3.3.2 镁铝制取工艺（课件PPT）-【创新方案】2025年高考化学一轮总复习（新教材Ⅰ）

综合深化解重难 (镁铝制取工艺) 微课时突破2 CONTENTS 目录 1 深化提能力（一） 镁、铝的单质及其化合物 深化提能力（二） 镁、铝的制取工艺 课时跟踪检测 2 3 镁、铝的单质及其化合物 深化提能力（一） 01 1．镁、铝的化学性质比较 镁 铝 与非金属 单质反应 ①在空气中燃烧发出耀眼白光； ②与氮气反应： 3Mg＋N2 Mg3N2 ①与空气中的氧气形成致密的氧化膜； ②与氯气加热反应： 2Al＋3Cl2 2AlCl3 与水反应 与沸水反应：Mg＋2H2O Mg(OH)2↓＋H2↑ 反应很困难 续表 与酸反应 Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，相同条件下，反应速率比Al快 ①与H＋：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑； ②在冷的浓硫酸、浓硝酸中钝化 与碱反应 不反应 2Al＋2OH－＋6H2O=== 2[Al(OH)4]－＋3H2↑ 与某些氧化物反应 能在CO2中燃烧：2Mg＋CO2 2MgO＋C 与Fe2O3的铝热反应：2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3 2.MgO与Al2O3的比较   MgO Al2O3 物理 性质 均为白色粉末，不溶于水，熔点高(MgO>Al2O3)，是优良的耐火材料 化学 性质 与热水反应：MgO＋H2O Mg(OH)2↓ 与水不反应 碱性氧化物：MgO＋ 2H＋===Mg2＋＋H2O 两性氧化物：Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、 Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－ 3.Mg(OH)2与Al(OH)3的比较   Mg(OH)2 Al(OH)3 物理 性质 白色固体，不溶于水 不溶于水的白色胶状固体，具有吸附性 化学 性质 不稳定性：Mg(OH)2 MgO＋H2O 不稳定性： 2Al(OH)3 Al2O3＋3H2O 碱性，溶于强酸：Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O 两性：①溶于强酸：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O； ②溶于强碱：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－ 续表 制备 Mg2＋＋强碱：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓； Mg2＋＋弱碱： Mg2＋＋2NH3·H2O=== Mg(OH)2↓＋2NH ①Al3＋与氨水(不用强碱)： Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH； ②[Al(OH)4]－溶液中通入过量CO2(不用强酸)： [Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO； ③Al3＋与[Al(OH)4]－互促水解： Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓ [典例]　下列各组物质，不能按 (“→”表示反应一步完成)关系转化的是(　 ) 选项 a b c A Al2O3 Na[Al(OH)4] Al(OH)3 B AlCl3 Al(OH)3 Na[Al(OH)4] C Al Al(OH)3 Al2O3 D MgCl2 Mg(OH)2 MgO √ [解析] ，Al2O3与过量NaOH反应生成Na[Al(OH)4]，Na[Al(OH)4]与AlCl3反应生成Al(OH)3，Al(OH)3受热分解得Al2O3，A符合； ，AlCl3与NH3·H2O反应生成Al(OH)3，Al(OH)3与NaOH反应生成Na[Al(OH)4]，Na[Al(OH)4]与过量盐酸反应生成AlCl3，B符合； Al不能一步生成Al(OH)3，C不符合； ，MgCl2与NaOH反应生成Mg(OH)2，Mg(OH)2受热分解得MgO，MgO与盐酸反应生成MgCl2，D符合。 [全训题点考法] 1．用含有少量镁的铝片制取纯净的Al(OH)3，可能有的步骤为①加盐酸溶解；②加过量苛性钠溶液；③过滤；④通入过量CO2；⑤加过量纯碱溶液，实验操作最合理的组合及顺序是(　 ) A．①②③④⑤ B．①⑤④③ C．②③④③ D．①⑤③ √ 2．某同学通过系列实验探究Al及其化合物的性质，下列操作正确且能达到目的的是(　 ) A．将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，将铝条置于其中探究Al的活泼性 B．将NaOH溶液缓慢滴入Al2(SO4)3溶液中至过量，最终观察到有沉淀生成 C．将过量浓氨水逐滴加入AlCl3溶液中，可以先得到白色絮状Al(OH)3沉淀，后沉淀溶解 D．将Al(OH)3沉淀转入蒸发皿中，加足量稀硫酸，加热蒸干得无水Al2(SO4)3固体 √ 解析：A项，稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿烧杯壁缓慢地加入水中并不断搅拌； B项，将过量的NaOH溶液滴入Al2(SO4)3溶液中，最终生成Na[Al(OH)4]和Na2SO4； C项，NH3·H2OS属于弱碱，不能溶解Al(OH)3。 3．利用铝灰(主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等)制备铝鞣剂[主要成分为Al(OH)2Cl]的一种工艺如下： (1)气体A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。铝灰在90 ℃时水解生成A的化学方程式为________________________________，“水解”采用90℃而不在室温下进行的原因是_______________________________________。 (2)“酸溶”时，Al2O3发生反应的离子方程式为 _________________________________________________________。 (3)“氧化”时，发生反应的离子方程式为 _________________________________________________________。 (4)“废渣”的成分为_____________(填化学式)。 (5)采用喷雾干燥而不用蒸发的原因是 _________________________________________________________。 答案：(1)AlN＋3H2O Al(OH)3↓＋NH3↑　 加快AlN的水解反应速率，降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出 (2)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O (3)2Fe2＋＋2H＋＋ClO－===2Fe3＋＋Cl－＋H2O (4)Fe(OH)3 (5)防止Al(OH)2Cl水解生成Al(OH)3 镁、铝的制备工艺 深化提能力（二） 02 1．从海水中提取镁 (1)工艺流程 (2)基本步骤及主要反应 制熟石灰 CaCO3 CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2 沉淀 Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋Ca2＋ 酸化 Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O 结晶 析出MgCl2·6H2O 脱结晶水 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：MgCl2(熔融) Mg＋Cl2↑ 2.由铝土矿提取铝 由铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)提取Al2O3的两大工艺流程： 流程(1) 碱溶法 流程(2) 酸溶法 ①②中可能发生反应的离子方程式： ①Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O ②Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－，Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ [典例]　某铝土矿中主要含有Al2O3、Al(OH)3、AlO(OH)，还含有Fe2O3等杂质。利用拜耳法生产氧化铝的流程如图所示： 回答下列问题： (1)将铝土矿粉碎后再进行碱浸，原因是 ________________________________________________________。 (2)AlO(OH)与NaOH溶液反应的化学方程式为 ________________________________________________________。 (3)滤渣1的主要成分为________，写出它的一种用途： ________________________________________________________。 (4)加Al(OH)3晶核的目的是促进Al(OH)3的析出。上述稀释、结晶工艺，也可用通入足量的________气体的方法来代替。 (5)实验室中进行焙烧时最适合用来盛放Al(OH)3固体的仪器的名称是________。 (6)浓缩所得的NaOH溶液由于吸收了空气中的CO2而含有杂质，该杂质可通过苛化反应除去，写出苛化反应的化学方程式： ________________________________________________________。 (7)该生产流程能实现________(填化学式)的循环利用。 [解析]　铝土矿碱浸后过滤得到含四羟基合铝酸根离子的溶液，Fe2O3与NaOH溶液不反应，故滤渣1的主要成分为Fe2O3，加入水稀释促进[Al(OH)4]－水解，加Al(OH)3晶核是为了使水解平衡正向移动，生成Al(OH)3沉淀；浓缩液因为吸收了空气中的CO2而使溶液中含有 杂质，加入熟石灰与 反应得到NaOH溶液和CaCO3固体。 (4)流程中碱浸后的溶液主要含[Al(OH)4]－，故还可通入CO2气体得到Al(OH)3，其反应为[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋ 。 (5)焙烧时需要在高温下进行，所用仪器为坩埚。 (6)NaOH吸收空气中的CO2发生的反应为2NaOH＋CO2===Na2CO3 ＋H2O，加入熟石灰的反应为Na2CO3＋Ca(OH)2===2NaOH＋ CaCO3↓。 (7)流程中碱浸时加入了NaOH溶液，苛化后得到NaOH溶液，可见NaOH参与了整个流程的循环。 [答案]　(1)增大固液接触面积，加快反应速率 (2)AlO(OH)＋NaOH＋H2O===Na[Al(OH)4] (3)Fe2O3　 作油漆、涂料的颜料等(任写一种即可) (4)CO2　 (5)坩埚 (6)Na2CO3＋Ca(OH)2===2NaOH＋ CaCO3↓ (7)NaOH [全训题点考法] 题点(一)　铝的制备 1．(2024·湖南长沙一中校考)煤灰提取铝既能缓解我国缺乏铝矿的现状，又能减少煤燃烧产生的污染。煤灰含Al2O3、SiO2、CaO、Fe2O3等。煤灰中提取铝的工艺流程如图所示，下列说法正确的是(　 ) A．煤灰加酸进行酸浸时，用硫酸酸浸溶解效果好 B．操作1、2、3、4名称相同，操作时都除去了一种杂质 C．X为CO2，发生的反应为CO2＋[Al(OH)4]－===Al(OH)3↓＋HCO D．制金属铝需要电解氧化铝，阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ √ 解析：煤灰含Al2O3、SiO2、CaO、Fe2O3等，加酸可使Al2O3、CaO、Fe2O3溶解，生成可溶性的盐，用硫酸酸浸，CaO与硫酸反应生成微溶的CaSO4，不符合题意，故A错误； 操作1、2、3、4名称相同都为过滤，操作1、2、3都除去了一种杂质，操作4除去了溶液中的多种杂质，故B错误； 根据流程图可知通入CO2制得Al(OH)3沉淀，为保证反应完全，通入足量的CO2，反应为CO2＋[Al(OH)4]－===Al(OH)3↓＋ ，故C正确； 制金属铝需要电解熔融的氧化铝，阳极反应式为2O2－－4e－===O2↑，故D错误。 2．工业上用某种氧化铝矿石(含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图： 对上述流程的判断不正确的是(　 ) A．试剂X可以为NaOH溶液，沉淀中含有铁的化合物 B．不宜用H2SO4溶液或稀盐酸代替CO2 C．反应Ⅱ为CO2＋[Al(OH)4]－===Al(OH)3↓＋ D．工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al，成本更低 √ 解析：分离氧化铝和氧化铁，要用强碱溶液，A正确； CO2可以和四羟基合铝酸盐反应制得氢氧化铝，用过量H2SO4溶液或稀盐酸代替会导致生成的氢氧化铝溶解，B正确； 过量的二氧化碳与四羟基合铝酸盐反应生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢盐，C正确； Fe活动性较Al弱，与Al2O3不反应，D错误。 题点(二)　镁的制备 3．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＋2NH4Cl===MgCl2＋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的Ksp不同 √ 解析：结合工艺流程可知煅烧后得到的轻烧粉的成分为MgO和少量SiO2、Fe2O3、Al2O3，NH4Cl溶液呈酸性，浸出时使MgO及Fe2O3、Al2O3溶解，浸出后得到的废渣中含有SiO2、Fe(OH)3 和Al(OH)3，所得浸出液中含有Mg2＋及过量的NH4Cl，加入氨水时Mg2＋转化为Mg(OH)2，经煅烧得到高纯镁砂MgO。 浸出镁的反应为MgO＋2NH4Cl ===MgCl2＋2NH3↑＋H2O，A项正确； 浸出可以在较高温度下进行，促进NH4Cl水解和NH3的逸出，但沉镁应在低温下进行，以减弱氨水分解，B项错误； 结合流程图可知，浸出得到的NH3可转化为氨水，用于沉镁，滤液中含有过量的NH4Cl，可用于浸出时的反应液，故该流程中NH3和NH4Cl可循环使用，C项正确； 本流程中分离Mg2＋时，Al3＋、Fe3＋转化为沉淀，是利用了它们氢氧化物的Ksp不同，D项正确。 4．从海水的母液中提取金属镁的一种工艺流程如下： 下列说法不正确的是(　 ) A．步骤①沉镁可加入石灰乳 B．设计步骤①②③的主要目的是富集镁元素 C．步骤④中镁在阴极生成 D．步骤③脱水时，在空气中加热MgCl2·6H2O得到MgCl2 √ 解析：步骤①中，将Mg2＋转化为 Mg(OH)2沉淀，需加入碱，为降低成本及便于分离提纯，常加入石灰乳，A正确； 母液中含有Mg2＋，经过步骤①②③后，仍得到含Mg2＋的溶液，只是Mg2＋的浓度增大，所以步骤①②③的主要目的是富集镁元素，B正确； 步骤④为电解熔融的氯化镁，Mg2＋得电子生成Mg，所以镁在阴极生成，C正确； 步骤③脱水时，应抑制Mg2＋水解反应的发生，所以应在HCl气流中加热MgCl2·6H2O，D不正确。 课时跟踪检测 03 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1．类推是化学学习和研究常用的重要思维方法，但所得结论要经过实践的检验才能确定其正确与否。根据你所掌握的知识，判断下列类推结论正确的是(　 ) A．Mg燃烧不能用CO2灭火，故Na燃烧也不能用CO2灭火 B．Al在O2中燃烧生成Al2O3，故Fe在O2中燃烧生成Fe2O3 C．CO2与Na2O2反应生成Na2CO3和O2，故SO2与Na2O2反应生成Na2SO3和O2 D．Al与NaOH溶液反应生成H2，故Mg与NaOH溶液反应也生成H2 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析：由于钠比镁活泼，镁能与CO2反应，则钠也能与CO2反应，Mg燃烧不能用CO2灭火，故Na燃烧也不能用CO2灭火，A项正确； Fe在O2中燃烧生成Fe3O4，B项错误； SO2与Na2O2反应生成Na2SO4，C项错误； Al具有两性，能和NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]和H2，而Mg不具有两性，不能和NaOH溶液反应，D项错误。 2．镁、铝单质的化学性质以相似性为主，但也存在某些较大差异性，下列物质能证明二者存在较大差异性的是(　 ) ①CO2　 ②盐酸 　 ③NaOH溶液　 ④醋酸 A．①④ B．②③ C．①③ D．②③④ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 解析：镁能与CO2反应而铝不能；铝能与NaOH溶液反应而镁不能。 3．下列离子方程式书写不正确的是(　 ) A．向硝酸铝溶液中通入过量氨气：4NH3＋Al3＋＋4H2O===[Al(OH)4]－＋ B．将铝片打磨后置于NaOH溶液中：2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑ C．向明矾溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液：Al3＋＋ ＋2Ba2＋＋4OH－===2BaSO4↓＋[Al(OH)4]－ D．向Na[Al(OH)4]溶液中通入足量CO2： [Al(OH)4]－＋CO2=== 2Al(OH)3↓＋ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析：硝酸铝与过量氨气、水反应生成氢氧化铝沉淀和硝酸铵，故A错误； 向Na[Al(OH)4]溶液中通入足量CO2生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 解析：同位素是指同一元素不同核素的关系，该三者团簇阴离子是多原子聚集体，A错误； 团簇是原子、分子或离子通过物理或化学结合力组成的，不是简单的由铝原子通过离子键结合而成，C错误； 5．明矾[KAl(SO4)2·12H2O]是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。采用废易拉罐制备明矾的过程如图所示。下列叙述错误的是(　 ) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 A．合理处理废易拉罐有利于环境保护和资源再利用 B．从废易拉罐中可回收的金属元素有Al和Fe C．“沉淀”中的金属离子为Fe3＋ D．上述流程中可用NaHSO4代替NaHCO3 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 解析：废易拉罐作为可再生资源，其回收再利用对提高经济效益、社会效益、保护环境有着巨大的促进作用，A正确； 由题意可知，废易拉罐中主要含有Al和Fe，因此可从废易拉罐中回收的金属元素有Al和Fe，B正确； “沉淀”的主要成分是Fe(OH)3，C正确； 铝离子与碳酸氢根离子发生相互促进的水解反应，生成氢氧化铝沉淀，硫酸氢根离子是强酸的酸式酸根，不能与铝离子反应，D错误。 6．从铝土矿(主要成分为Al2O3)中提取铝的工艺流程如图。下列说法不正确的是(　 ) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 A．从Na[Al(OH)4]→Al(OH)3→Al2O3的转化过程中涉及的反应均为非氧化还原反应 B．Al2O3与NaOH溶液反应的化学方程式：Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4] C．Na[Al(OH)4]生成Al(OH)3的离子方程式：[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋ D．电解熔融Al2O3阳极的电极反应式：Al3＋＋3e－===Al √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 解析：向Na[Al(OH)4]溶液中通入CO2气体，发生反应生成Al(OH)3，Al(OH)3不稳定，受热分解生成Al2O3，在该转化过程中无元素化合价的变化，因此涉及的反应均为非氧化还原反应，A正确； Al2O3是两性氧化物，与NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]和水，B正确； 酸性：H2CO3＞Al(OH)3，向Na[Al(OH)4]溶液中通入过量CO2气体，发生反应的离子方程式为[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋ ，C正确； 电解熔融Al2O3时，阳极上O2－失去电子变为O2，电极反应式为2O2－－4e－===O2↑，D错误。 7．一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下： 下列说法错误的是(　 ) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 A．物质X常选用生石灰 B．工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁 C．“氯化”过程中发生的反应为MgO＋C＋Cl2 MgCl2＋CO D．“煅烧”后的产物中加稀盐酸，将所得溶液加热蒸发也可得到无水MgCl2 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 解析：物质X的作用是使Mg2＋转化为Mg(OH)2，工业上常选用CaO，发生反应CaO＋H2O===Ca(OH)2，Ca(OH)2＋Mg2＋===Mg(OH)2＋Ca2＋，A正确； Mg是较活泼金属，工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁，B正确； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 由题图可知，“氯化”过程的反应物为MgO、氯气、C，生成物之一为MgCl2，另一产物为CO而不是CO2，因C在高温下能将CO2还原为CO，化学方程式为MgO＋C＋Cl2 MgCl2＋CO，C正确； “煅烧”后得到MgO，MgO和盐酸反应得到MgCl2溶液，由于MgCl2在溶液中水解为氢氧化镁和HCl，将所得溶液加热蒸发，HCl会逸出，MgCl2水解平衡正向移动，得到氢氧化镁，得不到无水MgCl2，D错误。 8．中国科学院金属研究所发现采用Na2SnO3和NaOH混合促进剂，可明显提高铝与水反应制氢系统的性能，制氢机理如图。Na2SnO3溶液显碱性，NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是(　 ) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 A．1L 0.1mol·L－1 Na2SnO3溶液中阴离子数目大于0.1NA B．该过程中存在6Al＋3Na2SnO3＋15H2O===3Sn＋6Na[Al(OH)4]＋3H2↑ C．标准状况下，反应过程中生成33.6 L H2，转移电子数目为9NA D．Al­Sn原电池的形成，能提高产氢速率，析氢反应主要发生在Sn上 √ 解析：图示中Al可以与Na2SnO3和NaOH反应，Al与Na2SnO3 发生反应的化学方程式为6Al＋3Na2SnO3＋15H2O===3Sn＋6Na[Al(OH)4]＋3H2↑(1)，与NaOH发生反应的化学方程式为2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4] ＋3H2↑(2)，随着反应的进行，生成的Sn和氢气的量也逐渐增多。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 Na2SnO3溶液显碱性， 会发生水解生成 和OH－，阴离子个数增多，1L 0.1mol·L－1 Na2SnO3溶液中阴离子数目大于0.1NA，A正确； 根据前面的分析，发生反应(1)(2)，B正确； 在整个过程中，当33.6L氢气全部是反应(1)生成时，转移的电子数为9NA，当33.6L氢气全部是反应(2)生成时，转移的电子数为3NA，故转移电子数目介于3NA与9NA之间，C错误； 形成Al­Sn原电池可以加快反应速率，Al活泼作负极，故Sn作正极，析氢反应主要发生在Sn上，D正确。 9．已知：Mg能在NO2中燃烧，可能产物为Mg3N2、MgO和N2；Mg3N2容易与水反应。 (1)某实验小组探究Mg与NO2反应的固体产物成分，对固体产物提出三种假设。 假设Ⅰ：固体产物为MgO； 假设Ⅱ：__________________________________________________； 假设Ⅲ：__________________________________________________。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 (2)该小组通过如下实验装置来验证Mg在NO2中燃烧的产物(夹持装置省略，部分仪器可重复使用)。 ①实验装置连接的顺序为______________________________(填字母)。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 ②B装置中盛装的试剂可以是________(填字母)。 a．浓硫酸 b．碱石灰 c．无水CaCl2 d．五氧化二磷 ③确定产物中N2生成的实验现象为 ___________________________________________________________。 (3)设计实验证明产物中存在Mg3N2： ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 (4)已知C装置中初始加入Mg粉的质量为13.2g，在足量的NO2中充分燃烧，实验结束后，硬质玻璃管冷却至室温、称量，测得硬质玻璃管中剩余固体的质量为21.0g，产生N2的体积为1120mL(标准状况)。写出硬质玻璃管中发生反应的化学方程式： __________________________________________________________。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 解析：(1)根据已知Mg在NO2中燃烧产物的可能性分析判断，假设Ⅰ：固体产物为MgO；假设Ⅱ：固体产物为Mg3N2；假设Ⅲ：固体产物为MgO和Mg3N2的混合物。 (2)①A装置中铜与浓硝酸反应产生二氧化氮，用B装置中的干燥剂干燥后，通入C装置硬质玻璃管中与镁粉反应，用E装置中的NaOH溶液除去多余的二氧化氮，最后用D装置收集氮气(排水法)，为确保C装置中无水蒸气，应在C装置和E装置之间连接干燥装置，故装置的连接顺序为ABCBED。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 ②二氧化氮不能用碱性干燥剂干燥，U形管中盛装的是固体干燥剂，故B装置中盛装的试剂可以是无水氯化钙或五氧化二磷，选c、d。③从C装置中导出的气体通过NaOH溶液吸收后，仍有气体将D装置广口瓶中的水压入烧杯中，则确定产物中有N2生成。 (3)Mg3N2能与水反应生成具有刺激性气味的碱性气体，所以取少量反应后的固体产物，加入水中产生有刺激性气味的气体，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则证明产物中存在Mg3N2。 (4)13.2g镁的物质的量为 0.55mol，设生成Mg3N2的物质的量为x mol，生成MgO的物质的量为y mol，根据镁原子守恒得①3x＋y＝0.55mol，根据反应完后剩余固体的质量得②100x＋40y＝21.0g，联立①②解得x＝0.05，y＝0.4；氮气的物质的量为1.12L÷22.4L·mol－1＝0.05mol；综上分析，反应物为Mg和NO2，生成物为Mg3N2、MgO和N2，且物质的量之比为1∶8∶1，所以发生反应的化学方程式为11Mg＋4NO2 Mg3N2＋8MgO＋N2。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 答案：(1)固体产物为Mg3N2　固体产物为MgO和Mg3N2的混合物 (2)①ABCBED　②cd　③D装置中广口瓶中的水被气体压入烧杯中 (3)取少量C装置中反应后的固体产物，加入水中产生有刺激性气味的气体，该气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝 (4)11Mg＋4NO2 Mg3N2＋8MgO＋N2 10．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。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 (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，其原因是 ____________________________________________________________。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 (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。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 (5)为了分析废铝箔中铁元素的含量，某同学称取5.000g 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100mL溶液；然后移取25.00mL试样溶液，用1.000×10－2mol·L－1 KMnO4标准溶液滴定，消耗20.00mL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________。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 解析：(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。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 (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时生成氢氧化铝沉淀，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。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 答案：(1) ＋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)生成微溶于水的氢氧化钙使产率降低 (4)c　b　d　e　a (5)滴入最后半滴高锰酸钾溶液时，溶液出现浅紫色且半分钟内不褪色　 4.480% ①③两步骤中可能发生反应的离子方程式： ①Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－，SiO2＋2OH－===SiO＋H2O。 ③[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO，SiO＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO。 CO CO HCO HCO HCO 4NH 2SO HCO 4．(2024年1月·九省联考安徽卷)研究发现由铝原子构成的Al、Al和Al团簇阴离子都能与水自发反应产生氢气。下列说法正确的是(　 ) A．Al、Al和Al互为同位素 B．Al与水反应时作还原剂 C．Al是由铝原子通过离子键结合而成 D．1mol的Al含6.02×1023个电子 Al与水反应产生氢气，则Al作还原剂，B正确； 1mol的Al所含电子数是(13×18＋1)×6.02×1023，D错误。 HCO HCO SnO HSnO (5)由题意可知，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＋～MnO，由滴定消耗20.00mL 1.000×10－2mol·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%。 ClO $$