第4章 第16讲 镁、铝及其化合物(课时作业Word)-【高考领航】2027年高考化学大一轮复习学案

**基本信息** 聚焦镁铝元素化合物性质及应用，通过性质判断、流程分析等题型构建从基础到工业应用的知识网络，强化科学思维与探究能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |镁铝单质及化合物性质|4题|正误判断|从单质性质（与O₂、酸、水反应）到化合物（氧化物、氢氧化物）的类别通性与特性| |物质转化与推断|2题|转化关系分析|基于价态-类别二维图构建物质间转化路径，体现“结构决定性质”化学观念| |工艺流程分析|3题|工业流程解读|整合过滤、结晶等操作，展现从矿物提取到产品制备的应用拓展，培养科学探究与实践能力| |化学计算|2题|纯度测定|结合反应方程式与守恒思想，强化定量分析的科学思维方法|

限时规范训练16 (建议用时：45分钟　满分：50分) 一、选择题：本题共9小题，每小题3分，共27分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1．关于镁的性质，下列说法错误的是(　　) A．金属镁着火，可以用CO2灭火 B．镁是一种具有银白色光泽的金属 C．镁可以与热水反应生成氢气 D．镁可以与盐酸剧烈反应生成氢气 解析：A　镁能够在CO2中燃烧，生成MgO和C，所以镁着火不可以用CO2灭火，A错误；镁是一种银白色、有光泽、质软能导电的金属，B正确；镁与热水反应，生成氢气和氢氧化镁，C正确；镁的活泼性很强，与盐酸剧烈反应生成氯化镁和氢气，D正确。 2．铝是生活中重要的金属材料，下列说法正确的是(　　) A．Al与NaOH溶液、盐酸均可反应产生H2 B．常温下不能与O2发生反应 C．铝合金的硬度一定比纯铝小 D．可通过电解熔融AlCl3制备金属铝 解析：A　Al与NaOH溶液反应生成H2，2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，Al与盐酸反应产生H2，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，A正确；Al常温下可与O2反应生成氧化铝，化学方程式为4Al＋3O2===2Al2O3，B错误；铝合金的硬度比纯铝大，C错误；AlCl3熔融状态下不导电，工业上用电解熔融Al2O3制备金属铝，D错误。 3．下列有关叙述错误的是(　　) A．Mg表面易被氧化生成氧化膜，保存时一般直接放在塑料袋中或试剂瓶中 B．镁合金具有密度小、强度高的性质，可用于航空材料 C．工业上一般通过电解MgO制单质镁 D．氢氧化镁悬浮剂可用作防酸助消化药 解析：C　MgO熔点高，工业上一般通过电解熔融MgCl2制Mg，C错误。 4．铝、铍(Be)及其化合物具有相似的化学性质。已知反应：BeCl2＋Na2[Be(OH)4]===2NaCl＋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．Na2[Be(OH)4]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 解析：A　Be(OH)2既能溶于盐酸，又能溶于NaOH溶液，A正确；BeCl2和AlCl3均是共价化合物，B不正确；Na2[Be(OH)4]溶液的pH>7，将其蒸干并灼烧得到的残留物应含Na元素，C不正确；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，D不正确。 5．(2025·广东佛山二模)部分含Mg或Al物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断错误的是(　　) A．a一定条件下可与水反应 B．b、c、d、e都能溶于盐酸 C．海水提取Mg存在f→d→f→a的转化过程 D．g溶液与NaHCO3溶液混合一定产生白色沉淀和无色气体 解析：D　根据化合价及对应的物质类别可知，a是Mg或Al、b是MgO，c为Al2O3，d为Mg(OH)2，e为Al (OH)3，f为＋2价镁盐，g为含＋3价铝元素的盐；铝、镁均为活泼金属，一定条件下能和水反应，A正确；MgO、Al2O3、Mg(OH)2、Al (OH)3均能和盐酸反应生成相应盐和水，B正确；海水提取Mg，加入碱将氯化镁转化为氢氧化镁沉淀，过滤分离出氢氧化镁加入盐酸生成氯化镁，获得氯化镁后，电解熔融氯化镁生成镁单质，存在f→d→f→a的转化过程，C正确；g为含＋3价铝元素的盐，若是[Al(OH)4]－形成的钠盐和NaHCO3溶液混合，不会产生无色气体，D错误。 6．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：C　Al2O3与过量NaOH反应生成Na[Al(OH)4]，Na[Al(OH)4]与AlCl3反应生成Al(OH)3，Al(OH)3受热分解得Al2O3，A符合；AlCl3与少量NaOH反应生成Al(OH)3，Al(OH)3与NaOH反应生成Na[Al(OH)4]，Na[Al(OH)4]和过量盐酸反应生成AlCl3，B符合；Al不能一步生成Al(OH)3，C不符合；MgCl2与NaOH反应生成Mg(OH)2，Mg(OH)2受热分解得MgO，MgO和盐酸反应生成MgCl2，D符合。 7．(2025·浙江温州模拟)由镁铝合金制取MgSO4·7H2O的工艺流程如图所示。 下列说法错误的是(　　) A．操作1需要用到的玻璃仪器：漏斗、烧杯、玻璃棒 B．溶液1中含铝溶质为Na[Al(OH)4] C．试剂1可选择盐酸或稀硫酸 D．操作2含“加热浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥” 解析：C　操作1为过滤，需要用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒，A正确；镁铝合金中加入NaOH溶液，发生反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑，溶液1中含铝溶质为Na[Al(OH)4]，B正确；试剂1只能用稀硫酸，经操作2后才能得到硫酸镁晶体，C错误；操作2是从溶液中得到含结晶水的晶体，含“加热浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥”，D正确。 8．海水提镁的主要流程如图所示。下列说法错误的是(　　) A．试剂M是盐酸 B．流程中的反应只涉及3种基本反应类型 C．操作a、操作b均只为过滤 D．电解熔融MgCl2制镁比电解熔融MgO制镁更节约能量 解析：C　加入试剂M后将Mg(OH)2沉淀溶解，得到MgCl2溶液，故试剂M是盐酸，A正确；题给流程中涉及的主要反应有CaO＋H2O===Ca(OH)2、Ca(OH)2＋MgCl2===CaCl2＋Mg(OH)2、Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O、MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑，涉及的基本反应类型有化合反应、复分解反应、分解反应，B正确；操作a为过滤，操作b为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等，C错误；MgO的熔点比MgCl2的高，所以电解熔融MgCl2制镁比电解熔融MgO制镁更节约能量，D正确。 9．由铝土矿(含Al2O3和少量Fe2O3、BaO、SiO2)冶炼铝的简单流程如图所示(假定每步转化均完全)。下列说法正确的是(　　) A．“溶渣”和“烧渣”的主要成分均属于电解质 B．“酸溶”时用盐酸和用硫酸得到的“溶渣”的主要成分一样 C．铝土矿中铝元素的质量分数为% D．“电解”时，阳极为石墨，一段时间后需补充阳极材料 解析：D　“酸溶”所得溶渣的主要成分为SiO2，属于非电解质，A错误；用硫酸“酸溶”时，“溶渣”中还会有硫酸钡，B错误；铝土矿中铝元素的质量分数为×100%＝%，C错误；“电解”时，氧离子在阳极上失电子生成氧气，氧气与石墨反应生成CO2，过一段时间需要补充阳极材料，D正确。 二、非选择题：本题共2小题。 10．(15分)氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料。为了分析某AlN样品(样品中的杂质不与氢氧化钠溶液反应)中AlN的含量，某实验小组设计了如下两种实验方案。 已知：AlN＋NaOH＋3H2O===Na[Al(OH)4]＋NH3↑ 方案1　取一定量的样品，用以下装置测定样品中AlN的纯度(夹持装置已略去)。 (1)上图装置C中球形干燥管的作用是____________。 (2)完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先__________________， 再加入实验药品。接下来的实验操作是________________________________________。 打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液，至不再产生气体。打开K1，通入氮气一段时间，测定装置C反应前后的质量变化。通入氮气的目的是_______________。 (3)若去掉装置B，则导致测定结果________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。由于上述装置还存在缺陷，导致测定结果偏高，请提出改进意见：______________________________________。 方案2　按以下步骤测定样品中AlN的纯度： (4)步骤②生成沉淀的离子方程式为______________________。 (5)步骤③的操作是________________。 AlN的纯度是________(用含m1、m2的代数式表示)。 解析：(2)实验步骤如下：组装好实验装置，首先检查装置的气密性，再加入实验药品；接下来的实验操作是关闭K1，打开K2，并打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液，至不再产生气体；打开K1，通入氮气一段时间，测定装置C反应前后的质量变化。由于反应中产生的氨气会残留在装置中，因此通入氮气的目的是把装置中残留的氨气全部赶入装置C。(3)生成的氨气中含有水蒸气，若去掉装置B，则导致测定结果偏高。由于空气中含有的水蒸气也会进入装置C，导致测定结果偏高，因此改进的措施是在装置C的出口处连接一个干燥装置。(4)滤液中含有Na[Al(OH)4]，则步骤②生成沉淀的离子方程式为CO2＋＋Al(OH)3↓。(5)m2 g固体的成分是氧化铝，根据铝原子守恒可知AlN的纯度为×100%＝%。 答案：(1)防止倒吸　(2)检查装置的气密性　关闭K1，打开K2　把装置中残留的氨气全部赶入装置C　(3)偏高　在装置C的出口处连接一个干燥装置　(4)CO2＋＋Al(OH)3↓　(5)过滤、洗涤　% 11．(8分)金属镓被称为“电子工业脊梁”，氮化镓是5G技术中广泛应用的新型半导体材料。利用粉煤灰(主要成分为Ga2O3、Al2O3、SiO2，还有少量Fe2O3等杂质)制备镓和氮化镓的流程如下： 已知：①镓与铝同主族，其化合物性质相似。 ②“碱浸”后溶液的主要成分为Na[Ga(OH)4]、Na[Al(OH)4]、Na2SiO3。 ③NH3＋H3BO3===NH3·H3BO3； NH3·H3BO3＋HCl===NH4Cl＋H3BO3。 回答下列问题： (1)“焙烧”的目的是将Ga2O3转化为NaGaO2，该反应的化学方程式为_____________________。 (2)“沉淀”步骤中加入过量稀硫酸至生成的沉淀不再溶解，则滤渣2的主要成分是____________(填化学式)。 (3)步骤①和②中通入过量气体A发生反应的离子方程式为_________________________。 (4)取a g GaN样品溶于足量的热NaOH溶液中，用H3BO3溶液将产生的NH3完全吸收，用c mol·L-1的盐酸滴定，消耗V mL盐酸，则样品的纯度是________。 解析：粉煤灰(主要成分为Ga2O3、Al2O3、SiO2，还有少量Fe2O3等杂质)与纯碱焙烧后得到NaGaO2、Na2SiO3、NaAlO2和CO2，加入稀NaOH溶液浸取，得到滤渣1为氧化铁，滤液中含有Na[Ga(OH)4]、Na[Al(OH)4]、Na2SiO3，“沉淀”步骤中加入过量稀硫酸至生成的沉淀不再溶解，则滤渣2的主要成分是H2SiO3沉淀，此时溶液中存在Al3+和Ga3+，加入稀NaOH溶液将Al3+、Ga3+分别转化为[Al(OH)4]－、[Ga(OH)4]－，调pH通入二氧化碳后[Al(OH)4]－转化为氢氧化铝沉淀，通入二氧化碳二次酸化后[Ga(OH)4]－转化为氢氧化镓，将氢氧化镓与氢氧化钠溶液混合得到[Ga(OH)4]－，电解后得到镓单质，加入一溴甲烷和氨得到GaN。[Ga(OH)4]－与CO2反应生成Ga(OH)3，Ga(OH)3受热分解生成Ca2O3，电解得到Ga。(4)建立关系式为GaN～NH3～NH3·H3BO3～HCl，样品的纯度为 ×100%＝%。 答案：(1)Ga2O3＋Na2CO32NaGaO2＋CO2↑　(2)H2SiO3　(3)[Ga(OH)4]－＋＋Ga(OH)3↓　(4)% 学科网（北京）股份有限公司 $