专题08 镁铝及其化合物【十大题型】-【举一反三】2025年高考化学全程复习讲与练（新高考通用）

专题08 镁铝及其化合物【十大题型】 【新高考通用】 【知识点1 镁及其化合物】 3 【知识点2 铝及其化合物】 4 【知识点3 铝及其化合物的转化】 6 【知识点4 铝及其化合物的图像】 7 【题型1 考查镁及其化合物的性质与用途】 10 【题型2 考查与镁及其化合物有关的工艺流程】 11 【题型3 考查铝及其化合物的性质与用途】 13 【题型4 考查与铝及其化合物有关的工艺流程】 14 【题型5 考查铝热反应】 17 【题型6 考查铝及其化合物的转化关系】 18 【题型7 考查离子方程式与离子共存】 20 【题型8 考查氢氧化铝的有关图像】 22 【题型9 考查镁铝相关实验】 24 【题型10 考查铝及其化合物的有关计算】 27 【过关测试】 29 考点要求 真题统计 考情分析 1．能列举、描述、辨识镁、铝及其化合物重要的物理和化学性质及实验现象。 2．能根据镁、铝及其化合物的性质分析实验室、生产、生活及环境中的某些常见问题，说明妥善保存、合理使用化学品的常见方法。 3．能说明镁、铝及其化合物的应用对社会发展的价值、对环境的影响。 4．了解铝土矿制备铝、海水制镁的原理。 2024·江苏卷第6题，3分 2024·广东卷第8题，3分 2024·全国甲卷第3题，6分 2024·浙江卷第10题，2分 2023天津卷第7题，3分 2023浙江1月卷第12题，2分 2023浙江卷6月卷第4题，2分 2023湖南卷第7题，3分 2023辽宁卷第16题，3分 2022湖南卷第6题，3分 2022海南卷第6题，2分 2022河北卷第4题，3分 2022湖北卷第1题，3分 从近几年高考试题来看，铝、镁及其化合物的性质与应用仍是高考的命题点。侧重考查镁铝及其化合物的性质在日常生活、生产中的应用，以“铝三角”转化关系为载体，考查物质推断图像分析和工艺流程。预测2025年高考可能会考查离子共存、离子方程式正误判断或工艺流程题中考查金镁铝及其化合物的性质与应用，题目难度偏大。 【思维导图】 【知识点1 镁及其化合物】 1.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。 2.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↑。 3.海水提镁 （流程图） 主要化学反应为： (1)制石灰乳：CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca(OH)2。 (2)沉淀Mg2＋：Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2＋Ca2＋。 (3)制备MgCl2：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O、MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O。 (4)电解MgCl2：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。 4.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；氢氧化镁用做阻燃剂； ④冶金工业上镁单质用作还原剂和脱氧剂。 5．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。 热稳定性较差，受热易分解：Mg(OH)2MgO＋H2O。 【易错警示】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。 （3）氮化镁：离子化合物。在水中剧烈水解，其反应的化学方程式为Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑，与酸反应生成两种盐：Mg3N2＋8HCl===3MgCl2＋2NH4Cl。 【知识点2 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.铝的性质 （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）铝的化学性质 有关反应的化学方程式或离子方程式： ① ②2Al＋3Cl22AlCl3； ③ ④2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑； ⑤2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3(铝热反应)。 3．铝热反应 实验装置 实验现象 ①镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中 实验结论 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热：Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 原理应用 ①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等， 3MnO2＋4Al3Mn＋2Al2O3； ②金属焊接，如野外焊接钢轨等 4.氧化铝 5.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的三种制备方法 方法一：可溶性铝盐溶液与过量氨水反应 反应原理：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH 方法二：向可溶性偏铝酸盐溶液中通入过量CO2 反应原理：[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO 方法三：相互促进水解法 可溶性铝盐与强碱反应的计算规律 (1)求产物Al(OH)3的量 ①当n(OH－)≤3n(Al3＋)时，n[Al(OH)3]＝n(OH－)； ②当3n(Al3＋)＜n(OH－)＜4n(Al3＋)时，n[Al(OH)3]＝4n(Al3＋)－n(OH－)； ③当n(OH－)≥4n(Al3＋)时，n[Al(OH)3]＝0，无沉淀。 (2)求反应物碱的量 ①若碱不足(Al3＋未完全沉淀)：n(OH－)＝3n[Al(OH)3]； ②若碱使生成的Al(OH)3部分溶解：n(OH－)＝4n(Al3＋)－n[Al(OH)3]。 6．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)2===K＋＋Al3＋＋2SO，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。 【知识点3 铝及其化合物的转化】 1．铝三角的转化 （1）①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH②Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ （2）Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O （3）Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－ （4）[Al(OH)4]－＋4H＋===Al3＋＋4H2O （5）①[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO ②[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O （6）Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－ 2.铝三角的应用 （1）选择制备Al(OH)3的最佳途径 ①由Al3＋制备Al(OH)3，宜用Al3＋与氨水反应： Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH ②由NaAlO2制备Al(OH)3宜用CO2与AlO反应： 2H2O＋AlO＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO ③从节约原料角度，由Al制备Al(OH)3，宜用Al制备Al3＋，Al制备AlO，然后将二者混合： Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓ （2）有关离子共存问题 ①与Al3＋不能大量共存的(阴)离子有：OH－、AlO、HS－、SiO、CO、HCO、SO等。 ②与AlO不能大量共存的(阳)离子有：H＋、Al3＋、NH、Fe2＋、Fe3＋等。 ③AlO与HCO因发生(相对)强酸制弱酸的反应而不能共存。 （3）分析离子反应顺序 ①向含有Al3＋、NH、H＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，反应顺序是：Ⅰ.H＋＋OH－===H2O；Ⅱ.Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓(若先与NH反应，则生成的NH3·H2O又使Al3＋沉淀且生成NH)；Ⅲ.NH＋OH－===NH3·H2O[若先溶解Al(OH)3，则产生的AlO又与NH反应生成沉淀]；Ⅳ.Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。 ②向含有AlO、CO、OH－的混合溶液中逐滴加入盐酸，反应顺序是：Ⅰ.OH－＋H＋===H2O；Ⅱ.AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓(AlO比CO先反应)；Ⅲ.CO＋H＋===HCO；Ⅳ.HCO＋H＋===CO2↑＋H2O[HCO比Al(OH)3先反应]；Ⅴ.Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。 【知识点4 铝及其化合物的图像】 1.铝与酸或碱反应生成氢气的量的关系 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[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。 2．生成氢氧化铝沉淀的定量规律 (1)强碱与Al3＋反应生成Al(OH)3沉淀的定量规律 (2)强酸与AlO反应生成Al(OH)3沉淀的定量规律 (3)Al3＋与AlO两种盐溶液反应生成Al(OH)3沉淀的定量规律：Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓ 3．与氢氧化铝沉淀生成有关的图像分析 （1）可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像(从上述转化关系中选择符合图像变化的离子方程式，下同) 操作 可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量 NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量 现象 立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失 无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失 图像 离子方程式 AB：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ BD：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－ AB：Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－ BC：Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓ （2）偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像 操作 偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量 稀盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量 现象 立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失 无沉淀→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失 图像 离子 方程式 AB：[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O BC：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O AB：[Al(OH)4]－＋4H＋===Al3＋＋4H2O BC：Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓ （3）突破Al(OH)3沉淀图像 ①明晰横、纵坐标含义，然后通过曲线变化特点分析反应原理。 ②掌握Al3＋、Al(OH)3、AlO三者之间的转化比例： ③明晰Al3＋溶液中加碱(OH－)的几种常见变形图像，如： 图A中，n(H＋)∶n(Al3＋)＝2∶1。 图B中，若已知原溶液中含有Mg2＋。则可推出： n(Mg2＋)∶n(Al3＋)＝1∶1。 图C中，若已知原溶液中含有H＋和Mg2＋，则可推导出：n(H＋)∶n(Al3＋)∶n(Mg2＋)＝2∶1∶1。 【题型1 考查镁及其化合物的性质与用途】 【例1】下列说法不正确的是(　　) A．通过电解熔融MgCl2可以制得金属镁 B．镁条在空气中燃烧所得的固体物质是混合物 C．氧化镁是优质的耐火材料 D．金属镁质地柔软，不适宜制作高强度的合金材料 【答案】D 【解析】工业上采用电解熔融MgCl2的方法冶炼Mg，故A正确；Mg在空气中燃烧生成MgO、Mg3N2和C，所得的固体物质是混合物，故B正确；MgO熔点很高，在一般条件下不熔融，所以氧化镁是优质的耐火材料，故C正确；虽然Mg质地柔软，但密度小，常用来制作合金材料，如镁铝合金，故D错误。 【变式1-1】下列关于镁及其化合物的说法正确的是（　　） 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方程式，但不是氧化还原反应 D．Mg在N2中燃烧时，N2既是氧化剂又是还原剂 【答案】A 【解析】Mg在CO2中燃烧生成MgO和C，属于置换反应，A正确；将Mg（OH）2沉淀转化为MgCl2的过程是复分解反应，无电子得失，B错误；电解得到镁的过程有元素化合价的变化，是氧化还原反应，C错误；Mg在N2中燃烧时，N2是氧化剂，Mg是还原剂，D错误。 【变式1-2】下列关于镁的性质，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．镁可以与沸水反应生成氢气 D．镁可以与盐酸剧烈反应生成氢气 【答案】A 【解析】A.镁能够在CO2中燃烧，生成MgO和C，所以镁着火不可以用CO2灭火，A错误；B.镁是一种银白色、有光泽、质软能导电的金属，B正确；C.镁能与沸水反应，生成氢气和氢氧化镁，C正确；D.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。 【变式1-3】实验室以空气和镁为原料制备Mg3N2的装置如下（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，则对产品纯度无影响 C．实验时应先加热装置C，通入一段时间空气后再加热装置D D．装置E中碱石灰的作用是吸收尾气 【答案】C 【解析】要制备氮化镁，需要除去空气中的氧气、CO2和水蒸气，故装置A、B中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸，A错误；若去掉装置C，则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其中的氧气，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，避免进入装置D中干扰实验，D错误。 【题型2 考查与镁及其化合物有关的工艺流程】 【例2】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。 【变式2-1】以混有SiO2的MgCO3为原料制备氧化镁的实验流程如图： 下列说法错误的是(　　) A．酸浸的离子方程式为CO＋2H＋===CO2↑＋H2O B．浸出渣的成分是SiO2 C．母液的主要溶质是NH4Cl D．固体X是Mg(OH)2 【答案】A 【解析】MgCO3是微溶物，不可拆成离子，故A错误；SiO2不溶于盐酸，浸出渣为SiO2，故B正确；加入氨水沉镁：MgCl2＋2NH3·H2O===Mg(OH)2↓＋2NH4Cl，母液的主要溶质是NH4Cl，故C、D正确。 【变式2-2】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（　　） 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＋Cl2MgCl2＋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 【答案】D 【解析】海水经一系列处理得到苦卤水，苦卤水中含较多的Mg2＋，向其中加入物质X使Mg2＋转化为Mg（OH）2，过滤除去滤液，煅烧Mg（OH）2得到MgO，MgO和C、Cl2经“氯化”得无水MgCl2。物质X的作用是使Mg2＋转化为Mg（OH）2，工业上常选用CaO，发生的反应为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；由题图可知，“氯化”过程的反应物为MgO、Cl2、C，生成物之一为MgCl2，C在高温下被氧化为CO，故“气体”为CO，化学方程式为MgO＋C＋Cl2MgCl2＋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Mg（OH）2和HCl，所以将MgCl2溶液加热蒸发时HCl会逸出，MgCl2水解平衡正向移动，得到 Mg（OH）2，得不到无水MgCl2，D错误。 【变式2-3】菱镁矿（主要成分为 MgCO3，还含有少量 SiO2、Al2O3）制备MgO的流程如下。下列说法正确的是（　　） A．步骤（Ⅰ）得到滤渣的主要成分为 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】菱镁矿中加入足量盐酸，SiO2不与盐酸反应，滤渣为SiO2，滤液X中加入足量NaOH溶液，生成氯化钠、氢氧化镁沉淀和四羟基合铝酸钠，滤液Y为氯化钠、氢氧化钠和四羟基合铝酸钠的混合溶液，氢氧化镁灼烧生成氧化镁。A.由上述分析可知，滤渣的主要成分是 SiO2，A正确；B.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；C.步骤（Ⅲ）为灼烧，应在坩埚中进行，C错误；D.滤液Y为氯化钠、氢氧化钠和四羟基合铝酸钠的混合溶液，加入足量氨水无法生成白色沉淀，D错误。 【题型3 考查铝及其化合物的性质与用途】 【例3】下列关于铝及其化合物的说法，不正确的是(　　) A．明矾可用作净水剂和消毒剂 B．利用铝热反应可冶炼高熔点金属 C．铝可用作包装材料和建筑材料 D．氢氧化铝可用作治疗胃酸过多的药物 【答案】A 【解析】明矾溶于水电离产生Al3＋，发生水解反应生成Al(OH)3胶体，可吸附水中悬浮杂质，起到净水作用，但不能杀菌、消毒，A错误；铝热反应放出大量的热，可用于冶炼活动性比铝弱且熔点高的金属，B正确；铝具有良好的延展性，可用作包装材料，铝合金(如硬铝)的硬度大，可作建筑材料，C正确；Al(OH)3是两性氢氧化物，可与胃酸(HCl)反应，故可用作胃酸中和剂，D正确。 【变式3-1】下列物质的性质和用途具有对应关系的是（　　） A．Al2O3熔点高，可用于电解制铝 B．Al（OH）3不稳定，可用于治疗胃酸过多症 C．明矾水解生成胶体，可用作絮凝剂 D．铝具有导热性，可用于制备铝热剂 【答案】C 【解析】A.电解熔融Al2O3可以生成铝单质，Al2O3可用于电解制铝不是因为其熔点高，A不符合题意；B.Al（OH）3能和胃酸（盐酸）反应，可用于治疗胃酸过多症，B不符合题意；C.明矾能水解生成Al（OH）3胶体从而吸附水中悬浮物，可用作絮凝剂，C符合题意；D.铝具有还原性，能还原一些金属氧化物，可用于制备铝热剂，D不符合题意。 【变式3-2】化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是（　　） A．铝比铁活泼，但铝制品比铁制品在空气中耐腐蚀 B．铝热反应不仅用于焊接钢轨，还常用于冶炼熔点较高的金属 C．电解AlCl3饱和溶液可制得金属铝 D．Al2O3的熔点很高，可用于制作耐高温材料 【答案】C 【解析】铝比铁活泼，但铝制品在空气中表面容易形成致密的氧化膜，比铁制品在空气中耐腐蚀，A正确；铝具有较强的还原性，铝热反应不仅被用于焊接钢轨，还常用于冶炼熔点较高的金属，B正确；冶炼铝时一般电解熔融状态的氧化铝，铝属于活泼的金属元素，电解氯化铝饱和溶液得不到铝，C错误；Al2O3的熔点很高，可用于制作耐高温材料，D正确。 【题型4 考查与铝及其化合物有关的工艺流程】 【例4】铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下： 下列说法错误的是(　　) A．不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料 B．采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率 C．合成槽中产物主要有Na3AlF6和CO2 D．滤液可回收进入吸收塔循环利用 【答案】C 【解析】陶瓷的成分中含有SiO2，SiO2能与HF发生反应，因此不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料，故A正确；采用溶液喷淋法可增大反应物的接触面积，提高吸收塔内烟气吸收效率，故B正确；烟气(含HF)通入吸收塔，加入过量的碳酸钠，发生反应：Na2CO3＋HF===NaF＋NaHCO3，向合成槽中通入Na[Al(OH)4]，发生反应：6NaF＋Na[Al(OH)4]＋4NaHCO3===Na3AlF6↓＋4Na2CO3＋4H2O，过滤得到Na3AlF6和含有Na2CO3的滤液，所以合成槽内产物主要有Na3AlF6、Na2CO3、H2O，故C错误；滤液的主要成分为Na2CO3，可进入吸收塔循环利用，故D正确。 【变式4-1】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(　　) 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↓＋HCO D.电解熔融Al2O3阳极的电极反应式：Al3＋＋3e－===Al 【答案】D 【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，受热分解产生Al2O3，在上述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溶液反应产生Na[Al(OH)4]，B正确；酸性：H2CO3＞Al(OH)3，向Na[Al(OH)4]溶液中通入过量CO2气体，反应产生Al(OH)3、NaHCO3，该反应的离子方程式为[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO，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。 【变式4-2】以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2、少量FeS2)为原料，生产Fe3O4的部分工艺流程如下： 下列说法错误的是(　　) A．用NaOH溶液吸收焙烧过程产生的SO2有利于保护环境和资源再利用 B．从高硫铝土矿中可制得Al、Fe的化合物 C．向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，铝元素存在的形式由[Al(OH)4]－转化为Al3＋ D．FeS2与Fe2O3混合后在无氧条件下焙烧的目的是生成Fe3O4和SO2 【答案】C 【解析】[Al(OH)4]－与CO2反应生成Al(OH)3，不能得到Al3＋，C错误。 【变式4-3】铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝。下列说法不正确的是（　　） A．①②中除加试剂外，还需要进行过滤操作 B．a、b中铝元素的化合价相同 C．③中需要通入过量的CO2 D．④进行的操作是过滤、加热，而且d一定是氢氧化铝 【答案】D 【解析】根据铝土矿的成分，Al2O3为两性氧化物，Fe2O3为碱性氧化物，SiO2为酸性氧化物，加入盐酸后，Al2O3→AlCl3，Fe2O3→FeCl3，SiO2不与盐酸反应，也不溶于盐酸，进行过滤时，除去SiO2，即a为AlCl3和FeCl3混合溶液，加入过量NaOH溶液，AlCl3→Na[Al（OH）4]，FeCl3→Fe（OH）3，进行过滤时，除去 Fe（OH）3，b为Na[Al（OH）4]溶液，H2CO3的酸性强于Al（OH）3的酸性，且Al（OH）3不溶于碳酸，因此③通入过量CO2，过滤得到Al（OH）3 沉淀，加热Al（OH）3使之分解生成Al2O3和H2O，最后电解熔融状态的氧化铝冶炼铝。A项，根据上述分析，正确；B项，a是AlCl3和FeCl3混合溶液，b是Na[Al（OH）4]溶液，两溶液中Al元素的化合价都是＋3价，正确；C项，根据上述分析，③中需要通入过量的CO2，正确；D项，反应④为氢氧化铝受热分解生成氧化铝和水，进行的操作是过滤、加热，d一定是Al2O3，错误。 【题型5 考查铝热反应】 【例5】铝热反应的实验装置如图所示，下列有关说法错误的是(　　) A．X物质为KClO3 B．镁条燃烧提供引发反应所需的热量 C．若转移0.3 mol电子，被还原的Fe2O3为16 g D．可利用铝热反应冶炼铁 【答案】C 【解析】A项，KClO3受热分解产生氧气，助燃，图示装置中X物质为助燃剂KClO3，正确；B项，镁条燃烧放出大量热，可为铝热反应提供引发反应所需的热量，正确；C项，反应2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe中，Fe元素化合价从＋3价变为0价，还原1 mol Fe2O3转移6 mol电子，则转移0.3 mol电子还原Fe2O3的物质的量为＝0.05 mol，其质量为160 g·mol－1×0.05 mol＝8 g，错误；D项，Fe的活泼性小于Al，可利用铝热反应冶炼铁，正确。 【变式5-1】利用如图装置做铝热反应实验，下列说法不正确的是(　　) A．该反应的化学方程式是2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 B．该反应会产生高温，发出强光 C．根据铝热反应的原理，可以冶炼某些金属 D．若反应中转移3 mol电子，消耗氧化剂的物质的量是1 mol 【答案】D 【解析】根据铝热反应的化学方程式可知，反应中转移6 mol电子，消耗氧化剂的物质的量是1 mol。 【变式5-2】工业上可用铝热反应冶炼锰、钒等金属，其原因与下列无关的是 A．铝还原性较强 B．铝能形成多种合金 C．锰、钒熔点高 D．反应放出大量热 【答案】B 【解析】铝热反应中Al作还原剂，Al的还原性比锰、钒等金属的强，因此可以将Mn、V等金属置换出来，A不符合题意；铝能形成多种合金和工业上可用铝热反应冶炼锰、钒等难熔金属无关，和铝本身的性质有关，B符合题意；铝热反应放出大量的热，冶炼熔点高的金属有利于使高熔点金属熔化并流出，得到较纯的产物，C不符合题意；铝热剂为铝和金属氧化物的混合物，反应在高温条件下发生氧化还原反应置换出金属单质，放出大量热，D不符合题意；故选B。 【变式5-3】铝热反应常用于冶炼高熔点金属，某小组探究Al粉与Fe3O4发生反应所得黑色固体的成分，实验流程及现象如下： 下列说法不正确的是（　　） A．反应①产生的气体是H2 B．反应②的离子方程式为Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al（OH）4]－ C．反应③生成的白色沉淀是Al（OH）3 D．黑色固体中一定不含Al和Fe3O4 【答案】D 【解析】探究Al粉与Fe3O4发生反应所得黑色固体的成分，由实验可知，黑色固体与稀硫酸反应产生气体，且溶液b中加入KSCN溶液不变红，说明溶液b中不含Fe3＋；黑色固体与NaOH溶液反应无气体产生，说明一定不含Al；溶液a中通入二氧化碳有白色沉淀生成，白色沉淀为氢氧化铝，说明黑色固体中一定含有Al2O3。由上述分析可知，黑色固体中一定含有Al2O3、Fe，一定不含Al，可能含有Fe3O4。 【题型6 考查铝及其化合物的转化关系】 【例6】“价类”二维图体现了元素的分类观、转化观，下图是及其部分化合物的“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．物质的类别处“”代表偏铝酸盐 D．反应④⑤均可以通过加入盐酸实现转化 【答案】B 【分析】根据“价类二维图”可知a为Al，b为Al2O3，c为铝盐，e为，c与d，d与e可以相互转化，则d为偏铝酸盐。 【解析】A．反应③是铝盐转化为偏铝酸盐，其离子方程式为，反应④是偏铝酸盐转化为铝盐，离子方程式为，反应⑥是铝盐转化为碱，离子方程式为，反应⑦是碱转化为偏铝酸盐，离子方程式为，上述反应均为复分解反应，故A正确；B．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；C．根据价类二维图可知，d为偏铝酸盐，故C正确；D．反应④是偏铝酸盐转化为铝盐，离子方程式为，反应⑤是偏铝酸盐转化为碱，离子方程式为均可以通过加酸实现转化，故D正确；答案选B。 【变式6-1】]铝元素之间的相互转化如图所示，下列叙述正确的是（　　） A.实现①的转化，可通入过量CO2 B.实现②的转化，可加入过量NaOH溶液 C.实现③的转化，可加入过量NaOH溶液 D.实现④的转化，可通入过量NH3 【答案】C 【解析】氢氧化铝不能溶于碳酸，通入过量的CO2不能实现①的转化，A项错误；铝盐与过量NaOH溶液发生反应：Al3＋＋4OH－[Al（OH）4]－，不能实现②的转化，B项错误；氢氧化铝与过量的NaOH溶液反应Al（OH）3＋OH－[Al（OH）4]－，可以实现③的转化，C项正确；铝盐溶液中通入过量NH3发生反应Al3＋＋3NH3·H2OAl（OH）3↓＋3N，不能实现④的转化，D项错误。 【变式6-2】下列各组物质中，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 MgCl2 Mg（OH）2 MgO C Na2CO3 NaCl NaOH D Al Al（OH）3 Al2O3 【答案】D 【解析】Al2O3与足量的氢氧化钠溶液反应，可生成Na[Al（OH）4]，向Na[Al（OH）4]溶液中通入CO2或加入适量的盐酸，可生成Al（OH）3沉淀，加热Al（OH）3可得到Al2O3，A项可实现图示转化关系；向MgCl2溶液中加入氢氧化钠溶液，可生成Mg（OH）2沉淀，加热Mg（OH）2可生成MgO，MgO与盐酸反应可生成MgCl2，B项可实现图示转化关系；向碳酸钠中加入盐酸，可生成NaCl，电解氯化钠溶液可生成NaOH，向NaOH溶液中通入适量CO2，可生成Na2CO3，C项可实现图示转化关系；Al不能一步转化为Al（OH）3，D项不能实现图示转化关系。 【题型7 考查离子方程式与离子共存】 【例7】下列关于铝及其化合物反应的离子方程式书写正确的是(　　) A．铝与NaOH溶液反应：Al＋4OH－＋H2O===[Al(OH)4]－＋H2↑ B．Al2O3与NaOH溶液反应：Al2O3＋OH－＋H2O===[Al(OH)4]－ C．明矾净水原理：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋ D．Al2(SO4)3与过量氨水反应：Al3＋＋4NH3·H2O===[Al(OH)4]－＋4NH 【答案】C 【解析】铝与NaOH溶液反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑，A错误；Al2O3与NaOH溶液反应的离子方程式为Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－，B错误；明矾溶于水后电离产生的铝离子发生水解，产生的氢氧化铝胶体能吸附悬浮物，起到净水作用，C正确；一水合氨为弱碱，故氢氧化铝无法与一水合氨发生反应。 【变式7-1】下列关于铝及其化合物反应的离子方程式书写正确的是（　　） A.铝与NaOH溶液反应：Al＋6OH－===[Al（OH）4]－＋H2↑＋H2O B．Al2O3与NaOH溶液反应：Al2O3＋OH－＋H2O===[Al（OH）4]－ C．明矾净水原理：Al3＋＋3H2O⇌Al（OH）3（胶体）＋3H＋ D．Al2（SO4）3与过量氨水反应：Al3＋＋4NH3·H2O===[Al（OH）4]－＋4NH4+ 【答案】C 【解析】A.铝与NaOH溶液反应的氧化剂是水，故离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al（OH）4]－＋3H2↑，A错误；B.Al2O3 与NaOH溶液反应的离子方程式未配平，配平后的离子方程式为Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al（OH）4]－，B错误；C.明矾溶于水后电离产生的铝离子发生水解产生氢氧化铝胶体，吸附悬浮物，起到净水作用，C正确；D.一水合氨为弱碱，故氢氧化铝无法与一水合氨发生反应，Al2（SO4）3与过量氨水反应的离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al（OH）3↓＋3NH4+，D错误。 【变式7-2】常温下，下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是 A．使酚酞变红色的溶液：K+、Fe3+、、Cl- B．水电离的c(H+)=1×10-13mol/L的溶液中：K+、Na+、、 C．与Al反应能放出H2的溶液中：Fe2+、Na+、、 D．=1×10-13mol/L的溶液中：、Cu2+、Cl-、 【答案】D 【解析】A．酚酞变红色的溶液，此溶液显碱性，氢氧根离子和铁离子生成氢氧化铁沉淀，A不符合题意； B．水电离的c(H+)=1×10-13mol/L的溶液可能为酸性或碱性，酸性溶液中、碳酸根离子均会和氢离子反应，不能大量共存，B不符合题意； C．与Al能放出氢气的，容易可能显酸性也可能显碱性，若是碱性，则Fe2+和OH-不共存，若酸性，在酸性条件下硝酸根离子具有强氧化性，会氧化亚铁离子，不能大量共存，C不符合题意； D．=1×10-13mol/L的溶液显酸性，酸性溶液中、Cu2+、Cl-、相互不反应，能大量共存，D符合题意；故选D。 【变式7-3】室温下，下列溶液中一定能大量共存的离子组是 A．强碱性溶液：、、、 B．加入铝粉有氢气产生的溶液：、、、 C．中性溶液：、、、 D．强酸性溶液：、、、 【答案】A 【解析】A．强碱性溶液含有大量OH-，OH-、、、、互相之间不反应，可以大量共存，故A正确； B．加入铝粉有氢气产生的溶液可能为酸性，也可能为碱性，若为酸性，H+与不共存，故B错误； C．中性溶液中Fe3+水解为Fe（OH）3，故C错误； D．强酸性溶液中含有大量H+，在酸性环境下具有强氧化性，可氧化、，不能大量共存，故D错误；故选A。 【题型8 考查氢氧化铝的有关图像】 【例8】向20 mL AlCl3溶液中滴入 2 mol·L－1 NaOH 溶液时，得到Al(OH)3沉淀质量与所滴加NaOH 溶液体积(mL)关系如图所示： (1)图中A点表示的意义是____________________________________________________。 (2)图中B点表示的意义是___________________________________________________。 (3)上述两步用总的离子方程式可表示为___________________________________________。 (4)假若溶液中有Al(OH)3沉淀0.39 g，则此时用去NaOH溶液的体积为________。 【解析】把NaOH溶液滴入AlCl3溶液中，先产生Al(OH)3沉淀，其质量最大值为A点，然后沉淀全部溶解(B点)。其总反应的离子方程式为Al3＋＋4OH－===AlO2-＋2H2O。当有0.39 g Al(OH)3沉淀生成时，①AlCl3过量，加入NaOH使Al3＋部分产生沉淀为0.39 g ，通过Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓可知用去NaOH溶液7.5 mL。②当NaOH过量时，Al3＋全部参加反应生成Al(OH)3沉淀后又部分溶解，用去NaOH溶液17.5 mL。 【答案】(1)表示滴入的NaOH溶液产生沉淀量的最大点 (2)表示滴入的NaOH溶液使沉淀恰好完全溶解点 (3)Al3＋＋4OH－===AlO2-＋2H2O (4)7.5 mL 或 17.5 mL 【变式8-1】把一小块镁铝合金溶于100mL盐酸中，然后向其中滴入1mol∙L-1NaOH溶液，生成沉淀的质量和加入NaOH溶液的体积如图所示，下列说法正确的是 A．镁铝合金溶于盐酸时一共产生448mLH2 B．盐酸的浓度为0.6mol∙L-1 C．反应至B点时，所得沉淀的质量为1.07g D．合金中镁和铝的物质的量之比为1:1 【答案】C 【分析】由图可知，从开始至加入NaOH溶液10mL，没有沉淀生成，说明原溶液中盐酸溶解Mg、Al后盐酸有剩余，此时发生的反应为：HCl+NaOH=NaCl+H2O，继续滴加NaOH溶液，到氢氧化钠溶液为50mL时，沉淀量最大，此时为Mg(OH)2和Al(OH)3，溶液为氯化钠溶液．再继续滴加NaOH溶液，氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，发生反应Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O； 【解析】由图可知，从加入10m氢氧化钠溶液开始产生沉淀，加入氢氧化钠溶液为50mL时，沉淀量最大，此时为Mg(OH)2和Al(OH)3，该阶段消耗氢氧化钠40mL，由氢氧根守恒可知3n[Al(OH)3]+2n[Mg(OH)2]= n(NaOH)=(0.06L-0.02L)×1mol/L=0.04mol．从加入氢氧化钠溶液50mL～60mL溶解氢氧化铝，该阶段发生反应Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，所以n[Al(OH)3]=(0.06L-0.05L)×1mol/L=0.01mol，故3×0.01mol+ 2n[Mg(OH)2]=0.04mol，解得n[Mg(OH)2]=0.005mol，由元素守恒可知n(Mg)=n[Mg(OH)2]=0.005mol，故m(Mg)=0.005mol×24g•mol-1=0.12g，m(Al)=0.01mol×27g•mol-1=0.27g，由关系式、，一共产生标准状况下的氢气体积为0.112L+0.336L=0.448L=448mLH2，但选项未告知是标准状况，无法计算，故A错误；加入氢氧化钠溶液为50mL时，沉淀量最大，此时为Mg(OH)2和Al(OH)3，溶液为氯化钠溶液，根据钠元素守恒此时溶液中n(NaCl)=n(NaOH)=0.05L×1mol/L=0.05mol，根据氯元素守恒n(HCl)=0.05mol，故盐酸的物质的量浓度为，故B错误；B点到沉淀量最大，此时为Mg(OH)2和Al(OH)3，n[Mg(OH)2]=0.005mol，n[Al(OH)3]=0.01mol，m(沉淀)=m[Mg(OH)2]+m[Al(OH)3] =0.005mol×58g/mol+0.01mol×78g/mol=1.07g，故C正确；D图可知，从加入10m氢氧化钠溶液开始产生沉淀，加入氢氧化钠溶液为50mL时，沉淀量最大，此时为Mg(OH)2和Al(OH)3，该阶段消耗氢氧化钠40mL，假设NaOH溶液的浓度为1mol/L，由氢氧根守恒可知3n[Al(OH)3]+2n[Mg(OH)2]=n(NaOH)=0.04L×1mol/L =0.04mol，从加入氢氧化钠溶液50mL～60mL溶解氢氧化铝，该阶段发生反应Al(OH)3+NaOH=NaAlO2 +2H2O，该阶段中n[Al(OH)3]=n(NaOH)=0.01L×1mol/L=0.01mol，代入上式可得n[Mg(OH)2]=0.005mol，由元素守恒可知，合金中镁铝的物质的量之比为0.005mol：0.01mol=1：2，故D错误；故选C。 【变式8-2】酸与金属反应时，浓度越稀还原产物价态越低。现用一定量的铝粉与镁粉组成的混合物与100mL硝酸钾溶液与硫酸组成的混合溶液充分反应，反应过程中无任何气体放出，向反应后的溶液中逐滴加入4.00mol/L的NaOH溶液，加入的溶液体积与产生的沉淀质量的关系如图所示： 下列结论正确的是 A．铝与混合溶液反应的离子方程式为8Al+30H＋+3NO3−＝8Al3++3NH4++9H2O B．参加反应硝酸根离子物质的量为0.06 mol C．参加反应的铝与镁的质量之比为4:3 D．混合液中硫酸的物质的量的浓度为0.72 mol/L 【答案】A 【解析】A. 硝酸根浓度很低时被氧化生成的产物是铵根离子，因此无气体放出，镁、铝反应生成金属阳离子，则离子反应分别为4Mg+10H++NO3−＝4Mg2++NH4++3H2O、8Al+30H＋+3NO3−＝8Al3++3NH4++9H2O，A项正确；B. 由图示可以看出加入氢氧化钠溶液从15.0mL到16.5mL区间内发生的反应是氢氧根离子与铵根离子的反应，由氮原子守恒可知，铵根离子的物质的量即为原溶液中反应的硝酸根离子的物质的量，则原溶液中NO3−物质的量是(16.5－15)×10−3L×4mol/L=0.006mol，B项错误；C. 从图示提示中看出从氢氧化溶液体积16.5mL到18.5mL区间内发生的反应是氢氧化铝与氢氧化钠的反应，氢氧化铝与氢氧化钠等物质的量反应，由Al～Al3+～Al(OH)3～NaOH，则Al的物质的量为0.008mol，再由Mg2++2OH−=Mg(OH)2↓、Al3++3OH−=Al(OH)3↓，沉淀镁离子和铝离子共消耗氢氧化钠溶液体积(15.0－3.0)mL，由此可知：沉淀镁离子时消耗的氢氧根离子物质的量为(15.0－3.0)×10−3L×4.00mol/L－8×10−3mol×3=24×10−3mol，镁离子物质的量为1.2×10−2mol，参加反应的镁与铝的质量之比：8×10−3mol×27g/mol：1.2×10−2mol×24g/mol=3：4，C项错误；D. 由4Mg+10H++NO3−＝4Mg2++NH4++3H2O、8Al+30H＋+3NO3−＝8Al3++3NH4++9H2O可知，消耗氢离子为0.008mol×+1.2×10−2mol×=0.06mol，图中开始3.0mLNaOH溶液消耗氢离子的物质的量为3×10−3L×4mol/L=0.012mol，原溶液中硫酸的物质的量为=0.036mol，混合液中硫酸的物质的量的浓度为=0.36mol/L，D项错误；答案选A。 【题型9 考查镁铝相关实验】 【例9】下列除去杂质的方法不正确的是(　　) A．镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥 B．用过量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋ C．Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量CO2后过滤 D．MgO中混有少量Al2O3：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥得到MgO 【答案】B 【解析】Al(OH)3不溶于氨水，故向含少量Al3＋的Fe3＋溶液中加入过量氨水时，Fe3＋、Al3＋均转化为氢氧化物沉淀，达不到除杂的目的。 【变式9-1】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为冷却水进水口 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，冷凝管内冷却水的方向为下进上出，则a为冷却水进水口，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，空气中含有的氧气可将镁氧化为副产物MgO，会阻碍反应的进行，故D正确。 【变式9-2】AlCl3熔点为190 ℃，沸点为182.7 ℃，在177.8 ℃升华。某同学利用如下装置(部分夹持仪器已略)制备无水AlCl3，其中能达到相应实验目的的是(　　) 【答案】C 【解析】利用二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气需要加热，A项不能达到相应实验目的；碱石灰可与氯气反应，不能用碱石灰干燥氯气，B项不能达到相应实验目的；饱和食盐水不能吸收氯气尾气，应用氢氧化钠溶液吸收，D项不能达到相应实验目的。 【变式9-3】无水AlCl3常用于有机合成的催化剂。现以铝酸钙（主要成分为CaO·Al2O3，含少量SiO2等杂质）和稀盐酸为原料制备无水氯化铝的方案如下： 已知：AlCl3易升华，沸点为181 ℃；SOCl2熔点为－105 ℃、沸点为76 ℃，遇水剧烈水解生成两种酸性气体。相关物质的溶解度数据见下表： 物质 0 ℃ 80 ℃ AlCl3 31.03 g 33.23 g CaCl2 37.3 g 59.5 g 按要求回答下列问题： （1）步骤①中稀盐酸应适当过量的原因是__________________________________________。 （2）操作a是　　　　　　　　。 （3）操作b是　　　　　　　　。 （4）某兴趣小组设计如图所示的装置获取无水AlCl3。锥形瓶中得到的物质X的化学式为　　　　。碱石灰的作用是防止外界水蒸气进入和　　　　　　　　。 【解析】铝酸钙（主要成分为CaO·Al2O3，含少量SiO2等杂质）和稀盐酸反应，生成CaCl2、AlCl3，SiO2不发生反应，所以滤渣为SiO2，所得溶液1中的溶质主要为CaCl2、AlCl3；由于AlCl3的溶解度受温度影响不大，而CaCl2的溶解度随温度升高而增大，所以获得AlCl3·6H2O晶体时，需防止CaCl2结晶析出。（1）步骤①中，溶解铝酸钙时，稀盐酸应适当过量，使c（H＋）持续较大，有利于铝酸钙的溶解，同时还能防止氯化铝的水解。（2）操作a用于提取溶液中的氯化铝，同时需防止氯化钙的结晶析出，所以应是蒸发浓缩、趁热过滤。（3）操作b是去除AlCl3·6H2O晶体中的结晶水，同时还应防止Al3＋水解，所以操作b应为在干燥的HCl气流中加热脱水。（4）在锥形瓶中，SOCl2吸收AlCl3·6H2O晶体中的结晶水而得到AlCl3，由于水温低于AlCl3的沸点，所以无水AlCl3应存在于三颈烧瓶中，生成的HCl、SO2气体不易冷凝，由此得知，物质X的化学式为SOCl2。碱石灰呈碱性，既能吸水又能吸收酸性气体，所以其作用是防止外界水蒸气进入和除去SO2和HCl等有害气体。 【答案】（1）确保铝元素尽可能完全溶出，并抑制氯化铝水解　（2）蒸发浓缩、趁热过滤　（3）在干燥的HCl气流中加热脱水　（4）SOCl2　除去SO2和HCl等有害气体 【题型10 考查铝及其化合物的有关计算】 【例10】甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol/L盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得甲、乙两烧杯中产生的气体体积之比为1∶2，则加入铝粉的质量为(　　) A．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.6 g 【答案】A 【解析】根据铝粉与盐酸、氢氧化钠溶液反应的化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，可知若在含等物质的量的HCl和NaOH溶液中分别加入足量的铝粉，产生的H2的体积之比为1∶3。而题中产生的H2的体积之比为1∶2，说明铝粉的量相对盐酸是过量的，而相对NaOH是不足的，0.3 mol HCl完全反应，生成0.15 mol H2所以NaOH反应中生成H2为0.3 mol，则与NaOH溶液反应的铝粉应为5.4 g。 【变式10-1】等量的铝分别与100 mL 2 mol·L－1的盐酸与NaOH溶液反应产生氢气体积比为6∶7，则反应物的量的关系为(　　) A．均恰好反应 B．酸过量 C．碱过量 D．酸、碱均过量 【答案】C　 【解析】根据铝与盐酸反应的关系式：2Al～6HCl～3H2，铝与NaOH溶液反应的关系式：2Al～2NaOH～3H2，等量的铝分别与100 mL 2 mol·L－1的盐酸与NaOH溶液反应产生氢气体积比为6∶7，产生的氢气后者较多，说明加入到氢氧化钠溶液中的铝完全反应，而加入到盐酸溶液的铝未完全反应。 【变式10-2】根据如下图所示转化关系判断下列说法正确的是（反应条件已略去）（　　） A．生成等质量H2时，反应①和②消耗的n（HCl）＝n（NaOH） B．反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3 C．反应③和④消耗等量的Al时，生成的n（Cu）∶n（Fe）＝3∶2 D．反应⑤的离子方程式为Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓ 【答案】C 【解析】根据得失电子守恒，生成氢气的物质的量相等，消耗铝的物质的量相等，根据铝元素守恒，设1 mol铝分别与NaOH、HCl完全反应，需1 mol NaOH、3 mol HCl，所以生成等质量H2时，反应①和②消耗的n（HCl）＝3n（NaOH），A错误；铝与硫酸铜溶液反应，铝是还原剂，硫酸铜是氧化剂，根据得失电子守恒可知，硫酸铜与铝的物质的量之比为3∶2，B错误；反应③和④消耗等量的Al时，失电子的物质的量相等，设2 mol 铝参加反应，由得失电子守恒可知，生成铜的物质的量为3 mol，生成铁的物质的量为2 mol，所以生成的n（Cu）∶n（Fe）＝3∶2，C正确；一水合氨是弱电解质，书写离子方程式时要用化学式，正确的离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al（OH）3↓＋3NH4+，D错误。 【变式10-3】实验室为测定镁铝合金中镁、铝含量，设计如下流程： 下列说法错误的是（　　） A.所加盐酸体积不少于100 mL B.沉淀1的质量为（m＋4.25） g C.沉淀1与足量NaOH溶液反应的离子方程式为Al（OH）3＋OH－[Al（OH）4]－ D.镁铝合金中镁、铝质量之比为8∶9 【答案】B 【解析】镁铝合金与盐酸反应得到AlCl3、MgCl2和H2，向溶液中加入足量氨水并过滤，沉淀1为Mg（OH）2、Al（OH）3，滤液1为NH4Cl、NH3·H2O的混合溶液；向沉淀1中加入足量NaOH溶液并过滤，由于Al（OH）3会转化为[Al（OH）4]－，而Mg（OH）2与NaOH不反应，则沉淀2为Mg（OH）2，滤液2为Na[Al（OH）4]、NaOH的混合溶液；向滤液2中通入过量CO2，发生反应Na[Al（OH）4]＋CO2NaHCO3＋Al（OH）3↓，过滤、洗涤得到Al（OH）3沉淀，灼烧得到的固体为Al2O3。由题给流程图中数据知，溶解镁铝合金所需要的HCl的物质的量至少为n（HCl）＝2n（H2）＝2×＝0.5 mol，则所加盐酸体积不少于0.5 mol÷5 mol·L－1＝0.1 L＝100 mL，A正确。镁铝合金溶解时消耗的HCl的物质的量就是Mg2＋、Al3＋形成沉淀1消耗的OH－的物质的量，则n（OH－）＝n（HCl）＝0.5 mol，沉淀1为Mg（OH）2、Al（OH）3，则沉淀1的质量为Mg、Al的质量之和加上OH－的质量，即质量为m g＋0.5 mol×17 g·mol－1＝（m＋8.5） g，B错误。沉淀1与足量NaOH溶液反应的离子方程式为Al（OH）3＋OH－[Al（OH）4]－，C正确。由题意知，镁铝合金和氧化铝的质量都为m g，氧化铝中氧原子的质量与镁铝合金中镁的质量相同，则合金中镁、铝质量之比为48∶54＝8∶9，D正确。 【基础题】 1.（2024·贵州遵义·二模）一定符合以下转化过程的X是 X溶液WZX A．FeO B．SiO2 C．Al2O3 D．NH3 【答案】D 【解析】A．FeO与稀硝酸反应生成硝酸铁溶液，硝酸铁溶液与NaOH溶液反应生成氢氧化铁沉淀，氢氧化铁加热分解生成氧化铁，不能生成FeO，所以不符合转化关系，故A不选； B．SiO2与稀硝酸不反应，故B不选； C．Al2O3与稀硝酸反应生成硝酸铝溶液，硝酸铝溶液与少量NaOH溶液反应生成氢氧化铝沉淀，但过量NaOH溶液反应生成偏铝酸钠，氢氧化铝加热分解生成氧化铝，偏铝酸钠加热得不到氧化铝，所以不一定符合，故C不选； D．NH3与稀硝酸反应生成硝酸铵溶液，硝酸铵溶液与NaOH溶液反应生成一水合氨，一水合氨加热分解生成NH3，符合转化关系，故D选； 故答案为：D。 2.（2024·江苏苏州·期末）下列有关物质性质与用途具有对应关系的是 A．熔点很高，可用作耐高温材料 B．受热易分解，可用于制胃酸中和剂 C．溶液显酸性，可用于蚀刻印刷铜制电路板 D．溶液能与反应，可用作漂白剂 【答案】A 【解析】A．具有高熔点的物质可用作耐高温材料，熔点很高，可用作耐高温材料，A正确； B．能与酸反应生成铝盐和水，可用于制胃酸中和剂，但不能长期使用，与受热易分解无关，B错误； C．具有强氧化性，能与Cu反应，将Cu溶解，所以溶液可用于蚀刻印刷铜制电路板，与其水解显酸性无关，C错误； D．具有强氧化性，可用作漂白剂，与溶液能与反应关系不大，D错误； 故选A。 3.（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．与混合固体可用于疏通管道 B．常温下不能与发生反应 C．铝合金的硬度一定比纯铝小 D．可通过电解熔融制备金属铝 【答案】A 【解析】A．与反应生成氢气，，可用于疏通管道，A正确； B．Al常温下可与O2反应生成氧化铝，化学方程式为，B错误； C．铝合金的硬度比纯铝大，C错误； D．铝是活泼性较强的金属，工业上用电解熔融制备金属铝，D错误； 故选A。 4.（2024·广东广州·三模）下列陈述I和陈述II均正确并且有因果关系的是 选项 陈述I 陈述Ⅱ A SiO2是酸性氧化物 用氢氟酸刻蚀石英制品 B 植物油可使酸性高锰酸钾溶液褪色 植物油中含有碳碳双键，能发生加成反应 C 硬铝是合金材料 硬铝在空气中生成致密氧化膜 D 镁具有还原性 镁可以在CO2中燃烧 【答案】D 【解析】A．用氢氟酸刻蚀石英制品是因为氢氟酸与二氧化硅反应生成四氟化硅和水，与二氧化硅是酸性氧化物无关，故A错误； B．植物油可使酸性高锰酸钾溶液褪色是因为植物油中含有碳碳双键，能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应，故B错误； C．硬铝在空气中生成致密氧化膜与铝的性质有关，与硬铝是合金材料无关，故C错误； D．镁具有还原性，所以镁可以在具有弱氧化性的二氧化碳中燃烧，故D正确； 故选D。 5.（2024·黑龙江大庆·模拟预测）下列有关物质的工业制备过程，在给定条件下能实现的是 A．冶炼铝： B．工业制硝酸： C．海带提碘： D．工业制硫酸： 【答案】B 【解析】A．AlCl3是共价化合物，熔融时不导电，不能用电解无水AlCl3熔融液的方法冶炼Al，A不正确； B．工业制硝酸时，先将NH3催化氧化制得NO，再将NO用O2进一步氧化得NO2，NO2与一定量空气混合通入水中，便可制得HNO3，B正确； C．海带提碘时，先将海带灼烧成灰，灰分用水溶解，再通Cl2氧化，从而制得I2水，但乙醇与水互溶，不能作萃取剂，所以不能通过萃取提I2，C不正确； D．工业制硫酸时，以硫黄为原料，将硫黄燃烧，但只能生成SO2，不能生成SO3，D不正确； 6.（2024·湖南·二模）下列离子方程式或化学方程式正确的是 A．将通入足量的次氯酸钠溶液中，发生反应的离子方程式为 B．向溶液中加入过量的氨水： C．用铝热法还原金属： D．向饱和食盐水中先通入足量的，再通入足量的，发生的反应为 【答案】A 【解析】A．将通入足量的次氯酸钠溶液中发生氧化还原反应，离子方程式为，A正确； B．已知不溶于过量氨水中，故向溶液中加入过量氨水的离子方程式为，B错误； C．该反应的本质是金属性较强的铝置换出金属性较弱的铁：，C错误； D．向饱和食盐水中先通入足量的，再通入足量的，反应生成沉淀和：，D错误； 故答案选A。 7.（2024·重庆·模拟预测）常温时，下列各离子组在指定溶液中能大量共存的是 A．强碱溶液：K＋、Na＋、AlO、C2O B．含S2O的溶液：H＋、NH、ClO-、SO C． =Kw的溶液：Na＋、K＋、CO、S2- D．能与Al反应放出H2的溶液：Na＋、Cu2＋、NO、Cl- 【答案】A 【解析】A．偏铝酸根和草酸根水解显碱性，在碱性条件下能共存，A符合题意； B．酸性条件下，硫代硫酸根转化为S单质和二氧化硫气体，B不符合题意； C．该溶液中氢离子浓度远大于氢氧根浓度，是酸性溶液，碳酸根离子和硫离子均不共存，C不符合题意； D．该溶液可能是酸性溶液(不含硝酸根)，也可能是碱性溶液，在酸性条件下，硝酸根不能存在，在碱性条件下，铜离子会沉淀，D不符合题意； 故正确选项为A。 8.（2024·山东·二模）以电厂废料(Al2O3的质量分数为50%，其余为SiO2和CaO)为原料提取Al的工艺流程如下： 下列说法错误的是 A．“滤液Ⅱ”可以循环利用 B．“煅烧”中产生的两种气体为SO2和O2 C．“滤渣Ⅰ”的成分为SiO2和少量残余的Al2O3 D．10.0g废料得到5.0g干燥的“滤渣I”(Al2O3质量分数为5%)，Al2O3的浸取率为95% 【答案】C 【分析】废料加入硫酸，二氧化硅不反应，氧化钙和硫酸生成不溶的硫酸钙，故浸渣为二氧化硅、硫酸钙，浸出液加入硫酸钾，产生复盐明矾沉铝，干燥脱水，焙烧产生氧化铝、硫酸钾和2种气体，水浸除去硫酸钾，得到氧化铝，电解得到铝。 【解析】A．“水浸”后得到的“滤液Ⅱ”成分为K2SO4，可在沉铝工序循环使用A正确； B．“煅烧”中产生二氧化硫，硫元素化合价降低，则根据电子守恒可知，氧元素化合价升高得到氧气，那么两种气体为SO2和O2，B正确； C．由分析可知，“浸渣Ⅰ”的主要成分除残余Al2O3外，还有二氧化硅、硫酸钙，C错误； D．10.0g废料得到5.0g干燥的“滤渣I”(Al2O3质量分数为5%)，Al2O3的浸取率为95%，D正确； 故选C。 9.（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 【分析】该实验主要是N2与Mg在加热时反应生成Mg3N2。A中长颈漏斗中是浓氨水，加入烧瓶中遇生石灰释放NH3，B中碱石灰吸收NH3中的水。在C装置中NH3与CuO在加热情况下反应生成N2，D中浓硫酸吸收N2中的水和NH3后，N2进入E中与Mg反应。F装置可以防止空气中的CO2、H2O等进入装置中与Mg及Mg3N2反应。 【解析】A．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； B．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； C．装置D中浓硫酸吸收的是N2中的水蒸气和氨气，因此不只是干燥氮气的作用，C错误； D．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； 故选：C。 10.（2024·江苏南通·模拟预测）用镁还原可制取高熔点的金属钛，工艺流程如图。下列说法不正确的是    A．工业上电解熔融可制备金属Mg B．“高温还原”时，发生反应的化学方程式为 C．用金属镁还原过程中需通入或Ar作保护气 D．“真空蒸馏”的目的是使Mg、气化，实现与Ti的分离 【答案】C 【分析】工业生产一般采用电解熔融的方法制镁，所得Mg通过“高温还原” 、发生反应制取金属钛，再经过真空蒸馏提纯钛等步骤得到钛产品。 【解析】A．由于MgO的熔点高，电解MgO制备金属Mg能耗大，工业生产一般采用电解熔融的方法，A项正确； B．还原时，发生反应的化学方程式为，B项正确； C．点燃下金属镁和能反应，则用金属镁还原过程中不能用作保护气，可通入Ar作保护气， C项错误； D．真空蒸馏时，需要将金属Mg、分离除去，由于金属钛的熔点很高，因此真空蒸馏的目的是为了降低单质Mg和的沸点，使Mg、气化，实现与Ti的分离，D项正确； 答案选C。 【提升题】 11．已知MgCl2·6H2O在空气中加热时，失去部分结晶水，同时生成Mg（OH）Cl或MgO。实验室用MgCl2·6H2O制取无水MgCl2的部分装置（铁架台、酒精灯已略）如下： 下列有关说法错误的是（　　） A．循环物质甲为盐酸 B．装置b填充的可能是P2O5或CaCl2 C．装置a的分液漏斗中装有的试剂为浓硫酸，其作用为催化剂 D．装置d为干燥装置 【答案】C 【解析】实验室以MgCl2·6H2O制取无水MgCl2，应该是在HCl气氛中加热MgCl2·6H2O，所以装置a中物质甲为盐酸，盐酸受热挥发出HCl，通过酸性干燥剂或中性干燥剂干燥，然后进入装置c；加热装置c，在HCl气氛中MgCl2·6H2O分解生成无水MgCl2；装置d为干燥装置，用于吸收MgCl2·6H2O分解生成的水蒸气，同时防止循环物质盐酸中的水蒸气进入装置c。 12.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＋2H＋===Mn2＋＋H2O，ClO－＋Mn2＋＋H2O===Cl－＋MnO2↓＋2H＋。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】以水泥厂的废料（主要成分为MgO，含少量MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质）为原料制取MgSO4·7H2O，废料中加入过量稀硫酸，MgO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3都与硫酸反应，转化为对应的硫酸盐，SiO2不与硫酸反应，向反应后的溶液中加入次氯酸钠将亚铁离子氧化为铁离子，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，除去铁离子、铝离子，过滤，将滤液进行一系列操作得到MgSO4·7H2O。A.浓硫酸中主要为H2SO4分子，H＋浓度较小，不能提高酸浸速率，故A错误；B.试剂X为氧化镁或碳酸镁，不能为 MgSO4，故B错误；C.滤渣为 Al（OH）3、Fe（OH）3、SiO2、MnO2，故C错误；D.操作a是从溶液中经过一系列过程得到MgSO4·7H2O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后滤液可以循环利用，故D正确。 13.（2024·广东·二模）粉末X中可能含有Cu、FeO、Fe2O3、NaHCO3、Na2CO3、Na2S2O3、Na[Al(OH)4]中的若干种。某化学兴趣小组为确定该粉末的成分，现取X进行连续实验，实验过程及现象如下： 已知：HCO+AlO+H2O=Al(OH)3↓+CO。 下列说法正确的是 A．气体乙和气体丙都为纯净物 B．固体粉末X中一定含有FeO、Na2S2O3、Na[Al(OH)4]，可能含有NaHCO3、Na2CO3 C．溶液丁中的阳离子一定只含H+、Fe2+ D．溶液甲中一定含有[Al(OH)4]-，可能含有CO 【答案】D 【分析】固体X加水后，得到固体甲和溶液甲，固体甲中加入足量稀盐酸得到溶液丁，无固体剩余，由于 Cu不溶于稀盐酸，则有两种情况：①固体X中不含Cu ；②固体X中Fe2O3含量较多，溶于盐酸后生成Fe3+再与Cu 反应将其溶解。溶液丁加入酸性KMnO4溶液后，紫红色褪去，则溶液中一定含有Fe2+，可能含有Fe3+，故固体X中一定含有FeO，可能含有Fe2O3和Cu。溶液乙中含有过量的盐酸，加入过量(NH4)2CO3后会生成沉淀和气体，酸性条件下气体不可能是NH3，故气体丙是CO2，根据沉淀丙，推测是CO与H+结合生成HCO， Al3+与HCO发生双水解，故溶液甲中含有[Al(OH)4]-，固体X中含有NaAlO2；由于[Al(OH)4]-和HCO在水溶液中就会发生反应，故固体X不含NaHCO3。溶液甲加入足量稀盐酸后，会生成沉淀和可使澄清石灰水气体变浑浊的气体（CO2或SO2），由于[Al(OH)4]-与足量稀盐酸反应无沉淀生成，则溶液中必定含有S2O，可能含有CO，故固体X一定含有Na2S2O3，可能含有Na2CO3。 【解析】A．气体乙可能是SO2气体，也可能CO2、SO2的混合气体，气体丙是CO2气体，故A项错误； B．由以上分析知固体粉末X中一定含有FeO、Na2S2O3、NaAlO2 ，可能含有 Na2CO3、Fe2O3，故B项错误； C．溶液丁中的阳离子一定含H+、Fe2+，可能含有Fe3+，故C项错误； D．由以上分析可知溶液甲中一定含有[Al(OH)4]-，可能含有CO，故D项正确； 故选D。 14.（2024·山东青岛·二模）实验室为测定镁铝合金中镁、铝含量，设计如下流程： 下列说法错误的是 A．所加盐酸体积不少于100mL B．沉淀1的质量为g C．沉淀1加足量NaOH溶液反应的离子方程式为Al(OH)3+OH—=[Al(OH)4]— D．镁铝合金中镁、铝质量之比为 【答案】B 【分析】由题给流程可知，镁铝合金与足量稀盐酸反应得到含有氯化铝、氯化镁的溶液和标准状况下5.6L氢气；向溶液中加入足量氨水，将溶液中镁离子、铝离子转化为氢氧化镁、氢氧化铝沉淀，过滤得到含有氢氧化镁和氢氧化铝的沉淀1；向沉淀1中加入足量氢氧化钠溶液，将氢氧化铝溶解转化为四羟基合铝酸根离子，氢氧化镁不反应，过滤得到氢氧化镁沉淀2和四羟基合铝酸钠溶液；向溶液中通入过量二氧化碳，将四羟基合铝酸钠完全转化为氢氧化铝沉淀，过滤、洗涤、灼烧得到氧化铝；由镁铝合金和氧化铝的质量都为mg可知，氧化铝中氧原子的质量与镁铝合金中镁的质量相同，则合金中镁、铝质量之比为48:54=8：9，物质的量比为：=1：1，设合金中镁、铝的物质的量为amol，由反应生成标准状况下5.6L氢气可得：mol+amol=，解得a=0.1。 【解析】A．由分析可知，镁铝合金中镁、铝的物质的量都为0.1mol，则溶解合金加入5mol/L盐酸的体积不少于×103mL/L=100mL，故A正确； B．由分析可知，镁铝合金中镁、铝的物质的量都为0.1mol，则氢氧化镁、氢氧化铝沉淀的质量之和为mg+0.5mol×17g/mol=(m+8.5)g，故B错误； C．由分析可知，沉淀1加足量氢氧化钠溶液发生的反应为氢氧化铝与足量氢氧化钠溶液反应生成为四羟基合铝酸钠，反应的离子方程式为Al(OH)3+OH—=[Al(OH)4]—，故C正确； D．由分析可知，合金中镁、铝质量之比为48:54=8：9，故D正确； 故选B。 15.（2024·福建福州·一模）某无色溶液中可能含有Mg2＋、NH、K＋、Al3＋、SO、CO、Cl－等离子。现进行如下实验：①取10 mL该溶液于试管中，滴加Ba(NO3)2溶液，加稀硝酸酸化后过滤得到6.99 g白色沉淀；②另取10 mL该溶液于试管中，滴加NaOH溶液产生白色沉淀，当沉淀增加到一定量后开始产生气体(必要时可加热)，最后沉淀完全溶解，并且随NaOH溶液的加入，沉淀和气体物质的量变化如图所示。下列说法不符合事实的是 A．根据图中数据计算实验中使用的NaOH溶液的浓度为1 mol·L－1 B．根据信息分析该溶液中焰色反应呈紫色的离子的物质的量浓度为1 mol·L－1 C．该溶液中NH、Al3＋、SO三种离子的物质的量之比为2∶1∶3 D．另取一定量该溶液滴加一定量Ba(OH)2溶液，不可能使Al3＋和SO同时完全沉淀 【答案】B 【分析】根据实验①可知原溶液中含，生成的物质的量为==0.03mol，浓度为==3mol/L；实验②中加入NaOH加热可产生气体，则原溶液中含有，发生反应为，从图中可以看出生成氨气的物质的量为0.02mol，即的物质的量为0.02mol，其浓度为==2mol/L；向溶液中滴加NaOH刚开始生成沉淀，当NaOH过量后沉淀完全溶解，说明原溶液中存在，不存在，发生反应为、，图中沉淀的物质的量为0.01mol，则的物质的量为0.01mol，其浓度为==1mol/L，根据电荷守恒，可得，溶液还存在一种阳离子。 【解析】A．图中铵根与NaOH反应生成氨气的数据可得，生成0.02mol氨气时消耗0.02mol的NaOH，体积为20mL，浓度为=mol/L，故A正确； B．由电荷守恒可知，原溶液中还存在一种阳离子，即，但是原溶液中不确定是否存在氯离子，所以不能得到的具体浓度，故B错误； C．根据计算，、、的浓度之比为2:1:3，故C正确； D．加入一定量氢氧化钡，若使得、刚好同时沉淀，则与的浓度之比为2:3，但原溶液中其比值为1:3，故D正确； 故选B。 16.以水氯镁石(主要成分是MgCl2·6H2O)生产碱式碳酸镁[Mga(CO3)b(OH)c·nH2O]的主要流程如图： (1)溶解时将水氯镁石粉碎的目的是_________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (2)预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成，该过程中发生反应的离子方程式为________________ _______________________________________________________________________________。 (3)沉淀镁时反应的温度不宜过高，原因是____________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (4)将上述流程中的滤液浓缩结晶，所得的主要固体物质的化学式为_____________________。 (5)上述流程中检验“过滤”后碱式碳酸镁洗涤是否干净的操作为_______________________ ______________________________________________________________________________。 【答案】(1)提高溶解速率　(2)Mg2＋＋2NH3·H2O===Mg(OH)2↓＋2NH　 (3)碳酸氢铵不稳定，加热易分解且氨易挥发　(4)NH4Cl (5)取最后一次洗涤液少许于一洁净的试管中，滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，若产生白色沉淀，说明碱式碳酸镁未洗干净，反之则洗净 【解析】(1)提高溶解速率可将矿石粉碎、充分搅拌或适当升温。(2)预氨化过程中氯化镁与氨水反应生成氢氧化镁沉淀和氯化铵，则该过程中发生反应的离子方程式为Mg2＋＋2NH3·H2O===Mg(OH)2↓＋2NH。(4)流程中过滤所得滤液的主要成分为NH4Cl，因此将上述流程中的滤液浓缩结晶，所得的主要固体物质的化学式为NH4Cl。(5)检验“过滤”后碱式碳酸镁洗涤是否干净，主要是检验最后一次洗涤液里是否含有氯离子，即取最后一次洗涤液少许于一洁净的试管中，滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，若产生白色沉淀，说明碱式碳酸镁未洗干净，反之则洗净。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题08 镁铝及其化合物【十大题型】 【新高考通用】 【知识点1 镁及其化合物】 3 【知识点2 铝及其化合物】 4 【知识点3 铝及其化合物的转化】 6 【知识点4 铝及其化合物的图像】 7 【题型1 考查镁及其化合物的性质与用途】 10 【题型2 考查与镁及其化合物有关的工艺流程】 11 【题型3 考查铝及其化合物的性质与用途】 13 【题型4 考查与铝及其化合物有关的工艺流程】 14 【题型5 考查铝热反应】 17 【题型6 考查铝及其化合物的转化关系】 18 【题型7 考查离子方程式与离子共存】 20 【题型8 考查氢氧化铝的有关图像】 22 【题型9 考查镁铝相关实验】 24 【题型10 考查铝及其化合物的有关计算】 27 【过关测试】 29 考点要求 真题统计 考情分析 1．能列举、描述、辨识镁、铝及其化合物重要的物理和化学性质及实验现象。 2．能根据镁、铝及其化合物的性质分析实验室、生产、生活及环境中的某些常见问题，说明妥善保存、合理使用化学品的常见方法。 3．能说明镁、铝及其化合物的应用对社会发展的价值、对环境的影响。 4．了解铝土矿制备铝、海水制镁的原理。 2024·江苏卷第6题，3分 2024·广东卷第8题，3分 2024·全国甲卷第3题，6分 2024·浙江卷第10题，2分 2023天津卷第7题，3分 2023浙江1月卷第12题，2分 2023浙江卷6月卷第4题，2分 2023湖南卷第7题，3分 2023辽宁卷第16题，3分 2022湖南卷第6题，3分 2022海南卷第6题，2分 2022河北卷第4题，3分 2022湖北卷第1题，3分 从近几年高考试题来看，铝、镁及其化合物的性质与应用仍是高考的命题点。侧重考查镁铝及其化合物的性质在日常生活、生产中的应用，以“铝三角”转化关系为载体，考查物质推断图像分析和工艺流程。预测2025年高考可能会考查离子共存、离子方程式正误判断或工艺流程题中考查金镁铝及其化合物的性质与应用，题目难度偏大。 【思维导图】 【知识点1 镁及其化合物】 1.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。 2.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↑。 3.海水提镁 （流程图） 主要化学反应为： (1)制石灰乳：CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca(OH)2。 (2)沉淀Mg2＋：Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2＋Ca2＋。 (3)制备MgCl2：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O、MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O。 (4)电解MgCl2：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。 4.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；氢氧化镁用做阻燃剂； ④冶金工业上镁单质用作还原剂和脱氧剂。 5．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。 热稳定性较差，受热易分解：Mg(OH)2MgO＋H2O。 【易错警示】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。 （3）氮化镁：离子化合物。在水中剧烈水解，其反应的化学方程式为Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑，与酸反应生成两种盐：Mg3N2＋8HCl===3MgCl2＋2NH4Cl。 【知识点2 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.铝的性质 （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）铝的化学性质 有关反应的化学方程式或离子方程式： ① ②2Al＋3Cl22AlCl3； ③ ④2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑； ⑤2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3(铝热反应)。 3．铝热反应 实验装置 实验现象 ①镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中 实验结论 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热：Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 原理应用 ①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等， 3MnO2＋4Al3Mn＋2Al2O3； ②金属焊接，如野外焊接钢轨等 4.氧化铝 5.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的三种制备方法 方法一：可溶性铝盐溶液与过量氨水反应 反应原理：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH 方法二：向可溶性偏铝酸盐溶液中通入过量CO2 反应原理：[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO 方法三：相互促进水解法 可溶性铝盐与强碱反应的计算规律 (1)求产物Al(OH)3的量 ①当n(OH－)≤3n(Al3＋)时，n[Al(OH)3]＝n(OH－)； ②当3n(Al3＋)＜n(OH－)＜4n(Al3＋)时，n[Al(OH)3]＝4n(Al3＋)－n(OH－)； ③当n(OH－)≥4n(Al3＋)时，n[Al(OH)3]＝0，无沉淀。 (2)求反应物碱的量 ①若碱不足(Al3＋未完全沉淀)：n(OH－)＝3n[Al(OH)3]； ②若碱使生成的Al(OH)3部分溶解：n(OH－)＝4n(Al3＋)－n[Al(OH)3]。 6．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)2===K＋＋Al3＋＋2SO，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。 【知识点3 铝及其化合物的转化】 1．铝三角的转化 （1）①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH②Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ （2）Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O （3）Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－ （4）[Al(OH)4]－＋4H＋===Al3＋＋4H2O （5）①[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO ②[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O （6）Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－ 2.铝三角的应用 （1）选择制备Al(OH)3的最佳途径 ①由Al3＋制备Al(OH)3，宜用Al3＋与氨水反应： Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH ②由NaAlO2制备Al(OH)3宜用CO2与AlO反应： 2H2O＋AlO＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO ③从节约原料角度，由Al制备Al(OH)3，宜用Al制备Al3＋，Al制备AlO，然后将二者混合： Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓ （2）有关离子共存问题 ①与Al3＋不能大量共存的(阴)离子有：OH－、AlO、HS－、SiO、CO、HCO、SO等。 ②与AlO不能大量共存的(阳)离子有：H＋、Al3＋、NH、Fe2＋、Fe3＋等。 ③AlO与HCO因发生(相对)强酸制弱酸的反应而不能共存。 （3）分析离子反应顺序 ①向含有Al3＋、NH、H＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，反应顺序是：Ⅰ.H＋＋OH－===H2O；Ⅱ.Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓(若先与NH反应，则生成的NH3·H2O又使Al3＋沉淀且生成NH)；Ⅲ.NH＋OH－===NH3·H2O[若先溶解Al(OH)3，则产生的AlO又与NH反应生成沉淀]；Ⅳ.Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。 ②向含有AlO、CO、OH－的混合溶液中逐滴加入盐酸，反应顺序是：Ⅰ.OH－＋H＋===H2O；Ⅱ.AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓(AlO比CO先反应)；Ⅲ.CO＋H＋===HCO；Ⅳ.HCO＋H＋===CO2↑＋H2O[HCO比Al(OH)3先反应]；Ⅴ.Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。 【知识点4 铝及其化合物的图像】 1.铝与酸或碱反应生成氢气的量的关系 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[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。 2．生成氢氧化铝沉淀的定量规律 (1)强碱与Al3＋反应生成Al(OH)3沉淀的定量规律 (2)强酸与AlO反应生成Al(OH)3沉淀的定量规律 (3)Al3＋与AlO两种盐溶液反应生成Al(OH)3沉淀的定量规律：Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓ 3．与氢氧化铝沉淀生成有关的图像分析 （1）可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像(从上述转化关系中选择符合图像变化的离子方程式，下同) 操作 可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量 NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量 现象 立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失 无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失 图像 离子方程式 AB：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ BD：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－ AB：Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－ BC：Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓ （2）偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像 操作 偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量 稀盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量 现象 立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失 无沉淀→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失 图像 离子 方程式 AB：[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O BC：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O AB：[Al(OH)4]－＋4H＋===Al3＋＋4H2O BC：Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓ （3）突破Al(OH)3沉淀图像 ①明晰横、纵坐标含义，然后通过曲线变化特点分析反应原理。 ②掌握Al3＋、Al(OH)3、AlO三者之间的转化比例： ③明晰Al3＋溶液中加碱(OH－)的几种常见变形图像，如： 图A中，n(H＋)∶n(Al3＋)＝2∶1。 图B中，若已知原溶液中含有Mg2＋。则可推出： n(Mg2＋)∶n(Al3＋)＝1∶1。 图C中，若已知原溶液中含有H＋和Mg2＋，则可推导出：n(H＋)∶n(Al3＋)∶n(Mg2＋)＝2∶1∶1。 【题型1 考查镁及其化合物的性质与用途】 【例1】下列说法不正确的是(　　) A．通过电解熔融MgCl2可以制得金属镁 B．镁条在空气中燃烧所得的固体物质是混合物 C．氧化镁是优质的耐火材料 D．金属镁质地柔软，不适宜制作高强度的合金材料 【变式1-1】下列关于镁及其化合物的说法正确的是（　　） 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方程式，但不是氧化还原反应 D．Mg在N2中燃烧时，N2既是氧化剂又是还原剂 【变式1-2】下列关于镁的性质，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．镁可以与沸水反应生成氢气 D．镁可以与盐酸剧烈反应生成氢气 【变式1-3】实验室以空气和镁为原料制备Mg3N2的装置如下（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，则对产品纯度无影响 C．实验时应先加热装置C，通入一段时间空气后再加热装置D D．装置E中碱石灰的作用是吸收尾气 【题型2 考查与镁及其化合物有关的工艺流程】 【例2】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Ksp的不同 【变式2-1】以混有SiO2的MgCO3为原料制备氧化镁的实验流程如图： 下列说法错误的是(　　) A．酸浸的离子方程式为CO＋2H＋===CO2↑＋H2O B．浸出渣的成分是SiO2 C．母液的主要溶质是NH4Cl D．固体X是Mg(OH)2 【变式2-2】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（　　） 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＋Cl2MgCl2＋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 【变式2-3】菱镁矿（主要成分为 MgCO3，还含有少量 SiO2、Al2O3）制备MgO的流程如下。下列说法正确的是（　　） A．步骤（Ⅰ）得到滤渣的主要成分为 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 【题型3 考查铝及其化合物的性质与用途】 【例3】下列关于铝及其化合物的说法，不正确的是(　　) A．明矾可用作净水剂和消毒剂 B．利用铝热反应可冶炼高熔点金属 C．铝可用作包装材料和建筑材料 D．氢氧化铝可用作治疗胃酸过多的药物 【变式3-1】下列物质的性质和用途具有对应关系的是（　　） A．Al2O3熔点高，可用于电解制铝 B．Al（OH）3不稳定，可用于治疗胃酸过多症 C．明矾水解生成胶体，可用作絮凝剂 D．铝具有导热性，可用于制备铝热剂 【变式3-2】化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是（　　） A．铝比铁活泼，但铝制品比铁制品在空气中耐腐蚀 B．铝热反应不仅用于焊接钢轨，还常用于冶炼熔点较高的金属 C．电解AlCl3饱和溶液可制得金属铝 D．Al2O3的熔点很高，可用于制作耐高温材料 【题型4 考查与铝及其化合物有关的工艺流程】 【例4】铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下： 下列说法错误的是(　　) A．不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料 B．采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率 C．合成槽中产物主要有Na3AlF6和CO2 D．滤液可回收进入吸收塔循环利用 【变式4-1】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(　　) 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↓＋HCO D.电解熔融Al2O3阳极的电极反应式：Al3＋＋3e－===Al 【变式4-2】以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2、少量FeS2)为原料，生产Fe3O4的部分工艺流程如下： 下列说法错误的是(　　) A．用NaOH溶液吸收焙烧过程产生的SO2有利于保护环境和资源再利用 B．从高硫铝土矿中可制得Al、Fe的化合物 C．向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，铝元素存在的形式由[Al(OH)4]－转化为Al3＋ D．FeS2与Fe2O3混合后在无氧条件下焙烧的目的是生成Fe3O4和SO2 【变式4-3】铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝。下列说法不正确的是（　　） A．①②中除加试剂外，还需要进行过滤操作 B．a、b中铝元素的化合价相同 C．③中需要通入过量的CO2 D．④进行的操作是过滤、加热，而且d一定是氢氧化铝 【题型5 考查铝热反应】 【例5】铝热反应的实验装置如图所示，下列有关说法错误的是(　　) A．X物质为KClO3 B．镁条燃烧提供引发反应所需的热量 C．若转移0.3 mol电子，被还原的Fe2O3为16 g D．可利用铝热反应冶炼铁 【变式5-1】利用如图装置做铝热反应实验，下列说法不正确的是(　　) A．该反应的化学方程式是2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 B．该反应会产生高温，发出强光 C．根据铝热反应的原理，可以冶炼某些金属 D．若反应中转移3 mol电子，消耗氧化剂的物质的量是1 mol 【变式5-2】工业上可用铝热反应冶炼锰、钒等金属，其原因与下列无关的是 A．铝还原性较强 B．铝能形成多种合金 C．锰、钒熔点高 D．反应放出大量热 【变式5-3】铝热反应常用于冶炼高熔点金属，某小组探究Al粉与Fe3O4发生反应所得黑色固体的成分，实验流程及现象如下： 下列说法不正确的是（　　） A．反应①产生的气体是H2 B．反应②的离子方程式为Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al（OH）4]－ C．反应③生成的白色沉淀是Al（OH）3 D．黑色固体中一定不含Al和Fe3O4 【题型6 考查铝及其化合物的转化关系】 【例6】“价类”二维图体现了元素的分类观、转化观，下图是及其部分化合物的“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．物质的类别处“”代表偏铝酸盐 D．反应④⑤均可以通过加入盐酸实现转化 【变式6-1】]铝元素之间的相互转化如图所示，下列叙述正确的是（　） A.实现①的转化，可通入过量CO2 B.实现②的转化，可加入过量NaOH溶液 C.实现③的转化，可加入过量NaOH溶液 D.实现④的转化，可通入过量NH3 【变式6-2】下列各组物质中，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 MgCl2 Mg（OH）2 MgO C Na2CO3 NaCl NaOH D Al Al（OH）3 Al2O3 【题型7 考查离子方程式与离子共存】 【例7】下列关于铝及其化合物反应的离子方程式书写正确的是(　　) A．铝与NaOH溶液反应：Al＋4OH－＋H2O===[Al(OH)4]－＋H2↑ B．Al2O3与NaOH溶液反应：Al2O3＋OH－＋H2O===[Al(OH)4]－ C．明矾净水原理：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋ D．Al2(SO4)3与过量氨水反应：Al3＋＋4NH3·H2O===[Al(OH)4]－＋4NH 【变式7-1】下列关于铝及其化合物反应的离子方程式书写正确的是（　　） A.铝与NaOH溶液反应：Al＋6OH－===[Al（OH）4]－＋H2↑＋H2O B．Al2O3与NaOH溶液反应：Al2O3＋OH－＋H2O===[Al（OH）4]－ C．明矾净水原理：Al3＋＋3H2O⇌Al（OH）3（胶体）＋3H＋ D．Al2（SO4）3与过量氨水反应：Al3＋＋4NH3·H2O===[Al（OH）4]－＋4NH4+ 【变式7-2】常温下，下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是 A．使酚酞变红色的溶液：K+、Fe3+、、Cl- B．水电离的c(H+)=1×10-13mol/L的溶液中：K+、Na+、、 C．与Al反应能放出H2的溶液中：Fe2+、Na+、、 D．=1×10-13mol/L的溶液中：、Cu2+、Cl-、 【变式7-3】室温下，下列溶液中一定能大量共存的离子组是 A．强碱性溶液：、、、 B．加入铝粉有氢气产生的溶液：、、、 C．中性溶液：、、、 D．强酸性溶液：、、、 【题型8 考查氢氧化铝的有关图像】 【例8】向20 mL AlCl3溶液中滴入 2 mol·L－1 NaOH 溶液时，得到Al(OH)3沉淀质量与所滴加NaOH 溶液体积(mL)关系如图所示： (1)图中A点表示的意义是____________________________________________________。 (2)图中B点表示的意义是___________________________________________________。 (3)上述两步用总的离子方程式可表示为___________________________________________。 (4)假若溶液中有Al(OH)3沉淀0.39 g，则此时用去NaOH溶液的体积为________。 【变式8-1】把一小块镁铝合金溶于100mL盐酸中，然后向其中滴入1mol∙L-1NaOH溶液，生成沉淀的质量和加入NaOH溶液的体积如图所示，下列说法正确的是 A．镁铝合金溶于盐酸时一共产生448mLH2 B．盐酸的浓度为0.6mol∙L-1 C．反应至B点时，所得沉淀的质量为1.07g D．合金中镁和铝的物质的量之比为1:1 【变式8-2】酸与金属反应时，浓度越稀还原产物价态越低。现用一定量的铝粉与镁粉组成的混合物与100mL硝酸钾溶液与硫酸组成的混合溶液充分反应，反应过程中无任何气体放出，向反应后的溶液中逐滴加入4.00mol/L的NaOH溶液，加入的溶液体积与产生的沉淀质量的关系如图所示： 下列结论正确的是 A．铝与混合溶液反应的离子方程式为8Al+30H＋+3NO3−＝8Al3++3NH4++9H2O B．参加反应硝酸根离子物质的量为0.06 mol C．参加反应的铝与镁的质量之比为4:3 D．混合液中硫酸的物质的量的浓度为0.72 mol/L 【题型9 考查镁铝相关实验】 【例9】下列除去杂质的方法不正确的是(　　) A．镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥 B．用过量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋ C．Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量CO2后过滤 D．MgO中混有少量Al2O3：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥得到MgO 【变式9-1】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为冷却水进水口 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 【变式9-2】AlCl3熔点为190 ℃，沸点为182.7 ℃，在177.8 ℃升华。某同学利用如下装置(部分夹持仪器已略)制备无水AlCl3，其中能达到相应实验目的的是(　　) 【变式9-3】无水AlCl3常用于有机合成的催化剂。现以铝酸钙（主要成分为CaO·Al2O3，含少量SiO2等杂质）和稀盐酸为原料制备无水氯化铝的方案如下： 已知：AlCl3易升华，沸点为181 ℃；SOCl2熔点为－105 ℃、沸点为76 ℃，遇水剧烈水解生成两种酸性气体。相关物质的溶解度数据见下表： 物质 0 ℃ 80 ℃ AlCl3 31.03 g 33.23 g CaCl2 37.3 g 59.5 g 按要求回答下列问题： （1）步骤①中稀盐酸应适当过量的原因是__________________________________________。 （2）操作a是　　　　　　　　。 （3）操作b是　　　　　　　　。 （4）某兴趣小组设计如图所示的装置获取无水AlCl3。锥形瓶中得到的物质X的化学式为　　　　。碱石灰的作用是防止外界水蒸气进入和　　　　　　　　。 【题型10 考查铝及其化合物的有关计算】 【例10】甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol/L盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得甲、乙两烧杯中产生的气体体积之比为1∶2，则加入铝粉的质量为(　　) A．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.6 g 【变式10-1】等量的铝分别与100 mL 2 mol·L－1的盐酸与NaOH溶液反应产生氢气体积比为6∶7，则反应物的量的关系为(　　) A．均恰好反应 B．酸过量 C．碱过量 D．酸、碱均过量 【变式10-2】根据如下图所示转化关系判断下列说法正确的是（反应条件已略去）（　　） A．生成等质量H2时，反应①和②消耗的n（HCl）＝n（NaOH） B．反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3 C．反应③和④消耗等量的Al时，生成的n（Cu）∶n（Fe）＝3∶2 D．反应⑤的离子方程式为Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓ 【变式10-3】实验室为测定镁铝合金中镁、铝含量，设计如下流程： 下列说法错误的是（　） A.所加盐酸体积不少于100 mL B.沉淀1的质量为（m＋4.25） g C.沉淀1与足量NaOH溶液反应的离子方程式为Al（OH）3＋OH－[Al（OH）4]－ D.镁铝合金中镁、铝质量之比为8∶9 【基础题】 1.（2024·贵州遵义·二模）一定符合以下转化过程的X是 X溶液WZX A．FeO B．SiO2 C．Al2O3 D．NH3 2.（2024·江苏苏州·期末）下列有关物质性质与用途具有对应关系的是 A．熔点很高，可用作耐高温材料 B．受热易分解，可用于制胃酸中和剂 C．溶液显酸性，可用于蚀刻印刷铜制电路板 D．溶液能与反应，可用作漂白剂 3.（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．与混合固体可用于疏通管道 B．常温下不能与发生反应 C．铝合金的硬度一定比纯铝小 D．可通过电解熔融制备金属铝 4.（2024·广东广州·三模）下列陈述I和陈述II均正确并且有因果关系的是 选项 陈述I 陈述Ⅱ A SiO2是酸性氧化物 用氢氟酸刻蚀石英制品 B 植物油可使酸性高锰酸钾溶液褪色 植物油中含有碳碳双键，能发生加成反应 C 硬铝是合金材料 硬铝在空气中生成致密氧化膜 D 镁具有还原性 镁可以在CO2中燃烧 5.（2024·黑龙江大庆·模拟预测）下列有关物质的工业制备过程，在给定条件下能实现的是 A．冶炼铝： B．工业制硝酸： C．海带提碘： D．工业制硫酸： 6.（2024·湖南·二模）下列离子方程式或化学方程式正确的是 A．将通入足量的次氯酸钠溶液中，发生反应的离子方程式为 B．向溶液中加入过量的氨水： C．用铝热法还原金属： D．向饱和食盐水中先通入足量的，再通入足量的，发生的反应为 7.（2024·重庆·模拟预测）常温时，下列各离子组在指定溶液中能大量共存的是 A．强碱溶液：K＋、Na＋、AlO、C2O B．含S2O的溶液：H＋、NH、ClO-、SO C． =Kw的溶液：Na＋、K＋、CO、S2- D．能与Al反应放出H2的溶液：Na＋、Cu2＋、NO、Cl- 8.（2024·山东·二模）以电厂废料(Al2O3的质量分数为50%，其余为SiO2和CaO)为原料提取Al的工艺流程如下： 下列说法错误的是 A．“滤液Ⅱ”可以循环利用 B．“煅烧”中产生的两种气体为SO2和O2 C．“滤渣Ⅰ”的成分为SiO2和少量残余的Al2O3 D．10.0g废料得到5.0g干燥的“滤渣I”(Al2O3质量分数为5%)，Al2O3的浸取率为95% 9.（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 10.（2024·江苏南通·模拟预测）用镁还原可制取高熔点的金属钛，工艺流程如图。下列说法不正确的是    A．工业上电解熔融可制备金属Mg B．“高温还原”时，发生反应的化学方程式为 C．用金属镁还原过程中需通入或Ar作保护气 D．“真空蒸馏”的目的是使Mg、气化，实现与Ti的分离 【提升题】 11．已知MgCl2·6H2O在空气中加热时，失去部分结晶水，同时生成Mg（OH）Cl或MgO。实验室用MgCl2·6H2O制取无水MgCl2的部分装置（铁架台、酒精灯已略）如下： 下列有关说法错误的是（　　） A．循环物质甲为盐酸 B．装置b填充的可能是P2O5或CaCl2 C．装置a的分液漏斗中装有的试剂为浓硫酸，其作用为催化剂 D．装置d为干燥装置 12.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＋2H＋===Mn2＋＋H2O，ClO－＋Mn2＋＋H2O===Cl－＋MnO2↓＋2H＋。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 13.（2024·广东·二模）粉末X中可能含有Cu、FeO、Fe2O3、NaHCO3、Na2CO3、Na2S2O3、Na[Al(OH)4]中的若干种。某化学兴趣小组为确定该粉末的成分，现取X进行连续实验，实验过程及现象如下： 已知：HCO+AlO+H2O=Al(OH)3↓+CO。 下列说法正确的是 A．气体乙和气体丙都为纯净物 B．固体粉末X中一定含有FeO、Na2S2O3、Na[Al(OH)4]，可能含有NaHCO3、Na2CO3 C．溶液丁中的阳离子一定只含H+、Fe2+ D．溶液甲中一定含有[Al(OH)4]-，可能含有CO 14.（2024·山东青岛·二模）实验室为测定镁铝合金中镁、铝含量，设计如下流程： 下列说法错误的是 A．所加盐酸体积不少于100mL B．沉淀1的质量为g C．沉淀1加足量NaOH溶液反应的离子方程式为Al(OH)3+OH—=[Al(OH)4]— D．镁铝合金中镁、铝质量之比为 15.（2024·福建福州·一模）某无色溶液中可能含有Mg2＋、NH、K＋、Al3＋、SO、CO、Cl－等离子。现进行如下实验：①取10 mL该溶液于试管中，滴加Ba(NO3)2溶液，加稀硝酸酸化后过滤得到6.99 g白色沉淀；②另取10 mL该溶液于试管中，滴加NaOH溶液产生白色沉淀，当沉淀增加到一定量后开始产生气体(必要时可加热)，最后沉淀完全溶解，并且随NaOH溶液的加入，沉淀和气体物质的量变化如图所示。下列说法不符合事实的是 A．根据图中数据计算实验中使用的NaOH溶液的浓度为1 mol·L－1 B．根据信息分析该溶液中焰色反应呈紫色的离子的物质的量浓度为1 mol·L－1 C．该溶液中NH、Al3＋、SO三种离子的物质的量之比为2∶1∶3 D．另取一定量该溶液滴加一定量Ba(OH)2溶液，不可能使Al3＋和SO同时完全沉淀 16.以水氯镁石(主要成分是MgCl2·6H2O)生产碱式碳酸镁[Mga(CO3)b(OH)c·nH2O]的主要流程如图： (1)溶解时将水氯镁石粉碎的目的是_________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (2)预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成，该过程中发生反应的离子方程式为________________ _______________________________________________________________________________。 (3)沉淀镁时反应的温度不宜过高，原因是____________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (4)将上述流程中的滤液浓缩结晶，所得的主要固体物质的化学式为_____________________。 (5)上述流程中检验“过滤”后碱式碳酸镁洗涤是否干净的操作为_______________________ ______________________________________________________________________________。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$