第5讲 铝、镁及其重要化合物-2023年高考化学一轮复习名师精讲练（解析版）

学而优教有方PAGEPAGE36第5讲铝、镁及其重要化合物[考情分析]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。[考点过关]考点一铝【落实基础】1.位置与结构：铝元素在元素周期表中位于周期族，基态原子的电子排布式为，核外有种运动状态不同的电子，有个不成对电子。铝是的金属，在金属活动性顺序表中，铝位于锌铁的前面，铝在化学反应中，能表现出较强的性，即失电子的能力，是常用的还原剂。2.物理性质：铝是金属、密度（属轻金属）、硬度、熔沸点，有良好的导电性和导热性。铝合金密度小、强度高、塑性好、易于成型、制造工艺简单、成本低廉，常用于建筑业、容器和包装业、交通运输业、电子行业等。3.化学性质（写出有关化学方程式）与O2反应常温下铝能与O2反应生成致密氧化膜，保护内层金属。加热条件下铝能与O2反应生成氧化铝：。铝制品表面的氧化膜起着保护内部金属的作用，所以铝制品在空气中能稳定存在，具有很强的抗腐蚀性与非氧化性酸的反应与碱反应与某些盐溶液反应与某些金属氧化物的反应钝化常温下浓H2SO4、浓HNO3能使铝钝化(在表面形成一层致密的氧化膜)，阻止反应的继续进行，可用铝制容器盛放和运输浓H2SO4、浓HNO34.制备：工业上电解熔融Al2O3制备金属铝，有关化学方程式：。5.用途：纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等2Al2O34Al＋3O2↑【考点突破】例题1、下列说法正确的是。①铝在空气中不易氧化是因为性质不活泼②由于铝的导电性比铜、银都强，所以常用其制造电线、电缆③常温下，由于铝与浓硫酸钝化时不反应，所以可用铝制槽车运送浓硫酸④铝既能溶于酸，又能溶于碱⑤将一块带有氧化膜的铝片与过量的浓NaOH溶液完全反应后，取澄清溶液将其蒸干，得纯净的NaAlO2固体⑥两份相同质量的铝粉，分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生的氢气的质量前者多⑦不直接用铝片跟稀硝酸反应制硝酸铝主要是因为铝在稀硝酸中发生钝化⑧常温下，相同的铝片分别加入足量的浓、稀硝酸，浓硝酸中铝片先溶解完⑨与Al反应能产生H2的溶液中一定大量共存：Fe2＋、K＋、NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)⑩浓硝酸滴入用砂纸打磨过的铝条中，产生红棕色气体⑪用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝滴落下来，说明铝的熔点较低⑫用NaOH溶液除去镁粉中的杂质铝：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑[易错警示](1)铝制品表面的氧化膜起着保护内部金属的作用，所以铝制品在空气中能稳定存在，具有很强的抗腐蚀性。(2)常温下，铝遇浓硝酸、浓硫酸会在表面生成致密的氧化膜而发生钝化，从而阻止内部金属进一步发生反应。因此可用铝制容器盛放和运输浓H2SO4、浓HNO3。(3)铝和氢氧化钠溶液的反应，还原剂是铝，氧化剂是水而不是NaOH。(4)用铝箔包裹的钠与水反应时，既要考虑钠与水的反应，又要考虑铝与生成的NaOH的反应。(5)能与铝反应产生氢气的溶液可能呈强酸性也可能呈强碱性。【变式练习】1.根据如图所示的转化关系判断，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∶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↓2.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．KClB．KClO3C．MnO2D．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)。考点二铝的化合物【落实基础】1.氧化铝与氢氧化铝物质Al2O3Al(OH)3物理性质氧化铝是________、不溶于水、难熔的物质难溶于水的白色胶状物质化学性质与酸反应：与酸反应：与碱反应：与碱反应：冶炼铝：受热分解：属性氧化物氢氧化物用途利用其高熔点常用作高级耐火材料，如制坩埚、高温炉管等；利用其高制刚玉球磨机、高压钠灯的灯管等Al(OH)3可用作脱色剂（有吸附色素的能力）、用作胃酸中和剂，也是一种阻燃材料(分解吸热，生成高熔点的Al2O3而具有阻燃作用)2.铝盐（1）水解性：Al3＋容易水解，生成胶状的氢氧化铝胶体，水解的离子方程式为，Al3+与AlO2－、HS—、S2—、HCO3—、CO32—等会发生双水解反应，如硫酸铝溶液与碳酸钠溶液混合发生离子反应的方程式为：。（2）明矾：复盐是由两种或两种以上阳离子和一种阴离子组成的盐。如明矾，化学式为KAl(SO4)2·12H2O。明矾的净水原理：明矾溶于水后发生电离：，Al3＋水解生成Al(OH)3胶体，氢氧化铝胶体的吸附能力很强，可以吸附水里悬浮的杂质，并形成沉淀，使水澄清。所以，明矾是一种较好的净水剂。（3）AlCl3是，熔融时不导电，不能电解制Al，AlCl3溶液加热蒸干灼烧最终得。【考点突破】例题2、下列说法正确的是。①泡沫灭火器灭火是利用了Al2(SO4)3和小苏打的反应②Al2O3熔点高，可用作耐高温材料③向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水的离子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)④氯化铝溶液滴入浓NaOH溶液中，产生大量白色沉淀⑤明矾作净水剂时起还原作用⑥Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应⑦制备Al(OH)3的方法是：向1mol·L－1AlCl3溶液中加入过量的6mol·L－1NaOH溶液⑧氢氧化铝可作胃酸的中和剂⑨用过量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋⑩铝与Fe2O3发生铝热反应，反应后固体物质增重⑪将AlCl3加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生⑫明矾[KAl(SO4)2·12H2O]既可用作净水剂，也可用作消毒剂[易错警示]Al、Al2O3、Al(OH)3与强碱溶液反应均生成偏铝酸盐；Al(OH)3是不溶于水的白色胶状物质，能吸附色素作净水剂，作胃酸中和剂，也是一种阻燃材料(分解吸热，生成高熔点的Al2O3而具有阻燃作用)；既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的化合物称之为两性物质，包括Al2O3、ZnO、Al(OH)3、Zn(OH)2、氨基酸、蛋白质等，多元弱酸的酸式盐(如NaHCO3、KHS、KHSO3、NaH2PO4等)及弱碱弱酸盐(如CH3COONH4等)也既能与强酸反应又能与强碱反应，但不能将它们称为两性物质。【变式练习】1.,某同学在实验室利用氢氧化钠、盐酸分离铁粉和铝粉混合物，物质转化关系如图所示：下列说法不正确的是()A．X为NaOH溶液，Y为盐酸B．a→b发生的反应为AlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓C．b→c→Al的反应条件分别为加热、电解D．a、b、c既能与酸又能与碱反应2.某混合物浆液含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置，使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。回答Ⅰ中的问题。固体混合物分离利用的流程图Ⅰ.固体混合物的分离和利用(流程图中的部分分离操作和反应条件未标明)(1)反应①所加试剂NaOH的电子式为_________________________________________，B→C的反应条件为________，C→Al的制备方法称为________。(2)该小组探究反应②发生的条件。D与浓盐酸混合，不加热，无变化；加热有Cl2生成，当反应停止后，固体有剩余，此时滴加硫酸，又产生Cl2。由此判断影响该反应有效进行的因素有(填序号)________。a．温度b．Cl－的浓度c．溶液的酸度考点三镁的性质及应用【落实基础】一、金属镁1.位置：镁元素在元素周期表中位于周期族，基态原子的电子排布式为，钠镁铝的金属性的强弱顺序为、金属键的强弱顺序为、第一电离能的大小顺序为、电负性的强弱顺序为。镁是的金属，在金属活动性顺序表中，镁位于锌铁的前面。镁在化学反应中，能表现出较强的性，即失电子的能力，是常用的还原剂。2.物理性质：镁是金属、密度（属轻金属）、硬度、熔沸点，有良好的导电性和导热性。3.化学性质：与O2反应镁条在O2中燃烧，发出耀眼的强光，生成白色固体物质，反应的化学方程式为与N2反应镁条能与N2反应，化学方程式为与水反应镁不易与冷水反应，能与沸水反应，化学方程式为与酸反应镁是活泼金属，能与盐酸、稀硫酸反应放出H2，反应的离子方程式为与某些氧化物反应镁能在CO2中燃烧，反应的化学方程式为4.从海水中提取镁工艺流程基本步骤及主要反应制熟石灰的化学方程式为：、沉淀的化学方程式为：酸化的化学方程式为：蒸发结晶：析出MgCl2·6H2O脱水：在气流中使MgCl2·6H2O脱水制得无水氯化镁电解：电解熔融氯化镁制得镁，化学方程式为5.用途：镁制造信号弹和焰火；镁合金用于制造火箭、导弹和飞机的部件；氧化镁用于制耐高温材料。二、镁的重要化合物1.氧化镁：碱性氧化物，熔点很高，可用作耐火材料，难溶于水，与酸反应的化学方程式：。2.氢氧化镁：中强碱，难溶于水，存在溶解平衡，溶解度小于碳酸镁，故碳酸镁水解生成氢氧化镁，反应的化学方程式：。3.氯化镁：MgCl2可发生水解，由MgCl2·6H2O制备MgCl2时，要在HCl的气氛中脱水。4.氮化镁：在水中剧烈水解，其反应的化学方程式为。【考点突破】例题3、下列说法正确的是。①工业上制造镁粉是将镁蒸气在CO2气体中冷却②Mg、MgO中镁元素微粒的半径：r(Mg2＋)>r(Mg)③把相同大小的一块铝和镁分别投入相同浓度的NaOH溶液中，铝溶解有气泡放出，而镁没有任何变化，说明铝的金属性比镁强④使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂能分离氧化镁中混有氧化铝⑤镁和铝原子的最外层电子数都为3⑥Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应⑦加入过量的氢氧化钠溶液,将含有Mg2＋、Al3＋的混合溶液中的Mg2＋沉淀下来⑧海水中提取镁的过程中包括了分解、化合、复分解、置换四种反应类型⑨将氯化镁晶体(MgCl2·6H2O)直接加热可制得无水氯化镁⑩将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁片于其中探讨Mg的活泼性[易错警示]因为Mg在加热时与O2、N2、CO2等气体反应，电解熔融MgCl2得到的Mg，应在H2的氛围中冷却。【变式练习】1.以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下：已知浸出时产生的废渣中有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是()A．浸出镁的反应为MgO＋2NH4Cl=MgCl2＋2NH3↑＋H2OB．浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行C．流程中可循环使用的物质有NH3、NH4ClD．分离Mg2＋与Al3＋、Fe3＋是利用了它们氢氧化物Ksp的不同2.氯化镁是重要的无机材料,在常温下易吸湿,可溶于水和乙醇。某兴趣小组以海水为原料制备无水氯化镁。实验1制备MgCl2·6H2O晶体以海水为原料,对其进行一系列处理,得到晶体。(1)除去海水中不溶性杂质常用的实验操作是(填名称)。

(2)从氯化镁溶液中析出MgCl2·6H2O晶体的结晶方法是(填“降温结晶”或“蒸发结晶”)。

实验2样品中MgCl2·6H2O晶体含量测定准确称取实验一制得的MgCl2·6H2O晶体ag于锥形瓶中,加去离子水溶解,依次加入一定量三乙醇胺、NH3-NH4Cl缓冲溶液,摇匀,滴入铬黑T指示剂,用0.02000mol·L-1EDTA(用H2Y2-表示)标准溶液滴定至终点,消耗EDTA溶液的体积为VmL。已知:①0.02000mol·L-1EDTA标准溶液的pH约为5,指示剂铬黑T使用的适宜pH范围为8~11,NH3-NH4Cl缓冲溶液pH约为10。②滴定原理:Mg2++H2Y2-MgY2-+2H+。(3)该实验中使用的滴定管是(填“甲”或“乙”)。

(4)NH3-NH4Cl缓冲溶液的作用是。

(5)样品中MgCl2·6H2O的质量分数为。

实验3制备无水氯化镁利用如图实验装置(夹持和加热装置省略),准确称取一定质量MgCl2·6H2O晶体在HCl气流中小心加热。(6)A装置的作用是。

(7)某同学在实验前后测得玻璃管B减重m1g,干燥管C增重m2g,m1>m2,其可能的原因是(用化学方程式表示)。

【过关演练】（时间：45分钟分数：100分）一、选择题（本小题共12小题，共48分，每小题只有一个正确选项）1．（2022·湖南双峰县第一中学高三月考）2020年12月17日，“嫦娥五号”探测器上的四器之一，“返回器”安全着陆，据悉，“嫦娥五号”探测器上所需的铝合金材料要求具有高稳定性，高强度，耐腐蚀，抗恶劣环境强等性能下列关于铝的说法正确的是A．铝元素在周期表中位于第三周期，第Ⅲ族B．基态铝原子的最外层电子排布为3s23p1C．铝原子的最外层只有一个电子D．基态铝原子一共有三个能级2．（2022·广东两阳中学高三月考）有关铝及其化合物的说法错误的是A．氧化铝熔点较高，是一种优良的耐火材料B．可用铝壶烧开水，不可用其长期存放食醋、碱水C．铁易生锈，而铝在空气中较稳定，所以铁比铝活泼D．氢氧化铝能中和胃酸，可用于制胃药3．（2022·珠海实验中学高三三模）下列由废铝粉、稀盐酸和氨气为原料制取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．用装置乙制取固体C．用装置丙过滤得到固体 D．用装置丁灼烧固体制得4．（2012·东莞第八中学高三月考）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，置镁片于其中探究讨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5．（2022·广东·一模）下列反应的离子方程式书写正确的是A．溶液与过量溶液反应：B．金属Na与溶液反应：C．少量与KClO溶液反应：D．草酸与酸性溶液反应：6．（2022·石家庄二中·高三月考）胃舒平的主要成分是氢氧化铝，同时含有三硅酸镁(Mg2Si3O8·H2O)等化合物。下列叙述中错误的是A．镁元素基态原子的核外电子排布式是：1s22s22p63s2B．铝元素原子核外共有13种不同运动状态的电子C．钠离子半径比铝离子半径大D．金属铝与钠的最高价氧化物的水化物溶液发生反应的离子方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑7．（2022·东莞高级中学高三期中）探究铝片与Na2CO3溶液的反应。均无明显现象铝片表面产生细小气泡加热后出现白色浑浊，产生大量气泡(经检验为H2和CO2)下列说法错误的是A．Na2CO3溶液中存在水解平衡：CO+H2OHCO+OH-B．对比I、III说明Na2CO3溶液能破坏铝表面的保护膜C．H2逸出有利于CO水解平䡓向正反应方向移动D．推测出现白色浑浊的原因：Al3++3HCO=Al(OH)3↓+3CO2↑8．（2022·湖南·高考真题）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和D．滤液可回收进入吸收塔循环利用9．（2022·广东韶关·二模）废易拉罐(含有Al和少量Fe、Mg杂质)制备明矾，分析流程，正确的是A．为尽量少引入杂质，NaOH溶液应改用KOH或氨水B．“沉淀”为Al2(CO3)3C．上述流程中可用过量CO2代替NH4HCO3D．滤渣的主要成分是Fe(OH)3和Mg(OH)210．（2022·广州二中高三月考）以混有的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B．浸出渣的成分是C．母液的主要溶质是D．固体X是11．（2022东莞中学松山湖学校高三月考）Al2O3与MgO的混和物经过量烧碱溶液处理后，过滤，向所得滤液中滴加NaHCO3溶液，测得溶液pH和Al(OH)3生成的量随加入NaHCO3溶液体积变化的曲线如下：下列有关说法不正确的是A．a点溶液中存在的离子有Na＋、AlO2－、OH－、H+B．b点与c点溶液所含微粒种类相同C．NaHCO3溶液的物质的量浓度为0.8mol/LD．生成沉淀的离子方程式为：HCO3－+AlO2－＋H2O=Al(OH)3↓＋CO32－12．（2022年东莞长安中学高三月考）为测定镁铝合金（不含其它元素）中镁的质量分数。某同学设计了如下实验：称量ag镁铝合金粉末，放在如图所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧。下列说法错误的是A．实验结束后应再次称量剩余固体的质量B．氧气要保证充足C．可以用空气代替氧气进行实验D．实验结束后固体质量大于ag二、非选择题（本小题共4题，共52分）13．（2022年中山第一中学高三月考）某学习小组探究Mg与NaHCO3溶液反应的机理，做了如下探究。实验一：实验A实验B操作在注射器中加入过量镁片（擦去表面氧化膜），吸入15mL饱和NaHCO3溶液。在注射器中加入过量镁片（擦去表面氧化膜），吸入15mL蒸馏水。现象有气体产生，20min后注射器内壁和底部产生大量白色沉淀缓慢产生气体（1）写出B中生成气体的化学方程式_____。实验二：（2）实验A产生的气体有_____。实验三：分别取少量实验A和B的上层清液于两支试管中，各加入2滴BaCl2溶液，A中立即产生白色沉淀，B中无明显现象。（3）实验三说明Mg与NaHCO3溶液反应产生了_____（填离子符号）。对A中白色固体的成分提出假设：I．白色固体是Mg(OH)2；II．白色固体是MgCO3；III．白色固体是碱式碳酸镁。实验四：将A中白色沉淀过滤、洗涤后，取0.1mol加入1mol/L盐酸800mL恰好完全反应，产生标况下的CO2气体6.72L。（4）白色沉淀的主要成分为_____（写化学式）。（5）综上所述，结合平衡移动原理解释实验A中产生现象的原因_______。14．（2022年潮州高级中学高三月考）某校研究性学习小组的同学进行了以下化学实验：将金属钙置于空气中燃烧，然后向所得固体产物中加入一定量蒸馏水，此过程中反应放出大量的热，并且放出有臭味的气体。（1）甲同学提出：运用类比学习的思想，Ca与Mg位于同一主族，化学性质具有一定的相似性。请写出Ca在空气中燃烧发生反应的化学方程式___________________。（2）乙同学提出：Ca的性质比Na活泼，在空气中燃烧还应有CaO2生成，请写出燃烧后固体产物与水反应放出气体的化学方程式____________________。（3）丙同学提出用实验的方法探究放出臭味气体的成分：（查阅资料）1．CaO2遇水反应生成H2O2，H2O2可能会分解产生一定量的O3。2．碘量法是最常用的臭氧测定方法，其原理为强氧化剂臭氧(O3)与碘化钾(KI)水溶液反应生成游离碘(I2)，臭氧转化为氧气。反应式为O3＋2KI＋H2O=O2＋I2＋2KOH。（提出假设）假设1：该臭味气体只有NH3；假设2：该臭味气体只有________；假设3：该臭味气体含有________。（设计方案进行实验探究）（4）该小组同学设计如下实验方案，并进行实验，验证上述假设。请完成相关的实验操作步骤、预期现象及结论(仪器自选)。限选实验试剂：红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸、pH试纸、淀粉－KI溶液、蒸馏水。实验操作预期现象与结论取少量反应后固体于试管中，___________________15．（2022·揭阳华侨中学中学高三月考）粉煤灰的主要成分为Al2O3、SiO2，还含少量Fe2O3等，工业上可用粉煤灰制取氧化铝、碱式硫酸铝溶液等。(1)从粉煤灰获得氧化铝的部分工艺流程如下：①“酸浸”在恒容密闭反应釜中进行，温度不宜过高的原因是_______。②“除铁”生成Fe(OH)3的离子方程式为_______，检验溶液中铁元素已经除尽的方法是_______。③“结晶”是向浓溶液中通入HCl气体，从而获得AlCl3·6H2O晶体的过程，溶液中Al3+和盐酸的浓度随通气时间的变化如图所示。Al3+浓度减小的原因是_______。(2)碱式硫酸铝溶液可用于烟气脱硫。室温下向一定浓度的硫酸铝溶液中加入一定量的碳酸钙粉末，反应后经过滤得到碱式硫酸铝溶液，生成物(1-x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中x值的大小影响碱式硫酸铝溶液的脱硫效率。①制备碱式硫酸铝溶液时，维持反应温度和反应时间不变，提高x值的方法有_______。②通过测定碱式硫酸铝溶液中相关离子的浓度确定x的值，测定方法如下：a.取碱式硫酸铝溶液25.00mL，加入盐酸酸化的过量BaCl2溶液充分反应，静置后过滤、洗涤，干燥至恒重，得固体2.3300g。b.取碱式硫酸铝溶液2.50mL，稀释至25mL，加入0.1000mol·L-1EDTA标准溶液25.00mL，调节溶液pH约为4.2，煮沸，冷却后用0.08000mol·L-1CuSO4标准溶液滴定过量的EDTA至终点，消耗CuSO4标准溶液20.00mL(已知Al3+、Cu2+与EDTA反应的化学计量比均为1：1)。计算(1-x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中的x值(写出计算过程)。_______16．金属镁、铝可用于制造轻质合金、精密仪器等，26Mg是26Al衰变的产物，可用于地质年代的研究。回答下列问题：(1)若将基态镁原子最高能级的电子排布图表示为，则它违背的电子排布规律是_______、_______；基态铝原子核外电子所处最高能级轨道的形状为_______。(2)EDTA与硬水中的Ca2+、Mg2+结合，使Ca2+、Mg2+浓度降低，避免结成锅炉水垢，Mg2EDTA的结构简式为。①Mg2EDTA中组成元素的电负性由大到小的顺序为_______(用元素符号表示)。②Mg2EDTA分子内的原子中属于sp3杂化的是_______(用元素符号表示)。(3)镁与铍均属于碱土金属元素，氯化铍在1000℃时，完全离解为BeCl2单体，BeCl2单体的空间构型为_______。(4)在熔融条件下，铝的氧化物导电，氯化物不导电，则铝的氧化物为_______晶体；一定条件下，铝的氯化物为二聚体，二聚体中所含的化学键为_______(填标号)。A．离子键

B．极性键

C．非极性键

D．配位键(5)由Mg、Al、O构成的透明陶瓷立方晶胞结构信息如图所示：①该透明陶瓷的化学式为_______。②已知两个最近的Mg原子之间的距离为anm，设NA为阿伏加德罗常数的值，则该透明陶瓷立方晶胞的密度为_______g·cm−3(用含a、NA的代数式表示)。

参考答案[考情分析]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。[考点过关]考点一铝【落实基础】1.位置与结构：铝元素在元素周期表中位于周期族，基态原子的电子排布式为，核外有种运动状态不同的电子，有个不成对电子。铝是的金属，在金属活动性顺序表中，铝位于锌铁的前面，铝在化学反应中，能表现出较强的性，即失电子的能力，是常用的还原剂。2.物理性质：铝是金属、密度（属轻金属）、硬度、熔沸点，有良好的导电性和导热性。铝合金密度小、强度高、塑性好、易于成型、制造工艺简单、成本低廉，常用于建筑业、容器和包装业、交通运输业、电子行业等。3.化学性质（写出有关化学方程式）与O2反应常温下铝能与O2反应生成致密氧化膜，保护内层金属。加热条件下铝能与O2反应生成氧化铝：。铝制品表面的氧化膜起着保护内部金属的作用，所以铝制品在空气中能稳定存在，具有很强的抗腐蚀性与非氧化性酸的反应与碱反应与某些盐溶液反应与某些金属氧化物的反应钝化常温下浓H2SO4、浓HNO3能使铝钝化(在表面形成一层致密的氧化膜)，阻止反应的继续进行，可用铝制容器盛放和运输浓H2SO4、浓HNO34.制备：工业上电解熔融Al2O3制备金属铝，有关化学方程式：。5.用途：纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等1.第三，ⅢA，1s22s22p63s23p1，13,1，较活泼，金属，强2.银白色，小，小，低3.4Al+3O22Al2O3，2Al+6H+=3Al3++3H2↑，2Al+2Cu2++=2Al3++3Cu，2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))Al2O3＋2Fe4.2Al2O34Al＋3O2↑【考点突破】例题1、下列说法正确的是。①铝在空气中不易氧化是因为性质不活泼②由于铝的导电性比铜、银都强，所以常用其制造电线、电缆③常温下，由于铝与浓硫酸钝化时不反应，所以可用铝制槽车运送浓硫酸④铝既能溶于酸，又能溶于碱⑤将一块带有氧化膜的铝片与过量的浓NaOH溶液完全反应后，取澄清溶液将其蒸干，得纯净的NaAlO2固体⑥两份相同质量的铝粉，分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生的氢气的质量前者多⑦不直接用铝片跟稀硝酸反应制硝酸铝主要是因为铝在稀硝酸中发生钝化⑧常温下，相同的铝片分别加入足量的浓、稀硝酸，浓硝酸中铝片先溶解完⑨与Al反应能产生H2的溶液中一定大量共存：Fe2＋、K＋、NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)⑩浓硝酸滴入用砂纸打磨过的铝条中，产生红棕色气体⑪用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝滴落下来，说明铝的熔点较低⑫用NaOH溶液除去镁粉中的杂质铝：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑【解析】铝在空气中会与O2反应生成致密的氧化物薄膜，①错误；铝的导电性比铜、银都弱，②错误；钝化是形成致密的氧化膜阻碍反应进行，不是不反应，③错误；铝既能溶于酸，又能溶于碱，且均反应放出氢气，④正确；铝片与过量的浓NaOH溶液完全反应后，蒸干得到的不是纯NaAlO2，⑤错误；由Al与盐酸、氢氧化钠溶液反应的方程式易知相同质量的Al与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生的H2的质量相等，⑥正确；铝只与浓硝酸之间有钝化作用，稀硝酸没有钝化作用，不直接用铝片跟稀硝酸反应制硝酸铝主要是因为铝片与HNO3反应生成污染环境的NO等气体，同时由于铝不纯，制备的硝酸铝不纯，⑦错误；常温下铝与浓硝酸、浓硫酸发生钝化不可能完全溶解，⑧错误；与Al能放出氢气的，同业可能显酸性也可能显碱性，若是碱性，则Fe2＋和OH－不共存，若酸性，NO3－在酸性条件下具有强氧化性，不产生H2，⑨错误；常温下铝在浓硝酸中钝化，观察不到红棕色NO2气体，⑩错误；铝在空气中加热生成氧化铝的熔点较高，所以内部熔化的铝不会滴落，⑪错误；铝能够与氢氧化钠反应而镁不能，铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，⑫正确。【答案】④⑥⑫[易错警示](1)铝制品表面的氧化膜起着保护内部金属的作用，所以铝制品在空气中能稳定存在，具有很强的抗腐蚀性。(2)常温下，铝遇浓硝酸、浓硫酸会在表面生成致密的氧化膜而发生钝化，从而阻止内部金属进一步发生反应。因此可用铝制容器盛放和运输浓H2SO4、浓HNO3。(3)铝和氢氧化钠溶液的反应，还原剂是铝，氧化剂是水而不是NaOH。(4)用铝箔包裹的钠与水反应时，既要考虑钠与水的反应，又要考虑铝与生成的NaOH的反应。(5)能与铝反应产生氢气的溶液可能呈强酸性也可能呈强碱性。【变式练习】1.根据如图所示的转化关系判断，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∶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则消耗铝的物质的量相等，根据铝守恒，设1mol铝参加反应，则与NaOH反应生成偏铝酸钠1mol，需氢氧化钠1mol，与盐酸反应生成氯化铝1mol，需盐酸3mol，所以生成等质量H2时，①和②反应消耗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，Al失电子的物质的量相等，设2mol铝参加反应，由得失电子守恒可知，生成铜的物质的量为3mol，生成铁的物质的量为2mol，所以生成的n(Cu)∶n(Fe)＝3∶2,C正确。一水合氨是弱电解质，书写离子方程式用化学式，氯化铝与氨水反应生成氢氧化铝沉淀和氯化铵，正确的离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)，D错误。答案：C2.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．KClB．KClO3C．MnO2D．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)。【解析】(1)做铝热反应的实验时，需要KClO3做助燃剂，且用镁条引燃。(2)在混合物上加少量KClO3固体并插上Mg条，点燃Mg条后放出热量，使KClO3固体分解放出O2，进一步加剧Mg的燃烧，可在短时间内使混合物温度迅速升高，引发反应。MgO不能与铝发生铝热反应，＋＋3H2O、Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，Fe3＋转化为Fe2＋，加KSCN溶液不会变红。【答案】(1)BD(2)①加少量KClO3，插上镁条并将其点燃②铁(3)不能Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O、Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋考点二铝的化合物【落实基础】1.氧化铝与氢氧化铝物质Al2O3Al(OH)3物理性质氧化铝是________、不溶于水、难熔的物质难溶于水的白色胶状物质化学性质与酸反应：与酸反应：与碱反应：与碱反应：冶炼铝：受热分解：属性氧化物氢氧化物用途利用其高熔点常用作高级耐火材料，如制坩埚、高温炉管等；利用其高制刚玉球磨机、高压钠灯的灯管等Al(OH)3可用作脱色剂（有吸附色素的能力）、用作胃酸中和剂，也是一种阻燃材料(分解吸热，生成高熔点的Al2O3而具有阻燃作用)2.铝盐（1）水解性：Al3＋容易水解，生成胶状的氢氧化铝胶体，水解的离子方程式为，Al3+与AlO2－、HS—、S2—、HCO3—、CO32—等会发生双水解反应，如硫酸铝溶液与碳酸钠溶液混合发生离子反应的方程式为：。（2）明矾：复盐是由两种或两种以上阳离子和一种阴离子组成的盐。如明矾，化学式为KAl(SO4)2·12H2O。明矾的净水原理：明矾溶于水后发生电离：，Al3＋水解生成Al(OH)3胶体，氢氧化铝胶体的吸附能力很强，可以吸附水里悬浮的杂质，并形成沉淀，使水澄清。所以，明矾是一种较好的净水剂。（3）AlCl3是，熔融时不导电，不能电解制Al，AlCl3溶液加热蒸干灼烧最终得。参考答案1.白色，Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O，Al2O3＋2OH－=2AlO2－＋H2O，两性，2Al2O34Al+3O2↑；Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O，Al(OH)3＋OH－=AlO2－＋2H2O，两性2.（1）Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，2Al3＋＋3CO32－＋3H2O＝2Al(OH)3↓＋3CO2↑（2）KAl(SO4)2=K＋＋Al3＋＋2SO42－（3）共价化合物，Al2O3固体【考点突破】例题2、下列说法正确的是。①泡沫灭火器灭火是利用了Al2(SO4)3和小苏打的反应②Al2O3熔点高，可用作耐高温材料③向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水的离子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)④氯化铝溶液滴入浓NaOH溶液中，产生大量白色沉淀⑤明矾作净水剂时起还原作用⑥Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应⑦制备Al(OH)3的方法是：向1mol·L－1AlCl3溶液中加入过量的6mol·L－1NaOH溶液⑧氢氧化铝可作胃酸的中和剂⑨用过量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋⑩铝与Fe2O3发生铝热反应，反应后固体物质增重⑪将AlCl3加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生⑫明矾[KAl(SO4)2·12H2O]既可用作净水剂，也可用作消毒剂【解析】硫酸铝和碳酸氢钠发生反应生成氢氧化铝沉淀、硫酸钠和二氧化碳，能灭火，①正确；Al2O3熔点高，可用作耐高温材料，②正确；氨水是弱碱不能溶解氢氧化铝，则向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水的离子方程式为Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+，③正确；氢氧化钠溶液开始是过量的，滴入氯化铝生成偏铝酸钠，当氢氧化钠完全消耗后，再滴入氯化铝，铝离子与偏铝酸根离子反应生成白色沉淀氢氧化铝，④错误；明矾净水是因为Al3+水解成Al(OH)3胶体吸附，⑤错误；Al2O3属于两性氧化物，能与氢氧化钠溶液反应，MgO属于碱性氧化物，与NaOH溶液不反应，⑥错误；Al(OH)3是两性氢氧化物，可以和过量氢氧化钠反应生偏铝酸钠，故不能制备氢氧化铝悬浊液，⑦错误；氢氧化铝属于两性氢氧化物能与酸反应，可作胃酸的中和剂，⑧正确；氨水与Fe3＋和Al3＋均反应生成氢氧化物沉淀，不符合除杂的要求，⑨错误；铝与氧化铁反应，反应前后都是固体，质量不变，⑩错误；Al3＋与HCOeq\o\al(－,3)发生双水解反应，生成Al(OH)3沉淀和CO2气体，⑪正确；明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶于水后，Al3＋能发生水解反应，生成的Al(OH)3胶体具有吸附作用，可用作净水剂，但Al(OH)3并不具有消毒作用，⑫错误。【答案】①②③⑧⑪[易错警示]Al、Al2O3、Al(OH)3与强碱溶液反应均生成偏铝酸盐；Al(OH)3是不溶于水的白色胶状物质，能吸附色素作净水剂，作胃酸中和剂，也是一种阻燃材料(分解吸热，生成高熔点的Al2O3而具有阻燃作用)；既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的化合物称之为两性物质，包括Al2O3、ZnO、Al(OH)3、Zn(OH)2、氨基酸、蛋白质等，多元弱酸的酸式盐(如NaHCO3、KHS、KHSO3、NaH2PO4等)及弱碱弱酸盐(如CH3COONH4等)也既能与强酸反应又能与强碱反应，但不能将它们称为两性物质。【变式练习】1.,某同学在实验室利用氢氧化钠、盐酸分离铁粉和铝粉混合物，物质转化关系如图所示：下列说法不正确的是()A．X为NaOH溶液，Y为盐酸B．a→b发生的反应为AlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓C．b→c→Al的反应条件分别为加热、电解D．a、b、c既能与酸又能与碱反应【解析】铁粉和铝粉混合物，加入试剂X，过滤得到铁，试剂X为NaOH溶液，a为偏铝酸钠溶液，偏铝酸钠和适量盐酸反应生成b[Al(OH)3]，Al(OH)3经加热生成c(Al2O3)，Al2O3经电解生成Al。答案：D2.某混合物浆液含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置，使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。回答Ⅰ中的问题。固体混合物分离利用的流程图Ⅰ.固体混合物的分离和利用(流程图中的部分分离操作和反应条件未标明)(1)反应①所加试剂NaOH的电子式为_________________________________________，B→C的反应条件为________，C→Al的制备方法称为________。(2)该小组探究反应②发生的条件。D与浓盐酸混合，不加热，无变化；加热有Cl2生成，当反应停止后，固体有剩余，此时滴加硫酸，又产生Cl2。由此判断影响该反应有效进行的因素有(填序号)________。a．温度b．Cl－的浓度c．溶液的酸度【解析】(1)由题给流程图知，溶液A中含有的溶质为偏铝酸钠、铬酸钠和NaOH，通入CO2得到的沉淀B为Al(OH)3，Al(OH)3受热分解可得到固体C(Al2O3)，电解熔融的Al2O3可得到Al；固体D为MnO2，MnO2可与浓盐酸在加热的条件下生成Cl2。NaOH的电子式为。B→C的反应条件为加热(或煅烧)，C→Al的制备方法称为电解法。(2)由题意“反应②发生的条件。D与浓盐酸混合，不加热，无变化，加热有Cl2生成”说明温度对反应有影响；当反应停止后，滴加硫酸，提供H＋，故反应又开始产生Cl2。由此判断H＋对反应有影响。综上所述，故选ac。【答案】(1)加热(或煅烧)电解法(2)ac考点三镁的性质及应用【落实基础】一、金属镁1.位置：镁元素在元素周期表中位于周期族，基态原子的电子排布式为，钠镁铝的金属性的强弱顺序为、金属键的强弱顺序为、第一电离能的大小顺序为、电负性的强弱顺序为。镁是的金属，在金属活动性顺序表中，镁位于锌铁的前面。镁在化学反应中，能表现出较强的性，即失电子的能力，是常用的还原剂。2.物理性质：镁是金属、密度（属轻金属）、硬度、熔沸点，有良好的导电性和导热性。3.化学性质：与O2反应镁条在O2中燃烧，发出耀眼的强光，生成白色固体物质，反应的化学方程式为与N2反应镁条能与N2反应，化学方程式为与水反应镁不易与冷水反应，能与沸水反应，化学方程式为与酸反应镁是活泼金属，能与盐酸、稀硫酸反应放出H2，反应的离子方程式为与某些氧化物反应镁能在CO2中燃烧，反应的化学方程式为4.从海水中提取镁工艺流程基本步骤及主要反应制熟石灰的化学方程式为：、沉淀的化学方程式为：酸化的化学方程式为：蒸发结晶：析出MgCl2·6H2O脱水：在气流中使MgCl2·6H2O脱水制得无水氯化镁电解：电解熔融氯化镁制得镁，化学方程式为5.用途：镁制造信号弹和焰火；镁合金用于制造火箭、导弹和飞机的部件；氧化镁用于制耐高温材料。二、镁的重要化合物1.氧化镁：碱性氧化物，熔点很高，可用作耐火材料，难溶于水，与酸反应的化学方程式：。2.氢氧化镁：中强碱，难溶于水，存在溶解平衡，溶解度小于碳酸镁，故碳酸镁水解生成氢氧化镁，反应的化学方程式：。3.氯化镁：MgCl2可发生水解，由MgCl2·6H2O制备MgCl2时，要在HCl的气氛中脱水。4.氮化镁：在水中剧烈水解，其反应的化学方程式为。一、1.第三，ⅡA，1s22s22p63s2，Na>Mg>Al，Al>Mg>Na，Mg>Al>Na，Al>Mg>Na，较活泼，金属，强2.银白色，小，小，低3.2Mg＋O22MgO，3Mg＋N2Mg3N2，Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑，Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑，2Mg＋CO22MgO＋C4.CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋H2O=Ca(OH)2，Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓，Mg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2O，氯化氢，MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑二、1.MgO＋2H＋=Mg2＋＋H2O2.Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，MgCO3＋H2Oeq\o(=,\s\up10(△))Mg(OH)2＋CO2↑4.Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH)2＋2NH3↑【考点突破】例题3、下列说法正确的是。①工业上制造镁粉是将镁蒸气在CO2气体中冷却②Mg、MgO中镁元素微粒的半径：r(Mg2＋)>r(Mg)③把相同大小的一块铝和镁分别投入相同浓度的NaOH溶液中，铝溶解有气泡放出，而镁没有任何变化，说明铝的金属性比镁强④使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂能分离氧化镁中混有氧化铝⑤镁和铝原子的最外层电子数都为3⑥Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应⑦加入过量的氢氧化钠溶液,将含有Mg2＋、Al3＋的混合溶液中的Mg2＋沉淀下来⑧海水中提取镁的过程中包括了分解、化合、复分解、置换四种反应类型⑨将氯化镁晶体(MgCl2·6H2O)直接加热可制得无水氯化镁⑩将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁片于其中探讨Mg的活泼性【解析】加热时O2、N2、CO2等都能与镁反应，①错误；Mg的电子层数比Mg2＋的多，所以半径r(Mg)>r(Mg2＋)，②错误；比较金属性的强弱是用金属单质与水或酸反应产生H2的快慢程度，③错误；MgO是碱性氧化物，与NaOH溶液不能反应，而Al2O3是两性氧化物，可以与NaOH溶液发生反应产生NaAlO2，过滤后洗涤，就得到纯净的MgO，向滤液中加入盐酸至沉淀达到最大量，过滤洗涤，不溶物加热得Al2O3，④正确；镁和铝原子的电子层数均为3，最外层电子数分别是2和3，⑤错误；Al2O3属于两性氧化物，能与氢氧化钠溶液反应，MgO属于碱性氧化物，与NaOH溶液不反应，⑥错误；向混合溶液中加入过量的氢氧化钠溶液，生成的氢氧化铝能溶解在强碱中，而氢氧化镁不能溶解，从而可将Mg2＋沉淀出来，⑦正确；提取镁的过程中涉及的反应主要有：CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋H2O=Ca(OH)2、Ca(OH)2＋MgCl2=CaCl2＋Mg(OH)2↓、Mg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2O、MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O↑、MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。上述反应中没有置换反应，⑧错误；为了抑制MgCl2水解应在氯化氢热气流中干燥晶体是，⑨错误；浓H2SO4稀释时应将浓H2SO4加到水中，⑩错误。【答案】④⑦[易错警示]因为Mg在加热时与O2、N2、CO2等气体反应，电解熔融MgCl2得到的Mg，应在H2的氛围中冷却。【变式练习】1.以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下：已知浸出时产生的废渣中有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是()A．浸出镁的反应为MgO＋2NH4Cl=MgCl2＋2NH3↑＋H2OB．浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行C．流程中可循环使用的物质有NH3、NH4ClD．分离Mg2＋与Al3＋、Fe3＋是利用了它们氢氧化物Ksp的不同B【解析】结合工艺流程图可知，煅烧后得到的轻烧粉的成分为MgO和少量SiO2、Fe2O3、Al2O3，NH4Cl溶液呈酸性，浸出时使MgO及Fe2O3、Al2O3溶解，浸出后得到的废渣中含有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3，所得浸出液中含有Mg2＋及过量的NH4Cl，加入氨水时Mg2＋转化为Mg(OH)2，经煅烧得到高纯镁砂MgO。结合流程图和上述分析可知，浸出镁的反应为MgO＋2NH4Cl=MgCl2＋2NH3↑＋H2O，A项正确；浸出可以在较高温度下进行，促进NH4Cl水解和NH3的逸出，但沉镁时应在低温下进行，以减弱氨水分解，B项错误；结合流程图可知，浸出得到的NH3可转化为氨水，用于沉镁，滤液中含有过量的NH4Cl，可用于浸出时的反应液，故该流程中NH3和NH4Cl均可循环使用，C项正确；本流程中分离Mg2＋与Al3＋、Fe3＋时，Al3＋、Fe3＋转化为沉淀，是利用了它们氢氧化物Ksp的不同，D项正确。2.氯化镁是重要的无机材料,在常温下易吸湿,可溶于水和乙醇。某兴趣小组以海水为原料制备无水氯化镁。实验1制备MgCl2·6H2O晶体以海水为原料,对其进行一系列处理,得到晶体。(1)除去海水中不溶性杂质常用的实验操作是(填名称)。

(2)从氯化镁溶液中析出MgCl2·6H2O晶体的结晶方法是(填“降温结晶”或“蒸发结晶”)。

实验2样品中MgCl2·6H2O晶体含量测定准确称取实验一制得的MgCl2·6H2O晶体ag于锥形瓶中,加去离子水溶解,依次加入一定量三乙醇胺、NH3-NH4Cl缓冲溶液,摇匀,滴入铬黑T指示剂,用0.02000mol·L-1EDTA(用H2Y2-表示)标准溶液滴定至终点,消耗EDTA溶液的体积为VmL。已知:①0.02000mol·L-1EDTA标准溶液的pH约为5,指示剂铬黑T使用的适宜pH范围为8~11,NH3-NH4Cl缓冲溶液pH约为10。②滴定原理:Mg2++H2Y2-MgY2-+2H+。(3)该实验中使用的滴定管是(填“甲”或“乙”)。

(4)NH3-NH4Cl缓冲溶液的作用是。

(5)样品中MgCl2·6H2O的质量分数为。

实验3制备无水氯化镁利用如图实验装置(夹持和加热装置省略),准确称取一定质量MgCl2·6H2O晶体在HCl气流中小心加热。(6)A装置的作用是。

(7)某同学在实验前后测得玻璃管B减重m1g,干燥管C增重m2g,m1>m2,其可能的原因是(用化学方程式表示)。

【解析】(1)除去海水中不溶性杂质常用的实验操作是过滤。(2)为降低水解程度,从氯化镁溶液中析出MgCl2·6H2O晶体的结晶方法是降温结晶。(3)EDTA标准溶液pH约为5,呈酸性,应选用酸式滴定管,故使用的滴定管是甲。(4)NH3-NH4Cl缓冲溶液的作用是控制溶液的pH为8~11。(5)根据反应Mg2++H2Y2-MgY2-+2H+,可计算样品中MgCl2·6H2O的质量分数。(6)抑制晶体水解,A装置的作用是干燥氯化氢气体。(7)某同学在实验前后测得玻璃管B减重m1g,干燥管C增重m2g,m1>m2,其可能的原因是MgCl2·6H2OMgO+2HCl+5H2O(或MgCl2·6H2OMg(OH)Cl+HCl+5H2O或MgCl2·6H2OMg(OH)2+2HCl+4H2O)。【答案】(1)过滤(2)降温结晶(3)甲(4)控制溶液的pH为8~11(5)4.06×10-3Va×100%(6)干燥氯化氢气体(7)MgCl2·6H2OMgO+2HCl+5H2O(或MgCl2·6H2OMg(OH)Cl+HCl+5H2O或MgCl2·6H2O【过关演练】（时间：45分钟分数：100分）一、选择题（本小题共12小题，共48分，每小题只有一个正确选项）1．（2022·湖南双峰县第一中学高三月考）2020年12月17日，“嫦娥五号”探测器上的四器之一，“返回器”安全着陆，据悉，“嫦娥五号”探测器上所需的铝合金材料要求具有高稳定性，高强度，耐腐蚀，抗恶劣环境强等性能下列关于铝的说法正确的是A．铝元素在周期表中位于第三周期，第Ⅲ族B．基态铝原子的最外层电子排布为3s23p1C．铝原子的最外层只有一个电子D．基态铝原子一共有三个能级B【解析】A．Al为13号元素，在周期表中位于第三周期，第ⅢA族，故A错误；B．基态铝原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，故最外层电子排布为3s23p1，故B正确；C．铝原子结构示意图为，最外层有3个电子，故C错误；D．基态铝原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，有5个能级，故D错误。2．（2022·广东两阳中学高三月考）有关铝及其化合物的说法错误的是A．氧化铝熔点较高，是一种优良的耐火材料B．可用铝壶烧开水，不可用其长期存放食醋、碱水C．铁易生锈，而铝在空气中较稳定，所以铁比铝活泼D．氢氧化铝能中和胃酸，可用于制胃药C【解析】A．氧化铝是离子化合物，其晶体中离子键很强，故熔点很高，可用作耐火材料，选项A正确；B．铝具有导热性，所以可用铝壶烧开水，但铝既可以酸反应又可以与碱反应，所以不能用铝壶长期存放食醋、碱水，选项B正确；C．Al比Fe活泼，氧化铝为致密的氧化膜可保护内部的Al，则铁易生锈，而铝在空气中较稳定，选项C错误；D．氢氧化铝为弱碱，与盐酸反应，则氢氧化铝能中和胃酸，可用于制胃药，选项D正确。3．（2022·珠海实验中学高三三模）下列由废铝粉、稀盐酸和氨气为原料制取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．用装置乙制取固体C．用装置丙过滤得到固体 D．用装置丁灼烧固体制得D【解析】A．将废铝粉加入到盐酸中，适当加热和搅拌以加快反应速率，则用装置甲溶解废铝粉能够达到实验目的，A不合题意；B．向所得的AlCl3溶液中通入过量的氨气，来制备Al(OH)3固体，用装置乙可以制取固体，倒扣的漏斗能防止倒吸，B不合题意；C．分离固体和液体常用过滤操作，即用装置丙过滤得到固体，C不合题意；

D．蒸发溶液用蒸发皿，而对固体加热则需用大试管或者坩埚，故用装置丁用蒸发皿灼烧固体制得不能达到实验目的，D符合题意。4．（2012·东莞第八中学高三月考）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，置镁片于其中探究讨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【解析】A、浓硫酸溶于水放热，且密度大于水，因此稀释浓硫酸，应将浓硫酸加到水中，而不能将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，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、过滤时应该用玻璃棒引流，C错误；D、应将Mg（OH）2沉淀转入蒸发皿中，加足量稀盐酸，生成氯化镁。由于氯化镁水解生成氢氧化镁和氯化氢，水解吸热，且氯化氢易挥发，所以加热时促进镁离子水解，蒸干得不到无水MgCl2固体，为氢氧化镁固体，D错误。5．（2022·广东·一模）下列反应的离子方程式书写正确的是A．溶液与过量溶液反应：B．金属Na与溶液反应：C．少量与KClO溶液反应：D．草酸与酸性溶液反应：A【解析】A．溶液与过量溶液反应生成BaSO4沉淀和偏铝酸根离子，反应离子方程式为，故A正确；B．Na先与溶液中的水反应生成NaOH和氢气，NaOH再与反应生成氢氧化镁沉淀，离子方程式为，故B错误；C．少量SO2通入KClO溶液中，二者发生氧化还原反应，离子方程式为：SO2+H2O+3ClO-═Cl-+SO+2HClO，故C错误；D．高锰酸钾溶液具有强氧化性，能氧化草酸生成二氧化碳，高锰酸根离子被还原生成锰离子，草酸为弱酸不可拆，离子方程式为2MnO+5H2C2O4+6H+═2Mn2++10CO2↑+8H2O，故D错误。6．（2022·石家庄二中·高三月考）胃舒平的主要成分是氢氧化铝，同时含有三硅酸镁(Mg2Si3O8·H2O)等化合物。下列叙述中错误的是A．镁元素基态原子的核外电子排布式是：1s22s22p63s2B．铝元素原子核外共有13种不同运动状态的电子C．钠离子半径比铝离子半径大D．金属铝与钠的最高价氧化物的水化物溶液发生反应的离子方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑D【解析】A．镁质子数为12，基态原子的核外电子排布式是：1s22s22p63s2，故A正确；B．原子核外有几个电子就有几种不同的运动状态，所以铝原子核外电子有13种运动状态，故B正确；C．钠离子和铝离子电子层数相同，而钠原子核电荷数小，所以钠元素离子半径比铝离子半径大，故C正确；D．钠的最高价氧化物的水化物溶液为氢氧化钠溶液，铝和氢氧化钠溶液发生反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的离子方程式2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑，故D错误。7．（2022·东莞高级中学高三期中）探究铝片与Na2CO3溶液的反应。均无明显现象铝片表面产生细小气泡加热后出现白色浑浊，产生大量气泡(经检验为H2和CO2)下列说法错误的是A．Na2CO3溶液中存在水解平衡：CO+H2OHCO+OH-B．对比I、III说明Na2CO3溶液能破坏铝表面的保护膜C．H2逸出有利于CO水解平䡓向正反应方向移动D．推测出现白色浑浊的原因：Al3++3HCO=Al(OH)3↓+3CO2↑D【解析】A．碳酸钠为强碱弱酸盐，在水溶液中会发生水解，主要水解平衡为：CO+H2OHCO+OH-，A正确；B．I中Al表面没有气泡，说明表面有氧化膜，III中Al有气泡，说明表面氧化膜被破坏，B正确；C．氢气逸出有利于铝与氢氧根离子的反应，碳酸根水解生成碳酸氢根和氢氧根离子，消耗了氢氧根离子，从而促进了碳酸根离子的水解，所以H2逸出对CO水解平衡向正反应方向移动，C正确；D．碳酸钠水解显碱性，铝表面的氧化铝与碱反应生成偏铝酸根离子，去掉氧化膜后，铝与氢氧根离子、水反应生成氢气，碳酸根离子部分水解生成碳酸氢根离子，碳酸氢根离子与偏铝酸根离子反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸根离子，所以出现白色沉淀的原因可用离子方程式表示为：，D错误。8．（2022·湖南·高考真题）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和D．滤液可回收进入吸收塔循环利用C【解析】烟气(含HF)通入吸收塔，加入过量的碳酸钠，发生反应，向合成槽中通入NaAlO2，发生反应，过滤得到和含有的滤液。A．陶瓷的成分中含有SiO2，SiO2在高温下与发生反应，因此不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料，故A正确；B．采用溶液喷淋法可增大反应物的接触面积，提高吸收塔内烟气吸收效率，故B正确；C．由上述分析可知，合成槽内发生反应，产物是和，故C错误；D．由上述分析可知，滤液的主要成分为，可进入吸收塔循环利用，故D正确。9．（2022·广东韶关·二模）废易拉罐(含有Al和少量Fe、Mg杂质)制备明矾，分析流程，正确的是A．为尽量少引入杂质，NaOH溶液应改用KOH或氨水B．“沉淀”为Al2(CO3)3C．上述流程中可用过量CO2代替NH4HCO3D．滤渣的主要成分是Fe(OH)3和Mg(OH)2C【解析】由题给流程可知，易拉罐中铝与氢氧化钠溶液微热反应生成偏铝酸钠和氢气，铁、镁不与氢氧化钠溶液反应，过滤得到含有铁、镁的滤渣和偏铝酸钠溶液；向偏铝酸钠溶液中加入碳酸氢铵溶液，溶液中铝离子与碳酸氢根反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸根离子，过滤得到氢氧化铝沉淀；氢氧化铝沉淀溶于稀硫酸后，加入硫酸钾，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到明矾。A．铝能与氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液反应，不能与弱碱氨水反应，则溶解易拉罐时不能用氨水代替氢氧化钠溶液，故A错误；B．由分析可知，沉淀为氢氧化铝，故B错误；C．二氧化碳也能与偏铝酸钠溶液反应生成氢氧化铝沉淀，则可以用过量的二氧化碳代替碳酸氢铵得到氢氧化铝沉淀，故C正确；D．由分析可知，滤渣的主要成分是铁、镁，故D错误。10．（2022·广州二中高三月考）以混有的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B．浸出渣的成分是C．母液的主要溶质是D．固体X是A【解析】盐酸酸浸，可溶，不溶，滤渣为，浸出液中主要成分是，加入氨水沉镁，，母液主要溶质是，固体X为。A．盐酸酸浸，是微溶物，不可拆成离子，故A错误；B．盐酸酸浸，可溶，不溶，滤渣为，故B正确；C．加入氨水沉镁，，母液主要溶质是，故C正确；D．沉镁过程中，加入氨水沉镁，，母液主要溶质是，固体X为，故D正确。11．（2022东莞中学松山湖学校高三月考）Al2O3与MgO的混和物经过量烧碱溶液处理后，过滤，向所得滤液中滴加NaHCO3溶液，测得溶液pH和Al(OH)3生成的量随加入NaHCO3溶液体积变化的曲线如下：下列有关说法不正确的是A．a点溶液中存在的离子有Na＋、AlO2－、OH－、H+B．b点与c点溶液所含微粒种类相同C．NaHCO3溶液的物质的量浓度为0.8mol/LD．生成沉淀的离子方程式为：HCO3－+AlO2－＋H2O=Al(OH)3↓＋CO32－C【解析】A.a点溶液是Al2O3与MgO的混和物经过量烧碱溶液处理，过滤后所得滤液溶质是生成的NaAlO2和过量的NaOH，有Na＋、AlO2－、OH－，任何水溶液中均存在H+，故A正确；B.由b点到c点是偏铝酸离子、氢氧根离子与碳酸氢根离子反应，其离子方程式为：HCO3－+AlO2－＋H2O=Al(OH)3↓＋CO32－，偏铝酸根离子、氢氧根离子浓度减少，碳酸根离子、氢离子浓度增加，微粒各类相同，故B、D正确；d点坐标说明加入40mLNaHCO3溶液与偏铝酸离子、氢氧根离子反应，生成n[Al(OH)3]=32×10—3mol，所以n(NaHCO3)＞n[Al(OH)3]==32×10—3mol，则NaHCO3溶液的物质的量浓度大于0.8mol/L，故C错误。12．（2022年东莞长安中学高三月考）为测定镁铝合金（不含其它元素）中镁的质量分数。某同学设计了如下实验：称量ag镁铝合金粉末，放在如图所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧。下列说法错误的是A．实验结束后应再次称量剩余固体的质量B．氧气要保证充足C．可以用空气代替氧气进行实验D．实验结束后固体质量大于agC【解析】A．实验结束后一定要再次称量剩余固体质量，再通过其它操作可以计算镁铝合金中镁的质量分数，故A正确；B．为了使其充分灼烧，氧气要保证充足，故B正确；C．用空气代替氧气对实验有影响，这是因为高温条件下，镁还能够和氮气、二氧化碳等反应，故C错误；D．灼烧后的固体为氧化镁和氧化铝的混合物，质量大于ag，这是因为氧气参加了反应，故D正确。二、非选择题（本小题共4题，共52分）13．（2022年中山第一中学高三月考）某学习小组探究Mg与NaHCO3溶液反应的机理，做了如下探究。实验一：实验A实验B操作在注射器中加入过量镁片（擦去表面氧化膜），吸入15mL饱和NaHCO3溶液。在注射器中加入过量镁片（擦去表面氧化膜），吸入15mL蒸馏水。现象有气体产生，20min后注射器内壁和底部产生大量白色沉淀缓慢产生气体（1）写出B中生成气体的化学方程式_____。实验二：（2）实验A产生的气体有_____。实验三：分别取少量实验A和B的上层清液于两支试管中，各加入2滴BaCl2溶液，A中立即产生白色沉淀，B中无明显现象。（3）实验三说明Mg与NaHCO3溶液反应产生了_____（填离子符号）。对A中白色固体的成分提出假设：I．白色固体是Mg(OH)2；II．白色固体是MgCO3；III．白色固体是碱式碳酸镁。实验四：将A中白色沉淀过滤、洗涤后，取0.1mol加入1mol/L盐酸800mL恰好完全反应，产生标况下的CO2气体6.72L。（4）白色沉淀的主要成分为_____（写化学式）。（5）综上所述，结合平衡移动原理解释实验A中产生现象的原因_______。【答案】（1）Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑（2）CO2（3）CO32-（4）Mg4(OH)2(CO3)3（5）在碳酸氢钠溶液中存在着电离平衡HCO3-⇌H++CO32-和水解平衡HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-，Mg与H+反应生成Mg2+和H2促进了电离平衡正向移动，Mg2+和CO32-、OH-反应生成Mg4(OH)2(CO3)3沉淀，减少了CO32-、OH-的浓度，不仅促进了电离平衡正向移动，也促进了水解平衡正向移动，H2CO3的浓度增大并分解为CO2【解析】该学习小组探究Mg与NaHCO3溶液反应的机理，根据产生的气体具有可燃性可知气体中有H2；根据产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊，可以确定其中有CO2；根据实验三可知反应后的溶液中有CO32-；根据定量实验的数据可以确定沉淀的化学式；根据平衡移动原理可说明该反应的机理。(1)镁在常温下可以与水缓慢反应生成氢氧化镁和氢气，所以B中生成气体的化学方程式为Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑。(2)实验A产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊，说明A中产生的气体中还有CO2。(3)分别取少量实验A和B的上层清液于两支试管中，各加入2滴BaCl2溶液，A中立即产生白色沉淀，该沉淀可能为碳酸钡，说明Mg