第10课 铝、镁及其化合物-【提分宝典】2026年新高考化学一轮全考点普查与练习

第10课　　　　　铝、镁及其化合物 普查与练习10Ⅰ　　　　　铝及其化合物的性质 1．Al与O2、酸、碱、金属氧化物反应的理解与运用 (1)(2026汇编，4分)Al是常见的活泼金属，下列关于Al的说法不正确的是__________(填序号)。 ①技术人员开发高端耐腐蚀镀铝钢板，是由于铝能形成致密氧化膜(2022广东真题) ②铝溶于氢氧化钠溶液，有无色气体产生：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑(北京经典真题) ③铝制餐具不宜长期存放酸性食物：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ ④与Al反应能产生H2的溶液中以下离子一定能大量共存：Fe2＋、K＋、NO、SO ⑤常温下，铝遇浓硝酸或浓硫酸时会发生钝化(浙江经典真题) ⑥将久置于空气中的铝条放入CuSO4溶液中，验证金属活动性：Al＞Cu　 ⑦转化关系：AlAl2O3NaAlO2(aq)，在给定条件下可以实现 ⑧用铝粉处理含氮(NO)酸性废水(还原产物为N2)，离子方程式为6NO＋10Al＋36H＋===10Al3＋＋3N2↑＋18H2O 答案：④⑥ 解析：钢板上镀铝，金属铝表面形成致密氧化膜而保护钢板不被腐蚀，故①正确，不符合题意。铝与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑，故②正确，不符合题意。Al是比较活泼的金属，能够与酸发生置换反应产生H2，反应方程式为2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，所以不宜长期存放酸性食物，故③正确，不符合题意。与Al反应能产生H2的溶液中可能含有大量H＋，也可能含有大量OH－，Fe2＋在酸性条件下能被NO氧化，在碱性条件下能与OH－生成沉淀，故④错误，符合题意。浓硫酸和浓硝酸具有强氧化性，常温下，铝在浓硝酸或浓硫酸中会发生钝化，在表面形成致密氧化膜阻碍反应的继续进行，故⑤正确，不符合题意。久置于空气中的铝条表面有一层致密的氧化膜，使Al与CuSO4溶液隔绝，因此不能反应，无法观察到实验现象，故⑥错误，符合题意。Al和Fe3O4能发生铝热反应置换出铁单质：8Al＋3Fe3O4 4Al2O3＋9Fe；氧化铝能和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O，均能一步完成，故⑦正确，不符合题意。用铝粉处理含氮(NO)酸性废水，反应生成无毒的N2、Al3＋和H2O，该反应的离子方程式正确，故⑧正确，不符合题意。 2．铝的重要化合物 a．Al2O3和Al(OH)3性质的理解与运用 (2)(2026汇编，4分)下列有关Al2O3和Al(OH)3的说法不正确的是________(填序号)。 ①氧化铝溶于氢氧化钠溶液：Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O(2023.01浙江选考) ②氢氧化铝可用于中和过多胃酸(全国Ⅱ经典真题) ③明矾溶液中加入过量NaOH溶液可制备Al(OH)3胶体 ④Cl－会破坏铝表面的氧化膜(浙江经典真题) ⑤转化关系：Al2O3(熔融)Al(s)AlCl3(s) ，在给定条件下可以实现 ⑥未打磨过的铝片放入氢氧化钠溶液中立即有气泡产生 答案：③⑥ 解析：氧化铝溶于氢氧化钠溶液生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式为Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O，故①正确，不符合题意。氢氧化铝是两性氢氧化物，可以与胃酸中的盐酸反应，并且本身不会对消化道造成伤害，因此在医学上常用于治疗胃酸过多，故②正确，不符合题意。过量的NaOH会与Al3＋反应生成AlO，不能得到Al(OH)3胶体，故③错误，符合题意。Cl－很容易被吸附在铝表面的氧化膜上，将氧化膜中的氧离子取代，从而破坏氧化膜，故④正确，不符合题意。2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑，2Al＋3Cl22AlCl3，给出的转化关系可以实现，故⑤正确，不符合题意。未打磨过的铝片上有Al2O3薄膜，Al2O3先与氢氧化钠溶液发生反应，化学方程式为Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O，没有气体生成，所以不会立即产生气泡，故⑥错误，符合题意。 b．铝盐重要性质的理解与运用 (3)(2026汇编，4分)下列有关铝盐性质及应用的叙述正确的是________(填序号)。 ①用明矾[KAl(SO4)2·12H2O]处理污水，利用了氧化还原反应(北京经典真题) ②实验室配制AlCl3溶液时加入适量稀盐酸(2023山东真题) ③向某无色溶液中加入NaOH溶液后，出现白色沉淀，继续滴加后，沉淀消失，说明该无色溶液中一定含有Al3＋ ④取一定体积浓度均为0.1 mol·L－1的NaOH溶液和Al2(SO4)3溶液进行反应，改变两种试剂的滴加顺序，反应现象没有明显差别(2023湖南真题) ⑤可通过电解氯化铝制取铝单质 ⑥向硫酸铝溶液中滴加碳酸钠溶液：2Al3＋＋3CO===Al2(CO3)3↓ ⑦明矾溶液中滴入Ba(OH)2溶液使SO恰好完全沉淀：Al3＋＋3OH－＋2Ba2＋＋2SO===2BaSO4↓＋Al(OH)3↓ 答案：②③ 解析：明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶于水中，电离出的铝离子发生水解生成氢氧化铝胶体，利用胶体的吸附性可吸附污水中的固体颗粒物，该过程利用胶体的吸附性，反应中没有发生化合价变化，没有利用氧化还原反应，故①错误。Al3＋易水解，配制AlCl3溶液时，加入适量稀盐酸增加溶液酸性，从而抑制Al3＋水解，故②正确。滴加NaOH溶液，生成白色沉淀又消失，说明溶液中含有Al3＋，故③正确。向NaOH溶液中滴加Al2(SO4)3溶液，NaOH过量，振荡后没有沉淀产生，发生的反应为4OH－＋Al3＋===AlO＋2H2O；向Al2(SO4)3溶液中滴加NaOH溶液，开始时生成白色沉淀且沉淀逐渐增多，发生的反应为3OH－＋Al3＋===Al(OH)3↓；当 NaOH过量后，沉淀逐渐减少直至完全溶解，发生的反应为OH－＋Al(OH)3===AlO＋2H2O，改变两种试剂的滴加顺序，反应现象有明显差别，故④错误。氯化铝为共价化合物，无法通过电解氯化铝制取铝单质；通过电解熔融氧化铝制备金属铝，故⑤错误。铝离子水解使溶液显酸性，碳酸根离子水解使溶液显碱性，混合后水解相互促进生成氢氧化铝和二氧化碳，反应的离子方程式为2Al3＋＋3CO＋3H2O===2Al(OH)3↓＋3CO2↑，故⑥错误。明矾溶液中滴入Ba(OH)2溶液使SO恰好完全沉淀时，Al3＋与OH－的物质的量之比是1∶4，二者反应产生AlO，反应的离子方程式为2Ba2＋＋4OH－＋Al3＋＋2SO=== 2BaSO4↓＋AlO＋2H2O，故⑦错误。 3．铝及其化合物转化关系的理解与运用 a．根据Al3＋、Al2O3、Al(OH)3的性质分析除杂及离子共存问题 (4)(2026汇编，4分)下列关于除杂方法及离子共存问题说法正确的是________(填序号)。 ①可以用过量氢氧化钠溶液除去MgO中的少量Al2O3 ②用氨水、盐酸除去AlCl3溶液中的Fe3＋ ③除去MgCl2溶液中的AlCl3：加入过量NaOH溶液，过滤，向沉淀中加入适量盐酸，该过程涉及氧化还原反应 ④c(Al3＋)＝0.1 mol·L－1的溶液中，Na＋、NH、SO、NO能大量共存 ⑤Na＋、Al3＋、Cl－、NH3·H2O不能大量共存，因发生反应：Al3＋＋4NH3·H2O===AlO＋4NH＋2H2O(湖南经典真题) 答案：①④ 解析：MgO不与氢氧化钠反应，而Al2O3是两性氧化物，能溶于强碱，所以可以用过量氢氧化钠溶液除去MgO中的少量Al2O3，故①正确。Al3＋、Fe3＋均能与氨水形成沉淀，不能分离，故②错误。MgCl2和AlCl3都能与NaOH溶液反应生成沉淀，且过量的NaOH溶液能溶解氢氧化铝沉淀生成NaAlO2，过滤得到Mg(OH)2固体，再与盐酸反应可得MgCl2，但该过程未涉及氧化还原反应，故③错误。Al3＋、Na＋、NH、SO、NO相互不反应，可以大量共存，故④正确。Al3＋和NH3·H2O反应生成Al(OH)3沉淀而不是生成AlO，故⑤错误。 b．含铝化合物的制备工艺流程才 (5)(2024.06浙江选考，10分)某小组采用如下实验流程制备 AlI3： 已知：AlI3是一种无色晶体，吸湿性极强，可溶于热正己烷，在空气中受热易被氧化。 请回答： ①如图为步骤Ⅰ的实验装置图(部分夹持仪器和尾气处理装置已省略)，图中仪器A的名称是____________，判断步骤Ⅰ反应结束的实验现象是__________________________。 ②下列做法不正确的是(　　) A．步骤Ⅰ中，反应物和溶剂在使用前除水 B．步骤Ⅰ中，若控温加热器发生故障，改用酒精灯(配石棉网)加热 C．步骤Ⅲ中，在通风橱中浓缩至蒸发皿内出现晶膜 D．步骤Ⅳ中，使用冷的正己烷洗涤 ③所得粗产品呈浅棕黄色，小组成员认为其中混有碘单质，请设计实验方案验证______________________________________________________________________。 ④纯化与分析：对粗产品纯化处理后得到产品，再采用银量法测定产品中I－含量以确定纯度。滴定原理为先用过量AgNO3标准溶液沉淀I－，再以NH4SCN标准溶液回滴剩余的Ag＋。已知： 难溶电解质 AgI(黄色) AgSCN(白色) Ag2CrO4(红色) 溶度积常数Ksp 8.5×10－17 1.0×10－12 1.1×10－12 ⅰ.从下列选项中选择合适的操作补全测定步骤： 称取产品1.0200 g，用少量稀酸A溶解后转移至250 mL容量瓶，加水定容得待测溶液。取滴定管检漏、水洗→(______)→装液、赶气泡、调液面、读数→用移液管准确移取25.00 mL待测溶液加入锥形瓶→(______)→(______)→加入稀酸B→用1.000×10－2 mol·L－1 NH4SCN标准溶液滴定→(______)→读数。 a．润洗，从滴定管尖嘴放出液体 b．润洗，从滴定管上口倒出液体 c．滴加指示剂K2CrO4溶液 d．滴加指示剂硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2]溶液 e．准确移取25.00 mL 4.000×10－2 mol·L－1 AgNO3标准溶液加入锥形瓶 f．滴定至溶液呈浅红色 g．滴定至沉淀变白色 ⅱ.加入稀酸B的作用是__________________________。 ⅲ.三次滴定消耗NH4SCN标准溶液的平均体积为25.60 mL，则产品纯度为______________。[M(AlI3)＝408 g·mol－1] 答案：①(球形)冷凝管(1分)　反应液紫色褪去[或容器内变为无色或(球形)冷凝管内蒸汽变为无色](1分) 　②BC(2分) 　③用水/乙醇溶解少量样品，加入淀粉溶液，若溶液出现蓝色，则含有碘单质，若没有出现蓝色，则不含碘单质(1分) ④ⅰ.a　e　d　f(2分) 　ⅱ.抑制指示剂中的Fe3＋水解[或抑制或防止Fe3＋水解生成Fe(OH)3](1分) ⅲ.99.2%(2分) 解析：由流程信息可知，铝、碘和正己烷一起加热回流时，铝和碘发生反应生成AlI3，过滤后滤液经浓缩、结晶、过滤、洗涤、干燥后得到粗产品。 ①由实验装置图中仪器的结构可知，图中仪器A的名称是(球形)冷凝管，其用于冷凝回流；碘溶于正己烷使溶液显紫红色，AlI3是无色晶体，当碘反应完全后，溶液变为无色，因此，判断步骤Ⅰ反应结束的实验现象反应液紫色褪去[或容器内变为无色或(球形)冷凝管内蒸汽变为无色]。 ②AlI3吸湿性极强，因此在步骤Ⅰ中，反应物和溶剂在使用前必须除水，故A项正确，不符合题意。使用到易燃的有机溶剂时，禁止使用明火加热，因此在步骤Ⅰ中，若控温加热器发生故障，不能改用酒精灯(配石棉网)加热，故B项错误，符合题意。AlI3在空气中受热易被氧化，因此在步骤Ⅲ中蒸发浓缩时，要注意在有保护气的装置(如持续通入氮气的蒸馏烧瓶等)中进行，不能直接在蒸发皿浓缩，故C项错误，符合题意。AlI3在空气中受热易被氧化，可溶于热的正己烷，因此为了减少溶解损失，在步骤Ⅳ中要使用冷的正己烷洗涤，故D项正确，不符合题意。 ③淀粉遇碘变蓝，可用此原理检验。用水/乙醇溶解少量粗产品，向其中滴加淀粉溶液，观察液体是否变蓝，若变蓝则其中混有碘单质，反之，则没有。 ④ⅰ.滴定管检漏、水洗后，需要用标准液润洗，润洗时，滴定管尖嘴部分也需要润洗；滴定操作：先加25.00 mL待测溶液于锥形瓶中，后用25.00 mL 4.000×10－2 mol·L－1 AgNO3标准溶液沉淀I－，两者充分反应后，剩余的Ag＋浓度较小，然后再用NH4SCN标准溶液回滴Ag＋，由于Ag2CrO4的溶度积常数与AgSCN非常接近，因此，K2CrO4溶液不能用作指示剂，应该选用[NH4Fe(SO4)2]溶液作指示剂，其中的Fe3＋可以与过量的半滴NH4SCN溶液中的SCN－反应生成溶液呈红色的配合物，故滴定至溶液呈浅红色；综上所述，需要补全的操作步骤依次为a、e、d、f。ⅱ.Fe3＋易水解，[NH4Fe(SO4)2]溶液中含有Fe3＋，为防止影响滴定终点的判断，必须抑制其发生水解，因此加入稀酸B的作用是抑制Fe3＋水解，保证滴定终点的准确判断。ⅲ.由滴定步骤可知，25.00 mL 4.000×10－2 mol·L－1 AgNO3标准溶液分别与AlI3溶液中的I－、1.000×10－2 mol·L－1 NH4SCN标准溶液中的SCN－发生反应生成AgI和AgSCN；由Ag守恒可知，n(AgI)＋n(AgSCN)＝n(AgNO3)，则 n(AgI)＝n(AgNO3)－n(AgSCN)＝n(AgNO3)－n(NH4SCN)；三次滴定消耗NH4SCN标准溶液的平均体积为25.60 mL，则n(AgI)＝n(AgNO3)－n(NH4SCN)＝25.00 mL×10－3 L·mL－1×4.000×10－2 mol·L－1－25.60 mL×10－3 L·mL－1×1.000×10－2 mol·L－1＝7.440×10－4 mol，由I守恒可知n(AlI3)＝n(AgI)＝7.440×10－4 mol×＝2.480×10－4 mol，因此，产品纯度为×100%＝99.20%。 4．铝及其重要化合物在生产、生活中的应用 (6)(江苏经典真题，2分)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是(　　) A．铝的金属活泼性强，可用于制作铝金属制品 B．氧化铝熔点高，可用作电解冶炼铝的原料 C．氢氧化铝受热分解，可用于中和过多的胃酸 D．明矾溶于水并水解形成胶体，可用于净水 答案：D 解析：铝可用于制作铝金属制品与铝的表面形成氧化膜不容易被腐蚀有关，不是利用铝的金属活泼性强，故A项错误。氧化铝熔融时可以电离出自由移动的离子，可用作电解冶炼铝的原料，不是利用氧化铝的熔点高，故B项错误。氢氧化铝为两性氢氧化物，可以与胃液里的盐酸反应，可用于中和过多的胃酸，故C项错误。胶体有很强的吸附性，可以吸附水中悬浮的杂质，明矾溶于水并水解形成氢氧化铝胶体，可用于净水，故D项正确。 (7)(2026汇编，4分)铝及其化合物在生产、生活中应用广泛，下列有关说法正确的是________(填序号)。 ①氧化铝熔点高，因此常用于制造耐高温材料(2022.06浙江选考) ②泡沫灭火器灭火是利用了Al2(SO4)3和小苏打的反应 ③Al2O3可用于焊接钢轨 ④铝在浓硝酸中钝化，因此可用于制作浓硝酸贮运罐 ⑤古代用明矾溶液清除青铜镜表面锈斑的过程涉及了氧化还原反应 ⑥高铁动车的车厢厢体材料主要是不锈钢、高纯铝及其他复合材料，优化了列车性能 ⑦可用铝壶烧开水，不可用其长期存放食醋、碱水 ⑧Al(OH)3胶体具有很强的杀菌消毒作用，因此可以用作净水剂 答案：①②④⑦ 解析：高熔点的物质能作耐高温、耐火材料，氧化铝熔点高，所以可以制造耐高温材料，故①正确。Al2(SO4)3和NaHCO3反应生成Al(OH)3、Na2SO4和CO2，所以泡沫灭火器能灭火，故②正确。可利用铝热反应来焊接钢轨，而铝热反应是铝单质和某些金属氧化物的反应，其中氧化铝是生成物，所以金属铝能用于焊接钢轨，故③错误。室温下铝在浓硝酸中钝化，能用于制作浓硝酸贮运罐，故④正确。明矾溶液水解显酸性，故能清除青铜镜表面锈斑，原理是复分解反应，不是氧化还原反应，故⑤错误。铝的纯度越高，其质地越软，高铁动车的车厢厢体主要是不锈钢、铝合金及其他复合材料，而不直接用高纯铝，故⑥错误。铝具有导热性，可用铝壶烧开水，铝能与酸、碱反应，不可用其长期存放食醋、碱水，故⑦正确。Al(OH)3胶体具有吸附性，从而起到净水的作用，但没有杀菌消毒作用，故⑧错误。 随堂普查练10Ⅰ 1．(2026汇编，4分)下列有关铝及其化合物性质的说法正确的是________(填序号)。 ①用铝粉和NaOH溶液反应制取少量H2：Al＋2OH－=== AlO＋H2↑(江苏经典真题) ②向AlCl3溶液中滴加氨水，充分反应后再加入过量的NaHSO4溶液，整个反应过程中，先产生白色沉淀，后沉淀消失 ③KAl(SO4)2·12H2O溶于水可形成Al(OH)3胶体 ④硫酸铝溶液中滴加少量氢氧化钾溶液：Al3＋ ＋ 4OH－===AlO＋2H2O(全国Ⅰ经典真题) ⑤与Al反应有H2生成的溶液：NO、Cl－、Fe3＋、Na＋一定能大量共存 ⑥除去MgO中少量的Al2O3杂质：Al2O3＋6H＋=== 2Al3＋＋3H2O ⑦Al2O3具有两性，因此可用于电解冶炼铝(江苏经典真题) ⑧可用管道疏通剂(含铝粒和苛性钠)通管道 ⑨实验室加热熔化固体氢氧化钠时，不能使用氧化铝坩埚 答案：②③⑧⑨ 解析：铝粉能与NaOH溶液反应制取H2，离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑，故①错误。向AlCl3溶液中滴加氨水，产生氢氧化铝沉淀，充分反应后再加入过量的NaHSO4溶液(相当于加入过量强酸)，氢氧化铝溶解，故②正确。KAl(SO4)2·12H2O在水中电离产生Al3＋，Al3＋水解生成Al(OH)3胶体，离子方程式为Al3＋＋3H2O⇌Al(OH)3(胶体)＋ 3H＋，故③正确。硫酸铝溶液与少量氢氧化钾溶液反应生成氢氧化铝沉淀和硫酸钾，离子方程式应为Al3＋ ＋ 3OH－=== Al(OH)3↓，故④错误。与Al反应有H2生成的溶液为非氧化性酸或强碱溶液，如果溶液呈碱性， Fe3＋与OH－反应生成Fe(OH)3沉淀而不能大量共存，故⑤错误。MgO也能和酸反应，故不能用酸除去氧化铝，应该用NaOH，离子方程式为Al2O3 ＋ 2OH－===2AlO＋H2O，故⑥错误。Al2O3是离子化合物，因此可用于电解冶炼铝，故⑦错误。管道疏通剂含铝粒和苛性钠，苛性钠即氢氧化钠，铝粒和氢氧化钠可以反应生成偏铝酸钠和氢气，从而疏通管道，故⑧正确。Al2O3能和强碱反应，所以不能用氧化铝坩埚熔化固体氢氧化钠，故⑨正确。 2．(经典题，2分)下列化合物中，能与Na2CO3溶液反应生成沉淀且沉淀可溶于NaOH溶液的是(　　) A．MgCl2 B．Ca(NO3)2 C．FeSO4　 D．AlCl3 答案：D 解析：MgCl2与Na2CO3溶液反应生成MgCO3沉淀，但MgCO3不溶于NaOH，故A项不符合题意。Ca(NO3)2与Na2CO3溶液反应生成CaCO3沉淀，但CaCO3不溶于NaOH，故B项不符合题意。FeSO4与Na2CO3溶液反应生成Fe(OH)2沉淀，但Fe(OH)2不溶于NaOH，故C项不符合题意。AlCl3与Na2CO3溶液反应生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3可溶于NaOH溶液，故D项符合题意。 3．(浙江经典真题，2分)下列关于铝及其化合物说法，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：明矾溶于水可生成具有吸附性的氢氧化铝胶体，可以净水但不能消毒，故A项错误，符合题意。铝热反应是金属铝和某些不如铝活泼的金属的氧化物之间反应，反应中可放出大量热，可用于冶炼高熔点金属，故B项正确，不符合题意。铝具有良好的延展性，铝箔可以作包装材料，铝合金硬度大、密度小，常用作建筑材料，故C项正确，不符合题意。胃酸的主要成分为HCl，氢氧化铝具有弱碱性，可中和过多胃酸，故D项正确，不符合题意。 4．(北京西城区模拟，3分)利用废铝箔(主要成分为Al，含少量Mg、Fe等)制明矾[KAl(SO4)2·12H2O]的一种工艺流程如图，下列说法不正确的是(　　) A．①中生成了H2：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ B．操作a是过滤，以除去难溶于NaOH溶液的杂质 C．②③中加入稀硫酸的作用均是除去杂质 D．由④可知，室温下明矾的溶解度小于Al2(SO4)3和K2SO4的溶解度 答案：C 解析：铝可与氢氧化钠溶液反应生成氢气，反应的方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O=== 2NaAlO2＋3H2↑，故A项正确，不符合题意。镁、铁与氢氧化钠溶液不反应，操作a用于分离不溶性杂质和偏铝酸钠溶液，操作为过滤，故B项正确，不符合题意。③中加入稀硫酸制得硫酸铝，目的不是除杂，故C项错误，符合题意。硫酸铝溶液中加入饱和硫酸钾溶液可得到硫酸铝钾晶体，可说明室温下明矾的溶解度小于Al2(SO4)3和K2SO4的溶解度，故D项正确，不符合题意。 5．(湖北武汉质检，3分)粉煤灰含有51%的Al2O3、33%的SiO2，其余为Fe2O3、CaO等。粉煤灰“一步酸溶法”生产氧化铝的工艺流程如图所示，该法制得的氧化铝纯度优于国家冶金级一级品标准。 下列叙述错误的是(　　) A．“滤渣”的主要成分是二氧化硅 B．“树脂净化”的目的是将Al3＋与Fe3＋、Ca2＋分离 C．“蒸发结晶”前应向氯化铝溶液中加入盐酸 D．循环使用X既降低成本，又防止污染环境 答案：C 解析：向粉煤灰中加入过量盐酸溶液，过滤分离出滤渣(主要成分为SiO2)，酸浸液含Al3＋、Fe3＋、Ca2＋、H＋、Cl－，“树脂净化”分离出Fe3＋、Ca2＋，氯化铝的酸性溶液可抑制铝离子水解，蒸发结晶分离出X为HCl，焙烧生成氧化铝和X，以此来解答。二氧化硅不与盐酸反应，则“滤渣”的主要成分是二氧化硅，故A项正确，不符合题意。由制备最终产物及流程可知，“树脂净化”的目的是将Al3＋与Fe3＋、Ca2＋分离，故B项正确，不符合题意。酸浸时盐酸过量，“蒸发结晶”前溶液显酸性，不需要加盐酸，故C项错误，符合题意。X为HCl，可在酸浸时循环使用，又防止污染环境，故D项正确，不符合题意。 6．(经典题，8分)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下： 注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。 (1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为____________________________________。 (2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH______ (填“增大”“不变”或“减小”)。 (3)“电解Ⅰ”是电解熔融 Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (4)铝粉在1000 ℃时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是______________________________________。 答案：(1)Al2O3＋2OH－=== 2AlO＋H2O(2分)　(2)减小(2分)　(3)石墨电极被阳极上产生的O2氧化(2分)　(4)NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜(2分) 解析：(1)氧化铝为两性氧化物，可溶于强碱溶液生成偏铝酸钠和水，离子方程式为Al2O3＋2OH－=== 2AlO＋H2O。 (2)为了提高铝土矿的浸取率，氢氧化钠溶液必须过量，所以过滤Ⅰ所得滤液中含有氢氧化钠，加入碳酸氢钠溶液后，氢氧化钠与碳酸氢钠发生反应生成碳酸钠和水，所以溶液的pH减小。 (3)电解过程中作阳极的石墨易消耗，因石墨电极被阳极上产生的O2氧化。 (4)铝在常温下就容易与空气中的氧气反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜，使内部的铝不易与其他物质反应。氯化铵受热分解产生的氯化氢能够破坏铝表面的氧化铝薄膜，所以加入少量的氯化铵有利于AlN的制备。 7．(辽宁百校联盟质检，14分)粉煤灰是火力发电厂的废渣，高铝粉煤灰成分为51% Al2O3、33% SiO2、8% CaO、3% Fe2O3和5%的C。实验室模拟工业从高铝粉煤灰提取Al2O3的流程如图。 查阅资料：粉煤灰中加入活化剂，在700 ℃煅烧2 h，随后酸浸，能显著提高其中氧化铝和氧化钙的溶出率。 回答下列问题： (1)粉煤灰粉碎过筛的目的是________________________________________________，流程中制得的粗氧化铝中含有的主要杂质有__________________________(填化学式)。 (2)酸浸时__________(填“能”或“不能”)用稀硫酸代替盐酸，原因为__________________________________________________。 (3)不同活化剂对酸浸时溶出率影响如表，酸浸时，为使氧化铝的溶出率最高，则选择的活化剂为__________________；与温度的关系如图，则应选择的温度约为__________℃。 活化剂 Na3PO4 Na2HPO4 Na2SO4 CH3COONa Al溶出率 83.82% 83.62% 77.55% 90.96% Ca溶出率 97.10% 97.75% 96.79% 90.96% (4)加入NaF的目的是沉淀钙离子，若使钙离子完全沉淀[c(Ca2＋)＜10－4mol·L－1]，则要确保溶液中c(F－)不低于________mol·L－1[Ksp(CaF2)＝1.44×10－10]。 (5)工业上采用电解氧化铝制铝，若用100 t上述高铝粉煤灰，不计损失，理论上可得金属铝__________t。 答案：(1)增大反应物接触面积，加快反应速率(2分)　Fe2O3(1分)　(2)不能(1分)　若加入稀硫酸，生成的硫酸铝加热灼烧不能得到氧化铝(2分) (3)CH3COONa(1分)　170(1分)　(4)0.0012(3分)　(5)27(3分) 解析：高铝粉煤灰成分为51% Al2O3、33% SiO2、8% CaO、3% Fe2O3和5%的C，活化焙烧后，C与O2反应生成CO2逸出，剩余Al2O3、SiO2、CaO和Fe2O3，加入盐酸酸浸、过滤，残渣为SiO2，滤液中含Al3＋、Ca2＋、Fe3＋、H＋、Cl－，再加入NaF沉淀Ca2＋，过滤后得到CaF2，滤液加热、蒸干灼烧得到粗氧化铝，混有Fe2O3。 (1)粉煤灰粉碎过筛的目的是增大反应物接触面积，加快反应速率，提高浸取速率和浸出率；分析流程可知，制得的粗氧化铝中含有的主要杂质有Fe2O3。 (2)由于采用的是直接加热、蒸干灼烧的方法获取氧化铝，因此先得到氢氧化铝，再进一步分解生成氧化铝，若加入稀硫酸，生成的硫酸铝经过加热、蒸干灼烧不可能得到氢氧化铝，所以酸浸时不能用稀硫酸代替盐酸。 (3)由表中数据可知，选用CH3COONa时，Al溶出率最高，Ca溶出率最低，则选择的活化剂为CH3COONa；由图可知酸浸时氧化铝的溶出率与温度的关系，则选择的温度约为170 ℃时，氧化铝的溶出率较大，且温度更高时氧化铝的溶出率变化不大。 (4)加入NaF的目的是沉淀钙离子，若使钙离子完全沉淀[c(Ca2＋)＜10－4mol·L－1]，Ksp(CaF2)＝c(Ca2＋)· c2(F－)＝1.44×10－10，c(F－)＝mol·L－1＝0.0012 mol·L－1，若使钙离子完全沉淀，则要确保溶液中c(F－)不低于0.0012 mol·L－1。 (5)高铝粉煤灰中含有51%的Al2O3，100 t上述高铝粉煤灰含Al2O3为51%×100 t＝51 t。设理论上可制得金属铝的质量为x，则 2Al2O34Al＋3O2↑ 2×102　　4×27 51 t　 　　　　x ＝ 解得x＝27 t 即理论上可得金属铝质量为27 t。 普查与练习 10Ⅱ　　　　　镁及其化合物的性质 5．Mg与O2、N2、H2O、CO2、酸的反应的理解与运用 (8)(2026汇编，4分)下列关于金属镁的说法正确的是__________(填序号)。 ①镁表面能形成氧化膜对内部金属起保护作用，因此实验室对镁条不需要特殊保存 ②Mg分别与空气和氧气反应，生成的产物相同(2023重庆真题) ③金属镁失火不可用水来灭火 ④二氧化碳可用作镁燃烧的灭火剂 ⑤2.4 g Mg与H2SO4完全反应，转移的电子数为0.1NA(设NA为阿伏加德罗常数的值) ⑥镁与水反应不剧烈，是因为镁的活泼性不及碱金属，加热会加快反应 答案：①③⑥ 解析：因为表面的镁被氧化后会形成致密的氧化膜，能保护内部的镁不被氧化，所以镁不需要特殊保存，故①正确。镁和氧气反应只生成氧化镁；镁在空气中燃烧，除生成氧化镁外，镁还会和氮气反应生成氮化镁，故②错误。在加热条件下，Mg能和H2O发生反应：Mg＋2H2O Mg(OH)2＋H2↑，所以金属镁失火不能用水来灭火，故③正确。镁可以在二氧化碳中燃烧生成MgO和C，所以二氧化碳不可用作镁燃烧的灭火剂，故④错误。Mg与酸反应后转化为Mg2＋，所以2.4 g Mg与H2SO4完全反应，转移的电子数为0.2 NA，故⑤错误。镁与水反应不剧烈，因为镁的活泼性小于碱金属，而加热会加快反应，故⑥正确。 6．MgO、Mg(OH)2及镁盐的重要性质的理解与运用 (9)(2026汇编，4分)下列关于镁的化合物的说法不正确的是________(填序号)。 ①物质间的转化：MgCl2(aq)Mg(OH)2MgO在给定条件下可以实现(江苏经典真题) ②MgCl2溶液中滴加NaOH溶液至过量，产生白色沉淀后沉淀消失(2022海南真题) ③MgO和Al2O3都属于两性氧化物(海南经典真题) ④氢氧化镁固体溶解于氯化铵溶液的离子方程式：Mg(OH)2＋2NH===Mg2＋＋2NH3·H2O ⑤碳酸镁与稀盐酸反应的离子方程式：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O(浙江经典真题) ⑥物质间的转化：Mg(OH)2(s)MgCl2(aq)Mg(s)在给定条件下可以实现(江苏经典真题) ⑦工业上通过电解六水合氯化镁制取金属镁(2022.06浙江选考) ⑧向Mg(HCO3)2溶液中加入过量的澄清石灰水：Mg2＋＋2HCO＋2Ca2＋＋4OH－===Mg(OH)2↓＋2H2O＋2CaCO3↓ 答案：②③⑤⑥⑦ 解析：MgCl2与Ca(OH)2反应生成Mg(OH)2和CaCl2，Mg(OH)2受热分解生成MgO和水，所以可实现，故①正确，不符合题意。MgCl2溶液中滴加氢氧化钠溶液时，发生反应：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，产生白色沉淀，氢氧化钠溶液过量时，Mg(OH)2沉淀不溶解，故②错误，符合题意。MgO是碱性氧化物，故③错误，符合题意。氢氧化镁固体溶解于氯化铵溶液，反应的离子方程式为Mg(OH)2＋2NH===Mg2＋＋2NH3·H2O，故④正确，不符合题意。碳酸镁与稀盐酸反应生成氯化镁、二氧化碳和水，碳酸镁为微溶物，不能拆分，反应的离子方程式为MgCO3＋2H＋===Mg2＋＋H2O＋CO2↑，故⑤错误，符合题意。电解氯化镁溶液无法得到镁单质，阳极是氯离子放电生成氯气，阴极是水电离出的氢离子放电产生氢气，同时产生大量氢氧根离子，与镁离子产生沉淀，故⑥错误，符合题意。工业上通过电解熔融氯化镁制取金属镁，故⑦错误，符合题意。向Mg(HCO3)2溶液中加入过量的澄清石灰水，Mg(HCO3)2完全反应：Mg2＋＋2HCO＋2Ca2＋＋4OH－=== Mg(OH)2↓＋2H2O＋2CaCO3↓，故⑧正确，不符合题意。 (10)(2023北京真题，3分)一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如下，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。 由分析可知，a为NH3，c为HCl，故A项错误。d为MgO，故B项错误。观察流程中的转化关系，可知副产物MgCl2是在反应①中产生，即NH4Cl与MgO反应生成MgCl2、NH3和H2O，因此通入水蒸气可使该副反应逆向进行，减少MgCl2的产生，故C项正确。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、②的反应热之和，等于氯化铵直接分解的反应热，故D项错误。 7．镁及其重要化合物的制备及应用 (11)(2026汇编，4分)镁及其化合物在生活、生产中应用广泛，下列说法不正确的是________(填序号)。 ①石灰水、MgSO4溶液均可喷涂在树干上消灭树皮上的过冬虫卵 ②镁燃烧会发出耀眼的白光，可用于制造信号弹和焰火(浙江经典真题) ③氧化镁(熔点2800 ℃)是优良的耐高温材料 ④氢氧化镁是一种中强碱，不能代替烧碱或石灰作为酸性废水的处理剂 ⑤用碳酸钙、碳酸镁和氢氧化铝等作抗酸药 答案：①④ 解析：Ca(OH)2是强碱，因此石灰水能使蛋白质变性从而消灭树皮上的过冬虫卵，Mg不属于重金属，MgSO4溶液不可以使蛋白质变性，故①错误，符合题意。镁燃烧会发出耀眼的白光，可以照亮黑暗的夜空和地面，因此可用于制造信号弹和焰火，故②正确，不符合题意。氧化镁熔、沸点很高，可用于制造氧化镁耐火砖，是优良的耐高温材料，故③正确，不符合题意。氢氧化镁能和酸反应，且成本相对合理，可以作为酸性废水的处理剂，故④错误，符合题意。碳酸钙、碳酸镁和氢氧化铝可与胃液中的盐酸反应，常用作抗酸药，故⑤正确，不符合题意。 (12)(湖南经典真题，3分)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Mg2＋，苦卤水中加物质X使Mg2＋转化为Mg(OH)2，过滤除去滤液，煅烧Mg(OH)2得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，CaO与H2O反应生成Ca(OH)2，Ca(OH)2与Mg2＋反应生成Mg(OH)2，故A项正确，不符合题意。Mg是较活泼金属，工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁，故B项正确，不符合题意。由图可知“氯化”过程中反应物为MgO、氯气、碳，生成物之一为MgCl2，碳在高温下能将CO2还原为CO，则“气体”为CO，反应方程式为MgO＋C＋Cl2MgCl2＋CO，故C项正确，不符合题意。“煅烧”后得到MgO，MgO和稀盐酸反应得到MgCl2溶液，由于MgCl2在溶液中水解生成Mg(OH)2和HCl，将所得溶液加热蒸发，HCl会逸出，MgCl2水解平衡正向移动，最终得到的是氢氧化镁，得不到无水MgCl2，故D项错误，符合题意。 (13)(全国Ⅰ经典真题，13分)硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下： 回答下列问题： ①在95 ℃“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②“滤渣1”的主要成分有______________________________。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3＋离子，可选用的化学试剂是________________________。 ③在“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5，目的是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ④在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为__________________________________________，母液经加热后可返回________工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是____________________。 答案：①NH4HCO3＋NH3===(NH4)2CO3(2分) ②SiO2、Fe2O3、Al2O3(2分)　KSCN溶液(1分)　③将B2O转化为H3BO3，促进析出(2分)　④2Mg2＋＋3CO＋2H2O===Mg(OH)2·MgCO3↓＋2HCO[或2Mg2＋＋2CO＋H2O===Mg(OH)2·MgCO3↓＋CO2↑](2分)　溶浸(2分)　高温焙烧(2分) 解析：①根据“溶浸”过程所涉及的物质种类，产生的气体只能是NH3，用NH4HCO3溶液吸收NH3的化学方程式为NH3＋NH4HCO3===(NH4)2CO3。 ②根据流程图可知，Fe2O3、Al2O3、SiO2在“过滤1”步骤中除去，故“滤渣1”的主要成分有SiO2、Fe2O3、Al2O3。检验Fe3＋通常选用KSCN溶液。 ③在“过滤2”操作前B主要以B2O的形式存在，调节pH至3.5后生成了H3BO3沉淀，由此可推断调节pH的目的是将B2O转化成H3BO3。 ④反应物有Mg2＋、CO，生成物有Mg(OH)2·MgCO3沉淀，再结合电荷守恒、原子守恒可写出反应的离子方程式，见答案；“沉镁”后的母液的主要成分为(NH4)2SO4，可供“溶浸”工序循环使用；Mg(OH)2·MgCO3在高温条件下易分解生成MgO，故高温焙烧碱式碳酸镁可以制备轻质氧化镁。 随堂普查练10Ⅱ 1．(2026汇编，4分)下列有关镁及其化合物的说法不正确的是(　　) A．将等表面积的镁条、铝片(均除去氧化膜)分别放入装有等浓度、等体积盐酸的两支试管中，镁条表面产生气泡更快，说明镁的金属性比铝的金属性强 B．将点燃后的镁条伸入充满二氧化碳的集气瓶，镁条剧烈燃烧，有白色、黑色固体生成(浙江经典真题) C．MgO熔融态能导电，工业上常用电解MgO冶炼镁 D．镁与水反应的化学方程式为Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑ 答案：C 解析：金属性越强，越容易与酸反应，反应速率越快，故A项正确，不符合题意。将点燃后的镁条伸入充满二氧化碳的集气瓶，发生反应的化学方程式为CO2＋2Mg2MgO＋C，MgO为白色固体，C为黑色固体，故B项正确，不符合题意。虽然电解MgO能制得镁，但由于MgO熔点高，耗能大，工业上通常电解氯化镁冶炼镁，故C项错误，符合题意。镁是活泼金属，在加热条件下与水反应：Mg＋2H2O Mg(OH)2＋H2↑，故D项正确，不符合题意。 2．(河北模拟，3分)某矿石的主要成分为MgCO3，还含有CaO、SiO2、Fe3O4、Al2O3及少量其他杂质。某工厂采用该矿石为主要原料生产碱式碳酸镁，流程如下(已知：温度低于700 ℃时，SiO2不会与CaO等反应)。下列有关说法不正确的是(　　) A．煅烧过程所发生主要反应的化学方程式为MgCO3MgO＋CO2↑ B．滤渣1的成分是CaSO4和SiO2 C．氧化步骤发生反应的离子方程式可以是：2Fe2＋＋2H＋＋H2O2=== 2Fe3＋＋2H2O D．加X调节pH的X是氢氧化钠 答案：D 解析：矿石煅烧过程中碳酸镁分解生成氧化镁和二氧化碳，加入硫酸进行溶解，其中二氧化硅不与硫酸反应，氧化钙与硫酸反应生成硫酸钙，二氧化硅和硫酸钙可通过过滤除去；加氧化剂将滤液中的亚铁离子氧化为铁离子，加入氧化镁或氢氧化镁或碳酸镁调节pH，将铝离子和铁离子转化成沉淀，过滤除去；将滤液中的镁离子转化成沉淀分离，经过系列操作获得碱式碳酸镁。已知温度低于700 ℃时，SiO2不会与CaO等反应，煅烧的主要目的是使碳酸镁分解，同时除去一些可燃性杂质，故A项正确，不符合题意。加入的硫酸不与二氧化硅反应，氧化钙和硫酸反应生成硫酸钙，所以滤渣1的成分是CaSO4和SiO2，故B项正确，不符合题意。氧化步骤是为了把Fe2＋转化成Fe3＋，用H2O2可以实现，且不引入新的杂质，方程式合理，故C项正确，不符合题意。调节pH的目的是通过形成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而除去Fe3＋和Al3＋，且不能引入新的杂质，一般是用氧化镁或氢氧化镁或碳酸镁调节pH，促进Fe3＋和Al3＋的水解，若用氢氧化钠不但引入Na＋，且氢氧化铝会溶解于氢氧化钠溶液中，所以X不能是氢氧化钠，故D项错误，符合题意。 3．(江苏宿迁二调，12分)MgF2是一种重要的无机化工原料，可用于制备多晶材料、光学玻璃。现有如下两种途径可以制得。 途径Ⅰ以工业级MgSO4溶液(含Fe3＋和Mn2＋等杂质)为原料制备MgF2，过程如下：工业级MgSO4溶液→除杂→沉镁→酸溶→烘干→MgF2。 (1)除杂。 ①向硫酸镁溶液中加入Na2SO4，加热、保持溶液温度在80～95 ℃，将Fe3＋转化为Na2Fe6(SO4)4(OH)12沉淀，反应后滤液的pH__________(填“增大”“不变”或“减小”)。 ②调节滤液的pH，使溶液呈弱碱性，向其中加入H2O2，将Mn2＋转化为MnO2沉淀，写出该反应的离子方程式______________________________________________________。 ③Mn＋(Fe3＋、Mn2＋、Mg2＋)转变为氢氧化物沉淀的pH如图。除杂时未采取将Mn2＋直接转化为Mn(OH)2的原因是________________________________________________________。 (2)沉镁。向“除杂”后滤液中加入Na2CO3，同时产生气体，写出生成Mg2(OH)2CO3的化学方程式__________________________________________________________。 (3)酸溶。将所得Mg2(OH)2CO3置于________(填“玻璃”“聚丙烯”或“石英”)烧杯中，加入适量的HF，搅拌溶解。 途径Ⅱ以磷肥副产物H2SiF6溶解MgO，充分反应后过滤得MgSiF6溶液，浓缩得MgSiF6·6H2O，300 ℃条件下煅烧得MgF2。 (4)溶解时，H2SiF6质量分数控制在18%～20%的原因：________________________________________________________________________________________(20℃时，MgSiF6的溶解度为30.8 g)。 答案：(1)①减小(1分)　②Mn2＋＋H2O2＋2OH－===MnO2↓＋2H2O(2分)　③若要将Mn2＋完全转化为Mn(OH)2沉淀，就会将一部分Mg2＋转化为Mg(OH)2沉淀(2分)　 (2)2MgSO4＋2Na2CO3＋H2O===Mg2(OH)2CO3↓＋CO2↑＋2Na2SO4(2分)　(3)聚丙烯(2分)　(4)若H2SiF6浓度过低，溶解速率慢，会增加MgSiF6溶液浓缩成本，而H2SiF6浓度过高，会导致MgSiF6溶液浓度过大而析出(3分) 解析：(1)①工业级MgSO4溶液中含Fe3＋和Mn2＋，加入Na2SO4，加热、保持溶液温度在80～95 ℃，将Fe3＋转化为Na2Fe6(SO4)4(OH)12沉淀，发生的离子反应为2Na＋＋6Fe3＋＋4SO＋12H2O===Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓＋12H＋，反应后溶液的酸性增强，则反应后滤液的pH减小。②向调pH后的滤液中加入H2O2，Mn2＋被氧化转化为MnO2沉淀，1 mol Mn2＋失去2 mol电子生成1 mol MnO2，H2O2被还原成H2O，1 mol H2O2得到2 mol电子，根据溶液呈弱碱性，结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，反应的离子方程式为Mn2＋＋H2O2＋ 2OH－===MnO2↓＋2H2O。③根据图像可知，除杂时未采取将Mn2＋直接转化为Mn(OH)2的原因是若要将Mn2＋完全转化为Mn(OH)2沉淀(即Mn2＋的浓度小于1×10－5mol·L－1时)，就会将一部分Mg2＋转化为Mg(OH)2沉淀。 (2)向“除杂”后的滤液即MgSO4溶液中加入Na2CO3生成Mg2(OH)2CO3沉淀，同时产生气体，该气体为CO2，根据原子守恒，反应的化学方程式为2MgSO4＋2Na2CO3＋H2O===Mg2(OH)2CO3↓＋CO2↑＋2Na2SO4。 (3)Mg2(OH)2CO3中加入适量HF溶解时发生的反应为Mg2(OH)2CO3＋4HF=== 2MgF2＋3H2O＋CO2↑，由于玻璃中含有SiO2、石英晶体就是结晶的SiO2，HF能与SiO2发生反应，腐蚀玻璃和石英烧杯，故“酸溶”时不能选用玻璃和石英烧杯，应选用聚丙烯烧杯。 (4)途径Ⅱ用H2SiF6溶解MgO得到MgSiF6溶液，发生的反应为H2SiF6＋MgO === MgSiF6＋H2O，20 ℃时，MgSiF6的溶解度为30.8 g，饱和MgSiF6溶液的质量分数＝ ×100%≈23.5%；若H2SiF6浓度过低，一方面溶解速率慢，另一方面得到的MgSiF6溶液的浓度小，会增加MgSiF6溶液浓缩成本；若所用H2SiF6质量分数为20%，取 100 g质量分数为20%的H2SiF6溶液，其中H2SiF6的质量为20 g，根据H2SiF6＋MgO=== MgSiF6＋H2O，反应消耗的MgO的质量为5.56 g，生成的MgSiF6的质量为 23.06 g，所得MgSiF6溶液的质量分数＝×100%≈21.8%(比23.5%略小)，若H2SiF6浓度过高，会导致MgSiF6溶液浓度过大而析出，故溶解时H2SiF6质量分数控制在18%～20%。 课后提分练10　铝、镁及其化合物 A组(巩固提升) 　　　　　　　　　　　　　　　 1．(2026汇编，4分)下列说法正确的是______(填序号)。 ①金属铝制品具有较强的抗腐蚀能力，说明铝的金属活动性较差 ②用可溶性的铝盐和铁盐处理水中的悬浮物 ③室温下，Al与4.0 mol·L－1NaOH溶液反应生成NaAlO2(江苏经典真题) ④除去Mg(OH)2浊液中的Ca(OH)2，可加入足量MgCl2溶液充分搅拌后过滤 ⑤可电解熔融MgCl2来制取金属镁；也能电解熔融AlCl3来制取金属铝 ⑥Mg(OH)2具有碱性，可用于制胃酸中和剂 答案：②③④⑥ 解析：铝是活泼金属，其表面易形成一层致密的氧化膜，从而阻止内部金属继续被氧化，因此金属铝制品具有较强的抗腐蚀能力，故①错误。铝盐、铁盐都能水解生成对应的氢氧化物胶体，疏松多孔，具有吸附性，可吸附水中的悬浮物，故②正确。Al与NaOH溶液反应生成溶于水的偏铝酸钠和氢气，反应的化学方程式为2Al＋2H2O＋2NaOH===2NaAlO2＋3H2↑，故③正确。氢氧化镁溶解度比氢氧化钙小，氢氧化钙和氯化镁可转化成氢氧化镁、CaCl2，充分搅拌后过滤即可除去CaCl2，故④正确。MgCl2熔融状态时电离生成Mg2＋和Cl－，电解生成Mg和Cl2；AlCl3是共价化合物，熔融时不发生电离，因此不导电，故不能用电解熔融AlCl3的方法制备金属铝，故⑤错误。Mg(OH)2的碱性弱，且与盐酸反应的产物无毒，可用于制胃酸中和剂，故⑥正确。 2．(2026改编，4分)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．Mg(OH)2中混有少量Al(OH)3：加入过量烧碱溶液，充分反应，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：铝可与氢氧化钠溶液反应，且镁和氢氧化钠不反应，可用于除杂，故A项正确，不符合题意。Fe3＋和Al3＋都可与氨水反应生成沉淀，故B项错误，符合题意。Al(OH)3为两性氢氧化物，可与氢氧化钠溶液反应，化学方程式为Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，而Mg(OH)2不与氢氧化钠溶液反应，所以可以加入过量氢氧化钠溶液充分反应后过滤除去Al(OH)3，故C项正确，不符合题意。MgO不与氢氧化钠反应，氧化铝为两性氧化物，可与氢氧化钠反应被除去，故D项正确，不符合题意。 3．(2024广东真题，4分)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 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，则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，则a→f的反应不一定是化合反应，故A项错误。存在e→d的转化，即有元素化合价的变化，则该过程为含Fe元素物质间的转化，此时e为白色沉淀Fe(OH)2，d为红褐色沉淀 Fe(OH)3，则在 g→f→e→d转化过程中，一定存在物质颜色的变化，故B项正确。若c为铝盐或四羟基合铝酸盐，则加热c的饱和溶液不会形成能产生丁达尔效应的红棕色分散系，故C项错误。假设b为Al2O3，则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，则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项错误。 B组(冲刺满分) 4．(经典题，4分)富硼渣中含有镁硼酸盐(2MgO·B2O3)、镁硅酸盐(2MgO·SiO2)及少量Al2O3、FeO等杂质。由富硼渣湿法制备硫酸镁晶体和硼酸(H3BO3)晶体的一种工艺流程如图1，为了获得晶体，会先浓缩溶液接近饱和，然后将浓缩液放入高压釜中，控制温度进行结晶(硫酸镁与硼酸溶解度随温度的变化如图2)。下列说法错误的是(　　) A．该工艺流程中加快反应速率的措施至少有2种 B．在高压釜中，先降温结晶得到硼酸晶体，再蒸发结晶得到硫酸镁晶体 C．“酸浸”中镁硼酸盐发生反应：2MgO·B2O3＋2H2SO4＋H2O2MgSO4＋2H3BO3 D．加入MgO后过滤，所得滤渣主要是Al(OH)3和Fe(OH)3 答案：B 解析：由流程可知，富硼渣研磨后可增大接触面积、加快溶解速率，酸浸后过滤分离出滤液含镁离子、铝离子、亚铁离子、硼酸，浸出渣含SiO2，加过氧化氢可氧化亚铁离子，再加MgO调节pH过滤分离出Al(OH)3和Fe(OH)3，滤液含硼酸、硫酸镁，结合图2可在较高温度下过滤分离出硫酸镁晶体，再降温结晶分离出硼酸。工艺流程中加快反应速率的措施有研磨、加热等，故A项正确，不符合题意。由图2可知，在较高温度下过滤分离出硫酸镁晶体，再降温结晶分离出硼酸晶体，故B项错误，符合题意。“酸浸”中镁硼酸盐与硫酸发生反应2MgO·B2O3＋2H2SO4＋H2O2MgSO4＋2H3BO3，故C项正确，不符合题意。由上述分析可知，加入“MgO”后可促进铁离子、铝离子水解转化为沉淀，过滤所得滤渣主要是Al(OH)3和Fe(OH)3，故D项正确，不符合题意。 5．(山东潍坊模拟，2分)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＋H2SO4===MnSO4＋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：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，废料中加入足量稀硫酸，MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3均会与硫酸反应，转化为对应的硫酸盐，SiO2不与硫酸反应，向反应后溶液中加入次氯酸钠溶液，将亚铁离子氧化为铁离子，同时使锰离子转化为MnO2沉淀(＋4价的Mn不存在于水溶液中，Mn2＋被NaClO氧化为MnO2，且结合流程图，锰元素也只能以MnO2形式被除去)，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，据此分析解题。浓硫酸中H2SO4主要以分子的形式存在，使用浓硫酸不能提高酸浸速率，可以选择将废料粉碎或适当升温，故A项错误。试剂X的作用是调节pH(即消耗溶液中的部分H＋)，促进Fe3＋、Al3＋的水解，X可以为MgO、Mg(OH)2或MgCO3，不能为MgSO4，故B项错误。滤渣为Al(OH)3、Fe(OH)3、SiO2、MnO2，故C项错误。操作a为蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥，为抑制Mg2＋水解，溶液需保持一定酸性，因此其滤液中含有硫酸等，经过处理后可以循环利用，故D项正确。 6．(经典题，10分)下图中反应①是制备SiH4的一种方法，其副产物MgCl2·6NH3是优质的镁资源。回答下列问题： (1)MgCl2·6NH3所含元素的简单离子半径由小到大的顺序(H－除外)：____________，Mg在元素周期表中的位置：____________。 (2)A2B的化学式为____________。反应②的必备条件是____________。上图中可以循环使用的物质有____________。 (3)为实现燃煤脱硫，向煤中加入浆状Mg(OH)2，使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物，写出该反应的化学方程式：________________________________。 答案：(1)r(H＋)＜r(Mg2＋)＜r(N3－)＜r(Cl－)(2分)　第三周期第ⅡA族(1分)　(2)Mg2Si(1分)　熔融、通电(2分)　NH3、NH4Cl(2分)　(3)2Mg(OH)2＋2SO2＋O2===2MgSO4＋2H2O(2分) 解析：(1)MgCl2·6NH3含有Mg、Cl、N、H四种元素，相应的简单离子是Mg2＋、Cl－、N3－、H＋，根据最外层电子数相同时，电子层数越多半径越大，可知r(N3－)＜r(Cl－)，r(Mg2＋)＜r(Cl－)；根据电子层结构相同时，核电荷数越大半径越小，可知r(Mg2＋)＜r(N3－)，故半径大小顺序为r(H＋)＜r(Mg2＋)＜r(N3－)＜r(Cl－)。Mg原子有3个电子层，故位于第三周期，最外层有2个电子，故位于第ⅡA族。 (2)根据流程图，反应①生成SiH4和MgCl2·6NH3，由元素守恒可知A2B中一定存在Si和Mg，因此A2B为Mg2Si。反应②是电解熔融状态的MgCl2制备Mg，因此必备条件是熔融、通电。结合整个流程框图来看，NH3和NH4Cl可以循环用作第①步的反应物。 (3)用Mg(OH)2脱硫，即用Mg(OH)2吸收SO2，然后在O2作用下将生成的MgSO3转化为更稳定的MgSO4，则反应的化学方程式为2Mg(OH)2＋2SO2＋O2===2MgSO4＋2H2O。 7．(辽宁联考，13分)蛇纹石的主要成分是Mg3Si2O5(OH)4，同时含有少量铁、铝、铬、镍的氧化物。以蛇纹石为原料可以生产高纯氧化镁，工艺流程如图所示： 请回答下列相关问题。 (1)酸浸时发生的主要反应的化学方程式是______________________________________。 (2)分离操作后需要对酸浸滤饼洗涤并将洗涤液和酸浸滤液合并，洗涤液和滤液合并的目的是__________________。判断滤饼已经洗涤干净的操作和现象是________________________________________________________。 (3)净化过程是在常温下进行，加氨水将溶液的pH调至9，已知Ni2＋开始沉淀的pH为7，Ksp[Ni(OH)2]＝2.0×10－15，Ksp[Cr(OH)3]＝6.0×10－38，此时溶液中＝______。净化过程中Ni2＋的去除率＝__________。(去除率＝，忽略净化过程中溶液的体积变化) (4)理论上沉淀反应中可选用NaOH作沉淀剂生成Mg(OH)2沉淀，也可选用Na2CO3作沉淀剂生成碱式碳酸镁的结晶物[MgCO3·Mg(OH)2·5H2O]，实际生产中为了得到比表面积大、活性高的轻质氧化镁，通常采用Na2CO3作沉淀剂，原因是_______________________________。 (5)沉淀反应的温度以及所用硫酸镁和碳酸钠的摩尔计量比对最终产品纯度和产率的影响如图所示，则生产中应选择的合适的温度范围是__________________，最佳摩尔计量比是____________________。 答案：(1)Mg3Si2O5(OH)4＋3H2SO4 === 3MgSO4＋2H2SiO3↓＋3H2O(2分)　(2)提高氧化镁的产率(1分)　 取少量最后一次洗涤液于试管中，先加盐酸酸化，再滴加氯化钡溶液，无白色沉淀产生(2分)　 (3)3×10－18(2分)　99.99%(2分) (4)MgCO3·Mg(OH)2·5H2O煅烧分解时会产生大量的气体，可使得到的氧化镁颗粒更小，比表面积更大，活性更高(2分)　(5)40～45 ℃(1分)　1∶1.4(1分) 解析：(1)酸浸时发生的主要反应的化学方程式是Mg3Si2O5(OH)4＋3H2SO4 === 3MgSO4＋2H2SiO3↓＋3H2O。 (2)洗涤液中含有少量硫酸镁，将洗涤液和滤液合并可减少硫酸镁的损失，提高最终所得氧化镁的产率。证明滤饼已经洗涤干净需要证明滤饼表面已经没有吸附的SO，因此应该取少量最后一次洗涤液于试管中，先加盐酸酸化，再滴加氯化钡溶液，无白色沉淀产生。 (3)pH调至9时，溶液中c(OH－)＝10－5 mol·L－1，根据Ksp可以算出此时溶液中c(Ni2＋)＝2.0×10－5 mol·L－1，c(Cr3＋)＝6.0×10－23 mol·L－1，＝＝3.0×10－18。Ni2＋开始沉淀的pH为7，根据Ksp可以算出原溶液中c(Ni2＋)＝0.2 mol·L－1，最终c(Ni2＋)＝2.0×10－5 mol·L－1，因此去除率为99.99%。 (4)采用Na2CO3作沉淀剂时得到的沉淀MgCO3·Mg(OH)2·5H2O，与Mg(OH)2沉淀相比，MgCO3·Mg(OH)2·5H2O煅烧分解时会产生大量的气体，可使得到的氧化镁颗粒更小，比表面积更大，活性更高。 (5)从图像分析可知，温度40～45 ℃，摩尔计量比1∶1.4 时，产率和产品纯度都较高。 学科网（北京）股份有限公司 $$