2021届高考化学一轮复习镁、铝及合金学案
镁、铝及合金
1.以下说法正确的是( )
A.Mg在CO2中的燃烧是置换反应
B.将Mg(OH)2沉淀转化为MgCl2,是镁原子失电子转化为Mg2+
C.电解得到镁的过程可以写出离子反应方程式,但不是氧化还原反应
D.Mg在N2中燃烧的反应中,N2既是氧化剂又是还原剂
【解析】选A。Mg在CO2中燃烧为置换反应,A正确;将Mg(OH)2沉淀转化为MgCl2的过程是复分解反应,B错误;电解得到镁的过程有化合价的变化,是氧化还原反应,C错误;Mg在N2中燃烧的反应中,N2作氧化剂,镁是还原剂,D错误。
2.实验室以空气和镁为原料制备Mg3N2的装置如图所示(夹持和加热装置略去):
下列说法正确的是( )
A.装置 A、B 中可依次加入浓硫酸、NaOH 溶液
B.若去掉装置C,对产品纯度无影响
C.实验时应先加热装置C,通入一段时间空气后再加热D
D.装置E 中碱石灰的作用是吸收尾气
【解析】选C。要制备氮化镁,需要除去空气中的氧气、CO2和水蒸气,则装置A、B中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸,A错误;若去掉装置C ,镁与氧气反应生成氧化镁,对产品纯度有影响,B错误;实验时,应先加热装置C,通入一段时间空气除去氧气,然后再加热装置D , C正确;装置E中碱石灰的作用是吸收空气中的水蒸气和二氧化碳,避免进入D中干扰实验,D错误。
【加固训练】
1.新型镁铝合金(Mg17Al12)有储氢性能,它一定条件下完全吸氢的反应为
Mg17Al12+17H217MgH2+12Al,得到的混合物Y(17MgH2+12Al)能与酸反应释放出大量氢气。下列说法正确的是( )
A.该合金应在氮气保护下,将一定比例的Mg、Al单质熔炼而成
B.该合金中含有离子键,铝元素呈正价
C.1 mol Mg17Al12完全吸氢后得到的Y与盐酸完全反应放出H2在标准状况下的体积为1 164.8 L
D.合金的熔点高于金属镁、金属铝的熔点
【解析】选C。镁和氮气反应,A错误;合金是金属的混合物,不存在离子键,B错误;1 mol Mg17Al12相当于17 mol镁和12 mol铝,吸收了17 mol的氢气,1 mol Mg17Al12和盐酸反应生成的氢气为17 mol+18 mol=35 mol,总共产生的氢气为35 mol+17 mol=52 mol,其标准状况下的体积为52 mol×22.4L·mol-1=1 164.8 L,C 正确;合金的熔点低于各成分金属的熔点,D错误。
2.等量镁铝合金粉末分别与下列四种过量物质充分反应,放出氢气最多的是( )
A.NaOH溶液
B.稀硫酸
C.蔗糖溶液
D.NaCl溶液
【解析】选B。Mg、Al与蔗糖溶液、NaCl溶液不反应,只有Al与NaOH溶液反应,Mg、Al与稀硫酸均发生反应放出氢气。
1.世界上60%的镁是从海水中提取的,其提取步骤如下:①把贝壳制成生石灰;②向海水中加入生石灰,过滤,洗涤沉淀物;③将沉淀物与盐酸反应,结晶、过滤;④在氯化氢热气流中加热晶体;⑤电解上述所得盐(熔融条件下)。下列说法正确的是 ( )
A.取最后一次洗涤液少许,滴加碳酸钠溶液可检验沉淀是否洗涤干净
B.上述变化过程中包括了分解、化合、复分解、置换四种反应类型
C.在氯化氢热气流中干燥晶体是为了加快干燥速度
D.步骤⑤也可以采用电解该盐水溶液的方法
【解析】选A。最后一次洗涤液中如果含有Ca2+,滴加碳酸钠溶液会生成白色沉淀,所以可检验沉淀是否洗涤干净,A正确。提取镁的过程中涉及的反应主要有CaCO 3CaO+CO2↑、CaO+H2O Ca(OH)2、Ca(OH)2+MgCl2CaCl2+Mg(OH)2↓、Mg(OH)2+2HCl MgCl2+2H2O、MgCl2·6H2O MgCl2+6H2O↑、MgCl2(熔融)Mg+ Cl2↑。上述反应中没有置换反应,故B错误。在氯化氢热气流中干燥晶体是为了抑制MgCl2水解,故C错误。电解MgCl2溶液将得到氢氧化镁,故D错误。
2.从海水中提取镁的工艺流程可表示如下:
下列说法不正确的是( )
A.用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富
B.步骤⑥电解MgCl2时阴极产生氯气
C.步骤⑤可将晶体置于HCl气体氛围中脱水
D.上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应
【解析】选B。电解MgCl2时阴极产生镁。
【归纳提升】
海水提镁的工艺流程及主要步骤反应
1.工艺流程:
2.步骤及反应:
制熟石灰CaCO3CaO+CO2↑, CaO+H2O Ca(OH)2
沉淀Mg2++2OH-Mg(OH)2↓
酸化Mg(OH)2+2HCl MgCl2+2H2O
蒸发
结晶
析出MgCl2·6H2O
脱水在氯化氢气流中使MgCl2·6H2O脱水制得无水氯化镁
电解电解熔融氯化镁制得镁:MgCl
2(
熔融)Mg+Cl2↑
1.(2020·牡丹江模拟)铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料,主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是( )
A.不易生锈
B.导电性好
C.密度小
D.强度高
【解析】选B。密度小而质轻;强度高而坚硬;不容易生锈,制成的装潢材料经久耐用;只有导电性好与这方面的用途无关
2.(2019·石嘴山模拟)下列对玻璃钢的叙述正确的是( )
A.玻璃钢是由普通玻璃加强热然后骤冷而得到的,所以其成分与普通玻璃相同
B.玻璃钢是以玻璃为基体,钢纤维作增强体的复合材料
C.玻璃钢的基体是合成树脂,增强体是玻璃纤维
D.玻璃钢的强度和机械加工性能比合金钢稍差,但耐腐蚀性和绝缘性比合金钢好
【解析】选C。玻璃钢是一种以玻璃纤维作增强体、合成树脂作基体的复合材料,强度高于合金钢,有较好的耐化学腐蚀性和电绝缘性。
【加固训练】
1.C919大型客机是我国自主研发的,C919机身部分采用第三代新型铝锂合金材料。下列关于铝锂合金的认识不正确的是( )
A.铝锂合金密度较小,强度较大,硬度大于纯铝,熔点低于锂单质
B.改变原料的配比,可以制得性能不同的铝锂合金
C.铝锂合金具有金属光泽,可导电导热
D.铝锂合金的性质与各成分金属的性质完全相同
【解析】选D。合金的熔点比它的各成分金属的熔点低,硬度大于其成分金属,A 正确;合金的性质与成分的含量有关,所以改变原料的配比,可以制得性能不同的铝锂合金,B正确;铝锂合金具有金属材料的一些通性,有金属光泽,可导电导热,C正确;合金的熔点比它的各成分金属的熔点低,硬度大于其成分金属,所以铝锂合金的性质与各成分金属的性质不完全相同,D错误。
2.下列说法错误的是( )
A.制饭勺、饭盒、高压锅等的不锈钢不属于合金
B.商代后期铸造出工艺精湛的后(司)母戊鼎,该鼎属于铜合金制品
C.铝中添加适量锂,制得低密度、高强度的铝合金,可用于航空工业
D.铝合金大量用于高铁建设
【解析】选A。不锈钢是铁与铬、镍等形成的合金,A错误;商代后期铸造出工艺精湛的后(司)母戊鼎属于青铜器,青铜是铜锡合金,B正确;铝中添加适量锂,制得低密度、高强度的铝合金,可用于航空工业,C正确;铝合金具有密度小、硬度大等优点,可大量用于高铁建设,D正确。
3.(2020·郑州模拟)某同学设计了如下实验测量m g铜银合金样品中铜的质量分数:
下列说法中不正确的是 ( )
A.合金的熔点比其成分金属低,通常比成分金属具有更优良的金属特性
B.铜银都能与稀硝酸反应,收集到的V L气体可能全为NO
C.操作Ⅰ是过滤,操作Ⅱ是洗涤,操作Ⅲ应是烘干
D.根据反应收集到的气体体积可以计算铜和银的质量分数
【解析】选C。合金的熔点比其成分金属低,A正确;不论是浓HNO3还是稀HNO3,用排水法收集到的气体一定全部是NO,B正确;W g固体为AgCl,由于AgCl具有热不稳定性,故操作Ⅲ应是低温干燥而不是烘干,C错误;根据反应收集的气体体积,利用电子守恒及质量关系列式可求得Ag的质量分数,D正确。
【归纳提升】
1.构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属,也可以是金属与非金属,合金中一定含金属元素。合金一定是混合物。
2.常温下,多数合金是固态,但钾、钠合金呈液态。
3.合金的性质不是各成分金属的性质之和。合金具有许多良好的物理、化学和机械性能,在许多方面不同于各成分金属,不是简单加和;但在化学性质上,一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。