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1、考點(diǎn)11 鎂、鋁元素單質(zhì)及其重要化合物
一、選擇題
1.(2011·江蘇高考·3)下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)和該性質(zhì)的應(yīng)用均正確的是( )
A.常溫下濃硫酸能使鋁發(fā)生鈍化,可在常溫下用鋁制貯罐貯運(yùn)濃硫酸
B.二氧化硅不與任何酸反應(yīng),可用石英制造耐酸容器
C.二氧化氯具有還原性,可用于自來(lái)水的殺菌消毒
D.銅的金屬活潑性比鐵的弱,可在海輪外殼上裝若干銅塊以減緩其腐蝕
【思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)應(yīng)注意典型物質(zhì)的性質(zhì)和應(yīng)用,注意其中有關(guān)的化學(xué)原理。
【精講精析】選A。因?yàn)槌叵聺饬蛩崮軌蚴逛X表面生成一層致密的氧化物保護(hù)膜,所以常溫下可以用鋁制貯罐貯運(yùn)濃硫酸,A正確;B項(xiàng),二氧化硅可以與氫
2、氟酸反應(yīng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng),二氧化氯殺菌消毒后氯的化合價(jià)降低,二氧化氯殺菌消毒應(yīng)用了二氧化氯的氧化性,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng),在海輪上裝銅,海輪外殼(含鐵)、銅和溶有電解質(zhì)的海水,形成原電池,鐵的腐蝕加快,D項(xiàng)錯(cuò)。
二、非選擇題
2.(2011·廣東高考·32)
(注:NaCl熔點(diǎn)為801℃;AlCl3在181℃升華)
(1)精煉前,需清除坩堝表面的氧化鐵和石英砂,防止精煉時(shí)它們分別與鋁發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生新的雜質(zhì),相關(guān)的化學(xué)方程式為① 和② 。
(2)將Cl2連續(xù)通入坩堝中的粗鋁熔體,雜質(zhì)隨氣泡上浮除去。氣泡的主要成分除Cl2外還含有
3、 ;固態(tài)雜質(zhì)粘附于氣泡上,在熔體表面形成浮渣,浮渣中肯定存在 。
(3)在用廢堿液處理A的過(guò)程中,所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 ?!?
(4)鍍鋁電解池中,金屬鋁為 極,熔融鹽電鍍中鋁元素和氯元素主要以AlCl4― 和Al2Cl7―形式存在,鋁電極的主要電極反應(yīng)式為 。
(5)鋼材鍍鋁后,表面形成的致密氧化鋁膜能防止鋼材腐蝕,其原因是 。
【思路點(diǎn)撥】本題主要考查與鋁有關(guān)的反應(yīng)方程式,對(duì)生產(chǎn)流程中的有關(guān)溫度條件要結(jié)合題目所
4、給知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行有關(guān)推斷。
【精講精析】
(1) 鋁能置換氧化鐵中的鐵單質(zhì)和石英砂中的硅單質(zhì),發(fā)生的反應(yīng)分別為:
2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 ,4Al+3SiO23Si+ 2Al2O3
(2)因?yàn)榇咒X中存在氫氣,高溫下通入氯氣會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成氯化氫,同時(shí)部分鋁單質(zhì)與氯氣反應(yīng)生成AlCl3氣體,所以氣泡中還存在HCl和AlCl3氣體;氯氣與鈉反應(yīng)生成NaCl,NaCl熔點(diǎn)為801℃,精煉溫度只有700℃,所以浮渣中肯定存在NaCl。
(3)氣體冷凝以后只剩余氯氣和氯化氫,所以用堿液吸收時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:H++OH-====H2
5、O;Cl2+2OH-====Cl-+ClO-+H2O。
(4)電鍍時(shí),鍍層金屬為陽(yáng)極,所以金屬鋁為陽(yáng)極;其電極反應(yīng)式為Al+4Cl--3e-====AlCl4―;2Al+7Cl--6e-=====Al2Cl7―。
(5)鋼材表面的致密氧化鋁膜能阻止內(nèi)部鋼材接觸空氣,從而防止鋼材被腐蝕。
答案:
(1)2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 4Al+3SiO23Si+ 2Al2O3
(2)HCl、AlCl3 NaCl
(3)H++OH-====H2O;Cl2+2OH-====Cl-+ClO-+H2O
(4)陽(yáng) Al+4Cl--3e-====AlCl4―
6、 2Al+7Cl--6e-====Al2Cl7―
(5)鋼鐵表面的致密氧化鋁膜能阻止內(nèi)部鋼材接觸空氣,從而防止鋼材被腐蝕
3.(2011·海南高考·14)鎂化合物具有廣泛用途,請(qǐng)回答有關(guān)鎂的下列問(wèn)題:
(1)單質(zhì)鎂在空氣中燃燒的主要產(chǎn)物是白色的______________,還生成少量的______________(填化學(xué)式);
(2)CH3MgCl是一種重要的有機(jī)合成劑,其中鎂的化合價(jià)是_____________,該化合物水解的化學(xué)方程式為_(kāi)________________________;
(3)如圖是金屬鎂和鹵素反應(yīng)的能量變化圖(反應(yīng)物和產(chǎn)物均為298K時(shí)的穩(wěn)定狀態(tài))。
7、下列選項(xiàng)中正確的是_______________(填序號(hào))。
①M(fèi)gI2中Mg2+與I-間的作用力小于MgF2中Mg2+與F-間的作用力
②Mg與F2的反應(yīng)是放熱反應(yīng)
③MgBr2與Cl2反應(yīng)的△H<0
④化合物的熱穩(wěn)定性順序?yàn)镸gI2>MgBr2>MgCl2>MgF2
⑤MgF2(s)+Br2(l)MgBr2(s)+F2(g) △H=+600kJ·mol-1
【思路點(diǎn)撥】解答本題要明確以下三點(diǎn):
(1)水解的本質(zhì)是正負(fù)電荷相互結(jié)合成電中性物質(zhì);
(2)△H=生成物的能量和-反應(yīng)物的能量和;
(3)物質(zhì)所含的能量越低,物質(zhì)越穩(wěn)定,化學(xué)鍵越強(qiáng)。
【精講精析】(1)鎂在空氣中
8、燃燒將會(huì)發(fā)生如下三個(gè)反應(yīng):2Mg+O22MgO,3Mg+N2Mg3N2,2Mg+CO22MgO+C,由于氧氣比氮?dú)庖顫姷枚?,所以第一個(gè)反應(yīng)是主要反應(yīng),主要產(chǎn)物是白色的MgO,還有少量Mg3N2和C。
(2)鎂原子最外層有2個(gè)電子,在反應(yīng)中只能失去2個(gè)電子,表現(xiàn)+2價(jià),所以CH3MgCl中Cl顯-1價(jià),CH3整體顯-1價(jià)。水解的本質(zhì)是正負(fù)電荷相互結(jié)合成電中性物質(zhì),即Mg2+和水電離出的OH-結(jié)合成Mg(OH)2沉淀,Cl-和水電離出的H+結(jié)合成HCl,CH3-和水電離出的H+結(jié)合成CH4。
(3)由圖可知,反應(yīng)物的能量和都大于生成物的能量和,所以這四個(gè)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。反應(yīng)后的能量MgI2
9、>MgBr2>MgCl2>MgF2,而能量越低,說(shuō)明物質(zhì)越穩(wěn)定,化學(xué)鍵越強(qiáng),所以熱穩(wěn)定性順序?yàn)镸gI2<MgBr2<MgCl2<MgF2,MgF2中Mg2+與F-間的作用力比MgI2中Mg2+與I-間的作用力大。根據(jù)圖像可以寫(xiě)出如下幾個(gè)熱化學(xué)方程式:
①M(fèi)g(s)+F2(g)MgF2(s) △H1=-1124kJ·mol-1
②Mg(s)+Cl2(g)MgCl2(s) △H2=-641.3kJ·mol-1
③Mg(s)+Br2(l)MgBr2(s) △H3=-524kJ·mol-1
②-③得:MgBr2(s)+Cl2(g)MgCl2(s)+Br2(l)
ΔH=△H2-ΔH3=-117.3kJ·mol-1
③-①得:MgF2(s)+Br2(l)MgBr2(s)+F2(g)
ΔH=ΔH3-ΔH1=+600kJ·mol-1
答案:(1)MgO Mg3N2和C
(2)+2 CH3MgCl+2H2OMg(OH)2↓+HCl↑+CH4↑ (3)①、②、③、⑤