跟蹤檢測（十一）點點突破——活潑金屬的3種典型代表（鈉、鎂、鋁）1．(2021·唐山模擬)下列說法不正確的是(　　)A．Na2O2用作呼吸面具的供氧劑B．NaHCO3的熱穩(wěn)定性大于Na2CO3C．乙醇可與金屬鈉反應放出氫氣D．鈉久置在空氣中最終產物為Na2CO3解析：選B　NaHCO3受熱易分解，Na2CO3受熱不易分解，故Na2CO3的熱穩(wěn)定性強于NaHCO3。2．下列有關金屬的工業(yè)制法中，正確的是(　　)A．制鈉：以海水為原料制得精鹽，再電解純凈的NaCl溶液B．制鐵：以鐵礦石為原料，CO還原得鐵C．制鎂：以海水為原料，經一系列過程制得氧化鎂固體，H2還原得鎂D．制鋁：從鋁土礦中獲得氧化鋁再得到氯化鋁固體，電解熔融的氯化鋁得到鋁解析：選B　工業(yè)制鈉通常是電解熔融NaCl：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑，而電解純凈的NaCl溶液：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，得不到鈉，故A錯誤；工業(yè)制鐵通常是CO還原鐵礦石：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，故B正確；工業(yè)制鎂通常是電解熔融氯化鎂：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑，故C錯誤；工業(yè)制鋁通常是電解熔融的氧化鋁：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑，氯化鋁是共價化合物，在熔融狀態(tài)下不導電，故D錯誤。3．過氧化鉀與水的反應類似于過氧化鈉與水的反應，其化學方程式為2K2O2＋2H2O===4KOH＋O2↑，當0.5molKO2與足量H2O完全反應后，下表對生成物O2的敘述中錯誤的是(　　)選項KO2的質量O2的敘述A57gO2的質量為9gB57g生成標準狀況下O2的體積為5.6LC114gO2的摩爾質量是32g·mol－1D57g生成0.25molO2解析：選C　反應的化學方程式為2KO2＋2H2O===2KOH＋2K18OH＋18O2↑，故生成的氧氣的摩爾質量是36g·mol－1，標準狀況下生成的氧氣的體積為5.6L，其質量為9g ，物質的量為0.25mol，故C錯誤，A、B、D正確。4．已知MgO、MgCl2的熔點分別為2800℃、604℃，將MgO、MgCl2加熱熔融后通電電解，都可得到金屬鎂。海水中含有MgCl2，工業(yè)上從海水中提取鎂正確的方法是(　　)A．海水Mg(OH)2MgB．海水MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)MgC．海水Mg(OH)2MgOMgD．海水Mg(OH)2MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)Mg解析：選D　從經濟效益上看，用石灰乳沉淀Mg2＋比用NaOH成本低，電解MgCl2比電解MgO成本低。5．(2021·北京石景山期末)侯氏制堿原理：NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl，需經過制取氨氣、制取NaHCO3、分離及干燥NaHCO3四個步驟，下列圖示裝置能達到實驗目的的是(　　)解析：選C　A項，氯化銨不穩(wěn)定，加熱易分解生成氨氣和HCl，溫度稍低時二者又可化合生成氯化銨；B項，氣體應長管進，短管出；C項，從溶液中分離固體，可用過濾的方法；D項，碳酸氫鈉不穩(wěn)定，受熱易分解，不能直接加熱干燥，且不能在燒杯中加熱干燥固體。6．某同學用Na2CO3和NaHCO3溶液進行如圖所示實驗。下列說法中正確的是(　　)A．實驗前兩溶液的pH相等B．實驗前兩溶液中離子種類完全相同C．加入CaCl2溶液后生成的沉淀一樣多D．加入CaCl2溶液后反應的離子方程式都是CO＋Ca2＋===CaCO3↓解析：選B　CO的水解程度大于HCO，Na2CO3溶液的pH較大，A項錯誤；實驗前兩溶液中都存在Na＋、CO、HCO、H＋、OH－，B 項正確；題圖中左、右兩支試管中發(fā)生反應的離子方程式分別為CO＋Ca2＋===CaCO3↓、Ca2＋＋2HCO===CaCO3↓＋H2O＋CO2↑，右邊試管中HCO不足，生成的沉淀比左邊試管中的沉淀少，故C、D項均錯誤。7．已知NaOH＋Al(OH)3===Na[Al(OH)4]。向集滿CO2的鋁制易拉罐中加入過量NaOH濃溶液，立即封閉罐口，易拉罐漸漸變癟；再過一段時間，罐壁又重新凸起。上述實驗過程中沒有發(fā)生的離子反應是(　　)A．CO2＋2OH－===CO＋H2OB．Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－C．2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑D．Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－解析：選D　向集滿CO2的鋁罐中加入過量NaOH濃溶液，首先CO2與NaOH反應，離子方程式為CO2＋2OH－===CO＋H2O，表現為鋁罐變癟；接著過量的NaOH再與鋁罐反應生成氫氣，發(fā)生的反應為2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑，則罐壁又重新凸起；因鋁罐表面有氧化膜Al2O3，則又能夠發(fā)生反應Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－，根據分析可知，過程中發(fā)生了A項、B項、C項的反應，沒有發(fā)生D項的反應。8．某鋁土礦樣品中含有Al2O3、Fe2O3和SiO2，進行一系列操作將它們分離：加入試劑、過濾、洗滌、灼燒等。依次加入試劑的最佳方案是(　　)A．NaOH溶液、鹽酸、氨氣B．硫酸、NaOH溶液、鹽酸C．NaOH溶液、鹽酸、CO2D．水、鹽酸、NaOH溶液解析：選A　NaOH溶液可以溶解Al2O3、SiO2，不能溶解Fe2O3，過濾分離出Fe2O3；之后加鹽酸，Na2SiO3溶液和鹽酸反應生成H2SiO3沉淀，不能溶于過量鹽酸中，而NaAlO2經酸化后生成Al(OH)3沉淀，繼續(xù)加鹽酸會溶于過量鹽酸中生成AlCl3，此步通過過濾分離出H2SiO3，經脫水后生成SiO2；此時溶液中含有AlCl3，通氨氣后生成Al(OH)3沉淀，過濾后再加熱，Al(OH)3分解得到Al2O3，故A項符合題意。9．某同學將光亮的鎂條放入盛有NH4Cl溶液的試管中，有大量氣泡產生。為探究該反應原理，該同學做了以下實驗并觀察到相關現象，由此得出的結論不合理的是(　　)選項實驗及現象結論A將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口，試紙變藍反應中有NH3產生 B收集產生的氣體并點燃，火焰呈淡藍色反應中有H2產生C收集氣體的同時測得溶液的pH為8.6弱堿性溶液中Mg也可被氧化D將光亮的鎂條放入pH為8.6的NaOH溶液中有氣泡產生弱堿性溶液中OH－氧化了Mg解析：選D　A項，能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體只有NH3。B項，由于NH4Cl溶液水解后顯酸性，故產生的氣體中含有H2。C項，pH＝8.6的溶液顯堿性，故弱堿性溶液中Mg可被氧化。D項，溶液中有氣泡產生，生成的氣體是H2，是H＋將Mg氧化而不是OH－將其氧化。10．工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，含SiO2、Fe2O3等雜質)冶煉鋁的主要流程如下：(注：SiO2堿溶時轉化為鋁硅酸鈉沉淀)下列敘述錯誤的是(　　)A．操作Ⅰ增大NaOH溶液用量可提高Al2O3的浸取率B．操作Ⅱ、Ⅲ為過濾，操作Ⅳ為灼燒C．通入過量CO2的離子方程式為2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋COD．加入冰晶石的目的是降低Al2O3的熔融溫度解析：選C　操作Ⅰ增大NaOH溶液用量可以使鋁土礦中的Al2O3充分溶解，從而提高Al2O3的浸取率，A正確；操作Ⅱ、Ⅲ為過濾，操作Ⅱ濾去的濾渣為Fe2O3、鋁硅酸鈉，操作Ⅲ得到固體Al(OH)3，操作Ⅳ為灼燒，目的是使Al(OH)3分解成Al2O3，B正確；向NaAlO2溶液中通入過量CO2后生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3，離子方程式為AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO，C不正確；加入冰晶石的目的是降低Al2O3的熔融溫度，D正確。11．生產上用過量燒堿溶液處理某礦物(含Al2O3、MgO)，過濾后得到的濾液用NaHCO3溶液處理，測得溶液pH和Al(OH)3生成的量隨加入NaHCO3溶液體積的變化情況如圖所示。下列說法不正確的是(　　) A．NaHCO3溶液的物質的量濃度為0.8mol·L－1B．b點與c點溶液所含粒子種類相同C．a點溶液中存在的離子是Na＋、AlO、OH－、H＋D．生成沉淀的離子方程式為HCO＋AlO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO解析：選A　過量燒堿溶液處理后得到的濾液為NaOH、NaAlO2的混合液，加入NaHCO3溶液后發(fā)生的反應依次為：NaOH＋NaHCO3===Na2CO3＋H2O、NaHCO3＋NaAlO2＋H2O===Al(OH)3↓＋Na2CO3。由圖可知，加入40mLNaHCO3溶液時沉淀量最大，此時NaAlO2剛好完全沉淀，b點與c點溶液中均含有NaAlO2，故B、D正確；由圖可知，a點溶液呈堿性，其溶質為NaOH、NaAlO2，故C正確；n(NaHCO3)＝n[Al(OH)3]＝0.032mol，c(NaHCO3)＝＝1.0mol·L－1，故A錯誤。12．化學小組為分析某鋁合金組成，用足量稀硝酸將合金溶解，用NaOH溶液調pH，在pH為3.4時開始出現沉淀，在pH為5、9時分別過濾沉淀，繼續(xù)滴加NaOH無沉淀析出。下列說法錯誤的是(　　)A．在pH為9時過濾所得沉淀為Cu(OH)2B．該合金中還含有金屬鐵C．該合金的成分為Al和CuD．等量鋁合金分別與足量的硫酸溶液或氫氧化鈉溶液反應得到的氫氣一樣多解析：選B　鋁合金用足量稀硝酸溶解，加入NaOH調pH，在pH為3.4時開始出現沉淀，由圖可知，合金中不含Fe，在pH為5時過濾出的是Al(OH)3沉淀，在pH為9時過濾出的是Cu(OH)2沉淀，繼續(xù)滴加無沉淀析出，則合金中不含金屬Mg。A項，在pH為9時過濾 出的是Cu(OH)2沉淀，正確；B項，合金中不含Fe，錯誤；C項，由以上分析可知，該合金中含有Al和Cu，正確；D項，合金中只有Al與NaOH和H2SO4反應，等量的Al得到的H2一樣多，正確。13．(2021·衡水中學一調)將15.6gNa2O2和5.4gAl同時放入一定量的水中，充分反應后得到200mL溶液，再向該溶液中緩慢通入標準狀況下的HCl氣體6.72L，若反應過程中溶液的體積保持不變，則下列說法正確的是(　　)A．標準狀況下，反應過程中得到7.84L氣體B．最終得到的溶液中c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)C．最終得到7.8g的沉淀D．最終得到的溶液中c(Na＋)＝1.5mol·L－1解析：選C　n(Na2O2)＝＝0.2mol，n(Al)＝＝0.2mol。投入水中，首先發(fā)生反應2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，生成的NaOH的物質的量為0.4mol；再發(fā)生反應2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，由反應方程式可知Al完全反應，生成NaAlO2的物質的量為0.2mol，剩余NaOH的物質的量為0.4mol－0.2mol＝0.2mol。n(HCl)＝＝0.3mol，通入HCl氣體首先發(fā)生反應NaOH＋HCl===NaCl＋H2O，剩余HCl的物質的量為0.3mol－0.2mol＝0.1mol，再發(fā)生反應NaAlO2＋HCl＋H2O===Al(OH)3↓＋NaCl，NaAlO2有剩余，HCl完全反應，生成的Al(OH)3的物質的量為0.1mol，最終溶液中溶質為NaAlO2、NaCl。過氧化鈉與水反應生成的氧氣為0.2mol×＝0.1mol，鋁與氫氧化鈉反應生成的氫氣為0.2mol×＝0.3mol，故反應中生成氣體標準狀況下的體積為(0.1mol＋0.3mol)×22.4L·mol－1＝8.96L，A錯誤；反應后溶液的溶質成分是0.3molNaCl和0.1molNaAlO2，B錯誤；最終生成Al(OH)3的物質的量為0.1mol，質量為0.1mol×78g·mol－1＝7.8g，C正確；根據原子守恒n(Na＋)＝2n(Na2O2)＝2×0.2mol＝0.4mol，最終得到的溶液中c(Na＋)＝＝2mol·L－1，D錯誤。14．(2021·寧夏育才中學月考)鎂及其化合物在現代工業(yè)、國防建設中有著廣泛的應用?；卮鹣铝袉栴}：(1)單質鎂在空氣中燃燒的主要產物是白色的________，還生成少量的________。( 填化學式)(2)CH3MgCl是一種重要的有機合成劑，其中鎂的化合價為________，CH3MgCl水解時除生成甲烷外，還生成一種堿和一種鹽。寫出該反應的化學方程式：___________________________________________________________________________________________。(3)Mg(OH)2是常用的阻燃材料。以白云石(CaCO3、MgCO3，不考慮雜質)為原料制備Mg(OH)2和CaCO3的工藝流程如下：①溶解度：Ca(OH)2________(填“>”或“<”)Mg(OH)2。②“煅燒”時稱取27.6g白云石，高溫加熱到質量不再變化，收集到的CO2為6.72L(標準狀況下)，若工藝中不考慮Ca、Mg損失，則Mg(OH)2和CaCO3的質量分別為________、________。解析：(1)鎂能在氧氣、二氧化碳、氮氣中燃燒，Mg與O2、CO2反應均生成MgO，且氧氣的氧化性比氮氣強，所以單質鎂在空氣中燃燒的主要產物是白色的MgO，還生成少量的Mg3N2。(2)CH3MgCl中Cl為－1價，H為＋1價，C為－4價，則鎂的化合價為＋2價，CH3MgCl水解時除生成甲烷外，還生成一種堿和一種鹽，則該堿一定是氫氧化鎂，該鹽一定是氯化鎂，該反應的化學方程式為2CH3MgCl＋2H2O===2CH4↑＋MgCl2＋Mg(OH)2。(3)①根據流程圖，“酸溶”后加入氨水，生成Mg(OH)2沉淀，沒有生成Ca（OH）2沉淀，所以溶解度：Ca(OH)2>Mg(OH)2。②“煅燒”時稱取27.6g白云石，高溫加熱到質量不再變化，收集到的CO2為6.72L(標準狀況下)，則CO2的物質的量為0.3mol。由碳原子守恒可得，n(CaCO3)＋n(MgCO3)＝0.3mol，100g·mol－1×n(CaCO3)＋84g·mol－1×n(MgCO3)＝27.6g，解得n(CaCO3)＝0.15mol，n(MgCO3)＝0.15mol，若工藝中不考慮Ca、Mg損失，則Mg(OH)2的質量為58g·mol－1×0.15mol＝8.7g、CaCO3的質量為100g·mol－1×0.15mol＝15g。答案：(1)MgO　Mg3N2　(2)＋22CH3MgCl＋2H2O===2CH4↑＋MgCl2＋Mg(OH)2(3)①>　②8.7g　15g 15．有一含NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物，某同學設計如圖所示的實驗裝置，通過測量反應產生的CO2和H2O的質量，來確定該混合物中各組分的質量分數。(1)實驗步驟：①按圖(夾持儀器未畫出)組裝好實驗裝置后，首先進行的操作是__________________。②稱取樣品，并將其放入硬質玻璃管中；稱量裝濃硫酸的洗氣瓶C的質量和盛裝堿石灰的U形管D的質量。③打開活塞K1、K2，關閉K3，緩緩鼓入氮氣數分鐘，其目的是___________________。④關閉活塞K1、K2，打開K3，點燃酒精燈，加熱至不再產生氣體。⑤打開活塞K1，緩緩鼓入氮氣數分鐘，然后拆下裝置，再次稱量洗氣瓶C的質量和U形管D的質量。(2)關于該實驗方案，請回答下列問題。①若加熱反應后不鼓入氮氣，對測定結果的影響是_______________________________________________________________________________________________。②E處干燥管中盛放的試劑是________，其作用是_________________________________________________________________________________________________，如果實驗中沒有該裝置，則會導致測量結果NaHCO3的質量分數________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。③若樣品質量為ag，反應后C、D裝置增加的質量分別為mg、ng，則混合物中Na2CO3·10H2O的質量分數為________(用含a、m、n的代數式表示)。解析：(1)①由實驗原理可知，實驗需要通過測量D裝置內堿石灰增加的質量，計算生成的二氧化碳的質量，通過測量C裝置增加的質量，計算生成水的質量，故應首先檢驗裝置的氣密性。③裝置內有空氣，含有水蒸氣和CO2，會影響對樣品生成的水蒸氣和CO2質量的測定，實驗前通入氮氣，排出裝置中原有的水蒸氣和二氧化碳，減少誤差。(2)①若加熱反應后不鼓入氮氣，生成水蒸氣質量和CO2質量測定結果會偏小，又碳酸氫鈉依據二氧化碳計算，而Na2CO3·10H2O的質量是根據生成水的總質量計算的，則測得的NaHCO3和Na2CO3·10H2O的含量偏小而NaCl含量偏大。②干燥管中盛放的是堿石灰，堿石灰能吸收空氣中的水蒸氣和CO2，若撤去E裝置，則D裝置中測得CO2的質量偏大，使測定的NaHCO3的質量分數偏大。③若樣品質量為ag，反應后C、D裝置增加的質量分別為mg、 ng，D裝置中增加的質量為生成CO2的質量，設NaHCO3分解生成的水蒸氣的質量為xg，則2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑　　　　　　　　　　18g　44g　　　　　　　　　　xg　ngx＝g，裝置C吸收的是水蒸氣，包括NaHCO3分解生成的水蒸氣和Na2CO3·10H2O分解生成的水蒸氣，故Na2CO3·10H2O分解生成的水蒸氣的質量＝mg－g，設Na2CO3·10H2O的質量為yg，Na2CO3·10H2ONa2CO3＋10H2O286g　　　　　　　　　　　180gyg　　　　　　　　　　　　mg－gy＝g，所以Na2CO3·10H2O的質量分數為×100%。答案：(1)①檢查裝置氣密性③除去裝置中的水蒸氣和二氧化碳(2)①Na2CO3·10H2O和NaHCO3的質量分數測定結果偏小，NaCl的質量分數測定結果偏大?、趬A石灰　防止空氣中的CO2和水蒸氣進入D中影響測定結果　偏大?、邸?00%16．(江蘇高考)以高硫鋁土礦(主要成分為Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金屬硫酸鹽)為原料，生產氧化鋁并獲得Fe3O4的部分工藝流程如下：(1)焙燒過程均會產生SO2，用NaOH溶液吸收過量SO2的離子方程式為___________。(2)添加1%CaO和不添加CaO的礦粉焙燒，其硫去除率隨溫度變化曲線如圖所示。 已知：多數金屬硫酸鹽的分解溫度都高于600℃硫去除率＝×100%①不添加CaO的礦粉在低于500℃焙燒時，去除的硫元素主要來源于________。②700℃焙燒時，添加1%CaO的礦粉硫去除率比不添加CaO的礦粉硫去除率低，其主要原因是____________________________________。(3)向“過濾”得到的濾液中通入過量CO2，鋁元素存在的形式由________(填化學式)轉化為________(填化學式)。(4)“過濾”得到的濾渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，理論上完全反應消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)＝________。解析：(1)NaOH吸收過量SO2的離子方程式為SO2＋OH－===HSO。(2)①由已知多數金屬硫酸鹽的分解溫度都高于600℃，不添加CaO的礦粉在低于500℃焙燒時，去除的硫元素主要來源于雜質FeS2。②700℃焙燒時，FeS2中的硫元素生成SO2，添加CaO后，SO2會與CaO、O2反應生成CaSO4而留在礦粉中。(3)用NaOH溶液堿浸后，Al2O3、SiO2溶解，轉化為NaAlO2和Na2SiO3，通入過量CO2后，NaAlO2與CO2、H2O反應轉化為Al(OH)3。(4)Fe2O3與FeS2在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，發(fā)生反應的化學方程式配平為16Fe2O3＋FeS211Fe3O4＋2SO2↑，可得關系式FeS2～16Fe2O3，則理論上完全反應消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)＝1∶16。答案：(1)SO2＋OH－===HSO(2)①FeS2?、诹蛟剞D化為CaSO4而留在礦粉中(3)NaAlO2　Al(OH)3　(4)1∶16