大单元2 专题4 第12讲 镁、铝及其重要化合物-【优化探究】2027年高考化学一轮复习高考总复习配套课件（苏教版）

该高中化学高考复习课件聚焦“镁、铝及其化合物”专题，依据高考评价体系明确性质应用、工业流程分析两大考查要求，通过梳理铝的两性、镁的海水提镁等核心考点，归纳出工艺流程题（占比约40%）、性质正误判断（占比30%）等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题演练+流程建模+素养提升”，如以2023江苏卷“镁法脱硫”真题为例，运用科学思维中的证据推理法拆解流程，通过“碱溶-过滤-酸化”步骤建模培养学生分析能力。设置“易错判断”专栏（如铝钝化、镁与CO₂反应），帮助学生规避陷阱，教师可依托此课件实现考点精准突破，提升复习效率。

优化探究 大单元二　元素及其化合物 专题4　金属元素及其化合物 第12讲　镁、铝及其重要化合物 1 [导航·复习目标]　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。 2 考点一　铝及其重要化合物 考点二　镁及其重要化合物 练真题 明考向 3 考点一　铝及其重要化合物 4 1.铝单质 (1)物理性质 梳理 必备知识 颜色 状态 密度 质地 延展性、导电性、传热性 ___________ 固体 较小 柔软 良好 银白色 5 (2)化学性质 6 写出图中有关反应的化学方程式： ① ②________________________ 2Al＋3Cl22AlCl3 7 ④_____________________________________ ⑤________________________________ (铝热反应) 钝化 2Al+6HCl====2AlCl3+3H2↑ 2Al＋2NaOH＋2H2O====2NaAlO2＋3H2↑ 2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe 8 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 ___________________________________ 与碱反应 Al2O3＋2OH－====2Al＋H2O __________________________________ 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 Al(OH)3＋3H＋====Al3＋＋3H2O Al(OH)3＋OH－====Al＋2H2O 9 (2)常见的铝盐——明矾 ①明矾的化学式为___________________，属于复盐。 ②明矾净水的原理：电离方程式为_____________________________，其中Al3＋发生___________，产生_______________，可以吸附水中的悬浮杂质并形成沉淀，使水变得澄清。 KAl(SO4)2·12H2O KAl(SO4)2====K＋＋Al3＋＋2S 水解反应 Al(OH)3胶体 10 (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＋。(　　) √ × × × √ × 11 一、铝及其化合物的性质 1.化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是(　　) A.铝比铁活泼，但铝制品比铁制品在空气中耐腐蚀 B.铝热反应不仅用于焊接钢轨，而且还常用于冶炼熔点较高的金属 C.电解AlCl3饱和溶液可制得金属铝 D.Al2O3、MgO的熔点很高，可用于制作耐高温材料 提升 关键能力 C 12 解析：铝比铁活泼，但铝制品表面容易形成致密的氧化物薄膜，比铁制品在空气中耐腐蚀，A正确；铝具有较强的还原性，铝热反应不仅用于焊接钢轨，而且还常用于冶炼熔点较高的金属，B正确；冶炼铝，一般电解熔融状态的氧化铝，铝属于活泼的金属元素，电解氯化铝饱和溶液，得不到铝，C错误；Al2O3、MgO的熔点很高，可用于制作耐高温材料，D正确。 13 2.(2026·江苏徐州高三质检)根据如图转化关系判断下列说法正确的是 (反应条件已略去)(　　) A.生成等质量H2时，反应①和②消耗n(HCl)＝n(NaOH) B.反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3 C.反应③和④消耗等量的Al时，生成的n(Cu)∶n(Fe)＝3∶2 D.反应⑤的离子方程式为Al3＋＋3OH－====Al(OH)3↓ C 14 解析：根据得失电子数守恒，生成氢气的物质的量相等，消耗铝的物质的量相等，根据铝元素守恒，设1 mol铝分别与NaOH、HCl完全反应，需1 mol氢氧化钠、3 mol HCl，所以生成等质量H2时，反应①和②消耗n(HCl)＝3n(NaOH)，A错误；铝与硫酸铜反应，铝是还原剂，硫酸铜是氧化剂，根据得失电子守恒可知，硫酸铜与铝的物质的量之比为3∶2，B错误；反应③和④消耗等量的Al时，失电子的物质的量相等，设2 mol铝参加反应，由得失电子守恒可知，生成铜的物质的量为3 mol，生成铁的物质的量为2 mol，所以生成的n(Cu)∶n(Fe)＝3∶2，C正确；一水合氨是弱电解质，书写离子方程式时要用化学式，正确的离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O====Al(OH)3↓＋3N，D错误。 15 二、工艺流程中铝及其化合物的转化 3.(2026·江苏盐城模拟)以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下： 注：①SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀； ②电解时，阳极发生氧化反应。 16 下列说法正确的是(　　) A.“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为Al2O3＋2OH－====Al＋H2O B.“过滤Ⅰ”的滤渣成分为Fe2O3 C.“反应”中加入NaHCO3溶液的作用同于通入CO2 D.“电解Ⅰ”中作阳极的石墨易消枆，阳极反应中失电子物质主要是石墨 C 17 解析：铝土矿的主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质，用氢氧化钠溶液溶解，Al2O3、SiO2转化为偏铝酸钠和铝硅酸钠沉淀，过滤除去Fe2O3、铝硅酸钠沉淀，滤液为偏铝酸钠溶液，加入碳酸氢钠溶液生成氢氧化铝沉淀和碳酸钠，灼烧氢氧化铝生成氧化铝，电解熔融氧化铝生成金属铝，据此分析。“碱溶”时氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，反应的离子方程式为Al2O3＋2OH－====2Al＋H2O，A错误；“过滤Ⅰ”的滤渣成分为Fe2O3、铝硅酸钠沉淀，B错误；“反应”中加入NaHCO3溶液，NaHCO3和Al反应，将Al转化为Al(OH)3沉淀，C正确；石墨为惰性电极，不参与电极反应，D错误。 18 4.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 NaAlO2的离子方程式：_______________________________。  两性 Fe2O3 Al2O3＋2OH－====2Al＋H2O　 19 (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______________________。  氯化铝是共价化合物，熔融氯化铝以分子的形式存在 Na3AlF6　 降低Al2O3熔融的温度 20 (4)写出Al(OH)3Al2O3 Al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________________。  2Al(OH)3Al2O3＋3H2O 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 石墨电极被阳极上产 生的O2氧化 定期补充石墨 21 考点二　镁及其重要化合物 22 1.镁的物理性质 镁是银白色有金属光泽的固体，密度较小，硬度较低，有延展性，是电和热的良导体。 梳理 必备知识 23 2.镁及其化合物的化学性质 物质 主要性质 反应方程式 镁 与O2、N2反应 ________________________、 __________________________ 与CO2反应 2Mg＋CO22MgO＋C 与非氧化性强酸反应 Mg＋2H＋====Mg2＋＋H2↑ 与沸水反应 Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑ 2Mg＋O22MgO 3Mg＋N2Mg3N2 24 物质 主要性质 反应方程式 氧化镁 碱性氧化物 _______________________________ 氢氧 化镁 中强碱 Mg(OH)2＋2H＋====Mg2＋＋2H2O 难溶于水 Mg2＋＋2OH－====Mg(OH)2↓ 溶解度小于碳酸镁 MgCO3＋H2OMg(OH)2＋CO2↑ MgO＋2H＋====Mg2＋＋H2O 25 3.镁的用途 镁单质 制造信号弹和焰火 镁合金 用于制造火箭、导弹和飞机的部件 氧化镁 熔点高，可作耐高温材料 26 4.镁的工业制备——海水提镁 工艺流程 27 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：化学方程式为MgCl2＋Ca(OH)2====Mg(OH)2↓＋CaCl2 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，氯化氢的作用是抑制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MgCl2Mg＋Cl2↑ 28 (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)工业上冶炼金属镁也可以采用电解熔融MgO的方法。(　　) (5)在Mg(HCO3)2溶液中加入足量的Ca(OH)2溶液，最终得到的沉淀是 MgCO3和CaCO3。(　　) × × √ × × 29 1.下列关于镁及其化合物的说法正确的是(　　) A.Mg在CO2中的燃烧是置换反应 B.将Mg(OH)2沉淀转化为MgCl2，是镁原子失电子转化为Mg2＋ C.电解得到镁的过程可以写出离子方程式，但不是氧化还原反应 D.Mg在N2中燃烧的反应中，N2既是氧化剂又是还原剂 提升 关键能力 解析：Mg在CO2中的燃烧为置换反应，A正确；将Mg(OH)2沉淀转化为MgCl2的过程发生的是复分解反应，B错误；电解得到镁的过程有化合价的变化，是氧化还原反应，C错误；Mg在N2中燃烧的反应中，N2作氧化剂，镁是还原剂，D错误。 A 30 2.(2026·广东东莞高三月考)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 B 31 解析：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。 32 3.(2026·江苏南通高三模拟)工业用镁还原TiCl4制备金属Ti,工艺流程如图。下列说法不正确的是(　　) A.工业上可通过电解熔融MgCl2制取金属Mg B.用金属Mg还原TiCl4过程中需要通入N2作保护气 C.“真空蒸馏”的目的是使Mg、MgCl2汽化,实现与Ti的分离 D.制得海绵钛中含有少量金属Mg,可以用稀盐酸浸泡除Mg B 33 解析:工业生产一般采用电解熔融MgCl2的方法制镁,所得Mg通过“高温还原”TiCl4、发生反应2Mg+TiCl42MgCl2+Ti制取金属钛,再经过真空蒸馏提纯钛等步骤得到钛产品,据此分析。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方法制镁,故A正确;点燃条件下金属镁和N2能反应,则金属镁还原过程中氮气不能用作保护气,可通入Ar作保护气,故B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,故C正确;制得海绵钛中含有少量金属Mg,Ti常温下不与稀盐酸反应,Mg反应,因此可以用稀盐酸浸泡除Mg,故D正确。 34 练真题 明考向 35 1.正误判断 (1)(2025·安徽卷)硫酸铝可用作净水剂。(　　) (2)(2025·陕晋青宁卷)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。(　　) √ √ √ √ 36 2.(2023·江苏卷)实验室模拟“镁法工业烟气脱硫”并制备MgSO4·H2O,其实验过程可表示为 (1)在搅拌下向氧化镁浆料中匀速缓慢通入SO2气体,生成MgSO3,反应为Mg(OH)2+H2SO3===MgSO3+2H2O,其平衡常数K与Ksp[Mg(OH)2]、Ksp(MgSO3)、Ka1(H2SO3)、Ka2(H2SO3)的代数关系式为 K=　　　　　 　　;下列实验操作一定能提高氧化 镁浆料吸收SO2效率的有　　　　(填字母)。  A.水浴加热氧化镁浆料 B.加快搅拌速率 C.降低通入SO2气体的速率 D.通过多孔球泡向氧化镁浆料中通SO2 BD 37 解析:本实验的目的是制取MgSO4·H2O,首先在搅拌下向氧化镁浆料中匀速缓慢通入SO2气体,生成MgSO3,然后使一定量的MgSO3浆料与H2SO4溶液充分反应生成硫酸镁,在硫酸镁溶液中加入氧化镁调节溶液的pH除去三价铁和三价铝,将滤液蒸发浓缩、降温至室温结晶,过滤,所得晶体在150~170 ℃干燥即可得到MgSO4·H2O,据此分析。 (1)已知下列反应: ①Mg(OH)2+H2SO3===MgSO3+2H2O　 K ②Mg(OH)2(s) ⥫⥬Mg2+(aq)+2OH-(aq) Ksp[Mg(OH)2] ③MgSO3(s) ⥫⥬Mg2+(aq)+S(aq) Ksp[MgSO3] ④H2SO3⥫⥬H++HS　Ka1[H2SO3] ⑤HS⥫⥬H++S　Ka2[H2SO3] ⑥H2O⥫⥬H++OH-　Kw 38 根据盖斯定律,①=②-③+④+⑤-⑥×2,故K=; 加热可加快反应速率,但温度升高,SO2在水中溶解度降低,且会导致H2SO3受热分解,不一定能提高吸收SO2效率,A错误;加快搅拌速率,可以使反应物充分接触,提高吸收SO2效率,B正确;降低通入SO2气体的速率,SO2可与MgO浆料充分接触,但会降低反应速率,不一定能提高吸收SO2效率,C错误;多孔球泡可以让SO2与MgO浆料充分接触,能提高吸收SO2效率,D正确。 39 (2)在催化剂作用下MgSO3被O2氧化为MgSO4。已知MgSO3的溶解度为0.57 g(20 ℃),O2氧化溶液中S的离子方程式为　　　　　　　 　; 在其他条件相同时,以负载钴的分子筛为催化剂,浆料中MgSO3被O2氧化的速率随pH的变化如图甲所示。在pH=6~8范围内,pH增大,浆料中MgSO3的氧化速率增大,其主要原因是_____________________________ 　　　　　　　 　。  2S+O22S pH增大,抑制S的水解,反应物 S的浓度增大,故可加快氧化速率 40 解析:根据题意,O2氧化溶液中的S,S被氧化为S,1 mol O2氧化 2 mol S,故O2氧化溶液中S的离子方程式为2S+O2 2S;pH增大,抑制S的水解,反应物S的浓度增大,故可加快氧化速率。 41 (3)制取MgSO4·H2O晶体。在如图乙所示的实验装置中,搅拌一下,使一定量的MgSO3浆料与H2SO4溶液充分反应。MgSO3浆料与H2SO4溶液的加料方式是______________________________________________________ 　 ;补充完整制取MgSO4·H2O晶体的实验方案:向含有少量Fe3+、Al3+的MgSO4溶液中,_________________________________________________ ______________________________________________________________ 　　　　　　　　。(已知:Fe3+、Al3+在pH≥5时完全转化为氢氧化物沉淀;室温下从MgSO4饱和溶液中结晶出MgSO4· 7H2O,MgSO4·7H2O在150~170 ℃下干燥得到 MgSO4·H2O,实验中需要使用MgO粉末)  用滴液漏斗向盛有MgSO3浆料的三颈烧瓶中缓慢滴加硫酸溶液 分批加入少量氧化镁粉末,搅拌,直至用pH试纸测得pH≥5,过滤;将滤液蒸发浓缩、降温至室温结晶,过滤,所得晶体在150~170 ℃干燥 42 解析:在进行含固体物质的反应物与液体反应的实验时,应将含固体物质的反应物放在三颈瓶中,通过滴液漏斗滴加液体,H2SO4溶液的滴加速率要慢,以免H2SO4过量;根据题意,首先需要调节pH≥5以除去Fe3+、Al3+杂质,需要用到的试剂为MgO粉末,操作细节为分批加入少量MgO粉末,以免pH过高,不断搅拌进行反应直至pH≥5,然后过滤除去氢氧化铁、氢氧化铝沉淀;接着需要从溶液中得到MgSO4·H2O,根据题目信息,室温下结晶只能得到MgSO4·7H2O,因此需要在150~170 ℃下干燥得到MgSO4·H2O,操作细节为将滤液蒸发浓缩、降温至室温结晶,过滤,所得晶体在150~170 ℃干燥。 43 3.(2021·河北卷)绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法制备高价铬盐的新工艺,该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料,不产生废弃物,实现了Cr-Fe-Al-Mg的深度利用和Na+内循环。工艺流程如下: 44 回答下列问题: (1)高温连续氧化工序中被氧化的元素是  (填元素符号)。 Fe、Cr 45 解析:由题给流程可知,铬铁矿、氢氧化钠和空气在高温下连续氧化发生的反应: 4Fe(CrO2)2+7O2+16NaOH8Na2CrO4+2Fe2O3+8H2O,在熔融氢氧化钠作用下, Fe(CrO2)2被氧气高温氧化生成铬酸钠和氧化铁,氧化铝与熔融氢氧化钠反应转化为四羟基合铝酸钠,氧化镁不反应;将氧化后的固体加水溶解,过滤得到含有氧化镁、氧化铁的滤渣Ⅰ和含有过量氢氧化钠、铬酸钠、四羟基合铝酸钠的滤液;将滤液在介稳态条件下分离得到铬酸钠溶液、氢氧化钠溶液和四羟基合铝酸钠溶液;向铬酸钠溶液中通入过量的二氧化碳得到重铬酸钠和碳酸氢钠沉淀;向四羟基合铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳气体得到氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠溶液;向滤渣Ⅰ中通入过量二氧化碳和水蒸气,氧化镁与二氧化碳和水蒸气反应转化为碳酸氢镁溶液;碳酸氢镁溶液受热分解得到碳酸镁固体和二氧化碳、水蒸气,二氧化碳、水蒸气可以在工序②循环使用;碳酸镁高温煅烧得到氧化镁,据此分析。 (1)由分析可知,高温连续氧化工序中被氧化的元素是铁元素和铬元素。 46 (2)工序①的名称为　　　　 　。  溶解浸出 解析:由分析可知,工序①为将氧化后的固体加水溶解浸出可溶性物质。 47 (3)滤渣Ⅰ的主要成分是　　　　 　(填化学式)。  MgO、Fe2O3 解析:由分析可知,滤渣Ⅰ的主要成分是氧化铁和氧化镁。 48 (4)工序③中发生反应的离子方程式为_____________________________  　 。  MgO、 2Na++2Cr+2CO2+H2O 解析:工序③中发生的反应为铬酸钠溶液与过量的二氧化碳反应生成重铬酸钠和碳酸氢钠沉淀,反应的离子方程式为2Na++2Cr+2CO2+H2O===Cr2+2NaHCO3↓。 ===Cr2+2NaHCO3↓ Fe2O3 49 (5)物质V可代替高温连续氧化工序中的NaOH,此时发生的主要反应的化学方程式为____________________________________________________  　 ,可代替NaOH 的化学试剂还有　　　 　　(填化学式)。  4Fe(CrO2)2+7O2+16NaHCO38Na2CrO4+2Fe2O3+16CO2 +8H2O Na2CO3 50 解析:碳酸氢钠代替高温连续氧化工序中的氢氧化钠在高温下与Fe(CrO2)2与氧气发生反应生成铬酸钠、氧化铁、二氧化碳和水,反应的化学方程式为4Fe(CrO2)2+ 7O2+16NaHCO38Na2CrO4+2Fe2O3+ 16CO2+8H2O;若将碳酸氢钠换为碳酸钠也能发生类似的反应。 51 (6)热解工序产生的混合气体最适宜返回工序　　　　　(填“①”“②”“③”或“④”)参与内循环。  ② 解析:热解工序产生的混合气体为二氧化碳和水蒸气,将混合气体通入滤渣Ⅰ中可以将氧化镁转化为碳酸氢镁溶液,则混合气体最适宜返回工序为工序②。 52 $