内容正文:
必刷题八 铁及其化合物
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铁的性质
1.指定条件下,以铁为原料,不能一步制得的是
( )
A.Fe
少量Cl2
点燃→FeCl3
B.Fe
H2O
高温→Fe2O3
C.Fe
足量稀硝酸
→Fe(NO3)3
D.Fe
CuSO4 溶液
→FeSO4
2.铁与下列足量溶液发生反应,一定有固体剩余的
是 ( )
A.稀硫酸 B.稀硝酸
C.热的浓硫酸 D.冷的浓硝酸
3.将铁投入某溶液中,溶液质量增大,且无气体生
成。则该溶液的溶质是 ( )
A.Cu(NO3)2 B.HCl
C.AgNO3 D.FeCl3
“铁三角”的转化关系
4.甲、乙、丙、丁均为中学化学常见的纯净物,它们之
间有如下图所示的反应关系。下列物质组不满足
上述转化关系的是 ( )
选项 甲 乙 丙 丁
A Fe FeCl2 FeCl3 Fe(OH)3
B Si SiO2 Na2SiO3 H2SiO3
C Na Na2O Na2O2 NaOH
D S H2S SO2 H2SO4
类型一 氢氧化亚铁的制备
【例1】 如图中能较长时间看到
Fe(OH)2 白色沉淀的是( )
A.①②⑤
B.①③④
C.②④⑤
D.①②③④⑤
【解析】 ①中铁粉先和稀硫酸
反应生成硫酸亚铁和氢 气,利
用生成的氢气先将装置内的空
气排尽,然后,再加入氢氧化钠
溶液,这样生成的Fe(OH)2 可
以较长时间的保持,符合题意;
②中先打开左侧的弹簧 夹,利
用铁粉和稀硫酸反应生成的氢
气将装置内的空气排尽,然 后
再关闭弹簧夹,使左侧试 管 内
的气压增大,将装置内生 成 的
硫酸亚铁溶液通过中间的导管
压入到右侧的试管中,反 应 生
成氢氧化亚铁,这样生成的Fe
(OH)2 可以较长时间的保持,
符合题意;③中硫酸亚铁 溶 液
敞口放置,生成的Fe(OH)2 很
—72—
5.元素的“价-类”二维图是我们学习元素及其化合
物相关知识的重要模型和工具,它指的是以元素
的化合价为纵坐标,以物质的类别为横坐标所绘
制的二维平面图。下图为铁元素的“价-类”二维
图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系,下列
说法正确的是 ( )
A.铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化①
B.加热Fe(OH)3 发生转化⑥,Fe2O3 加水溶解可
转化为Fe(OH)3
C.由图可预测:高铁酸盐(FeO2-4 )具有强氧化性,
可用于饮用水的消毒
D.FeO是一种黑色粉末,只能用作还原剂
6.某兴趣小组进行某补血剂中铁元素含量测定实验
流程如下:
补血剂
10片
研磨
①→
硫酸
过滤→ 滤液
H2O2
②→
过量氨水
→
红褐色
悬浊液
多步操作
③ →
氧化铁固体
wg
下列说法不正确的是 ( )
A.步骤①研磨时研杵应保持垂直,小心压碎或研
磨试样
B.步骤②加入 H2O2 的作用是将Fe2+完全氧化
C.步骤③多步操作为过滤、洗涤、灼烧、冷却、称重
D.每片补血剂中铁元素的质量为0.7wg
Fe2+和Fe3+的检验
7.下列关于Fe3+、Fe2+性质实验的说法错误的是
( )
快被氧化,不符合题意;④中虽
然将氢氧化钠溶液伸入到硫酸
亚铁溶液中加入,但硫酸 亚 铁
溶 液 敞 口 放 置,生 成 的
Fe(OH)2很 快 被 氧 化,不 符 合
题意;⑤硫酸亚铁溶液上 方 加
了一层植物油,可以起到 隔 绝
空 气 的 作 用,这 样 生 成 的
Fe(OH)2可 以 较 长 时 间 的 保
持,符合题意。
【答案】 A
【方 法 指 导】 实 验 室 中 制 备
Fe(OH)2的常用方法
方法一:有机层覆盖法
将吸有NaOH溶液的胶头滴管插
到亚铁盐溶液液面以下,并 在 液
面上覆盖一层苯或煤油(不能用
CCl4),以防止空气与Fe(OH)2 接
触发生反应,如图1所示。
方法二:还原性气体保护法
用 H2 将装置内的空气排尽后,再
将亚 铁 盐 溶 液 与 NaOH 溶 液 混
合,这样可长时间观察到 白 色 沉
淀,如图2所示。
方法三:电解法
用 铁 作 为 阳 极 电 解 NaCl(或
NaOH)溶液,并在液面上覆盖苯
(或煤油),如图3所示。
—82—
A.用如图装置可以制备Fe(OH)2 沉淀
B.可用KSCN溶液检验Fe2+是否被氧化
C.工业上制造铜电路板的工艺中,常用FeCl2 溶
液刻蚀铜箔
D.KI溶液与FeCl3 溶液混合后,再加入淀粉溶
液,可验证氧化性:Fe3+>I2
8.铁元素是人体重要微量元素,参与人体血红蛋白
的形成,人体内的铁大部分是+2价的铁,Fe2+易
被人体吸收,下列有关铁及其化合物的说法正确
的是 ( )
A.缺铁性贫血症可以服用维生素C将难吸收的
Fe3+氧化为Fe2+,促进铁元素的吸收
B.向溶液中通入Cl2,然后加入KSCN溶液,溶液
变为红色,说明原溶液中一定含有Fe2+
C.FeO、Fe2O3 和Fe3O4 均为碱性氧化物
D.加入KSCN溶液变血红色,证明原溶液中一定
有Fe3+
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9.我国某现代化铜冶炼厂排放的废水中含有较多的
Fe2+、Fe3+、Cu2+、SO2-4 和少量的 Na+,为了减少
污染并变废为宝,该铜冶炼厂以该废水为原料制
备硫酸钠、硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)并回收
金属铜,设计了如下流程(流程中加入的试剂均过
量)。
已知:加入的试剂①为NaOH溶液。
回答下列问题:
(1)操作a的名称为 ;溶液A中所含的
溶质主要为 (填化学式)。
(2)加入的试剂③为 (填试剂名称)。
(3)检验溶液D中的金属阳离子的具体操作及现
象为 ,
类型二 Fe2+和Fe3+的检验
【例2】 草酸亚铁晶体(FeC2O4·
2H2O)是一种淡黄色粉末,某课
外小组利用如图所示装置检验
草酸亚铁晶体受热分解的部分
产物。
下列说法正确的是 ( )
A.实验时通入的 N2 可以换为
空气
B.若③和⑤中分别盛放足量
NaOH溶液和CuO,可以检
验生成的CO
C.在②③之间加一个盛有无水
硫酸铜的干燥管,可以检验
分解生成的水蒸气
D.实验结束后,将①中的固体
用盐酸溶解,加入少量酸性
KMnO4 溶液,紫色褪去,证
明 分 解 后 的 固 体 中 仍 含
有Fe2+
【解析】 实验时通入的 N2 若
换为空气,不能排除二氧 化 碳
对实验的干扰,故A错误;②中
澄清石灰水检验产物中是否有
二氧化碳,③中 NaOH 溶液除
去二氧化碳,若⑤中黑色CuO
变为红色,且⑥中澄清石 灰 水
变浑浊,可 以 检 验 生 成 的 CO,
故B正确;若在②③之间加一
个盛 有 无 水 硫 酸 铜 的 干 燥 管,
混合 气 体 通 过 了 澄 清 石 灰 水,
无法 检 验 分 解 生 成 的 水 蒸 气,
应在①②之间加一个盛有无水
硫酸铜的干燥管检验分解生成
的 水 蒸 气,故 C 错 误;酸 性
—92—
写出检验过程中属于氧化还原反应的离子方程
式: 。
(4)若取2mL溶液G加入试管中,然后滴加氢氧
化钠溶液,可观察到的现象为
,此现象中涉及的氧化还原反应的化
学方程式为
。
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10.已知(SCN)2 为拟卤素,性质与卤素类似。老师
将学生分为四组,做如下探究实验:甲组:分别配
制500mL0.1mol·L-1KSCN溶液、FeSO4 溶
液;乙组:向0.1mol·L-1的KSCN溶液中滴加
酸性 KMnO4 溶液,酸性 KMnO4 溶液褪色;丙
组:向0.1mol·L-1的FeSO4 溶液中滴加酸性
KMnO4 溶液,酸性KMnO4 溶液褪色;丁组:分别
取50mL0.1mol·L-1KSCN 溶液和50mL
0.1mol·L-1FeSO4 溶液,混合,向混合液中滴
加酸性KMnO4 溶液,溶液先变红后褪色,下列说
法错误的是 ( )
A.甲组同学用到500mL容量瓶、玻璃棒、烧杯、
胶头滴管等玻璃仪器
B.乙组实验中 MnO-4 将SCN-氧化为(SCN)2
C.丙组实验发生反应的离子方程式:MnO-4 +
5Fe2++8H+Mn2++5Fe3++4H2O
D.丁组实验说明还原性:SCN->Fe2+
11.(2024·新课标卷)实验室中利用如图装置验证
铁与水蒸气反应。下列说法错误的是 ( )
A.反应为3Fe(s)+4H2O(g)
高温
Fe3O4(s)+
4H2(g)
B.酒精灯移至湿棉花下方实验效果更佳
C.用火柴点燃肥皂泡检验生成的氢气
D.使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉
KMnO4 溶液能氧化氯离子,使
溶液紫色褪去,故无法证 明 分
解后的固体中仍含有Fe2+,故
D错误。
【答案】 B
【方法指导】 混合溶液中Fe3+、
Fe2+的检验
①Fe3+的检验
a.混合溶液
滴加KSCN溶液
→溶液变血红色,说明
含有Fe3+
b.混合溶液
淀粉/KI试纸
→试 纸 变 蓝 色,说 明 含
有Fe3+
②Fe2+的检验
a.混合溶液
滴加酸性
KMnO4 溶液
→KMnO4 溶液褪色,说明
含有Fe2+
b.混合溶液
滴加溴水
→溴水褪色,说明含有Fe2+
c.混合溶液
滴加K3[Fe(CN6]溶液
→生成蓝色沉淀,
说明含有Fe2+
【易错提醒】 检验Fe2+和Fe3+时
的注意事项
(1)检验Fe2+ 时不能先加氯水后
加 KSCN 溶 液,也 不 能 将 加
KSCN后的混合溶液加入足 量
的新制氯水中(新制氯水能氧化
SCN-),检验Fe2+最好用K3[Fe
(CN)6]溶液。
(2)Fe3+、Fe2+、Cl-同时存在时不
能 用 酸 性 KMnO4 溶 液 检 验
Fe2+(Cl- 能还原酸性 KMnO4,
有干扰)。
学习笔记
—03—
(4)洗涤,38℃~60℃
(5)1.57
20.解析:(1)装置A中碳酸氢钠受热分解,化学方程
式为2NaHCO3 △Na2CO3+H2O+CO2↑
。
(2)装置B中冰水的作用为冷凝反应生成的水
蒸气。
(3)仪器a的名称为干燥管,装置D作用为防
止空气中水蒸气和二氧化碳进入C装置。
(4)A样品分解不完全,测定二氧化碳质量偏
小,碳酸氢钠的质量偏小,碳酸钠质量分数偏
高,A正确;B装置B、C之间缺少二氧化碳干
燥装置,测定二氧化碳质量偏大,碳酸氢钠质
量偏大,碳酸钠质量分数偏低,B错误;C产生
二氧化碳速率太快,没有被碱石灰完全吸收,
测定二氧化碳质量偏小,碳酸氢钠质量偏小,
碳酸钠质量分数偏高,C正确;D反应完全后
停止加热,通入过量的空气,测定二氧化碳的
质量偏大,碳酸氢钠的质量偏大,则使碳酸钠
的质量分数偏低,D错误;故选AC。
(5)AB段为碳酸氢钠和盐酸反应,生成二氧化
碳,离 子 方 程 式 为 HCO-3 +H+ H2O+
CO2↑。
(6)由图可知,产生二氧化碳0.05mol,则消耗
盐 酸 0.05 mol,盐 酸 的 物 质 的 量 浓 度 为
0.05mol÷100mL=0.5mol/L。
(7)由图可知,盐酸加入50mL后才产生气体,
说明前50mL是盐酸与碳酸钠反应生成碳酸
氢钠,Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl,盐
酸浓度为0.5mol/L,消耗盐酸50mL,则有碳
酸钠0.025mol,产生碳酸氢钠0.025mol,加
入50mL盐酸后产生气体,此阶段消耗盐酸
100mL,则有碳酸氢钠0.05mol,其中0.025
mol为碳酸钠与盐酸反应形成的,故原有碳酸
氢钠0.025mol,样品中碳酸钠和碳酸氢钠物
质的量之比为1∶1。
答案:(1)2NaHCO3 △Na2CO3+H2O+
CO2↑
(2)冷凝反应生成的水蒸气
(3)干燥管 防止空气中水蒸气和二氧化碳进
入C装置
(4)AC
(5)HCO-3 +H+H2O+CO2↑
(6)0.5mol/L
(7)1∶1
必刷题八 铁及其化合物
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1.B 铁单质在氯气中燃烧,产生棕褐色的烟,生
成FeCl3,A正确;铁和水蒸气在高温条件下反
应生成Fe3O4,无法直接生成氧化铁,B错误;硝
酸具有强氧化性和酸性,可与铁反应生成硝酸
铁,C正确;铁的金属活动性强于Cu,可以将硫
酸铜溶液中的Cu置换出来,生成硫酸亚铁,D
正确。
2.D 铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,稀硫
酸足量,铁完全溶解,故 A不选;铁与足量稀硝
酸反应生成硝酸铁和一氧 化 氮、水,铁 完 全 溶
解,故B不选;铁与足量热的浓硫酸反应生成硫
酸铁、二氧化硫和水,铁完全溶解,故C不选;浓
硝酸具有强的氧化性,冷的浓硝酸遇到铁发生
钝化生成致密的氧化膜阻止反应进行,所以铁
不能完全溶解,故D选。
3.D 将铁投入Cu(NO3)2 溶液,发生置换反应生
成铜和硝酸亚铁,Fe+Cu2+Cu+Fe2+,反应
过程中溶液质量减小,故A错误;将铁投入HCl
溶液中,发生置换反应生成氯化亚铁和氢气,Fe
+2H+Fe2++H2↑,溶液质量增加,有气体
生成,故B错误;将铁投入AgNO3 溶液中,发生
置换反应,生成银和硝酸亚铁,Fe+2Ag+
2Ag+Fe2+,溶液质量减小,故C错误;将铁投
入FeCl3 溶液中发生反应生成氯化亚铁,Fe+
2Fe3+3Fe2+,溶液质量增加,无气体生成,
故D正确。
4.C 若甲为铁,铁与盐酸反应生成氯化亚铁,铁
和氯化亚铁分别与氯气反应都生成氯化铁,氯
化铁和碱反应生成氢氧化铁,氢氧化铁和盐酸
反应又可以生成氯化铁,故A满足上述转化关
系;A不符合题意;若甲为硅,硅与氧气反应生
成二氧化硅,硅和二氧化硅分别与氢氧化钠反
应都可以生成硅酸钠,硅酸钠溶液与二氧化碳
反应生成硅酸,硅酸和氢氧化钠反应生成硅酸
钠,故B满足上述转化关系;B不符合题意;若
甲为钠,钠和氧气生成氧化钠,钠和氧化钠分别
和氧气在一定条件下都可以反应生成过氧化
钠,过氧化钠与水反应生成氢氧化钠,但氢氧化
钠不能直接转化为过氧化钠,故C不满足上述
转化关系;C符合题意;若甲为硫,硫和氢气生
成硫化氢,硫化氢、硫和氧气反应均可以生成二
氧化硫,二氧化硫和氧气、水能生成硫酸,硫酸
和亚硫酸钠等生成二氧化硫,故D满足上述转
化关系;D不符合题意。
5.C 铁与高温水蒸气反应生成四氧化三铁和氢
气,不能实现上述转化①,故 A 错误;加热Fe
(OH)3 发生转化⑥分解生成氧化铁,Fe2O3 不
溶于水,加水不溶解,不可实现转化③,故B错
误;高铁酸盐(FeO2-4 )具有强氧化性,与水反应
生成Fe(OH)3 胶体,其中Fe元素化合价由+6
价变为+3价,则O元素化合价由-2价变为0
价,即有氧气生成,可用于消毒,则反应的离子
方程式为4FeO2-4 +10H2O4Fe(OH)3(胶
体)+3O2↑+8OH-,生成的氢氧化铁胶体具
有较大表面积,吸附悬浮杂质可以作净水剂,故
C正确;FeO是一种黑色粉末,其中Fe元素显
+2价既可作氧化剂又可作还原剂,故D错误。
6.D 将补血剂研细,向药片中加入稀硫酸,然后
过滤得到沉淀,向滤液中加入双氧水,发生反应
2Fe2++H2O2+2H+2Fe3+ +2H2O,向 溶
液中加入过量氨水生成红褐色沉淀,将红褐色
沉淀灼烧得到红棕色固体Fe2O3。步骤①研磨
时研杵应保持垂直,小心压碎或研磨试样,以防
—86—
研磨时固体飞出研钵损失,故A正确;步骤②加
入H2O2 的作用是将Fe2+ 完全氧化成铁离子,
便于沉淀,故B正确;步骤③多步操作中一系列
操作依次是:①过滤、②洗涤、③灼烧、④冷却、
⑤称量、⑥恒重操作确保氢氧化铁完全分解成了氧
化铁,故C正确;wg固体为氧化铁,固体中m(Fe)
=112g/160g·mol-1×wg=0.7wg,每片补血剂
中铁元素的质量为0.07wg,故D错误。
7.C 由图可知,A中发生Fe与稀硫酸的反应生
成硫酸亚铁和氢气,利用氢气将装置中的空气
排出,然后关闭C,氢气将硫酸亚铁压入B中,
硫酸亚铁与NaOH反应生成Fe(OH)2,反应开
始时生成的氢气进入B中,可排出氧气,防止生
成的氢氧化亚铁被氧化,故A正确;Fe2+被氧化
生成铁离子,加入KSCN溶液显红色,可以检验
亚铁离子是否被氧化,故B正确;工业上制造铜
电路板的工艺中,常用FeCl3 溶液刻蚀铜箔,故
C错误;KI溶液与FeCl3 溶液混合后,反应生成
碘单质,再加入淀粉溶液,变蓝色证明生成了碘
单质,可验证氧化性:Fe3+>I2,故D正确。
8.D 维生素C起还原剂作用,服用维生素C可
使食物中的Fe3+还原为Fe2+,促进铁元素的吸
收,故 A错误;向某溶液中先通入Cl2 再加入
KSCN溶液,溶液变为红色,无法判断原溶液中
是否含有Fe3+,则无法判断是否含有Fe2+,故B
错误;FeO、Fe2O3 均为碱性氧化物,Fe3O4 和酸
反应生成两种盐和水,不是碱性氧化物,故C错
误;加入KSCN溶液变血红色,是铁离子的特征
性质,证明原溶液中一定有Fe3+,故D正确。
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9.解析:(1)操作a使固液分离,为过滤操作;溶液
A 中 所 含 的 溶 质 主 要 为 Na2SO4 和 过 量 的
NaOH,故答案为:过滤;Na2SO4、NaOH;
(2)加入试剂③为稀硫酸,用来溶解Fe,故答案
为:稀硫酸;
(3)溶液D为FeSO4 溶液,检验溶液FeSO4 中
的金属阳离子的具体操作及现象为:取少量溶
液D于试管中,加入两滴KSCN溶液,无明显现
象,再 滴 加 少 量 新 制 氯 水,溶 液 变 红,证 明 有
Fe2+;检验过程中发生的氧化还原反应的离子
方程式为2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-;故答
案为:取少量溶液D于试管中,加入两滴KSCN
溶液,无明显现象,再滴加少量新制氯水,溶液
变 红,证 明 有 Fe2+;2Fe2+ +Cl2 2Fe3+
+2Cl-;
(4)溶液G为FeSO4 溶液,滴加氢氧化钠溶液,
可观察到的现象为先产生白色沉淀,后白色沉
淀变成灰绿色,最终变成红褐色,此现象中发生
的反应有:FeSO4+2NaOHFe(OH)2↓+
Na2SO4,4Fe(OH)2 +O2 +2H2O 4Fe
(OH)3,涉及的氧化还原反应的化学方程式为:
4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,故 答
案为:先产生白色沉淀,后白色 沉 淀 变 成 灰 绿
色,最终变成红褐色;4Fe(OH)2+O2+2H2O
4Fe(OH)3。
答案:(1)过滤;Na2SO4、NaOH (2)稀硫酸
(3)取少量溶液D于试管中,加入两滴KSCN溶
液,无明显现象,再滴加少量新制氯水,溶液变
红,证明有Fe2+;2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-
(4)先产生白色沉淀,后白色沉淀变成灰绿
色,最终变成红褐色;4Fe(OH)2+O2+2H2O
4Fe(OH)3
刷模考·满分
10.D 甲组同学用到500mL容量瓶、玻璃棒、烧
杯、胶头滴管等玻璃仪器,A正确;实验乙中阴
离子SCN-被 MnO-4 氧化为(SCN)2,B正确;
酸性高锰酸钾与亚铁离子反应的离子方程式:
MnO-4 +5Fe2+ +8H+ = Mn2+ +5Fe3+ +
4H2O,C正确;在等体积浓度均为0.1mol/L
的KSCN和FeSO4 混合溶液中滴加酸性高锰
酸钾,溶液先变红,说明亚铁离子先被高锰酸
根离 子 氧 化 成 铁 离 子,故 还 原 性 SCN- <
Fe2+,D错误;故选D。
11.B Fe与水蒸气在高温条件下反应生成四氧
化三铁和氢气,A正确;该反应是在高温条件
下进行,所以铁粉与水蒸气反应需要的温度比
湿棉花处产生水蒸气需要的温度更高,则酒精
灯应在铁粉处加热,利用余热使湿棉花处的水
汽化,若将酒精灯移至湿棉花下,会导致水蒸
气生成速率过快,未反应就逸出,利用率降低,
B错误;采用肥皂泡收集氢气,再点燃肥皂泡
检验氢气的方法相对比较安全,C正确;该反
应所 需 温 度 较 高,需 要 用 硬 质 玻 璃 试 管,D
正确。
必刷题九 金属材料
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1.A 合金有别于各成分金属的特性是硬度大、熔
点低,A 不 正 确,C正 确。青 铜 的 主 要 成 分 是
Cu、Sn、Pb等;因为青铜的性质比较不活泼,且
熔点较低,历史上发现应用较早,B、D正确。
2.D 14C和13C都是碳元素的一种核素,二者互
称为同位素,A项正确;青铜器都是利用化学变
化制备出铜为主要原料,说明商代已经掌握冶
炼铜技术,B项正确;青铜中主要含金属铜、锡,
还有少量铅,属于合金,其硬度大于铜、但熔点
低于金属铜,C项正确;铜绿不会与空气反应,
能在空气中稳定存在,D项错误。
3.D 有些国宝级青铜器至今看上去仍然熠熠生
辉,其材料应该是抗腐蚀性强的铜合金。
4.D A项,不锈钢亦可含有非金属元素;B项,我
国流通的硬币为合金,含有锡等金属;C项,明
代没有发现冶炼铝的方法,不可能有铝制餐具;
D项,合金的硬度一般比其成分金属的硬度大。
5.B Al作浓硝酸储运罐,因为Al能在浓硝酸中
钝化生成致密氧化膜,A错误;无机非金属材料
指的是除有机高分子材料和金属材料以外的所
有材料的统称,Al2O3 陶瓷属于新型无机非金
属材料,B正确;Al(OH)3 可用作阻燃剂因为
Al(OH)3 受 热 分 解 吸 热,且 生 成 耐 高 温 的
Al2O3,故可阻燃,C错误;Mg可与CO2 反应继
—96—