第13讲 铝、镁及其化合物(Word教案)-【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讲义聚焦铝、镁及其化合物核心考点，按单质、氧化物、氢氧化物、盐及工业提取的逻辑梳理性质与应用，通过考点解析、微思考辨析、定量模型构建及真题演练，帮助学生突破铝的两性、镁的反应规律等难点，体现复习的系统性与针对性。 讲义创新采用“价—类”二维图整合物质转化关系，以铝热反应原理分析、工业提铝流程拆解等活动培养科学思维与探究能力，设置基础巩固、能力提升分层练习配合真题精讲，高效夯实考点，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

第13讲　铝、镁及其化合物 [课程标准]　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。 考点一　铝及其化合物 1.铝元素的存在 铝是地壳中含量最多的金属元素，全部以化合态的形式存在。 2.铝单质 (1)物理性质 铝单质是银白色、有金属光泽的固体，硬度、密度较小，具有良好的导电、导热和延展性。 (2)化学性质 【微思考1】　写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式。 ①　　　　　　　； ②　　　　　　　； ③　　　　　　　； ④　　　　　　　； ⑤　　　　　　　。 提示：① ②2Al＋3Cl22AlCl3 ③ ④2Al＋2OH－＋6H2O2[Al(OH)4]－＋3H2↑ ⑤2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3(铝热反应) 3.氧化铝——两性氧化物 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 【微思考2】　写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式。 ①　　　　　　　； ②　　　　　　　； ③　　　　　　　。 提示：①2Al(OH)3Al2O3＋3H2O ②Al(OH)3＋3H＋Al3＋＋3H2O ③Al(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。 (3)Al(OH)3的制备 【微思考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： 　　　　　　　。 提示：①Al3＋＋3NH3·H2OAl(OH)3↓＋3N ②[Al(OH)4]－＋CO2Al(OH)3↓＋HC ③Al3＋＋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。 学生用书⬇第84页 ③明矾净水的原理：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，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。 (2)AlCl3的结构与性质 ①AlCl3熔点、沸点都很低，且会升华，易溶于乙醚等有机溶剂，因为它是一种共价化合物。熔化的AlCl3不导电，AlCl3晶体属于分子晶体，故不能用电解AlCl3制备铝。 ② AlCl3的蒸汽或处于熔融状态的AlCl3，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。 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。 【微思考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 (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。 　　　　　　　　　　　　　。 提示：(1)①②④⑤⑦⑧ (2)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。 【微思考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　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　。 (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　　　　　　　。 提示：(1)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 (2)[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 (3)氯化铝是共价化合物，熔融氯化铝以分子的形式存在 (4)降低Al2O3熔化的温度 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　　　　。 (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　　　　。 (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　　　　。 学生用书⬇第85页 (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 答案：(1)1∶1　(2)1∶3　(3)3∶1　(4)A 解析：(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)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)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)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。 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。 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＋ 答案：B 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 答案：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。 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 答案：C 解析：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。 学生用书⬇第86页 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　　　　　　　　　。 (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－＋3H2O2[Al(OH)4]－　SiO2＋2OH－Si＋H2O　2Na＋＋2Si＋2[Al(OH)4]－Na2Al2Si2O8↓＋4OH－＋2H2O　(2)Fe2O3、Na2Al2Si2O8　作炼铁的原料(或作生产硅酸盐产品的原料)　引流 (3)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)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。 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 答案：A 解析：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 (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：　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)[Al(OH)4]－　(2)Zn＋2OH－＋2H2O[Zn(OH)4]2－＋H2↑　(3)①③④　(4)Al3＋＋3NH3·H2OAl(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 考点二　镁及其化合物 1.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) 学生用书⬇第87页 (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，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。 (3)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。 (4)氮化镁：在水中剧烈水解，其反应的化学方程式为Mg3N2＋6H2O3Mg(OH)2＋2NH3↑，与酸反应生成两种盐：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。 5.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；氢氧化镁用作阻燃剂。 (4)冶金工业上镁单质用作还原剂和脱氧剂。 【微思考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　　　　　　　　　　　　　　。 提示：(1)MgO、Mg3N2、C (2)①氢气和氨气　②碱式盐　Mg＋NH4Cl＋H2ONH3↑＋H2↑＋Mg(OH)Cl 【微思考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？ 　　　　　　　。 (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：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 提示：(1)NaCl　(2)将晶体置于HCl气体氛围中脱水　(3)化合反应、分解反应、复分解反应 (4)阳极：2Cl－－2e－Cl2↑　阴极：Mg2＋＋2e－Mg 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 答案：B 解析：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(　　) 学生用书⬇第88页 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 答案：D 解析：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。 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 答案：C 解析：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 答案：A 解析：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(　　) 答案：(1)√　(2)√　(3)√　(4)√　(5)×　(6)× 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 答案：B 解析：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 学生用书⬇第89页 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 答案：B 解析：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。 学科网（北京）股份有限公司 $