2027届高三化学一轮复习讲义：镁，铝及其化合物性质

正确的方向+高效的学习方法=目标成绩 2027届高三一轮复习：Mg,Al元素及其化合物性质 知识点回顾： 一、镁及其化合物 （一）单质镁 1. 镁的结构 （1）构成微粒：Mg2+和自由电子，作用力金属键 （2）电子排布式：1s22s22p63s2 （3）第一电离能：I1（Mg）＞I1（Al） 2. 与非金属单质的反应 （1）与O2反应：2Mg＋O2＝2MgO（点燃），发出耀眼白光、放出大量热。镁具有抗腐蚀性的原因是表面生成一层致密的氧化物薄膜，阻止镁与氧气继续反应。 （2）与N2反应：3Mg＋N2＝Mg3N2（点燃）。 3. 置换反应 （1）与CO2反应（燃烧）：2Mg＋CO2＝2MgO＋C。 （2）与水反应：Mg＋2H2O＝Mg(OH)2＋H2↑。 （3）与盐酸反应：Mg＋2HCl＝MgCl2＋H2↑。 （4）与NH4Cl溶液反应：Mg＋2NH4Cl＝MgCl2＋H2↑＋2NH3↑。原理：Mg与H＋反应，促进NH4Cl的水解平衡正向移动。 4. 镁的用途 镁合金强度高、机械性能好，用于制造汽车、飞机、火箭，称为“国防金属”；冶金工业中作还原剂和脱氧剂；军事上用于制作照明弹。 （二）镁的重要化合物 1．氧化镁 （1）物性：白色粉末，密度小，熔点2852℃ （2）用途：作耐火材料 2．氯化镁 （1）物理特性：易吸水而发生潮解，可作干燥剂（不能干燥NH3） （2）用途：炼镁的原料 3．碳酸镁 （1）溶解性：难溶于水，溶解度比Mg（OH）2的大 （2）热不稳定性：MgCO3MgO+CO2↑（工业制备MgO） 4．镁的化合物间的重要转化关系 （1）某些镁盐加热蒸干、灼烧的产物 ①MgCl2Mg（OH）2MgO ②Mg(NO3)2Mg（OH）2MgO ③MgSO4MgSO4 ④Mg(HCO3)2MgCO3Mg（OH）2MgO （2）惰性电极电解某些镁的化合物 ①MgCl2溶液：MgCl2+2H2OMg（OH）2↓+Cl2↑+H2↑ ②熔融MgCl2：MgCl2Mg+Cl2↑（工业上炼镁原理） ③熔融MgO：2MgO2Mg+O2↑（耗能多，不适于炼镁） （三）海水提镁 1．流程图 2．基本反应 （1）制取石灰乳：CaCO3CaOCa（OH）2 ①CaCO3CaO+CO2↑ ②CaO+H2OCa（OH）2 （2）沉淀Mg2+：Ca（OH）2+Mg2+Mg（OH）2↓+Ca2+ （3）提取MgCl2：Mg（OH）2+2HCl＝MgCl2+2H2O （4）制氯化镁晶体：MgCl2+6H2OMgCl2·6H2O （5）氯化镁晶体脱水：MgCl2·6H2OMgCl2+6H2O （6）制金属镁：MgCl2Mg+Cl2↑ 二、铝及其化合物 （一）单质铝 1. 物理性质 银白色有金属光泽的质软固体；熔点660.4 ℃、沸点2467 ℃；延展性、导热性和导电性良好；密度2.7 g/cm3，属于轻金属。 2. 与氧气反应 4Al＋3O2＝2Al2O3。铝具有抗腐蚀性的原因是表面生成一层致密的氧化物薄膜；铝在氧气中燃烧放出大量热、发出耀眼白光。 3. 铝热反应 （1）实验装置 ①镁条的作用：用镁燃烧放出的热量引燃铝热反应 ②氯酸钾作用：氯酸钾对镁的燃烧起助燃作用 （2）反应：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 （3）本质：Al和不活泼金属氧化物的置换反应 （4）特点：反应放出大量的热，得到熔融的金属 （5）应用：冶炼V、Cr、Mn等难熔金属；焊接钢轨 ①冶炼V：10Al+3V2O55Al2O3+6V ②冶炼Cr：2Al+Cr2O32Cr+Al2O3 ③冶炼Mn：4Al+3MnO23Mn+2Al2O3 ④冶炼Cu：2Al+3Cu2O6Cu+Al2O3 4. 与酸反应 （1）氧化性酸 ①Al钝化 ②Al剧烈反应，分别放NO2和SO2气体 ③Al放NO气体 （2）非氧化性酸：Al放H2 ①关系式：2Al~6H+~3H2↑ ②离子方程式：2Al+6H+2Al3++3H2↑ 5．铝与强碱溶液的反应 （1）化学：2Al+2NaOH+6H2O2Na［Al（OH）4］+3H2↑ （2）离子：2Al+2OH－+6H2O2［Al（OH）4］－+3H2↑ 6. 与盐溶液反应 铝与CuSO4、AgNO3等盐溶液发生置换反应，置换出Cu、Ag；与FeCl3溶液反应生成Fe2＋或Fe。 （二）氧化铝 1. 物理性质：白色、难熔（熔点高）的物质。 2. 两性氧化物： （1）与酸溶液反应 ①盐酸：Al2O3+6H+2Al3++3H2O ②碳酸：不反应 （2）与碱溶液反应 ①烧碱：Al2O3+2OH－+3H2O2[Al(OH)4]－ ②氨水：不反应 3．电分解反应 （3）电解反应：2Al2O34Al+3O2↑ （4）冰晶石的作用：降低Al2O3的熔点，节能 （5）阳极石墨与氧气反应，被消耗，需要定时更换 4. 用途：制耐火坩埚、耐火管和耐高温实验仪器；作炼铝原料。 （三）氢氧化铝 1. 物理性质：白色、难溶于水的胶状物质。 2．两性氢氧化物 （1）与酸溶液反应 ①碱式电离：Al（OH）3Al3++3OH－ ②盐酸：Al（OH）3+3H+Al3++3H2O ③碳酸：不反应 （2）与碱溶液反应 ①酸式电离：Al（OH）3+H2OH++［Al（OH）4］－ ②烧碱：Al(OH)3+OH－［Al（OH）4］－ ③氨水：不反应 3．热分解反应：2Al（OH）3Al2O3+3H2O 4．氢氧化铝的用途 （1）Al(OH)3作治疗胃酸过多的内服药 （2）Al(OH)3胶体做净水剂 5．Al（OH）3的三种制备方法 （1）可溶性铝盐溶液与过量氨水反应 Al3++3NH3·H2O＝Al（OH）3↓+3NH4+ （2）向可溶性偏铝酸盐溶液中通入过量CO2 ［Al（OH）4］－+CO2＝Al（OH）3↓+HCO3－ （3）相互促进水解法 （四）铝盐 1．Al3+和烧碱溶液反应 （1）少量烧碱：Al3++3OH－Al（OH）3↓ （2）过量烧碱：Al3++4OH－[Al(OH)4]－ （3）滴加顺序不同，现象不同 ①向铝盐溶液中滴加强碱溶液：Al3+Al（OH）3［Al（OH）4］－ ②向强碱溶液中滴加铝盐溶液：OH－［Al（OH）4］－Al（OH）3 2．Al3+和过量氨水反应 （1）离子反应：Al3++3NH3·H2OAl（OH）3↓+3NH4+ 3．水解性：Al3++3H2OAl（OH）3+3H+ （1）AlCl3溶液Al（OH）3Al2O3 （2）Al(NO3)3溶液Al（OH）3Al2O3 （3）Al2(SO4)3溶液Al2(SO4)3 （4）双水解 4．明矾 （1）化学式：KAl（SO4）2·12H2O （2）物理性质：白色的晶体，易溶于水 （3）电离方程式：KAl（SO4）2K++Al3++2SO42－ （4）用途：Al3+水解产生Al（OH）3胶体，常用做净水剂 （5）溶液配制：常加入少量稀硫酸以防止它的水解 （6）明矾溶液和氢氧化钡溶液反应 ①滴加Ba（OH）2溶液至SO42－沉淀完全 KAl（SO4）2+2Ba（OH）2K［Al（OH）4］+2BaSO4↓ ②滴加Ba（OH）2溶液至Al3+沉淀完全 2KAl（SO4）2+3Ba（OH）2K2SO4+3BaSO4↓+2Al（OH）3↓ 5．铝土矿提铝（Al2O3，含少量Fe2O3和SiO2） （1）强酸→强碱→弱酸法 （2）强碱→强酸→弱碱法 典型例题： 例1.(1)判断下列说法的正误 ①铝在常温下不能与氧气、氯气反应 ( ) ②铝既能溶于强酸又能溶于强碱 ( ) ③氢氧化铝既能与强酸反应，又能与强碱反应 ( ) ④将AlCl3溶液分别滴入到足量的NaOH溶液和足量的氨水中，现象不同 ( ) ⑤明矾可以用于饮用水的杀菌消毒 ( ) ⑥工业上用电解熔融AlCl3的方法来冶炼铝 ( ) (2)判断下列说法的正误 ①合金是混合物，合金中的成分金属保持各自的化学性质 ( ) ②铜在干燥的空气中性质稳定，但是在潮湿的环境中则易被锈蚀，生成铜绿 ( ) ③铜与氯气、氧气、硫分别反应，得到的产物中铜的化合价均为＋2价 ( ) ④湿法炼铜和火法炼铜的反应中，铜元素都发生了还原反应 ( ) ⑤无水硫酸铜常常被用来检验水蒸气的存在 ( ) 例2.下列有关金属镁的说法不正确的是（　　） A.Mg在CO2中燃烧生成MgO和C，是放热反应 B.工业上通过电解MgCl2溶液制取金属镁 C.Mg和稀硫酸反应时，滴加少量硫酸铜溶液，能加快反应速率 D.镁可以用来制造信号弹和焰火，MgO可以作耐高温材料 例3.下列关于物质的制备、生产的说法正确的是（　　） A．工业制取金属铝：电解熔融Al2O3 B．实验室制取NH3：可用无水CaCl2干燥 C．用镁粉和空气反应制备Mg3N2 D．NaI溶液与浓H2SO4混合制备HI 例4.下列说法不正确的是（　　） A．实验室可用MnO2与浓盐酸在加热条件下制得Cl2 B．MgCl2溶液经过蒸发结晶转化为MgCl2·6H2O，再直接加热脱水即可得MgCl2 C．铝热反应可用于焊接铁轨、冶炼难熔金属 D．硝酸分别与甲苯、甘油在合适的条件下反应，均可制得炸药 例5.200 mL 0.1 mol·L-1的AlCl3溶液与等体积0.4 mol·L-1的NaOH溶液混合后充分反应，最终产生的沉淀的质量为 (　　) A．1.56 g B．0.78 g C．2.08 g D．0 例6.向X的溶液中，加入Y试剂，产生的沉淀或气体如下图所示，下列选项与所述情形相符的是(　　) A．向HCl和AlCl3的混合液中滴加NaOH溶液 B．向NaOH和Ca(OH)2的混合液中通入CO2 C．向NH4Al(SO4)2溶液中滴加NaOH溶液 D．向NaOH和Na2CO3的混合液中滴加稀盐酸 例7.下列有关元素及其化合物的说法不正确的是(　　) A．Al2（SO4）3和NaHCO3可作泡沫灭火器的原料 B．雷雨天气有助于空气中的N2转化为可供植物吸收的NO3－ C．常温下Al、Fe对浓硫酸、浓硝酸表现出惰性，不与其发生反应 D．金属钠可用于除去乙醚（CH3CH2OCH2CH3）中微量的水 例8.常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是(　　) A．无色澄清透明的中性溶液：、、、 B．的溶液：、、、 C．甲基橙呈红色的溶液：、、、 D．加入铝片产生的溶液：、、、 例9.类推的思维方法在化学学习和研究中有时会产生错误的结论，因此类比推出的结论最终要经过实践的检验才能决定其正确与否。下列类推结论中正确的是 (　　) A．Mg失火不能用CO2灭火；Na失火也不能用CO2灭火 B．Fe3O4可写成FeO·Fe2O3；Pb3O4也可写成PbO·Pb2O3 C．Fe与Cl2直接化合生成FeCl3；Fe与I2直接化合也能得到FeI3 D．工业上电解熔融MgCl2制取金属镁；也用电解熔融AlCl3的方法制取金属铝 例10.利用与制取的实验装置如图（部分加热及夹持装置略）。已知：，易水解。下列说法正确的是 ( ) A.实验开始时，先加热装置d再加热装置a B.实验过程中可观察到a中黑色固体变为红色 C.装置c与装置e可调换位置 D.装置e的作用是吸收尾气 巩固提升： 1．下列物质的性质和用途具有对应关系的是 ( ) A．Al2O3熔点高，可用作电解制铝 B．明矾水解生成胶体，可用做絮凝剂 C．Al(OH)3不稳定，可用于治疗胃酸过多 D．铝具有导热性，可用于制备铝热剂 2．是一种重要的化学试剂。下列说法正确的是 ( ) A．明矾水溶液显酸性，故明矾属于酸式盐 B．0.1mol•L－1明矾溶液完全水解生成Al（OH）3胶粒数小于6.02×1022 C．当n［KAl（SO4）2·12H2O］∶n［Ba（OH）2］＝2∶3时，溶液中生成沉淀的质量最大 D．室温下，0.1mol•L－1明矾溶液中水电离出c（H+）大于10－7mol·L－1 3．碱式碳酸镁是橡胶制品的填充剂和补强剂，其化学式为。现取4.66 g碱式碳酸镁高温煅烧至恒重，得到2 g固体和，下列说法正确的是 ( ) A.2 g固体是 B.4.66 g碱式碳酸镁高温煅烧至恒重，生成水0.8 g C.4.66 g碱式碳酸镁加稀盐酸完全溶解，参加反应的HCl为0.08 mol D.该碱式碳酸镁的化学式为 4．下列物质转化在给定条件下不能实现的是 ( ) A．Al2O3NaAl（OH）4（aq）Al（OH）3 B．饱和NaCl（aq）NaHCO3Na2CO3 C．S（s）SO3（g）H2SO4（aq） D．MgCl2（aq）Mg（OH）2（s）MgO 5．在给定的条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是( ) A.Mg（OH）2MgCl2（aq）无水MgCl2 B.MgCl2·6H2OMgCl2Mg C.MgMgSO4Mg（s） D.MgCO3MgCl2（aq）MgCl2（s）Mg 6．X、Y、Z是三种常见元素的单质，甲、乙是两种常见的化合物，这些单质和化合物之间存在如图所示的转化关系，下列说法正确的是 ( ) A．X、Y、Z一定是非金属单质 B．X、Y、Z中至少有一种是金属单质 C．若X、Y都为金属单质，则Z必为非金属单质 D．如果X、Y都为非金属单质，则Z必为金属单质 7.下列实验不能达到实验目的的是 ( ) A B C D 加热融化硫固体 制备无水氯化镁 制备硫酸四氨合铜晶体 制备明矾晶体 8.将等物质的量的金属Na、Mg、Al分别与100 mL 2 mol·L－1的盐酸反应，实验测得生成气体的体积V(已折合为标准状况)与时间t的关系如图所示，则下列说法错误的是(　　) A.x＝2.24 B.钠的物质的量为0.2 mol C.反应时，Na、Mg、Al均过量 D.曲线b为Mg与盐酸反应的图像 9.用含有少量Mg的Al片制取纯净的Al(OH)3，下列操作中最恰当的组合是(　　) ①加盐酸溶解　②加NaOH溶液　③过滤 ④通入过量CO2生成Al(OH)3　 ⑤加盐酸生成Al(OH)3　⑥加过量氨水生成Al(OH)3 A.①⑥③ B.①③⑥③ C.②③④③ D.②③⑤③ 10.如表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间因果关系的判断，完全正确的是（　　） 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 判断 A 铝制炊具最好不要盛放酸性或碱性较强的液体食物 因为Al和Al2O3既可以与酸反应又可以与碱反应 Ⅰ对，Ⅱ对，有 B 铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落 铝箔对熔化的铝有较强的吸附作用 Ⅰ对，Ⅱ对，有 C 海啸使水源发生污染可用明矾进行消毒和净化 因为明矾水解生成Al（OH）3胶体，具有吸附性 Ⅰ对，Ⅱ错，无 D 铁或铝制成的槽车可以密封贮运浓硫酸或浓硝酸 因为铁和铝不能与浓硫酸或浓硝酸反应 Ⅰ错，Ⅱ对，无 11．溶液中可能含有H+、NH、Mg2+、Al3+、Fe3+、CO、SO、NO、OH-中的几种。①若加入铝片，产生无色无味无毒气体；②若加入NaOH溶液，产生白色沉淀，且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示。下列说法不正确的是 ( ) A．在滴加NaOH溶液物质的量为0.7～0.8mol时，发生离子反应为Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]- B．溶液中一定不含CO，可能含有SO和NO C．溶液中的阳离子有H+、Mg2+、Al3+、NH D．n(H+)∶n(NH)∶n(Mg2+)=2∶4∶1 12.氯化铬可用于铬盐生产、镀铬、催化剂生产等工业。以某铝铬铁矿（主要成分是，还含等杂质）为原料制备氯化铬和铝的工艺流程如下： 相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH： 金属离子 开始沉淀的pH 2.3 10.4 4.9 7.5 3.4 沉淀完全的pH 4.1 12.4 6.8 9.7 4.7 已知：镁试剂碱性条件下能与镁离子作用生成天蓝色沉淀。请回答： （1）步骤1中主要发生反应的离子方程式为__________，写出溶液D中的所有阳离子的离子符号：__________。步骤4中加氨水调节pH的范围是__________，作用是__________。 （2）下列说法不正确的是_______。 A.步骤1可通过粉碎矿石、加热、搅拌、使用浓硫酸等方法加快浸出速率 B.试剂X和试剂Y不能发生反应 C.溶液E依次通过复分解反应、分解反应、分解反应三步可制取铝单质 D.将和混合加热，则可以得到无水 （3）设计实验检验步骤2所得滤渣是否含镁元素：__________。 1 学科网（北京）股份有限公司 $正确的方向+高效的学习方法=目标成绩 2027届高三一轮复习：Mg,Al元素及其化合物性质 知识点回顾： 一、镁及其化合物 （一）单质镁 1. 镁的结构 （1）构成微粒：Mg2+和自由电子，作用力金属键 （2）电子排布式：1s22s22p63s2 （3）第一电离能：I1（Mg）＞I1（Al） 2. 与非金属单质的反应 （1）与O2反应：2Mg＋O2＝2MgO（点燃），发出耀眼白光、放出大量热。镁具有抗腐蚀性的原因是表面生成一层致密的氧化物薄膜，阻止镁与氧气继续反应。 （2）与N2反应：3Mg＋N2＝Mg3N2（点燃）。 3. 置换反应 （1）与CO2反应（燃烧）：2Mg＋CO2＝2MgO＋C。 （2）与水反应：Mg＋2H2O＝Mg(OH)2＋H2↑。 （3）与盐酸反应：Mg＋2HCl＝MgCl2＋H2↑。 （4）与NH4Cl溶液反应：Mg＋2NH4Cl＝MgCl2＋H2↑＋2NH3↑。原理：Mg与H＋反应，促进NH4Cl的水解平衡正向移动。 4. 镁的用途 镁合金强度高、机械性能好，用于制造汽车、飞机、火箭，称为“国防金属”；冶金工业中作还原剂和脱氧剂；军事上用于制作照明弹。 （二）镁的重要化合物 1．氧化镁 （1）物性：白色粉末，密度小，熔点2852℃ （2）用途：作耐火材料 2．氯化镁 （1）物理特性：易吸水而发生潮解，可作干燥剂（不能干燥NH3） （2）用途：炼镁的原料 3．碳酸镁 （1）溶解性：难溶于水，溶解度比Mg（OH）2的大 （2）热不稳定性：MgCO3MgO+CO2↑（工业制备MgO） 4．镁的化合物间的重要转化关系 （1）某些镁盐加热蒸干、灼烧的产物 ①MgCl2Mg（OH）2MgO ②Mg(NO3)2Mg（OH）2MgO ③MgSO4MgSO4 ④Mg(HCO3)2MgCO3Mg（OH）2MgO （2）惰性电极电解某些镁的化合物 ①MgCl2溶液：MgCl2+2H2OMg（OH）2↓+Cl2↑+H2↑ ②熔融MgCl2：MgCl2Mg+Cl2↑（工业上炼镁原理） ③熔融MgO：2MgO2Mg+O2↑（耗能多，不适于炼镁） （三）海水提镁 1．流程图 2．基本反应 （1）制取石灰乳：CaCO3CaOCa（OH）2 ①CaCO3CaO+CO2↑ ②CaO+H2OCa（OH）2 （2）沉淀Mg2+：Ca（OH）2+Mg2+Mg（OH）2↓+Ca2+ （3）提取MgCl2：Mg（OH）2+2HCl＝MgCl2+2H2O （4）制氯化镁晶体：MgCl2+6H2OMgCl2·6H2O （5）氯化镁晶体脱水：MgCl2·6H2OMgCl2+6H2O （6）制金属镁：MgCl2Mg+Cl2↑ 二、铝及其化合物 （一）单质铝 1. 物理性质 银白色有金属光泽的质软固体；熔点660.4 ℃、沸点2467 ℃；延展性、导热性和导电性良好；密度2.7 g/cm3，属于轻金属。 2. 与氧气反应 4Al＋3O2＝2Al2O3。铝具有抗腐蚀性的原因是表面生成一层致密的氧化物薄膜；铝在氧气中燃烧放出大量热、发出耀眼白光。 3. 铝热反应 （1）实验装置 ①镁条的作用：用镁燃烧放出的热量引燃铝热反应 ②氯酸钾作用：氯酸钾对镁的燃烧起助燃作用 （2）反应：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 （3）本质：Al和不活泼金属氧化物的置换反应 （4）特点：反应放出大量的热，得到熔融的金属 （5）应用：冶炼V、Cr、Mn等难熔金属；焊接钢轨 ①冶炼V：10Al+3V2O55Al2O3+6V ②冶炼Cr：2Al+Cr2O32Cr+Al2O3 ③冶炼Mn：4Al+3MnO23Mn+2Al2O3 ④冶炼Cu：2Al+3Cu2O6Cu+Al2O3 4. 与酸反应 （1）氧化性酸 ①Al钝化 ②Al剧烈反应，分别放NO2和SO2气体 ③Al放NO气体 （2）非氧化性酸：Al放H2 ①关系式：2Al~6H+~3H2↑ ②离子方程式：2Al+6H+2Al3++3H2↑ 5．铝与强碱溶液的反应 （1）化学：2Al+2NaOH+6H2O2Na［Al（OH）4］+3H2↑ （2）离子：2Al+2OH－+6H2O2［Al（OH）4］－+3H2↑ 6. 与盐溶液反应 铝与CuSO4、AgNO3等盐溶液发生置换反应，置换出Cu、Ag；与FeCl3溶液反应生成Fe2＋或Fe。 （二）氧化铝 1. 物理性质：白色、难熔（熔点高）的物质。 2. 两性氧化物： （1）与酸溶液反应 ①盐酸：Al2O3+6H+2Al3++3H2O ②碳酸：不反应 （2）与碱溶液反应 ①烧碱：Al2O3+2OH－+3H2O2[Al(OH)4]－ ②氨水：不反应 3．电分解反应 （3）电解反应：2Al2O34Al+3O2↑ （4）冰晶石的作用：降低Al2O3的熔点，节能 （5）阳极石墨与氧气反应，被消耗，需要定时更换 4. 用途：制耐火坩埚、耐火管和耐高温实验仪器；作炼铝原料。 （三）氢氧化铝 1. 物理性质：白色、难溶于水的胶状物质。 2．两性氢氧化物 （1）与酸溶液反应 ①碱式电离：Al（OH）3Al3++3OH－ ②盐酸：Al（OH）3+3H+Al3++3H2O ③碳酸：不反应 （2）与碱溶液反应 ①酸式电离：Al（OH）3+H2OH++［Al（OH）4］－ ②烧碱：Al(OH)3+OH－［Al（OH）4］－ ③氨水：不反应 3．热分解反应：2Al（OH）3Al2O3+3H2O 4．氢氧化铝的用途 （1）Al(OH)3作治疗胃酸过多的内服药 （2）Al(OH)3胶体做净水剂 5．Al（OH）3的三种制备方法 （1）可溶性铝盐溶液与过量氨水反应 Al3++3NH3·H2O＝Al（OH）3↓+3NH4+ （2）向可溶性偏铝酸盐溶液中通入过量CO2 ［Al（OH）4］－+CO2＝Al（OH）3↓+HCO3－ （3）相互促进水解法 （四）铝盐 1．Al3+和烧碱溶液反应 （1）少量烧碱：Al3++3OH－Al（OH）3↓ （2）过量烧碱：Al3++4OH－[Al(OH)4]－ （3）滴加顺序不同，现象不同 ①向铝盐溶液中滴加强碱溶液：Al3+Al（OH）3［Al（OH）4］－ ②向强碱溶液中滴加铝盐溶液：OH－［Al（OH）4］－Al（OH）3 2．Al3+和过量氨水反应 （1）离子反应：Al3++3NH3·H2OAl（OH）3↓+3NH4+ 3．水解性：Al3++3H2OAl（OH）3+3H+ （1）AlCl3溶液Al（OH）3Al2O3 （2）Al(NO3)3溶液Al（OH）3Al2O3 （3）Al2(SO4)3溶液Al2(SO4)3 （4）双水解 4．明矾 （1）化学式：KAl（SO4）2·12H2O （2）物理性质：白色的晶体，易溶于水 （3）电离方程式：KAl（SO4）2K++Al3++2SO42－ （4）用途：Al3+水解产生Al（OH）3胶体，常用做净水剂 （5）溶液配制：常加入少量稀硫酸以防止它的水解 （6）明矾溶液和氢氧化钡溶液反应 ①滴加Ba（OH）2溶液至SO42－沉淀完全 KAl（SO4）2+2Ba（OH）2K［Al（OH）4］+2BaSO4↓ ②滴加Ba（OH）2溶液至Al3+沉淀完全 2KAl（SO4）2+3Ba（OH）2K2SO4+3BaSO4↓+2Al（OH）3↓ 5．铝土矿提铝（Al2O3，含少量Fe2O3和SiO2） （1）强酸→强碱→弱酸法 （2）强碱→强酸→弱碱法 典型例题： 例1.(1)判断下列说法的正误 ①铝在常温下不能与氧气、氯气反应(×) ②铝既能溶于强酸又能溶于强碱(√) ③氢氧化铝既能与强酸反应，又能与强碱反应(√) ④将AlCl3溶液分别滴入到足量的NaOH溶液和足量的氨水中，现象不同(√) ⑤明矾可以用于饮用水的杀菌消毒(×) ⑥工业上用电解熔融AlCl3的方法来冶炼铝(×) 例2.下列有关金属镁的说法不正确的是（　　） A.Mg在CO2中燃烧生成MgO和C，是放热反应 B.工业上通过电解MgCl2溶液制取金属镁 C.Mg和稀硫酸反应时，滴加少量硫酸铜溶液，能加快反应速率 D.镁可以用来制造信号弹和焰火，MgO可以作耐高温材料 解析　金属Mg可以在CO2中燃烧生成MgO和C，同时放出大量的热，故A正确；工业上通过电解熔融MgCl2来制取金属镁，电解MgCl2溶液得不到金属Mg，故B错误； Mg和稀硫酸反应时，滴加少量硫酸铜溶液，Mg置换出Cu，形成原电池，化学反应速率加快，故C正确； Mg在空气中燃烧发出耀眼的白光，常用来制造信号弹和焰火，MgO的熔点很高，常用作耐高温材料，故D正确。故选B。 例3.下列关于物质的制备、生产的说法正确的是（　　） A．工业制取金属铝：电解熔融Al2O3 B．实验室制取NH3：可用无水CaCl2干燥 C．用镁粉和空气反应制备Mg3N2 D．NaI溶液与浓H2SO4混合制备HI 【解析】选A。工业电解熔融Al2O3制备Al单质，2Al2O34Al+3O2↑，A符合题意；CaCl2可与NH3发生络合反应，将NH3吸收，因此不能用无水CaCl2干燥NH3，B不符合题意；空气中的O2、CO2都可以与Mg反应，因此镁粉在空气中不能制备Mg3N2，C不符合题意；浓硫酸具有强氧化性，I－具有还原性，两者会发生氧化还原反应而得不到HI，D不符合题意。 例4.下列说法不正确的是（　　） A．实验室可用MnO2与浓盐酸在加热条件下制得Cl2 B．MgCl2溶液经过蒸发结晶转化为MgCl2·6H2O，再直接加热脱水即可得MgCl2 C．铝热反应可用于焊接铁轨、冶炼难熔金属 D．硝酸分别与甲苯、甘油在合适的条件下反应，均可制得炸药 【解析】选B。加热条件下二氧化锰可以氧化浓盐酸得到氯气，故A正确；MgCl2·6H2O直接加热脱水，由于镁离子水解，而水解产生的HCl又容易挥发，所以最终得不到氯化镁，而是得到氢氧化镁，要想得到MgCl2应在HCl气流中加热脱水，故B错误；铝活泼性较强，且铝热反应是放热反应，反应过程中会放出大量的热，因此铝热反应可用于焊接铁轨，冶炼难熔金属，故C正确；硝酸与甲苯反应可生成的三硝基甲苯，与甘油反应生成的硝化甘油，都是炸药，故D正确。 例5.200 mL 0.1 mol·L-1的AlCl3溶液与等体积0.4 mol·L-1的NaOH溶液混合后充分反应，最终产生的沉淀的质量为 (　 D　) A．1.56 g B．0.78 g C．2.08 g D．0 例6向X的溶液中，加入Y试剂，产生的沉淀或气体如下图所示，下列选项与所述情形相符的是(　B　) A．向HCl和AlCl3的混合液中滴加NaOH溶液 B．向NaOH和Ca(OH)2的混合液中通入CO2 C．向NH4Al(SO4)2溶液中滴加NaOH溶液 D．向NaOH和Na2CO3的混合液中滴加稀盐酸 例7.下列有关元素及其化合物的说法不正确的是(　　) A．Al2（SO4）3和NaHCO3可作泡沫灭火器的原料 B．雷雨天气有助于空气中的N2转化为可供植物吸收的NO3－ C．常温下Al、Fe对浓硫酸、浓硝酸表现出惰性，不与其发生反应 D．金属钠可用于除去乙醚（CH3CH2OCH2CH3）中微量的水 【解析】选C。Al2（SO4）3和NaHCO3可发生双水解，迅速产生大量二氧化碳，可作泡沫灭火器的原料，A正确；雷雨天气有助于空气中的N2转化为一氧化氮，然后与氧气生成二氧化氮，然后与水转化为供植物吸收的NO3－，B正确；常温下浓硫酸、浓硝酸能使Al、Fe钝化，钝化不是不反应，C不正确；钠放入乙醚中，生成氢气和氢氧化钠，氢气逸出，氢氧化钠不溶于乙醚沉淀于瓶底，可用过滤法除去，D正确。 例8.常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是(　B　) A．无色澄清透明的中性溶液：、、、 B．的溶液：、、、 C．甲基橙呈红色的溶液：、、、 D．加入铝片产生的溶液：、、、 例9.类推的思维方法在化学学习和研究中有时会产生错误的结论，因此类比推出的结论最终要经过实践的检验才能决定其正确与否。下列类推结论中正确的是（ ）。 A．Mg失火不能用CO2灭火；Na失火也不能用CO2灭火 B．Fe3O4可写成FeO·Fe2O3；Pb3O4也可写成PbO·Pb2O3 C．Fe与Cl2直接化合生成FeCl3；Fe与I2直接化合也能得到FeI3 D．工业上电解熔融MgCl2制取金属镁；也用电解熔融AlCl3的方法制取金属铝 【解析】选A。Mg失火不能用CO2灭火，因为二者会反应生成MgO和C；Na失火也不能用CO2灭火，因为二者会反应生成Na2CO3和C，钠的燃烧产物过氧化钠也会与二氧化碳反应生成可以助燃的氧气，类推正确。Fe3O4可写成FeO·Fe2O3，因为Fe有+2、+3两种价态；Pb3O4不可写成PbO·Pb2O3，因为Pb没有+2、+3价，而应写成2PbO·PbO2，类推错误。Fe与Cl2直接化合生成FeCl3；Fe与I2直接化合只能得到FeI2，因为I2的氧化能力弱，类推错误；工业上电解熔融MgCl2制取金属镁；不能用电解熔融AlCl3的方法制取金属铝，因为熔融AlCl3不导电，类推错误。 例10.利用与制取的实验装置如图（部分加热及夹持装置略）。已知：，易水解。下列说法正确的是 ( ) A.实验开始时，先加热装置d再加热装置a B.实验过程中可观察到a中黑色固体变为红色 C.装置c与装置e可调换位置 D.装置e的作用是吸收尾气 解析：A.实验开始时，应先加热装置a，待较纯的进入装置d中时再加热装置d，即先加热装置a再加热装置d，A错误； B.装置a中干燥的与CuO发生反应：，CuO被还原为Cu，则实验过程中可观察到a中黑色固体变为红色，B正确； C.装置e中的碱石灰能干燥，但不能吸收，则装置c和装置e不能调换位置，否则也进入装置d与Mg反应，导致产率降低，C错误； D.装置e的作用是防止空气中的水蒸气和进入装置d中，D错误； 故选B。 巩固提升： 1．下列物质的性质和用途具有对应关系的是 ( B ) A．Al2O3熔点高，可用作电解制铝 B．明矾水解生成胶体，可用做絮凝剂 C．Al(OH)3不稳定，可用于治疗胃酸过多 D．铝具有导热性，可用于制备铝热剂 2．是一种重要的化学试剂。下列说法正确的是 ( ) A．明矾水溶液显酸性，故明矾属于酸式盐 B．0.1mol•L－1明矾溶液完全水解生成Al（OH）3胶粒数小于6.02×1022 C．当n［KAl（SO4）2·12H2O］∶n［Ba（OH）2］＝2∶3时，溶液中生成沉淀的质量最大 D．室温下，0.1mol•L－1明矾溶液中水电离出c（H+）大于10－7mol·L－1 【解析】选D。明矾水溶液显酸性，是因为铝离子在水溶液发生水解导致的，本身不是酸式盐，A错误；胶粒是多个胶体的聚集体，因溶液未给出体积，所以无法衡量计算0.1mol•L－1明矾溶液完全水解生成Al（OH）3胶粒数是否小于6.02×1022，B错误；当n［KAl（SO4）2·12H2O］∶n［Ba（OH）2］＝2∶3时，发生的离子方程式为2Al3++3SO42－+3Ba2++6OH－3BaSO4↓+2Al（OH）3↓，溶液中生成沉淀的物质的量最大，而当n［KAl（SO4）2·12H2O］∶n［Ba（OH）2］＝1∶2时，发生的离子方程式为Al3++2SO42－+2Ba2++4OH－2BaSO4↓+AlO2－+2H2O，则此时生成的沉淀的质量最大，C错误；明矾溶液中铝离子发生水解显酸性，促进水的电离，则室温下，0.1mol•L－1明矾溶液中水电离出c（H+）大于10－7mol·L－1，D正确。 3．碱式碳酸镁是橡胶制品的填充剂和补强剂，其化学式为。现取4.66 g碱式碳酸镁高温煅烧至恒重，得到2 g固体和，下列说法正确的是( ) A.2 g固体是 B.4.66 g碱式碳酸镁高温煅烧至恒重，生成水0.8 g C.4.66 g碱式碳酸镁加稀盐酸完全溶解，参加反应的HCl为0.08 mol D.该碱式碳酸镁的化学式为 解析：4.66 g碱式碳酸镁高温煅烧至恒重，得到的2 g固体是MgO，A项错误；4.66 g碱式碳酸镁高温煅烧至恒重，生成水的质量是，B项错误；4.66 g碱式碳酸镁高温煅烧至恒重，得到的2 g固体是MgO，，碱式碳酸镁加稀盐酸完全溶解，溶质为0.05 mol氯化镁，根据元素质量守恒，参加反应的HCl为0.1 mol，C项错误；4.66 g碱式碳酸镁高温煅烧生成氧化镁、二氧化碳和水，氧化镁的物质的量是0.05 mol，的物质的量是0.04 mol，根据碳元素守恒可知，的物质的量是0.04 mol，根据镁元素守恒可知，的物质的量是分解生成的水的物质的量是0.01 mol，而4.66 g碱式碳酸镁高温煅烧至恒重，生成的水的物质的量是，所以4.66 g碱式碳酸镁含结晶水的物质的量为，则碱式碳酸镁中的物质的量之比为1:4:4，即碱式碳酸镁的化学式是，D项正确。 4．下列物质转化在给定条件下不能实现的是( C ) A．Al2O3NaAl（OH）4（aq）Al（OH）3 B．饱和NaCl（aq）NaHCO3Na2CO3 C．S（s）SO3（g）H2SO4（aq） D．MgCl2（aq）Mg（OH）2（s）MgO 5．在给定的条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是( ) A.Mg（OH）2MgCl2（aq）无水MgCl2 B.MgCl2·6H2OMgCl2Mg C.MgMgSO4Mg（s） D.MgCO3MgCl2（aq）MgCl2（s）Mg 解析　蒸发氯化镁溶液得不到无水氯化镁，A错误；电解硫酸镁溶液得不到Mg，C错误；加热MgCl2溶液得不到无水MgCl2，D错误。故选B。 6．X、Y、Z是三种常见元素的单质，甲、乙是两种常见的化合物，这些单质和化合物之间存在如图所示的转化关系，下列说法正确的是（ ）。 A．X、Y、Z一定是非金属单质 B．X、Y、Z中至少有一种是金属单质 C．若X、Y都为金属单质，则Z必为非金属单质 D．如果X、Y都为非金属单质，则Z必为金属单质 【解析】选C。根据X、Y、Z是单质，甲和乙是常见的化合物，x和甲反应会生成y和乙，反应是置换反应，X可能是氢气或者碳或者活泼金属，x和z会生成乙，y和z会生成甲。X、Y、Z不一定是非金属单质，如2Mg+CO2＝C+2MgO，故A错误；X、Y、Z可以都是非金属单质，如C+H2O＝CO+H2，故B错误；若X、Y都为金属单质，发生置换反应是一定是金属单质很金属化合物的反应，XY的化合物一定是非金属化合物，所以则Z必为非金属单质，如2Al+Fe2O3＝2Fe+Al2O3；Zn+CuCl2＝ZnCl2+Cu；故C正确；如果X、Y都为非金属单质，则Z可以为金属单质，也可以为非金属单质，如Cl2+2NaBr＝2NaCl+Br2；Zn+2HCl＝ZnCl2+H2↑，故D错误。 7.下列实验不能达到实验目的的是 ( ) A B C D 加热融化硫固体 制备无水氯化镁 制备硫酸四氨合铜晶体 制备明矾晶体 解析： A.由于硫单质的熔点较低，可以在蒸发皿中进行熔解，A不合题意； B.制备无水氯化镁时为防止氯化镁水解应在HCl气氛中加热脱水，同时要防止空气中水进入，B不合题意； C.由于不溶于水，故向硫酸四氨合铜溶液中加入不能起到减弱水分子极性的作用，不能制得硫酸四氨合铜晶体，C符合题意； D.根据晶体具有自范性可知，图示装置可以制备明矾晶体，D不合题意； 故答案选C。 8.将等物质的量的金属Na、Mg、Al分别与100 mL 2 mol·L－1的盐酸反应，实验测得生成气体的体积V(已折合为标准状况)与时间t的关系如图所示，则下列说法错误的是(　　) A.x＝2.24 B.钠的物质的量为0.2 mol C.反应时，Na、Mg、Al均过量 D.曲线b为Mg与盐酸反应的图像 解析　由图像可以看出，生成气体的体积相等，则盐酸完全反应，x＝2.24，A正确；根据生成的H2为2.24 L，可知Na失去0.2 mol 电子，则钠的物质的量为0.2 mol，B正确；反应时如果钠过量，则钠会与水反应，生成的气体必多于2.24 L，C错误；根据反应速率可知曲线a、b、c依次是Na、Mg、Al与盐酸反应的图像，D正确。故选C。 9.用含有少量Mg的Al片制取纯净的Al(OH)3，下列操作中最恰当的组合是(　C　) ①加盐酸溶解　②加NaOH溶液　③过滤 ④通入过量CO2生成Al(OH)3　 ⑤加盐酸生成Al(OH)3　⑥加过量氨水生成Al(OH)3 A.①⑥③ B.①③⑥③ C.②③④③ D.②③⑤③ 10.如表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间因果关系的判断，完全正确的是（　　） 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 判断 A 铝制炊具最好不要盛放酸性或碱性较强的液体食物 因为Al和Al2O3既可以与酸反应又可以与碱反应 Ⅰ对，Ⅱ对，有 B 铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落 铝箔对熔化的铝有较强的吸附作用 Ⅰ对，Ⅱ对，有 C 海啸使水源发生污染可用明矾进行消毒和净化 因为明矾水解生成Al（OH）3胶体，具有吸附性 Ⅰ对，Ⅱ错，无 D 铁或铝制成的槽车可以密封贮运浓硫酸或浓硝酸 因为铁和铝不能与浓硫酸或浓硝酸反应 Ⅰ错，Ⅱ对，无 解析　因为Al和Al2O3既可以与酸反应，又可以与碱反应，故最好不要盛放酸性或碱性较强的液体食物，两者有因果关系，A正确；铝与氧气反应生成氧化铝，其熔点高，铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落，Ⅱ错，B错误；明矾中铝离子水解生成氢氧化铝胶体，胶体吸附水中的悬浮物而净化水，不能杀菌消毒，C错误；铁和铝与浓硫酸或浓硝酸发生钝化反应，D错误。故选A。 11．溶液中可能含有H+、NH、Mg2+、Al3+、Fe3+、CO、SO、NO、OH-中的几种。①若加入铝片，产生无色无味无毒气体；②若加入NaOH溶液，产生白色沉淀，且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示。下列说法不正确的是 ( B ) A．在滴加NaOH溶液物质的量为0.7～0.8mol时，发生离子反应为Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]- B．溶液中一定不含CO，可能含有SO和NO C．溶液中的阳离子有H+、Mg2+、Al3+、NH D．n(H+)∶n(NH)∶n(Mg2+)=2∶4∶1 12.氯化铬可用于铬盐生产、镀铬、催化剂生产等工业。以某铝铬铁矿（主要成分是，还含等杂质）为原料制备氯化铬和铝的工艺流程如下： 相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH： 金属离子 开始沉淀的pH 2.3 10.4 4.9 7.5 3.4 沉淀完全的pH 4.1 12.4 6.8 9.7 4.7 已知：镁试剂碱性条件下能与镁离子作用生成天蓝色沉淀。请回答： （1）步骤1中主要发生反应的离子方程式为__________，写出溶液D中的所有阳离子的离子符号：__________。步骤4中加氨水调节pH的范围是__________，作用是__________。 （2）下列说法不正确的是_______。 A.步骤1可通过粉碎矿石、加热、搅拌、使用浓硫酸等方法加快浸出速率 B.试剂X和试剂Y不能发生反应 C.溶液E依次通过复分解反应、分解反应、分解反应三步可制取铝单质 D.将和混合加热，则可以得到无水 （3）设计实验检验步骤2所得滤渣是否含镁元素：__________。 答案：（1），；；6.8~10.4；使溶液D中的转化为沉淀，便于后续的分离提纯 （2）AB （3）取滤渣用蒸馏水洗涤，取洗涤液少许调节至碱性，滴加镁试剂，若产生天蓝色浑浊，则存在元素（或取滤渣加少量强碱浸泡，静置后在上清液中滴加镁试剂，若产生天蓝色浑浊，则存在元素） 解析：（1）由铝铬铁矿化学式，可知为+3价，为+2价，步骤1在酸性条件下被氧化为，发生反应的离子方程式为、，而难溶于稀硫酸，沉淀A为，溶液B中的阳离子为。步骤2加氨水调节至4.7~4.9，此时以、析出，沉淀C为，溶液D中的阳离子为。步骤4调得沉淀F，加足量试剂Y得溶液，可推知沉淀F为，试剂Y为稀盐酸，因此步骤4的作用主要是将转化为沉淀，便于后续的分离提纯，而此时不沉淀，故调节的范围应为6.8~10.4。 （2）步骤1可通过粉碎矿石、加热、搅拌、适当增大稀硫酸浓度等方法加快浸出速率，A项错误；从中分离出铝元素，可向沉淀C中加足量溶液，将转化为，溶液E中溶质为，故试剂X为，而试剂Y为稀，两者能反应，B项错误；向溶液E中通入足量，析出沉淀，属于复分解反应，再由热分解得到，属于分解反应，最后由电解熔融得到单质，属于分解反应，C项正确；受热分解生成，能与反应生成和气体，既减少了水的量，同时生成的又抑制了的水解，最终得到无水，D项正确。 （3）步骤2得到的滤渣为，一般会对沉淀洗涤后再进行单质的制备，设计实验检验沉淀滤渣是否含镁元素，洗涤滤渣，取洗涤液调至碱性，滴加镁试剂，若产生天蓝色浑浊，则存在Mg元素。 1 学科网（北京）股份有限公司 $