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2025届高考化学一轮总复习第4章金属及其化合物第16讲镁铝及其化合物课件
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这是一份2025届高考化学一轮总复习第4章金属及其化合物第16讲镁铝及其化合物课件，共48页。PPT课件主要包含了2化学性质，3制备和用途，水解反应，AlOH3胶体，流程二酸溶法，答案③④等内容，欢迎下载使用。
1.了解镁、铝及其化合物的主要性质以及在生产、生活中的应用。2.能根据镁、铝及其化合物的转化关系，分析制备铝、镁的工业流程。
考点一 镁及其化合物 1.镁的物理性质镁是银白色固体，密度较小，硬度较低，有延展性，是电和热的良导体。2.镁及其化合物的化学性质
Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
3.镁及其化合物的用途
4.镁的工业制备——海水提镁
CaO＋H2O===Ca(OH)2
MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2
Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
[易错秒判](1)镁在冷的浓硫酸中钝化( )(2)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( )(3)氧化镁是优质的耐高温材料( )(4)工业上冶炼金属镁采用电解熔融MgO的方法( )(5)向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( )答案：(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)×
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中燃烧时，N2既是氧化剂又是还原剂
解析：Mg在CO2中燃烧生成MgO和C，属于置换反应，A正确；将Mg(OH)2沉淀转化为MgCl2的过程是复分解反应，无电子得失，B错误；电解得到镁的过程有元素化合价的变化，是氧化还原反应，C错误；Mg在N2中燃烧时，N2是氧化剂，Mg是还原剂，D错误。
2.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，加入足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体
解析：A.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；B.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；C.过滤时将浊液转移到漏斗中应该用玻璃棒引流，C错误；D.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Mg(OH)2固体，D错误。
解析：海水经一系列处理得到苦卤水，苦卤水中含较多的Mg2＋，向其中加入物质X使Mg2＋转化为Mg(OH)2，过滤除去滤液，煅烧Mg(OH)2得到MgO，MgO和C、Cl2经“氯化”得无水MgCl2。物质X的作用是使Mg2＋转化为Mg(OH)2，工业上常选用CaO，发生的反应为CaO＋H2O===Ca(OH)2，Ca(OH)2＋Mg2＋===Mg(OH)2＋Ca2＋，A正确；Mg是较活泼金属，工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁，B正确；
“煅烧”后得到MgO，MgO和盐酸反应得到MgCl2溶液，由于MgCl2在溶液中水解为Mg(OH)2和HCl，所以将MgCl2溶液加热蒸发时HCl会逸出，MgCl2水解平衡正向移动，得到 Mg(OH)2，得不到无水MgCl2，D错误。
考点二 铝及其化合物 1.铝(1)物理性质。
写出图中有关反应的化学方程式：
a． b．_______________________
c． d．_____________________________________________e．______________________________(铝热反应)
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
2.铝的化合物(1)氧化铝和氢氧化铝——两性化合物。
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
(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聚沉，使水变得澄清。
KAl(SO4)2·12H2O
3.铝的工业制备——铝土矿制铝由铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)提取Al2O3的两大工艺流程：[流程一] 碱溶法
(1)步骤①②中可能发生反应的离子方程式：①Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O；②Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－，Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓。(2)步骤②中不能用氨水沉淀Fe3＋、Mg2＋，是因为Al(OH)3只能溶于强碱，不能溶于氨水，若用氨水，则不能将Fe(OH)3、Mg(OH)2和Al(OH)3 分离。
[易错秒判](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)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)实验室可用氧化铝坩埚熔化NaOH、Na2CO3等固体( )(5)除去Fe2O3中的Al2O3，需先加入足量NaOH溶液，然后过滤( )(6)能用过量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋( )(7)明矾可用作净水剂，起到杀菌消毒的作用( )答案：(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)×
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，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的熔点很高，可用于制作耐高温材料
2.根据如下图所示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消耗的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∶3C．反应③和④消耗等量的Al时，生成的n(Cu)∶n(Fe)＝3∶2D．反应⑤的离子方程式为Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
解析：根据得失电子守恒，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 ml铝分别与NaOH、HCl完全反应，需1 ml NaOH、3 ml HCl，所以生成等质量H2时，反应①和②消耗的n(HCl)＝3n(NaOH)，A错误；铝与硫酸铜溶液反应，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 ml 铝参加反应，由得失电子守恒可知，生成铜的物质的量为3 ml，生成铁的物质的量为2 ml，所以生成的n(Cu)∶n(Fe)＝3∶2，C正确；
二、工艺流程中铝及其化合物的转化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CO2D．④进行的操作是过滤、加热，而且d一定是氢氧化铝
解析：根据铝土矿的成分，Al2O3为两性氧化物，Fe2O3为碱性氧化物，SiO2为酸性氧化物，加入盐酸后，Al2O3→AlCl3，Fe2O3→FeCl3，SiO2不与盐酸反应，也不溶于盐酸，进行过滤时，除去SiO2，即a为AlCl3和FeCl3混合溶液，加入过量NaOH溶液，AlCl3→Na[Al(OH)4]，FeCl3→Fe(OH)3，进行过滤时，除去 Fe(OH)3，b为Na[Al(OH)4]溶液，H2CO3的酸性强于Al(OH)3的酸性，且Al(OH)3不溶于碳酸，因此③通入过量CO2，过滤得到Al(OH)3沉淀，加热Al(OH)3使之分解生成Al2O3和H2O，最后电解熔融状态的氧化铝冶炼铝。A项，根据上述分析，正确；B项，a是AlCl3和FeCl3混合溶液，b是Na[Al(OH)4]溶液，两溶液中Al元素的化合价都是＋3价，正确；C项，根据上述分析，③中需要通入过量的CO2，正确；D项，反应④为氢氧化铝受热分解生成氧化铝和水，进行的操作是过滤、加热，d一定是Al2O3，错误。
解析：A项，试剂X应为强碱溶液，使Al2O3溶解；B项，若用强酸代替CO2，强酸过量时，Al(OH)3会溶解；D项，因为Al比Fe活泼，所以不能用Fe置换出Al。
解析：AlCl3、MgCl2均易水解，且高温下C能与H2O反应，故制备时需保持无水环境，A项正确；为保证AlCl3为气态，且防止其凝华堵塞管道，必须保持管道温度高于AlCl3的升华温度，B项正确；高温时C转化为CO，放出热量，为氯化提供了能量，加入C，消耗生成物O2，增大了反应的趋势，C项正确；高温时C过量得到的固体中可能混有Si，D项错误。
3.(2022·新高考湖南卷)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．不宜用陶瓷作为吸收塔内衬材料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CO2D．滤液可回收进入吸收塔循环利用
解析：陶瓷中的SiO2能与HF反应，故不宜用陶瓷作为吸收塔内衬材料，A项正确；喷淋法能使溶液与烟气充分接触，提高吸收效率，B项正确；分析题中流程图可知，吸收塔中发生反应：HF＋Na2CO3===NaHCO3＋NaF，合成槽中发生反应：6NaF＋Na[Al(OH)4]＋4NaHCO3===Na3AlF6↓＋4Na2CO3＋4H2O，故合成槽中产物主要有Na3AlF6和Na2CO3，C项错误；滤液中含有Na2CO3，可用作吸收塔中的吸收剂，D项正确。
4.(2021·高考全国乙卷)磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有 TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的 Fe2O3。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。
该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表：
(2)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6，依次析出的金属离子是_____________。解析：由题表中Fe3＋、Al3＋、Mg2＋沉淀完全的pH分别为3.2、4.7、11.1可知，用氨水逐步调节pH至11.6的过程中，依次析出的金属离子是Fe3＋、Al3＋、Mg2＋。答案：Fe3＋、Al3＋、Mg2＋
1.了解镁、铝及其化合物的主要性质以及在生产、生活中的应用。2.能根据镁、铝及其化合物的转化关系，分析制备铝、镁的工业流程。
考点一 镁及其化合物 1.镁的物理性质镁是银白色固体，密度较小，硬度较低，有延展性，是电和热的良导体。2.镁及其化合物的化学性质
Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
3.镁及其化合物的用途
4.镁的工业制备——海水提镁
CaO＋H2O===Ca(OH)2
MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2
Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
[易错秒判](1)镁在冷的浓硫酸中钝化( )(2)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( )(3)氧化镁是优质的耐高温材料( )(4)工业上冶炼金属镁采用电解熔融MgO的方法( )(5)向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( )答案：(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)×
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中燃烧时，N2既是氧化剂又是还原剂
解析：Mg在CO2中燃烧生成MgO和C，属于置换反应，A正确；将Mg(OH)2沉淀转化为MgCl2的过程是复分解反应，无电子得失，B错误；电解得到镁的过程有元素化合价的变化，是氧化还原反应，C错误；Mg在N2中燃烧时，N2是氧化剂，Mg是还原剂，D错误。
2.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，加入足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体
解析：A.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；B.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；C.过滤时将浊液转移到漏斗中应该用玻璃棒引流，C错误；D.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Mg(OH)2固体，D错误。
解析：海水经一系列处理得到苦卤水，苦卤水中含较多的Mg2＋，向其中加入物质X使Mg2＋转化为Mg(OH)2，过滤除去滤液，煅烧Mg(OH)2得到MgO，MgO和C、Cl2经“氯化”得无水MgCl2。物质X的作用是使Mg2＋转化为Mg(OH)2，工业上常选用CaO，发生的反应为CaO＋H2O===Ca(OH)2，Ca(OH)2＋Mg2＋===Mg(OH)2＋Ca2＋，A正确；Mg是较活泼金属，工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁，B正确；
“煅烧”后得到MgO，MgO和盐酸反应得到MgCl2溶液，由于MgCl2在溶液中水解为Mg(OH)2和HCl，所以将MgCl2溶液加热蒸发时HCl会逸出，MgCl2水解平衡正向移动，得到 Mg(OH)2，得不到无水MgCl2，D错误。
考点二 铝及其化合物 1.铝(1)物理性质。
写出图中有关反应的化学方程式：
a． b．_______________________
c． d．_____________________________________________e．______________________________(铝热反应)
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
2.铝的化合物(1)氧化铝和氢氧化铝——两性化合物。
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
(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聚沉，使水变得澄清。
KAl(SO4)2·12H2O
3.铝的工业制备——铝土矿制铝由铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)提取Al2O3的两大工艺流程：[流程一] 碱溶法
(1)步骤①②中可能发生反应的离子方程式：①Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O；②Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－，Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓。(2)步骤②中不能用氨水沉淀Fe3＋、Mg2＋，是因为Al(OH)3只能溶于强碱，不能溶于氨水，若用氨水，则不能将Fe(OH)3、Mg(OH)2和Al(OH)3 分离。
[易错秒判](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)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)实验室可用氧化铝坩埚熔化NaOH、Na2CO3等固体( )(5)除去Fe2O3中的Al2O3，需先加入足量NaOH溶液，然后过滤( )(6)能用过量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋( )(7)明矾可用作净水剂，起到杀菌消毒的作用( )答案：(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)×
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，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的熔点很高，可用于制作耐高温材料
2.根据如下图所示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消耗的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∶3C．反应③和④消耗等量的Al时，生成的n(Cu)∶n(Fe)＝3∶2D．反应⑤的离子方程式为Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
解析：根据得失电子守恒，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 ml铝分别与NaOH、HCl完全反应，需1 ml NaOH、3 ml HCl，所以生成等质量H2时，反应①和②消耗的n(HCl)＝3n(NaOH)，A错误；铝与硫酸铜溶液反应，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 ml 铝参加反应，由得失电子守恒可知，生成铜的物质的量为3 ml，生成铁的物质的量为2 ml，所以生成的n(Cu)∶n(Fe)＝3∶2，C正确；
二、工艺流程中铝及其化合物的转化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CO2D．④进行的操作是过滤、加热，而且d一定是氢氧化铝
解析：根据铝土矿的成分，Al2O3为两性氧化物，Fe2O3为碱性氧化物，SiO2为酸性氧化物，加入盐酸后，Al2O3→AlCl3，Fe2O3→FeCl3，SiO2不与盐酸反应，也不溶于盐酸，进行过滤时，除去SiO2，即a为AlCl3和FeCl3混合溶液，加入过量NaOH溶液，AlCl3→Na[Al(OH)4]，FeCl3→Fe(OH)3，进行过滤时，除去 Fe(OH)3，b为Na[Al(OH)4]溶液，H2CO3的酸性强于Al(OH)3的酸性，且Al(OH)3不溶于碳酸，因此③通入过量CO2，过滤得到Al(OH)3沉淀，加热Al(OH)3使之分解生成Al2O3和H2O，最后电解熔融状态的氧化铝冶炼铝。A项，根据上述分析，正确；B项，a是AlCl3和FeCl3混合溶液，b是Na[Al(OH)4]溶液，两溶液中Al元素的化合价都是＋3价，正确；C项，根据上述分析，③中需要通入过量的CO2，正确；D项，反应④为氢氧化铝受热分解生成氧化铝和水，进行的操作是过滤、加热，d一定是Al2O3，错误。
解析：A项，试剂X应为强碱溶液，使Al2O3溶解；B项，若用强酸代替CO2，强酸过量时，Al(OH)3会溶解；D项，因为Al比Fe活泼，所以不能用Fe置换出Al。
解析：AlCl3、MgCl2均易水解，且高温下C能与H2O反应，故制备时需保持无水环境，A项正确；为保证AlCl3为气态，且防止其凝华堵塞管道，必须保持管道温度高于AlCl3的升华温度，B项正确；高温时C转化为CO，放出热量，为氯化提供了能量，加入C，消耗生成物O2，增大了反应的趋势，C项正确；高温时C过量得到的固体中可能混有Si，D项错误。
3.(2022·新高考湖南卷)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．不宜用陶瓷作为吸收塔内衬材料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CO2D．滤液可回收进入吸收塔循环利用
解析：陶瓷中的SiO2能与HF反应，故不宜用陶瓷作为吸收塔内衬材料，A项正确；喷淋法能使溶液与烟气充分接触，提高吸收效率，B项正确；分析题中流程图可知，吸收塔中发生反应：HF＋Na2CO3===NaHCO3＋NaF，合成槽中发生反应：6NaF＋Na[Al(OH)4]＋4NaHCO3===Na3AlF6↓＋4Na2CO3＋4H2O，故合成槽中产物主要有Na3AlF6和Na2CO3，C项错误；滤液中含有Na2CO3，可用作吸收塔中的吸收剂，D项正确。
4.(2021·高考全国乙卷)磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有 TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的 Fe2O3。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。
该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表：
(2)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6，依次析出的金属离子是_____________。解析：由题表中Fe3＋、Al3＋、Mg2＋沉淀完全的pH分别为3.2、4.7、11.1可知，用氨水逐步调节pH至11.6的过程中，依次析出的金属离子是Fe3＋、Al3＋、Mg2＋。答案：Fe3＋、Al3＋、Mg2＋
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