高考一轮复习专题 金属镁、铝图像训练（解析版）

专题  金属镁、铝图像训练

1.下列图象均为实验过程中产生沉淀的物质的量(Y)与加入试剂的量(X)之间的关系图，其中正确的是 (　 　)

A.向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量且边滴边振荡

B.向NaAlO2溶液中逐滴滴加稀盐酸至过量且边滴边振荡

C.向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量

D.向含等物质的量浓度的NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2的混合溶液中通入二氧化碳至过量

答案：C

【解析】向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量，先后发生反应：AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl、Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，生成和溶解Al(OH)3沉淀所需NaOH物质的量之比为31，与图象不符合，A错误；向NaAlO2溶液中逐滴滴加稀盐酸至过量，开始应产生Al(OH)3沉淀，与图象不符合，B错误；向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量，先后发生反应：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、NH＋OH－===NH3·H2O、Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，三个反应消耗NaOH物质的量之比为311，与图象相符，C正确；向含等物质的量浓度的NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2的混合溶液中通入二氧化碳至过量，先后发生反应：2OH－＋CO2＋Ba2＋===BaCO3↓＋H2O、2OH－＋CO2===CO＋H2O、2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO、CO＋CO2＋H2O===2HCO、BaCO3＋CO2＋H2O===Ba2＋＋2HCO，沉淀部分溶解，与图象不符合，D错误。

2.下列反应中，相关示意图错误的是 (　　)

答案：B

【解析】A项发生反应：SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，随着SO2的通入，溶液中H＋浓度增大，溶液的pH减小，当通入的SO2在溶液中达到饱和时，溶液中H＋浓度保持不变，溶液的pH保持不变，A项正确；先发生碳酸钠和盐酸的反应：CO＋H＋===HCO，后发生碳酸氢钠与盐酸的反应：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑，因此生成气体时消耗的盐酸的物质的量大于生成气体前消耗的盐酸的物质的量，B项错误；先发生浓硝酸与Cu的反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，后发生稀硝酸与Cu的反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，根据化学方程式知，消耗相同量的Cu产生NO2的体积比产生NO的体积多，C项正确；发生反应：Fe＋2FeCl3===3FeCl2，随着铁粉的加入，溶液质量增大，但Cl－的质量不变，所以Cl－的质量分数减小，FeCl3完全反应后，Cl－的质量分数保持不变，D项正确。

3.用NaHCO3溶液处理NaAlO2溶液(由Al2O3过量NaOH溶液反应制得)，测得溶液pH和Al(OH)3生成的量随加入NaHCO3溶液体积的变化情况如图所示。下列说法正确的是(　 　)

A．Al(OH)3的生成是因为NaHCO3促进了NaAlO2的水解

B．b点和c点溶液所含微粒种类不同

C．NaHCO3溶液的物质的量浓度为1.0 mol·L－1

D．d点时：c(Na＋)＝c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)

答案：C

【解析】因为碳酸氢根离子的酸性强于氢氧化铝，所以Al(OH)3的生成是因为NaHCO3与NaAlO2发生复分解反应生成的，故A错误；b点与c点溶液所含微粒种类相同，均含Na＋、AlO、OH－、CO，故B错误；加入40 mL NaHCO3溶液时沉淀最多，沉淀为0.032 mol, NaOH过量，滤液中含NaOH，由OH－＋HCO＝CO＋H2O，HCO＋AlO＋H2O===Al(OH)3＋CO可以知道，前8 mL不生成沉淀，c(NaHCO3)＝＝1.0 mol/L，所以C选项是正确的；d点时沉淀量最大，此时溶液为碳酸钠溶液，根据物料守恒可以知道：c(Na＋)＝2c(CO)＋2c(HCO)＋2c(H2CO3)，故D错误。

4.在200 mL含Mg2＋、Al3＋、NH、H＋、Cl－的溶液中，逐滴加入5 mol·L－1 NaOH溶液，所加NaOH溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。下列叙述不正确的是  (　 　)

A．x－y＝0.01 mol

B．原溶液中c(Cl－)＝0.75 mol·L－1

C．原溶液的pH＝1

D．原溶液中n(Mg2＋)∶n(Al3＋)＝5∶1

答案：B

【解析】分析图示可知x－y的值即为氢氧化铝的物质的量，溶解氢氧化铝消耗氢氧化钠溶液的体积为35 mL－33 mL＝2 mL，x－y＝5 mol·L－1×2×10－3L＝0.01 mol，A不符合题意；加入33 mL氢氧化钠溶液时溶液中溶质为NaCl，原溶液中n(Cl－)＝5 mol·L－1×33×10－3L＝0.165 mol，c(Cl－)＝0.825 mol·L－1，B符合题意；由图知0～4 mL时发生反应H＋＋OH－===H2O，则H＋的物质的量为4×0.001 L×5 mol·L－1＝0.02 mol，H＋的物质的量浓度为＝0.1 mol·L－1，则pH＝1，C不符合题意；由4 mL～30 mL Mg2＋、Al3＋结合OH－生成沉淀的反应知，n(OH－)＝5 mol·L－1×26×10－3L＝0.13 mol，则根据Al3＋＋3OH－===Al(OH)3，与0.01 mol Al3＋反应的OH－的物质的量为0.03 mol，与Mg2＋反应的OH－的物质的量为0.1 mol，由Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2知，n(Mg2＋)＝0.05 mol，则原溶液中n(Mg2＋)∶n(Al3＋)＝0.05∶0.01＝5∶1，D不符合题意。

5.有一块镁铝合金，其中镁与铝的质量比是8∶9。加入足量稀H2SO4使其完全溶解后，再加入NaOH溶液，生成沉淀的质量随NaOH溶液体积变化的曲线如下图，其中正确的是(　　)

答案：A

【解析】镁与铝的质量比是8∶9，则物质的量之比是1∶1，NaOH溶液过量后Al(OH)3完

全溶解，只剩Mg(OH)2沉淀，B错；等物质的量的Mg(OH)2与Al(OH)3的质量之比是 58∶78，即剩余的Mg(OH)2的质量小于沉淀最大质量的，排除C、D，故选A。

6.如图所示是向MgCl2和AlCl3的混合溶液中加入一定量NaOH溶液，紧接着再加入一定量稀盐酸，生成沉淀的物质的量y与加入溶液的体积x的关系图。根据图示判断，下列结论中不正确的是(　　)

A.N点时溶液中的溶质只有NaCl

B.M点之前加入的是NaOH溶液，M点之后加入的是盐酸

C.c(NaOH)＝c(HCl)

D.原混合溶液中c(MgCl2)∶c(AlCl3)＝1∶1

答案：B

【解析】向MgCl2和AlCl3的混合溶液中加入NaOH溶液，首先发生：Al3＋＋3OH－ ===Al(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－ ===Mg(OH)2↓，N点时Al3＋、Mg2＋全部沉淀，溶液中的溶质只有NaCl，A正确；NM段Al(OH)3溶解，x＝6时，Al(OH)3完全溶解，MP段沉淀的量不变，MP段先加的NaOH溶液，然后又加入盐酸，B错误；PF段沉淀增加，发生AlO＋H2O＋H＋===Al(OH)3↓，消耗盐酸1 mL, 根据NM段Al(OH)3溶解消耗NaOH溶液1 mL，则c(NaOH)＝c(HCl)，C正确；沉淀Al3＋消耗NaOH溶液3 mL，沉淀Mg2＋消耗NaOH溶液2 mL，原混合溶液中c(MgCl2)∶c(AlCl3)＝1∶1，D正确。

7.在200 mL含Mg2＋、Al3＋、NH、H＋、Cl－的溶液中，逐滴加入5 mol·L－1 NaOH溶液，所加NaOH溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。下列叙述不正确的是(　　)

A.x－y＝0.01

B.原溶液中c(Cl－)＝0.75 mol·L－1

C.原溶液的pH＝1

D.原溶液中n(Mg2＋)∶n(Al3＋)＝5∶1

答案：B

【解析】结合题意和题图可知，0～4 mL发生反应：H＋＋OH－===H2O，4～30 mL发生反应：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，30～33 mL发生反应：NH＋OH－===NH3·H2O，33～35 mL发生反应：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。故n(Al3＋)＝n[Al(OH)3]＝0.002 L×5 mol·L－1＝0.01 mol，n(Mg2＋)＝n[Mg(OH)2]＝＝0.05 mol，故x－y＝0.01，原溶液中的n(Mg2＋)∶n(Al3＋)＝5∶1，A、D项正确；原溶液中c(H＋)＝＝0.1 mol·L－1，c(NH)＝＝0.075 mol·L－1，故原溶液的pH＝1，根据电荷守恒，原溶液中存在：3c(Al3＋)＋2c(Mg2＋)＋c(NH)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)，OH－可以忽略不计，故c(Cl－)＝0.825 mol·L－1，B项错误，C项正确。

8.室温下，在0.2 mol·L－1 Al2(SO4)3溶液中，逐滴加入1.0 mol·L－1 NaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如图，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

答案：C

【解析】A项，a点时，即为Al2(SO4)3溶液，由于Al3＋水解：Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，溶液呈酸性，错误；B项，a～b段，主要是滴入的NaOH溶液中和了水解生成的H＋，c(H＋)减小，溶液pH增大，另外，一方面，c(H＋)减小一定程度上促进了Al3＋的水解，另一方面溶液体积增大，故c(Al3＋)减小，错误；C项，b～c段，pH变化缓慢，主要发生反应：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，正确；D项，c点后pH变化较快的一段，为Al3＋沉淀完全，Al(OH)3未溶解而c(OH－)增大的过程，d点前pH变化较缓慢的一段反应为：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，故d点时，Al(OH)3已完全溶解，错误。

9.将打磨后的镁条放入盛有50 mL蒸馏水的烧杯中，用pH传感器和浊度传感器监测溶液中pH和溶液浊度随时间的变化如图。下列有关描述正确的是  (　   )

A．实线表示溶液浊度随时间的变化

B．50 s时向溶液中滴入酚酞试液，溶液变红

C．该实验是在常温下进行的

D．150 s后溶液浊度下降是因为生成的Mg(OH)2沉降

答案：D

【解析】常温下，Mg与水缓慢反应生成Mg(OH)2，溶液变浑浊，随着反应的进行，Mg(OH)2沉降，溶液浊度减小，实线表示溶液的pH变化，故A错误；pH大于8时，酚酞呈红色，50 s时溶液的pH小于8，滴入酚酞后溶液为无色，故B错误；常温下蒸馏水的pH＝7，而图象中水的pH小于6.5，说明该实验不是在常温下进行的，故C错误；Mg(OH)2为难溶物，随着Mg(OH)2的沉降，溶液的浊度下降，故D正确。

9.向盛有10 mL 1 mol·L－1 NH4Al(SO4)2溶液的烧杯中滴加1 mol·L－1 NaOH溶液，沉淀的物质的量随NaOH溶液体积的变化示意图如下：

(1)写出m点反应的离子方程式：________________________________________。

(2)若在NH4Al(SO4)2溶液中改加20 mL 1.2 mol·L－1 Ba(OH)2溶液，充分反应后，溶液中产生沉淀的物质的量为________mol。

答案　(1)NH＋OH－===NH3·H2O   (2)0.022

【解析】(2)因NH4Al(SO4)2的物质的量为0.01 L×1 mol·L－1＝0.01 mol，Ba(OH)2的物质的量为0.02 L×1.2 mol·L－1＝0.024 mol，产生沉淀的反应有两类，一是SO＋Ba2＋===BaSO4↓，n(SO)＝0.01 mol×2＝0.02 mol，0.02 mol＜0.024 mol，故n(BaSO4)＝0.02 mol；二是OH－参与的反应，

Al3＋　　＋　　3OH－　　===　　Al(OH)3↓

0.01 mol       0.03 mol         0.01 mol

OH－余0.024 mol×2－0.03 mol＝0.018 mol，之后发生反应：NH＋OH－===NH3·H2O，n(NH)＝0.01 mol，再消耗OH－ 0.01 mol，则剩余OH－为0.018 mol－0.01 mol＝0.008 mol，最后发生沉淀的溶解：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，OH－为0.008 mol，溶解Al(OH)3 0.008 mol，则剩余Al(OH)3为0.01 mol－0.008 mol＝0.002 mol。溶液中产生沉淀的物质的量为0.02 mol＋0.002 mol＝0.022 mol。

10.一位同学在复习时遇到这样一道习题：某无色溶液中可能含有H＋、OH－、Na＋、NO，加入铝粉后，只产生H2，问该无色溶液中能大量存在哪几种离子。

(1)加入铝粉产生H2，说明铝具有________(填“氧化性”或“还原性”)。

(2)该同学分析：若H＋大量存在，则NO就不能大量存在。设计实验证实如下：

①盐酸溶解Al2O3薄膜的离子方程式是____________________________________。

②根据现象ⅱ，推测溶液中产生了NO，为进一步确认，进行如下实验：

a.浅棕色气体是________。

b.实验1的目的是_____________________________________________。

c.实验1、2说明反应生成了NO，将生成NO的离子方程式补充完整：

________Al＋________NO＋________===________Al3＋＋________NO↑＋________。

(3)再假设：若OH－大量存在，NO也可能大量存在。重新设计实验证实如下：

为确认“刺激性气味”气体，进行如下实验：用湿润KI­淀粉试纸检验，未变蓝；用湿润红色石蕊试纸检验，试纸变蓝。

①刺激性气味的气体是________。

②产生该气体的离子方程式是________________________________________。

(4)在NaOH溶液中加入铝粉，结果只检验出有H2生成，其化学方程式是____________________________________________________________________。

答案　(1)还原性

(2)①6H＋＋Al2O3===2Al3＋＋3H2O     ②a.NO2

b.对比实验，排除氧气使湿润的KI­淀粉试纸变蓝的可能

c.1　1　4H＋　1　1　2H2O

(3)①NH3　②8Al＋3NO＋5OH－＋2H2O===3NH3↑＋8AlO

(4)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

【解析】(1)加入铝粉产生H2，Al失去电子，H＋得到电子，则Al为还原剂，具有还原性。(2)①盐酸与氧化铝反应生成氯化铝和水，该离子反应为6H＋＋Al2O3===2Al3＋＋3H2O。②液面上方呈浅棕色，一定不是氢气，为氮的氧化物，由将湿润KI­淀粉试纸置于空气中未变蓝，说明KI在空气中不能被氧化，而用湿润KI­淀粉试纸检验浅棕色气体试纸变蓝，则KI被氧化，即二氧化氮与水反应生成硝酸，再氧化碘离子生成碘单质。a.由上述分析可知，浅棕色气体是NO2；b.实验1的目的是作对比实验；c.Al与H＋、NO发生氧化还原反应生成硝酸铝、NO和水，离子反应为Al＋NO＋4H＋===Al3＋＋NO↑＋2H2O。(3)①用湿润KI­淀粉试纸检验，未变蓝；用湿润红色石蕊试纸检验，试纸变蓝，则气体为NH3。②由上述分析可知，碱性条件下Al与NO发生氧化还原反应生成氨气，离子反应为8Al＋3NO＋5OH－＋2H2O===3NH3↑＋8AlO。(4)NaOH溶液中加入铝粉，结果只检验出有H2生成，即反应生成偏铝酸钠和氢气，反应为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。