2026届高三化学一轮复习 讲义 - 铝、镁及其化合物

铝、镁及其化合物 课前学习任务 一、课标解读 1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解铝、镁及其化合物的主要性质。2.了解铝、镁及其化合物在生产、生活中的应用。 二、必备知识 考点一 铝及其重要化合物 1.铝元素及存在 2.铝的化学性质 (1)与非金属单质的反应 加热时,Al与Cl2反应生成AlCl3,化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)与酸的反应 ①遇冷的浓硫酸或浓硝酸　　　　。  ②与非氧化性酸(如盐酸)反应的化学方程式为  　　　　　　　　　。  (3)与碱的反应:Al与NaOH溶液反应的离子方程式为 　。  (4)与某些金属氧化物的反应 铝与Fe2O3反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。该反应又称　　　　　　　　,反应时放出大量的热量,常用于冶炼难熔金属。  3.氧化铝的性质与用途 (1)化学性质(写出化学方程式) (2)重要用途 ①作耐火材料:Al2O3的熔点很高,可制造耐火坩埚等。 ②冶炼金属铝:通过电解熔融氧化铝得到金属铝:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  4.氢氧化铝的性质及制备 (1)化学性质(写出离子方程式) ①　;  ②　;  ③2Al(OH)3Al2O3+3H2O。 (2)制备方法(写出离子方程式) ①向可溶性铝盐溶液中加入足量氨水:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ②向Na[Al(OH)4]溶液中通入足量CO2:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  研教材·链高考 研点1铝的性质和用途 [研教材](必修第一册·P81)铝在常温下就能与空气中的氧气发生反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜。 人们日常用的铝制品通常都是由铝合金制造的,其表面总是覆盖着致密的氧化铝薄膜,这层膜起着保护内部金属的作用。 [链高考]判断正误:对的打“√”,错的打“×”。 (1)(2023·浙江6月选考卷)铝有强还原性,故可用于制作门窗框架。 (　　) (2)(2022·广东卷)技术人员开发高端耐腐蚀镀铝钢板是利用铝能形成致密氧化膜。 (　　) (3)(2021·浙江6月选考卷)常温下,铝遇浓硝酸或浓硫酸时会发生钝化。 (　　) (4)(2021·重庆卷)Fe2O3与Al发生铝热反应可生成Fe。 (　　) 研点2氧化铝、氢氧化铝的性质和用途 [链高考]判断正误:对的打“√”,错的打“×”。 (1)(2024·浙江6月选考卷)Al(OH)3呈两性,不能用于治疗胃酸过多。 (　　) (2)(2024·河北卷)向Mg(OH)2和Al(OH)3中均分别加入NaOH溶液和盐酸,Mg(OH)2只溶于盐酸,Al(OH)3都能溶,则Mg(OH)2比Al(OH)3碱性强。 (　　) (3)(2022·浙江6月选考卷)氧化铝熔点高,常用于制造耐高温材料。 (　　) 研点3铝及其化合物的性质与用途 [链高考](1)(2020·江苏卷)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 (2)(2020·浙江1月选考卷)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 考点二 镁及其化合物的性质　海水提取镁 1.镁的化学性质 主要性质 反应方程式 与O2、N2反应 2Mg+O22MgO(发出耀眼白光) 3Mg+N2Mg3N2(淡黄色固体) 与CO2反应 2Mg+CO22MgO+C(生成白色粉末和黑色固体) 与H+的反应 Mg+2H+Mg2++H2↑ 与沸水反应 Mg+2H2OMg(OH)2↓+H2↑ 2.镁的重要化合物(写出离子方程式) (1)氧化镁:难溶于水,属于碱性氧化物;与稀硫酸、盐酸等酸反应:　。  (2)氢氧化镁:难溶于水,属于中强碱;与稀硫酸、盐酸等酸反应:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  3.从海水中提取镁 (1)工艺流程 (2)主要步骤及反应(写出化学方程式) ①制石灰乳:CaCO3CaO+CO2↑、CaO+H2OCa(OH)2; ②生成Mg(OH)2:　;  ③制备MgCl2:　;  ④冶炼金属镁:　。  研教材·链高考 研点1镁的性质及用途 [链高考]判断正误:对的打“√”,错的打“×”。 (1)(2024·江苏卷)金属Mg制备: Mg(OH)2MgCl2溶液Mg。 (　　) (2)(2023·重庆卷)Mg分别与空气和氧气反应,生成的产物相同。 (　　) (3)(2022·浙江1月选考卷)用石灰沉淀富镁海水中的Mg2+,生成碳酸镁。 (　　) (4)(2021·重庆卷)Mg在空气中燃烧可生成MgO。 (　　) (5)(2021·浙江1月选考卷)镁燃烧会发出耀眼的白光,可用于制造信号弹和焰火。 (　　) 研点2海水提取镁 [链高考](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+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 课堂核心考点 考点一 铝及其重要化合物 考向铝及其化合物的性质与转化 1.2022·湖南卷改编)铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下: 下列说法错误的是(　　) A.采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率 B.吸收塔中反应产物是NaF和NaHCO3 C.合成槽中发生反应:6NaF+Na[Al(OH)4]+4NaHCO3Na3AlF6↓+4Na2CO3+4H2O D.滤液可回收进入合成槽循环利用 2.(2025·广东江门检测)油条的做法是将矾、碱、盐按比例加入温水中,再加入面粉搅拌成面团;放置,使面团产生气体,形成孔洞。放置过程发生反应:2KAl(SO4)2·12H2O+3Na2CO32Al(OH)3↓+3Na2SO4+K2SO4+3CO2↑+21H2O。下列判断正确的是(　　) A.放置过程发生的反应为氧化还原反应 B.从物质的分类角度来看,油条配方中的“矾、碱、盐”主要成分类别为盐和碱 C.用过滤法可分离KAl(SO4)2溶液和Al(OH)3胶体的混合物 D.向明矾水溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至过量,溶液始终是浑浊的 考点二 镁及其化合物的性质　海水提取镁 考向1镁及其化合物的性质与应用 1.室温下,用质量和表面积相同的镁条各一片(已用砂纸打磨),分别探究不同条件下与水反应的实验(装置图如下),实验2的镁条放在尖嘴玻璃导管内并浸于蒸馏水中,实验3产生的浑浊物主要为碱式碳酸镁[mMg(OH)2·nMgCO3]。下列说法不正确的是(　　) 实验1 实验2 实验3 镁条表面有微小气泡,且溶液较长时间无明显变化 镁条表面有较多气泡且产生气泡速率逐渐加快,溶液中无明显现象 镁条表面有大量气泡,溶液逐渐变浑浊 A.实验1现象不明显,可能与Mg表面生成了难溶的Mg(OH)2有关 B.实验2比实验1现象更明显,可能是由于玻璃管空间狭小热量不易散失 C.实验3中HC破坏了Mg(OH)2在镁条表面的沉积,增大了镁与水的接触面积 D.由实验1和实验3可得出“碱性增强有利于加快镁与水反应速率”的结论 考向2镁及其化合物的制备“微流程” 2.(2024·广东江门检测)工业上从海水中提取镁的生产流程如图所示。关于该流程说法不正确的是(　　) A.煅烧:贝壳在高温下分解生成Ca(OH)2 B.沉淀:海水与石灰乳反应获得Mg(OH)2 C.中和:Mg(OH)2与盐酸反应生成MgCl2 D.电解:电解熔融MgCl2生成金属Mg和Cl2 3.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+2NH4ClMgCl2+2NH3↑+H2O B.“沉镁”的操作能在较高温度下进行 C.分离Mg2+与Al3+、Fe3+是利用了它们氢氧化物Ksp的不同,调节溶液的pH来实现 D.流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl 课后提升训练 进阶1　迁移·模拟演练 1.(2024·广东广州冲刺训练二)如图是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③④⑤⑥⑦均属于非氧化还原反应 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 2.工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,还含有杂质SiO2和Fe2O3)提取氧化铝并冶炼Al的操作过程如图,下列说法错误的是(　　) A.步骤Ⅰ的实验操作是过滤 B.滤渣A的主要成分是SiO2,滤渣B的化学式为Fe(OH)3 C.步骤Ⅲ中X为CO2,发生反应的离子方程式为[Al(OH)4]-+CO2Al(OH)3↓+HC D.工业上常用电解熔融的金属氯化物来冶炼活泼金属单质(如镁、铝等) 进阶2　对标·高考真题 3.(2024·广东卷)部分含Mg或Al或Fe物质的分类与相应化合价关系如图所示,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 答案解析 1.三　ⅢA　 +13　最多　化合物 2.(1)2Al+3Cl22AlCl3　(2)①钝化　②2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑　(3)2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑　(4)2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe　铝热反应 3.(1)Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2O　Al2O3+2NaOH+3H2O2Na[Al(OH)4]　(2)②2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑ 4.(1)①Al(OH)3+3H+Al3++3H2O　②Al(OH)3+OH-[Al(OH)4]-　(2)①Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3N　②[Al(OH)4]-+CO2Al(OH)3↓+HC 研点1 [链高考](1)×　(2)√　(3)√　(4)√ 研点2 [链高考](1)×　(2)√　(3)√ 研点3 [链高考](1)D　(2)A 关键能力·提升 典题1 D　解析 采用溶液喷淋法可增大反应物的接触面积,提高吸收塔内烟气吸收效率,A正确;吸收塔中反应产物是NaF和NaHCO3,合成槽中,NaF、Na[Al(OH)4]、NaHCO3反应生成Na3AlF6:6NaF+Na[Al(OH)4]+4NaHCO3Na3AlF6↓+4Na2CO3+4H2O,B、C正确;滤液中含有Na2CO3,可进入吸收塔中循环利用,D错误。 典题2 D　解析 由反应方程式可知,各元素化合价均不变,放置过程发生的反应为非氧化还原反应,A错误;从物质的分类角度来看,油条配方中的KAl(SO4)2·12H2O、Na2CO3、NaCl均为盐,B错误;KAl(SO4)2溶液和Al(OH)3胶体都能穿过滤纸,应当用渗析法将溶液和胶体进行分离,C错误;向明矾水溶液加入过量Ba(OH)2溶液的过程中始终有BaSO4白色沉淀存在,D正确。 考点二　镁及其化合物的性质　海水提取镁 必备知识·梳理 2.(1)MgO+2H+Mg2++H2O　(2)Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O 3.(2)②MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2↓+CaCl2　 ③Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O　④MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑ 研点1 [链高考](1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√ 研点2 [链高考]D 关键能力·提升 典题1 D　解析 金属镁与水反应生成Mg(OH)2,Mg(OH)2会覆盖在镁条的表面阻止反应的继续进行,故实验1现象不明显,A正确;实验2比实验1现象更明显,可能是由于玻璃管空间狭小热量不易散失,从而导致温度升高,Mg(OH)2的溶解度增大,覆盖在镁条表面的Mg(OH)2溶解,不再阻止Mg与水的反应,B正确;由于HC可电离产生H+,从而破坏Mg(OH)2的生成,故实验3中HC破坏了Mg(OH)2在镁条表面的沉积,增大了镁与水的接触面积,C正确;实验1和实验3所得到的产物不同,故变量不唯一,不能由实验1和实验3对比得出“碱性增强有利于加快镁与水反应速率”的结论,D错误。 典题2 A　解析 贝壳的主要成分是CaCO3,故高温煅烧贝壳分解生成CaO,A错误;海水中含有较多的Mg2+,故沉淀过程中海水与石灰乳反应获得Mg(OH)2,B正确;由题干工艺流程图可知,中和过程为Mg(OH)2与盐酸反应生成MgCl2,C正确;工业上采用电解熔融MgCl2的方法来制备金属Mg和Cl2,D正确。 典题3 B　解析 分析流程可知,“浸出”时杂质不需要考虑,则浸出镁的化学方程式为MgO+2NH4ClMgCl2+2NH3↑+H2O,A正确;加入氨水就可将Mg2+转化为沉淀,不需要加热,加热反而会使氨水分解,B错误;Mg2+与Al3+、Fe3+的氢氧化物都是难溶物沉淀,不同的沉淀其Ksp不同,可利用该原理选择沉淀的顺序,可通过调节pH来完成,C正确;“浸出”产生的氨气可溶于水成为氨水,可用于后续的沉镁,“沉镁”时所得的滤液中的氯化铵可用来“浸出”,D正确。 课后提升训练 1.B　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③是铝盐转化为四羟基合铝酸盐,其离子方程式为Al3++4OH-[Al(OH)4]-,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⑥是铝盐转化为碱,离子方程式为Al3++3OH-Al(OH)3↓,反应⑦是碱转化为四羟基合铝酸盐,离子方程式为Al(OH)3+OH-[Al(OH)4]-,上述反应均为非氧化还原反应,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,B错误;d为四羟基合铝酸盐,C正确;反应④的离子方程式为[Al(OH)4]-+4H+Al3++4H2O,反应⑤的离子方程式为[Al(OH)4]-+H+Al(OH)3↓+H2O,均可以通过加酸实现转化,D正确。 2.D　解析 步骤Ⅰ的实验操作是过滤,A正确;滤渣A的主要成分是SiO2,滤渣B的化学式为Fe(OH)3,B正确;步骤Ⅲ中X为CO2,发生反应的离子方程式为[Al(OH)4]-+CO2Al(OH)3↓+HC,C正确;工业上常用电解熔融的金属氯化物来冶炼活泼金属单质(如镁、钠),电解熔融态的氧化铝冶炼金属铝,氯化铝为共价化合物,熔融状态时无自由移动离子,D错误。 3.B　解析 a为单质,e为+2价碱,f为+2价盐,若a在沸水中可生成e,则a为Mg,由于Mg是活泼金属,故a→f的反应不一定是化合反应,如Mg+2HClMgCl2+H2↑是置换反应,A错误。g→f→e→d转化涉及+2价氧化物→+2价盐→+2价碱→+3价碱,由于Mg、Al不能同时有+2、+3价,则a单质是Fe,转化过程为FeO→Fe2+→Fe(OH)2→Fe(OH)3,颜色变化为黑色→浅绿色→白色→红褐色,B正确。c是+3价盐,若c为AlCl3,加热其饱和溶液,不会形成能产生丁达尔效应的红棕色分散系;若c为铁盐,加热铁盐饱和溶液,若加热过度,Fe(OH)3胶体会发生聚沉,产生Fe(OH)3沉淀,不能得到胶体,C错误。b为+3价氧化物,d为+3价碱,c为+3价盐,则b为Fe2O3,d为Fe(OH)3,c为Fe3+,b、d与同种酸溶液反应可生成c,则a为Fe,而铁元素在周期表中处于d区,D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$