价，讨论可得x=2，a=24，故该金属氢化物为MgH2；
(5) 根据化合价代数和为0判断镁的化合价，根据元素守恒书写化学方程式。
(1) 镁在空气中燃烧，镁和氧气反应生成氧化镁(化学式为MgO)，和氮气反应生成氮化镁，所以单质镁在空气中燃烧的主要产物是白色的氧化镁，还生成少量的氮化镁，化学式为Mg3N2；
(2) 镁条在只含有CO2和O2混合气体的容器中燃烧，反应后容器内固体物质的质量为：未反应镁的质量、生成的碳的质量及生成的MgO的质量，若气体中无氧气，镁完全与二氧化碳反应时，反应后固体的质量最大；
2 2 1
0.10mol 0.10mol 0.05mol
则0.1mol镁完全反应最多可生成固体的质量为：0.10mol×40g/mol+0.05mol×12g/mol=4.6g；
若金属镁没有反应，则固体的质量最少，固体质量最小为：0.10mol×24g/mol=2.4g；
由于含有二氧化碳和氧气，且镁条也参加了反应，则反应后固体质量m的范围应为：2.4g＜m＜4.6g，故答案为D；
(3)镁与TiCl4在高温条件生成钛和氯化镁，发生的化学方程式为；
(4) 令金属氢化物为RHx，金属R的相对分子质量为a，则=0.077，即923x=77a，X为金属的化合价，讨论可得x=2，a=24，故该金属氢化物为MgH2，故反应方程式为；
(5) 根据CH3MgCl中各元素化合价代数和为0可知镁的化合价为+2价，CH3MgCl水解时生成甲烷、氯化镁和氢氧化镁，反应的化学方程式为2CH3MgCl+2H2O=Mg(OH)2+MgCl2+2CH4↑。
14．镁、铝及其化合物在生产生活中具有重要的作用。
(1)下列实验能比较镁和铝的金属性强弱的是 (填字母序号)。
a．测定镁和铝的导电性强弱
b．测定等质量的镁片和铝片与相同浓度的盐酸反应的速率
c．向0.1mol/LAlCl3和0.1mol/LMgCl2中加过量NaOH 溶液
(2)镁铝尖品石(MgAl2O4)常做耐火材料。共沉淀制备尖品石的方法是：用AICl3和MgCl2的混合溶液(用a表示)与过量的氨水(用b表示)反应，再将得到的沉淀高温焙烧。为使Mg2+、Al3+同时生成沉淀，应该把 (填“a”或“b”)滴入另一溶液中。
(3)AlCl3与NaN3在高温下反应可制得高温结构陶瓷氮化铝(AlN)，且生成N2，写出反应化学方程式为 。
(4)聚合铝(PAC)是一种新型高效的无机高分子絮凝剂，广泛用于水的处理。用铝灰、铝土矿、铝渣等为原料(主要成分为Al、Al2O3可制取聚合铝。实验步骤如下：
①写出酸溶过程中发生的非氧化还原反应的离子方程式： 。
②聚合铝(PAC)的分子式为[Al2(OH)aCIb]m，聚合铝中OH-与Al3+的比值对净水效果有很大影响，定义盐基度B=n(OH-): 3n(Al3+)，当B=时，b= 。 (填入合适数字)
③制取聚合铝的方法有多种，若将步骤Ⅰ后的溶液pH直接调制4.2-4.5时，将在过程Ⅱ发生聚合而得到某种聚合铝Alm(OH)nCl3m-n，写出生成该聚合铝的离子反应方程式是 。
【答案】 (1) bc (2) a (3) AlCl3+3NaN33NaCl+4N2↑+AlN (4) Al2O3+6H+= 2Al3++3H2O 2 mAl3++(3m—n)Cl- +nH2O = Alm(OH)nCl3m -n+nH+
【解析】(1)a．金属导电性与金属性强弱无关，故a不符合题意；
b．金属与盐酸反应速率越快，金属性越强，故b符合题意；
c．向0.lmol/LAlCl3和0.1mol/LMgCl2中加过量NaOH溶液，前者生成氢氧化铝，后者生成氢氧化镁，氢氧化铝能与NaOH反应生成偏铝酸钠，说明氢氧化铝具有一定的酸性，则碱性比氢氧化镁碱性弱，金属性镁比铝强，故c符合题意；
综上所述，答案为：bc；
(2)由于氢氧化铝的碱性比氢氧化镁的碱性弱，因此氨水滴加到AlCl3和MgCl2的混合溶液中，则镁离子先反应，因此要使Mg2+、A13+同时生成沉淀，需要氨水过量，则应AlCl3和MgCl2的混合溶液同时加入到过量的氨水中反应；
(3)AlCl3与NaN3在高温下反应可制得高温结构陶瓷氮化铝(AlN)，且生成N2，根据元素守恒可知还生成NaCl，则其反应化学方程式为AlCl3+3NaN33NaCl+4N2↑+AlN；
(4)①酸溶过程中发生的非氧化还原反应是氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水，其离子方程式：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；
②当B=时，即n(OH－)：3n(Al3+)=2:3，得到n(OH－)：n(Al3+)=2:1，则得到分子式为[Al2(OH)4Clb]m，再根据化合价(+3)×2+(－1)×4+(－1)×b=0，解得b=2；
③将步骤I后的溶液pH直接调制4.2—4.5时，将在过程II发生聚合而得到某种聚合铝Alm(OH)nCl3m-n，根据原子守恒得到该聚合铝的离子反应方程式是mAl3++(3m－n)Cl－+nH2O =Alm(OH)nCl3m－n+nH+。
15．碳酸镁晶须是一种新型的吸波隐形材料中的增强材料。
I．合成该物质的步骤如下:
步骤1：配制200 mL 0.5 mol·L-1 MgSO4溶液和400 mL0.5 mol·L-1 NH4HCO3溶液；
步骤2：将所配NH4HCO3溶液倒入四口烧瓶中，控制温度50℃，边搅拌边把所配MgSO4溶液于1 min内逐滴加入NH4HCO3溶液中，然后用氨水调节溶液pH至9.5；
步骤3：放置1h后，过滤、洗涤、干燥得碳酸镁晶须产品（MgCO3 nH2O，n=1~5）。
(1)步骤1中配制400 mL 0.5 mol·L-1 NH4HCO3溶液所需玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管和量筒外，还有 。
(2)①步骤2中应采取的较好加热的方法为 ；
②根据上述实验药品的用量，四口烧瓶的最适宜规格为 （填标号）。
A．250 mL B．500 mL C．1000 mL D．2000 mL
③生成MgCO3 nH2O的离子方程式为 。
(3)步骤3中，为加快过滤速度，常用 (填过滤方法)。
II．测定合成的MgCO3 nH2O中的n值：
方法1：称量1.000 g碳酸镁晶须，放入如图所示的广口瓶中，加入水，滴入稀硫酸与晶须反应，生成的CO2被过量的NaOH溶液吸收，在室温下反应4～5 h，反应后期将温度升到30℃，最后，烧杯中的溶液加足量氯化钡溶液后，用已知浓度的盐酸滴定至中性，从而测得CO2的总量；重复上述操作2次。
(4)图中气球的作用是 。
(5)设NaOH溶液为a mol·L-1 b mL。3次实验测得消耗c mol·L-1盐酸的体积平均值为d mL，则n值为 （用含a、b、c、d的代数式表示）。
(6)若省去“反应后期升温到30℃”的步骤，产生的后果是n值 （填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
方法2：用热重分析法测定合成的MgCO3·nH2O中的n值。称取100 g上述晶须产品进行热重分析，热重曲线如图。
(7)230℃~430℃发生的化学反应的方程式为 。
【答案】 (1) 500mL容量瓶 (2) 水浴加热 C Mg2+++NH3 H2O+(n 1)H2O═MgCO3 nH2O+ (3) 减压过滤法 (4) 暂时储存CO2，有利于CO2被NaOH溶液吸收，且能保持装置中压强相对稳定 (5) (6) 偏大 (7) MgCO3·H2O MgCO3+H2O
【解析】（1）操作步骤有计算、量取、稀释、移液、洗涤移液、定容、摇匀等操作，用量筒量取(用到胶头滴管)浓硫酸，在烧杯中稀释，用玻璃棒搅拌，冷却后转移到500mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，洗涤2 3次，将洗涤液转移到容量瓶中，加水至液面距离刻度线1 2cm时，改用胶头滴管滴加，最后定容颠倒摇匀，还需要仪器有：500mL容量瓶，故答案为：500mL容量瓶；
（2）①步骤2中要控制温度50℃，较好加热的方法为：水浴加热；
②四口烧瓶要加入200 mL 0.5 mol·L-1 MgSO4溶液和400 mL0.5 mol·L-1 NH4HCO3溶液，液体总体积为600mL，四口烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的，不少于容积的，故选1000 mL规格的四口烧瓶，故选C；
③将250mLMgSO4溶液逐滴加入NH4HCO3溶液中，用氨水调节溶液pH到9.5，反应生成碳酸镁结晶水合物，反应的化学方程式为Mg2+++NH3 H2O+(n 1)H2O═MgCO3 nH2O+，故答案为：Mg2+++NH3 H2O+(n 1)H2O═MgCO3 nH2O+；
(3)要分离不溶于水的固体和液体，可用过滤的方法，可利用大气压强原理，用减小压力的方法加快过滤的速率，故答案为：减压过滤法；
(4) 装置中气球可以缓冲压强并封闭装置，暂时储存CO2，有利于CO2被NaOH溶液吸收，且能保持装置中压强相对稳定，故答案为：暂时储存CO2，有利于CO2被NaOH溶液吸收，且能保持装置中压强相对稳定；
（5）设NaOH溶液为a mol·L-1 b mL，3次实验测得消耗c mol·L-1盐酸的体积平均值为d mL，则吸收二氧化碳消耗的NaOH的物质的量为：a mol·L-1b10-3- c mol·L-1d10-3=（ab-cd）10-3mol，依据元素守恒可知，碳酸镁物质的量为10-3mol，根据化学式可知，MgCO3 nH2O中碳酸镁晶体中碳酸镁和结晶水物质的量之比为1:n，得到1:n=10-3: ；得到n=，故答案为：。
（6）反应后期将温度升到30℃的目的是：使生成的二氧化碳全部逸出后被氢氧化钠溶液吸收，减少测定产生的误差，若省去“反应后期升温到30℃”的步骤，测得二氧化碳的量偏小，由（5）可知，n值偏大；
（7）由图象可知，加热到230℃~430℃，质量损失了（100%-82.3%）100g=18g，刚好损失的是1mol水，则MgCO3·nH2O的相对分子质量为：=100g/mol，则n=1，230℃~430℃发生的化学反应的方程式为：MgCO3·H2O MgCO3+H2O。
16．工业上常用电解熔融氧化铝的方法来生产铝锭，其电解的氧化铝纯度不得低于 98.2％，而天然铝土矿中的氧化铝含量为 50％~70％，杂质主要为 SiO2、Fe2O3、MgO 等。工业生产铝锭的工艺流程如下图：
一些难溶物开始沉淀和完全沉淀的 pH 如表所示：
沉淀物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Mg(OH)2
开始沉淀 pH(离子初始浓度为 0.01mol·L-1) 4 2.3 10.4
完全沉淀 pH(离子浓度<10-5mol·L-1) 5.2 3.2 12.4
请回答下列问题：
(1)步骤①粉碎的目的 ；步骤②③④中操作均为 ；固体A的化学式为 ；
(2)物质 C 可以为 (填序号)
a.Fe b.氨 c.过量氢氧化钠稀溶液
(3)步骤③中调节溶液 pH 的数值范围为 ；
(4)步骤④中溶液 E 主要含 Mg2+、Cl-等，故分离固体F时，必须对F进行洗涤。如何检验F是否洗涤干净 ；
(5)步骤⑥的化学方程式为 。
【答案】(1) 增大接触面积，加快溶解速率，提高酸浸效率 过滤 SiO2
(2)b
(3)3.2 ≤ pH <4或3.2~4
(4)取少许最后一次洗涤液，加入稀硝酸，无现象。再加入硝酸银溶液，也无现象说明洗涤干净
(5)2Al2O34 Al+3O2↑
【解析】铝土矿中含Al2O3、SiO2、Fe2O3、MgO等，铝土矿粉碎后加入盐酸，Al2O3、Fe2O3、MgO与盐酸反应转化成AlCl3、FeCl3、MgCl2，SiO2与盐酸不反应，经过滤得到的固体A为SiO2；溶液B中加入C调节pH后过滤得到Fe(OH)3沉淀，溶液D中含AlCl3、MgCl2，再加入C调节pH使Al3+转化成Al(OH)3沉淀（固体F），经过滤后得到的Al(OH)3灼烧分解成Al2O3和H2O，电解熔融Al2O3得到铝锭。
（1）步骤①粉碎的目的是增大接触面积，加快溶解速率，提高酸浸效率；根据分析，步骤②③④的操作均为过滤；固体A的化学式为SiO2；答案为：增大接触面积，加快溶解速率，提高酸浸效率；过滤；SiO2；
（2）a．Fe在步骤③中将FeCl3还原成FeCl2，不能使Fe3+转化成Fe(OH)3沉淀，a项不选；
b．步骤③、④中加入氨调节pH可使Fe3+、Al3+分别转化成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，与其余物质分离，b项选；
c．Al(OH)3能溶于NaOH溶液，步骤④中加入过量的NaOH溶液不能得到Al(OH)3沉淀，c项不选；
答案选b。
（3）步骤③中调节pH使Fe3+转化成Fe(OH)3沉淀而除去，根据表中各离子开始沉淀和完全沉淀的pH可知，该步骤调节的pH范围为3.2≤pH＜4；答案为：3.2≤pH＜4或3.2~4。
（4）步骤④中溶液 E 主要含 Mg2+、Cl-等，故分离固体F时，必须对F进行洗涤，要检验F是否洗涤干净，只要检验洗涤液中是否含Cl-即可，方法是：取少许最后一次洗涤液，加入稀硝酸，无现象。再加入硝酸银溶液，也无现象说明洗涤干净；答案为：取少许最后一次洗涤液，加入稀硝酸，无现象。再加入硝酸银溶液，也无现象说明洗涤干净。
（5）步骤⑥为电解熔融Al2O3生成Al和O2，反应的化学方程式为2Al2O34 Al+3O2↑；答案为：2Al2O34 Al+3O2↑。
2/ 让教学更有效 精品试卷 | 化学
能力突破特训
时间：60分钟
一、选择题（12个小题，每小题只有一个正确选项，每题5分，共60分）
1．下列有关金属镁的说法不正确的是( )
A．Mg在CO2中燃烧生成MgO和C，是放热反应
B．工业上通过电解MgCl2溶液制取金属镁
C．Mg和稀硫酸反应时，滴加少量硫酸铜溶液，能加快反应速率
D．镁可以用来制造信号弹和焰火，MgO可以作耐高温材料
2．镁遇到下列物质不放出H2的是：①NH4Cl溶液；②KOH溶液；③Na2CO3溶液；④热的乙醇；⑤苯；⑥醋酸溶液；⑦FeCl3溶液；⑧CuSO4溶液；⑨NaH2PO4；⑩NaHCO3溶液。
A．①⑥⑦⑧ B．③④⑤⑨⑩ C．②③⑤⑩ D．③④⑤⑦
3．Li和Mg是两种重要的金属元素。下列说法正确的是
A．金属镁一般保存在石蜡油中 B．单质Li和冷水不反应
C．单质Li可与反应生成 D．Li、Mg的焰色试验现象相同
4．为测定镁铝合金（不含其它元素）中镁的质量分数。某同学设计了如下实验：称量ag镁铝合金粉末，放在如图所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧。下列说法错误的是
A．实验结束后应再次称量剩余固体的质量
B．氧气要保证充足
C．可以用空气代替氧气进行实验
D．实验结束后固体质量大于ag
5．菱镁矿(主要成分为，还含有少量、)制备的流程如图。下列说法正确的是
A．步骤(Ⅰ)得到的滤渣主要成分为 B．步骤(Ⅱ)发生的反应有2个
C．步骤(Ⅲ)操作可在蒸发皿中进行 D．滤液Y中加入足量氨水可得到白色沉淀
6．JerryWoodall教授经研究发现，含有95%的铝和5%的镓、铟及锡组成的新型合金与水能快速反应制得氢气，由于整个反应中，只消耗铝，而反应生成的Al2O3可回收再利用，这样不仅降低了制氢气的成本，而且方便快捷，这一发现将燃氢汽车的研发推向新的里程碑。据此，下列说法不正确的是
A．铝作为燃料，有资源丰富的优势
B．组成合金的几种金属元素都位于周期表第ⅢA族
C．合金与水反应的总反应式为：2Al+3H2O=Al2O3+3H2↑
D．合金中的镓、铟及锡对铝与水的反应起到催化作用
7．镁和铝分别和等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积(V)与反应时间(t)的关系如图所示。则下列说法正确的是
A．镁和铝消耗硫酸的物质的量之比是2∶3
B．参加反应的镁、铝的质量之比是8∶9
C．反应中消耗的镁、铝的物质的量之比是3∶2
D．反应中镁、铝转移电子的物质的量之比是2∶3
8．铝热反应的实验装置如图所示，下列有关说法错误的是
A．X物质为KClO3
B．镁条燃烧提供引发反应所需的热量
C．若转移0.3 mol电子，被还原的Fe2O3为16 g
D．可利用铝热反应冶炼铁
9．以铝土矿(主要成分，含，等少量杂质)为原料制备氧化铝的一种工艺流程如下：
已知滤渣的成分为铝硅酸钠和化合物M。下列说法正确的是
A．M为
B．“碱溶”主要反应：=
C．“沉铝”主要反应：
D．铝土矿中Al的质量分数为品
10．Zn(OH)2是一种与Al(OH)3类似的两性氢氧化物，它与强碱反应的离子方程式为：Zn(OH)2+2OH－=+2H2O。而且Zn(OH)2还能溶于过量的氨水，生成易溶于水的，而Al(OH)3不能。则下面四组溶液不能用相互滴加来进行鉴别的是
A．AlCl3、NH3·H2O B．ZnCl2、NH3·H2O
C．AlCl3、NaOH D．ZnCl2、NaOH
11．明矾是重要化工原料，下列与明矾相关的实验设计中，结论错误的是
实验方案 现象 结论
A 用铂丝蘸取明矾溶液置于无色火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察 火焰呈紫色 明矾中含有
B 分别用明矾溶液、蒸馏水喷淋两张白纸，久置一段时间后，观察 明矾喷淋过的白纸老化明显 水解产生的H+可促进纸张中的纤维素的水解
C 明矾溶液中加入过量NaF后再加浓氨水 无白色沉淀生成 会与反应，且反应后溶液中的浓度很低
D 取一烧杯比室温高3~5℃的明矾饱和溶液，把明矾小晶体悬挂在烧杯中央，静置 明矾小晶体变成了外形规则的大晶体 析出的明矾覆盖到小晶体表面，晶体变大，若急速冷却，可获得更大颗粒的晶体
A．A B．B C．C D．D
12．下列各组离子一定能大量共存的是
A．含有大量的的溶液中：、、、
B．常温下pH=7的溶液中：、、、
C．澄清透明的溶液中：、、、
D．常温下，的溶液中：、、、
二、非选择题（共4小题，共40分）
13．镁的化合物具有广泛用途，请回答有关镁的下列问题：
(1)单质镁在空气中燃烧的主要产物是 ，还生成少量的 (填化学式)。
(2)物质的量为0.10mol的镁条在只含有CO2和O2混合气体的容器中燃烧(产物不含碳酸镁)，反应后容器内固体物质的质量不可能为
A．3.2g B．4.0g C．4.2g D．4.6g
(3)镁作为一种强还原剂，还用于钛和铀的生产，写出镁与TiCl4在高温条件下制取钛的化学方程式 。
(4)氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。Mg2Cu是一种储氢合金。350℃时，Mg2Cu与H2反应，生成MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物(其中氢的质量分数为0.077)，Mg2Cu与H2反应的化学方程式为 。
(5)CH3MgCl是一种重要的有机合成剂，其中镁的化合价是 ，该化合物水解时生成甲烷、氯化镁和氢氧化镁，请写出该反应的化学方程式 。
14．镁、铝及其化合物在生产生活中具有重要的作用。
(1)下列实验能比较镁和铝的金属性强弱的是 (填字母序号)。
a．测定镁和铝的导电性强弱
b．测定等质量的镁片和铝片与相同浓度的盐酸反应的速率
c．向0.1mol/LAlCl3和0.1mol/LMgCl2中加过量NaOH 溶液
(2)镁铝尖品石(MgAl2O4)常做耐火材料。共沉淀制备尖品石的方法是：用AICl3和MgCl2的混合溶液(用a表示)与过量的氨水(用b表示)反应，再将得到的沉淀高温焙烧。为使Mg2+、Al3+同时生成沉淀，应该把 (填“a”或“b”)滴入另一溶液中。
(3)AlCl3与NaN3在高温下反应可制得高温结构陶瓷氮化铝(AlN)，且生成N2，写出反应化学方程式为 。
(4)聚合铝(PAC)是一种新型高效的无机高分子絮凝剂，广泛用于水的处理。用铝灰、铝土矿、铝渣等为原料(主要成分为Al、Al2O3可制取聚合铝。实验步骤如下：
①写出酸溶过程中发生的非氧化还原反应的离子方程式： 。
②聚合铝(PAC)的分子式为[Al2(OH)aCIb]m，聚合铝中OH-与Al3+的比值对净水效果有很大影响，定义盐基度B=n(OH-): 3n(Al3+)，当B=时，b= 。 (填入合适数字)
③制取聚合铝的方法有多种，若将步骤Ⅰ后的溶液pH直接调制4.2-4.5时，将在过程Ⅱ发生聚合而得到某种聚合铝Alm(OH)nCl3m-n，写出生成该聚合铝的离子反应方程式是 。
15．碳酸镁晶须是一种新型的吸波隐形材料中的增强材料。
I．合成该物质的步骤如下:
步骤1：配制200 mL 0.5 mol·L-1 MgSO4溶液和400 mL0.5 mol·L-1 NH4HCO3溶液；
步骤2：将所配NH4HCO3溶液倒入四口烧瓶中，控制温度50℃，边搅拌边把所配MgSO4溶液于1 min内逐滴加入NH4HCO3溶液中，然后用氨水调节溶液pH至9.5；
步骤3：放置1h后，过滤、洗涤、干燥得碳酸镁晶须产品（MgCO3 nH2O，n=1~5）。
(1)步骤1中配制400 mL 0.5 mol·L-1 NH4HCO3溶液所需玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管和量筒外，还有 。
(2)①步骤2中应采取的较好加热的方法为 ；
②根据上述实验药品的用量，四口烧瓶的最适宜规格为 （填标号）。
A．250 mL B．500 mL C．1000 mL D．2000 mL
③生成MgCO3 nH2O的离子方程式为 。
(3)步骤3中，为加快过滤速度，常用 (填过滤方法)。
II．测定合成的MgCO3 nH2O中的n值：
方法1：称量1.000 g碳酸镁晶须，放入如图所示的广口瓶中，加入水，滴入稀硫酸与晶须反应，生成的CO2被过量的NaOH溶液吸收，在室温下反应4～5 h，反应后期将温度升到30℃，最后，烧杯中的溶液加足量氯化钡溶液后，用已知浓度的盐酸滴定至中性，从而测得CO2的总量；重复上述操作2次。
(4)图中气球的作用是 。
(5)设NaOH溶液为a mol·L-1 b mL。3次实验测得消耗c mol·L-1盐酸的体积平均值为d mL，则n值为 （用含a、b、c、d的代数式表示）。
(6)若省去“反应后期升温到30℃”的步骤，产生的后果是n值 （填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
方法2：用热重分析法测定合成的MgCO3·nH2O中的n值。称取100 g上述晶须产品进行热重分析，热重曲线如图。
(7)230℃~430℃发生的化学反应的方程式为 。
16．工业上常用电解熔融氧化铝的方法来生产铝锭，其电解的氧化铝纯度不得低于 98.2％，而天然铝土矿中的氧化铝含量为 50％~70％，杂质主要为 SiO2、Fe2O3、MgO 等。工业生产铝锭的工艺流程如下图：
一些难溶物开始沉淀和完全沉淀的 pH 如表所示：
沉淀物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Mg(OH)2
开始沉淀 pH(离子初始浓度为 0.01mol·L-1) 4 2.3 10.4
完全沉淀 pH(离子浓度<10-5mol·L-1) 5.2 3.2 12.4
请回答下列问题：
(1)步骤①粉碎的目的 ；步骤②③④中操作均为 ；固体A的化学式为 ；
(2)物质 C 可以为 (填序号)
a.Fe b.氨 c.过量氢氧化钠稀溶液
(3)步骤③中调节溶液 pH 的数值范围为 ；
(4)步骤④中溶液 E 主要含 Mg2+、Cl-等，故分离固体F时，必须对F进行洗涤。如何检验F是否洗涤干净 ；
(5)步骤⑥的化学方程式为 。
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