文档内容
考点 11 镁、铝及其重要化合物
1．3年真题考点分布
考点分布
年份 卷区 铝及其化合物的性
镁及其化合物的性质 海水提镁 综合应用
质
北京 √
2022 湖南 √
浙江 √ √
湖北 √ √ 湖北
湖南 √
2021
福建 √
浙江 √ √
浙江 √ √
2020
江苏 √
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。
（2）镁合金：密度较小，硬度和强度都较大。
2．镁及其化合物的化学性质
物质 主要性质 反应方程式
与O 反应 2Mg+O 2MgO
2 2
与N 反应 3Mg+N MgN
镁 2 2 3 2
与CO 反应 2Mg+CO 2MgO+C
2 2
与非氧化性强酸反应 Mg+2H + ＝ Mg 2+ +H ↑
2
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】与沸水反应 Mg+2H O Mg （ OH ） +H ↑
2 2 2
氧化镁 碱性氧化物 MgO+2H + ＝ Mg 2+ +H O
2
中强碱 Mg （ OH ） +2H + ＝ Mg 2+ +2H O
2 2
氢氧化镁 难溶于水 Mg 2+ +2OH － ＝ Mg （ OH ） ↓
2
溶解度小于碳酸镁 MgCO +H O Mg （ OH ） +CO↑
3 2 2 2
【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．MgCO 与盐酸反应：CO2－+2H+ CO↑+2H O
3 3 2 2
B．Mg（OH） 与HSO 反应：Mg2++2OH－+2H++SO2－ MgSO ↓+2H O
2 2 4 4 4 2
C．碳酸氢镁与足量的氢氧化钠溶液反应：Mg2++2HCO－+2OH－ MgCO ↓+CO 2－+2H O
3 3 3 2
D．工业上以海水为原料制取Mg（OH）：Ca（OH）+Mg2+ Mg（OH）↓+Ca2+
2 2 2
【解析】选D。MgCO 是难溶性物质，在写离子方程式时不能拆成离子形式，A选项错误；Mg（OH） 为难溶
3 2
性碱，在写离子方程式时不能拆成离子形式，B选项错误；由于MgCO 的溶解度比Mg（OH） 大，而化学反
3 2
应向溶解度减少的方向进行，所以碳酸氢镁与足量的氢氧化钠溶液反应时，生成的是Mg（OH） 而不是
2
MgCO ，C选项错误；工业上以海水为原料制取Mg（OH） 时，要在海水中加入石灰乳，而不是石灰水，所以
3 2
Ca（OH） 不能拆成离子的形式，D选项正确。
2
【思维拓展】镁的化合物间的重要转化关系
1．MgN 的结构和性质
3 2
（1）MgN 的电子式：
3 2
（2）水解反应：MgN+6HO 3Mg（OH）↓+2NH ↑
3 2 2 2 3
（3）与酸反应
①少量盐酸：MgN+6HCl 3MgCl +2NH ↑
3 2 2 3
②过量盐酸：MgN+8HCl 3MgCl +2NH Cl
3 2 2 4
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
①MgCl Mg （ OH ） MgO
2 2
②Mg（NO ） Mg （ OH ） MgO
3 2 2
③MgSO Mg SO
4 4
④Mg（HCO ） MgCO Mg （ OH ） MgO
3 2 3 2
（2）惰性电极电解某些镁的化合物
①MgCl 溶液：MgCl +2H O Mg （ OH ） ↓ +C l ↑ +H ↑
2 2 2 2 2 2
②熔融MgCl ：MgCl Mg+Cl↑（工业上炼镁原理）
2 2 2
③熔融MgO： 2 MgO 2Mg+O ↑（耗能多，不适于炼镁）
2
3．碳酸镁转化成氢氧化镁
（1）转化的实质：沉淀的转化
①MgCO +HO Mg （ OH ） +CO ↑
3 2 2 2
②MgCO +2OH－ Mg （ OH ） +CO 2－
3 2 3
（2）转化的原因：MgCO 的溶解度比Mg（OH） 的大
3 2
（3）转化的应用：Mg（HCO ） 溶液与NaOH溶液的反应
3 2
①少量NaOH： Mg （ HCO ） + 2 NaOH Mg （ OH ） ↓+2 Na H CO
3 2 2 3
②少量NaOH： Mg （ HCO ） + 4 NaOH Mg （ OH ） ↓+2Na CO + 2 H O
3 2 2 2 3 2
【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MgCl 制备金属镁
2
C．“氯化”过程中发生的反应为MgO+C+Cl MgCl +CO
2 2
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】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MgCl
2
【解析】选D。海水经一系列处理得到苦卤水，苦卤水中含Mg2+，苦卤水中加物质X使Mg2+转化为Mg（OH）
，过滤除去滤液，煅烧Mg（OH） 得MgO，MgO和C、Cl 经“氯化”得无水MgCl 。物质X的作用是使
2 2 2 2
Mg2+转化为Mg（OH），工业上常采用CaO，发生CaO+H O＝Ca（OH），Ca（OH）+Mg2+＝Mg（OH）
2 2 2 2
+Ca2+，A正确；Mg是较活泼金属，工业上常用电解熔融MgCl 制备金属镁，B正确；由图可知“氯化”过程
2 2
反应物为MgO、氯气、C，生成物之一为MgCl ，C在高温下被氧化为CO，则“气体”为CO，反应方程式为
2
MgO+C+Cl MgCl +CO，C正确；“煅烧”后得到MgO，MgO和盐酸反应得到MgCl 溶液，由于MgCl 在
2 2 2 2
溶液中水解为氢氧化镁和HCl，将所得溶液加热蒸发HCl会逸出，MgCl 水解平衡正向移动，得到氢氧化镁，
2
得不到无水MgCl ，D错误。
2
【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：CaCO CaO+CO ↑、CaO+H O＝Ca（OH）
3 2 2 2
（2）沉淀Mg2+：Mg2++Ca（OH）＝Mg（OH）+Ca2+
2 2
（3）提取MgCl ：Mg（OH）+2HCl＝MgCl +2H O
2 2 2 2
（4）制氯化镁晶体：MgCl +6H O MgCl ·6H O
2 2 2 2
（5）氯化镁晶体脱水：MgCl ·6H O MgCl +6H O
2 2 2 2
（6）制金属镁：MgCl （熔融） Mg+Cl ↑
2 2
3．重要操作
（1）从MgCl 溶液中获取晶体的操作
2
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MgCl 的水解
2
② 抑制 MgC l 的水解，得到无水 MgC l
2 2
（3）制金属镁加入少量CaCl 的作用： 降低 MgC l 的 熔点 ， 节能
2 2
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） 沉淀时，所用的试剂是廉价的熟石灰，而不是NaOH。
2
（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MgCl ·6HO晶体脱水制无水MgCl 时，MgCl ·6HO晶体在HCl气氛中加热脱水，防止MgCl 和
2 2 2 2 2 2
HO反应生成Mg（OH） 沉淀。
2 2
（4）因为海水提镁用的是石灰乳，不是澄清石灰水，所以反应MgCl +Ca（OH）＝CaCl +Mg（OH）↓的
2 2 2 2
离子方程式应该写成Mg2++Ca（OH）＝Ca2++Mg（OH）↓的形式。
2 2
（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［MgClO（OH） ·H O］微溶于水，不潮解，相
2 n 2
对稳定，是一种有开发价值的无机抗菌剂，以菱镁矿（MgCO ，含少量FeCO ）为主要原料制备碱式次氯酸镁
3 3
的工艺流程如下：
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】（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 Cl 的消毒效率的
2
________。
【解析】（1）碱式次氯酸镁中Mg和Cl的化合价分别是+2和+1，则根据正负化合价代数和为0可知化学式中n
＝3。（2）菱镁矿酸溶时，为了提高溶出率，可采取的措施有：粉碎菱镁矿、增大盐酸浓度、加热、边加盐酸
边搅拌等。（3）氧化时是将Fe2+转化为Fe3+。（4）调pH是为了沉淀Fe3+，需要加入的物质为MgO［或Mg
（OH） 或 MgCO ］，所得滤渣为 Fe（OH） 。（5）根据质量守恒定律书写化学方程式：
2 3 3
NaClO+2MgCl +3NaOH+HO＝MgClO（OH） ·HO↓+4NaCl。混合时NaOH溶液须最后加入且不能过量，是
2 2 2 3 2
为了防止生成 Mg（OH） 沉淀。（6）MgClO（OH） ·HO 在酸性条件下发生反应：MgClO（OH）
2 2 3 2 2
·HO+4H+＝2Mg2++HClO+4H O，反应生成的次氯酸具有强氧化性，所以在酸性溶液中碱式次氯酸镁具有杀菌、
3 2 2
漂白的作用。（7）设碱式次氯酸镁、氯气的质量均为m g。1mol碱式次氯酸镁在反应中得到2mol电子，1mol
氯气得到2mol电子，则碱式次氯酸镁、氯气的消毒效率比值为（ ×2）÷（ ×2）≈0.42。
【答案】（1）3
（2）粉碎菱镁矿（或增大盐酸浓度等）
（3）2Fe2++H O+2H+＝2Fe3++2H O
2 2 2
（4）MgO［或Mg（OH） 或MgCO ］；Fe（OH）
2 3 3
（5）NaClO+2MgCl +3NaOH+HO＝MgClO（OH）·HO↓+4NaCl；防止生成Mg（OH） 沉淀
2 2 2 3 2 2
（6）MgClO（OH）·HO+4H+＝2Mg2++HClO+4H O
2 3 2 2
（7）0.42
【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） 沉淀
2
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N 中燃烧，且生成MgN
2
【解析】选B。镁不是两性金属，不能与NaOH溶液反应，故A错误；镁能在CO 中燃烧，故B正确；镁在加
2
热条件下能与水反应生成氢氧化镁和氢气，故C错误；镁能在N 中燃烧，且生成MgN，故D错误。
2 3 2
2．（2023•承德一模）镁遇到下列物质不放出H 的是：①NH Cl溶液；②KOH溶液；③NaCO 溶液；④热的
2 4 2 3
乙醇；⑤苯；⑥醋酸溶液；⑦FeCl 溶液；⑧CuSO 溶液；⑨NaH PO ；⑩NaHCO 溶液（ ）。
3 4 2 4 3
A．①⑥⑦⑧ B．③④⑤⑨⑩ C．②③⑤⑩ D．③④⑤⑦
【解析】选C。①NH Cl溶液与镁反应生成氯化镁、氨气和氢气；②KOH溶液与镁不反应；③NaCO 溶液与
4 2 3
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】镁不反应；④热的乙醇与镁反应生成乙醇镁和氢气；⑤苯与镁不反应；⑥醋酸溶液与镁生成醋酸镁和氢气；
⑦FeCl 溶液中加入镁，镁与氢离子反应生成氢气，促进其水解；⑧CuSO 溶液溶液中加入镁，镁与氢离子反应
3 4
生成氢气，促进其水解；⑨NaH PO 中加入镁，磷酸二氢根离子电离，产生氢离子，与镁反应生成氢气；
2 4
⑩NaHCO 溶液与镁不反应，镁遇到上述物质不放出H 的是②③⑤⑩。
3 2
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．MgCO C．Mg（OH）CO D．MgN
3 2 2 3 3 2
【解析】选D。MgO与稀盐酸反应生成氯化镁和水，无气体生成，故A错误；MgCO 与稀盐酸反应生成氯化镁、
3
二氧化碳和水，二氧化碳没有刺激性气味，故B错误；Mg（OH）CO 与稀盐酸反应生成氯化镁、二氧化碳和
2 2 3
水，二氧化碳没有刺激性气味，故C错误；MgN 与少量稀盐酸反应可以生成氯化镁和氨气，氨气为无色有刺
3 2
激性气味气体，故D正确。
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） 比Ca（OH） 难溶的性质
2 2
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H 和Cl
2 2
【解析】选A。氢氧化钙微溶，氢氧化镁难溶，沉淀向更难溶方向转化，故可以用氢氧化钙制备氢氧化镁，A
正确；干燥过程在HCl气流中进行目的是防止氯化镁水解，B错误；该流程中没有涉及置换反应，C错误；上
述流程中可以循环使用的物质是Cl，过程中没有产生氢气，D错误。
2
5．已知：Mg能在NO 中燃烧，可能产物为MgN、MgO和N。MgN 容易与水反应。
2 3 2 2 3 2
（1）某实验探究小组探究Mg与NO 反应的固体产物成分，对固体产物提出三种假设：
2
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NO 中燃烧的反应产物（夹持装置省略，部分仪器可重复使用）。
2
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CaCl D．五氧化二磷
2
③确定产物中有N 生成的实验现象为___________________________。
2
（3）设计实验证明：产物中存在MgN：___________________________。
3 2
（4）已知装置C中初始加入Mg粉质量为13.2g，在足量的NO 中充分燃烧，实验结束后，硬质玻璃管冷却至
2
室温、称量，测得硬质玻璃管中剩余固体的质量为21.0g，产生N 的体积为1120mL（标准状况）。写出玻璃管
2
中发生反应的化学方程式：___________________________。
【解析】（1）根据已知Mg在NO 中燃烧产物的可能性分析判断，Ⅰ.固体产物为MgO；Ⅱ.固体产物为
2
MgN；Ⅲ.固体产物为MgO和MgN。（2）①A中铜与浓硝酸反应产生二氧化氮，用B中干燥剂干燥后，通
3 2 3 2
入硬质玻璃管C中与镁粉反应，用NaOH溶液除去多余的二氧化氮，最后用排水法收集氮气，为确保C中无水
蒸气，在C和E之间也应连接吸水干燥装置，故装置的连接顺序为ABCBED；②二氧化氮不能使用碱性干燥剂
来干燥，U形管盛放的干燥剂可以是无水氯化钙或五氧化二磷等，选c、d；③从C中导出的气体通过NaOH溶
液吸收NO 后，仍有气体将D中试剂瓶中的水压入烧杯中，则确定产物中有N 生成。（3）MgN 能与水反应
2 2 3 2
生成氨气，氨气是具有刺激性气味的碱性气体，所以取少量反应后的固体产物，加入水中产生有刺激性气味的
气体，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变成蓝色，则证明产物中有MgN。（4）13.2g镁的物质的量为
3 2
0.55mol，设生成MgN 的物质的量为xmol，MgO的物质的量为ymol，根据镁原子守恒得3x+y＝0.55mol，根据
3 2
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】固体质量得100x+40y＝21.0g，解得x＝0.05，y＝0.4；氮气的物质的量为1.12L÷22.4L·mol－1＝0.05mol，综上分
析反应物为Mg和NO ，生成物为MgN、MgO和N，且物质的量之比为1∶8∶1，所以化学方程式为
2 3 2 2
11Mg+4NO MgN+8MgO+N。
2 3 2 2
【答案】（1）Ⅱ．固体产物为MgN Ⅲ．固体产物为MgO和MgN
3 2 3 2
（2）①ABCBED②cd③D中试剂瓶中的水被气体压入烧杯中
（3）取C中少量反应产物，加入水中产生有刺激性气味的气体，该气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝
（4）11Mg+4NO MgN+8MgO+N
2 3 2 2
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：第三周期第 Ⅲ A 族
（3）存在形态：铝是地壳中含量最多的金属元素，全部以化合态形式存在。
2．物理性质
颜色 状态 密度 质地 延展性、导电性、传热性
银白色、有金属光泽 固体 较小 柔软 良好
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常温下铝具有抗腐蚀性（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
②2Al+3Cl 2AlCl
2 3
③铝常温下遇到浓硫酸和浓硝酸发生钝化；遇稀盐酸放氢气： 2Al+6H + 2Al 3+ +3H ↑
2
④2Al+2NaOH+6H O ＝ 2Na ［ Al （ OH ） ］ +3H ↑或 2Al+2NaOH+2H O 2NaAlO +3H ↑
2 4 2 2 2 2
⑤2Al+Fe O Al O+2Fe
2 3 2 3
3．制备和用途
（1）铝的冶炼：2Al O（熔融） 4Al+3O ↑。
2 3 2
（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H 时，①和②反应消耗n（HCl）＝n（NaOH）
2
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H 的分子数之比为3∶1
2
【解析】选C。A项，根据方程式可知n（HCl）＝3n（NaOH），错误；B项，根据电子守恒，n（氧化剂）×2
＝n（还原剂）×3；可知n（氧化剂）∶n（还原剂）＝3∶2，错误；D项，根据方程式可知生成H 的分子数比
2
为1∶3，错误。
【思维拓展】铝与酸或碱反应生成H 的量的关系
2
1．依据的化学方程式
2Al+6HCl＝2AlCl +3H ↑
3 2
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】2Al+2NaOH+6H O＝2Na［Al（OH）］+3H ↑或2Na+4HO+2Al＝2NaAlO +4H ↑
2 4 2 2 2 2
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H 的物质的量相等。
2
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H 的物质的量之比为1∶3。
2
（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＜＜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Fe O 做铝热反应实验，需要的试剂还有________。
2 3
A．KCl B．KClO C．MnO D．Mg
3 2
（2）用等物质的量的MgO和Fe O 组成的混合物在一定条件下与Al粉进行铝热反应。
2 3
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 HSO ，滴加KSCN溶液无明显现象，
2 4
________ （ 填 “ 能 ” 或 “ 不 能 ” ） 说 明 固 体 混 合 物 中 无 Fe O ， 理 由 是
2 3
_________________________________________（用离子方程式说明）。
【解析】（1）做铝热反应的实验时，需要KClO 做助燃剂，且用镁条引燃。（2）在混合物上加少量KClO 固
3 3
体并插上Mg条，点燃Mg条后放出热量，使KClO 固体分解放出O，进一步加剧Mg的燃烧，可在短时间内使
3 2
混合物温度迅速升高，引发反应。MgO不能与铝发生铝热反应，所以产物中单质为Fe。（3）反应后固体混合物
中若有Fe O ，因发生反应：Fe O+6H+＝2Fe3++3H O、Fe+2Fe3+＝3Fe2+，Fe3+转化为Fe2+，加KSCN溶液不会变
2 3 2 3 2
红。
【答案】（1）BD（2）①加少量KClO，插上镁条并将其点燃②铁
3
（3）不能Fe O+6H+＝2Fe3++3H O、Fe+2Fe3+＝3Fe2+
2 3 2
【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，3MnO +4Al 3Mn+2Al O；
2 2 3
（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
【解析】选A。铁不与氢氧化钠反应，铝与NaOH溶液反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H O＝
2
2NaAlO +3H ↑，产生标准状况下6.72L氢气，氢气的物质的量为0.3mol，则n（Al）＝0.2mol，相同质量的铝
2 2
铁合金，与盐酸反应生成标准状况下11.2L氢气，氢气的物质的量为0.5mol，根据关系式2Al~3H 、Fe~H ，可
2 2
知0.2molAl与盐酸完全反应生成氢气0.3mol，Fe与盐酸完全反应生成氢气的物质的量为0.5mol－0.3mol＝
0.2mol，则n（Fe）＝0.2mol，故铝、铁的物质的量之比为0.2mol∶0.2mol＝1∶1。
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
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】【解析】选B。令生成的氢气的物质的量分别为3mol和6mol，根据方程式2Al+3H SO ＝Al （SO ）+3H ↑和
2 4 2 4 3 2
2Al+2NaOH+2H O＝2NaAlO +3H ↑，则消耗的HSO 和氢氧化钠的物质的量的物质的量分别为3mol和4mol，
2 2 2 2 4
因为稀硫酸和氢氧化钠溶液的物质的量浓度相等，稀硫酸和氢氧化钠溶液的体积比等于溶质HSO 、NaOH的物
2 4
质的量之比，即3∶4。
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KClO
3
B．镁条燃烧提供引发反应所需的热量
C．若转移0.3 mol电子，被还原的Fe O 为16 g
2 3
D．可利用铝热反应冶炼铁
【解析】选C。A项，KClO 受热分解产生氧气，助燃，图示装置中X物质为助燃剂KClO，正确；B项，镁条
3 3
燃烧放出大量热，可为铝热反应提供引发反应所需的热量，正确；C项，反应2Al+Fe O Al O+2Fe中，Fe
2 3 2 3
元素化合价从+3变为0价，还原1 mol Fe O 转移6 mol电子，则转移0.3 mol电子还原Fe O 的物质的量为：＝
2 3 2 3
0.05 mol，其质量为：160 g·mol－1×0.05 mol＝8 g，错误；D项，Fe的活泼性小于Al，可利用铝热反应冶炼铁，
正确。
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：
① Al （ OH ） +3H + ＝ Al 3+ +3H O
3 2
② Al （ OH ） +OH － ＝［ Al （ OH ） ］ － 或Al O+2OH－ 2AlO－+H O
3 4 2 3 2 2
③ 2Al （ OH ） Al O+3H O
3 2 3 2
3．明矾
（1）化学式： KAl （ SO ） · 12H O，它是无色晶体，可溶于水。
4 2 2
（2）电离方程式：KAl（SO ）＝K++Al3++2SO 2－
4 2 4
（3）净水的原理：Al3+发生水解反应，产生 Al （ OH ） 胶体，能吸附水中悬浮物形成沉淀，使水澄清。
3
【典例5】Zn（OH） 是一种与Al（OH） 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 3
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】+2OH－＝ZnO2－+2H O。而且Zn（OH） 还能溶于过量的氨水，生成易溶于水的Zn（NH ）2+，而Al（OH）
2 2 2 2 3 4 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．AlCl 、NH ·HO B．ZnCl、NH ·HO
3 3 2 2 3 2
C．AlCl 、NaOH D．ZnCl、NaOH
3 2
【解析】选A。因为Al（OH） 不溶于氨水，所以AlCl 和NH ·HO不论按照何种顺序混合，都只会产生白色
3 3 3 2
沉淀，用相互滴加的方法无法鉴别；由于Al（OH） 溶于NaOH溶液，所以向AlCl 溶液中滴加NaOH溶液时，
3 3
先产生白色沉淀，后沉淀消失，而向NaOH溶液中滴加AlCl 溶液时，由于NaOH溶液过量。所以先没有沉淀产
3
生，能够鉴别；由于Zn（OH） 溶于NaOH溶液和氨水，所以向ZnCl 溶液中滴加NaOH溶液或NH ·HO时，
2 2 3 2
先产生白色沉淀，后沉淀消失，而向NaOH溶液或NH ·HO中滴加ZnCl 溶液时，由于NaOH溶液或
3 2 2
NH ·HO过量。所以先没有沉淀产生，能够鉴别。
3 2
【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：Al O 等；
2 3
（3）两性氢氧化物：Al（OH） 等；
3
（4）弱酸的铵盐：（NH ）CO、CHCOONH、（NH ）S等；
4 2 3 3 4 4 2
（5）弱酸的酸式盐：NaHCO 、KHS、NaHSO 等；
3 3
（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Al O、Al（OH）、氨
2 3 3
基酸、肽和蛋白质是两性物质。
【典例7】用稀HSO 、NaOH溶液和单质铝为原料制取Al（OH），甲、乙、丙三个学生制备的途径分别是：
2 4 3
若要得到等量的Al（OH），则（ ）。
3
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
【解析】选D。根据电荷守恒和铝元素守恒进行计算判断。甲方案：Al3+~3OH－~Al（OH） ~3H+，所以每制取
3
1mol Al（OH） ，需要消耗3mol H+和3mol OH－。乙方案：OH－~AlO －~H+~Al（OH） ，所以每制取1mol Al
3 2 3
（OH） ，需要消耗1mol H+和1mol OH－。丙方案：Al3+~3AlO －~4Al（OH） ~3H+~3OH－，所以每制取1mol
3 2 3
Al（OH），需要消耗 mol H+和 mol OH－。综上所述，三者消耗原料的量的关系为：甲＞乙＞丙。
3
【思维拓展】Al（OH） 的三种制备方法
3
1．可溶性铝盐溶液与过量氨水反应
Al3++3NH·HO＝Al（OH）↓+3NH
3 2 3
2．向可溶性偏铝酸盐溶液中通入过量CO
2
［Al（OH）］－+CO ＝Al（OH）↓+HCO
4 2 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AlCl 溶液中含有的Mg2+、K+杂质离子并尽可能减少AlCl 的
3 3
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
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】D．向溶液a中滴加盐酸需控制溶液的pH
【解析】选D。用氨水，则Mg2+、Al3+均转化为沉淀，不能分离，则不能用氨水代替NaOH，故A错误；Al3+与
过量NaOH反应，溶液a中含AlO －、K+、Cl－、Na+、OH－，故B错误；K+、Cl－、Na+在整个过程中不参加反
2
应，则溶液b中含KCl、NaCl，故C错误；因氢氧化铝能溶于盐酸，则向溶液a中滴加盐酸需控制溶液的pH，
故D正确。
【思维拓展】含铝杂质的提纯方法归类
利用Al、Al O、Al（OH） 可溶于强碱的特性，可除去许多物质中的含铝杂质，如：
2 3 3
（1）Mg（Al）：加过量NaOH溶液，过滤。
（2）Fe O（Al O）：加过量NaOH溶液，过滤。
2 3 2 3
（3）Al O（Fe O）：加过量NaOH溶液，过滤除去Fe O；向滤液中通入过量的二氧化碳气体，过滤、洗涤、
2 3 2 3 2 3
灼烧，即得Al O。
2 3
（4）Mg（OH）［Al（OH）］：加过量NaOH溶液，过滤。
2 3
（5）Al（OH） ［Mg（OH） ］：加过量NaOH溶液，过滤除去Mg（OH） ；向滤液中通入过量的二氧化碳
3 2 2
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）；向滤液中通入过量的二氧化碳气体，过滤、洗
2
涤、干燥即得Al（OH），向沉淀中加入适量的某种酸即可。
3
【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Al O，此外还含有少量SiO、Fe O 等杂质；②溶液中的硅酸钠与四羟基合铝酸
2 3 2 2 3
钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学反应方程式为2NaSiO+2Na［Al（OH）］＝
2 3 4
NaAl Si O↓+4NaOH+2HO。请回答下列问题：
2 2 2 8 2
（1）铝土矿中Al O 与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为________________。
2 3
（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Al O 与C、Cl 在高温条件下反应制取AlCl ，理论上每消耗6.0g碳单质，转移1mol电子，则反
2 3 2 3
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Fe O，设计了如下方案来验证：取一块该熔
2 3
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Fe O。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
2 3
__________（填“合理”或“不合理”）。原因是_____________________（若合理，则不用填写）。
【解析】（1）铝土矿中Al O 与NaOH溶液反应生成Na［Al（OH）］，离子方程式为Al O+2OH－+3H O
2 3 4 2 3 2
2［Al（OH）］－。（2）由于Al（OH） 不溶于HCO 等弱酸，易溶于强酸，故在工艺流程中“酸化”时，常
4 3 2 3
通入过量CO 气体，其优点是Al（OH） 不会溶解，便于控制反应，且原料的价格低廉，反应的化学方程式为
2 3
CO+Na［Al（OH）］ Al（OH）↓+NaHCO。（3）理论上每消耗6.0g碳单质（即0.5mol），转移1mol
2 4 3 3
电子，则C元素由0价变为+2价，据此推测反应产生CO，结合得失电子守恒和原子守恒写出化学方程式：
Al O+3C+3Cl 2AlCl +3CO。（4）检验溶液中是否含有Fe3+，常加入KSCN溶液，若溶液变成红色，则含
2 3 2 3
有Fe3+，否则不含Fe3+。由于铝热反应所得固体中含有Fe、Al、Al O，而Fe3+具有较强氧化性，可与Fe、Al反
2 3
应生成Fe2+，故不能检验出是否含有Fe3+。
【答案】（1）Al O+2OH－+3H O 2［Al（OH）］－
2 3 2 4
（2）CO；CO 过量时氢氧化铝不会溶解，反应易控制，且原料廉价；CO+Na［Al（OH）］ Al（OH）
2 2 2 4
↓+NaHCO
3 3
（3）Al O+3C+3Cl 2AlCl +3CO
2 3 2 3
（4）KSCN；不合理；Fe3+能与Fe、Al反应生成Fe2+，不能检出Fe3+
【思维拓展】铝土矿提铝（Al O，含少量FeO 和SiO ）
2 3 2 3 2
1．强酸→强碱→弱酸法
2．强碱→强酸→弱碱法
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】【典例9】（2022·三明三模高三上学期期中）实验室制备硝酸铝［Al（NO ）·9HO］可使用下列方法：
3 3 2
反映上述有关的离子方程式错误的是（ ）。
A．2Al+2OH－+6HO＝2[Al(OH)]－+3H ↑
2 4 2
B．HCO －+[Al(OH)]－＝CO↑+Al（OH）↓+H O
3 4 2 3 2
C．NH ++[Al(OH)]－＝NH ·HO+Al（OH）↓
4 4 3 2 3
D．3H++Al（OH）＝Al3++3H O
3 2
【解析】选B。Na[Al(OH)]溶液显碱性，与HCO －混合后发生酸碱中和反应，一定不会生成CO，B选项的
4 3 2
反应不符合电荷守恒原理，正确的离子方程式为：HCO －+[Al(OH)]－＝CO2－+Al（OH）↓+H O。
3 4 3 3 2
【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）］－ Al（OH）+OH－
4 3
2．和盐酸反应
（1）少量盐酸： ［ A l （ OH ） ］ － +H + Al （ OH ） ↓ +H O
4 3 2
（2）过量盐酸 ： ［ A l （ OH ） ］ － +4H + Al 3+ +4H O
4 2
3．和CO 反应
2
（1）少量CO：2［Al（OH）］－+CO 2Al（OH）↓+CO2－+H O
2 4 2 3 3 2
（2）过量CO： ［ A l （ OH ） ］ － +CO Al （ OH ） ↓ +HCO －
2 4 2 3 3
4．和NaHCO 溶液反应：HCO － + ［ A l （ OH ） ］ － Al （ OH ） ↓ +CO 2 － +H O
3 3 4 3 3 2
5．水解性
（1）离子反应：［Al（OH）］－ Al（OH）+OH－
4 3
（2）AlCl ： Al 3+ + 3 ［ Al （ OH ） ］ － 4 Al （ OH ） ↓
3 4 3
（3）MgCl ： 2 ［ Al （ OH ） ］ － + M g 2 + 2 Al （ OH ） ↓ + M g （ OH ） ↓
2 4 3 2
（4）NH Cl：［Al（OH）］－+NH+ Al（OH）↓+ NH ·HO
4 4 4 3 3 2
【典例10】向含NaCO 、Na［Al（OH） ］的混合溶液中逐滴加入150mL 1mol·L－1 HCl溶液，测得溶液中的
2 3 4
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）］－+H+＝Al（OH）↓+H O
4 3 2
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CO2－与［Al（OH）］－的物质的量之比为1∶2
3 4
【解析】选D。NaCO 、Na［Al（OH） ］的混合溶液中加入HCl溶液，先发生反应：［Al（OH） ］－+H+＝
2 3 4 4
Al（OH） ↓+H O，a曲线表示［Al（OH） ］－减少，［Al（OH） ］－反应完毕后，发生反应：CO2－+H+＝
3 2 4 4 3
HCO －，b 曲线表示 CO2－减少，c 曲线表示 HCO －增加，CO2－反应完毕后，发生反应：HCO －+H+＝
3 3 3 3 3
CO↑+H O，d曲线表示HCO －减少，此阶段Al（OH） 不参与反应，A、B项正确；加入盐酸50mL时Na
2 2 3 3
［Al（OH） ］中铝元素全部转化为氢氧化铝沉淀，加50mL盐酸之后CO2－反应，氢氧化铝沉淀不溶解，则M
4 3
点沉淀的质量和加入盐酸50mL时沉淀的质量相同，由Na［Al（OH）］+HCl＝NaCl+Al（OH）↓+H O知，n
4 3 2
［Al（OH）］＝n{Na［Al（OH）］}＝n（HCl）＝0.05mol，m［Al（OH）］＝0.05mol×78g·mol－1＝3.9g，
3 4 3
C项正确；［Al（OH）］－与CO2－消耗的盐酸的体积都是50mL，所以消耗的氯化氢的物质的量相等，依据反
4 3
应［Al（OH） ］－+H+＝Al（OH） ↓+H O、CO2－+H+＝HCO －可知CO2－与［Al（OH） ］－的物质的量之比
4 3 2 3 3 3 4
为1∶1，但［Al（OH） ］－与CO2－都发生水解，水解程度不同导致无法判断原混合溶液中 CO2－与［Al
4 3 3
（OH）］－的物质的量之比，D项错误。
4
【思维拓展】Al（OH） 沉淀的两类四个基本图像
3
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