第4章 第14讲 镁、铝及其重要化合物(教师用书Word)-【高考领航】2027年高考化学大一轮复习学案（创新版）

该高中化学讲义聚焦镁、铝及其重要化合物的性质、应用及工业流程等高考核心考点，按单质性质、化合物转化、工业制备的逻辑层次组织知识，通过考点梳理（表格归纳性质）、正误判断（基础辨析）、分层练习（性质理解与流程分析）、真题训练（2024广东卷等）环节，帮助学生构建知识网络，突破难点。 资料突出科学思维与科学探究，如铝土矿冶炼流程中引导学生用物质转化观念拆解步骤，培养证据推理能力；设置镁与CO₂反应等判断正误题强化认知，结合海水提镁等工艺流程题提升应用能力。分层练习覆盖基础到综合，真题讲解直击高考，助力学生高效复习，为教师把控节奏提供指导。

第14讲　镁、铝及其重要化合物 [目标导航·明方向] 1．了解镁、铝及其重要化合物的重要性质以及在生产、生活中的应用。　2.能根据镁、铝及其重要化合物的转化关系，分析提取铝、镁的工业流程。 考点一　镁及其重要化合物 1．单质镁 (1)物理性质 镁是银白色固体，密度较小，硬度较低，有延展性，是电和热的良导体。 (2)化学性质 与氧气反应 2Mg＋O22MgO (发出耀眼的强光，生成白色固体物质) 与氮气反应 3Mg＋N2Mg3N2 (镁在空气中燃烧得到MgO和Mg3N2的混合物) 与沸水反应 Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑ 与盐酸(或 硫酸)反应 Mg＋2H＋===Mg2+＋H2↑ 与二氧化 碳反应 2Mg＋CO22MgO＋C (镁着火不能用CO2灭火) 与盐(如CuSO4) 溶液反应 Mg＋Cu2+===Cu＋Mg2+ 2．镁的重要化合物 (1)氧化镁：白色固体，熔点高。难溶于水，属于碱性氧化物，与盐酸反应：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：Mg(OH)2＋2H＋===Mg2+＋2H2O。 (3)碳酸镁：溶解度大于氢氧化镁，能发生反应MgCO3＋H2OMg(OH)2＋CO2↑，镁元素在水垢中的存在形式是Mg(OH)2。 3．镁的工业制备——海水提镁 工艺 流程 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：离子方程式为Mg2+＋Ca(OH)2===Mg(OH)2＋Ca2+ 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，氯化氢的作用为抑制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↑ 判|断|正|误　正确的划“√”，错误的划“×”。 (1)镁不慎着火，可以用CO2灭火(　　) (2)镁在冷的浓硫酸中钝化(　　) (3)镁燃烧时火花四射，烟花中通常掺有一定量的镁粉，以达到美观效果(　　) (4)氧化镁(熔点2800 ℃)是优质的耐高温材料(　　) (5)工业上冶炼金属镁也可以采用电解熔融MgO的方法(　　) (6)在Mg(HCO3)2溶液中加入足量的溶液，最终得到的沉淀是MgCO3和CaCO3(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4) √　(5)×　(6)× 一、镁及其化合物的性质 1．下列说法不正确的是(　　) A．通过电解熔融MgCl2可以制得金属镁 B．镁条在空气中燃烧产生耀眼白光，因此镁可用于制造信号弹 C．氧化镁是优质的耐高温材料 D．金属镁质地柔软，不适宜制作高强度的合金材料 解析：D　工业上采用电解熔融MgCl2的方法冶炼Mg，A正确；Mg可用于制造信号弹，B正确；MgO熔点很高，在一般条件下不熔化，所以氧化镁是优质的耐高温材料，C正确；虽然Mg质地柔软，但密度小，常用来制作合金材料，如镁铝合金，D错误。 2．某同学通过系列实验探究Mg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，置镁片于其中探究Mg的活泼性 B．将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察 Mg(OH)2沉淀的生成 C．将Mg(OH)2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Mg(OH)2沉淀转入蒸发皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体 解析：B　浓硫酸溶于水放热，且密度比水的大，因此稀释浓硫酸时，应将浓硫酸加入水中，并用玻璃棒不断搅拌，A错误；将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，镁离子与氢氧根离子反应生成氢氧化镁沉淀，B正确；过滤时浊液转移到漏斗中应该用玻璃棒引流，C错误；由于氯化镁水解生成氢氧化镁和氯化氢，氯化氢易挥发，所以加热氯化镁溶液时促进镁离子水解，加热蒸干得不到无水MgCl2固体，得到的是氢氧化镁固体，D错误。 二、工艺流程中镁及其化合物的转化 3．一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 解析：D　海水经一系列处理得到苦卤水，苦卤水中含Mg2+，苦卤水中加物质X使Mg2+转化为Mg(OH)2，过滤除去滤液，煅烧Mg(OH)2得MgO，MgO和C、Cl2经“氯化”得无水MgCl2。物质X的作用是使Mg2+转化为，工业上常采用CaO，发生反应CaO＋H2O===Ca(OH)2、Ca(OH)2＋Mg2+===Mg(OH)2＋Ca2+，A正确；Mg是较活泼金属，工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁，B正确；由图可知“氯化”过程反应物为MgO、氯气、C，生成物之一为MgCl2，C在高温下被氧化为CO，则“气体”为CO，反应方程式为MgO＋C＋Cl2MgCl2＋CO，C正确；“煅烧”后得到MgO，MgO和盐酸反应得到MgCl2溶液，由于MgCl2在溶液中水解为氢氧化镁和HCl，将所得溶液加热蒸发HCl会逸出，MgCl2水解平衡正向移动，得到氢氧化镁，得不到无水MgCl2，D错误。 4．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汽化，实现与Ti的分离 解析：C　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；还原时，发生反应的化学方程式为2Mg＋TiCl4Ti＋2MgCl2，B正确；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，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汽化，实现与Ti的分离，D正确。 考点二　铝及其重要化合物 1．铝 (1)物理性质 颜色 状态 密度 质地 延展性、导电性、传热性 银白色 固体 较小 柔软 良好 (2)化学性质 写出图中有关反应的化学方程式： ④2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ ⑤2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe（铝热反应） (3)制备和用途 铝的 冶炼 电解熔融Al2O3：2Al2O3(熔融) 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 2．铝的重要化合物 (1)两性化合物——氧化铝和氢氧化铝(写离子方程式) 名称 氧化铝(Al2O3) 氢氧化铝[Al(OH)3] 物理性质 白色固体，熔点很高 白色胶状物质，难溶于水 化学 性质 与酸 反应 Al2O3＋6H＋===2Al3+＋3H2O Al(OH)3＋3H＋===Al3+＋3H2O 与碱 反应 Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－ Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－ 加热 — 2Al(OH)3Al2O3＋3H2O 主要用途 用作耐火材料；冶炼铝的原料 制药；Al(OH)3胶体用于净水 (2)常见的铝盐——明矾 ①明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，属于复盐。 ②明矾净水的原理：电离方程式为KAl(SO4)2===K＋＋Al3+＋，其中Al3+发生水解反应，产生Al(OH)3胶体，可以吸附水中的悬浮杂质并形成沉淀，使水变得澄清。 判|断|正|误　正确的划“√”，错误的划“×”。 (1)铝制餐具不能长时间存放酸性、碱性食物 (　　) (2)投入铝片产生氢气的溶液一定呈强酸性(　　) (3)能用铝槽车储运浓硫酸与浓硝酸，是因为铝的性质稳定，不与浓硫酸、浓硝酸反应(　　) (4)Al2O3的熔点高，可作耐高温材料，实验室可用氧化铝坩埚熔化NaOH、Na2CO3固体等 (　　) (5)除去Fe2O3中的Al2O3，需先加入足量NaOH溶液，然后过滤(　　) (6)用过量氨水除去Fe3+溶液中的少量Al3+(　　) (7)明矾可用作净水剂，起到杀菌消毒的作用(　　) 答案：(1)√　(2)×　(3)×　 (4)×　(5)√　(6)×　(7)× 一、铝及其化合物的性质 1．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是(　　) A．铝的金属活动性强，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 解析：D　铝具有很好的延展性，可以用于制作铝金属制品，与铝的活动性无关，A错误；电解氧化铝冶炼铝是因为氧化铝在熔融状态下能导电，与熔点高无关，B错误；氢氧化铝能与胃酸的主要成分盐酸发生反应，与氢氧化铝受热分解无关，C错误；明矾中的Al3+可以水解生成胶体，Al(OH)3胶体具有很强的吸附能力，可以吸附水中的悬浮物，起到净水作用，D正确。 2．下列关于金属铝及其化合物的叙述不正确的是(　　) A．铝的化学性质很活泼，但不能与氨水发生反应 B．氧化铝能与氢氧化钠溶液反应，故氧化铝为酸性氧化物 C．等物质的量的铝分别与足量的HCl溶液、NaOH溶液反应，消耗HCl和NaOH的物质的量之比为3∶1 D．铝在冷的浓硝酸中发生钝化，因此可用铝槽车运输浓硝酸 解析：B　铝与强碱反应，不与弱碱反应，A正确；Al2O3为两性氧化物，B错误；根据化学方程式2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑和2Al＋2NaOH＋6H2O=== 2Na[Al(OH)4]＋3H2↑可知，当Al的物质的量相等时，反应消耗HCl和NaOH的物质的量之比为3∶1，C正确；铝在冷的浓硝酸中发生钝化，因此，可用铝槽车运输浓硝酸，D正确。 二、工艺流程中铝及其化合物的转化 3．铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝。下列说法中不正确的是(　　) A．①②中除加试剂外，还需要进行过滤操作 B．a、b中铝元素的化合价相同 C．③中需要通入过量的CO2 D．④进行的操作是过滤、加热，而且d一定是氢氧化铝 解析：D　根据铝土矿的成分，Al2O3为两性氧化物，Fe2O3为碱性氧化物，SiO2为酸性氧化物，加入盐酸后，Al2O3―→AlCl3，Fe2O3―→FeCl3，SiO2不与盐酸反应，且也不溶于盐酸，然后进行过滤，除去SiO2，即a为AlCl3和FeCl3混合液，加入过量的NaOH，AlCl3―→Na[Al(OH)4]，FeCl3―→Fe(OH)3，然后进行过滤，除去Fe(OH)3，b溶液为Na[Al(OH)4]溶液，通入过量的CO2，发生反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，从而将铝元素分离出来，加热氢氧化铝，使之分解成氧化铝和H2O，最后电解熔融状态的氧化铝冶炼铝；根据上述分析，A正确；a是AlCl3和FeCl3混合液，b是Na[Al(OH)4]溶液，两个溶液中Al的化合价都是＋3价，B正确；根据上述分析，③中通入过量CO2，C正确；反应④为氢氧化铝受热分解成氧化铝和水，步骤是过滤、加热，d一定是Al2O3，D错误。 4．工业上用某种氧化铝矿石(含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下： 对上述流程中的判断正确的是(　　) A．试剂X可以为氨水，沉淀中含有铁的化合物 B．CO2可以用H2SO4溶液或稀盐酸代替 C．反应Ⅱ中的离子方程式为CO2＋[Al(OH)4]－===Al(OH)3↓＋ D．工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al，成本更低 解析：C　A项，试剂X应为强碱溶液，使Al2O3溶解；B项，若用强酸代替CO2，强酸过量时会溶解，不能生成Al(OH)3沉淀；D项，因Al比Fe活泼，不能用Fe置换Al。 1．(2024·广东卷，14)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 解析：B　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＋2HCl===MgCl2＋H2↑，该反应属于置换反应，可能为Mg＋Cl2MgCl2，该反应属于化合反应，综上a→f的反应不一定是化合反应，故A错误；e能转化为d，若此时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；若c为铝盐，加热c的饱和溶液不会形成能产生丁达尔效应的红棕色分散系，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。 2．(2025·云南卷，12)Be及其化合物的转化关系如图。下列说法错误的是(　　) A．Be(OH)2是两性氢氧化物 B．Be2C和BeCl2的晶体类型相同 C．Na2[Be(OH)4]中Be原子的杂化方式为sp3 D．Be2C与H2O反应：Be2C＋4H2O===2Be(OH)2＋CH4↑ 解析：B　由题给信息，Be(OH)2既能与NaOH反应生成Na2[Be(OH)4]，又能与HCl反应生成BeCl2和H2O，故Be(OH)2为两性氢氧化物，A正确；Be2C的熔点很高(2200 ℃)，是共价晶体，BeCl2的熔、沸点低，是分子晶体，B错误；[Be(OH)4]2-中Be原子σ键电子对数为4，孤电子对数为0，价层电子对数为4，故杂化方式为sp3，C正确；Be2C与H2O发生复分解反应，生成Be(OH)2和CH4，D正确。 3．(经典高考题)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．不宜用陶瓷作为吸收塔内衬材料 B．采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率 C．合成槽中产物主要有Na3AlF6和CO2 D．滤液可回收进入吸收塔循环利用 解析：C　陶瓷中的SiO2能与HF反应，故不宜用陶瓷作为吸收塔内衬材料，A项正确；喷淋法能使溶液与烟气充分接触，提高吸收效率，B项正确；分析题中流程图可知，吸收塔中发生反应：HF＋Na2CO3===NaHCO3＋NaF，合成槽中发生反应：6NaF＋Na[Al(OH)4]＋4NaHCO3===Na3AlF6↓＋4Na2CO3＋4H2O，故合成槽中产物主要有Na3AlF6和Na2CO3，C项错误；滤液中含有Na2CO3，可用作吸收塔中的吸收剂，D项正确。 学科网（北京）股份有限公司 $