第13讲 铝、镁及其化合物
【复习目标】 1.了解铝、镁及其重要化合物的存在、性质和用途。2.掌握工业提取铝、镁的一般方法。
考点一 铝及其化合物
1.铝元素的存在
铝是地壳中含量最多的金属元素，全部以化合态的形式存在。
2.铝单质
(1)物理性质
铝单质是银白色、有金属光泽的固体，硬度、密度较小，具有良好的导电、导热和延展性。
(2)化学性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
①
②2Al＋3Cl22AlCl3；
③
④2Al＋2OH－＋6H2O2[Al(OH)4]－＋3H2↑；
⑤2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3(铝热反应)。
3.氧化铝——两性氧化物
4.氢氧化铝
(1)物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。
(2)化学性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
①2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。
②Al(OH)3＋3H＋Al3＋＋3H2O。
③Al(OH)3＋OH－[Al(OH)4]－。
(3)Al(OH)3的制备
写出下列反应的离子方程式：
①Al3＋与氨水反应：
Al3＋＋3NH3·H2OAl(OH)3↓＋3N。
②向含[Al(OH)4]－的溶液中通入过量的CO2：
[Al(OH)4]－＋CO2Al(OH)3↓＋HC。
学生用书 第73页
③Al3＋与[Al(OH)4]－发生相互促进的水解反应：
Al3＋＋3[Al(OH)4]－4Al(OH)3↓。
5.明矾
(1)明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，属于复盐。
(2)明矾净水的原理：明矾溶于水时发生电离，电离方程式为KAl(SO4)2K＋＋Al3＋＋2S，其中Al3＋发生水解反应，产生Al(OH)3胶体，其吸附能力很强，可以吸附水中的悬浮杂质并形成沉淀，使水变澄清。
【正误判断】
1.MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂 ( )
2.实验室可用氧化铝坩埚熔化NaOH、Na2CO3固体等 ( )
3.铝和酸反应时，氧化剂是酸，铝和碱反应时，氧化剂是碱 ( )
4.明矾可作净水剂，起到杀菌消毒的作用 ( )
答案：1.× 2.× 3.× 4.×
铝与酸、碱反应的定量分析
1.铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出H2的金属，就铝的这一特殊性质回答下列问题：
(1)相同条件下，等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是 。
(2)相同条件下，足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，产生H2的体积之比是 。
(3)相同条件下，足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是 。
(4)相同条件下，甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L－1的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为V(甲)∶V(乙)＝1∶2，则加入铝粉的质量为 (填字母)。
A.5.4 g B.3.6 g
C.2.7 g D.1.8 g
答案：(1)1∶1 (2)1∶3 (3)3∶1 (4)A
解析：(1)根据化学方程式：2Al＋6HCl2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，得Al与H2的关系式均为2Al～3H2，故只要参加反应的Al的量相等，所得H2的量必相等。
(2)因为在反应中Al过量，产生的H2由HCl和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl～3H2、2NaOH～3H2，故当HCl、NaOH物质的量相等时，二者产生H2的体积比为1∶3。
(3)因为铝足量且产生H2的量相等，根据关系式得n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。
(4)当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多时，产生H2的体积比是1∶3，而题设条件体积比为1∶2，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于NaOH来说是不足的。
2Al＋6HCl2AlCl3＋3H2↑
6 mol 3 mol
3×0.1 mol 0.15 mol
则Al与NaOH反应生成的H2为0.15 mol×2＝0.3 mol。
2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
2×27 g 3 mol
5.4 g 0.3 mol
即加入的铝粉的质量为5.4 g。
铝与酸或碱反应生成H2的量的关系 2Al＋6HCl2AlCl3＋3H2↑ 2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ 1.等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应： (1)产生H2的物质的量相等。 (2)消耗H＋、OH－的物质的量之比为n(H＋)∶n(OH－)＝3∶1。 2.足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应： (1)消耗Al的物质的量之比为1∶3。 (2)生成H2的物质的量之比为1∶3。 3.一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应： 若产生氢气的体积比为＜＜1，则必定 (1)铝与盐酸反应时，铝过量而HCl不足。 (2)铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而NaOH过量
铝及其化合物性质及其应用
2.(2024·广东高三下阶段考试)生活中处处有化学。下列生活中Al及其化合物相关反应的离子方程式书写不正确的是( )
A.胃舒平[主要成分为Al(OH)3]治疗胃酸过多：Al(OH)3＋3H＋Al3＋＋3H2O
B.泡沫灭火器灭火原理：2Al3＋＋3C＋3H2O3CO2↑＋2Al(OH)3↓
C.某主要成分为苛性钠、铝粉的管道疏通剂：2Al＋2OH－＋6H2O2[Al(OH)4]－＋3H2↑
D.明矾净水原理：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋
答案：B
解析：胃酸的主要成分为盐酸，胃舒平治疗胃酸过多的离子方程式为Al(OH)3＋3H＋Al3＋＋3H2O，故A正确；泡沫灭火器是碳酸氢钠与硫酸铝溶液反应，离子方程式为Al3＋＋3HC3CO2↑＋Al(OH)3↓，故B错误；苛性钠与铝粉反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O2[Al(OH)4]－＋3H2↑，故C正确；明矾能净水是因为Al3＋水解：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，产生的氢氧化铝胶体能吸附水中悬浮的杂质，故D正确。
3.(2024·广东广州模拟预测)“价－类”二维图体现了元素的分类观、转化观，下图是Al及其部分化合物的“价－类”二维图。下列说法错误的是( )
学生用书 第74页
A.反应③④⑤⑥⑦均属于复分解反应
B.反应①⑥所加试剂可能相同
C.物质类别处“ ”代表四羟基合铝酸盐
D.反应④⑤均可以通过加入盐酸实现转化
答案：B
解析：根据“价－类”二维图可知a为Al，b为Al2O3，c为铝盐，e为Al(OH)3，c与d，d与e可以相互转化，则d为四羟基合铝酸盐。反应③是铝盐转化为四羟基合铝酸盐，其离子方程式为Al3＋＋4OH－[Al(OH)4]－，反应④是四羟基合铝酸盐转化为铝盐，离子方程式为[Al(OH)4]－＋4H＋Al3＋＋4H2O，反应⑥是铝盐转化为碱，离子方程式为Al3＋＋3OH－Al(OH)3↓，反应⑦是碱转化为四羟基合铝酸盐，离子方程式为Al(OH)3＋OH－[Al(OH)4]－，上述反应均为复分解反应，故A正确；反应①是铝转化为铝盐，加酸可以实现转化，反应⑥是铝盐转化为氢氧化铝，加入碱实现转化，两反应所加试剂不可能相同，故B错误；根据“价－类”二维图可知，d为四羟基合铝酸盐，故C正确；反应④是四羟基合铝酸盐转化为铝盐，离子方程式为[Al(OH)4]－＋4H＋Al3＋＋4H2O，反应⑤是四羟基合铝酸盐转化为碱，离子方程式为[Al(OH)4]－＋H＋Al(OH)3↓＋H2O均可以通过加酸实现转化，故D正确。
铝及其化合物制备的工艺流程
4.(2024·广西南宁二模)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]是一种常用的净水剂，以废易拉罐(主要成分为铝和少量不溶于碱性溶液的物质)为原料制取明矾的实验流程如图所示。
下列说法错误的是( )
A.“碱溶”步骤中有H2产生
B.“沉铝”步骤所得滤液呈酸性
C.用浓硫酸配制9 mol/L H2SO4溶液，将浓硫酸缓慢加入到水中，并用玻璃棒搅拌
D.“一系列操作”中还需要加入K2SO4
答案：B
解析：易拉罐的主要成分为Al，含有少量的不溶于碱的杂质，可选择浓NaOH溶解，得到四羟基合铝酸钠溶液，并通过过滤除去不溶于碱的杂质，滤液中加入NH4HCO3溶液后，促进[Al(OH)4]－水解生成Al(OH)3沉淀，过滤后将沉淀溶解在稀硫酸中，得到硫酸铝溶液，添加K2SO4溶液后蒸发浓缩并冷却结晶得到明矾晶体。碱溶过程中发生的是NaOH和Al的反应，即：2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，A正确；由分析可知，“沉铝”步骤有Al(OH)3和Na2CO3生成，所得滤液呈碱性，B错误；用浓硫酸配制9 mol/L H2SO4溶液，需要将浓硫酸缓慢加入水中，并用玻璃棒不断搅拌，C正确；由分析可知，“一系列操作”中还需要加入的试剂是K2SO4，D正确。
5.(2024·河北唐山模拟预测)铝土矿是生产金属铝的最佳原料，其用量占世界铝土矿总产量的90％以上。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备有机合成中的重要还原剂铝氢化钠(NaAlH4)的一种工业流程如图(已知二氧化硅在“碱溶”时生成硅酸钠沉淀)：
下列说法中错误的是( )
A.为了提高“碱溶”效率，在“碱溶”前对铝土矿进行粉碎
B.“反应Ⅰ”的部分化学原理与泡沫灭火器的原理相同
C.“电解Ⅱ”中阳极的电极反应式为2H2O－4e－＋4CO2↑＋4HC
D.“反应Ⅲ”的化学方程式为4NaH＋AlCl3NaAlH4＋3NaCl
答案：B
解析：铝土矿主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质。铝土矿加氢氧化钠，Al2O3、SiO2分别与之反应生成四羟基合铝酸钠、硅酸钠沉淀，过滤出Fe2O3、Na2SiO3，滤液中加碳酸氢钠生成氢氧化铝沉淀和碳酸钠，电解碳酸钠溶液，阴极生成氢气和氢氧化钠，阳极生成氧气和碳酸氢钠，氢氧化钠、碳酸氢钠循环到“碱溶”、“反应Ⅰ”利用，氢氧化铝灼烧生成氧化铝，电解融熔氧化铝生成金属铝，铝和氯气反应生成氯化铝，氯化铝和NaH反应生成NaAlH4和氯化钠。在“碱溶”前对铝土矿进行粉碎，可以增大接触面积，提高“碱溶”效率，故A正确；“反应Ⅰ”是[Al(OH)4]－＋HCAl(OH)3↓＋C＋H2O，与泡沫灭火器的原理不相同，故B错误；“电解Ⅱ”是电解碳酸钠溶液，阳极的电极反应式为2H2O－4e－＋4CO2↑＋4HC，故C正确；“反应Ⅲ”是氯化铝和NaH反应生成NaAlH4和氯化钠，化学方程式为4NaH＋AlCl3NaAlH4＋3NaCl，故D正确。
含铝杂质的提纯方法归类：利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于强碱的特性，可除去许多物质中的含铝杂质，如： (1)Mg(Al)：加足量NaOH溶液； (2)Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液； (3)Mg(OH)2[Al(OH)3]：加足量NaOH溶液； (4)Mg2＋(Al3＋)：加过量NaOH溶液，过滤，再加酸充分溶解。
锌、铍的两性化合物
6.铝、铍(Be)及其化合物具有相似的化学性质。已知反应：BeCl2＋Na2BeO2＋2H2O2NaCl＋2Be(OH)2↓能完全进行，则下列推断正确的是( )
A.Be(OH)2既能溶于盐酸，又能溶于NaOH溶液
B.BeCl2水溶液的导电性强，故BeCl2是离子化合物
C.Na2BeO2溶液的pH＞7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物为BeO
D.BeCl2溶液的 pH＞7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物可能是BeCl2
答案：A
解析：由题意得，铝、铍及其化合物具有相似的化学性质，BeCl2和AlCl3均是共价化合物；Na2BeO2溶液的pH＞7，将其蒸干并灼烧得到的残留物为Na2BeO2；BeCl2是强酸弱碱盐，其溶液的pH＜7，蒸干并灼烧得到的残留物是BeO。
7.锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物均既能溶于强酸溶液，又能溶于强碱溶液，但是Al(OH)3不溶于氨水，而Zn(OH)2能溶于氨水，生成[Zn(NH3)4]2＋。
回答下列问题：
(1)单质铝溶于NaOH溶液后，溶液中铝元素的存在形式为 (用化学式表示)。
(2)写出锌和NaOH溶液反应的离子方程式： 。
学生用书 第75页
(3)下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法可以鉴别的是 (填序号)。
①Al2(SO4)3和NaOH
②Al2(SO4)3和氨水
③ZnSO4和NaOH
④ZnSO4和氨水
(4)写出可溶性铝盐和氨水反应的离子方程式： 。
试解释实验室不宜用可溶性锌盐与氨水反应制取氢氧化锌的原因：
。
答案：(1)[Al(OH)4]－ (2)Zn＋2OH－＋2H2O[Zn(OH)4]2－＋H2↑ (3)①③④ (4)Al3＋＋3NH3·H2OAl(OH)3↓＋3N 可溶性锌盐与氨水反应产生的Zn(OH)2可溶于过量氨水中，生成[Zn(NH3)4]2＋，氨水的用量不易控制
考点二 镁及其化合物
1.镁的存在：镁蕴藏量丰富，在宇宙中含量第八，在地壳中含量丰度2％。
含镁矿物主要来自白云岩[CaMg(CO3)2]、菱镁矿(MgCO3)、水镁矿[Mg(OH)2]、光卤石(KCl·MgCl2·6H2O)和橄榄石[(Mg，Fe)2SiO4]等。海水、天然盐湖水也是含镁丰富的资源。
2.镁的物理性质
具有银白色金属光泽的固体，密度、硬度均较小，熔点较低，有良好的导电、传热和延展性。
3.镁的化学性质
(1)与氧气反应：2Mg＋O22MgO。(发出耀眼的强光，生成白色固体物质)
(2)与氮气反应：3Mg＋N2Mg3N2。(镁在空气中燃烧得到MgO和Mg3N2的混合物)
(3)与盐酸(或硫酸)反应：Mg＋2H＋Mg2＋＋H2↑。
(4)与二氧化碳反应：2Mg＋CO22MgO＋C。(镁着火不能用CO2灭火)
(5)与盐溶液反应，如与硫酸铜溶液反应：Mg＋Cu2＋Mg2＋＋Cu。
(6)与水反应：Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑。
4.镁的重要化合物
(1)氧化镁：白色粉末状固体，难溶于水，属于碱性氧化物，与盐酸反应的离子方程式为MgO＋2H＋Mg2＋＋H2O。
(2)氢氧化镁：白色固体，难溶于水，中强碱，与盐酸反应的离子方程式为Mg(OH)2＋2H＋Mg2＋＋2H2O。
氢氧化镁的溶解度小于碳酸镁，能发生反应MgCO3＋H2OMg(OH)2＋CO2↑，镁元素在水垢中的存在形式是Mg(OH)2。
5.镁的用途
(1)镁单质用于制造信号弹和焰火。
(2)镁合金用于制造火箭、导弹和飞机的部件。
(3)氧化镁用于制耐高温材料；氢氧化镁用作阻燃剂。
(4)冶金工业上镁单质用作还原剂和脱氧剂。
【微思考】 从海水中提取镁的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
(1)海水通过结晶、过滤得到的固体物质主要是 (填化学式)。
(2)怎样使MgCl2·6H2O失去结晶水得到MgCl2？ 。
(3)上述工艺流程涉及到的基本反应类型有 。
(4)写出电解熔融MgCl2的电极反应式： 。
提示：(1)NaCl (2)将晶体置于HCl气体氛围中脱水 (3)化合反应、分解反应、复分解反应
(4)阳极：2Cl——2e－Cl2↑ 阴极：Mg2＋＋2e－Mg
镁及其化合物的性质及应用
1.(2024·浙江舟山三模)关于镁的性质，下列说法错误的是( )
A.金属镁着火，可以用CO2灭火
B.镁是一种具有银白色光泽的金属
C.镁可以与热水反应生成氢气
D.镁可以与盐酸剧烈反应生成氢气
答案：A
解析：镁能够在CO2中燃烧，生成MgO和C，所以镁条着火不可以用CO2灭火，A错误；镁是一种银白色、有光泽、质软、能导电的金属，B正确；镁与热水反应生成氢气和氢氧化镁，C正确；镁的活泼性很强，与盐酸剧烈反应生成氯化镁和氢气，D正确。
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2.Mg与Br2反应可生成具有强吸水性的MgBr2，该反应剧烈且放出大量的热。实验室采用如图装置制备无水MgBr2。下列说法错误的是( )
A.a为冷却水进口
B.装置A的作用是吸收水蒸气和挥发出的溴蒸气
C.实验时需缓慢通入N2，防止反应过于剧烈
D.不能用干燥空气代替N2，因为副产物MgO会阻碍反应的进行
答案：B
解析：冷凝管起到冷凝回流的作用，冷凝管内冷凝水的方向为下进上出，则a为冷却水进口，故A正确；MgBr2具有较强的吸水性，制备无水MgBr2，需要防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶，则装置A的作用是吸收水蒸气，但无水CaCl2不能吸收溴蒸气，故B错误；制取MgBr2的反应剧烈且放出大量的热，实验时利用干燥的氮气将溴蒸气带入三颈烧瓶中，为防止反应过于剧烈，实验时需缓慢通入N2，故C正确；不能用干燥空气代替N2，原因是空气中含有的氧气可将镁氧化为副产物MgO而阻碍反应的进行，故D正确。
镁及其化合物制备工艺流程
3.(2024·山东潍坊二模)以水泥厂的废料(主要成分为MgO，含少量MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制备MgSO4·7H2O的工艺流程如下：
已知：MnO＋H2SO4MnSO4＋H2O。
下列说法正确的是( )
A.为提高酸浸速率，可使用浓硫酸
B.试剂X可以是MgSO4
C.滤渣为Al(OH)3、Fe(OH)3、SiO2
D.操作a所得滤液经处理后可循环利用
答案：D
解析：水泥厂的废料(主要成分为MgO，还有少量MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质)制取MgSO4·7H2O，废料加入足量稀硫酸，MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、MgO都与稀硫酸反应，转化为对应的硫酸盐，SiO2不与稀硫酸反应，向反应后溶液中加入次氯酸钠溶液氧化亚铁离子为铁离子，同时使锰离子转化为MnO2沉淀，再加入氧化镁等物质调节溶液的pH值，除去锰离子、铁离子、铝离子，过滤，将滤液进行一系列操作得到MgSO4·7H2O。浓硫酸中主要含硫酸分子，c(H＋)较小，不能提高浸取速率，故A错误；试剂X为氧化镁或碳酸镁，不能为MgSO4，故B错误；滤渣为Al(OH)3、Fe(OH)3、SiO2、MnO2，故C错误；操作a是从溶液中经过一系列过程得到晶体，过滤时溶液中含有硫酸镁，为了提高原料中镁的利用率，操作a所得滤液可循环利用，故D正确。
4.(2024·北京高三阶段考试)为模拟海水制备MgO的工业过程，用氯化钠、氯化镁、氯化钙、碳酸氢钠等试剂配成模拟海水，制得了MgO，实验过程如下：
已知：ⅰ.模拟海水中主要离子的浓度如下表：
离子 Na＋ Mg2＋ Ca2＋ Cl－ HC
c/(mol·L－1) 0.439 0.050 0.011 0.560 0.001
ⅱ.溶液中某种离子的浓度小于1.0×10－5 mol/L，可认为该离子已完全沉淀；
ⅲ.实验过程中，忽略溶液体积的变化；
ⅳ.Ksp(CaCO3)＝4.96×10－9；Ksp(MgCO3)＝6.82×10－6；Ksp[Ca(OH)2]＝4.68×10－6；Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12。
下列说法正确的是( )
A.沉淀物X为CaCO3
B.滤液M中Ca2＋已完全沉淀
C.滤液N中Mg2＋、Ca2＋均已完全沉淀
D.步骤②中若改为加入4.2 g NaOH固体，沉淀物Y为Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物
答案：A
解析：①中n(NaOH)＝0.001 mol，n(OH－)＝0.001 mol，依据离子反应“先中和、后沉淀、再其他”的反应规律，当1 L模拟海水中加入0.001 mol NaOH时，OH－恰好与HC完全反应：OH－＋HCC＋H2O，生成0.001 mol C，由于Ksp(CaCO3)＜Ksp(MgCO3)，生成的C与水中的Ca2＋反应生成CaCO3沉淀，所以沉淀物X为CaCO3，A正确；①中C只有0.001 mol，反应生成CaCO3所消耗的Ca2＋也只有0.001 mol，滤液中还剩余c(Ca2＋)＝0.010 mol·L－1，所以滤液M中同时存在着Ca2＋和Mg2＋，B错误；②中加入NaOH固体，调至pH＝11时，此时滤液中c(OH－)＝1×10－3 mol·L－1，则Ca(OH)2的离子积为c(Ca2＋)×c2(OH－)＝1×10－8＜Ksp[Ca(OH)2]，无Ca(OH)2生成，Mg(OH)2的离子积为c(Mg2＋)×c2(OH－)＝5×10－8＞Ksp[Mg(OH)2]，有Mg(OH)2沉淀生成，又由于Ksp[Mg(OH)2]＝c(Mg2＋)×c2(OH－)＝5.6×10－12，c(Mg2＋)＝5.6×10－6＜10－5，无剩余，滤液N中不存在Mg2＋，故C错误；步骤②中若改为加入4.2 g NaOH固体，则n(NaOH)＝0.105 mol，与0.05 mol Mg2＋反应：Mg2＋＋2OH－Mg(OH)2↓，生成0.05 mol Mg(OH)2，剩余0.005 mol OH－，Ca(OH)2的离子积：c(Ca2＋)×c2(OH－)＝0.010×(0.005)2＝2.5×10－7＜Ksp[Ca(OH)2]，所以无Ca(OH)2沉淀析出，沉淀物Y为Mg(OH)2，故D错误。
1.正误判断
(1)(2024·浙江6月选考)Al(OH)3呈两性，不能用于治疗胃酸过多 ( )
(2)(2024·贵州卷)长期暴露在空气中的食盐变成了糊状，是因为食盐中常含有容易潮解的MgCl2 ( )
(3)(2024·甘肃卷)氯化镁溶液中滴入氢氧化钠溶液，生成沉淀，是因为氢氧化钠的碱性比氢氧化镁强 ( )
(4)(2023·辽宁卷)冶炼镁：2MgO(熔融)2Mg＋O2↑ ( )
答案：(1)× (2)√ (3)× (4)×
2.(2024·广东卷)部分含Mg或Al或Fe物质的分类与相应化合价关系如图。下列推断合理的是( )
A.若a在沸水中可生成e，则a→f的反应一定是化合反应
B.在g→f→e→d转化过程中，一定存在物质颜色的变化
学生用书 第77页
C.加热c的饱和溶液，一定会形成能产生丁达尔效应的红棕色分散系
D.若b和d均能与同一物质反应生成c，则组成a的元素一定位于周期表p区
答案：B
解析：若a在沸水中可生成e，此时a为Mg，e为Mg(OH)2，即f为镁盐，a→f的反应有多种，可能为Mg＋2HClMgCl2＋H2↑，该反应属于置换反应，可能为Mg＋Cl2MgCl2，该反应属于化合反应，故A错误；e能转化为d，此时e为白色沉淀Fe(OH)2，d为红褐色沉淀Fe(OH)3，说明在g→f→e→d转化过程中，一定存在物质颜色的变化，故B正确；c的饱和溶液可能是铁盐也可能是铝盐，故加热c的饱和溶液，不一定得到红棕色分散系，故C错误；假设b为Al2O3，即d为Al(OH)3，c为铝盐，Al2O3、Al(OH)3与稀盐酸反应均生成铝盐，此时组成a的元素为Al，位于周期表p区；假设b为Fe2O3，即d为Fe(OH)3，c为铁盐，Fe2O3、Fe(OH)3与稀盐酸反应均生成铁盐，此时组成a的元素为Fe，位于周期表d区，故D错误。
3.(2020·山东卷)以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下：
已知浸出时产生的废渣中有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是( )
A.浸出镁的反应为MgO＋2NH4ClMgCl2＋2NH3↑＋H2O
B.“浸出”和“沉镁”的操作均应在较高温度下进行
C.流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl
D.分离Mg2＋与Al3＋、Fe3＋是利用了它们氢氧化物Ksp的不同
答案：B
解析：氯化铵溶液显酸性，与MgO反应，相当于MgO促进了氯化铵的水解，生成氨气，A项正确；NH3·H2O易分解，故沉镁时温度不可太高，B项错误；由流程图可知氨气可循环使用，沉镁过程中产生氯化铵，故氯化铵也可循环使用，C项正确；浸出过程中产生Fe(OH)3和Al(OH)3，沉镁过程中加氨水调节pH产生Mg(OH)2，利用三种离子氢氧化物Ksp的不同，使其先后沉淀而分离，D项正确。
4.(海南卷节选)KAl(SO4)2·12H2O(明矾)是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐(主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题：
(1)为尽量少引入杂质，试剂①应选用 (填字母)。
a.HCl溶液 b.H2SO4溶液
c.氨水 d.NaOH溶液
(2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为 。
(3)沉淀B的化学式为 ；
将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是 。
答案：(1)d (2)2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ (3)Al(OH)3 Al3＋水解，使溶液中H＋浓度增大
解析：(3)滤液A中铝元素以[Al(OH)4]－形式存在，与溶液中HC发生反应：[Al(OH)4]－＋HCAl(OH)3↓＋C＋H2O，故沉淀B为Al(OH)3，明矾溶于水时，KAl(SO4)2K＋＋Al3＋＋2S，Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，使溶液呈弱酸性。
课时测评13 铝、镁及其化合物
(时间：45分钟 满分：60分)
(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
选择题1－12题，每小题3分，共36分。
1.(2024·河北衡水期中)下列转化不可能通过一步实验直接完成的是( )
A.Al(OH)3→Al2O3 B.Al2O3→Al(OH)3
C.Al→[Al(OH)4]－ D.Al3＋→Al(OH)3
答案：B
解析：氢氧化铝受热分解生成氧化铝和水，A不符合题意；氧化铝不溶于水不和水反应，不能一步生成氢氧化铝，B符合题意；Al与NaOH发生反应生成氢气和[Al(OH)4]－，C不符合题意；铝盐与弱碱(氨水)反应生成氢氧化铝，D不符合题意。
2.(2024·浙江模拟预测)铝是生活中重要的金属材料，下列说法正确的是( )
A.Al与NaOH混合固体可用于疏通管道
B.常温下不能与O2发生反应
C.铝合金的硬度一定比纯铝小
D.工业上通过电解熔融AlCl3制备金属铝
答案：A
解析：Al与NaOH反应生成氢气：2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，可用于疏通管道，A正确；Al常温下可与O2反应生成氧化铝，化学方程式为4Al＋3O22Al2O3，B错误；铝合金的硬度比纯铝大，C错误；AlCl3为共价化合物，融熔态不导电，因此工业上通过电解熔融Al2O3制备金属铝，D错误。
3.(2024·浙江三模)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]应用广泛，下列说法不正确的是( )
A.明矾属于复盐
B.明矾溶液和小苏打溶液混合可以生成CO2气体
C.明矾大晶体的培养可以通过形状完整的小晶体作为晶核
D.明矾可以用作净水剂，是因为明矾溶于水生成了氢氧化铝沉淀
答案：D
解析：明矾含有铝离子和钾离子两种阳离子，属于复盐，A正确；明矾溶液中含有Al3＋，Al3＋和碳酸氢钠溶液会发生相互促进的双水解反应生成CO2气体，B正确；选用形状较为规则的小明矾晶体作晶核，更有利于晶体的完美析出，C正确；明矾可以用作净水剂，是因为明矾溶于水生成了氢氧化铝胶体，D错误。
4.(2025·山西大同期末)在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A.AlCl3(aq)Al(s)Na[Al(OH)4](aq)
B.MgCl2(aq)Mg(OH)2(s)MgO(s)
C.Fe2O3(s)Fe(s)FeCl2
D.Mg2(OH)2CO3MgCl2(aq)Mg
答案：B
解析：电解氯化铝溶液无法得到Al，A错误；氯化镁与氢氧化钙发生复分解反应生成氢氧化镁，氢氧化镁受热分解生成氧化镁，B正确；铁与氯气反应生成FeCl3，C错误；电解熔融的MgCl2制取金属镁，D错误。
5.(2024·广东模拟预测)Mg3N2常用于制备其它超硬、耐高温的氮化物，实验室通过CuO氧化NH3制得N2，然后与镁反应得到Mg3N2。已知Mg＋2NH3Mg(NH2)2＋H2，Mg3N2是一种浅黄色粉末，易水解。下列说法错误的是( )
A.装置A中分液漏斗中的溶液为浓氨水
B.实验开始时应先点燃C处酒精灯，再点燃E处酒精灯
C.装置D的作用只是干燥N2
D.取反应后装置E所得固体少许，滴入蒸馏水，可检验是否有Mg3N2
答案：C
解析：装置A中分液漏斗中的溶液是浓氨水，流入烧瓶中与CaO接触会产生NH3，A正确；实验进行时应先点燃C处的酒精灯，等产生的较纯的N2进入E中时再点燃E中酒精灯，B正确；装置D中浓硫酸吸收的是N2中的水蒸气和氨气，因此不只有干燥氮气的作用，C错误；取反应后装置E所得固体少许，滴入蒸馏水，Mg3N2和水反应生成氢氧化镁和氨气，若闻到刺激性气味，则有Mg3N2，D正确。
6.(2024·广东佛山二模)部分含Mg或含Al物质的类别与化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A.a不能与H2O反应生成d或g
B.b和e均可用于制造耐高温材料
C.可存在a→f→g→e→a的循环转化关系
D.直接加热蒸干c或f溶液无法得到无水氯化物
答案：A
解析：由题图知，a为Al或Mg，b为MgO，e为Al2O3，c为MgCl2，f为AlCl3，d为Mg(OH)2，g为Al(OH)3。Mg能与H2O在加热条件下反应生成Mg(OH)2，A错误；MgO和Al2O3均可用于制造耐高温材料，B正确；存在Al→AlCl3→Al(OH)3→Al2O3→Al的循环转化关系，C正确；由于MgCl2或AlCl3均会水解，生成的氯化氢易挥发，直接加热蒸干MgCl2或AlCl3溶液无法得到无水氯化物，D正确。
7.室温下，取四根打磨后形状大小相同的镁条，通过下列实验探究镁在溶液中的反应。
实验1：将镁条放入滴有酚酞的蒸馏水中，无明显现象。加热溶液，镁条表面产生气泡，溶液逐渐变红
实验2：将镁条放入滴有酚酞的1 mol·L－1 NH4Cl溶液中，产生气泡，溶液逐渐变红
实验3：将镁条放入滴有酚酞的1 mol·L－1醋酸铵溶液(pH≈7)中，产生气泡，溶液逐渐变红
实验4：将镁条放入滴有酚酞的1 mol·L－1 NaCl溶液中，产生气泡，溶液逐渐变红
基于相应实验现象得出的结论不正确的是( )
A.实验1加热时发生反应的化学方程式为Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑
B.实验2反应后的溶液中存在：c(Cl－)＜2c(Mg2＋)＋c(N)
C.实验3产生的气体中可能含有NH3
D.实验1和实验4表明Cl－对Mg与H2O的反应有催化作用
答案：D
解析：A项，加热条件下，Mg与水反应生成Mg(OH)2和H2，反应方程式为Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑，正确；B项，实验2反应后溶液中存在电荷守恒：c(Cl－)＋c(OH－)＝2c(Mg2＋)＋c(N)＋c(H＋)，溶液呈碱性：c(OH－)＞c(H＋)，则c(Cl－)＜2c(Mg2＋)＋c(N)，正确；C项，实验3中反应后溶液呈碱性，碱性条件下N与OH－反应生成NH3，正确；D项，实验1和实验4对比可知，NaCl对Mg与H2O的反应有促进作用，起作用的离子可能是Cl－，也可能是Na＋，错误。
8.(2023·北京卷)一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如图，其中b、d代表MgO或Mg(OH)Cl中的一种。下列说法正确的是( )
A.a、c分别是HCl、NH3
B.d既可以是MgO，也可以是Mg(OH)Cl
C.已知MgCl2为副产物，则通入水蒸气可减少MgCl2的产生
D.等压条件下，反应①、②的反应热之和小于氯化铵直接分解的反应热
答案：C
解析：NH4Cl分解的产物是NH3和HCl，分解得到的HCl与MgO反应生成Mg(OH)Cl，Mg(OH)Cl又可以分解得到HCl和MgO，则a为NH3，b为Mg(OH)Cl，c为HCl，d为MgO，A、B错误；C项，MgCl2可以水解生成Mg(OH)Cl，通入水蒸气可以减少MgCl2的生成，正确；D项，反应①和反应②相加即为氯化铵直接分解的反应，由盖斯定律可知，等压条件下，反应①、反应②的反应热之和等于氯化铵直接分解的反应热，错误。
9.(2024·安徽安庆一模)菱镁矿(主要成分为MgCO3，还含有少量SiO2、Al2O3)制备MgO的流程如图。下列说法正确的是( )
A.步骤(Ⅰ)得到的滤渣主要成分为SiO2
B.步骤(Ⅱ)发生的反应有2个
C.步骤(Ⅲ)操作可在蒸发皿中进行
D.滤液Y中加入足量氨水可得到白色沉淀
答案：A
解析：菱镁矿中加入盐酸，SiO2不与盐酸反应，则滤渣为SiO2，滤液X中加入足量NaOH，生成氢氧化镁沉淀和四羟基合铝酸钠，滤液Y为四羟基合铝酸钠、NaOH和NaCl混合液，氢氧化镁灼烧生成氧化镁。由分析可知，A正确；滤液X中含有的阳离子主要有Mg2＋、Al3＋、H＋，加入足量NaOH溶液后，发生的反应至少有3个，B错误；步骤(Ⅲ)灼烧在坩埚中进行，C错误；滤液Y主要成分为Na[Al(OH)4]，加入足量氨水无法生成白色沉淀，D错误。
10.(2024·福建泉州期中)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，还有少量的Fe2O3、SiO2等杂质)提取氧化铝作冶炼铝的原料，提取的操作过程如下：
下列说法错误的是( )
A.沉淀Ⅰ主要成分为SiO2
B.溶液Ⅱ含有的阴离子主要为[Al(OH)4]－、Cl－、OH－
C.溶液Ⅲ中溶质的主要成分为Na2CO3
D.沉淀Ⅲ转化为氧化铝的反应是分解反应
答案：C
解析：铝土矿加入盐酸，氧化铝和氧化铁都可以溶解，二氧化硅不溶解，所以沉淀Ⅰ为二氧化硅，溶液Ⅰ中加入过量的氢氧化钠溶液，得到氢氧化铁沉淀和四羟基合铝酸钠溶液，溶液Ⅱ主要成分为四羟基合铝酸钠，通入过量的二氧化碳，反应生成碳酸氢钠和氢氧化铝沉淀。沉淀Ⅰ为二氧化硅，A正确；溶液Ⅱ含有的阴离子主要为四羟基合铝酸根离子和氯离子和氢氧根离子，B正确；溶液Ⅲ的主要成分为碳酸氢钠，C错误；氢氧化铝加热分解生成氧化铝和水，为分解反应，D正确。
11.(2025·浙江高三期末)某兴趣小组在定量分析了镁渣[含有MgCO3、Mg(OH)2、CaCO3、Al2O3、Fe2O3和SiO2]中Mg含量的基础上，按如流程制备六水合氯化镁(MgCl2·6H2O)。
相关信息如下：
①700 ℃只发生MgCO3和Mg(OH)2的分解反应。
②NH4Cl溶液仅与体系中的MgO反应，且反应程度不大。
③“蒸氨”是将氨从固液混合物中蒸出来，且须控制合适的蒸出量。
下列说法错误的是( )
A.步骤Ⅱ，反应的方程式是MgO＋2NH4Cl＋H2OMgCl2＋2NH3·H2O
B.步骤Ⅲ，可以将固液混合物C先过滤，再蒸氨
C.步骤Ⅲ，蒸氨促进平衡正向移动，提高MgO的溶解量
D.溶液F经盐酸酸化、蒸发、结晶、过滤、洗涤和低温干燥得到产品。取少量产品溶于水后发现溶液呈碱性，可能是结晶时过度蒸发导致氯化镁水解，部分生成碱式氯化镁
答案：B
解析：镁渣含有MgCO3、Mg(OH)2、CaCO3、Al2O3、Fe2O3和SiO2，700 ℃高温煅烧MgCO3、Mg(OH)2分解，加入氯化铵溶液，只能与MgO反应，再将氨气蒸发出来，再进行过滤即可得到六水合氯化镁。根据上述分析可知步骤Ⅱ，反应的方程式是MgO＋2NH4Cl＋H2OMgCl2＋2NH3·H2O，故A正确；因为加入的氯化铵溶液水解显酸性，只能与MgO反应，且反应程度不大，所以不能先过滤，否则氧化镁损耗很大，故B错误；氯化铵水解方程式为NH4Cl＋H2ONH3·H2O＋HCl，氧化镁和HCl反应，蒸氨即NH3·H2O分解，平衡向右移动，HCl 浓度变大，促进了氧化镁的溶解，故C正确；溶液F经盐酸酸化、蒸发、结晶、过滤、洗涤和低温干燥得到产品，取少量产品溶于水后发现溶液呈碱性，可能是结晶时过度蒸发导致氯化镁水解，部分生成碱式氯化镁，故D正确。
12.(2024·广西贺州一模)镓(Ga)与铝同主族，曾被称为“类铝”，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业制备镓的流程如图所示。下列推断不合理的是( )
A.向GaCl3溶液中逐滴加入足量稀氨水，先生成沉淀，后沉淀溶解
B.向Na[Al(OH)4]和Na[Ga(OH)4]溶液中通入适量二氧化碳后得到氢氧化铝沉淀，可知酸性：Al(OH)3＜Ga(OH)3
C.金属镓可以与NaOH溶液反应生成Na[Ga(OH)4]和H2
D.步骤二中不能通入过量的CO2的理由是[Ga(OH)4]－＋CO2Ga(OH)3↓＋HC
答案：A
解析：镓(Ga)与铝同主族，曾被称为“类铝”，则其氢氧化物不会溶于弱碱氨水，向GaCl3溶液中逐滴加入足量氨水，有Ga(OH)3沉淀生成，且沉淀不溶解，A错误；适量二氧化碳可以制取氢氧化铝，却无法得到Ga(OH)3，说明氢氧化铝酸性比氢氧化镓弱，B正确；铝能与氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，所以金属镓也可以与NaOH溶液反应生成Na[Ga(OH)4]和氢气，C正确；碳酸溶液为酸性，所以步骤二中不能通入过量的CO2是因为过量CO2会和Na[Ga(OH)4]发生反应生成Ga(OH)3沉淀，[Ga(OH)4]－＋CO2Ga(OH)3↓＋HC，D正确。
13.(14分)利用废铝箔(主要成分为Al，含少量的Fe)既可制取AlCl3又可制取净水剂硫酸铝晶体。实验室用如图所示装置制备AlCl3溶液，并用AlCl3溶液溶解一定量的碳酸钙形成溶液，再用氨水沉淀，然后煅烧沉淀制备新型的超导材料和发光材料七铝十二钙(12CaO·7Al2O3)。已知AlCl3易水解，易升华。
(1)实验室用氯酸钾和浓盐酸制备氯气，其离子方程式为 。
(2)为了防止蒸气凝华堵塞导管，实验中可采取的措施是 (写出一点)。
(3)装置B中的溶液溶解碳酸钙时，要控制碳酸钙和AlCl3的量＞12∶14，其原因是
。
(4)某课外小组的同学拟用废铝箔制取硫酸铝晶体，已知铝的物种类别与溶液pH的关系如图所示，实验中可选用的试剂：处理过的铝箔、NaOH溶液、硫酸溶液。
①称取一定质量的处理过的铝箔于烧杯中，逐滴加入NaOH溶液，加热至不再产生气泡为止；②过滤；③ (填字母，下同)；④ ；⑤ ；⑥ ；⑦ ；⑧过滤、洗涤、干燥。
a.冷却结晶 b.过滤、洗涤 c.滤液用硫酸在不断搅拌下调到pH＝4～10左右 d.沉淀中不断加入硫酸，至恰好溶解 e.蒸发浓缩
(5)为了分析废铝箔中铁元素的含量，某同学称取5.000 g废铝箔，先将其预处理使铁元素还原为Fe2＋，并在容量瓶中配制成100 mL溶液；然后移取25.00 mL试样溶液，用1.000×10－2 mol·L－1 KMnO4标准溶液滴定，消耗20.00 mL标准溶液。判断滴定终点的依据是 ；废铝箔中铁元素的质量分数为 。
答案：(1)Cl＋5Cl－＋6H＋3Cl2↑＋3H2O
(2)加粗导管、缩短导管长度、加热导管(写出一点即可)
(3)防止氨水沉淀时生成微溶于水的氢氧化钙，造成损失
(4)c b d e a
(5)滴入最后半滴高锰酸钾标准溶液时，溶液出现浅紫色且半分钟内不褪色 4.480％
解析：(1)实验室用氯酸钾和浓盐酸反应制备氯气，反应的离子方程式为Cl＋5Cl－＋6H＋3Cl2↑＋3H2O。(2)由题意可知氯化铝蒸气凝华易堵塞导管，则加粗导管、缩短导管长度、加热导管可以防止蒸气凝华堵塞导管。(3)装置B中的氯化铝溶液溶解碳酸钙时，要控制碳酸钙和AlCl3的量，否则钙离子会与氨水反应生成微溶的、不易分解的氢氧化钙，影响七铝十二钙的产率。(4)由题意可知，制备硫酸铝晶体的操作为称取一定质量的处理过的铝箔于烧杯中，逐滴加入NaOH溶液，加热至不再产生气泡为止，过滤，向滤液中加入硫酸，调节pH在4～10，生成氢氧化铝沉淀，再过滤、洗涤，向沉淀中加入硫酸，至恰好溶解，蒸发浓缩、冷却结晶，再进行过滤、洗涤、干燥得到硫酸铝晶体。(5)亚铁离子与酸性高锰酸钾溶液完全反应时，再滴入标准溶液，溶液会变为浅紫色，则判断滴定终点的依据是滴入最后半滴高锰酸钾标准溶液时，溶液出现浅紫色且半分钟内不褪色；由得失电子守恒可得：5Fe2＋～Mn，由滴定消耗20.00 mL 1.000×10－2 mol·L－1 KMnO4标准溶液可知，废铝箔中铁元素的质量分数为×100％＝4.480％。
14.(10分)氯化镁是重要的无机材料，在常温下易吸湿，可溶于水和乙醇。某兴趣小组以海水为原料制备无水氯化镁。
实验1 制备MgCl2·6H2O晶体
以海水为原料，进行一系列处理，得到晶体。
(1)除去海水中不溶性杂质常用的实验操作是 (填名称)。
(2)从氯化镁溶液中析出MgCl2·6H2O晶体的结晶方法是 (填“降温结晶”或“蒸发结晶”)。
实验2 样品中MgCl2·6H2O晶体含量测定
准确称取实验1制得的MgCl2·6H2O晶体a g于锥形瓶中，加去离子水溶解，依次加入一定量三乙醇胺、NH3-NH4Cl缓冲溶液，摇匀，滴入铬黑T指示剂，用0.020 00 mol·L－1 EDTA(用H2Y2－表示)标准溶液滴定至终点，消耗EDTA溶液的体积为V mL。
已知：①0.020 00 mol·L－1 EDTA标准溶液的pH约为5，指示剂铬黑T使用的适宜pH范围为8～11，NH3-NH4Cl缓冲溶液pH约为10。
②滴定原理：Mg2＋＋H2Y2－MgY2－＋2H＋。
(3)该实验中使用的滴定管是 (填“甲”或“乙”)。
(4)NH3-NH4Cl缓冲溶液的作用是 。
(5)样品中MgCl2·6H2O的质量分数为 。
实验3 制备无水氯化镁
利用如图实验装置(夹持和加热装置省略)，准确称取一定质量MgCl2·6H2O晶体在HCl气流中小心加热。
(6)A装置的作用是 。
(7)某同学在实验前后测得玻璃管B减重m1 g，干燥管C增重m2 g，m1＞m2，其可能的原因是 (用化学方程式表示)。
答案：(1)过滤 (2)降温结晶 (3)甲 (4)控制溶液的pH为8～11 (5)×100％ (6)干燥氯化氢气体 (7)MgCl2·6H2OMgO＋2HCl＋5H2O[或MgCl2·6H2OMg(OH)Cl＋HCl＋5H2O或MgCl2·6H2OMg(OH)2＋2HCl＋4H2O]
解析：(2)为降低水解程度，从氯化镁溶液中析出MgCl2·6H2O晶体的结晶方法是降温结晶。(3)EDTA标准溶液pH约为5，呈酸性，应选用酸式滴定管，故使用的滴定管是甲。(5)根据反应Mg2＋＋H2Y2－MgY2－＋2H＋，可计算样品中MgCl2·6H2O的质量分数。(6)HCl抑制晶体水解，A装置的作用是干燥氯化氢气体。(共96张PPT)
第13讲 铝、镁及其化合物
第四章 金属及其化合物
复习目标
1.了解铝、镁及其重要化合物的存在、性质和用途。
2.掌握工业提取铝、镁的一般方法。
课时测评
内容索引
考点一 铝及其化合物
考点二 镁及其化合物
考点一
铝及其化合物
1.铝元素的存在
铝是地壳中含量______的金属元素，全部以________的形式存在。
2.铝单质
(1)物理性质
铝单质是______色、有金属光泽的固体，硬度、密度较____，具有良好的导电、导热和延展性。
必备知识 整合
最多
化合态
银白
小
(2)化学性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
①
②2Al＋3Cl22AlCl3；
③
④2Al＋2OH－＋6H2O2[Al(OH)4]－＋3H2↑；
⑤2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3(铝热反应)。
4Al＋3O32Al2O3
钝化
2Al＋6H+2Al3+＋3H2↑
3.氧化铝——两性氧化物
Al2O3＋6H+2Al3+＋3H2O
Al2O3＋2OH－＋3H2O
2[Al(OH)4]－
2Al2O3(熔融)
4Al＋3O2
4.氢氧化铝
(1)物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。
(2)化学性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
①_________________________________。
②_________________________________。
③_________________________________。
2Al(OH)3Al2O3＋3H2O
Al(OH)3＋3H＋Al3＋＋3H2O
Al(OH)3＋OH－[Al(OH)4]－
(3)Al(OH)3的制备
写出下列反应的离子方程式：
①Al3＋与氨水反应：
__________________________________________。
②向含[Al(OH)4]－的溶液中通入过量的CO2：
__________________________________________。
③Al3＋与[Al(OH)4]－发生相互促进的水解反应：
__________________________________________。
Al3＋＋3NH3·H2OAl(OH)3↓＋3N
[Al(OH)4]－＋CO2Al(OH)3↓＋HC
Al3＋＋3[Al(OH)4]－4Al(OH)3↓
5.明矾
(1)明矾的化学式为___________________，属于复盐。
(2)明矾净水的原理：明矾溶于水时发生电离，电离方程式为KAl(SO4)2
K＋＋Al3＋＋2S，其中Al3＋发生水解反应，产生________________，其吸附能力很强，可以吸附水中的悬浮杂质并形成沉淀，使水变澄清。
KAl(SO4)2·12H2O
Al(OH)3胶体
1.MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂 ( )
2.实验室可用氧化铝坩埚熔化NaOH、Na2CO3固体等 ( )
3.铝和酸反应时，氧化剂是酸，铝和碱反应时，氧化剂是碱 ( )
4.明矾可作净水剂，起到杀菌消毒的作用 ( )
正误判断
×
×
×
×
考向1 铝与酸、碱反应的定量分析
1.铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出H2的金属，就铝的这一特殊性质回答下列问题：
(1)相同条件下，等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是 。
关键能力 提升
1∶1
根据化学方程式：2Al＋6HCl2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，得Al与H2的关系式均为2Al～3H2，故只要参加反应的Al的量相等，所得H2的量必相等。
(2)相同条件下，足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，产生H2的体积之比是 。
因为在反应中Al过量，产生的H2由HCl和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl～3H2、2NaOH～3H2，故当HCl、NaOH物质的量相等时，二者产生H2的体积比为1∶3。
1∶3
(3)相同条件下，足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是 。
因为铝足量且产生H2的量相等，根据关系式得n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。
3∶1
(4)相同条件下，甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L－1的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为V(甲)∶V(乙)＝1∶2，则加入铝粉的质量为 (填字母)。
A.5.4 g B.3.6 g
C.2.7 g D.1.8 g
A
当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多时，产生H2的体积比是1∶3，而题设条件体积比为1∶2，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于NaOH来说是不足的。
2Al＋6HCl2AlCl3＋3H2↑
6 mol 3 mol
3×0.1 mol 0.15 mol
则Al与NaOH反应生成的H2为0.15 mol×2＝0.3 mol。
2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
2×27 g 3 mol
5.4 g 0.3 mol
即加入的铝粉的质量为5.4 g。
铝与酸或碱反应生成H2的量的关系
2Al＋6HCl2AlCl3＋3H2↑
2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
1.等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应：
(1)产生H2的物质的量相等。
(2)消耗H＋、OH－的物质的量之比为n(H＋)∶n(OH－)＝3∶1。
解题指导
2.足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应：
(1)消耗Al的物质的量之比为1∶3。
(2)生成H2的物质的量之比为1∶3。
3.一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应：
若产生氢气的体积比为＜＜1，则必定
(1)铝与盐酸反应时，铝过量而HCl不足。
(2)铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而NaOH过量
解题指导
考向2 铝及其化合物性质及其应用
2.(2024·广东高三下阶段考试)生活中处处有化学。下列生活中Al及其化合物相关反应的离子方程式书写不正确的是
A.胃舒平[主要成分为Al(OH)3]治疗胃酸过多：Al(OH)3＋3H＋Al3＋＋3H2O
B.泡沫灭火器灭火原理：2Al3＋＋3C＋3H2O3CO2↑＋2Al(OH)3↓
C.某主要成分为苛性钠、铝粉的管道疏通剂：2Al＋2OH－＋6H2O2[Al(OH)4]－＋3H2↑
D.明矾净水原理：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋
√
胃酸的主要成分为盐酸，胃舒平治疗胃酸过多的离子方程式为Al(OH)3＋3H＋Al3＋＋3H2O，故A正确；泡沫灭火器是碳酸氢钠与硫酸铝溶液反应，离子方程式为Al3＋＋3HC3CO2↑＋Al(OH)3↓，故B错误；苛性钠与铝粉反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O2[Al(OH)4]－＋3H2↑，故C正确；明矾能净水是因为Al3＋水解：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，产生的氢氧化铝胶体能吸附水中悬浮的杂质，故D正确。
3.(2024·广东广州模拟预测)“价－类”二维图体现了元素的分类观、转化观，下图是Al及其部分化合物的“价－类”二维图。下列说法错误的是
A.反应③④⑤⑥⑦均属于复分解反应
B.反应①⑥所加试剂可能相同
C.物质类别处“ ”代表四羟基合铝酸盐
D.反应④⑤均可以通过加入盐酸实现转化
√
根据“价－类”二维图可知a为Al，b为Al2O3，
c为铝盐，e为Al(OH)3，c与d，d与e可以相互
转化，则d为四羟基合铝酸盐。反应③是铝盐
转化为四羟基合铝酸盐，其离子方程式为Al3＋
＋4OH－[Al(OH)4]－，反应④是四羟基合铝酸盐转化为铝盐，离子方程式为[Al(OH)4]－＋4H＋Al3＋＋4H2O，反应⑥是铝盐转化为碱，离子方程式为Al3＋＋3OH－Al(OH)3↓，反应⑦是碱转化为四羟基合铝酸盐，离子方程式为Al(OH)3＋OH－[Al(OH)4]－，上述反应均为
复分解反应，故A正确，反应①是铝转化为
铝盐，加酸可以实现转化，反应⑥是铝盐转
化为氢氧化铝，加入碱实现转化，两反应所
加试剂不可能相同，故B错误；根据“价－
类”二维图可知，d为四羟基合铝酸盐，故
C正确；反应④是四羟基合铝酸盐转化为铝盐，离子方程式为[Al(OH)4]－＋4H＋Al3＋＋4H2O，反应⑤是四羟基合铝酸盐转化为碱，离子方程式为[Al(OH)4]－＋H＋Al(OH)3↓＋H2O均可以通过加酸实现转化，故D正确。
考向3 铝及其化合物制备的工艺流程
4.(2024·广西南宁二模)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]是一种常用的净水剂，以废易拉罐(主要成分为铝和少量不溶于碱性溶液的物质)为原料制取明矾的实验流程如图所示。
下列说法错误的是
A.“碱溶”步骤中有H2产生
B.“沉铝”步骤所得滤液呈酸性
C.用浓硫酸配制9 mol/L H2SO4溶液，将浓硫酸缓慢加入到水中，并用玻璃棒搅拌
D.“一系列操作”中还需要加入K2SO4
√
易拉罐的主要成分为Al，含有少量的不溶于碱的杂质，可选择浓NaOH溶解，得到四羟基合铝酸钠溶液，并通过过滤除去不溶于碱的杂质，滤液中加入NH4HCO3溶液后，促进[Al(OH)4]－水解生成Al(OH)3沉淀，过滤后将沉淀溶解在稀硫酸中，得到硫酸铝溶液，添加K2SO4溶液后蒸发浓缩并冷却结晶得到明矾晶体。碱溶过程中发生的是NaOH和Al的反应，即：2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，A正确；由分析可知，“沉铝”步骤有Al(OH)3和Na2CO3生成，所得滤液呈碱性，B错误；用浓硫酸配制9 mol/L H2SO4溶液，需要将浓硫酸缓慢加入水中，并用玻璃棒不断搅拌，C正确；由分析可知，“一系列操作”中还需要加入的试剂是K2SO4，D正确。
5.(2024·河北唐山模拟预测)铝土矿是生产金属铝的最佳原料，其用量占世界铝土矿总产量的90％以上。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备有机合成中的重要还原剂铝氢化钠(NaAlH4)的一种工业流程如图(已知二氧化硅在“碱溶”时生成硅酸钠沉淀)：
下列说法中错误的是
A.为了提高“碱溶”效率，在“碱溶”前对
铝土矿进行粉碎
B.“反应Ⅰ”的部分化学原理与泡沫灭火器的
原理相同
C.“电解Ⅱ”中阳极的电极反应式为2H2O－4e－＋4CO2↑＋4HC
D.“反应Ⅲ”的化学方程式为4NaH＋AlCl3NaAlH4＋3NaCl
√
铝土矿主要成分为Al2O3，含SiO2和
Fe2O3等杂质。铝土矿加氢氧化钠，
Al2O3、SiO2分别与之反应生成四羟
基合铝酸钠、硅酸钠沉淀，过滤出
Fe2O3、Na2SiO3，滤液中加碳酸氢
钠生成氢氧化铝沉淀和碳酸钠，电解碳酸钠溶液，阴极生成氢气和氢氧化钠，阳极生成氧气和碳酸氢钠，氢氧化钠、碳酸氢钠循环到“碱溶”、“反应Ⅰ”利用，氢氧化铝灼烧生成氧化铝，电解融熔氧化铝生成金属铝，铝和氯气反应生成氯化铝，氯化铝和NaH反应生成NaAlH4和
氯化钠。在“碱溶”前对铝土矿进行粉
碎，可以增大接触面积，提高“碱溶”
效率，故A正确；“反应Ⅰ”是[Al(OH)4]－
＋HCAl(OH)3↓＋C＋H2O，
与泡沫灭火器的原理不相同，故B错误；
“电解Ⅱ”是电解碳酸钠溶液，阳极的电极反应式为2H2O－4e－＋4CO2↑＋4HC，故C正确；“反应Ⅲ”是氯化铝和NaH反应生成NaAlH4和氯化钠，化学方程式为4NaH＋AlCl3NaAlH4＋3NaCl，故D正确。
含铝杂质的提纯方法归类：利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于强碱的特性，可除去许多物质中的含铝杂质，如：
(1)Mg(Al)：加足量NaOH溶液；
(2)Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液；
(3)Mg(OH)2[Al(OH)3]：加足量NaOH溶液；
(4)Mg2＋(Al3＋)：加过量NaOH溶液，过滤，再加酸充分溶解。
题后归纳
考向4 锌、铍的两性化合物
6.铝、铍(Be)及其化合物具有相似的化学性质。已知反应：BeCl2＋Na2BeO2＋2H2O2NaCl＋2Be(OH)2↓能完全进行，则下列推断正确的是
A.Be(OH)2既能溶于盐酸，又能溶于NaOH溶液
B.BeCl2水溶液的导电性强，故BeCl2是离子化合物
C.Na2BeO2溶液的pH＞7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物为BeO
D.BeCl2溶液的 pH＞7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物可能是BeCl2
√
由题意得，铝、铍及其化合物具有相似的化学性质，BeCl2和AlCl3均是共价化合物；Na2BeO2溶液的pH＞7，将其蒸干并灼烧得到的残留物为Na2BeO2；BeCl2是强酸弱碱盐，其溶液的pH＜7，蒸干并灼烧得到的残留物是BeO。
7.锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物均既能溶于强酸溶液，又能溶于强碱溶液，但是Al(OH)3不溶于氨水，而Zn(OH)2能溶于氨水，生成[Zn(NH3)4]2＋。
回答下列问题：
(1)单质铝溶于NaOH溶液后，溶液中铝元素的存在形式为__________(用化学式表示)。
(2)写出锌和NaOH溶液反应的离子方程式：__________________________
。
[Al(OH)4]－
Zn＋2OH－＋2H2O
[Zn(OH)4]2－＋H2↑
(3)下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法可以鉴别的是________
(填序号)。
①Al2(SO4)3和NaOH ②Al2(SO4)3和氨水
③ZnSO4和NaOH ④ZnSO4和氨水
(4)写出可溶性铝盐和氨水反应的离子方程式：________________________
。
试解释实验室不宜用可溶性锌盐与氨水反应制取氢氧化锌的原因：______
________________________________________________________________
。
①③④
Al3＋＋3NH3·H2O
Al(OH)3↓＋3N
锌盐与氨水反应产生的Zn(OH)2可溶于过量氨水中，生成[Zn(NH3)4]2＋，氨水的用量不易控制
可溶性
返回
考点二
镁及其化合物
1.镁的存在：镁蕴藏量丰富，在宇宙中含量第___，在地壳中含量丰度2％。
含镁矿物主要来自白云岩[CaMg(CO3)2]、菱镁矿(MgCO3)、水镁矿[Mg(OH)2]、光卤石(KCl·MgCl2·6H2O)和橄榄石[(Mg，Fe)2SiO4]等。海水、天然盐湖水也是含镁丰富的资源。
2.镁的物理性质
具有______色金属光泽的固体，密度、硬度均较____，熔点较____，有良好的导____、传____和______性。
必备知识 整合
八
银白
小
低
电
热
延展
3.镁的化学性质
(1)与氧气反应：2Mg＋O22MgO。(发出耀眼的强光，生成白色固体
物质)
(2)与氮气反应：3Mg＋N2Mg3N2。(镁在空气中燃烧得到MgO和Mg3N2的混合物)
(3)与盐酸(或硫酸)反应：Mg＋2H＋Mg2＋＋H2↑。
(4)与二氧化碳反应：2Mg＋CO22MgO＋C。(镁着火不能用CO2灭火)
(5)与盐溶液反应，如与硫酸铜溶液反应：Mg＋Cu2＋Mg2＋＋Cu。
(6)与水反应：Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑。
4.镁的重要化合物
(1)氧化镁：白色粉末状固体，____溶于水，属于____________，与盐酸反应的离子方程式为MgO＋2H＋Mg2＋＋H2O。
(2)氢氧化镁：白色固体，____溶于水，中强碱，与盐酸反应的离子方程式为Mg(OH)2＋2H＋Mg2＋＋2H2O。
难
碱性氧化物
难
氢氧化镁的溶解度小于碳酸镁，能发生反应MgCO3＋H2OMg(OH)2＋CO2↑，镁元素在水垢中的存在形式是Mg(OH)2。
特别提醒
5.镁的用途
(1)________用于制造信号弹和焰火。
(2)________用于制造火箭、导弹和飞机的部件。
(3)________用于制耐高温材料；氢氧化镁用作阻燃剂。
(4)冶金工业上________用作还原剂和脱氧剂。
镁单质
镁合金
氧化镁
镁单质
从海水中提取镁的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
(1)海水通过结晶、过滤得到的固体物质主要是 (填化学式)。
(2)怎样使MgCl2·6H2O失去结晶水得到MgCl2？____________________________。
(3)上述工艺流程涉及到的基本反应类型 _____。
(4)写出电解熔融MgCl2的电极反应式：____________________________________
。
NaCl
将晶体置于HCl气体氛围中脱水
化合反应、分解反应、复分解反应
阴极：Mg2＋＋2e－Mg
阳极：2Cl——2e－Cl2↑
考向1 镁及其化合物的性质及应用
1.(2024·浙江舟山三模)关于镁的性质，下列说法错误的是
A.金属镁着火，可以用CO2灭火
B.镁是一种具有银白色光泽的金属
C.镁可以与热水反应生成氢气
D.镁可以与盐酸剧烈反应生成氢气
关键能力 提升
√
镁能够在CO2中燃烧，生成MgO和C，所以镁条着火不可以用CO2灭火，A错误；镁是一种银白色、有光泽、质软、能导电的金属，B正确；镁与热水反应生成氢气和氢氧化镁，C正确；镁的活泼性很强，与盐酸剧烈反应生成氯化镁和氢气，D正确。
2.Mg与Br2反应可生成具有强吸水性的MgBr2，该反应剧烈且放出大量的热。实验室采用如图装置制备无水MgBr2。下列说法错误的是
A.a为冷却水进口
B.装置A的作用是吸收水蒸气和挥发出的溴蒸气
C.实验时需缓慢通入N2，防止反应过于剧烈
D.不能用干燥空气代替N2，因为副产物MgO会阻碍反应的进行
√
冷凝管起到冷凝回流的作用，冷凝管内冷凝水的
方向为下进上出，则a为冷却水进口，故A正确；
MgBr2具有较强的吸水性，制备无水MgBr2，需
要防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶，则装置A
的作用是吸收水蒸气，但无水CaCl2不能吸收溴蒸气，故B错误；制取MgBr2的反应剧烈且放出大量的热，实验时利用干燥的氮气将溴蒸气带入三颈烧瓶中，为防止反应过于剧烈，实验时需缓慢通入N2，故C正确；不能用干燥空气代替N2，原因是空气中含有的氧气可将镁氧化为副产物MgO而阻碍反应的进行，故D正确。
考向2 镁及其化合物制备工艺流程
3.(2024·山东潍坊二模)以水泥厂的废料(主要成分为MgO，含少量MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制备MgSO4·7H2O的工艺流程如下：
已知：MnO＋H2SO4MnSO4＋H2O。
下列说法正确的是
A.为提高酸浸速率，可使用浓硫酸
B.试剂X可以是MgSO4
C.滤渣为Al(OH)3、Fe(OH)3、SiO2
D.操作a所得滤液经处理后可循环利用
√
水泥厂的废料(主要成分为MgO，还有少量MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质)制取MgSO4·7H2O，废料加入足量稀硫酸，MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、MgO都与稀硫酸反应，转化为对应的硫酸盐，SiO2不与稀硫酸反应，向反应后溶液中加入次氯酸钠溶液氧化亚铁离子为铁离子，同时使锰离子转化为MnO2沉淀，再加入氧化镁等物质调节溶液的pH值，除去锰离子、铁离子、铝离子，过滤，将滤液进行
一系列操作得到MgSO4·7H2O。浓硫酸中主要含硫酸分子，c(H＋)较小，不能提高浸取速率，故A错误；试剂X为氧化镁或碳酸镁，不能为MgSO4，故B错误；滤渣为Al(OH)3、Fe(OH)3、SiO2、MnO2，故C错误；操作a是从溶液中经过一系列过程得到晶体，过滤时溶液中含有硫酸镁，为了提高原料中镁的利用率，操作a所得滤液可循环利用，故D正确。
4.(2024·北京高三阶段考试)为模拟海水制备MgO的工业过程，用氯化钠、氯化镁、氯化钙、碳酸氢钠等试剂配成模拟海水，制得了MgO，实验过程如下：
已知：ⅰ.模拟海水中主要离子的浓度如下表：
ⅱ.溶液中某种离子的浓度小于1.0×10－5 mol/L，可认为该离子已完全沉淀；
ⅲ.实验过程中，忽略溶液体积的变化；
ⅳ.Ksp(CaCO3)＝4.96×10－9；Ksp(MgCO3)＝6.82×10－6；Ksp[Ca(OH)2]＝4.68×10－6；Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12。
离子 Na＋ Mg2＋ Ca2＋ Cl－
c/(mol·L－1) 0.439 0.050 0.011 0.560 0.001
下列说法正确的是
A.沉淀物X为CaCO3
B.滤液M中Ca2＋已完全沉淀
C.滤液N中Mg2＋、Ca2＋均已完全沉淀
D.步骤②中若改为加入4.2 g NaOH固体，沉淀物Y为Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物
√
①中n(NaOH)＝0.001 mol，n(OH－)＝0.001 mol，依据离子反应“先中和、后沉淀、再其他”的反应规律，当1 L模拟海水中加入0.001 mol NaOH时，OH－恰好与HC完全反应：OH－＋HCC＋H2O，生成0.001 mol C，由于Ksp(CaCO3)＜Ksp(MgCO3)，生成的C与水中的Ca2＋反应生成CaCO3沉淀，所以沉淀物X为CaCO3，A正确；①中C只有0.001 mol，反应生成CaCO3所消耗的Ca2＋也只有0.001 mol，滤液中还剩余c(Ca2＋)＝0.010 mol·L－1，所以滤液M中同时存在着Ca2＋和Mg2＋，B错误；②中加入NaOH固体，调至pH＝11时，
此时滤液中c(OH－)＝1×10－3 mol·L－1，则Ca(OH)2的离子积为c(Ca2＋)×c2(OH－)＝1×10－8＜Ksp[Ca(OH)2]，无Ca(OH)2生成，Mg(OH)2的离子积为c(Mg2＋)
×c2(OH－)＝5×10－8＞Ksp[Mg(OH)2]，有Mg(OH)2沉淀生成，又由于Ksp[Mg(OH)2]＝c(Mg2＋)×c2(OH－)＝5.6×10－12，c(Mg2＋)＝5.6×10－6＜10－5，无剩余，滤液N中不存在Mg2＋，故C错误；步骤②中若改为加入4.2 g NaOH固体，则n(NaOH)＝0.105 mol，与0.05 mol Mg2＋反应：Mg2＋＋2OH－Mg(OH)2↓，生成0.05 mol Mg(OH)2，剩余0.005 mol OH－，Ca(OH)2的离子积：c(Ca2＋)×c2
(OH－)＝0.010×(0.005)2＝2.5×10－7＜Ksp[Ca(OH)2]，所以无Ca(OH)2沉淀析出，沉淀物Y为Mg(OH)2，故D错误。
1.正误判断
(1)(2024·浙江6月选考)Al(OH)3呈两性，不能用于治疗胃酸过多 ( )
(2)(2024·贵州卷)长期暴露在空气中的食盐变成了糊状，是因为食盐中常含有容易潮解的MgCl2 ( )
(3)(2024·甘肃卷)氯化镁溶液中滴入氢氧化钠溶液，生成沉淀，是因为氢氧化钠的碱性比氢氧化镁强 ( )
(4)(2023·辽宁卷)冶炼镁：2MgO(熔融)2Mg＋O2↑ ( )
高考真题 感悟
√
×
×
×
2.(2024·广东卷)部分含Mg或Al或Fe物质的分类与相应化合价关系如图。下列推断合理的是
A.若a在沸水中可生成e，则a→f的反应一定是化合反应
B.在g→f→e→d转化过程中，一定存在物质颜色的变化
C.加热c的饱和溶液，一定会形成能产生丁达尔效应的红棕色分散系
D.若b和d均能与同一物质反应生成c，则组成a的元素一定位于周期表p区
√
若a在沸水中可生成e，此时a为Mg，e为Mg(OH)2，
即f为镁盐，a→f的反应有多种，可能为Mg＋2HCl
MgCl2＋H2↑，该反应属于置换反应，可能为Mg
＋Cl2MgCl2，该反应属于化合反应，故A错误；e能转化为d，此时e为白色沉淀Fe(OH)2，d为红褐色沉淀Fe(OH)3，说明在g→f→e→d转化过程中，一定存在物质颜色的变化，故B正确；c的饱和溶液可能是铁盐也可能是铝盐，故加热c的饱和溶液，不一定得到红棕色分散系，故C错误；假设b为Al2O3，即d为Al(OH)3，c为铝盐，Al2O3、Al(OH)3与稀盐酸反应均生成铝盐，此时组成a的元素为Al，位于周期表p区；假设b为Fe2O3，即d为Fe(OH)3，c为铁盐，Fe2O3、Fe(OH)3与稀盐酸反应均生成铁盐，此时组成a的元素为Fe，位于周期表d区，故D错误。
3.(2020·山东卷)以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下：
已知浸出时产生的废渣中有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是
A.浸出镁的反应为MgO＋2NH4ClMgCl2＋2NH3↑＋H2O
B.“浸出”和“沉镁”的操作均应在较高温度下进行
C.流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl
D.分离Mg2＋与Al3＋、Fe3＋是利用了它们氢氧化物Ksp的不同
√
氯化铵溶液显酸性，与MgO反应，相当于MgO促进了氯化铵的水解，生成氨气，A项正确；NH3·H2O易分解，故沉镁时温度不可太高，B项错误；由流程图可知氨气可循环使用，沉镁过程中产生氯化铵，故氯化铵也可循环使用，C项正确；浸出过程中产生Fe(OH)3和Al(OH)3，沉镁过程中加氨水调节pH产生Mg(OH)2，利用三种离子氢氧化物Ksp的不同，使其先后沉淀而分离，D项正确。
4.(海南卷节选)KAl(SO4)2·12H2O(明矾)是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐(主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题：
(1)为尽量少引入杂质，试剂①应选用 (填字母)。
a.HCl溶液 b.H2SO4溶液
c.氨水 d.NaOH溶液
d
(2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为________________________
。
(3)沉淀B的化学式为 ；将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是 。
2Al＋2NaOH＋6H2O
2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
Al(OH)3
Al3＋水解，使溶液中H＋浓度增大
滤液A中铝元素以[Al(OH)4]－形式存在，与溶液中HC发生反应：[Al(OH)4]－＋HCAl(OH)3↓＋C＋H2O，故沉淀B为Al(OH)3，明矾溶于水时，KAl(SO4)2K＋＋Al3＋＋2S，Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，使溶液呈弱酸性。
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课 时 测 评
1.(2024·河北衡水期中)下列转化不可能通过一步实验直接完成的是
A.Al(OH)3→Al2O3 B.Al2O3→Al(OH)3
C.Al→[Al(OH)4]－ D.Al3＋→Al(OH)3
氢氧化铝受热分解生成氧化铝和水，A不符合题意；氧化铝不溶于水不和水反应，不能一步生成氢氧化铝，B符合题意；Al与NaOH发生反应生成氢气和[Al(OH)4]－，C不符合题意；铝盐与弱碱(氨水)反应生成氢氧化铝，D不符合题意。
√
2.(2024·浙江模拟预测)铝是生活中重要的金属材料，下列说法正确的是
A.Al与NaOH混合固体可用于疏通管道
B.常温下不能与O2发生反应
C.铝合金的硬度一定比纯铝小
D.工业上通过电解熔融AlCl3制备金属铝
Al与NaOH反应生成氢气：2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，可用于疏通管道，A正确；Al常温下可与O2反应生成氧化铝，化学方程式为4Al＋3O22Al2O3，B错误；铝合金的硬度比纯铝大，C错误；AlCl3为共价化合物，融熔态不导电，因此工业上通过电解熔融Al2O3制备金属铝，D错误。
√
3.(2024·浙江三模)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]应用广泛，下列说法不正确的是
A.明矾属于复盐
B.明矾溶液和小苏打溶液混合可以生成CO2气体
C.明矾大晶体的培养可以通过形状完整的小晶体作为晶核
D.明矾可以用作净水剂，是因为明矾溶于水生成了氢氧化铝沉淀
明矾含有铝离子和钾离子两种阳离子，属于复盐，A正确；明矾溶液中含有
Al3＋，Al3＋和碳酸氢钠溶液会发生相互促进的双水解反应生成CO2气体，B正确；选用形状较为规则的小明矾晶体作晶核，更有利于晶体的完美析出，C正确；明矾可以用作净水剂，是因为明矾溶于水生成了氢氧化铝胶体，D错误。
√
4.(2025·山西大同期末)在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A.AlCl3(aq) Al(s)Na[Al(OH)4](aq)
B.MgCl2(aq)Mg(OH)2(s)MgO(s)
C.Fe2O3(s)Fe(s)FeCl2
D.Mg2(OH)2CO3 MgCl2(aq)Mg
√
电解氯化铝溶液无法得到Al，A错误；氯化镁与氢氧化钙发生复分解反应生成氢氧化镁，氢氧化镁受热分解生成氧化镁，B正确；铁与氯气反应生成FeCl3，C错误；电解熔融的MgCl2制取金属镁，D错误。
5.(2024·广东模拟预测)Mg3N2常用于制备其它超硬、耐高温的氮化物，实验室通过CuO氧化NH3制得N2，然后与镁反应得到Mg3N2。已知Mg＋2NH3Mg(NH2)2＋H2，Mg3N2是一种浅黄色粉末，易水解。下列说法错误的是
A.装置A中分液漏斗中的溶液为浓氨水
B.实验开始时应先点燃C处酒精灯，再点燃E处酒精灯
C.装置D的作用只是干燥N2
D.取反应后装置E所得固体少许，滴入蒸馏水，可检验是否有Mg3N2
√
装置A中分液漏斗中的溶液是浓氨水，流入烧瓶中与CaO接触会产生NH3，A正确；实验进行时应先点燃C处的酒精灯，等产生的较纯的N2进入E中时再点燃E中酒精灯，B正确；装置D中浓硫酸吸收的是N2中的水蒸气和氨气，因此不只有干燥氮气的作用，C错误；取反应后装置E所得固体少许，滴入蒸馏水，Mg3N2和水反应生成氢氧化镁和氨气，若闻到刺激性气味，则有Mg3N2，D正确。
6.(2024·广东佛山二模)部分含Mg或含Al物质的类别与化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A.a不能与H2O反应生成d或g
B.b和e均可用于制造耐高温材料
C.可存在a→f→g→e→a的循环转化关系
D.直接加热蒸干c或f溶液无法得到无水氯化物
√
由题图知，a为Al或Mg，b为MgO，e为Al2O3，c为
MgCl2，f为AlCl3，d为Mg(OH)2，g为Al(OH)3。Mg
能与H2O在加热条件下反应生成Mg(OH)2，A错误；
MgO和Al2O3均可用于制造耐高温材料，B正确；存
在Al→AlCl3→Al(OH)3→Al2O3→Al的循环转化关系，C正确；由于MgCl2或AlCl3均会水解，生成的氯化氢易挥发，直接加热蒸干MgCl2或AlCl3溶液无法得到无水氯化物，D正确。
7.室温下，取四根打磨后形状大小相同的镁条，通过下列实验探究镁在溶液中的反应。
实验1：将镁条放入滴有酚酞的蒸馏水中，无明显现象。加热溶液，镁条表面产生气泡，溶液逐渐变红
实验2：将镁条放入滴有酚酞的1 mol·L－1 NH4Cl溶液中，产生气泡，溶液逐渐变红
实验3：将镁条放入滴有酚酞的1 mol·L－1醋酸铵溶液(pH≈7)中，产生气泡，溶液逐渐变红
实验4：将镁条放入滴有酚酞的1 mol·L－1 NaCl溶液中，产生气泡，溶液逐渐变红
基于相应实验现象得出的结论不正确的是
A.实验1加热时发生反应的化学方程式为Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑
B.实验2反应后的溶液中存在：c(Cl－)＜2c(Mg2＋)＋c(N)
C.实验3产生的气体中可能含有NH3
D.实验1和实验4表明Cl－对Mg与H2O的反应有催化作用
√
A项，加热条件下，Mg与水反应生成Mg(OH)2和H2，反应方程式为Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑，正确；B项，实验2反应后溶液中存在电荷守恒：c(Cl－)＋c(OH－)＝2c(Mg2＋)＋c(N)＋c(H＋)，溶液呈碱性：c(OH－)＞c(H＋)，则c(Cl－)＜2c(Mg2＋)＋c(N)，正确；C项，实验3中反应后溶液呈碱性，碱性条件下N与OH－反应生成NH3，正确；D项，实验1和实验4对比可知，NaCl对Mg与H2O的反应有促进作用，起作用的离子可能是Cl－，也可能是Na＋，错误。
8.(2023·北京卷)一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如图，其中b、d代表MgO或Mg(OH)Cl中的一种。下列说法正确的是
A.a、c分别是HCl、NH3
B.d既可以是MgO，也可以是Mg(OH)Cl
C.已知MgCl2为副产物，则通入水蒸气可减少MgCl2的产生
D.等压条件下，反应①、②的反应热之和小于氯化铵直接分解的反应热
√
NH4Cl分解的产物是NH3和HCl，分解得到的
HCl与MgO反应生成Mg(OH)Cl，Mg(OH)Cl
又可以分解得到HCl和MgO，则a为NH3，b为
Mg(OH)Cl，c为HCl，d为MgO，A、B错误；
C项，MgCl2可以水解生成Mg(OH)Cl，通入水蒸气可以减少MgCl2的生成，正确；D项，反应①和反应②相加即为氯化铵直接分解的反应，由盖斯定律可知，等压条件下，反应①、反应②的反应热之和等于氯化铵直接分解的反应热，错误。
9.(2024·安徽安庆一模)菱镁矿(主要成分为MgCO3，还含有少量SiO2、Al2O3)制备MgO的流程如图。下列说法正确的是
A.步骤(Ⅰ)得到的滤渣主要成分为SiO2
B.步骤(Ⅱ)发生的反应有2个
C.步骤(Ⅲ)操作可在蒸发皿中进行
D.滤液Y中加入足量氨水可得到白色沉淀
√
菱镁矿中加入盐酸，SiO2不与盐酸反应，则滤渣为SiO2，滤液X中加入足量NaOH，生成氢氧化镁沉淀和四羟基合铝酸钠，滤液Y为四羟基合铝酸钠、NaOH和NaCl混合液，氢氧化镁灼烧生成氧化镁。由分析可知，A正确；滤液X中含有的阳离子主要有Mg2＋、Al3＋、H＋，加入足量NaOH溶液后，发生的反应至少有3个，B错误；步骤(Ⅲ)灼烧在坩埚中进行，C错误；滤液Y主要成分为Na[Al(OH)4]，加入足量氨水无法生成白色沉淀，D错误。
10.(2024·福建泉州期中)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，还有少量的Fe2O3、SiO2等杂质)提取氧化铝作冶炼铝的原料，提取的操作过程如下：
下列说法错误的是
A.沉淀Ⅰ主要成分为SiO2
B.溶液Ⅱ含有的阴离子主要为[Al(OH)4]－、Cl－、OH－
C.溶液Ⅲ中溶质的主要成分为Na2CO3
D.沉淀Ⅲ转化为氧化铝的反应是分解反应
√
铝土矿加入盐酸，氧化铝和氧化铁都可以溶解，二氧化硅不溶解，所以沉淀Ⅰ为二氧化硅，溶液Ⅰ中加入过量的氢氧化钠溶液，得到氢氧化铁沉淀和四羟基合铝酸钠溶液，溶液Ⅱ主要成分为四羟基合铝酸钠，通入过量的二氧化碳，反应生成碳酸氢钠和氢氧化铝沉淀。沉淀Ⅰ为二氧化硅，A正确；溶液Ⅱ含有的阴离子主要为四羟基合铝酸根离子和氯离子和氢氧根离子，B正确；溶液Ⅲ的主要成分为碳酸氢钠，C错误；氢氧化铝加热分解生成氧化铝和水，为分解反应，D正确。
11.(2025·浙江高三期末)某兴趣小组在定量分析了镁渣[含有MgCO3、Mg(OH)2、CaCO3、Al2O3、Fe2O3和SiO2]中Mg含量的基础上，按如流程制备六水合氯化镁(MgCl2·6H2O)。
相关信息如下：
①700 ℃只发生MgCO3和Mg(OH)2的分解反应。
②NH4Cl溶液仅与体系中的MgO反应，且反应程度不大。
③“蒸氨”是将氨从固液混合物中蒸出来，且须控制合适的蒸出量。
下列说法错误的是
A.步骤Ⅱ，反应的方程式是MgO＋2NH4Cl＋H2OMgCl2＋2NH3·H2O
B.步骤Ⅲ，可以将固液混合物C先过滤，再蒸氨
C.步骤Ⅲ，蒸氨促进平衡正向移动，提高MgO的溶解量
D.溶液F经盐酸酸化、蒸发、结晶、过滤、洗涤和低温干燥得到产品。取少量产品溶于水后发现溶液呈碱性，可能是结晶时过度蒸发导致氯化镁水解，部分生成碱式氯化镁
√
镁渣含有MgCO3、Mg(OH)2、CaCO3、Al2O3、Fe2O3和SiO2，700 ℃高温煅烧MgCO3、Mg(OH)2分解，加入氯化铵溶液，只能与MgO反应，再将氨气蒸发出来，再进行过滤即可得到六水合氯化镁。根据上述分析可知步骤Ⅱ，反应的方程式是MgO＋2NH4Cl＋H2OMgCl2＋2NH3·H2O，故A正确；因为加入的氯化铵溶液水解显酸性，只能与MgO反应，且反应程度不大，所以不能先过滤，否则氧化镁损耗很大，故B错误；氯化铵水解
方程式为NH4Cl＋H2ONH3·H2O＋HCl，氧化镁和HCl反应，蒸氨即NH3·H2O分解，平衡向右移动， HCl 浓度变大，促进了氧化镁的溶解，故C正确；溶液F经盐酸酸化、蒸发、结晶、过滤、洗涤和低温干燥得到产品，取少量产品溶于水后发现溶液呈碱性，可能是结晶时过度蒸发导致氯化镁水解，部分生成碱式氯化镁，故D正确。
12.(2024·广西贺州一模)镓(Ga)与铝同主族，曾被称为“类铝”，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业制备镓的流程如图所示。下列推断不合理的是
A.向GaCl3溶液中逐滴加入足量稀氨水，先生成沉淀，后沉淀溶解
B.向Na[Al(OH)4]和Na[Ga(OH)4]溶液中通入适量二氧化碳后得到氢氧化铝沉淀，可知酸性：Al(OH)3＜Ga(OH)3
C.金属镓可以与NaOH溶液反应生成Na[Ga(OH)4]和H2
D.步骤二中不能通入过量的CO2的理由是[Ga(OH)4]－＋CO2Ga(OH)3↓＋HC
√
镓(Ga)与铝同主族，曾被称为“类铝”，则其氢氧化物不会溶于弱碱氨水，向GaCl3溶液中逐滴加入足量氨水，有Ga(OH)3沉淀生成，且沉淀不溶解，A错误；适量二氧化碳可以制取氢氧化铝，却无法得到Ga(OH)3，说明氢氧化铝酸性比氢氧化镓弱，B正确；铝能与氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，所以金属镓也可以与NaOH溶液反应生成Na[Ga(OH)4]和氢气，C正确；碳酸溶液为酸性，所以步骤二中不能通入过量的CO2是因为过量CO2会和Na[Ga(OH)4]发生反应生成Ga(OH)3沉淀，[Ga(OH)4]－＋CO2Ga(OH)3↓＋HC，D
正确。
13.(14分)利用废铝箔(主要成分为Al，含少量的Fe)既可制取AlCl3又可制取净水剂硫酸铝晶体。实验室用如图所示装置制备AlCl3溶液，并用AlCl3溶液溶解一定量的碳酸钙形成溶液，再用氨水沉淀，然后煅烧沉淀制备新型的超导材料和发光材料七铝十二钙(12CaO·7Al2O3)。已知AlCl3易水解，易升华。
(1)实验室用氯酸钾和浓盐酸制备氯气，其离子方程式为________________
。
Cl＋5Cl－＋6H＋
3Cl2↑＋3H2O
实验室用氯酸钾和浓盐酸反应制备氯气，反应的离子方程式为Cl＋5Cl－＋6H＋3Cl2↑＋3H2O。
(2)为了防止蒸气凝华堵塞导管，实验中可采取的措施是________________
(写出一点)。
导管长度、加热导管(写出一点即可)
加粗导管、缩短
由题意可知氯化铝蒸气凝华易堵塞导管，则加粗导管、缩短导管长度、加热导管可以防止蒸气凝华堵塞导管。
(3)装置B中的溶液溶解碳酸钙时，要控制碳酸钙和AlCl3的量＞12∶14，其原因是 。
防止氨水沉淀时生成微溶于水的氢氧化钙，造成损失
装置B中的氯化铝溶液溶解碳酸钙时，要控制碳酸钙和AlCl3的量，否则钙离子会与氨水反应生成微溶的、不易分解的氢氧化钙，影响七铝十二钙的产率。
(4)某课外小组的同学拟用废铝箔制取硫酸铝晶体，
已知铝的物种类别与溶液pH的关系如图所示，实
验中可选用的试剂：处理过的铝箔、NaOH溶液、
硫酸溶液。
①称取一定质量的处理过的铝箔于烧杯中，逐滴加入NaOH溶液，加热至不再产生气泡为止；②过滤；③ (填字母，下同)；④ ；⑤ ；⑥ ；⑦ ；⑧过滤、洗涤、干燥。
a.冷却结晶 b.过滤、洗涤 c.滤液用硫酸在不断搅拌下调到pH＝4～10左右 d.沉淀中不断加入硫酸，至恰好溶解 e.蒸发浓缩
c
b
d
e
a
由题意可知，制备硫酸铝晶体的操作为称取一定
质量的处理过的铝箔于烧杯中，逐滴加入NaOH
溶液，加热至不再产生气泡为止，过滤，向滤液
中加入硫酸，调节pH在4～10，生成氢氧化铝沉
淀，再过滤、洗涤，向沉淀中加入硫酸，至恰好
溶解，蒸发浓缩、冷却结晶，再进行过滤、洗涤、干燥得到硫酸铝
晶体。
(5)为了分析废铝箔中铁元素的含量，某同学称取5.000 g废铝箔，先将其预处理使铁元素还原为Fe2＋，并在容量瓶中配制成100 mL溶液；然后移取25.00 mL试样溶液，用1.000×10－2 mol·L－1 KMnO4标准溶液滴定，消耗20.00 mL标准溶液。判断滴定终点的依据是__________________________
________________________________________；废铝箔中铁元素的质量分数为 。
滴入最后半滴高锰酸钾标准
溶液时，溶液出现浅紫色且半分钟内不褪色
4.480％
亚铁离子与酸性高锰酸钾溶液完全反应时，再滴入标准溶液，溶液会变为浅紫色，则判断滴定终点的依据是滴入最后半滴高锰酸钾标准溶液时，溶液出现浅紫色且半分钟内不褪色；由得失电子守恒可得：5Fe2＋～Mn，由滴定消耗20.00 mL 1.000×10－2 mol·L－1 KMnO4标准溶液可知，废铝箔中铁元素的质量分数为×100％＝4.480％。
14.(10分)氯化镁是重要的无机材料，在常温下易吸湿，可溶于水和乙醇。某兴趣小组以海水为原料制备无水氯化镁。
实验1 制备MgCl2·6H2O晶体
以海水为原料，进行一系列处理，得到晶体。
(1)除去海水中不溶性杂质常用的实验操作是 (填名称)。
(2)从氯化镁溶液中析出MgCl2·6H2O晶体的结晶方法是 (填“降温结晶”或“蒸发结晶”)。
过滤
降温结晶
为降低水解程度，从氯化镁溶液中析出MgCl2·6H2O晶体的结晶方法是降温结晶。
实验2 样品中MgCl2·6H2O晶体含量测定
准确称取实验1制得的MgCl2·6H2O晶体a g于锥形瓶中，加去离子水溶解，依次加入一定量三乙醇胺、NH3-NH4Cl缓冲溶液，摇匀，滴入铬黑T指示剂，用0.020 00 mol·L－1 EDTA(用H2Y2－表示)标准溶液滴定至终点，消耗EDTA溶液的体积为V mL。
已知：①0.020 00 mol·L－1 EDTA标准溶液的pH约为5，指示剂铬黑T使用的适宜pH范围为8～11，NH3-NH4Cl缓冲溶液pH约为10。
②滴定原理：Mg2＋＋H2Y2－MgY2－＋2H＋。
(3)该实验中使用的滴定管是 (填“甲”或“乙”)。
甲
EDTA标准溶液pH约为5，呈酸性，应选用酸式滴定管，故使用的滴定管是甲。
(4)NH3-NH4Cl缓冲溶液的作用是 。
(5)样品中MgCl2·6H2O的质量分数为 。
控制溶液的pH为8～11
×100％
根据反应Mg2＋＋H2Y2－MgY2－＋2H＋，可计算样品中MgCl2·6H2O的质量分数。
实验3 制备无水氯化镁
利用如图实验装置(夹持和加热装置省略)，准确称取一定质量MgCl2·6H2O晶体在HCl气流中小心加热。
(6)A装置的作用是 。
干燥氯化氢气体
HCl抑制晶体水解，A装置的作用是干燥氯化氢气体。
(7)某同学在实验前后测得玻璃管B减重m1 g，干燥管C增重m2 g，m1＞m2，其可能的原因是______________________________________________
________________________________________________________________
(用化学方程式表示)。
Mg(OH)Cl＋HCl＋5H2O或MgCl2·6H2OMg(OH)2＋2HCl＋4H2O]
MgCl2·6H2OMgO＋2HCl＋5H2O[或MgCl2·6H2O
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