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

该高中化学高考复习讲义围绕镁、铝及其化合物核心考点，依据课标要求从单质性质、化合物转化、工业提取及用途构建知识网络，通过考点梳理（表格归纳性质与反应）、方法指导（如海水提镁步骤解析）、真题训练（2024-2025年高考真题详解）等环节，帮助学生系统突破重点难点。 资料以素养培养为核心，通过铝土矿提铝流程分析培养科学探究与实践能力，对比镁铝氢氧化物性质差异渗透科学思维。设置基础判断、能力提升、综合应用分层练习，配合即时反馈，确保学生高效掌握考点，为教师精准把控复习节奏提供有力支撑。

第16讲　镁、铝及其化合物 [课标标准] 1．了解镁、铝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　镁及其化合物 1．单质镁 (1)物理性质 镁单质是银白色固体，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(或稀硫酸)反应 Mg＋2H＋===Mg2+＋H2↑ 与二氧化碳反应 2Mg＋CO2 与盐溶液(如 CuSO4溶液)反应 Mg＋Cu2+===Mg2+＋Cu 2.镁的化合物 物质 颜色、状态 主要性质 反应方程式 氧化镁 白色固体 碱性氧化物 MgO与盐酸反应的离子方程式： MgO＋2H＋===Mg2+＋H2O 氮化镁 黄色固体 与水反应 Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑ 与酸反应 Mg3N2＋8H＋===3Mg2+＋ 氢氧化镁 白色固体 中强碱 Mg(OH)2＋2H＋=== Mg2+＋2H2O 溶解度小于MgCO3 MgCO3＋H2O Mg(OH)2＋CO2↑ 3.含镁物质的用途 (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。 4．从海水中提取镁 (1)工艺流程 (2)基本步骤及主要反应 制熟石灰 CaCO3，CaO＋H2O===Ca(OH)2 沉淀 Mg2+＋Ca(OH)2===Mg(OH)2＋Ca2+ 酸化 Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O 蒸发结晶 析出MgCl2·6H2O 脱水 在氯化氢气流中使MgCl2·6H2O脱水制得无水氯化镁 电解 电解熔融氯化镁制得镁：MgCl2(熔融) 　正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)镁在空气中燃烧，产物为纯净的氧化镁(　　) (2)工业上制造镁粉时，可将镁蒸气在N2中冷却(　　) (3)利用海水制取溴和镁单质，此过程中Br－被氧化，Mg2+被还原(　　) (4)向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液至过量，现象为先产生白色沉淀，后沉淀消失(　　) 提示：(1)×　(2)×　(3)√　(4)× 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，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　稀释浓硫酸应将浓硫酸加到水中，而不能将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，A错误；过滤时应该用玻璃棒引流，C错误；由于氯化镁水解生成氢氧化镁和氯化氢，水解吸热，且氯化氢易挥发，所以加热促进镁离子水解，蒸干得不到无水MgCl2固体，得到的是氢氧化镁固体，D错误。 3. (2026·云南曲靖高三联考)镁及其合金是用途广泛的金属材料，可通过以下步骤从海水中提取镁。下列说法不正确的是(　　) A．粗盐可采用重结晶法进一步提纯 B．工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂 C．操作X为在HCl气流中蒸发结晶 D．工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁 解析：B　获得的粗盐可采用重结晶法进一步提纯，A正确；NaOH成本较高，工业生产常选用生石灰作沉淀剂，B错误；为抑制氯化镁水解，在HCl气流中蒸发结晶，C正确；工业上常用电解熔融MgCl2得到金属镁，D正确。 考点二　铝及其化合物 1．铝 (1)存在 铝是地壳中含量最多的金属元素。自然界中的铝全部以化合态存在。 (2)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，具有良好的导电性、导热性和延展性。 (3)化学性质 写出图中有关反应的化学方程式： 2Al＋3Cl22AlCl3。 ③与稀HNO3：Al＋4H＋＋===Al3+＋NO↑＋2H2O，与盐酸：2Al＋6H＋===2Al3+＋3H2↑。 ④2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑。 ⑤2Al＋Fe2O3(铝热反应)。 2．氧化铝 (1)物理性质：白色固体，难溶于水，熔点很高。 (2)化学性质 (3)用途 ①耐火材料，如制造耐火坩埚等； ②工业上冶炼铝：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。 3．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 ①Al(OH)3的电离 酸式电离：。 碱式电离：Al(OH)3⥫⥬Al3+＋3OH－。 ②写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式： ⅰ.Al(OH)3＋3H＋===Al3+＋3H2O； ⅱ.Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－； ⅲ.2Al(OH)3。 (3)制备方法 向可溶性铝盐中加入足量氨水：Al3+＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋。 提醒 其他生成Al(OH)3的反应，如向Na[Al(OH)4]溶液中通入CO2；铝盐与Na[Al(OH)4]溶液混合。 4．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：明矾溶于水时发生电离，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，其吸附能力很强，可以吸附水中的悬浮杂质并形成沉淀，使水变澄清。 　正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)铝制餐具不能长时间存放酸性或碱性食物(　　) (2)投入铝片能产生氢气的溶液一定呈强酸性(　　) (3)实验室可用氧化铝坩埚熔化NaOH、Na2CO3固体等(　　) (4)明矾可用作净水剂，起到杀菌消毒的作用(　　) 提示：(1)√　(2)×　(3)×　(4)× 1．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+＋＋3H2O===3CO2↑＋2Al(OH)3↓ C.某主要成分为苛性钠、铝粉的管道疏通剂的反应原理：＋3H2↑ D．明矾净水原理：Al3+＋3H2O⥫⥬Al(OH)3(胶体)＋3H＋ 解析：B　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，A正确；泡沫灭火器中碳酸氢钠与硫酸铝溶液反应的离子方程式为Al3+＋===3CO2↑＋Al(OH)3↓，B错误；苛性钠与铝粉反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑，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，D正确。 2．下列除去杂质的方法不正确的是(　　) A．镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥 B．用过量氨水除去Fe3+溶液中的少量Al3+ C．Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量CO2后再过滤 D．MgO中混有少量Al2O3：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥，得到MgO 解析：B　向含有少量Al3+的Fe3+溶液中加入过量氨水时，Fe3+、Al3+均转化为氢氧化物沉淀，达不到除杂的目的，B错误。 3．铝土矿的主要成分是Al2O3，还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质。 (1)氧化铝是________氧化物，资料表明，SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀，除此外，滤渣中还含有______________(化学式)。写出“碱溶”时生成Na[Al(OH)4]的离子方程式：_____________________________。 (2)采用电解熔融Al2O3制备铝而不用氯化铝的原因是_________________。 (3)冰晶石的化学式为____________，电解时加入冰晶石的目的是________________________。 (4)写出Al(OH)3Al转化的化学方程式：_____________________、 ____________________________。 (5)电解熔融Al2O3时作阳极的石墨易消耗，原因是_____________________， 应该采取的措施是____________________________________。 答案：(1)两性　Fe2O3　Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－　(2)氯化铝是共价化合物，熔融氯化铝以分子的形式存在，不导电　(3)Na3AlF6　降低Al2O3熔融的温度　Al2O3＋3H2O　2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑　(5)石墨电极被阳极上产生的O2氧化　定期更换石墨阳极 　铝及其化合物性质的应用 (1)检验与鉴别 ①用过量NaOH溶液检验Al3+的存在。 ②用过量NaOH溶液鉴别AlCl3溶液和MgCl2溶液。 (2)分离与除杂 用过量NaOH溶液和相应的酸溶液分离Al3+、Mg2+或分离MgO、Al2O3等。具体来说(括号内为杂质)： ①Mg(Al)：加足量NaOH溶液。 ②Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液。 ③Mg(OH)2[Al(OH)3]：加足量NaOH溶液。 ④Mg2+(Al3+)：加过量NaOH溶液，过滤，再加酸充分溶解。 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＋MgCl2，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，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，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，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．(2025·江西卷，16节选)稀散金属镓(Ga，ⅢA族)是重要的战略资源。以棕刚玉烟尘(主要成分为SiO2、KAlSi3O8、Al2O3、Al2SiO5和少量Ga)为原料制备金属镓的工艺流程图如下： 回答下列问题： (1)滤液1的pH为14.78，依据Al(Ⅲ)和Si(Ⅳ)的分布系数图，铝元素在溶液中的主要存在形式为________(填化学式)，SiO2与碱反应的离子方程式为________________________、________________________________。 (2)水热再生过程中，需要定量补充KAl(OH)4固体的目的是________________，以获得高纯度分子筛(KAlSiO4·1.5H2O)材料。滤液2的pH________(填“大于”或“小于”)滤液1的pH。 (4)操作X为________________。 解析：棕刚玉烟尘(主要成分为SiO2、KAlSi3O8、Al2O3、Al2SiO5和少量Ga)加KOH水热浸取，得到硅-钾化肥及滤液1，滤液1的pH为14.78，依据Al(Ⅲ)和Si(Ⅳ)的分布系数图，铝元素在溶液中的主要存在形式为，硅元素在溶液中的主要存在形式为与，镓元素在溶液中的主要存在形式为(铝元素与镓元素同主族，单质镓的性质与铝相似)，加入KAl(OH)4固体水热再生，过滤获得高纯度分子筛(KAlSiO4·1.5H2O)材料，同时得到含有的滤液2，用树脂吸附滤液2中的，再加入K2S、KOH进行树脂解吸得到含KGa(OH)4的溶液，将所得溶液浓缩结晶、过滤除去析出的K2S晶体，得到富镓溶液，电解富镓溶液得到Ga单质。(1)根据分析，滤液1的pH为14.78，依据Al(Ⅲ)和Si(Ⅳ)的分布系数图，铝元素在溶液中的主要存在形式为，硅元素在溶液中的主要存在形式为与，故SiO2与碱反应的离子方程式为SiO2＋＋2H2O、SiO2＋＋H2O。(2)加入KAl(OH)4固体水热再生的目的是获得高纯度分子筛(KAlSiO4·1.5H2O)材料，同时得到含有滤液2，水热再生过程中，为了使溶液中的n(Al)∶n(Si)为1∶1，需要定量补充KAl(OH)4固体，更好地得到KAlSiO4·1.5H2O。滤液1的主要成分为KAl(OH)4、K4SiO4、K3HSiO4、KGa(OH)4，向滤液1中加入水解后呈碱性的KAl(OH)4固体后过滤得到滤液2：2K4SiO4＋2KAl(OH)4＋3H2O===2KAlSiO4·1.5H2O↓＋8KOH、2K3HSiO4＋2KAl(OH)4＋H2O===2KAlSiO4·1.5H2O↓＋6KOH，滤液的碱性变强，故滤液2的pH大于滤液1的pH。(4)用树脂吸附滤液2中的，再加入K2S、KOH进行树脂解吸得到含KGa(OH)4的溶液，将所得溶液浓缩结晶、过滤除去析出的K2S晶体，得到富镓溶液，故操作X为浓缩结晶、过滤。 答案：　SiO2＋＋2H2O　SiO2＋＋H2O　(2)使溶液中的n(Al)∶n(Si)为1∶1　大于　(4)浓缩结晶、过滤 学科网（北京）股份有限公司 $