主题7 第3讲 第1课时 镁、铝及其化合物(Word教参)-【新高考方案】2027年高考化学一轮总复习（山东、海南专版）

该高中化学高考复习讲义围绕镁、铝及其化合物核心考点，按“性质-重要化合物-工业制备”逻辑梳理铝的两性、Al₂O₃/Al(OH)₃性质、铝土矿提铝，以及镁的反应特性、海水提镁流程，通过“逐点清”考点梳理、题点考法方法指导、真题训练等环节，帮助学生构建知识网络，突破两性化合物转化、工业流程分析等难点。 讲义突出科学思维与科学探究，如用“价—类”二维图构建铝元素转化模型，对比铝土矿酸溶与碱溶法差异，结合2024-2026年模拟题设计分层练习。通过实验原理分析和工业流程拆解，培养学生证据推理能力，助力教师精准把控复习节奏，提升学生解题效率。

第三讲　金属材料　金属的冶炼 |内|容|与|目|标| 1.了解金属材料及金属的冶炼方法。 2.了解合金的性能和新型合金的种类。 3.了解铝、镁、铜及其重要化合物的性质及应用。 4.了解海水提镁、铝土矿提铝的方法及原理。 第1课时　镁、铝及其化合物 逐点清(一)　铝　铝土矿中提铝 1.铝的性质 (1)结构及存在形式 结构 处于元素周期表的第三周期第ⅢA族,其原子结构示意图为 含量 铝是地壳中含量最多的金属元素 存在 在自然界中以化合态形式存在 (2)化学性质 ①Al在空气中易形成致密的氧化膜(Al2O3)。 ②与H+反应的离子方程式为2Al+6H+==2Al3++3H2↑。 ③与OH-反应的离子方程式为2Al+2OH-+6H2O==2[Al(OH)4]-+3H2↑。 ④与Fe2O3发生的铝热反应方程式为2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe。 ⑤常温下,铝遇浓H2SO4、浓HNO3发生钝化。 2.Al2O3的性质及应用 (1)Al2O3为两性氧化物,与NaOH、盐酸反应的离子方程式分别为 Al2O3+2OH-+3H2O==2[Al(OH)4]-,Al2O3+6H+==2Al3++3H2O。 (2)重要用途 ①作耐火材料:Al2O3的熔点很高,可制造耐火坩埚等。 ②冶炼金属铝:通过电解熔融氧化铝得到金属铝。 思考:为什么铝制餐具不适宜用来蒸煮或长时间盛放酸性、碱性食物? 提示:由于铝和氧化铝能跟酸、碱反应,因此铝制餐具不宜用来蒸煮或长期存放酸性、碱性食物。 3.Al(OH)3的制备与性质 (1)制备(写出离子方程式) ①向可溶性铝盐溶液中加入足量氨水:Al3++3NH3·H2O==Al(OH)3↓+3N。 ②向Na[Al(OH)4]溶液中通入足量CO2:[Al(OH)4]-+CO2==Al(OH)3↓+HC。 (2)性质:Al(OH)3为两性氢氧化物,与强酸(H+)、强碱(OH-)反应的离子方程式分别为Al(OH)3+3H+==Al3++3H2O,Al(OH)3+OH-==[Al(OH)4]-。 认识两性氢氧化物 ①像Al(OH)3这样既能与酸反应生成盐和水,又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物,叫做两性氢氧化物。 ②从电离角度认识Al(OH)3的两性,有两种电离方式: Al(OH)3⇌Al3++3OH-(碱式电离)、Al(OH)3+H2O⇌[Al(OH)4]-+H+(酸式电离)。 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)2·12H2O==K++Al3++2S+12H2O,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。 5.利用铝土矿冶炼金属铝的工艺流程 由铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)提取Al2O3,并冶炼金属铝的两种工艺流程: (1)酸溶法工艺流程 (2)碱溶法工艺流程 (1)(2025·陕晋宁青卷)金属铝具有还原性,可用于冶炼金属 (√) (2)(2024·浙江6月选考)Al(OH)3呈两性,不能用于治疗胃酸过多 (×) (3)氧化铝熔点高,常用于制造耐高温材料 (√) (4)技术人员开发高端耐腐蚀镀铝钢板,与铝能形成致密氧化膜有关 (√) (5)Al2O3和Al(OH)3均溶于NaOH溶液生成[Al(OH)4]- (√) (6)铝和酸反应时,氧化剂是酸,铝和碱反应时,氧化剂是碱 (×) 题点、考法讲评 一、铝及其化合物的性质及应用 1.铝是地壳中含量最高的金属元素,下列关于铝及其化合物的说法错误的是 (　　) A.纯铝的硬度和强度较小,不适合用于制造机器零部件 B.可用NaOH溶液除去Fe2O3粉末中少量的Al2O3 C.铝合金是用来制造飞机和航天飞船的理想材料 D.铝制品廉价易得,适用于厨房蒸煮和长期存放碱性食物 解析:选D　制造机器零部件要求材料硬度高、强度好,而纯铝硬度、强度较小,不适合用于制造机器零部件,A正确;氧化铁不与氢氧化钠溶液反应,氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠,B正确;铝合金硬度高、质量轻,是用来制造飞机和航天飞船的理想材料,C正确;铝能与酸、碱发生反应,铝制品不能长期存放酸性或碱性较强的食物,D错误。 2.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+3H2O==3CO2↑+2Al(OH)3↓ C.某主要成分为苛性钠、铝粉的管道疏通剂:2Al+2OH-+6H2O==2[Al(OH)4]-+3H2↑ D.明矾净水原理:Al3++3H2O⇌Al(OH)3(胶体)+3H+ 解析:选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,故A正确;泡沫灭火器是碳酸氢钠与硫酸铝溶液反应,离子方程式为Al3++3HC==3CO2↑+Al(OH)3↓,故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↑,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.(2026·广东广州模拟)“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 解析:选B　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⑥是铝盐转化为Al(OH)3,离子方程式为Al3++3OH-==Al(OH)3↓,反应⑤是四羟基合铝酸盐转化为Al(OH)3,离子方程式为[Al(OH)4]-+H+==Al(OH)3↓+H2O,反应⑦是Al(OH)3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;反应④是四羟基合铝酸盐转化为铝盐,反应⑤是四羟基合铝酸盐转化为Al(OH)3,均可以通过加酸实现转化,故D正确。 二、以化工流程考铝及其化合物 4.(2026·山西太原期末)工业上利用铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2、Fe2O3等杂质)冶炼铝的主要流程如下: 已知SiO2在“溶解”时转化为铝硅酸钠沉淀。下列叙述错误的是 (　　) A.“溶解”时适当增大NaOH溶液的浓度,可提高溶解速率 B.操作Ⅰ、Ⅱ均为“过滤”,Ⅲ为“灼烧” C.加入冰晶石的目的主要是降低Al2O3的熔融温度,减少冶炼过程中的能耗 D.通入过量CO2时,发生反应:CO2+2[Al(OH)4]-==2Al(OH)3↓+C+H2O 解析:选D　铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2、Fe2O3等杂质)加氢氧化钠溶液溶解,经操作Ⅰ(即过滤)得到含Na[Al(OH)4]的滤液,滤液中通二氧化碳来获得氢氧化铝沉淀,经操作Ⅱ(即过滤)得到氢氧化铝沉淀,经操作Ⅲ(即灼烧)使氢氧化铝分解生成氧化铝,电解熔融的氧化铝可得铝,以此解答该题。增大反应物浓度,可提高反应速率,则“溶解”时适当增大NaOH溶液的浓度,可提高溶解速率,A正确;操作Ⅰ、Ⅱ均为固液分离,Ⅲ为该固体加热到高温,则操作Ⅰ、Ⅱ均为“过滤”,Ⅲ为“灼烧”,B正确;Al2O3的熔点相当高,使其熔化需消耗大量能量,则加入冰晶石的目的主要是降低Al2O3的熔融温度,减少冶炼过程中的能耗,C正确;Na[Al(OH)4]溶液中通入过量CO2时,生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,发生反应:CO2+[Al(OH)4]-==Al(OH)3↓+HC,D错误。 5.某种粉煤灰含有50.19%的Al2O3、37.29%的SiO2,其余为Fe2O3、CaO等。利用该粉煤灰“一步酸溶法”生产氧化铝的工艺流程如图所示。下列叙述不正确的是 (　　) A.“滤渣”的主要成分是二氧化硅 B.“树脂净化”的目的是将Al3+与Fe3+、Ca2+分离 C.“蒸发结晶”前应向氯化铝溶液中加入盐酸 D.循环使用X既能降低成本,又能防止污染环境 解析:选C　由流程可知,加盐酸反应后,过滤分离出的“滤渣”主要为SiO2,酸浸液中含Al3+、Fe3+、Ca2+,“树脂净化”除去了Fe3+、Ca2+,AlCl3的酸性溶液可抑制Al3+水解,蒸发结晶分离出X为HCl,焙烧结晶之后所得物质生成Al2O3和X(HCl)。“滤渣”的主要成分是SiO2,A正确;由制备最终产物Al2O3及流程可知,“树脂净化”的目的是将Al3+与Fe3+、Ca2+分离,B正确;“酸浸”时盐酸过量,“蒸发结晶”前溶液显酸性,因此不需要加盐酸,C错误;X为HCl,可在“酸浸”时循环使用,循环使用X既能降低成本,又能防止污染环境,D正确。 三、锌、铍的两性化合物 6.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:选A　铝、铍及其化合物具有相似的化学性质,则BeCl2和AlCl3均是共价化合物,B错误;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错误;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错误。 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　　　　(用离子符号表示)。  (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·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 逐点清(二)　镁　海水中提镁 1.镁的存在及性质 (1)镁的存在 在自然界中,镁以化合态的形式存在于地壳和海水中。 (2)化学性质 ①与O2、N2反应方程式:2Mg+O22MgO(发出耀眼白光)、3Mg+N2Mg3N2(黄绿色或黄色固体)。 ②与CO2反应方程式为2Mg+CO22MgO+C(燃烧,生成白色粉末和黑色固体)。 ③与H+的反应方程式为Mg+2H+==Mg2++H2↑。 ④与沸水反应方程式为Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑。 思考:Mg在空气中着火,能否用CO2或H2O灭火?为什么?(写出化学方程式) 提示:否,Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑,2Mg+CO22MgO+C。 2.海水中提镁 (1)化工流程 注意:由MgCl2·6H2O得到无水MgCl2,必须在HCl气流中加热,以防MgCl2水解。 (2)主要步骤及反应(写出化学方程式) ①制石灰乳:CaCO3CaO+CO2↑、CaO+H2O==Ca(OH)2。 ②生成Mg(OH)2:MgCl2+Ca(OH)2==Mg(OH)2+CaCl2。 ③制备MgCl2:Mg(OH)2+2HCl==MgCl2+2H2O。 ④冶炼金属镁:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。 (1)Mg在空气中燃烧只生成MgO (×) (2)(2023·重庆卷)Mg分别与空气和氧气反应,生成的产物相同 (×) (3)(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 (×) (4)工业上海水提镁过程中可以加入NaOH沉淀Mg2+ (×) 题点、考法讲评 1.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,还原铁粉与N2不反应。 下列说法正确的是 (　　) A.装置A、B中可依次加入浓硫酸、NaOH溶液 B.若去掉装置C,对产品纯度无影响 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 解析:选C　要制备氮化镁,需要除去空气中的氧气、CO2和水蒸气,则装置A、B中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸,A错误;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错误;实验时,应先加热装置C,通入一段时间空气除去氧气,然后再加热装置D,C正确;装置E中碱石灰的作用是吸收空气中的水蒸气和二氧化碳,D错误。 2.以混有SiO2的MgCO3为原料制备氧化镁的实验流程如图: 下列说法错误的是 (　　) A.酸浸的离子方程式为C+2H+==CO2↑+H2O B.浸出渣的成分是SiO2 C.母液的主要溶质是NH4Cl D.固体X是Mg(OH)2 解析:选A　MgCO3是微溶物,不可拆成离子,故A错误;SiO2不溶于盐酸,浸出渣为SiO2,故B正确;加入氨水沉镁:MgCl2+2NH3·H2O==Mg(OH)2↓+2NH4Cl,母液的主要溶质是NH4Cl,故C、D正确。 3.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)写出流程中①③⑥的化学方程式: ① 　; ③ 　; ⑥ 　。 答案:(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)CaO+H2O==Ca(OH)2 Ca(OH)2+MgCl2==Mg(OH)2↓+CaCl2 MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑ 39 / 41 $