第03讲 镁、铝及其重要化合物（复习讲义）（山东专用）2026年高考化学一轮复习讲练测

第03讲 镁、铝及其重要化合物 目录 01 02 体系构建·思维可视 03 核心突破·靶向攻坚 考点一 镁及其化合物 知识点1 镁的性质 知识点2 氧化镁与氢氧化镁 知识点3 镁的其他化合物 考向1 考查镁及其化合物的性质、应用与转化 考向2 考查镁及其化合物的制备 考点二　铝及其化合物 知识点1 铝的性质 知识点2 氧化铝和氢氧化铝 知识点3 常见的铝盐 知识点4 “铝三角” 考向1 考查铝及其化合物的性质、用途与转化 考向2 考查铝及其化合物制备的工艺流程 04 考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年 铝及其化合物的性质与应用 选择题 非选择题 山东卷T2（A项），2分 山东卷T6，2分 考情分析： 分析近年的山东卷高考试题，可以看出山东高考对镁、和铝相关内容的考查较少，主要考查了铝及其化合物的性质和用途，以选择题的形式呈现。镁、铝及其化合物作为高中重要的无机物，虽然高考考查较少，但依然不能忽视。“铝三角”是命题的出发点，重点关注以选择题型结合离子方程式的书写正误判断、离子共存问题考查Al及其化合物的转化；以化工流程图中铝土矿的开发为载体以填空题型考查镁、铝及其化合物的性质、制备等。 复习目标： 1.掌握铝及其重要化合物的主要性质及其应用。 2.掌握镁及其重要化合物的主要性质及其应用。 3.了解铝、镁及其重要化合物的制备方法。 考点一 镁及其化合物 知识点1 镁的性质 1．镁的原子结构及存在 （1）镁的原子结构：镁元素在元素周期表中位于第 周期第 族，原子结构示意图为 。镁是较活泼的金属，在金属活动性顺序中位于铝、锌、铁的前面。镁在化学反应中，能表现出较强的 性，即 电子的能力强，是常用的 剂。 （2）镁的存在：镁蕴藏量丰富，在宇宙中含量第 ，在地壳中含量丰度2%。含镁矿物主要来自白云岩[CaMg(CO3)2]、菱镁矿（MgCO3）、水镁矿[Mg(OH)2]、光卤石（KCl·MgCl2·6H2O）和橄榄石[(Mg，Fe)2SiO4]等。海水、天然盐湖水也是含镁丰富的资源。 2.镁的物理性质 具有 色金属光泽的固体，密度、硬度均较 ，熔点较 ，有良好的导 、传 和 性。 3.镁的化学性质 ①与非金属反应 A.镁条在O2中燃烧，发出耀眼的 ，生成白色固体物质，反应的化学方程式为 ； B.镁条能与N2反应，化学方程式为3Mg＋N2Mg3N2(镁在空气中燃烧得到 、 和 的混合物)。 得分速记 Mg3N2能与水剧烈反应生成Mg(OH)2沉淀，放出氨气，所以只能在干态下制取。 C.镁条能与Cl2反应，化学方程式为 ②与CO2反应： (镁着火不能用 灭火) ③与H2O反应： （镁与冷水反应很 ，镁在沸水中反应较 。） ④与H＋反应： 4.镁的用途 ① 用于制造信号弹和焰火； ② 用于制造火箭、导弹和飞机的部件； ③ 用于制耐高温材料；氢氧化镁用做阻燃剂； ④冶金工业上 用作还原剂和脱氧剂。 5.镁的工业制备——海水提镁 工艺流程 基本步骤及主要反应 制石灰乳：化学方程式为 、 沉淀：化学方程式为 酸化：化学方程式为 蒸发结晶：析出MgCl2·6H2O， 脱水：在氯化氢气流中使MgCl2·6H2O脱水制得无水氯化镁，氯化氢的作用抑制Mg2+的水解， 电解：电解熔融氯化镁制得镁，化学方程式为 得分速记 ①由MgCl2·6H2O到无水MgCl2，必须在HCl气流中加热，以防MgCl2水解。 ②因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应，故工业电解MgCl2得到的镁，应在H2氛围中冷却。 知识点2 氧化镁与氢氧化镁 MgO Mg(OH)2 晶体类型 ________晶体 ________晶体 物理性质 熔点高、密度小，白色固体 白色固体 化学性质 水 溶于水： MgO＋H2O＝ 于水 酸 MgO＋2H＋＝ Mg(OH)2＋2H＋＝ 盐 2Fe3＋＋3H2O＋3MgO＝ 2NH4＋＋Mg(OH)2＝ 2Fe3＋＋3Mg(OH)2＝ 制法 Mg(OH)2 Mg2＋＋OH－＝ 用途 耐火材料 氢氧化镁是塑料、橡胶制品优良的 得分速记 碳酸镁水解生成氢氧化镁，反应的化学方程式： ，镁元素在水垢中的存在形式是 。 知识点3 镁的其他化合物 1．氯化镁：MgCl2可发生水解，由MgCl2·6H2O制备MgCl2时，要在 中脱水，MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O，无水MgCl2用于电解制备金属 。 2．氮化镁：在水中剧烈水解，其反应的化学方程式为 ，与酸反应生成两种盐： 。 考向1 考查镁及其化合物的性质、应用与转化 例1 实验室以空气和镁为原料制备Mg3N2的装置如图所示（夹持和加热装置略去），已知Mg3N2遇到水蒸气会反应生成NH3，还原铁粉与N2不会反应。下列说法不正确的是 A．装置A、B中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸 B．若去掉装置C，对产品纯度影响很大 C．实验时应先加热C，通入一段时间空气后再加热D D．装置E中碱石灰的作用是吸收尾气 【变式训练1】下列物质的转化在给定条件下不能实现的是 A． B． C． D． 考向2 考查镁及其化合物的制备 例2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，Mg3N2是一种浅黄色粉末，易水解。下列说法错误的是 A．装置的作用只是吸收装置中产生的水蒸气 B．实验开始时应先点燃处酒精灯；再点燃处酒精灯 C．装置A中生石灰可用氢氧化钠固体代替 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 【变式训练1·变考法】用镁还原TiCl4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MgCl2可制备金属Mg B．“高温还原”时，发生反应的化学方程式为2Mg＋TiCl4Ti＋2MgCl2 C．用金属镁还原TiCl4过程中需通入N2或Ar作保护气 D．“真空蒸馏”的目的是使Mg、MgCl2气化，实现与Ti的分离 【变式训练2·变题型】MgSO4·7H2O是一种重要的化工原料。某研究性学习小组设计了利用菱镁矿石(主要成分是MgCO3，并含有MnCO3，SiO2杂质)制取MgSO4·7H2O的实验，流程如下： （1）第①步研磨的目的是________________________________________，所得滤液主要含__________、__________等溶质。 （2）第②步反应的离子方程式为_________________________________________________。 （3）第③步浓缩结晶后，要经过_______，洗涤，干燥等步骤才可得到MgSO4·7H2O，洗涤沉淀的基本操作是：将沉淀置于过滤器中，______________________________________________________________。 （4）若制得MgSO4·7H2O的质量为82.00 g，测得MnO2质量为1.74 g，且测得第①步滤渣质量为4.70 g，忽略各物质在溶液中的溶解损失，可计算出菱镁矿石中MgCO3的质量分数为________。 考点二 铝及其化合物 知识点1 铝的性质 1．铝的原子结构和存在 （1）铝的原子结构：铝位于元素周期表第 周期 族，原子结构示意图为 。 （2）铝的存在：自然界中的铝 以化合态的形式存在，地壳中铝含量位列金属第 位，以铝土矿的形式存在，主要成分是 ，含少量Fe2O3和SiO2。 2．金属铝的物理性质 色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和导热性等，密度较 ，质地 。 3．金属铝的化学性质 ①常温下，铝与氧气形成致密氧化膜，加热发生： ，铝片在空气中加热，铝片卷曲而不滴落，是因为氧化铝的熔点 铝。 ② ③铝遇氧化性酸——浓硫酸、浓硝酸 ，与非氧化酸发生反应生成 ： ④ ⑤ 4．铝热反应 实验装置 实验现象 ①镁带剧烈 ，放出大量的 ，并发出耀眼的 ，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 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 ： 原理应用 ①制取熔点较 、活动性 于Al的金属，如铁、 、锰、 等， ； ②金属 ，如野外 等 5.铝的制备 生产流程 注意点 Al2O3熔点高，加助溶剂 不能用AlCl3 得分速记 工业上冶炼Al用电解熔融Al2O3而不用AlCl3的原因：AlCl3是共价化合物，熔融态不导电。 （2）铝的用途： 用作导线， 用于制造汽车、飞机、生活用品等， 还用作还原剂。 6.铝与酸或碱反应生成H2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 。 ②消耗H＋、OH－的物质的量之比为n(H＋)∶n(OH－)＝ 。 （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 。 ②生成H2的物质的量之比为 。 （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 不足。 ②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而 过量。 得分速记 （1）常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生“钝化”，而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应。 （2）铝与稀硝酸反应时生成的气体是NO而不是H2。 （3）铝不但能与酸(H＋)反应，还能够与碱溶液反应，表现为特殊性。2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。其反应机理应为：铝先与强碱溶液中的水反应生成H2和Al(OH)3，然后Al(OH)3再与NaOH反应生成H2O和NaAlO2，反应中铝作还原剂，水作氧化剂，NaOH无电子得失。 （4）铝热反应是在高温状态下进行的置换反应，铝只能与排在金属活动性顺序其后的金属氧化物反应。铝不能与MgO反应，铝热反应不能用来冶炼大量的金属铁、铜等(要考虑冶炼成本)。 （5）Mg在CO2中能够燃烧，所以活泼金属镁着火不能用干粉灭火器和泡沫灭火器灭火。同时镁与氮气反应生成Mg3N2。 知识点2 氧化铝和氢氧化铝 1．氧化铝和氢氧化铝的性质 氧化铝 氢氧化铝 化学性质 与强酸反应 Al2O3＋H＋＝__________ Al(OH)3＋3H＋＝ 与强碱反应 Al2O3＋OH－＝___________ Al(OH)3＋OH－＝ 热稳定性 —— Al(OH)3 Al(OH)3电离方程式 Al(OH)3 应用 耐火材料 医药、阻燃剂 2．氢氧化铝的制备 方案 Al3＋ Al(OH)3AlO2－ Al(OH)3 的实验室制备 （写离子方程式） Al3＋＋NH3·H2O AlO2－＋CO2(过量) AlO2－＋CO2(少量) AlO2－＋Al3＋ OH－＋Al3＋(过量) 温馨提醒 由于Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，因此Al3＋不能存在于中性溶液中！ ①用铝盐与碱液反应制取Al(OH)3时，采用弱碱溶液氨水而不用强碱溶液。 ②用偏铝酸盐与酸反应制取Al(OH)3时，一般向溶液中通入CO2而不使用强酸。 知识点3 常见的铝盐 1.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 ____ 盐。 2）明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，它是________色晶体，________溶于水，水溶液pH____7。 3）明矾净水的原理：明矾可以净水，其净水的原理是 ，Al(OH)3胶体吸附水中的杂质形成沉淀而净水，使水澄清。 得分速记 （1）Al2O3、Al(OH)3是中学阶段接触的唯一与碱反应的金属氧化物和氢氧化物，经常应用到除杂、计算题中，所以一定要熟记这两个反应的离子方程式。 （2）Al(OH)3具有两性，能溶于强酸(如盐酸)、强碱(如NaOH溶液)，但不溶于弱酸(如H2CO3)、弱碱溶液(如氨水)。 （3）由Al(OH)3的两式电离以及与酸和碱反应的离子方程式可知：与酸反应时相当于三元碱，与碱反应时相当于一元酸。 （4）明矾净水只能除去水中的悬浮杂质，不能杀菌消毒，与氯气消毒原理不同。 2.AlCl3的结构与性质 1）AlCl3熔点、沸点都很 ____，且会 ， ____溶于乙醚等有机溶剂，因为它是一种 型化合物。熔化的AlCl3不易导电，AlCl3晶体属于 晶体，故制备铝时 ____用AlCl3电解。 2） AlCl3的蒸汽或处于熔融状态时，都以AlCl3 分子形式存在。AlCl3二聚分子的形成原因是铝原子的缺电子结构。AlCl3二聚分子结构示意图如图，其中每个铝原子均为 杂化，各有1条空的轨道，氯原子处于以铝原子为中心的四面体的4个顶点位置。分子中有桥式氯原子存在，桥式氯原子在与其中一个铝原子成σ键的同时，与另一个铝原子的空轨道发生配位，形成σ配位键。 3）AlCl3能与Cl－生成AlCl4-：AlCl3（aq）＋ Cl－（aq）=AlCl4-（aq） 4）与Al2Cl6类似，AlCl4-、Na3AlF6、Al(OH)4-中均存在配位键。 3.偏铝酸盐 AlO2－Al(OH)3 1 制取 Al3＋＋4OH－＝ 2 性质 ①与H2O反应：AlO2－＋H2O ②与酸反应：AlO2－＋H＋(少量) ＋H2O＝______ AlO2－＋H＋(过量)＝______ ③与某些盐反应：3AlO2－＋3Al3＋＋6H2O＝ 温馨提醒 ①AlO2－只能存在于碱性溶液中，与H＋、Al3＋、NH4＋、Fe3＋等离子在溶液中不能共存！ ②电离能力：H2CO3＞HCO3－＞Al(OH)3（HCO3－与AlO2－在溶液中不能大量共存，不要求记忆） 知识点4 “铝三角” 1．Al3＋、Al(OH)3、[Al(OH)4]－之间的转化关系 （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. ；Ⅱ. (若先与NH反应，则生成的NH3·H2O又使Al3＋沉淀且生成NH)；Ⅲ. [若先溶解Al(OH)3，则产生的AlO又与NH反应生成沉淀]；Ⅳ. 。 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. ；Ⅱ. (AlO比CO先反应)；Ⅲ. ；Ⅳ. [HCO比Al(OH)3先反应]；Ⅴ. 。 考向1 考查铝及其化合物的性质、用途与转化 例1铝是一种很重要的金属，可以发生一系列反应制备物质，如图所示： 　 下列说法错误的是 A．反应①又称铝热反应，可用于焊接铁轨 B．反应②、③都有氢气生成，产生等量的氢气时转移的电子数相等 C．常用反应⑥制备Al(OH)3，方法是向Al2(SO4)3溶液中滴加足量的NaOH溶液 D．工业上用反应⑦制备铝时，常加入冰晶石以降低氧化铝的熔融温度 【变式训练1】下列有关铝及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 A．金属铝质地柔软，可用于冶炼高熔点金属 B．氧化铝熔点高，可用作耐火材料 C．氢氧化铝具有弱酸性，可用于治疗胃酸过多 D．Al2(SO4)3易溶于水，故可用作净水剂 【变式训练2·变考法】（在给定条件下，下列选项所示的物质间转化不能实现的是 A．Al(s)Al(OH)3(s)Al2O3(s) B．Al2O3(熔融)Al(s)AlCl3(s) C．AlAl2O3NaAlO2(aq) D．Al2O3(s)NaAlO2(aq)Al(OH)3(s) 考向2 考查铝及其化合物制备的工艺流程 例3由制铝工业废渣（主要含Fe、Ca、Si、Al等的氧化物）制取聚合硫酸铁铝净水剂的流程如下。 下列有关说法不正确的是 A．控制适当反应温度并不断搅拌，有利于提高铁、铝浸取率 B．Al2O3与稀硫酸反应的离子方程式：Al2O3＋6H＋＝2Al3＋＋3H2O C．滤液中主要存在的阳离子有：H＋、Fe2＋、Ca2＋、Al3＋ D．聚合硫酸铁铝水解形成的胶体具有吸附作用 【变式训练1·变考法】铝是一种重要的金属，如图是工业生产中利用铝土矿(成分为氧化铝、氧化铁)制取铝的流程。下列说法不正确的是 A．实验室完成操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台 B．向铝土矿中加入溶液，发生反应的化学方程式为(或) C．在生产过程中可以循环使用 D．将等质量的铝与足量的盐酸或氢氧化钠溶液反应，产生氢气的物质的量一定相同 【变式训练2·变题型】铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途。已知：铝土矿中含有40%～60%Al2O3，1%～15%SiO2，7%～30%Fe2O3，下图是从铝土矿中制备铝的工艺流程： 已知：①铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质； ②溶液中的硅酸钠与四羟基合铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学反应方程式为2Na2SiO3＋2Na[Al(OH)4]＝Na2Al2Si2O8↓＋4NaOH＋2H2O 回答下列问题： （1）写出向铝土矿中加入足量氢氧化钠溶液操作中发生反应的离子方程式：_____________________________________________。 （2）滤渣A的主要成分为__________________________；滤渣A的用途是_______________(只写一种)；实验室过滤时使用玻璃棒，其作用是__________。 （3）在工艺流程第三步中，选用二氧化碳作酸化剂的原因是_______________________________。 （4）若将铝溶解，下列试剂中最好选用______(填编号)。理由是___________________________。 A．浓硫酸 B．稀硫酸 C．稀硝酸 1．（2025·陕晋青宁卷）下列有关物质性质与用途对应关系错误的是 A．单晶硅熔点高，可用于制造芯片 B．金属铝具有还原性，可用于冶炼金属 C．浓硫酸具有吸水性，可用作干燥剂 D．乙炔燃烧火焰温度高，可用于切割金属 2．（2024·江苏卷）在给定条件下，下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是 A．HCl制备：溶液和 B．金属Mg制备：溶液 C．纯碱工业：溶液 D．硫酸工业： 3．（2024·浙江6月卷）下列说法不正确的是 A．呈两性，不能用于治疗胃酸过多 B．能与反应产生，可作供氧剂 C．有还原性，能被氧化成 D．见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中 4．（2023·北京卷）一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如图，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 5．（2021·浙江卷）下列说法不正确的是 A．硅酸钠是一种难溶于水的硅酸盐 B．镁在空气中燃烧可生成氧化镁和氮化镁 C．钠与水反应生成氢氧化钠和氢气 D．常温下，铝遇浓硝酸或浓硫酸时会发生钝化 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第03讲 镁、铝及其重要化合物 目录 01 02 体系构建·思维可视 03 核心突破·靶向攻坚 考点一 镁及其化合物 知识点1 镁的性质 知识点2 氧化镁与氢氧化镁 知识点3 镁的其他化合物 考向1 考查镁及其化合物的性质、应用与转化 考向2 考查镁及其化合物的制备 考点二　铝及其化合物 知识点1 铝的性质 知识点2 氧化铝和氢氧化铝 知识点3 常见的铝盐 知识点4 “铝三角” 考向1 考查铝及其化合物的性质、用途与转化 考向2 考查铝及其化合物制备的工艺流程 04 考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年 铝及其化合物的性质与应用 选择题 非选择题 山东卷T2（A项），2分 山东卷T6，2分 考情分析： 分析近年的山东卷高考试题，可以看出山东高考对镁、和铝相关内容的考查较少，主要考查了铝及其化合物的性质和用途，以选择题的形式呈现。镁、铝及其化合物作为高中重要的无机物，虽然高考考查较少，但依然不能忽视。“铝三角”是命题的出发点，重点关注以选择题型结合离子方程式的书写正误判断、离子共存问题考查Al及其化合物的转化；以化工流程图中铝土矿的开发为载体以填空题型考查镁、铝及其化合物的性质、制备等。 复习目标： 1.掌握铝及其重要化合物的主要性质及其应用。 2.掌握镁及其重要化合物的主要性质及其应用。 3.了解铝、镁及其重要化合物的制备方法。 考点一 镁及其化合物 知识点1 镁的性质 1．镁的原子结构及存在 （1）镁的原子结构：镁元素在元素周期表中位于第三周期第ⅡA族，原子结构示意图为。镁是较活泼的金属，在金属活动性顺序中位于铝、锌、铁的前面。镁在化学反应中，能表现出较强的金属性，即失电子的能力强，是常用的还原剂。 （2）镁的存在：镁蕴藏量丰富，在宇宙中含量第八，在地壳中含量丰度2%。含镁矿物主要来自白云岩[CaMg(CO3)2]、菱镁矿（MgCO3）、水镁矿[Mg(OH)2]、光卤石（KCl·MgCl2·6H2O）和橄榄石[(Mg，Fe)2SiO4]等。海水、天然盐湖水也是含镁丰富的资源。 2.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。 3.镁的化学性质 ①与非金属反应 A.镁条在O2中燃烧，发出耀眼的强光，生成白色固体物质，反应的化学方程式为2Mg＋O22MgO； B.镁条能与N2反应，化学方程式为3Mg＋N2Mg3N2(镁在空气中燃烧得到MgO、C和Mg3N2的混合物)。 得分速记 Mg3N2能与水剧烈反应生成Mg(OH)2沉淀，放出氨气，所以只能在干态下制取。 C.镁条能与Cl2反应，化学方程式为Mg＋Cl2MgCl2 ②与CO2反应：2Mg＋CO22MgO＋C(镁着火不能用CO2灭火) ③与H2O反应：Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑（镁与冷水反应很慢，镁在沸水中反应较快。） ④与H＋反应：Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑ 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.镁的工业制备——海水提镁 工艺流程 基本步骤及主要反应 制石灰乳：化学方程式为CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca(OH)2 沉淀：化学方程式为Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ 酸化：化学方程式为Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O 蒸发结晶：析出MgCl2·6H2O，MgCl2＋6H2O=MgCl2·6H2O↓ 脱水：在氯化氢气流中使MgCl2·6H2O脱水制得无水氯化镁，氯化氢的作用抑制Mg2+的水解，MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O 电解：电解熔融氯化镁制得镁，化学方程式为MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 得分速记 ①由MgCl2·6H2O到无水MgCl2，必须在HCl气流中加热，以防MgCl2水解。 ②因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应，故工业电解MgCl2得到的镁，应在H2氛围中冷却。 知识点2 氧化镁与氢氧化镁 MgO Mg(OH)2 晶体类型 ________晶体 ________晶体 物理性质 熔点高、密度小，白色固体 白色固体 化学性质 水 微溶于水： MgO＋H2O＝Mg(OH)2 不溶于水 酸 MgO＋2H＋＝Mg2＋＋H2O Mg(OH)2＋2H＋＝Mg2＋＋2H2O 盐 2Fe3＋＋3H2O＋3MgO＝2Fe(OH)3↓＋3Mg2＋ 2NH4＋＋Mg(OH)2＝Mg2＋＋2NH3·H2O 2Fe3＋＋3Mg(OH)2＝3Mg2＋＋2Fe(OH)3↓ 制法 Mg(OH)2MgO＋H2O Mg2＋＋OH－＝Mg(OH)2↓ 用途 耐火材料 氢氧化镁是塑料、橡胶制品优良的阻燃剂 得分速记 碳酸镁水解生成氢氧化镁，反应的化学方程式：MgCO3＋H2OMg(OH)2＋CO2↑，镁元素在水垢中的存在形式是Mg(OH)2。 知识点3 镁的其他化合物 1．氯化镁：MgCl2可发生水解，由MgCl2·6H2O制备MgCl2时，要在HCl的气氛中脱水，MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O，无水MgCl2用于电解制备金属镁。 2．氮化镁：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。 考向1 考查镁及其化合物的性质、应用与转化 例1 实验室以空气和镁为原料制备Mg3N2的装置如图所示（夹持和加热装置略去），已知Mg3N2遇到水蒸气会反应生成NH3，还原铁粉与N2不会反应。下列说法不正确的是 A．装置A、B中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸 B．若去掉装置C，对产品纯度影响很大 C．实验时应先加热C，通入一段时间空气后再加热D D．装置E中碱石灰的作用是吸收尾气 【答案】D 【解析】A项，镁为活泼金属，会与空气中的氧气、二氧化碳和水蒸气反应，要制备氮化镁，需要去除空气中的氧气、二氧化碳和水蒸气，装置A、B中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸，由于混合气体通过氢氧化钠溶液后带出水蒸气，因此浓硫酸需要放在氢氧化钠溶液后，对气体进行干燥，正确；B项，装置C的作用是除去氧气，若去掉装置C，镁与氧气反应生成氧化镁，对产品纯度有影响，正确；C项，氧气会与镁反应，为保证装置内氧气全部除去，实验时应先加热C，通入一段时间空气除尽氧气，然后再加热，正确；D项，根据Mg3N2遇水会发生反应生成Mg(OH)2和NH3，装置E中碱石灰的作用是防止空气中二氧化碳和水蒸气进入装置D中，错误。 【变式训练1】下列物质的转化在给定条件下不能实现的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A．碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳、水，碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，故A正确； B．氯化镁和氢氧化钙反应生成氢氧化镁沉淀，氢氧化镁灼烧生成氧化镁和水，故B正确； C．过量二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸氢钠，碳酸氢钠和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，故C正确； D．氯化钙和二氧化碳不反应，故D错误； 故选：D。 考向2 考查镁及其化合物的制备 例2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，Mg3N2是一种浅黄色粉末，易水解。下列说法错误的是 A．装置的作用只是吸收装置中产生的水蒸气 B．实验开始时应先点燃处酒精灯；再点燃处酒精灯 C．装置A中生石灰可用氢氧化钠固体代替 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 【答案】A 【分析】A装置中分液漏斗盛放浓氨水，浓氨水与生石灰混合放出氨气，B中碱石灰干燥氨气，C装置中氨气与氧化铜在加热条件下生成氮气，装置D中浓硫酸能够吸收氨气、干燥氮气，干燥的氮气进入E装置与Mg加热反应，生成Mg3N2，F装置防止空气中的水等进入装置与氮化镁反应。 【解析】A．装置D的作用吸收氨气、干燥氮气，故A错误； B．实验进行时，应先点燃C处酒精灯，等产生的较纯的氮气进入Ｅ中时再点燃Ｅ中酒精灯，故B正确； C．浓氨水与氢氧化钠固体放热生成氨气，所以装置A中生石灰可用氢氧化钠固体代替，故C正确； D．取反应后装置E所得固体少许，滴入蒸馏水，氮化镁与水反应生成氢氧化镁和氨气，若闻到刺激性气味，则有氮化镁，故D正确； 故答案为：A。 【变式训练1·变考法】用镁还原TiCl4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MgCl2可制备金属Mg B．“高温还原”时，发生反应的化学方程式为2Mg＋TiCl4Ti＋2MgCl2 C．用金属镁还原TiCl4过程中需通入N2或Ar作保护气 D．“真空蒸馏”的目的是使Mg、MgCl2气化，实现与Ti的分离 【答案】C 【解析】A项，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MgCl2的方法制备金属Mg，正确；B项，还原时，发生反应的化学方程式为2Mg＋TiCl4Ti＋2MgCl2，正确；C项，点燃条件下金属镁和N2能反应，则用金属镁还原TiCl4过程中N2不能用作保护气，可通入Ar作保护气，错误；D项，“真空蒸馏”时，需要将金属Mg、MgCl2分离除去，由于金属钛的熔点很高，因此“真空蒸馏”的目的是降低单质Mg和MgCl2的沸点，使Mg、MgCl2气化，实现与Ti的分离，正确。 【变式训练2·变题型】MgSO4·7H2O是一种重要的化工原料。某研究性学习小组设计了利用菱镁矿石(主要成分是MgCO3，并含有MnCO3，SiO2杂质)制取MgSO4·7H2O的实验，流程如下： （1）第①步研磨的目的是________________________________________，所得滤液主要含__________、__________等溶质。 （2）第②步反应的离子方程式为_________________________________________________。 （3）第③步浓缩结晶后，要经过_______，洗涤，干燥等步骤才可得到MgSO4·7H2O，洗涤沉淀的基本操作是：将沉淀置于过滤器中，______________________________________________________________。 （4）若制得MgSO4·7H2O的质量为82.00 g，测得MnO2质量为1.74 g，且测得第①步滤渣质量为4.70 g，忽略各物质在溶液中的溶解损失，可计算出菱镁矿石中MgCO3的质量分数为________。 【答案】（1）使溶解充分并加快溶解速率 MgSO4 MnSO4 （2）Mn2＋＋ClO－＋H2O＝MnO2↓＋Cl－＋2H＋ （3）过滤 加蒸馏水至刚好浸没沉淀，待水流尽，重复2～3次 （4）80% 【解析】由流程图可知第①步酸溶后得到的滤渣为SiO2，滤液中含有MgSO4，MnSO4，在第②步中Mn2＋被ClO－氧化为MnO2，过滤除去，ClO－自身被还原为Cl－(该转化在酸性环境中进行)，最后浓缩、结晶析出晶体，经过滤，洗涤，干燥等即可得到MgSO4晶体。 （4）由原子守恒知，所取矿石样品质量为m(MgCO3)＋m(MnCO3)＋m(SiO2)＝84 g·mol－1×(82.00 g/246 g·mol－1)＋115 g·mol－1×(1.74 g/87 g·mol－1)＋4.70 g＝28.0 g＋2.30 g＋4.70 g＝35.0 g，故矿石中MgCO3的质量分数为28.0 g/35.0 g×100%＝80%。 考点二 铝及其化合物 知识点1 铝的性质 1．铝的原子结构和存在 （1）铝的原子结构：铝位于元素周期表第3周期ⅢA族，原子结构示意图为。 （2）铝的存在：自然界中的铝全部以化合态的形式存在，地壳中铝含量位列金属第一位，以铝土矿的形式存在，主要成分是Al2O3，含少量Fe2O3和SiO2。 2．金属铝的物理性质 银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和导热性等，密度较小，质地柔软。 3．金属铝的化学性质 ①常温下，铝与氧气形成致密氧化膜，加热发生：4Al＋3O22Al2O3，铝片在空气中加热，铝片卷曲而不滴落，是因为氧化铝的熔点高于铝。 ②2Al＋3Cl22AlCl3 ③常温铝遇氧化性酸——浓硫酸、浓硝酸钝化，与非氧化酸发生反应生成氢气：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ ④2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑ ⑤2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 4．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 5.铝的制备 生产流程 注意点 Al2O3熔点高，加助溶剂 不能用AlCl3 得分速记 工业上冶炼Al用电解熔融Al2O3而不用AlCl3的原因：AlCl3是共价化合物，熔融态不导电。 （2）铝的用途：纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等，铝还用作还原剂。 6.铝与酸或碱反应生成H2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。 得分速记 （1）常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生“钝化”，而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应。 （2）铝与稀硝酸反应时生成的气体是NO而不是H2。 （3）铝不但能与酸(H＋)反应，还能够与碱溶液反应，表现为特殊性。2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。其反应机理应为：铝先与强碱溶液中的水反应生成H2和Al(OH)3，然后Al(OH)3再与NaOH反应生成H2O和NaAlO2，反应中铝作还原剂，水作氧化剂，NaOH无电子得失。 （4）铝热反应是在高温状态下进行的置换反应，铝只能与排在金属活动性顺序其后的金属氧化物反应。铝不能与MgO反应，铝热反应不能用来冶炼大量的金属铁、铜等(要考虑冶炼成本)。 （5）Mg在CO2中能够燃烧，所以活泼金属镁着火不能用干粉灭火器和泡沫灭火器灭火。同时镁与氮气反应生成Mg3N2。 知识点2 氧化铝和氢氧化铝 1．氧化铝和氢氧化铝的性质 氧化铝 氢氧化铝 化学性质 与强酸反应 Al2O3＋H＋＝__________ Al(OH)3＋3H＋＝Al3＋＋3H2O 与强碱反应 Al2O3＋OH－＝___________ Al(OH)3＋OH－＝AlO＋2H2O 热稳定性 —— Al(OH)3 Al(OH)3电离方程式 H＋＋AlO＋H2OAl(OH)3Al3＋＋3OH－ 应用 耐火材料 医药、阻燃剂 2．氢氧化铝的制备 方案 Al3＋ Al(OH)3 AlO2－ Al(OH)3 的实验室制备 （写离子方程式） Al3＋＋NH3·H2O Al3＋＋3NH3·H2O＝Al(OH)3↓＋3NH4＋ AlO2－＋CO2(过量) AlO2－＋CO2＋2H2O＝Al(OH)3↓＋HCO3－ AlO2－＋CO2(少量) 2AlO2－＋CO2＋3H2O＝2Al(OH)3↓＋CO32－ AlO2－＋Al3＋ 3AlO2－＋Al3＋＋6H2O＝4Al(OH)3↓ OH－＋Al3＋(过量) 3OH－＋Al3＋＝Al(OH)3↓ 温馨提醒 由于Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，因此Al3＋不能存在于中性溶液中！ ①用铝盐与碱液反应制取Al(OH)3时，采用弱碱溶液氨水而不用强碱溶液。 ②用偏铝酸盐与酸反应制取Al(OH)3时，一般向溶液中通入CO2而不使用强酸。 知识点3 常见的铝盐 1.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＜7。 3）明矾净水的原理：明矾可以净水，其净水的原理是Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，Al(OH)3胶体吸附水中的杂质形成沉淀而净水，使水澄清。 得分速记 （1）Al2O3、Al(OH)3是中学阶段接触的唯一与碱反应的金属氧化物和氢氧化物，经常应用到除杂、计算题中，所以一定要熟记这两个反应的离子方程式。 （2）Al(OH)3具有两性，能溶于强酸(如盐酸)、强碱(如NaOH溶液)，但不溶于弱酸(如H2CO3)、弱碱溶液(如氨水)。 （3）由Al(OH)3的两式电离以及与酸和碱反应的离子方程式可知：与酸反应时相当于三元碱，与碱反应时相当于一元酸。 （4）明矾净水只能除去水中的悬浮杂质，不能杀菌消毒，与氯气消毒原理不同。 2.AlCl3的结构与性质 1）AlCl3熔点、沸点都很低，且会升华，易溶于乙醚等有机溶剂，因为它是一种共价型化合物。熔化的AlCl3不易导电，AlCl3晶体属于分子晶体，故制备铝时不用AlCl3电解。 2） AlCl3的蒸汽或处于熔融状态时，都以AlCl3二聚分子形式存在。AlCl3二聚分子的形成原因是铝原子的缺电子结构。AlCl3二聚分子结构示意图如图，其中每个铝原子均为sp3杂化，各有1条空的轨道，氯原子处于以铝原子为中心的四面体的4个顶点位置。分子中有桥式氯原子存在，桥式氯原子在与其中一个铝原子成σ键的同时，与另一个铝原子的空轨道发生配位，形成σ配位键。 3）AlCl3能与Cl－生成AlCl4-：AlCl3（aq）＋ Cl－（aq）=AlCl4-（aq） 4）与Al2Cl6类似，AlCl4-、Na3AlF6、Al(OH)4-中均存在配位键。 3.偏铝酸盐 AlO2－Al(OH)3 1 制取 Al3＋＋4OH－＝AlO2－＋2H2O 2 性质 ①与H2O反应：AlO2－＋H2O ②与酸反应：AlO2－＋H＋(少量) ＋H2O＝______ AlO2－＋H＋(过量)＝______ ③与某些盐反应：3AlO2－＋3Al3＋＋6H2O＝4Al(OH)3↓ 温馨提醒 ①AlO2－只能存在于碱性溶液中，与H＋、Al3＋、NH4＋、Fe3＋等离子在溶液中不能共存！ ②电离能力：H2CO3＞HCO3－＞Al(OH)3（HCO3－与AlO2－在溶液中不能大量共存，不要求记忆） 知识点4 “铝三角” 1．Al3＋、Al(OH)3、[Al(OH)4]－之间的转化关系 （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。 考向1 考查铝及其化合物的性质、用途与转化 例1铝是一种很重要的金属，可以发生一系列反应制备物质，如图所示： 　 下列说法错误的是 A．反应①又称铝热反应，可用于焊接铁轨 B．反应②、③都有氢气生成，产生等量的氢气时转移的电子数相等 C．常用反应⑥制备Al(OH)3，方法是向Al2(SO4)3溶液中滴加足量的NaOH溶液 D．工业上用反应⑦制备铝时，常加入冰晶石以降低氧化铝的熔融温度 【答案】C 【解析】A项，铝热反应指Al与某些金属氧化物间的置换反应，反应①为铝热反应，因反应剧烈放热，生成熔融的铁水，可用于焊接铁轨，正确；B项，Al既能与酸反应放出氢气又能与碱反应放出氢气，根据元素化合价的变化，产生等量的氢气时转移的电子数相等，正确；C项，Al(OH)3具有两性，因此制备时不能使用强酸、强碱，用Al2(SO4)3溶液制备Al(OH)3沉淀应选用氨水，错误；D项，Al2O3熔点高，电解时要耗费更多的能源，加入冰晶石与氧化铝形成共熔物，可降低氧化铝的熔融温度，正确。 【变式训练1】下列有关铝及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 A．金属铝质地柔软，可用于冶炼高熔点金属 B．氧化铝熔点高，可用作耐火材料 C．氢氧化铝具有弱酸性，可用于治疗胃酸过多 D．Al2(SO4)3易溶于水，故可用作净水剂 【答案】B 【解析】A项，Al具有还原性，可用于冶炼高熔点金属，错误；C项，氢氧化铝具有弱碱性，可用于治疗胃酸过多，错误；D项，Al2(SO4)3溶于水产生的Al3＋可水解生成Al(OH)3胶体，Al(OH)3胶体能吸附水体中悬浮物，可用于净水，错误。 【变式训练2·变考法】（在给定条件下，下列选项所示的物质间转化不能实现的是 A．Al(s)Al(OH)3(s)Al2O3(s) B．Al2O3(熔融)Al(s)AlCl3(s) C．AlAl2O3NaAlO2(aq) D．Al2O3(s)NaAlO2(aq)Al(OH)3(s) 【答案】A 【解析】Al与NaOH溶液反应生成的是NaAlO2，A项错误。 考向2 考查铝及其化合物制备的工艺流程 例3由制铝工业废渣（主要含Fe、Ca、Si、Al等的氧化物）制取聚合硫酸铁铝净水剂的流程如下。 下列有关说法不正确的是 A．控制适当反应温度并不断搅拌，有利于提高铁、铝浸取率 B．Al2O3与稀硫酸反应的离子方程式：Al2O3＋6H＋＝2Al3＋＋3H2O C．滤液中主要存在的阳离子有：H＋、Fe2＋、Ca2＋、Al3＋ D．聚合硫酸铁铝水解形成的胶体具有吸附作用 【答案】C 【解析】A项，控制适当反应温度并不断搅拌，可以加快反应速率，充分反应，有利于提高铁、铝浸取率，正确；B项，Al2O3与稀硫酸反应生成硫酸铝和水，离子方程式为Al2O3＋6H＋＝2Al3＋＋3H2O，正确；C项，双氧水会将亚铁离子氧化，所以滤液中主要存在的阳离子中没有Fe2＋，而是Fe3＋，错误；D项，聚合硫酸铁铝水解可以生成氢氧化铝胶体和氢氧化铁胶体，具有吸附作用，正确。 【变式训练1·变考法】铝是一种重要的金属，如图是工业生产中利用铝土矿(成分为氧化铝、氧化铁)制取铝的流程。下列说法不正确的是 A．实验室完成操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台 B．向铝土矿中加入溶液，发生反应的化学方程式为(或) C．在生产过程中可以循环使用 D．将等质量的铝与足量的盐酸或氢氧化钠溶液反应，产生氢气的物质的量一定相同 【答案】A 【解析】A．操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都是过滤，实验室中过滤操作需要的玻璃仪器是烧杯、普通漏斗、玻璃棒，铁架台不是玻璃仪器，故A错误； B．向铝土矿中加入溶液，只有氧化铝与其发生反应，生成四羟基合铝酸钠(或偏铝酸钠)，化学方程式为{或}，故B正确； C．观察流程，溶液E中有，因此可以循环使用，故C正确； D．铝是等质量的，根据电子守恒可知，与足量的盐酸或氢氧化钠溶液反应，产生氢气的物质的量一定相同，故D正确； 答案选A。 【变式训练2·变题型】铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途。已知：铝土矿中含有40%～60%Al2O3，1%～15%SiO2，7%～30%Fe2O3，下图是从铝土矿中制备铝的工艺流程： 已知：①铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质； ②溶液中的硅酸钠与四羟基合铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学反应方程式为2Na2SiO3＋2Na[Al(OH)4]＝Na2Al2Si2O8↓＋4NaOH＋2H2O 回答下列问题： （1）写出向铝土矿中加入足量氢氧化钠溶液操作中发生反应的离子方程式：_____________________________________________。 （2）滤渣A的主要成分为__________________________；滤渣A的用途是_______________(只写一种)；实验室过滤时使用玻璃棒，其作用是__________。 （3）在工艺流程第三步中，选用二氧化碳作酸化剂的原因是_______________________________。 （4）若将铝溶解，下列试剂中最好选用______(填编号)。理由是___________________________。 A．浓硫酸 B．稀硫酸 C．稀硝酸 【答案】（1）Al2O3＋2OH－＝2AlO2－＋H2O SiO2＋2OH－＝SiO＋H2O （2）Fe2O3、Na2Al2Si2O8 作炼铁的原料(或作生产硅酸盐产品的原料) 引流 （3）经过足量氢氧化钠溶液的溶解，大部分铝元素以NaAlO2的形式存在于滤液中，通入过量二氧化碳可以将NaAlO2完全转化为Al(OH)3 （4）B 铝与浓硫酸在常温下发生钝化，加热溶解会产生有毒气体SO2，原料利用率低；稀硝酸能溶解铝但会产生NO气体，污染空气，硝酸利用率低；而铝与稀硫酸反应速率较快，产生的H2对空气无污染 1．（2025·陕晋青宁卷）下列有关物质性质与用途对应关系错误的是 A．单晶硅熔点高，可用于制造芯片 B．金属铝具有还原性，可用于冶炼金属 C．浓硫酸具有吸水性，可用作干燥剂 D．乙炔燃烧火焰温度高，可用于切割金属 【答案】A 【解析】A．单晶硅用于制造芯片主要因其半导体性质，而非熔点高，熔点高与用途无直接关联，A错误； B．金属铝还原性强，可通过铝热反应冶炼金属（如Fe、Mn等），B正确； C．浓硫酸吸水性使其可干燥中性/酸性气体（如H2、CO2），C正确； D．乙炔燃烧产生高温氧炔焰（约3000℃），可熔化金属进行切割，D正确； 故选A。 2．（2024·江苏卷）在给定条件下，下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是 A．HCl制备：溶液和 B．金属Mg制备：溶液 C．纯碱工业：溶液 D．硫酸工业： 【答案】A 【解析】A．电解氯化钠溶液可以得到H2和Cl2，H2和Cl2点燃反应生成HCl，故A的转化可以实现； B．氢氧化镁和盐酸反应可以得到氯化镁溶液，但是电解氯化镁溶液不能得到Mg，电解熔融MgCl2才能得到金属镁单质，故B的转化不能实现； C．纯碱工业是在饱和食盐水中通入NH3和CO2先得到NaHCO3，然后NaHCO3受热分解为Na2CO3，故C的转化不能实现； D．工业制备硫酸，首先黄铁矿和氧气反应生成SO2，但是SO2和水反应生成H2SO3，不能得到H2SO4，故D的转化不能实现； 故选A。 3．（2024·浙江6月卷）下列说法不正确的是 A．呈两性，不能用于治疗胃酸过多 B．能与反应产生，可作供氧剂 C．有还原性，能被氧化成 D．见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中 【答案】A 【解析】A．呈两性，不溶于水，但可以与胃酸反应生成无毒物质，因此其能用于治疗胃酸过多，A不正确； B．能与反应产生，该反应能安全发生且不生成有毒气体，故可作供氧剂，B正确； C．有还原性，其中Fe元素的化合价为+2，用适当的氧化剂可以将其氧化成更高价态的，C正确； D．见光易分解的物质应保存在棕色试剂瓶中；见光易分解，故其应保存在棕色试剂瓶中，D正确； 综上所述，本题选A。 4．（2023·北京卷）一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如图，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，A、B错误；C项，MgCl2可以水解生成Mg(OH)Cl，通入水蒸气可以减少MgCl2的生成，正确；D项，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、反应②的反应热之和等于氯化铵直接分解的反应热，错误。 5．（2021·浙江卷）下列说法不正确的是 A．硅酸钠是一种难溶于水的硅酸盐 B．镁在空气中燃烧可生成氧化镁和氮化镁 C．钠与水反应生成氢氧化钠和氢气 D．常温下，铝遇浓硝酸或浓硫酸时会发生钝化 【答案】A 【解析】A．硅酸钠是溶于水的硅酸盐，故A错误； B．镁在空气中燃烧时，与氧气和二氧化碳反应生成氧化镁，与氮气反应生成氮化镁，故B正确； C．钠具有强还原性，能与冷水反应生成氢氧化钠和氢气，故C正确； D．浓硫酸和浓硝酸具有强氧化性，铝在浓硫酸和浓硫酸中会发生钝化，阻碍反应的继续进行，故D正确； 故选A。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$