近几年涉及镁铝及其化合物知识的高考试题逐渐增多。除Mg2+、Al3+、AlO2-离子在离子共存、离子反应方程式、物质的鉴别等题型中大量出现外,还有:
(1)镁铝及其他金属与足量酸的反应后,通过放出的H2及金属的质量,判断可能存在的金属;
(2)Mg3N2的生成,及Mg3N2与水反应的原理、产物,及有关的化学计算;
(3)Al3+与OH-,AlO2-与H+之间由于彼此反应物数量的不同引起产物、反应现象的不同,及产物数量的计算;
(4)铝热反应、镁与二氧化硫气体的反应在无机物推断中得到应用。今后几年内,Al3+与碱反应,AlO2-与酸反应的离子方程式及计算,图像分析,离子的分析提纯,硬水的软化还将作为热门试题,题型以选择题为主。镁铝在物质的推断中还会保留一席之地。
例1、某无色透明溶液,其中的溶质可能由H+、Ba2+、Mg2+、OH-、SO32-、Cl-、CO32-、NO3-离子中的若干种组成,它能与铝作用,且生成的气体中只有氢气,请填写以下空白:
(1)若原溶液呈明显的酸性,则除H+外,溶液中还可能大量存在的离子有________________。
(2)若原溶液呈明显的碱性,则除OH-外,溶液中还可能大量存在的离子有________________。
解析:
Al和强酸(H+)溶液及强碱(OH-)溶液都可反应产生H2。即2Al+6H+=2Al3++3H2↑,2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑。
若原溶液呈“明显酸性”,则首先OH-离子不可能大量存在;其次是弱酸根离子SO32-、CO32-不能大量共存;最为隐蔽的是NO3-,若NO3-大量存在,则原溶液和Al反应产生的气体中至少还有氮的氧化物气体(NOx),这与题设“只放出氢气”相抵触。因此,NO3-也不能大量存在。
若原溶液呈“明显碱性”,首先H+不可能大量存在;由于Mg(OH)2为难溶氢氧化物,所以Mg2+也不可能大量存在;因为溶液一定呈电中性,所以溶液中一定存在Ba2+;因BaSO3和BaCO3都是难溶于水的物质,故SO32-和CO32-也不可能大量存在。
答案:(1)Ba2+、Mg2+、Cl-
(2)Ba2+、Cl-、NO3-