第13讲 铝、镁及其化合物(课件PPT)-【金版新学案】2027年高考化学高三总复习大一轮复习讲义（新高考·单选）

该高中化学高考复习课件聚焦“铝、镁及其化合物”专题，依据课程标准梳理了单质、氧化物、氢氧化物及盐的性质、用途和工业提取方法，对接高考评价体系，明确铝的两性、镁的工业制备等高频考点，归纳定量计算、流程分析等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于高考真题训练与“考向突破+微跟考”设计，如结合2024广东卷、2025山东卷真题，以铝与酸碱反应定量分析为例培养科学思维，通过工业流程题指导科学探究与实践，帮助学生掌握答题技巧，教师可据此精准教学，提升备考效率。

第13讲　铝、镁及其化合物 第四章　金属及其化合物 高三总复习讲义 化学单选 1.了解铝、镁及其重要化合物的存在、性质和用途。 2.掌握工业提取铝、镁的一般方法。 课程标准 考点一　铝及其化合物 考点二　镁及其化合物 课时测评 内容索引 考点一 铝及其化合物 返回 1.铝元素的存在 铝是地壳中含量______的金属元素，全部以________的形式存在。 2.铝单质 (1)物理性质 铝单质是______色、有金属光泽的固体，硬度、密度较____，具有良好的导电、导热和延展性。 必备知识 整合 最多 化合态 银白 小 (2)化学性质 1 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式。 ①____________________________； ②____________________________； 2Al＋3Cl22AlCl3 1 ③__________________________________________； 1 ④________________________________________； ⑤________________________________________。 2Al＋2OH－＋6H2O2[Al(OH)4]－＋3H2↑ 2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3(铝热反应) 3.氧化铝——两性氧化物 Al2O3＋6H＋2Al3＋＋3H2O Al2O3＋2OH－＋3H2O2[Al(OH)4]－ 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 4.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 (3)Al(OH)3的制备 2 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式。 ①_____________________________________； ②_____________________________________； ③_____________________________________。 2Al(OH)3Al2O3＋3H2O Al(OH)3＋3H＋Al3＋＋3H2O Al(OH)3＋OH－[Al(OH)4]－ 由Al(OH)3的电离方程式：Al3＋＋3OH－⥫⥬Al(OH)3⥫⥬H＋＋Al＋H2O以及与强酸和强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。 特别提醒 3 写出下列反应的离子方程式。 ①Al3＋与氨水反应：_____________________________________。 ②向含[Al(OH)4]－的溶液中通入过量的CO2：_______________________________________。 ③Al3＋与[Al(OH)4]－发生相互促进的水解反应：_________________________________________。 Al3＋＋3NH3·H2OAl(OH)3↓＋3N [Al(OH)4]－＋CO2 Al(OH)3↓＋HC Al3＋＋ 3[Al(OH)4]－4Al(OH)3↓ 5.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，使水澄清。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。 复 无 可 ＜ Al3＋＋3H2O⥫⥬ Al(OH)3(胶体)＋3H＋ (2)AlCl3的结构与性质 ①AlCl3熔点、沸点都很____，且会______，____溶于乙醚等有机溶剂，因为它是一种______化合物。熔化的AlCl3不导电，AlCl3晶体属于______晶体，故______用电解AlCl3制备铝。 低 升华 易 共价 分子 不能 ②AlCl3的蒸汽或处于熔融状态的AlCl3，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。 ③AlCl3能与Cl－生成AlC： AlCl3(aq)＋ Cl－(aq)AlC(aq) ④与Al2Cl6类似，AlC、Na3AlF6、[Al(OH)4]－中均存在配位键。 二聚 sp3 4 (1)下列有关铝及其化合物的性质、用途说法不正确的有_____________(填序号)。 ①MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂 ②明矾可作净水剂，起到杀菌消毒的作用 ③铝制餐具不能长时间存放酸性、碱性食物 ④两份相同质量的铝粉，分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生的氢气的质量前者多 ⑤用氢氧化钠溶液去除铝条表面的氧化膜：Al2O3＋2OH－2Al3＋＋H2O ⑥向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水的离子方程式：Al3＋＋3NH3·H2OAl(OH)3↓＋3N ⑦常温下，由于铝与浓硫酸不反应，所以可用铝制槽车运送浓硫酸 ⑧与Al反应能放出H2的溶液中可能大量存在：Fe2＋、K＋、N、S ①②④⑤⑦⑧ 4 (2)写出铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式，分析反应的本质，指出该反应的氧化剂和还原剂，并用单线桥法标出该反应电子转移的方向与数目。 __________________________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________ 。 2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ 铝先与强碱溶液中的水反应生成H2和Al(OH)3，Al(OH)3再与NaOH反应生成Na[Al(OH)4]，反应中Al为还原剂，水为氧化剂 6.从铝土矿中提取金属铝 铝土矿的主要成分是Al2O3，还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质。 资料表明，SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。 5 (1)上述转化流程①中不用氨水沉淀Fe3＋的原因是______________ _______________________________________________________。 (2)上述流程②中，不用盐酸(或H2SO4)酸化，而通入CO2的原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________。 Al(OH)3只能溶于强碱，不能溶于氨水，用氨水不能将Fe(OH)3和Al(OH)3分离 [Al(OH)4]－与酸反应生成的Al(OH)3具有两性，可溶于强酸，不易控制酸的量；CO2廉价而且生成的副产物NaHCO3用途广泛，经济效益好 5 (3)采用电解熔融Al2O3制备铝而不用氯化铝的原因是_________________________________________________。 (4)电解时加入冰晶石的目的是________________________。 氯化铝是共价化合物，熔融氯化铝以分子的形式存在 降低Al2O3熔化的温度 考向1 铝与酸、碱反应的定量分析 1.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)相同条件下，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__________。 关键能力 提升 1∶1 根据化学方程式：2Al＋6HCl2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，得Al与H2的关系式均为2Al～3H2，故只要参加反应的Al的量相等，所得H2的量必相等，即所得H2的体积之比为1∶1。 (2)相同条件下，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__________。 1∶3 因为在反应中Al过量，产生的H2由HCl和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl～3H2、2NaOH～3H2，故当HCl、NaOH物质的量相等时，二者产生H2的体积比为1∶3。 (3)相同条件下，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__________。 3∶1 因为铝足量且产生H2的量相等，根据关系式得n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。 (4)相同条件下，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)。 A.5.4 g　　　　　　　 B.3.6 g C.2.7 g D.1.8 g A 当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多时，产生H2的体积比是1∶3，而题设条件体积比为1∶2，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于NaOH来说是不足的。 2Al＋6HCl2AlCl3＋3H2↑ 6 mol 3 mol 3×0.1 mol 0.15 mol 则Al与NaOH反应生成的H2为0.15 mol×2＝0.3 mol。 2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ 2×27 g 3 mol a 0.3 mol 即加入的铝粉的质量a＝0.3÷3×2×27 g＝5.4 g，故选A。 铝与酸或碱反应生成H2的量的关系 2Al＋6HCl2AlCl3＋3H2↑ 2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[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。 解题指导 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，则必定有 (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。 解题指导 考向2 铝及其化合物的性质及其应用 2.(2025·广东高三下阶段考试)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＋3H2O3CO2↑＋2Al(OH)3↓ C.某主要成分为苛性钠、铝粉的管道疏通剂：2Al＋2OH－＋6H2O2[Al(OH)4]－＋3H2↑ D.明矾净水原理：Al3＋＋3H2O⥫⥬Al(OH)3(胶体)＋3H＋ √ 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；泡沫灭火器原理是碳酸氢钠与硫酸铝溶液反应，离子方程式为Al3＋＋3HC3CO2↑＋Al(OH)3↓，故B错误；苛性钠与铝粉反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O2[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。 3.(2025·广东广州模拟预测)“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③④⑤⑥⑦均属于复分解反应 B.反应①⑥所加试剂可能相同 C.物质类别处“ ”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 √ 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，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]－，上述反应均为复分解反应，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；由A选项分析可知，反应④⑤均可以通过加酸实现转化，故D正确。 考向3 铝及其化合物制备的工艺流程 4.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 √ 控制适当反应温度并不断搅拌，可以加快反应速率，使反应更充分，有利于提高铁、铝浸取率，A正确；Al2O3与稀硫酸反应生成硫酸铝和水，离子方程式为Al2O3＋6H＋2Al3＋＋3H2O，B正确；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＋，C错误；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，D正确。 5.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______________________(写化学式)；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_______。 Al2O3＋2OH－＋3H2O2[Al(OH)4]－　SiO2＋2OH－Si＋H2O　2Na＋＋2Si＋2[Al(OH)4]－Na2Al2Si2O8↓＋4OH－＋2H2O　 Fe2O3、Na2Al2Si2O8 作炼铁的原料(或作生产硅酸盐产品的原料) 引流 (3)在工艺流程第三步中，选用二氧化碳作酸化剂的原因是_____________________________________________________________________________________。 CO2能使 [Al(OH)4]－转化为Al(OH)3沉淀，且过量时Al(OH)3不溶解，同时CO2廉价易得 (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 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，且硫酸的利用率高，从经济效益、环保角度考虑应选稀硫酸 含铝杂质的提纯方法归类：利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于强碱的特性，可除去许多物质中的含铝杂质，如： (1)Mg(Al)：加足量NaOH溶液； (2)Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液； (3)Mg(OH)2[Al(OH)3]：加足量NaOH溶液； (4)Mg2＋(Al3＋)：加过量NaOH溶液，过滤，沉淀再加酸充分溶解。 归纳总结 考向4 锌、铍的两性化合物(知识拓展) 6.铝、铍(Be)及其化合物具有相似的化学性质。已知反应：BeCl2＋Na2BeO2＋2H2O2NaCl＋2Be(OH)2↓能完全进行，则下列推断正确的是 A.Be(OH)2既能溶于盐酸，又能溶于NaOH溶液 B.BeCl2水溶液的导电性强，故BeCl2是离子化合物 C.Na2BeO2溶液的pH＞7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物为BeO D.BeCl2溶液的 pH＞7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物可能是BeCl2 √ 由题意得，铝、铍及其化合物具有相似的化学性质，BeCl2和AlCl3均是共价化合物；Na2BeO2溶液的pH＞7，将其蒸干并灼烧得到的残留物为Na2BeO2；BeCl2是强酸弱碱盐，其溶液的pH＜7，蒸干并灼烧得到的残留物是BeO。 7.锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物均既能溶于强酸溶液，又能溶于强碱溶液，但是Al(OH)3不溶于氨水，而Zn(OH)2能溶于氨水，生成[Zn(NH3)4]2＋。 回答下列问题： (1)单质铝溶于NaOH溶液后，溶液中铝元素的存在形式为______________(用化学式表示)。 (2)写出锌和NaOH溶液反应的离子方程式：__________________________________________________。 (3)下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法可以鉴别的是__________(填序号)。 ①Al2(SO4)3和NaOH ②Al2(SO4)3和氨水 ③ZnSO4和NaOH ④ZnSO4和氨水 [Al(OH)4]－ Zn＋2OH－＋2H2O [Zn(OH)4]2－＋H2↑ ①③④ (4)写出可溶性铝盐和氨水反应的离子方程式：___________________________________________。 试解释实验室不宜用可溶性锌盐与氨水反应制取氢氧化锌的原因：__________________________________________________________________________________________。 Al3＋＋3NH3·H2O Al(OH)3↓＋3N 可溶性锌盐与氨水反应产生的Zn(OH)2可溶于过量氨水中，生成[Zn(NH3)4]2＋，氨水的用量不易控制 返回 考点二 镁及其化合物 返回 1.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。 必备知识 整合 八 银白 小 低 电 热 延展 3.镁的化学性质 (1)与氧气反应：2Mg＋O22MgO。(发出耀眼的白光，放出大量的热，生成白色固体物质) (2)与氮气反应：3Mg＋N2Mg3N2。(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＋CO22MgO＋C。(镁着火不能用CO2灭火器灭火) (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＋2H2OMg(OH)2＋H2↑。 4.镁的重要化合物 (1)氧化镁：白色粉末状固体，____溶于水，属于____________，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，____溶于水，中强碱，与盐酸反应的离子方程式为Mg(OH)2＋2H＋Mg2＋＋2H2O。 (3)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____。 (4)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：___________________________________。 难 碱性氧化物 难 HCl的 气氛 镁 Mg3N2＋6H2O 3Mg(OH)2＋2NH3↑ Mg3N2＋8HCl3MgCl2 ＋2NH4Cl 　　氢氧化镁的溶解度小于碳酸镁，能发生反应：MgCO3＋H2OMg(OH)2＋CO2↑，镁元素在锅炉内水垢中的存在形式是Mg(OH)2。 特别提醒 5.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；氢氧化镁用作阻燃剂。 (4)冶金工业上________用作还原剂和脱氧剂。 镁单质 镁合金 氧化镁 镁单质 1 (1)空气的主要成分有N2、O2和少量CO2，预测镁在空气中充分燃烧的可能的固体产物有__________________(写化学式)。 (2)向0.5 g镁粉中加入足量的1.0 mol·L－1的NH4Cl溶液，观察到镁粉剧烈反应，放出两种气体并生成灰白色难溶固体。 ①两种气体可能是__________。 ②经分析灰白色难溶固体是Mg(OH)Cl，灰白色固体应属于__________(填“复盐”或“碱式盐”)，生成固体的化学方程式为_______________________________________________。 MgO、Mg3N2、C 氢气和氨气 碱式盐 Mg＋NH4Cl＋H2ONH3↑＋H2↑＋Mg(OH)Cl 2 从海水中提取镁的工艺流程如图所示： 回答下列问题： (1)海水通过结晶、过滤得到的固体物质主要是_____(填化学式)。 (2)怎样使MgCl2·6H2O失去结晶水得到MgCl2？ _______________________________________________________。 NaCl 将晶体置于HCl气体氛围中脱水 2 (3)上述工艺流程涉及的基本反应类型有____________________________________。 (4)写出电解熔融MgCl2的电极反应式：_____________________________________________________________。 化合反应、分解反应、 复分解反应 阳极：2Cl－－2e－Cl2↑ 　阴极：Mg2＋＋2e－Mg 考向1 镁及其化合物的制备、性质及应用 1.Mg与Br2反应可生成具有强吸水性的MgBr2，该反应剧烈且放出大量的热。实验室采用如图装置制备无水MgBr2。下列说法错误的是 A.a为冷却水进口 B.装置A的作用是吸收水蒸气和挥发出的溴蒸气 C.实验时需缓慢通入N2，防止反应过于剧烈 D.不能用干燥空气代替N2，因为副产物MgO会阻碍 反应的进行 关键能力 提升 √ 冷凝管起到冷凝回流的作用，冷凝管内冷凝水的方向为下进上出，则a为冷却水进口，故A正确；MgBr2具有较强的吸水性，制备无水MgBr2，需要防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶，则装置A的作用是吸收水蒸气，但无水CaCl2不能吸收溴蒸气，故B错误； 制取MgBr2的反应剧烈且放出大量的热，实验时利用干燥的氮气将溴蒸气带入三颈烧瓶中，为防止反应过于剧烈，实验时需缓慢通入N2，故C正确；不能用干燥空气代替N2，原因是空气中含有的氧气可将镁氧化为副产物MgO而阻碍反应的进行，故D正确。 2.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.实验时应先加热装置C，通入一段时间空气后再加热装置D D.装置E中碱石灰的作用是吸收尾气 √ 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，A正确；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，B正确； 氧气会与镁反应，为保证装置内氧气全部除去，实验时应先加热装置C，通入一段时间空气除尽氧气，然后再加热装置D，C正确；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，D错误。 考向2 镁及其化合物制备工艺流程 3.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 √ 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，A正确；“高温还原”时，发 生反应的化学方程式为2Mg＋TiCl4Ti＋2MgCl2，B正确；高温条 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，C错误；“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，D正确。 4.(2025·北京高三阶段考试)为模拟海水制备MgO的工业过程，用氯化钠、氯化镁、氯化钙、碳酸氢钠等试剂配成模拟海水，制得了MgO，实验过程如下： 已知：ⅰ.模拟海水中主要离子的浓度如下表： 离子 Na＋ Mg2＋ Ca2＋ Cl－ HC c/(mol·L－1) 0.439 0.050 0.011 0.560 0.001 ⅱ.溶液中某种离子的浓度小于1.0×10－5 mol/L，可认为该离子已完全沉淀； ⅲ.实验过程中，忽略溶液体积的变化； ⅳ.Ksp(CaCO3)＝4.96×10－9；Ksp(MgCO3)＝6.82×10－6；Ksp[Ca(OH)2]＝4.68×10－6；Ksp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12。 下列说法正确的是 A.沉淀物X为CaCO3 B.滤液M中Ca2＋已完全沉淀 C.滤液N中Mg2＋、Ca2＋均已完全沉淀 D.步骤②中若改为加入4.2 g NaOH固体，沉淀物Y为Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物 √ ①中n(NaOH)＝0.001 mol，n(OH－)＝0.001 mol，依据离子反应“先中和、后沉淀、再其他”的反应规律，当1 L模拟海水中加入0.001 mol NaOH时，OH－恰好与HC完全反应生成0.001 mol C：OH－＋HCC＋H2O，由于Ksp(CaCO3)＜Ksp(MgCO3)，生成的C与水中的Ca2＋反应生成CaCO3沉淀，所以沉淀物X为CaCO3，A正确； ①中C只有0.001 mol，反应生成CaCO3所消耗的Ca2＋也只有 0.001 mol，滤液中剩余c(Ca2＋)＝0.010 mol·L－1，所以滤液M中同时存在着Ca2＋和Mg2＋，B错误； ②中加入NaOH固体，调至pH＝11时，此时滤液中c(OH－)＝1×10－3 mol·L－1，则Ca(OH)2的离子积为c(Ca2＋)×c2(OH－)＝1×10－8＜Ksp[Ca(OH)2]，无Ca(OH)2生成，Mg(OH)2的离子积为c(Mg2＋)× c2(OH－)＝5×10－8＞Ksp[Mg(OH)2]，有Mg(OH)2沉淀生成，又由于Ksp[Mg(OH)2]＝c(Mg2＋)×c2(OH－)＝5.6×10－12，c(Mg2＋)＝5.6× 10－6＜10－5，无剩余，滤液N中不存在Mg2＋，C错误； 步骤②中若改为加入4.2 g NaOH固体，则n(NaOH)＝0.105 mol，先与0.05 mol Mg2＋反应：Mg2＋＋2OH－Mg(OH)2↓，生成0.05 mol Mg(OH)2，剩余0.005 mol OH－，Ca(OH)2的离子积：c(Ca2＋)× c2(OH－)＝0.010×(0.005)2＝2.5×10－7＜Ksp[Ca(OH)2]，所以无Ca(OH)2沉淀析出，沉淀物Y为Mg(OH)2，D错误。 1.正误判断 (1)(2025·安徽卷)硫酸铝可用作净水剂 (　　) (2)(2025·陕、晋、宁、青卷)金属铝具有还原性，可用于冶炼金属 (　　) (3)(2025·山东卷)用明矾净化黄河水 (　　) (4)(2025·贵州卷)长期暴露在空气中的食盐变成了糊状，是因为食盐中常含有容易潮解的MgCl2 (　　) (5)(2024·浙江6月选考)Al(OH)3呈两性，不能用于治疗胃酸过多 (　　) (6)(2024·甘肃卷)氯化镁溶液中滴入氢氧化钠溶液，生成沉淀，是因为氢氧化钠的碱性比氢氧化镁强 (　　) 高考真题 感悟 √ √ √ √ × × 2.(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。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 √ 若a在沸水中可生成e，此时a为Mg，e为Mg(OH)2，即f为镁盐，a→f的反应有多种，可能为Mg＋2HClMgCl2＋H2↑，该反应属于置换反 应，可能为Mg＋Cl2MgCl2，该反应属于化合反应，故A错误；e能 转化为d，此时e为白色沉淀Fe(OH)2，d为红褐色沉淀Fe(OH)3，说明在g→f→e→d转化过程中，一定存在物质颜色的变化，故B正确； c的饱和溶液可能是铁盐也可能是铝盐，故加热c的饱和溶液，不一定得到红棕色分散系，故C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错误。 3.(山东卷)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.“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Ksp的不同 √ 氯化铵溶液显酸性，与MgO反应，相当于MgO促进了氯化铵的水解，生成氨气，A项正确；NH3·H2O易分解，故沉镁时温度不可太高，B项错误；由流程图可知氨气可循环使用，沉镁过程中产生氯化铵，故氯化铵也可循环使用，C项正确；浸出过程中产生Fe(OH)3和Al(OH)3，沉镁过程中加氨水调节pH产生Mg(OH)2，利用三种离子氢氧化物Ksp的不同，使其先后沉淀而分离，D项正确。 返回 课 时 测 评 返回 1.下列物质的性质和用途具有对应关系的是 A.Al2O3熔点高，可用于电解制铝 B.Al(OH)3不稳定，可用于治疗胃酸过多 C.明矾水解生成胶体，可用作混凝剂 D.铝具有导热性，可用于制备铝热剂 √ 熔融的Al2O3中含有自由移动的Al3＋和O2－，故可电解熔融Al2O3制备铝，与其熔点高无关，A错误；Al(OH)3能和胃酸即盐酸反应，故可用于治疗胃酸过多，与其稳定性无关，B错误；Al具有还原性，可用于制备铝热剂，与其具有导热性无关，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2.镁及其化合物在现代工业、国防建设中有着广泛的应用。下列说法错误的是 A.单质镁在空气中燃烧的主要产物是MgO，还有少量的Mg3N2 B.CH3MgCl是一种重要的有机合成试剂，其中镁的化合价为＋2 C.CH3MgCl水解时除生成甲烷外，还生成一种碱和一种盐该反应的化学方程式：2CH3MgCl＋2H2O2CH4↑＋MgCl2＋Mg(OH)2↓ D.Mg(OH)2是常用的阻燃材料，用氨水与氯化镁溶液制取Mg(OH)2的离子方程式为Mg2＋＋2OH－Mg(OH)2 √ 2 3 5 6 7 8 9 1 4 镁能在氧气、二氧化碳、氮气中燃烧，Mg与O2、CO2反应均生成MgO，Mg与N2反应生成Mg3N2，因N2分子中的N≡N比O2分子中OO的键能大的多使O2比N2的化学性质活泼的多，更容易与Mg反应生成MgO，所以单质镁在空气中燃烧的主要产物是白色的MgO，还生成少量的Mg3N2，故A正确；CH3MgCl中，Cl元素的化合价是－1价，H元素的化合价是＋1价，C元素的化合价是－4价，所以镁元素的化合价是＋2价，故B正确；CH3MgCl水解生成氢氧化镁、氯化镁和甲烷，水解方程式为2CH3MgCl＋2H2O2CH4↑＋MgCl2＋Mg(OH)2↓，故C正确；氨水为弱碱，离子方程式中不能拆，正确的离子方程式为Mg2＋＋2NH3·H2OMg(OH)2＋2N，故D错误。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 3.某同学通过系列实验探究Al及其化合物的性质，下列操作正确且能达到目的的是 A.将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，将铝条置于其中探究Al的活泼性 B.将NaOH溶液缓慢滴入Al2(SO4)3溶液中至过量，最终观察到有沉淀生成 C.将Al(OH)3浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀 D.将Al(OH)3沉淀转入蒸发皿中，加足量稀硫酸，加热蒸干得无水Al2(SO4)3固体 √ 2 3 5 6 7 8 9 1 4 稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿烧杯壁缓慢地加入水中并不断搅拌，错误，A不符合题意；将过量的NaOH溶液滴入Al2(SO4)3溶液中，最终生成Na[Al(OH)4]，无沉淀生成，错误，B不符合题意；Al(OH)3浊液应用玻璃棒引流倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，错误，C不符合题意。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 4.化学是研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的一门以实验为基础的学科，在给定条件下，下列物质间转化均能实现的有 (1)Fe2O3(s)Fe(s)FeCl3(aq) (2)MgCl2(aq)Mg(OH)2(s)MgO(s) (3)CaCO3CaO CaSiO3 (4)Al(s)Na[Al(OH)4](aq)Al(OH)3(s) A.1组 B.2组 C.3组 D.4组 √ 2 3 5 6 7 8 9 1 4 (1)氧化铁和铝在高温条件下发生铝热反应生成铁和氧化铝，铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，不能得到氯化铁，则转化不能实现；(2)MgCl2和石灰乳反应生成Mg(OH)2，Mg(OH)2受热分解生成MgO，则转化均能实现；(3)CaCO3高温分解生成CaO，CaO和二氧化硅高温反应生成CaSiO3，则转化均能实现；(4)铝和NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]，Na[Al(OH)4]和过量盐酸反应生成氯化铝，则转化不能实现。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 5.实验：向两支试管中分别加入NaOH溶液和稀盐酸，再加入铝片(过量)，开始均未观察到明显现象，一段时间后均产生气泡。反应结束后，将两支试管中的溶液混合，有白色沉淀产生。下列分析不正确的是 A.两支试管中反应生成的气体均为氢气 B.开始没有明显现象，说明铝与NaOH或盐酸反应的速率小 C.两支试管中生成等量气体时，反应消耗的铝的物质的量相等 D.生成白色沉淀的反应为Al3＋＋3[Al(OH)4]－4Al(OH)3↓ √ 2 3 5 6 7 8 9 1 4 开始时为铝片表面氧化铝薄膜参与反应，故无气泡产生。一段时间后铝与氢氧化钠或盐酸溶液均反应生成氢气，离子方程式分别为2Al＋6H＋2Al3＋＋3H2↑、2Al＋2OH－＋6H2O2[Al(OH)4]－＋3H2↑，由于铝过量，氢氧化钠和盐酸都被反应完，反应后溶液混合发生反应为Al3＋＋3[Al(OH)4]－4Al(OH)3↓，则生成氢氧化铝沉淀。由分析可知，铝加入两只试管中反应生成的气体都是氢气，A正确； 2 3 5 6 7 8 9 1 4 开始没有明显现象，是因为铝表面的氧化铝先参与反应，B错误；1个铝原子参与反应均失去3个电子，生成1个氢气分子均得到2个电子，根据得失电子守恒，铝与氢气的物质的量比均为2∶3，则两支试管中生成等量气体时，反应消耗的铝的物质的量相等，C正确；由分析可知，生成的白色沉淀为氢氧化铝，离子方程式为Al3＋＋3[Al(OH)4]－4Al(OH)3↓，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 6.部分含Mg或含Al物质的类别与化合价关系如图所示。下列推断不合理的是 A.e可用于制造耐高温材料 B.可存在a→f→g→e→a的循环转化关系 C.a不能与H2O反应生成d或g D.直接加热蒸干c或f溶液无法得到无水氯化物 √ 2 3 5 6 7 8 9 1 4 由图知，a为Al或Mg，b为MgO，e为Al2O3，c为MgCl2，f为AlCl3，d为Mg(OH)2，g为Al(OH)3，据此回答。e是Al2O3可用于制造耐高温材料，A正确；Al与盐酸反应得到AlCl3，AlCl3与氨水反应得到Al(OH)3，Al(OH)3加热分解得到Al2O3，电解Al2O3得到Al，存在Al→AlCl3→Al(OH)3→Al2O3→Al的循环转化关系，B正确； 2 3 5 6 7 8 9 1 4 Mg能在加热条件下与水反应生成Mg(OH)2，C错误；由于MgCl2或AlCl3均会水解，生成的氯化氢易挥发，直接加热蒸干MgCl2或AlCl3溶液无法得到无水氯化物，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 7.常见金属单质X的转化如下图所示，下列说法错误的是 A.X与铁的氧化物在高温时反应生成Fe B.A3是由极性键构成的极性分子 C.B和D都能与酸反应，不能与碱反应 D.X与NaOH溶液反应时，水作氧化剂 √ 2 3 5 6 7 8 9 1 4 金属单质X与氢氧化钠可反应，故金属X为Al，金属单质X与气体A2反应生成氧化物，故A2为O2，氧化物B为Al2O3，盐溶液为Na[Al(OH)4]，Na[Al(OH)4]通入过量氧化物C，生成白色沉淀，则说明氧化物C可以与水反应生成弱酸，白色沉淀为Al(OH)3，据此分析作答；X与铁的氧化物在高温时发生置换反应生成铁和氧化铝，反应的化 学方程式：Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe，A正确； 2 3 5 6 7 8 9 1 4 A3为O3，是由极性键(中间氧原子呈正电性，两端氧原子呈负电性)构成的极性分子，B正确；Al2O3是两性氧化物，Al(OH)3是两性氢氧化物，均既能与强酸反应又能与强碱反应，C错误；Al与NaOH溶液反应时，2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，Al作还原剂，水作氧化剂，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 8.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图所示： 下列说法正确的是 A.滤渣1一定不能被酸溶解 B.操作①、操作②名称均为过滤，操作③需要使用蒸发皿 C.通入过量CO2生成滤渣3的离子方程式为 2[Al(OH)4]－＋CO22Al(OH)3↓＋C＋H2O D.硬铝密度小、强度高、具有较强的抗腐蚀性，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料 √ 2 3 5 6 7 8 9 1 4 滤渣1为SiO2，可以被氢氟酸溶解，故A错误；操作①、操作②都得到滤渣，说明操作①、操作②名称均为过滤，操作③是将氢氧化铝加热变为氧化铝，需要使用坩埚，不需要蒸发皿，故B错误；通入过量CO2生成滤渣3和碳酸氢根，其离子方程式为[Al(OH)4]－＋CO2Al(OH)3↓＋HC，故C错误；硬铝是铝的合金，其密度小、强度高、具有较强的抗腐蚀性，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料，故D正确。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 9.(20分)过氧化镁(MgO2)不溶于水，与酸反应生成H2O2，在医学上可作解酸剂，加热时会分解。某学习小组在实验室进行了制备MgO2以及含量测定的实验。 Ⅰ.制备MgO2 2 3 5 6 7 8 9 1 4 (1)煅烧碱式碳酸镁的操作步骤为： ①称取碱式碳酸镁样品m1 g； ②将样品充分高温煅烧，冷却后称量； ③重复操作②，测得剩余固体质量为m2 g。 下列仪器中，煅烧碱式碳酸镁不会用到的是_______(用对应的字母填写)。 E 2 3 5 6 7 8 9 1 4 (2)研究表明，由碱式碳酸镁灼烧制备轻质氧化镁比用Mg(OH)2灼烧所得产品密度更小、比表面积更大，其原因为______________________________________________________________________________________________。 碱式碳酸镁分解产生CO2气体，有利于形成粒径更小的MgO(或生成的CO2可使MgO变得更蓬松)(合理即可) 由碱式碳酸镁灼烧制备轻质氧化镁比用Mg(OH)2所得产品密度更小、比表面积更大，其原因为碱式碳酸镁分解产生CO2气体，有利于形成粒径更小的MgO或生成的CO2可使MgO变得更蓬松，颗粒较为疏松(答案合理即可)； 2 3 5 6 7 8 9 1 4 (3)加入30％过氧化氢和稳定剂，再通过一系列操作a可得到较纯净的 MgO2，则操作a为______________________。 过滤、洗涤、干燥 加入30％过氧化氢和稳定剂，再通过一系列操作得到较纯净的MgO2，可知操作为固液分离，即为过滤，洗涤除去多余过氧化氢和稳定剂，最后进行干燥； 2 3 5 6 7 8 9 1 4 Ⅱ.测定样品(含MgO杂质)中MgO2纯度的实验装置如图所示。 (4)稀盐酸中加入少量FeCl3溶液的作用是________________。 作催化剂(或催化) 滴入的盐酸与过氧化镁反应生成过氧化氢，加入少量FeCl3溶液加速双氧水的分解，起到催化剂的作用，在量气管内测量氧气的体积，从而测定样品中MgO2的纯度； 2 3 5 6 7 8 9 1 4 (5)仪器A的名称为______________；实验中使用A的优点是___________________________________________________________________________。 恒压滴液漏斗 便于液体顺利滴下；减小滴入液体的体积对所测气体体积的影响，减少实验误差 仪器A的名称为恒压滴液漏斗；恒压滴液漏斗因有玻璃管连通，能使体系压强保持恒定，实验中便于液体顺利滴下、在测量气体体积时，减小滴入液体的体积对所测量气体体积的影响，减少实验误差； 2 3 5 6 7 8 9 1 4 (6)该小组记录的实验数据如下：样品的质量为m g；反应开始前量气管的读数为V1 mL；反应结束冷却到室温后量气管的读数为V2 mL，已知：室温条件下气体摩尔体积为V0 L/mol，则样品中过氧化镁的质量分数为 __________________％(用含V1、V2、m、V0的代数式表示)。 2 3 5 6 7 8 9 1 4 MgO2＋2HClMgCl2＋H2O2，2H2O22H2O＋O2↑得到关系式：2MgO2～O2，则n(MgO2)＝2n(O2)＝，m(MgO2)＝×56 g·mol－1＝ g，则样品中过氧化镁的质量分数为×100％＝％。 返回 2 3 5 6 7 8 9 1 4 谢 谢 观 看 第13讲　铝、镁及其化合物 $