第四章 第三节 铝、镁及其化合物-【创新教程】2026年高考化学总复习大一轮课件PPT（人教版）

第三节　铝、镁及其化合物 第四章 金属及其化合物 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 知识复盘 考点突破 01 感悟真题 高考知势 02 课时作业 03 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 知识复盘 考点突破 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 上一页 返回导航 第四章　金属及其化合物 高考总复习 化学 下一页 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2Al＋Fe2O3eq \o(=====,\s\up17(高温))Al2O3＋2Fe (铝热反应)。 三、铝的重要化合物及应用 1．氧化铝 2．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(用化学方程式表示) Al(OH)3的电离方程式为 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式： ① Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O 。 ② Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－ 。 ③ 2Al(OH)3eq \o(=====,\s\up17(△))Al2O3＋3H2O 。 (3)制备 ①向铝盐中加入氨水，反应的离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O ===Al(OH)3↓＋3NHeq \o\al(＋,4) 。 ②Na[Al(OH)4]溶液中通入足量CO2，反应的离子方程式为[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCOeq \o\al(－,3) 。 ③Na[Al(OH)4]溶液与AlCl3溶液混合：3[Al(OH)4]－＋Al3＋===4Al(OH)3↓ 。 3．一种重要的复盐——明矾 (1)硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。 (2)明矾的化学式为 KAl(SO4)2·12H2O ，它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH ＜ (填“＜”“>”或“＝”)7。明矾可以净水，其净水的原理是Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，Al(OH)3胶体吸附水中的杂质形成沉淀而净水。 4．利用铝土矿冶炼金属铝的工艺流程 由铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)提取Al2O3，并冶炼金属铝的两大工艺流程： 1．易错辨析(正确的打 “√”，错误的打“ × ”) (1)(2024·浙江6月卷)Al(OH)3呈两性，不能用于治疗胃酸过多( × ) (2)MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂( × ) (3)铝能在空气中稳定存在是因为其表面覆盖着一层氧化铝薄膜( √ ) (4)铝箔在空气中用酒精灯加热可以观察到铝熔化了但并不滴落( √ ) (5)常温下，铝与稀硝酸反应可以制取氢气( × ) (6)由于铝具有强还原性，所以常用铝来冶炼某些高熔点金属( √ ) (7)常温下，铝被浓硫酸钝化，所以可用浓硫酸除去铝表面的铜镀层( × ) (8)因为铝不和浓H2SO4反应，所以可用铝槽车运输浓H2SO4( × ) 2．思考回答： (1)在做铝的燃烧实验时，用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热至熔化，会看到的现象是铝箔熔化，失去光泽，但熔化的铝并不滴落。原因是什么？ (2)Al既能溶于强酸，又能溶于强碱，有人说“Al既有金属性，又有非金属性”，你认为这种说法是否恰当？为什么？ (3)铝与氢氧化钠溶液反应时，反应机理是怎样的？请用双线桥法标出该反应电子转移的方向与数目。 答案：(1)铝箔在酒精灯上灼烧表面生成Al2O3，高熔点的Al2O3兜住了熔融的液态铝，不会滴落。 (2)不恰当。金属性是指元素原子的失电子能力，非金属性是指元素原子的得电子能力。铝无论是溶于强酸，还是强碱溶液，都是Al失去3e－，化合价升高(为＋3价)，均作还原剂，因而铝具有较强的金属性。 (3)铝先与强碱溶液中的水反应生成H2和Al(OH)3，Al(OH)3可溶于NaOH生成Na[Al(OH)4]，反应中Al为还原剂，水为氧化剂。 2Al0 ＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al＋3失去2 × 3e－(OH)4]＋3H得到6 × e－2↑ ◆[题组1]　含铝化合物的性质 1．(2025·湖南长沙高三模拟)向分别盛有10 mL 3 mol·L－1的盐酸和NaOH溶液的甲、乙两烧杯中，加入等质量的铝粉，反应结束后，相同温度和压强下测得生成的气体体积分别为V甲、V乙。下列说法正确的是(　　) A．消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为V甲∶V乙 B．若V甲∶V乙＝1∶2，投入的铝粉质量为0．54 g C．若V甲∶V乙＝1∶3，铝粉在两烧杯中都恰好完全反应 D．若盐酸和NaOH溶液都完全反应，两个反应中电子转移数之比为1∶1 解析：B　[题给实验反应的化学方程式分别为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ ，通过化学方程式可以看出，消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为3V甲∶V乙，A错误。盐酸和NaOH溶液中溶质的物质的量均为0．03 mol，若测得生成的气体体积之比V甲∶V乙＝1∶2，即生成的氢气的物质的量之比是1∶2，若铝在两溶液中均不足(或铝与盐酸恰好完全反应)，则产生的气体体积之比应为1∶1，若铝在两溶液中均过量(或铝与NaOH溶液恰好完全反应)，则产生的气体体积之比应为1∶3， 而1∶3＜V甲∶V乙＝1∶2＜1∶1，故盐酸与Al反应时Al有剩余，氢氧化钠溶液与Al反应时Al完全反应，设铝与酸完全反应时，生成的氢气的物质的量为x mol， 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 　 6　　　　　　 　　3 0．03 mol x mol 解得x＝0．015 mol；相同条件下气体的物质的量之比等于其体积之比，所以氢氧化钠溶液和铝反应生成的氢气的物质的量为0．015 mol × 2＝0．03 mol，碱溶液与铝反应时，铝反应完全，设铝反应的物质的量为y mol， 2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ 2　　　　　　　　　　　　　　　　　 3 y mol　　　　　　　　　　　　　 0．03 mol 解得y＝0．02 mol，所以铝的质量为0．02 mol × 27 g·mol－1＝0．54 g，B正确。根据反应的化学方程式可知，当V甲∶V乙＝1∶3时，消耗等物质的量的HCl和氢氧化钠，铝粉在两溶液中均过量或铝粉在NaOH溶液中恰好完全反应，在盐酸中过量，C错误。根据反应的化学方程式可知，HCl完全反应时，反应中转移电子的物质的量为0．03 mol，NaOH完全反应时，该反应中转移电子的物质的量为0．09 mol，两个反应中电子转移数之比为1∶3，D错误。 ] 2．(2025·福建泉州高三期中)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，还有少量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转化为氧化铝反应是分解反应 解析：C　[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，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。A．沉淀Ⅰ为二氧化硅，A正确；B．溶液Ⅱ含有的阴离子主要为四羟基合铝酸根离子、氯离子和氢氧根离子，B正确；C．溶液Ⅲ中主要成分为碳酸氢钠，C错误；D．氢氧化铝加热分解生成氧化铝和水，为分解反应，D正确。] ◆[题组2]　铝的相关计算 3．(2025·湖南邵阳高三期中)研究实验发现硝酸的浓度越稀，硝酸发生氧化还原反应时，对应还原产物中氮元素的化合价越低。现有一定量的铝粉和铁粉的混合物与一定量很稀的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出，在反应结束后的溶液中逐滴加入5 mol/L NaOH溶液，所加NaOH溶液的体积与产生沉淀的物质的量关系如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．该稀硝酸与铝粉、铁粉反应，其还原产物为硝酸铵 B．c点对应NaOH溶液的体积为40 mL C．b点与a点的差值为0．03 mol D．样品中铝粉和铁粉的物质的量之比为5∶3 解析：C　[铝粉和铁粉的混合物与一定量很稀的HNO3充分反应，被氧化为Al3＋、Fe3＋，通过题意，反应始终没有气体生成，可以得出不会有氮的氧化物生成，又有硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低，可以推测N元素由＋5变成了－3价，由图可得硝酸过量，加入氢氧化钠溶液应先与硝酸反应，再生成沉淀，当沉淀完全后，由图知继续加入氢氧化钠溶液至94 mL，沉淀量不变，可得与NHeq \o\al(＋,4)发生了反应，则随着NaOH溶液的滴加，发生的反应依次有：①H＋ ＋OH－===H2O，②Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓、Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，③NHeq \o\al(＋,4)＋OH－===NH3·H2O，随着继续滴加NaOH溶液，发生反应④ Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－；b与a的差值为氢氧化铝的物质的量，由图可知，ef段消耗的氢氧化钠溶液为104 mL－94 mL＝10 mL，故该阶段参加反应的氢氧化钠为0．01 L × 5 mol/L＝0．05 mol，根据Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－可知，Al(OH)3的物质的量为0．05 mol，根据铝元素守恒，故混合金属中n(Al)＝0．05 mol，由图可知，de段消耗的氢氧化钠溶液的体积为94 mL－88 mL＝6 mL， 故该阶段参加反应的氢氧化钠为0．006 L × 5 mol/L＝0．03 mol，根据NHeq \o\al(＋,4)＋OH－===NH3·H2O可知，溶液中n(NHeq \o\al(＋,4))＝0．03 mol，根据得失电子守恒有：3n(Fe)＋3n(Al)＝8n(NHeq \o\al(＋,4))，即3n(Fe)＋3 × 0．05 mol＝8 × 0．03 mol，解得n(Fe)＝0．03 mol，由反应过程可知，到加入氢氧化钠溶液为88 mL时，溶液中溶质为硝酸钠与硝酸铵，n(NH4NO3)＝n(NHeq \o\al(＋,4))＝0．03 mol，根据钠元素守恒，可知n(NaNO3)＝n(NaOH)＝0．088 L × 5 mol/L＝0．44 mol，根据氮元素守恒原硝酸溶液中n(HNO3)＝n(NaNO3)＋2n(NH4NO3)＝0．44 mol＋0．03 mol × 2＝0．5 mol，而c点溶液中溶质为NaNO3、NH4NO3、Fe(NO3)3、Al(NO3)3，根据氮元素守恒n(NaNO3)＋2n(NH4NO3)＋3n[Fe(NO3)3]＋3n[Al(NO3)3]＝n(HNO3)，故c点溶液中n(NaNO3)＝0．5 mol－0．03 mol × 2－0．03 mol × 3－0．05 mol × 3＝0．2 mol，故c点加入NaOH的物质的量为0．2 mol，以此分析。A．由上述分析可知，稀硝酸与铝粉、铁粉反应，其还原产物为硝酸铵，故A正确；B．由上述分析可知，c点对应NaOH溶液的体积0．2 mol ÷5 mol·L－1＝0．04 L＝40 mL，故B 正确；C．由上述分析可知，b与a的差值为n[Al(NO3)3]＝0．05 mol，故C错误； D．由上述分析可知，混合金属中n(Al)＝0．05 mol、n(Fe)＝0．03 mol，样品中铝粉和铁粉的物质的量之比为5∶3，故D正确。] 4．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)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)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)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)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________(填字母标号)。 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 　铝与酸、碱反应的定量关系 (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eq \f(1,3)＜eq \f(VHClH2,VNaOHH2)＜1，则必定为： 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。 考点二　镁及其化合物 一、镁的化学性质 1．与氧气反应： 2Mg＋O2 eq \o(=====,\s\up17(点燃),\s\do19(　))2MgO 。(发出耀眼的强光，生成白色固体物质) 2．与氮气反应： 3Mg＋N2eq \o(=====,\s\up17(点燃),\s\do19(　))Mg3N2 。(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＋CO2eq \o(=====,\s\up17(点燃))2MgO＋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＋2H2Oeq \o(=====,\s\up17(△))Mg(OH)2＋H2↑。 二、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＋H2O===Mg(OH)2＋CO2↑，镁元素在水垢中的存在形式是Mg(OH)2。 1．易错辨析(正确的打 “√”，错误的打“ × ”) (1)镁在空气中燃烧可生成氧化镁和氮化镁( √ ) (2)Mg能从CO2中置换出C( √ ) (3)电解熔融MgCl2制2．4 g Mg，电路中通过的电子数为0．1NA( × ) (4)工业上冶炼金属镁也可以采用电解熔融MgO的方法( × ) (5)将Mg加入过量FeCl3溶液中可得Fe( × ) (6)加热MgCl2溶液最终可制得MgCl2固体( × ) (7)Mg表面易被氧化生成氧化膜，保存时一般直接放在塑料袋中或试剂瓶中( √ ) (8)镁合金具有密度小、强度高的性质，可用于航空材料( √ ) 2．镁粉是焰火、闪光粉中不可缺少的原料，工业制造镁粉是将镁蒸气在气体中冷却，下列不可作为冷却剂的是(　　) ①空气　②CO2　③Ar　④H2　⑤N2　⑥H2O A．①②⑤⑥　　　　　 B．③④⑥ C．③⑥ D．③④ 解析：A　[镁能与空气中的氧气反应生成氧化镁，镁能与氮气反应生成Mg3N2，能与CO2反应生成MgO和C，能与H2O反应生成Mg(OH)2和H2，不能将镁蒸气在空气、CO2、N2、H2O中冷却；Ar是惰性气体，H2是还原性气体，和镁不反应，能将镁蒸气在Ar、H2中冷却。] ◆[题组1]　镁及其化合物的性质 1．(2025·山西大同高三期末)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)eq \o(――→,\s\up17(电解))Al(s)eq \o(――→,\s\up17(NaOH))Na[Al(OH)4](aq) B．MgCl2(aq)eq \o(――→,\s\up17(石灰乳))Mg(OH)2(s)eq \o(――→,\s\up17(煅烧))MgO(s) C．Fe2O3(s)eq \o(――→,\s\up17(Al),\s\do19(高温))Fe(s)eq \o(――→,\s\up17(Cl2),\s\do19(点燃))FeCl2 D．Mg2(OH)2CO3eq \o(――→,\s\up17(盐酸))MgCl2(aq)eq \o(――→,\s\up17(电解))Mg 解析：B　[A．电解熔融的氧化铝制铝而不是氯化铝，A错误；B．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；C．铁与氯气反应生成FeCl3，C错误；D．电解熔融的MgCl2制取金属镁，D错误；故选B。] 2．(2025·广东高三模拟预测)Mg3N2常用于制备其他超硬、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＋2NH3eq \o(=====,\s\up17(△))Mg(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 解析：C　[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。A．装置A中分液漏斗中的溶液是浓氨水，滴加到烧瓶中与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。] ◆[题组2]　工艺流程中的“镁” 3．(2025·安徽安庆模拟)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 解析：A　[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溶液，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，氢氧化镁灼烧生成氧化镁。A．菱镁矿主要成分为MgCO3，还含有少量SiO2、Al2O3等，加入足量盐酸，过滤，滤渣是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)灼烧在坩埚中进行，C错误；D．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；故答案选A。] 4．(2025·山东泰安模拟)碱式次氯酸镁[MgmClO(OH)n·H2O]微溶于水，不潮解，相对稳定，是一种有开发价值的无机抗菌剂，以菱镁矿(MgCO3，含少量FeCO3)为主要原料，制备碱式次氯酸镁的工艺流程如图，下列说法正确的是(　　) A．流程中酸溶后溶液中只含有Mg2＋、Fe2＋ B．调pH时所选试剂只能是MgCO3 C．过滤1所得的滤渣含有Fe(OH)3 D．“混合”时反应的离子方程式只有：Mg2＋＋ClO－＋OH－＋H2O===MgClO(OH)·H2O↓ 解析：C　[菱镁矿含少量FeCO3，用盐酸溶解，MgCO3、FeCO3都和盐酸反应分别生成MgCl2、FeCl2，再加入过氧化氢将Fe2＋氧化为Fe3＋，加入MgO、MgCO3或Mg(OH)2调节溶液pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀过滤除去，滤液为MgCl2溶液，向MgCl2溶液中加入NaClO溶液、NaOH溶液得到[MgmClO(OH)n·H2O]，据此分析解题。A．流程中酸溶后溶液中含有Mg2＋、Fe2＋、H＋，还有阴离子，A错误；B．调pH时所选试剂不只是MgCO3，MgO或Mg(OH)2均可，B错误；C．根 据以上分析，过滤1所得的滤渣含有Fe(OH)3，C正确；D．根据该工艺流程所制备的物质为碱式次氯酸镁[MgmClO(OH)n·H2O]，混合时发生反应的产物不仅是MgClO(OH)·H2O，还有如Mg2ClO(OH)3·H2O等多种物质，D错误。] [例]　(2024·全国甲卷)四瓶无色溶液NH4NO3、Na2CO3、Ba(OH)2、AlCl3，它们之间的反应关系如图所示。其中a、b、c、d代表四种溶液，e和g为无色气体，f为白色沉淀。下列叙述正确的是(　　 ) A．a呈弱碱性 B．f可溶于过量的b中 C．c中通入过量的e可得到无色溶液 D．b和d反应生成的沉淀不溶于稀硝酸 (1)NH4NO3只能与Ba(OH)2反应产生NH3，与Na2CO3、AlCl3不反应，确定a为NH4NO3，b为Ba(OH)2； (2)AlCl3与Ba(OH)2生成Al(OH)3沉淀，与Na2CO3也生成Al(OH)3沉淀；但Na2CO3与Ba(OH)2生成BaCO3沉淀，与AlCl3生成Al(OH)3沉淀，二者沉淀不同，故确定c为AlCl3。 解析：B　[由题意及关系图可知，a与b反应需要加热，且产生的e为无色气体，则a和b分别为NH4NO3和Ba(OH)2的一种，产生的气体e为NH3；又由于b和c反应生成白色沉淀f，NH4NO3不会与其他三种溶液产生沉淀，故b为Ba(OH)2，a为NH4NO3；又由于c既能与b产生沉淀f，又能与d反应产生沉淀f，故c为AlCl3，d为Na2CO3，生成的白色沉淀为Al(OH)3，无色气体g为CO2。综上所述，a为NH4NO3溶液，b为Ba(OH)2溶液，c为AlCl3溶液，d为Na2CO3溶液，e为 NH3，f为Al(OH)3，g为CO2。由以上分析可知，A．a为NH4NO3溶液，为强酸弱碱盐的溶液，NHeq \o\al(＋,4)水解显酸性，故a显弱酸性，A项错误；B．f为Al(OH)3，b为Ba(OH)2溶液，Al(OH)3为两性氢氧化物，可溶于强碱，故f可溶于过量的b中，B项正确；C．c为AlCl3溶液，e为NH3，AlCl3溶液通入NH3会生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3不溶于弱碱，继续通入NH3不能得到无色溶液，C项错误；D．b为Ba(OH)2，d为Na2CO3，二者反应生成BaCO3沉淀，可溶于稀硝酸，D项错误。] 1．(2023·浙江6月卷)物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是(　　) A．铝有强还原性，可用于制作门窗框架 B．氧化钙易吸水，可用作干燥剂 C．维生素C具有还原性，可用作食品抗氧化剂 D．过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气，可作潜水艇中的供氧剂 解析：A　[A．铝用于制作门窗框架，利用了铝的硬度大、密度小、抗腐蚀等性质，而不是利用它的还原性，A不正确；B．氧化钙易吸水，并与水反应生成氢氧化钙，可吸收气体中或密闭环境中的水分，所以可用作干燥剂，B正确；C．食品中含有的Fe2＋等易被空气中的氧气氧化，维生素C具有还原性，且对人体无害，可用作食品抗氧化剂，C正确；D．过氧化钠能与二氧化碳和水反应生成氧气，能吸收人体呼出的二氧化碳和水蒸气，可作潜水艇中的供氧剂，D正确。] 2．(2021·河北卷)BiOCl是一种具有珍珠光泽的材料，利用金属Bi制备BiOCl的工艺流程如图： 下列说法错误的是(　　) A．酸浸工序中分次加入稀HNO3可降低反应剧烈程度 B．转化工序中加入稀HCl可抑制生成BiONO3 C．水解工序中加入少量CH3COONa(s)可提高Bi3＋水解程度 D．水解工序中加入少量NH4NO3(s)有利于BiOCl的生成 解析：D　[A项，酸浸工序中分次加入稀HNO3相当于减小了酸的浓度，也就减小了金属与酸的反应速率，即降低反应剧烈程度，正确；B项，转化工序中，Bi(NO3)3＋H2OBiONO3＋2HNO3，加入稀HCl能够抑制该水解平衡正向移动，也就抑制生成BiONO3，正确；C项，水解工序中，BiCl3＋H2OBiOCl＋2HCl，加入少量CH3COONa(s)与HCl反应，有利于水解平衡正向移动，提高了Bi3＋水解程度，正确；D项，NH4NO3水解显酸性，BiCl3＋H2OBiOCl＋2HCl，不利于水解平衡正向移动，不利于BiOCl的生成，错误。] 3．(2021·湖南卷)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＋Cl2eq \o(=====,\s\up17(高温),\s\do19(　))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 解析：D　[A项，物质X的作用是使Mg2＋转化为Mg(OH)2沉淀，工业上常采用CaO，发生CaO＋H2O===Ca(OH)2，Ca(OH)2＋Mg2＋===Mg(OH)2＋Ca2＋，A正确；B项，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；C项，由图可知“氯化”过程反应物为MgO、氯气、C，生成物之一为MgCl2，C在高温下能将二氧化碳还原为CO，则“气体”为CO，反应的化学方程式为MgO＋C ＋Cl2eq \o(=====,\s\up17(高温))MgCl2＋CO，C正确；D项，“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。] 4．(2024·贵州卷)煤气化渣属于大宗固废，主要成分为Fe2O3、Al2O3、SiO2及少量MgO等。一种利用“酸浸—碱沉—充钠”工艺，制备钠基正极材料NaFePO4和回收Al2O3的流程如下： 已知： ①25 ℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝2．8 × 10－39，Ksp[Al(OH)3]＝1．3 × 10－33，Ksp[Mg(OH)2]＝5．6 × 10－12； ②2Na[Al(OH)4](aq)eq \o(,\s\up17(AlOH3晶种),\s\do19(加热溶出))Al2O3·3H2O(s)＋2NaOH(aq)。 回答下列问题： (1)“滤渣”的主要成分为______(填化学式)。 (2)25 ℃时，“碱沉”控制溶液pH至3．0，此时溶液中c(Fe3＋)＝________mol/L。 (3)“除杂”时需加入的试剂X是_______________________。 (4)“水热合成”中，NH4H2PO4作为磷源，“滤液2”的作用是____________________，水热合成NaFePO4的离子方程式为_______________________________________________。 (5)“煅烧”得到的物质也能合成钠基正极材料NaFeO2，其工艺如下： ①该工艺经碳热还原得到Fe3O4，“焙烧”生成NaFeO2的化学方程式为__________________________。 ②NaFeO2的晶胞结构示意图如甲所示。每个晶胞中含有NaFeO2的单元数有______个。 ③若“焙烧”温度为700 ℃，n(Na2CO3)∶n(Fe3O4)＝9∶8时，生成纯相Na1－xFeO2，则x＝______，其可能的结构示意图为______(选填“乙”或“丙”)。 解析：煤气化渣(主要成分为Fe2O3、Al2O3、SiO2及少量MgO等)中加浓硫酸酸浸，SiO2不反应、也不溶解成为滤渣，Fe2O3、Al2O3及少量MgO转化为硫酸铁、硫酸铝和硫酸镁，往其中加氢氧化钠溶液进行碱浸，将铁离子转化为氢氧化铁沉淀；过滤，滤液1中含硫酸铝和硫酸镁，加过量的氢氧化钠溶液使镁离子转化为氢氧化镁沉淀除去，过滤，滤液主要含Na[Al(OH)4]和NaOH，往其中加氢氧化铝晶种，过滤得Al2O3·3H2O和NaOH溶液，焙烧Al2O3·3H2O得Al2O3；在煅烧氢氧化铁所获得的产物中加稀硫酸酸浸、足量的铁还原，然后加NH4H2PO4、稳定剂和滤液2水热合成得NaFePO4。 (1)煤气化渣(主要成分为Fe2O3、Al2O3、SiO2及少量MgO等)中加浓硫酸酸浸，SiO2不反应、也不溶解成为滤渣，即“滤渣”的主要成分为SiO2； (2)25 ℃时，“碱沉”控制溶液pH至3．0，即c(H＋)＝10－3mol/L，则c(OH－)＝10－11mol/L，此时溶液中c(Fe3＋)＝eq \f(Ksp[FeOH3],c3OH－)＝eq \f(2.8×10－39,10－113) mol/L＝2．8 × 10－6mol/L； (3)“除杂”时需要沉淀镁离子、得到Na[Al(OH)4]，所以加入的试剂X是NaOH溶液； (4)“水热合成”中，NH4H2PO4作为磷源，“滤液2”为NaOH溶液，其既可以提供合成NaFePO4所需要的Na＋，又可以提供反应所需要的碱性环境，“水热合成”NaFePO4的离子方程式为Fe2＋＋NHeq \o\al(＋,4)＋3OH－＋Na＋＋H2POeq \o\al(－,4)△,NaFePO4↓＋NH3↑＋3H2O； (5)①该工艺经碳热还原得到Fe3O4，“焙烧”时Fe3O4、Na2CO3和O2反应生成NaFeO2，其反应的化学方程式为4Fe3O4＋6Na2CO3＋O2eq \o(=====,\s\up17(焙烧))12 NaFeO2＋6CO2； ②由NaFeO2的晶胞图如甲可知，每个晶胞中含有Fe：4 × eq \f(1,4)＋2＝3，Na：8 × eq \f(1,8)＋2＝3，O：8 × eq \f(1,4)＋4＝6，即每个晶胞中NaFeO2的单元数有3个； ③若“焙烧”温度为700 ℃时，n(Na2CO3)∶n(Fe3O4)＝9∶8时，eq \f(nNa,nFe)＝eq \f(2×9,3×8)＝eq \f(3,4)，生成纯相Na1－xFeO2，则eq \f(1－x,1)＝eq \f(3,4)，解得x＝0．25；丙图中Na：1＋6 × eq \f(1,8)＝1．75，eq \f(1.75,3)≠eq \f(3,4)，乙图中Na：2＋2 × eq \f(1,8)＝2．25，eq \f(2.25,3)＝eq \f(3,4)，则其可能的结构示意图为乙。 答案：(1)SiO2　(2)2．8 × 10－6　(3)NaOH溶液 (4)提供Na＋和反应所需要的碱性环境 Fe2＋＋NHeq \o\al(＋,4)＋3OH－＋Na＋＋H2POeq \o\al(－,4) eq \o(=====,\s\up17(△),\s\do19(　))NaFePO4↓＋NH3↑＋3H2O (5)①4Fe3O4＋6Na2CO3＋O2eq \o(=====,\s\up17(焙烧))12NaFeO2＋6CO2　②3　③0．25　乙 5．(化学与传统文化) (2024·江西卷)景德镇青花瓷素有“国瓷”的美誉。是以黏土为原料，用含钴、铁的颜料着色，上釉后一次性高温烧制而成的青蓝色彩瓷。下列关于青花瓷说法正确的是(　　) A．青蓝色是由于生成了单质钴 B．表面的釉属于有机高分子膜 C．主要成分为铝硅酸盐 D．铁元素的存在形式只有Fe2O3 解析：C　[A．青花瓷上的蓝色花纹是由于使用了含有氧化钴的“青料”绘制而成，与单质钴无直接关系，A错误；B．釉是一种覆盖在陶瓷表面的物质，通常由无机物质组成，如硅酸盐、氧化物等，B错误；C．青花瓷是一种釉面瓷，其材质属于无机非金属材料，主要成分为铝硅酸盐，C正确；D．青花瓷呈现青蓝色，不能确定铁元素的具体存在形式，Fe2O3呈红色，D错误。] 6．(双选)(化学与实际应用)国家速滑馆又称为“冰丝带”，所用的碲化镉(CdTe)发电玻璃被誉为“挂在墙上的油田”。一种以镉废渣(含CdO及少量ZnO、CuO、MnO、FeO杂质)为原料制备镉的工艺流程如图： 已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表所示。 Fe3＋ Fe2＋ Cu2＋ 开始沉淀 2．7 6．3 3．8 完全沉淀 3．2 8．3 5．0 下列说法错误的是(　　) A．调节pH＝5目的是除去Fe和Cu等杂质元素 B．“滤渣2”主要成分为MnO2 C．“置换”后滤液溶质主要成分是ZnSO4 D．“熔炼”过程利用Cd与Na2[Zn(OH)4]的密度差异可以将二者分离 解析：AB　[根据流程图，镉废渣(含CdO及少量ZnO、CuO、MnO、FeO)，加入硫酸溶解生成多种硫酸盐，加入石灰乳调节pH＝5，沉淀除去Cu(OH)2和CaSO4；在滤液中加入KMnO4，把Fe2＋氧化为Fe(OH)3沉淀、把Mn2＋氧化为MnO2；滤液中加入锌置换出Cd，得到海绵镉，海绵镉用氢氧化钠熔炼过量的锌，得到Cd和Na2[Zn(OH)4]。A．调节pH＝5，沉淀除去Cu(OH)2和CaSO4，没除去Fe元素，故A错误；B．滤液中加入KMnO4，把Fe2＋氧化为Fe(OH)3沉淀，把Mn2＋氧化为MnO2；“滤渣2”主要成分为MnO2、Fe(OH)3，故B错误； C．滤液中加入锌置换出Cd，“置换”后滤液溶质主要成分是ZnSO4，故C正确；D．海绵镉用氢氧化钠熔炼过量的锌，“熔炼”过程利用Cd与Na2[Zn(OH)4]的密度差异可以将二者分离，故D正确。] 体系构建 核心巧记 1．Al2O3是两性氧化物，有关反应的离子方程式Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－。 2．Al2O3是冶炼铝的原料，也是较好的耐火材料；Al(OH)3可用作胃酸中和剂；明矾[KAl(SO4)2·12H2O]常用作净水剂。 3．AlCl3溶液中加氨水反应的离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NHeq \o\al(＋,4)； Na[Al(OH)4]溶液中通入足量CO2反应的离子方程式为[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCOeq \o\al(－,3)。 4．Mg的冶炼用电解熔融的MgCl2，因MgO的熔点太高不能用电解MgO来制取单质Mg。 $$