考点11 镁、铝及其重要化合物（核心考点精讲精练）-备战高考化学一轮复习（新高考专用）

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1．3年真题考点分布
2．命题规律及备考策略
【命题规律】近3年新高考卷对于该专题主要考查：
1．镁及其化合物的性质及应用
2．海水提镁
3．铝及其化合物的性质及应用
4．铝土矿炼铝
【备考策略】熟练掌握镁、铝及其化合物之间的转化关系，熟悉各物质的特特殊性质及其应用；明确元素化合物和化学反应原理、物质结构和性质之间的联系。
【命题预测】镁、铝及其化合物的性质多与日常生活、生产中的应用有关，高考题型有选择题、实验题、化学工艺流程题等。选择题重点考查化学方程式、离子方程式、离子共存、物质鉴别、物质制取等，非选择题中常借助工艺流程的形式，以除杂或提纯等相关问题为主线综合考查金属元素化合物的性质。
考法1 镁及其化合物的性质
1．镁的物理性质
（1）镁：镁是________色有金属光泽的固体，密度较________，硬度较________，有延展性，是电和热的良导体。
（2）镁合金：密度较________，硬度和强度都较________。
2．镁及其化合物的化学性质
【典例1】（2022·张家口高三上学期期中）下列有关镁及其化合物的离子方程式书写正确的是（ ）。
A．MgCO3与盐酸反应：CO32－+2H+CO2↑+2H2O
B．Mg（OH）2与H2SO4反应：Mg2++2OH－+2H++SO42－MgSO4↓+2H2O
C．碳酸氢镁与足量的氢氧化钠溶液反应：Mg2++2HCO3－+2OH－MgCO3↓+CO32－+2H2O
D．工业上以海水为原料制取Mg（OH）2：Ca（OH）2+Mg2+Mg（OH）2↓+Ca2+
【思维拓展】镁的化合物间的重要转化关系
1．Mg3N2的结构和性质
（1）Mg3N2的电子式：
（2）水解反应：Mg3N2+6H2O3Mg（OH）2↓+2NH3↑
（3）与酸反应
①少量盐酸：Mg3N2+6HCl3MgCl2+2NH3↑
②过量盐酸：Mg3N2+8HCl3MgCl2+2NH4Cl
2．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）
3．碳酸镁转化成氢氧化镁
（1）转化的实质：沉淀的转化
①MgCO3+H2OMg（OH）2+CO2↑
②MgCO3+2OH－Mg（OH）2+CO32－
（2）转化的原因：MgCO3的溶解度比Mg（OH）2的大
（3）转化的应用：Mg（HCO3）2溶液与NaOH溶液的反应
①少量NaOH：Mg（HCO3）2+2NaOHMg（OH）2↓+2NaHCO3
②少量NaOH：Mg（HCO3）2+4NaOHMg（OH）2↓+2Na2CO3+2H2O
【典例2】（2021·湖南选择考）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
【思维拓展】从海水中提取镁的流程
2．主要化学反应
（1）制取石灰乳：CaCO3CaO+CO2↑、CaO+H2O＝Ca（OH）2
（2）沉淀Mg2+：Mg2++Ca（OH）2＝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：MgCl2（熔融）Mg+Cl2↑
3．重要操作
（1）从MgCl2溶液中获取晶体的操作
①基本操作：加热浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥称量
②基本仪器：酒精灯、烧杯、玻璃棒、漏斗、干燥器、天平

（2）氯化镁晶体脱水HCl的作用
①带走部分水蒸气，减少MgCl2的水解
②抑制MgCl2的水解，得到无水MgCl2
（3）制金属镁加入少量CaCl2的作用：降低MgCl2的熔点，节能
3．原料
（1）直接原料：海水、贝壳和盐酸
（2）间接原料：氢气
（3）循环利用：氯气
4．海水提镁过程中应该注意的问题
（1）制取Mg（OH）2沉淀时，所用的试剂是廉价的熟石灰，而不是NaOH。
（2）海水提镁，可以用提取食盐剩下的苦卤，因为Mg2+得到了富集，浓度大。
（3）由MgCl2·6H2O晶体脱水制无水MgCl2时，MgCl2·6H2O晶体在HCl气氛中加热脱水，防止MgCl2和H2O反应生成Mg（OH）2沉淀。
（4）因为海水提镁用的是石灰乳，不是澄清石灰水，所以反应MgCl2+Ca（OH）2＝CaCl2+Mg（OH）2↓的离子方程式应该写成Mg2++Ca（OH）2＝Ca2++Mg（OH）2↓的形式。
（5）制备单质镁时所用的方法是电解熔融的氯化镁，而不是电解氯化镁溶液，也不是电解熔融的氧化镁。
【典例3】（2023·青海西宁高三上学期期中）碱式次氯酸镁［Mg2ClO（OH）n·H2O］微溶于水，不潮解，相对稳定，是一种有开发价值的无机抗菌剂，以菱镁矿（MgCO3，含少量FeCO3）为主要原料制备碱式次氯酸镁的工艺流程如下：
（1）碱式次氯酸镁的化学式中n＝________（填数字）。
（2）菱镁矿酸溶时，为了提高溶出率，可采取的措施有________________（写一条）。
（3）氧化时发生反应的离子方程式为___________________________。
（4）调pH时需要加入的物质最好为________，过滤1所得滤渣为________。
（5）混合时发生反应的化学方程式为________________。混合时NaOH溶液须最后加入且不能过量，其原因是_______________________________。
（6）在酸性溶液中碱式次氯酸镁具有杀菌、漂白作用的原因是__________（用离子方程式表示）。
（7）如果以单位质量的消毒剂所得到的电子数来表示消毒效率，碱式次氯酸镁的消毒效率是Cl2的消毒效率的________。
【思维拓展】镁及其化合物的转化关系
1．镁是一种活泼的金属单质，下列关于金属镁的说法中正确的是（ ）。
A．镁能与NaOH溶液反应生成Mg（OH）2沉淀
B．大量镁条燃烧引起的火灾不能用干冰灭火器灭火
C．镁在任何条件下都不能与水反应
D．镁能在N2中燃烧，且生成MgN
2．（2023•承德一模）镁遇到下列物质不放出H2的是：①NH4Cl溶液；②KOH溶液；③Na2CO3溶液；④热的乙醇；⑤苯；⑥醋酸溶液；⑦FeCl3溶液；⑧CuSO4溶液；⑨NaH2PO4；⑩NaHCO3溶液（ ）。
A．①⑥⑦⑧ B．③④⑤⑨⑩ C．②③⑤⑩ D．③④⑤⑦
3．（2023·海口一模）下列镁的化合物中，能与稀盐酸反应并生成无色有刺激性气味气体的是（ ）。
A．MgO B．MgCO3 C．Mg2（OH）2CO3 D．Mg3N2
4．海水提镁的工艺流程如下：
下列叙述正确的是（ ）。
A．反应池中的反应利用了相同条件下Mg（OH）2比Ca（OH）2难溶的性质
B．干燥过程在HCl气流中进行，目的是避免溶液未完全中和
C．上述流程中发生的反应有化合、分解、置换和复分解反应
D．上述流程中可以循环使用的物质是H2和Cl2
5．已知：Mg能在NO2中燃烧，可能产物为Mg3N2、MgO和N2。Mg3N2容易与水反应。
（1）某实验探究小组探究Mg与NO2反应的固体产物成分，对固体产物提出三种假设：
Ⅰ．假设：固体产物为MgO；
Ⅱ．假设：_________________________；
Ⅲ．假设：_________________________。
（2）该小组通过如下实验装置来验证Mg在NO2中燃烧的反应产物（夹持装置省略，部分仪器可重复使用）。
①实验装置连接的顺序为________（填字母序号）；
②装置B中盛装的试剂可以是________（填字母）；
A．浓硫酸 B．碱石灰 C．无水CaCl2 D．五氧化二磷
③确定产物中有N2生成的实验现象为___________________________。
（3）设计实验证明：产物中存在Mg3N2：___________________________。
（4）已知装置C中初始加入Mg粉质量为13.2g，在足量的NO2中充分燃烧，实验结束后，硬质玻璃管冷却至室温、称量，测得硬质玻璃管中剩余固体的质量为21.0g，产生N2的体积为1120mL（标准状况）。写出玻璃管中发生反应的化学方程式：___________________________。
考法2 铝的性质
1．铝的结构、存在
（1）原子结构示意图：__________。
（2）在周期表中的位置：第_____周期第_____族
（3）存在形态：铝是地壳中含量_____的金属元素，全部以_____形式存在。
2．物理性质
3．化学性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
①常温下铝具有_____性（表面形成致密的氧化膜），点燃条件下剧烈燃烧，放出耀眼的白光
②_________________________
③铝常温下遇到浓硫酸和浓硝酸发生_____；遇稀盐酸放氢气：____________________
④___________________________________或2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑
⑤_________________________
3．制备和用途
（1）铝的冶炼：____________________。
（2）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。
【典例3】（2023·阜阳模拟）根据如图的转化关系判断，下列说法正确的是（反应条件已略去）（ ）。
A．生成等质量H2时，①和②反应消耗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．等浓度等体积的稀HCl和NaOH溶液与足量Al反应，①②生成H2的分子数之比为3∶1
【思维拓展】铝与酸或碱反应生成H2的量的关系
1．依据的化学方程式
2Al+6HCl＝2AlCl3+3H2↑
2Al+2NaOH+6H2O＝2Na［Al（OH）4］+3H2↑或2Na+4H2O+2Al＝2NaAlO2+4H2↑
2．反应规律
（1）等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应：
①产生H2的物质的量相等。
②消耗H+、OH－的物质的量之比为n（H+）∶n（OH－）＝3∶1。
（2）足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应：
①消耗Al的物质的量之比为1∶3。
②生成H2的物质的量之比为1∶3。
（3）一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应：
若产生氢气的体积比为eq \f(1,3)＜eq \f(VHCl（H2）,VNaOH（H2）)＜1，则必定
①铝与盐酸反应时，铝过量而HCl不足。
②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而NaOH过量。
【典例4】铝热反应的本质是利用铝的还原性，将难熔金属从其氧化物中置换出来，关于铝热反应解答下列问题：
（1）用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验，需要的试剂还有________。
A．KCl B．KClO3 C．MnO2 D．Mg
（2）用等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物在一定条件下与Al粉进行铝热反应。
①引发铝热反应的操作是_____________________________。
②产物中单质是________（写名称）。
（3）取少量（1）中铝热反应所得的固体混合物，将其溶于足量稀H2SO4，滴加KSCN溶液无明显现象，________（填“能”或“不能”）说明固体混合物中无Fe2O3，理由是_________________________________________（用离子方程式说明）。
【思维拓展】铝热反应实验
1．实验装置和用品
2．实验现象
（1）镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；
（2）纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中
3．原理应用
（1）制取熔点较高、活动性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等，3MnO2+4Al3Mn+2Al2O3；
（2）金属焊接，如野外焊接钢轨等
1．将ag铝铁合金投入足量的NaOH溶液中产生6.72L气体（标准状况）；将ag同样的铝铁合金投入足量的盐酸中，产生11.2L气体（标准状况）。则该合金中，铝、铁的物质的量之比为（ ）。
A．1∶1 B．2∶1 C．3∶2 D．3∶5
2．分别向盛有等物质的量浓度的稀硫酸和氢氧化钠溶液的烧杯中加入足量的铝，反应后放出的气体体积比在标准状况下为1∶2，则所取稀硫酸和氢氧化钠溶液的体积比为（ ）。
A．1∶2 B．3∶4 C．3∶2 D．6∶1
3．（2022·宜昌高三上学期期末）铝热反应的实验装置如图所示，下列有关说法错误的是（ ）。
A．X物质为KClO3
B．镁条燃烧提供引发反应所需的热量
C．若转移0.3 ml电子，被还原的Fe2O3为16 g
D．可利用铝热反应冶炼铁
考法3 铝的化合物的性质
1．氧化铝
2．氢氧化铝
（1）物理性质：白色胶状固体，有较强的吸附性。
（2）化学性质
图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
①Al（OH）3+3H+＝Al3++3H2O
②Al（OH）3+OH－＝［Al（OH）4］－或Al2O3+2OH－2AlO2－+H2O
③2Al（OH）3Al2O3+3H2O
3．明矾
（1）化学式：KAl（SO4）2·12H2O，它是无色晶体，可溶于水。
（2）电离方程式：KAl（SO4）2＝K++Al3++2SO42－
（3）净水的原理：Al3+发生水解反应，产生Al（OH）3胶体，能吸附水中悬浮物形成沉淀，使水澄清。
【典例5】Zn（OH）2是一种与Al（OH）3类似的两性氢氧化物，它与强碱反应的离子方程式为：Zn（OH）2+2OH－＝ZnO22－+2H2O。而且Zn（OH）2还能溶于过量的氨水，生成易溶于水的Zn（NH3）42+，而Al（OH）3不能。则下面四组溶液不能用相互滴加来进行鉴别的是（ ）。
A．AlCl3、NH3·H2O B．ZnCl2、NH3·H2O
C．AlCl3、NaOH D．ZnCl2、NaOH
【思维拓展】常见的两性物质归纳总结
1．中学学习阶段接触到的既能与酸反应又能与碱反应的物质有：
（1）金属单质：Al等；
（2）两性氧化物：Al2O3等；
（3）两性氢氧化物：Al（OH）3等；
（4）弱酸的铵盐：（NH4）2CO3、CH3COONH4、（NH4）2S等；
（5）弱酸的酸式盐：NaHCO3、KHS、NaHSO3等；
（6）氨基酸、肽和蛋白质等。
2．两性物质：是指既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的化合物，上述物质中只有Al2O3、Al（OH）3、氨基酸、肽和蛋白质是两性物质。
【典例7】用稀H2SO4、NaOH溶液和单质铝为原料制取Al（OH）3，甲、乙、丙三个学生制备的途径分别是：
若要得到等量的Al（OH）3，则（ ）。
A．三者消耗原料相同 B．甲消耗的原料最少
C．乙消耗原料最少 D．丙消耗原料最少
【思维拓展】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↓+3NHeq \\al(＋,4)
2．向可溶性偏铝酸盐溶液中通入过量CO2
［Al（OH）4］－+CO2＝Al（OH）3↓+HCOeq \\al(－,3)
3．相互促进水解法
【典例7】某校化学兴趣小组用如图所示过程除去AlCl3溶液中含有的Mg2+、K+杂质离子并尽可能减少AlCl3的损失：
下列说法正确的是（ ）。
A．NaOH溶液可以用氨水来代替
B．溶液a中含有Al3+、K+、Cl－、Na+、OH－
C．溶液b中只含有NaCl
D．向溶液a中滴加盐酸需控制溶液的pH
【思维拓展】含铝杂质的提纯方法归类
利用Al、Al2O3、Al（OH）3可溶于强碱的特性，可除去许多物质中的含铝杂质，如：
（1）Mg（Al）：加过量NaOH溶液，过滤。
（2）Fe2O3（Al2O3）：加过量NaOH溶液，过滤。
（3）Al2O3（Fe2O3）：加过量NaOH溶液，过滤除去Fe2O3；向滤液中通入过量的二氧化碳气体，过滤、洗涤、灼烧，即得Al2O3。
（4）Mg（OH）2［Al（OH）3］：加过量NaOH溶液，过滤。
（5）Al（OH）3［Mg（OH）2］：加过量NaOH溶液，过滤除去Mg（OH）2；向滤液中通入过量的二氧化碳气体，过滤、洗涤、干燥即得Al（OH）3。
（6）Mg2+（Al3+）：加过量NaOH溶液，过滤，再加酸充分溶解。
（7）Al3+（Mg2+）：加过量NaOH溶液，过滤除去Mg（OH）2；向滤液中通入过量的二氧化碳气体，过滤、洗涤、干燥即得Al（OH）3，向沉淀中加入适量的某种酸即可。
【典例8】铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，如图是从铝土矿中制备铝的工艺流程：
已知：①铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质；②溶液中的硅酸钠与四羟基合铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学反应方程式为2Na2SiO3+2Na［Al（OH）4］＝Na2Al2Si2O8↓+4NaOH+2H2O。请回答下列问题：
（1）铝土矿中Al2O3与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为________________。
（2）在工艺流程中“酸化”时，加入的最佳物质B是__________，理由是_________________________，写出酸化过程发生反应的化学方程式：________________。
（3）工业上用Al2O3与C、Cl2在高温条件下反应制取AlCl3，理论上每消耗6.0g碳单质，转移1ml电子，则反应的化学方程式为________________。
（4）某同学推测铝与氧化铁发生铝热反应得到的熔融物中还含有Fe2O3，设计了如下方案来验证：取一块该熔融物投入少量稀硫酸中，反应一段时间后，向反应后的混合液中滴加物质甲的溶液，观察溶液颜色的变化，即可证明熔融物中是否含有Fe2O3。物质甲是_______（填化学式），请判断该同学设计的实验方案的合理性__________（填“合理”或“不合理”）。原因是_____________________（若合理，则不用填写）。
【思维拓展】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
【典例9】（2022·三明三模高三上学期期中）实验室制备硝酸铝［Al（NO3）3·9H2O］可使用下列方法：
反映上述有关的离子方程式错误的是（ ）。
A．2Al+2OH－+6H2O＝2[Al(OH)4]－+3H2↑
B．HCO3－+[Al(OH)4]－＝CO2↑+Al（OH）3↓+H2O
C．NH4++[Al(OH)4]－＝NH3·H2O+Al（OH）3↓
D．3H++Al（OH）3＝Al3++3H2O
【思维拓展】偏铝酸盐（四羟基合铝酸钠）的性质
1．相当处理：［Al（OH）4］－Al（OH）3+OH－
2．和盐酸反应
（1）少量盐酸：［Al（OH）4］－+H+Al（OH）3↓+H2O
（2）过量盐酸：［Al（OH）4］－+4H+Al3++4H2O
3．和CO2反应
（1）少量CO2：2［Al（OH）4］－+CO22Al（OH）3↓+CO32－+H2O
（2）过量CO2：［Al（OH）4］－+CO2Al（OH）3↓+HCO3－
4．和NaHCO3溶液反应：HCO3－+［Al（OH）4］－Al（OH）3↓+CO32－+H2O
5．水解性
（1）离子反应：［Al（OH）4］－Al（OH）3+OH－
（2）AlCl3：Al3++3［Al（OH）4］－4Al（OH）3↓
（3）MgCl2：2［Al（OH）4］－+Mg2+2Al（OH）3↓+Mg（OH）2↓
（4）NH4Cl：［Al（OH）4］－+NH4+Al（OH）3↓+ NH3·H2O
【典例10】向含Na2CO3、Na［Al（OH）4］的混合溶液中逐滴加入150mL 1ml·L－1 HCl溶液，测得溶液中的某几种离子物质的量的变化如图所示，则下列说法中不正确的是（ ）。
A．a曲线表示的离子方程式为［Al（OH）4］－+H+＝Al（OH）3↓+H2O
B．b和c曲线表示的离子反应是相同的
C．M点时，溶液中沉淀的质量为3.9g
D．原混合溶液中的CO32－与［Al（OH）4］－的物质的量之比为1∶2
【思维拓展】Al（OH）3沉淀的两类四个基本图像
【特别提醒】①沉淀Al3＋所需n（OH－）与Al（OH）3溶解所需n（OH－）的比为3∶1；
②沉淀［Al（OH）4］－所需n（H＋）与Al（OH）3溶解所需n（H＋）的比为1∶3。
【典例11】（2022·长春高三质量监测）向盛有10mLlml/LNH4Al（SO4）2溶液的烧杯中滴加1ml/LNaOH溶液，沉淀物质的量随NaOH溶液体积变化示意图如下。下列有关说法正确的是（ ）。
A．当加入50mLNaOH时，溶液中的溶质为NaAlO2
B．m点反应的离子方程式：NH4++OH－＝NH3·H2O
C．NH4Al（SO4）2溶液中离子浓度由大到小的顺序是：c（SO42－）＞c（Al3+）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH－）
D．若向NH4Al（SO4）2溶液改加20mL1.2ml/LBa（OH）2溶液，充分反应后，溶液中产生沉淀的物质的量为0.02ml
【思维拓展】可溶性铝盐与强碱反应
1．可溶性铝盐与强碱反应的计算规律
（1）求产物Al（OH）3的量
①当n（OH－）≤3n（Al3+）时，n［Al（OH）3］＝eq \f(1,3)n（OH－）；
②当3n（Al3+）＜n（OH－）＜4n（Al3+）时，n［Al（OH）3］＝4n（Al3+）－n（OH－）；
③当n（OH－）≥4n（Al3+）时，n［Al（OH）3］＝0，无沉淀。
（2）求反应物碱的量
①若碱不足（Al3+未完全沉淀）：n（OH－）＝3n［Al（OH）3］；
②若碱使生成的Al（OH）3部分溶解：n（OH－）＝4n（Al3+）－n［Al（OH）3］。
2．含Al3+的溶液与碱反应的先后顺序
当溶液中有多种离子时，要考虑离子之间的反应顺序，如向含有H+、NHeq \\al(＋,4)、Mg2+、Al3+的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，NaOH先与H+反应，再与Mg2+、Al3+反应生成沉淀，再与NHeq \\al(＋,4)反应，最后才溶解Al（OH）3沉淀。
3．明矾［KAl（SO4）2·12H2O］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（生成沉淀的质量最大）
KAl（SO4）2+2Ba（OH）2K［Al（OH）4］+2BaSO4↓
（2）滴加Ba（OH）2溶液至Al3+沉淀完全（生成沉淀的物质的量最大）
2KAl（SO4）2+3Ba（OH）2K2SO4+3BaSO4↓+2Al（OH）3↓
4．铵明矾［NH4Al（SO4）2·12H2O］和碱溶液的反应
（1）铵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
NH4Al（SO4）2+2Ba（OH）2Al（OH）3↓+NH3·H2O+2BaSO4↓
②滴加Ba（OH）2溶液至Al3+沉淀完全
2NH4Al（SO4）2+3Ba（OH）2（NH4）2SO4+3BaSO4↓+2Al（OH）3↓
（2）铵明矾溶液和氢氧化钠溶液反应
①OA段：Al3++3OH－Al（OH）3↓
②AB段：NH4++OH－NH3·H2O
③BC段：Al（OH）3+OH－［Al（OH）4］－
【典例12】（2022·济宁高三上学期期末）铝是一种很重要的金属，可以发生一系列反应制备物质，如图所示。下列说法错误的是（ ）。
A．反应①又称铝热反应，可用于野外焊接铁轨
B．反应②、③都有氢气生成，产生等量的氢气时转移的电子数相等
C．常用反应⑥制备Al（OH）3，方法是向Al2（SO4）3溶液中滴加足量的NaOH溶液
D．工业上用反应⑦制备铝时，常加入冰晶石以降低氧化铝的熔融温度
【思维拓展】Al3+、Al（OH）3、AlO2－之间的转化关系
（1）①Al3++3NH3·H2O＝Al（OH）3↓+3NH4+
②Al3++3AlO2－+6H2O＝4Al（OH）3↓
③Al3++3OH－＝Al（OH）3↓
（2）Al（OH）3+3H+＝Al3++3H2O
（3）Al3++4OH－＝AlO2－+2H2O
（4）AlO2－+4H+＝Al3++2H2O
（5）①AlO2－+CO2+2H2O＝Al（OH）3↓+HCO3－
②AlO2－+H++H2O＝Al（OH）3↓
（6）Al（OH）3+OH－＝AlO2－+2H2O
1．探究氢氧化铝的两性，最适宜的试剂是（ ）。
A．Al、NaOH溶液、稀盐酸
B．Al2O3、氨水、稀盐酸
C．Al2（SO4）3溶液、NaOH溶液、稀盐酸
D．AlCl3溶液、氨水、稀盐酸
2．下列有关铝的化合物说法不正确的是（ ）。
A．Al（OH）3在用于治疗胃酸过多类疾病时表现出弱碱性
B．明矾溶于水后可得到少量的有强吸附性的Al（OH）3胶体，故明矾可作净水剂
C．Al（OH）3可用于中和馒头制作过程（如发酵阶段）中产生的酸
D．Al2O3可用于制作耐火材料而Al（OH）3不能
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
4．（2023·宁夏吴忠高三模拟）向含有1ml明矾的溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液，充分反应，下列说法不正确的是（ ）。
A．当Al3+恰好完全沉淀时，消耗Ba（OH）21.5ml
B．当SO42－恰好完全沉淀时，Al3+全部转化为AlO2－
C．随着加入的Ba（OH）2的物质的量不断增大，沉淀的物质的量不断增大
D．当向溶液中加入1.5mlBa（OH）2时，反应可用离子方程式2Al3++3 SO42－+3Ba2++6OH－＝2Al（OH）3↓+3BaSO4↓表示
【基础过关】
1．（2023·珠海实验中学模拟）下列由废铝粉、稀盐酸和氨气为原料制取Al2O3的实验原理和装置不能达到实验目的的是（ ）。
A．用装置甲溶解废铝粉
B．用装置乙制取Al（OH）3固体
C．用装置丙过滤得到Al（OH）3固体
D．用装置丁灼烧Al（OH）3固体制得Al2O3
2．易拉罐的主要成分以铝铁合金和铝镁合金最为常见。现取几小块易拉罐碎片进行下列实验，其中实验方案与现象、结论正确的是（ ）。
3．下列离子方程式与所述事实相符且正确的是
A．漂白粉溶液在空气中失效：ClO－+CO2+H2O＝HClO+HCO3－
B．氯化铝溶液中加入过量氨水：Al3++4NH3•H2O＝AlO2－+4NH4++2H2O
C．向NaAlO2溶液中通入过量的CO2制取Al（OH）3：AlO2－+CO2+2H2O＝Al（OH）3↓+HCO3－
D．在强碱溶液中，次氯酸钠与Fe（OH）3反应生成Na2FeO4：3ClO－+2Fe（OH）3＝2FeO42－+3Cl－+H2O+4H+
4．下列实验与图像对应的是（ ）。
5．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
6．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，置镁条于其中探究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．将镁蒸气在氮气中冷却得到镁粉
7．下列对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间因果关系的判断，完全正确的是（ ）。
8．（2023·广西凭祥高三模拟）利用菱镁矿MgCO3（含杂质Al2O3、FeCO3）制取镁的工艺流程如图，下列说法正确的是（ ）。
A．“酸浸”时溶液中有电子转移
B．“氧化”时用稀硝酸代替更好
C．沉淀混合物为Al（OH）3和Fe（OH）3
D．电解MgCl2溶液可得到金属镁
9．镓（Ga）与铝同主族，曾被称为“类铝”，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业制备镓的流程如图所示：
下列判断不合理的是（ ）。
A．Al、Ga均处于第ⅢA族
B．Ga2O3可与盐酸反应生成GaCl3
C．Ga（OH）3可与NaOH反应生成NaGaO2
D．酸性：Al（OH）3＞Ga（OH）3
10．氮化铝（AlN）是一种新型无机非金属原料，结构与金刚石相似。常温下AlN+NaOH+H2O＝NaAlO2+NH3↑。某课题小组利用下图所示装置测定样品AlN的含量（杂质不反应）。下列说法中正确的是（ ）。
A．氮化铝是共价晶体，晶体中N、Al原子配位数均为4
B．X可以是CCl4，因为NH3不溶于CCl4而易溶于水
C．若广口瓶中液体未装满，测得NH3的体积将偏大
D．若实验中测得样品的质量为wg，氨气的体积为aL（标况下），则样品中AlN的质量分数为％
11．（2023·苏锡常镇四市高三4月调研）以硼镁泥（主要成分为MgSiO3、Fe2O3及少量Al2O3、FeO和MnO）为原料制备高纯Mg（OH）2的流程如下：
己知：①常温下此体系中各氢氧化物开始沉淀与沉淀完全时的pH范围如下表所示：
②温度高于340℃时Mg（OH）2开始分解为MgO和H2O。
（1）“浸取”时，为提高镁的浸取率可行的措施为__________。
A．将硼镁泥制成浆料
B．降低浸取温度
C．用盐酸多次浸取
（2）“浸取”时，MgSiO3与盐酸反应的化学方程式为_________________________。
（3）“除铁、铝”时，需调节溶液pH范围为_________________________。
（4）“除Mn2+”时发生反应的离子方程式为_________________________；过滤3所得滤渣中含有MnO（OH）2和__________。
（5）“沉镁”时，反应温度与Mg（OH）2的产率如图所示，当温度超过60℃，随温度再升高，Mg（OH）2产率反而降低，其原因可能是________________。
12．牙膏中的固体摩擦剂主要由碳酸钙、氢氧化铝和少量不与NaOH溶液、CO2反应的成分组成，兴趣小组对摩擦剂的主要成分及含量进行探究。
Ⅰ．摩擦剂中氢氧化铝的定性检验。取适量摩擦挤样品，加水充分溶解后，过滤，向滤渣中加入过理NaOH溶液，再次过滤，向滤液中通入过理CO2，有白色沉淀生成，则证明摩擦剂含有Al（OH）3。已知：NaAlO2+CO2+2H2O＝Al（OH）3↓+NaHCO3
（1）在过滤操作中，不需要用到的玻璃仪器有_______（选填编号）。
（2）氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式是___________________。
（3）某同学认为向再次过滤的滤液中通CO2后有白色沉淀生成，不能证明摩擦剂中一定含有Al（OH）3，若要确认其含有Al（OH）3，则取该白色沉淀少许，洗涤后滴入过量盐酸，若出现___________________（填写实验现象），证明白色沉淀是Al（OH）3，即摩擦剂中含有Al（OH）3。
Ⅱ．摩擦剂中碳酸钙含量的测定。如图所示进行实验，滴入盐酸克分反应后，打开K1，持续通入一段时间空气后，取下C装置，过滤、洗涤沉淀、干燥、冷却、称重BaCO3质量，计算样品中碳酸钙的质量分数。
完成下列填空：
（4）检查装置气密性后，如图加入试剂，关闭K3，打开K1和K2，持续鼓入空气一段时间后，关闭K1和K2，打开K3，再向锥形瓶中滴入盐酸。以上操作的目的是_______。
（5）有小组认为，过滤，称量BaCO3质量，操作繁杂且易产生实验误差，故将图中C装置调换成E装置（如图），你认为是否合适？并简述原因_______。
（6）实验中称取8.000g样品，若测得BaCO3平均质量为1.970g。则摩擦剂样品中碳酸钙的质量分数是_______（小数点后保留三位数字）。
【能力提升】
1．（2022·广东惠州高三下学期期中）将硅粉与镁粉混合后隔绝空气强热，得到一种暗蓝色的化合物。将此化合物投入水中，发生剧烈反应，产生气体，并伴有爆炸声与火光。此过程不可能发生的反应是（ ）。
A．2Mg+SiMg2Si
B．Mg2Si+4H2O＝2Mg（OH）2+SiH4↑
C．SiO2+H2O＝H2SiO3
D．SiH4+2O2＝SiO2+2H2O
2．（2023·南阳模拟）某工厂用提取粗盐后的盐卤（主要成分为MgCl2）制备金属镁，其工艺流程如下，下列说法中错误的是（ ）。
A．操作①发生的反应为非氧化还原反应
B．若在实验室进行操作①，只需要漏斗和烧杯两种玻璃仪器
C．操作②是蒸发浓缩、冷却结晶
D．在整个制备过程中，未发生置换反应
3．（2023•安徽六安一模）铬与铝的性质相似，Cr（OH）3+OH－＝CrO2－+2H2O，下列推断中正确的是（ ）。
A．往CrCl3溶液加入过量NaOH溶液可制得Cr（OH）3
B．对CrCl3•6H2O加热脱水可得CrCl3
C．Cr2O3既能溶于盐酸，又能溶于NaOH溶液
D．CrO2－水解使溶液显酸性
4．（石家庄2022~2023学年高三3月模拟）类推是化学学习和研究常用的重要思维方法，但所得结论要经过实践的检验才能确定其正确与否。根据你所掌握的知识，判断下列类推结论中正确的是（ ）。
A．Mg燃烧不能用CO2灭火，故Na燃烧也不能用CO2灭火
B．Al在O2中燃烧生成Al2O3，故Fe在O2中燃烧生成Fe2O3
C．CO2与Na2O2反应生成Na2CO3和O2，故SO2与Na2O2反应生成Na2SO3和O2
D．Al与NaOH溶液反应生成H2，故Mg与NaOH溶液反应也生成H2
5．（2023·珠海高三3月模拟）某兴趣小组在实验室通过镁粉和空气中的氮气制备氮化镁（可与水发生反应），其装置如下图所示。已知：维生素C具有较强的还原性。下列说法错误的是（ ）。
A．装置①③中盛放的分别是NaOH溶液和浓硫酸
B．装置②的作用为吸收空气中的O2
C．实验开始时应先通空气再点燃酒精灯
D．装置⑤中碱石灰可以替换为NaCl
6．（2023·石家庄模拟）以铝土矿粉（主要含Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金属硫酸盐）为原料生产Al2O3和Fe3O4的部分流程如下：
下列说法正确的是（ ）。
A．“焙烧Ⅰ”时，加入少量CaO可提高矿粉中硫的去除率
B．用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为2OH－+SO2＝SO32－+H2O
C．滤液中通入足量CO2，过滤后可得到Al2O3
D．无氧条件下进行“焙烧Ⅱ”时，理论上消耗的n（FeS2）∶n（Fe2O3）＝1∶16
7．（2023·四川内江模拟）某矿物含Al2O3、MgO，工业上先用过量烧碱溶液处理该矿物，然后过滤。再往所得滤液中逐滴加入NaHCO3溶液，测得溶液pH和生成Al（OH）3的物质的量与所加入NaHCO3溶液体积变化的曲线见下图。点e的坐标为（40，32）。
有关说法错误的是（ ）。
A．生成沉淀时的离子方程式：HCO3－+AlO2－+H2O→Al（OH）3↓+CO32
B．NaHCO3溶液中：c（H2CO3）+c（HCO3－）+c（CO32）＝0.8ml/L
C．a点溶液存在：c（Na+）+c（H+）＝c（AlO2－）+c（OH－）
D．水的电离程度：点a＜点b
8．（2023·厦门模拟）为测定含镁3%~5%的铝镁合金中镁的质量分数，设计了2种实验方案，说法不正确的是（ ）。
方案一：镁铝合金加入足量的氢氧化钠溶液中充分反应后过滤，测定剩余固体质量；
方案二：称量mg铝镁合金粉末，放在图中惰性电热板上，通电使其充分灼烧。
A．方案一中若称取5.4g合金粉末样品，投入VmL2.0ml·L－1NaOH溶液中反应，则V≥100
B．方案一中测定剩余固体质量时，过滤后未洗涤固体就干燥、称量，则镁的质量分数偏高
C．方案二中欲计算镁的质量分数，实验中还需测定灼烧后固体的质量
D．方案二中若用空气代替O2进行实验，对测定结果有影响
9．无水AlCl3常用于有机合成的催化剂。现以铝酸钙（主要成份为CaO·Al2O3，含少量SiO2等杂质）和稀盐酸为原料制备无水氯化铝的方案如下：
已知：AlCl3易升华，沸点181℃，SOCl2熔点－105℃、沸点76℃，遇水剧烈水解生成两种酸性气体。相关物质的溶解度数据如表：
按要求回答下列问题：
（1）步骤①中稀盐酸应适当过量的原因是______________。
（2）操作a是_______________。
（3）操作b是_______________。
（4）某兴趣小组设计如图装置获取无水AlCl3。锥形瓶中得到的物质X的化学式为_________。碱石灰的作用是防止外界水蒸气进入和____________________。
（5）写出一个化合反应（用化学方程式或离子方程式表示）__________________。要求同时满足：①其中一种反应物是AlCl3；②反应原理与“HCl+NH3＝NH4Cl”相同。
10．（2022•邯郸高三上学期期中）NH4Al（SO4）2是食品加工中最为快捷的食品添加剂，用于焙烤食品，工业上常用铝土矿（主要成分为Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3杂质）生产铵明矾晶体NH4Al（SO4）2•12H2O，其工艺流程图如图：
（1）废渣a、b的成分分别是_________、_________（写名称）。
（2）流程图中X的化学式为_________。
（3）反应Ⅲ的离子方程式为____________________________________；从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的操作依次为（填操作名称）_________、冷却结晶、过滤、洗涤。
（4）反应Ⅶ的化学方程式为___________________________；NH4HSO4溶液中离子浓度由大到小顺序为____________________________________。
【真题感知】
1．（2020·江苏高考）下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是（ ）。
A．铝的金属活泼性强，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
2．（2020·浙江1月选考）下列关于铝及其化合物说法，不正确的是（ ）。
A．明矾可用作净水剂和消毒剂
B．利用铝热反应可冶炼高熔点金属
C．铝可用作包装材料和建筑材料
D．氢氧化铝可用作治疗胃酸过多的药物
3．（2021·浙江6月选考）下列说法不正确的是（ ）。
A．硅酸钠是一种难溶于水的硅酸盐
B．镁在空气中燃烧可生成氧化镁和氮化镁
C．钠与水反应生成氢氧化钠和氢气
D．常温下，铝遇浓硝酸或浓硫酸时会发生钝化
4．（2022·湖南选择考）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
5．（2022·浙江6月选考）下列说法正确的是（ ）。
A．工业上通过电解六水合氯化镁制取金属镁
B．接触法制硫酸时，煅烧黄铁矿以得到三氧化硫
C．浓硝酸与铁在常温下不反应，所以可用铁质容器贮运浓硝酸
D．“洁厕灵”（主要成分为盐酸）和“84消毒液”（主要成分为次氯酸钠）不能混用
6．（2022·浙江6月选考）下列说法不正确的是（ ）。
A．晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，常用于制造光导纤维
B．高压钠灯发出的黄光透雾能力强、射程远，可用于道路照明
C．氧化铝熔点高，常用于制造耐高温材料
D．用石灰右－石膏法对燃煤烟气进行脱硫，同时可得到石膏
7．（2020年7月·浙江学考真题）化合物X由四种短周期元素组成，加热X，可产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体Y，Y为纯净物；取3.01gX，用含HCl 0.06ml的盐酸完全溶解得溶液A，将溶液A分成A1和A2两等份，完成如下实验（白色沉淀C可溶于NaOH溶液）：
请回答：
（1）组成X的四种元素是N、H和_______（填元素符号），X的化学式是_________。
（2）溶液B通入过量CO2得到白色沉淀C的离子方程式是______________。
（3）写出一个化合反应（用化学方程式或离子方程式表示）_____________。要求同时满足：①其中一种反应物的组成元素必须是X中除N、H外的两种元素；②反应原理与“HCl+NH3＝NH4Cl”相同。年份
卷区
考点分布
镁及其化合物的性质
海水提镁
铝及其化合物的性质
综合应用
2022
北京
√
湖南
√
浙江
√
√
2021
湖北
√
√
湖北
湖南
√
福建
√
浙江
√
√
2020
浙江
√
√
江苏
√
物质
主要性质
反应方程式
镁
与O2反应
________________________________
与N2反应
________________________________
与CO2反应
________________________________
与非氧化性强酸反应
________________________________
与沸水反应
________________________________
氧化镁
碱性氧化物
________________________________
氢氧化镁
中强碱
________________________________
难溶于水
________________________________
溶解度小于碳酸镁
________________________________
颜色
状态
密度
质地
延展性、导电性、传热性
_____色、有金属光泽
固体
较小
柔软
良好
操作
向铝盐溶液中滴加NaOH溶液至过量
向强碱溶液中滴加铝盐溶液至过量
图像
操作
向四羟基合铝酸盐溶液中滴加稀盐酸至过量
向强酸溶液中滴加四羟基合铝酸盐溶液至过量
图像
选项
实验方案
现象、结论
A
加入盐酸
产生无色气体；含铝、铁、镁三种金属
B
加入NaOH溶液
有无色气体产生；含有镁、铝两种金属
C
加入盐酸后，所得溶液中再加入少量NaOH溶液
产生白色沉淀；含有金属镁
D
用盐酸溶解并放置一会儿后，加入KSCN溶液
溶液呈红色；含有铁元素
选项
A
B
实验
Na［Al（OH）4］溶液中逐滴滴加盐酸至过量
AlCl3溶液中逐滴滴加氨水至过量
图像
选项
C
D
实验
明矾溶液中逐滴滴加Ba（OH）2溶液至过量
澄清石灰水中缓慢通入CO2至过量
图像
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断
A
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
B
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
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
pH
Mg（OH）2
Mn（OH）2
MnO（OH）2
Fe（OH）2
Al（OH）3
Fe（OH）3
开始沉淀时
9.3
7.1
7.8
7.6
3.7
2.3
沉淀完全时
10.8
10.8
9.8
9.6
4.7
3.7
物质
0℃
80℃
AlCl3
31.03g
33.23g
CaCl2
37.3g
59.5g