第4板块 大主题整合3 微课时突破2 综合深化解重难（镁、铝制取工艺）（课件）-【创新方案】2026年高考化学一轮复习Ⅰ

微课时突破 2　 综合深化解重难 （镁、铝制取工艺） 一、 二、 提能力(一) 镁、铝的单质及其化合物 三、 目 录 提能力(二) 镁、铝的制备工艺 课时跟踪检测 提能力(一) 镁、铝的单质及其化合物 1．镁、铝的化学性质比较   镁 铝 与非金属单质反应 ①在空气中燃烧发出耀眼白光； ②与氮气反应：3Mg+N2 Mg3N2 ①与空气中的氧气形成致密的氧化膜； ②与氯气加热反应：2Al+3Cl2 2AlCl3 与水反应 与沸水反应： Mg+2H2O Mg(OH)2↓+H2↑ 反应很困难 续表 与酸反应 Mg+2H+=== Mg2++H2↑，相同条件下，反应速率比Al快 ①与H+：2Al+6H+ ===2Al3++ 3H2↑； ②在冷的浓硫酸、浓硝酸中钝化 与碱反应 不反应 2Al+2OH-+6H2O === 2[Al(OH)4]-+3H2↑ 与某些氧化物反应 能在CO2中燃烧：2Mg+CO2 2MgO+C 与Fe2O3的铝热反应：2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3 2．MgO与Al2O3的比较   MgO Al2O3 物理 性质 均为白色粉末，不溶于水，熔点高(MgO>Al2O3)，是优良的耐火材料 化学 性质 与热水反应：MgO+H2O Mg(OH)2↓ 与水不反应 碱性氧化物： MgO+2H+ === Mg2++H2O 两性氧化物：Al2O3+6H+ === 2Al3++3H2O、 Al2O3+2OH-+3H2O === 2[Al(OH)4]- 3．Mg(OH)2与Al(OH)3的比较   Mg(OH)2 Al(OH)3 物理 性质 白色固体，不溶于水 不溶于水的白色胶状固体，具有吸附性 化学 性质 不稳定性：Mg(OH)2 MgO+H2O 不稳定性：2Al(OH)3 Al2O3+3H2O 碱性，溶于强酸： Mg(OH)2+2H+ === Mg2++2H2O 两性： ①溶于强酸：Al(OH)3+3H+=== Al3++ 3H2O； ②溶于强碱：Al(OH)3+OH-=== [Al(OH)4]- 续表 制备 Mg2++强碱： Mg2++2OH- === Mg(OH)2↓； Mg2++弱碱： Mg2++2NH3·H2O=== Mg(OH)2↓ +2N ①Al3+与氨水(不用强碱)： Al3++3NH3·H2O === Al(OH)3↓+ 3N； ②[Al(OH)4]-溶液中通入过量CO2(不用强酸)： [Al(OH)4]-+CO2 === Al(OH)3↓+HC； ③Al3+与[Al(OH)4]-相互促进水解： Al3++3[Al(OH)4]- === 4Al(OH)3↓ [典例]　(2025·广东广州一模)“价—类”二维图体现了元素的分类观、转化观，下图是Al及其部分化合物的“价—类”二维图。下列说法错误的是 (　 ) A．反应⑦属于化合 反应 B．反应①⑥所加试剂可 能相同 C．物质的类别处“ ”代表四羟基合铝酸盐 D．反应④⑤均可以通过加入盐酸实现转化 √ [解析]　根据“价—类”二维图可知a为Al，b为Al2O3，c为铝盐，e为Al(OH)3，c与d，d与e可以相互转化，则d为四羟基合铝酸盐。反应⑦是碱转化为四羟基合铝酸盐，化学方程式为Al(OH)3+NaOH === Na[Al(OH)4]，为化合反应，故A正确；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；根据价类二维图可知，d为四羟基合铝酸盐，故C正确；反应④是四羟基合铝酸盐转化为铝盐，离子方程式为[Al(OH)4]-+4H+ === Al3++ 4H2O，反应⑤是四羟基合铝酸盐转化为碱，离子方程式为[Al(OH)4]-+H+ === Al(OH)3↓+H2O均可以通过加酸实现转化，故D正确。 1．(2025·广东阶段考试)生活中处处有化学。下列生活中Al及其化合物相关反应的离子方程式书写不正确的是 (　 ) A．胃舒平[主要成分为Al(OH)3]治疗胃酸过多：Al(OH)3+3H+ === Al3++3H2O B．泡沫灭火器灭火原理：2Al3++3C+3H2O === 3CO2↑+2Al(OH)3↓ C．某主要成分为苛性钠、铝粉的管道疏通剂：2Al+2OH-+6H2O === 2[Al(OH)4]-+3H2↑ D．明矾净水原理：Al3++3H2O⥫⥬ Al(OH)3(胶体)+3H+ 全训题点考法 √ 解析：胃酸的主要成分为盐酸，胃舒平治疗胃酸过多的离子方程式为Al(OH)3+3H+ === Al3++3H2O，故A正确；泡沫灭火器中碳酸氢钠与硫酸铝溶液反应的离子方程式为Al3++3HC === 3CO2↑+Al(OH)3↓，故B错误；苛性钠与铝粉反应的离子方程式为2Al+2OH-+6H2O === 2[Al(OH)4]-+3H2↑，故C正确；明矾能净水是因为Al3+水解：Al3++ 3H2O ⥫⥬ Al(OH)3(胶体)+3H+，产生的氢氧化铝胶体能吸附水中悬浮的杂质，故D正确。 2．用含有少量镁的铝片制取纯净的Al(OH)3，可能有的步骤为①加盐酸溶解；②加过量苛性钠溶液；③过滤；④通入过量CO2；⑤加过量纯碱溶液，实验操作最合理的组合及顺序是 (　 ) A．①②③④⑤ B．①⑤④③ C．②③④③ D．①⑤③ √ 解析：因镁与碱不反应，而铝可以与碱反应：2Al+2NaOH+ 6H2O === 2Na[Al(OH)4]+3H2↑，反以先加入过量苛性钠，由于镁不溶解，过滤除去，Na[Al(OH)4]要转变为Al(OH)3，可以向滤液中加入过量的CO2，其反应为Na[Al(OH)4]+CO2 === NaHCO3+Al(OH)3↓，再过滤即得纯净的Al(OH)3。 3．下列各组物质， 不能按 (“→”表示反应一步完成)关系转化的是 选项 a b c A Al2O3 Na[Al(OH)4] Al(OH)3 B AlCl3 Al(OH)3 Na[Al(OH)4] C Al Al(OH)3 Al2O3 D MgCl2 Mg(OH)2 MgO √ 解析： ，Al2O3与过量NaOH反应生成Na[Al(OH)4]，Na[Al(OH)4]与CO2反应生成Al(OH)3，Al(OH)3受热分解得Al2O3，A符合题意； ，AlCl3与NH3·H2O反应生成Al(OH)3，Al(OH)3与NaOH反应生成Na[Al(OH)4]，Na[Al(OH)4]与过量盐酸反应生成AlCl3，B符合题意；Al不能一步生成Al(OH)3，C不符合题意； ，MgCl2与NaOH反应生成Mg(OH)2，Mg(OH)2受热分解得MgO，MgO与盐酸反应生成MgCl2，D符合题意。 提能力(二) 镁、铝的制备工艺 1．从海水中提取镁 (1)工艺流程 (2)基本步骤及主要反应 制熟石灰 CaCO3 CaO+CO2↑，CaO+H2O === Ca(OH)2 沉淀 Mg2++Ca(OH)2 === Mg(OH)2↓+Ca2+ 酸化 Mg(OH)2+2HCl === MgCl2+2H2O 结晶 析出MgCl2·6H2O 脱结晶水 在HCl气流中使MgCl2·6H2O脱水制得无水氯化镁 电解 电解熔融氯化镁制得镁：MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑ 2．由铝土矿提取铝 由铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)提取Al2O3的两大工艺流程： 流程(1)　碱溶法 ①③两步骤中可能发生反应的离子方程式： ①Al2O3+2OH-+3H2O === 2[Al(OH)4]-， SiO2+2OH- === Si+H2O； ③[Al(OH)4]-+CO2 === Al(OH)3↓+HC， Si+2CO2+2H2O === H2SiO3↓+2HC。 流程(2)　酸溶法 ①②中可能发生反应的离子方程式： ①Al2O3+6H+ === 2Al3++3H2O， Fe2O3+6H+ === 2Fe3++3H2O， MgO+2H+ === Mg2++H2O； ②Al3++4OH- === [Al(OH)4]-， Fe3++3OH- === Fe(OH)3↓， Mg2++2OH- === Mg(OH)2↓。 [典例]　某铝土矿中主要含有Al2O3、Al(OH)3、AlO(OH)，还含有Fe2O3等杂质。利用拜耳法生产氧化铝的流程如图所示： 回答下列问题： (1)将铝土矿粉碎后再进行“碱浸”，原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)AlO(OH)与NaOH溶液反应的化学方程式为 　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　。  (3)滤渣Ⅰ的主要成分为　　　　　，写出它的一种用途： 　　　　　　　 　　　　　。  增大固液接触面积，加快反应速率 AlO(OH)+NaOH+H2O === Na[Al(OH)4] Fe2O3 作油漆、涂料的颜料等(任写一种即可) [解析]　铝土矿碱浸后过滤得到含[Al(OH)4]-的溶液，Fe2O3与NaOH溶液不反应，故滤渣Ⅰ的主要成分为Fe2O3，加入水稀释促进[Al(OH)4]-水解，加Al(OH)3晶核是为了使水解平衡正向移动，生成Al(OH)3沉淀；浓缩液因为吸收了空气中的CO2而使溶液中含有C杂质，加入熟石灰与C反应得到NaOH溶液和CaCO3固体。 (4)加Al(OH)3晶核的目的是促进Al(OH)3的析出。上述“稀释、结晶”工艺，也可用通入足量的　　　　气体的方法来代替。  [解析]　流程中碱浸后的溶液主要含[Al(OH)4]-，故还可通入CO2气体得到Al(OH)3，其反应为[Al(OH)4]-+CO2 === Al(OH)3↓+HC。 (5)实验室中进行“焙烧”时最适合用来盛放Al(OH)3固体的仪器的名称是　　　　。  [解析]　焙烧时需要在高温下进行，所用仪器为坩埚。 CO2 坩埚 (6)浓缩所得的NaOH溶液由于吸收了空气中的CO2而含有杂质，该杂质可通过苛化反应除去，写出苛化反应的化学方程式： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 [解析]　NaOH吸收空气中的CO2发生的反应为2NaOH+CO2 === Na2CO3+H2O，加入熟石灰的反应为Na2CO3+Ca(OH)2 === 2NaOH+ CaCO3↓。 (7)该生产流程能实现　　　　(填化学式)的循环利用。  [解析]　流程中碱浸时加入了NaOH溶液，苛化后得到NaOH溶液，可见NaOH参与了整个流程的循环。 Na2CO3+Ca(OH)2 === 2NaOH+ CaCO3↓ NaOH 题点(一)　铝的制备 1．(2025·江苏盐城检测)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： 全训题点考法 已知SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀，下列说法正确的是 (　 ) A．“碱溶”时生成四羟基合铝酸钠的离子方程式为Al2O3+2OH- ===[Al(OH)4]- B．“过滤Ⅰ”的滤渣成分为Fe2O3 C．“反应”中加入NaHCO3溶液的作用同于通入CO2 D．“电解Ⅰ”中作阳极的石墨易消枆，阳极反应中失电子物质主要是石墨 √ 解析：铝土矿主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质，用NaOH溶液溶解，SiO2和部分Al2O3在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀，过滤除去Fe2O3、铝硅酸钠沉淀，滤液为Na[Al(OH)4]溶液，加入NaHCO3溶液生成Al(OH)3沉淀和Na2CO3，灼烧Al(OH)3生成Al2O3，电解熔融Al2O3生成金属铝。“碱溶”时氧化铝和NaOH反应生成四羟基合铝酸钠，反应的离子方程式为Al2O3+2OH-+3H2O === 2[Al(OH)4]-，A错误；“过滤Ⅰ”的滤渣成分为Fe2O3、铝硅酸钠沉淀，B错误；“反应”中加入NaHCO3溶液，NaHCO3和[Al(OH)4]-反应，将[Al(OH)4]-转化为Al(OH)3沉淀，C正确；石墨惰性电极不参与电极反应，D错误。 2．工业上用某种氧化铝矿石(含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图： 对上述流程的判断不正确的是(　 ) A．试剂X可以为NaOH溶液，沉淀中含有铁的化合物 B．不宜用H2SO4溶液或稀盐酸代替CO2 C．反应Ⅱ为CO2+[Al(OH)4]- === Al(OH)3↓+HC D．工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al，成本更低 √ 解析：分离氧化铝和氧化铁，要用强碱溶液，A正确；CO2可以和四羟基合铝酸盐反应制得氢氧化铝，用过量H2SO4溶液或稀盐酸代替会导致生成的氢氧化铝溶解，B正确；过量的二氧化碳与四羟基合铝酸盐反应生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢盐，C正确；Fe活动性较Al弱，与Al2O3不反应，D错误。 题点(二)　镁的制备 3．(2025·山东青岛一模)海水中蕴藏着丰富的化学资源，海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是(　 ) A．操作a为结晶 B．精制过程中，加入NaOH溶液可除去粗盐中的Mg2+ C．反应①为氧化还原反应，反应②为复分解反应 D．将Mg(OH)2加热分解，可以得到金属Mg √ 解析：海水经过操作a获得母液和粗盐，说明水没有完全蒸发，故操作a应为蒸发浓缩，结晶之后过滤，A正确；粗盐中含有Mg2+杂质，可加入NaOH将Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀除去，B正确；饱和食盐水制取烧碱为氯碱工业，具体反应为2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑，有化合价发生改变，故为氧化还原反应；反应②为Ca(OH)2+MgCl2 === Mg(OH)2↓+CaCl2，此反应为复分解反应，C正确；Mg(OH)2受热分解生成MgO和H2O，得不到Mg，D错误。 4．以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下： 已知浸出时产生的废渣中有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是 (　 ) A．浸出镁的反应为MgO+2NH4Cl === MgCl2+2NH3↑+H2O B．浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行 C．流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl D．分离Mg2+与Al3+、Fe3+是利用了它们氢氧化物的Ksp不同 √ 解析：结合工艺流程可知煅烧后得到的轻烧粉的成分为MgO和少量SiO2、Fe2O3、Al2O3，NH4Cl溶液呈酸性，浸出时使MgO及Fe2O3、Al2O3溶解，浸出后得到的废渣中含有SiO2、Fe(OH)3 和Al(OH)3，所得浸出液中含有Mg2+及过量的NH4Cl，加入氨水时Mg2+转化为Mg(OH)2，经煅烧得到高纯镁砂MgO。浸出镁的反应为MgO+ 2NH4Cl === MgCl2+2NH3↑+H2O，A正确；浸出可以在较高温度下进行，促进NH4Cl水解和NH3的逸出，但沉镁应在低温下进行，以减弱氨水分解，B错误；结合流程图可知，浸出得到的NH3可转化为氨水，用于沉镁，滤液中含有过量的NH4Cl，可用于浸出时的反应液，故该流程中NH3和NH4Cl可循环使用，C正确；本流程中分离Mg2+时，Al3+、Fe3+转化为沉淀，是利用了它们氢氧化物的Ksp不同，D正确。 课时跟踪检测 (单击进入电子文档) $$