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专题08 镁铝及其化合物【十大题型】
【新高考通用】
【知识点1 镁及其化合物】..................................................................3
【知识点2 铝及其化合物】..................................................................4
【知识点3 铝及其化合物的转化】............................................................6
【知识点4 铝及其化合物的图像】............................................................7
【题型1 考查镁及其化合物的性质与用途】...................................................10
【题型2 考查与镁及其化合物有关的工艺流程】...............................................11
【题型3 考查铝及其化合物的性质与用途】...................................................13
【题型4 考查与铝及其化合物有关的工艺流程】...............................................14
【题型5 考查铝热反应】...................................................................17
【题型6 考查铝及其化合物的转化关系】.....................................................18
【题型7 考查离子方程式与离子共存】.......................................................20
【题型8 考查氢氧化铝的有关图像】.........................................................22
【题型9 考查镁铝相关实验】...............................................................24
【题型10 考查铝及其化合物的有关计算】....................................................27
【过关测试】..............................................................................29
考点要求
真题统计
考情分析
1.能列举、描述、辨识镁、
铝及其化合物重要的物理和
化学性质及实验现象。
2.能根据镁、铝及其化合物
的性质分析实验室、生产、
生活及环境中的某些常见问
题,说明妥善保存、合理使
用化学品的常见方法。
3.能说明镁、铝及其化合物
的应用对社会发展的价值、
对环境的影响。
2024·江苏卷第6 题,3 分
2024·广东卷第8 题,3 分
2024·全国甲卷第3 题,6 分
2024·浙江卷第10 题,2 分
2023 天津卷第7 题,3 分
2023 浙江1 月卷第12 题,2 分
2023 浙江卷6 月卷第4 题,2 分
2023 湖南卷第7 题,3 分
从近几年高考试题来看,
铝、镁及其化合物的性质与
应用仍是高考的命题点。侧
重考查镁铝及其化合物的性
质在日常生活、生产中的应
用,以“铝三角”转化关系
为载体,考查物质推断图像
分析和工艺流程。预测
2025 年高考可能会考查离
子共存、离子方程式正误判
断或工艺流程题中考查金镁
铝及其化合物的性质与应
用,题目难度偏大。
1
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4.了解铝土矿制备铝、海水
制镁的原理。
2023 辽宁卷第16 题,3 分
2022 湖南卷第6 题,3 分
2022 海南卷第6 题,2 分
2022 河北卷第4 题,3 分
2022 湖北卷第1 题,3 分
【思维导图】
【知识点1 镁及其化合物】
1.镁的物理性质
具有银白色金属光泽的固体,密度、硬度均较小,熔点较低,有良好的导电、传热和延展性。
2
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2.镁的化学性质
(1)与氧气反应:2Mg+O2=====2MgO。(发出耀眼的强光,生成白色固体物质)
(2)与氮气反应:3Mg+N2=====Mg3N2。(镁在空气中燃烧得到MgO 和Mg3N2的混合物)
(3)与盐酸(或硫酸)反应:Mg+2H+===Mg2++H2↑。
(4)与二氧化碳反应:2Mg+CO2=====2MgO+C。(镁着火不能用CO2灭火)
(5)与盐溶液反应,如与硫酸铜溶液反应:Mg+Cu2+===Mg2++Cu。
(6)与水反应:Mg+2H2O=====Mg(OH)2+H2↑。
3.海水提镁
(流程图)
主要化学反应为:
(1)制石灰乳:CaCO3=====CaO+CO2↑、CaO+H2O===Ca(OH)2。
(2)沉淀Mg2+:Mg2++Ca(OH)2===Mg(OH)2+Ca2+。
(3)制备MgCl2:Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O、MgCl2·6H2O=====MgCl2+6H2O。
(4)电解MgCl2:MgCl2(熔融)=====Mg+Cl2↑。
4.镁的用途
①镁单质用于制造信号弹和焰火;
②镁合金用于制造火箭、导弹和飞机的部件;
③氧化镁用于制耐高温材料;氢氧化镁用做阻燃剂;
④冶金工业上镁单质用作还原剂和脱氧剂。
5.镁的重要化合物
(1)氧化镁:白色粉末状固体,难溶于水,属于碱性氧化物,与盐酸反应的离子方程式为MgO+2H+
===Mg2++H2O。
(2)氢氧化镁:白色固体,难溶于水,中强碱,与盐酸反应的离子方程式为Mg(OH)2+2H+===Mg2++
2H2O。
热稳定性较差,受热易分解:Mg(OH)2=====MgO+H2O。
【易错警示】氢氧化镁的溶解度小于碳酸镁,能发生反应MgCO3+H2O=====Mg(OH)2+CO2↑,镁元素在
水垢中的存在形式是Mg(OH)2。
(3)氮化镁:离子化合物。在水中剧烈水解,其反应的化学方程式为Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2+
2NH3↑,与酸反应生成两种盐:Mg3N2+8HCl===3MgCl2+2NH4Cl。
3
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【知识点2 铝及其化合物】
1.铝元素的存在
铝是地壳中含量最多的金属元素,全部以化合态的形式存在。
2.铝的性质
(1)物理性质
铝单质是银白色、有金属光泽的固体,硬度、密度较小,具有良好的导电、导热和延展性。
(2)铝的化学性质
有关反应的化学方程式或离子方程式:
①
②2Al+3Cl2=====2AlCl3;
③
④2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑;
⑤2Al+Fe2O3=====2Fe+Al2O3(铝热反应)。
3.铝热反应
实验装置
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
实验结论
高温下,铝与氧化铁发生反应,放出大量的热:Fe2O3+2Al=====2Fe+Al2O3
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+4Al=====3Mn+2Al2O3;
②金属焊接,如野外焊接钢轨等
4.氧化铝
4
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5.氢氧化铝
(1)物理性质:白色胶状不溶于水的固体,有较强的吸附性。
(2)化学性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式:
①2Al(OH)3=====Al2O3+3H2O。
②Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O。
③Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-。
(3)Al(OH)3的三种制备方法
方法一:可溶性铝盐溶液与过量氨水反应
反应原理:Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH
方法二:向可溶性偏铝酸盐溶液中通入过量CO2
反应原理:[Al(OH)4]-+CO2===Al(OH)3↓+HCO
方法三:相互促进水解法
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]=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]。
5
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6.明矾
(1)明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O,属于复盐。
(2)明矾净水的原理:明矾溶于水时发生电离,电离方程式为KAl(SO4)2===K++Al3++2SO,其中Al3+发生
水解反应,产生Al(OH)3胶体,其吸附能力很强,可以吸附水中的悬浮杂质并形成沉淀,使水变澄清。
【知识点3 铝及其化合物的转化】
1.铝三角的转化
(1)①Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH
Al
②
3++3[Al(OH)4]-===4Al(OH)3↓
Al
③
3++3OH-===Al(OH)3↓
(2)Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
(3)Al3++4OH-===[Al(OH)4]-
(4)[Al(OH)4]-+4H+===Al3++4H2O
(5)①[Al(OH)4]-+CO2===Al(OH)3↓+HCO
[Al(OH)
②
4]-+H+===Al(OH)3↓+H2O
(6)Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-
2.铝三角的应用
(1)选择制备Al(OH)3的最佳途径
①由Al3+制备Al(OH)3,宜用Al3+与氨水反应:
Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH
②由NaAlO2制备Al(OH)3宜用CO2与AlO 反应:
2H2O+AlO+CO2===Al(OH)3↓+HCO
③从节约原料角度,由Al 制备Al(OH)3,宜用Al 制备Al3+,Al 制备AlO,然后将二者混合:
Al3++3AlO+6H2O===4Al(OH)3↓
(2)有关离子共存问题
①与Al3+不能大量共存的(阴)离子有:OH-、AlO、HS-、SiO、CO、HCO、SO 等。
②与AlO 不能大量共存的(阳)离子有:H+、Al3+、NH、Fe2+、Fe3+等。
AlO
③
与HCO 因发生(相对)强酸制弱酸的反应而不能共存。
(3)分析离子反应顺序
6
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①向含有Al3+、NH、H+的混合溶液中逐滴加入NaOH 溶液,反应顺序是:Ⅰ.H++OH-===H2O;Ⅱ.Al3+
+3OH-===Al(OH)3↓(若先与NH 反应,则生成的NH3·H2O 又使Al3+沉淀且生成NH);Ⅲ.NH+OH-
===NH3·H2O[若先溶解Al(OH)3,则产生的AlO 又与NH 反应生成沉淀];Ⅳ.Al(OH)3+OH-===AlO+
2H2O。
②向含有AlO、CO、OH-的混合溶液中逐滴加入盐酸,反应顺序是:Ⅰ.OH-+H+===H2O;Ⅱ.AlO+H+
+H2O===Al(OH)3↓(AlO 比CO 先反应);Ⅲ.CO+H+===HCO;Ⅳ.HCO+H+===CO2↑+H2O[HCO 比
Al(OH)3先反应];Ⅴ.Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O。
【知识点4 铝及其化合物的图像】
1.铝与酸或碱反应生成氢气的量的关系
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑
2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑
(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<<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。
2.生成氢氧化铝沉淀的定量规律
(1)强碱与Al3+反应生成Al(OH)3沉淀的定量规律
(2)强酸与AlO 反应生成Al(OH)3沉淀的定量规律
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(3)Al3+与AlO 两种盐溶液反应生成Al(OH)3沉淀的定量规律:Al3++3AlO+6H2O===4Al(OH)3↓
3.与氢氧化铝沉淀生成有关的图像分析
(1)可溶性铝盐溶液与NaOH 溶液反应的图像(从上述转化关系中选择符合图像变化的离子方程式,下同)
操作
可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH 溶液至过量
NaOH 溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量
现象
立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失
无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉
淀不消失
图像
离子方
程式
AB:Al3++3OH-===Al(OH)3↓
BD:Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-
AB:Al3++4OH-===[Al(OH)4]-
BC:Al3++3[Al(OH)4]-===4Al(OH)3↓
(2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像
操作
偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量
稀盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量
现象
立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失
无沉淀→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失
图像
离子
方程
式
AB:[Al(OH)4]-+H+===Al(OH)3↓+H2O
BC:Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
AB:[Al(OH)4]-+4H+===Al3++4H2O
BC:Al3++3[Al(OH)4]-===4Al(OH)3↓
(3)突破Al(OH)3沉淀图像
①明晰横、纵坐标含义,然后通过曲线变化特点分析反应原理。
②掌握Al3+、Al(OH)3、AlO 三者之间的转化比例:
③明晰Al3+溶液中加碱(OH-)的几种常见变形图像,如:
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图A 中,n(H+)∶n(Al3+)=2 1∶。
图B 中,若已知原溶液中含有Mg2+。则可推出:
n(Mg2+)∶n(Al3+)=1 1∶。
图C 中,若已知原溶液中含有H+和Mg2+,则可推导出:n(H+)∶n(Al3+)∶n(Mg2+)=2 1 1
∶∶。
【题型1 考查镁及其化合物的性质与用途】
【例1】下列说法不正确的是( )
A.通过电解熔融MgCl2可以制得金属镁
B.镁条在空气中燃烧所得的固体物质是混合物
C.氧化镁是优质的耐火材料
D.金属镁质地柔软,不适宜制作高强度的合金材料
【变式1-1】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
【变式1-2】下列关于镁的性质,说法错误的是( )
A.金属镁着火,可以用CO2灭火
B.镁是一种具有银白色光泽的金属
C.镁可以与沸水反应生成氢气
D.镁可以与盐酸剧烈反应生成氢气
【变式1-3】实验室以空气和镁为原料制备Mg3N2的装置如下(夹持和加热装置略去)。下列说法正确的
是( )
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A.装置 A、B 中可依次加入浓硫酸、NaOH 溶液
B.若去掉装置C,则对产品纯度无影响
C.实验时应先加热装置C,通入一段时间空气后再加热装置D
D.装置E 中碱石灰的作用是吸收尾气
【题型2 考查与镁及其化合物有关的工艺流程】
【例2】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↑+H2O
B.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、NH4Cl
D.分离Mg2+与Al3+、Fe3+是利用了它们氢氧化物Ksp的不同
【变式2-1】以混有SiO2的MgCO3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CO+2H+===CO2↑+H2O
B.浸出渣的成分是SiO2
C.母液的主要溶质是NH4Cl
D.固体X 是Mg(OH)2
【变式2-2】一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下:
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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+Cl2=====MgCl2+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
【变式2-3】菱镁矿(主要成分为 MgCO3,还含有少量 SiO2、Al2O3)制备MgO 的流程如下。下列说法正
确的是( )
A.步骤(Ⅰ)得到滤渣的主要成分为 SiO2
B.步骤(Ⅱ)发生的反应有2 个
C.步骤(Ⅲ)操作可在蒸发皿中进行
D.滤液Y 中加入足量氨水可得到白色沉淀
【题型3 考查铝及其化合物的性质与用途】
【例3】下列关于铝及其化合物的说法,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
【变式3-1】下列物质的性质和用途具有对应关系的是( )
A.Al2O3熔点高,可用于电解制铝
B.Al(OH)3不稳定,可用于治疗胃酸过多症
C.明矾水解生成胶体,可用作絮凝剂
D.铝具有导热性,可用于制备铝热剂
【变式3-2】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
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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
【题型4 考查与铝及其化合物有关的工艺流程】
【例4】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
【变式4-1】从铝土矿(主要成分为Al2O3)中提取铝的工艺流程如图。下列说法不正确的是( )
A.从Na[Al(OH)4]→Al(OH)3→Al2O3的转化过程中涉及的反应均为非氧化还原反应
B.Al2O3与NaOH 溶液反应的化学方程式:Al2O3+2NaOH+3H2O===2Na[Al(OH)4]
C.Na[Al(OH)4]生成Al(OH)3的离子方程式:[Al(OH)4]-+CO2===Al(OH)3↓+HCO
D.电解熔融Al2O3阳极的电极反应式:Al3++3e-===Al
【变式4-2】以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2、少量FeS2)为原料,生产Fe3O4的部分工艺流
程如下:
下列说法错误的是( )
A.用NaOH 溶液吸收焙烧过程产生的SO2有利于保护环境和资源再利用
B.从高硫铝土矿中可制得Al、Fe 的化合物
C.向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2,铝元素存在的形式由[Al(OH)4]-转化为Al3+
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D.FeS2与Fe2O3混合后在无氧条件下焙烧的目的是生成Fe3O4和SO2
【变式4-3】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CO2
D.④进行的操作是过滤、加热,而且d 一定是氢氧化铝
【题型5 考查铝热反应】
【例5】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 mol 电子,被还原的Fe2O3为16 g
D.可利用铝热反应冶炼铁
【变式5-1】利用如图装置做铝热反应实验,下列说法不正确的是( )
A.该反应的化学方程式是2Al+Fe2O3=====2Fe+Al2O3
B.该反应会产生高温,发出强光
C.根据铝热反应的原理,可以冶炼某些金属
D.若反应中转移3 mol 电子,消耗氧化剂的物质的量是1 mol
【变式5-2】工业上可用铝热反应冶炼锰、钒等金属,其原因与下列无关的是
A.铝还原性较强
B.铝能形成多种合金
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C.锰、钒熔点高
D.反应放出大量热
【变式5-3】铝热反应常用于冶炼高熔点金属,某小组探究Al 粉与Fe3O4发生反应所得黑色固体的成分,
实验流程及现象如下:
下列说法不正确的是( )
A.反应①产生的气体是H2
B.反应②的离子方程式为Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]-
C.反应③生成的白色沉淀是Al(OH)3
D.黑色固体中一定不含Al 和Fe3O4
【题型6 考查铝及其化合物的转化关系】
【例6】“价类”二维图体现了元素的分类观、转化观,下图是
及其部分化合物的“价类”二维图。下
列说法错误的是
A.反应③④⑤⑥⑦均属于复分解反应
B.反应①⑥所加试剂可能相同
C.物质的类别处“
”代表偏铝酸盐
D.反应④⑤均可以通过加入盐酸实现转化
【变式6-1】]铝元素之间的相互转化如图所示,下列叙述正确的是( )
A.实现①的转化,可通入过量CO2
B.实现②的转化,可加入过量NaOH 溶液
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C.实现③的转化,可加入过量NaOH 溶液
D.实现④的转化,可通入过量NH3
【变式6-2】下列各组物质中,不能按
(“→”表示反应一步完成)关系转化的是( )
选项
a
b
c
A
Al2O3
Na[Al(OH)4]
Al(OH)3
B
MgCl2
Mg(OH)2
MgO
C
Na2CO3
NaCl
NaOH
D
Al
Al(OH)3
Al2O3
【题型7 考查离子方程式与离子共存】
【例7】下列关于铝及其化合物反应的离子方程式书写正确的是( )
A.铝与NaOH 溶液反应:Al+4OH-+H2O===[Al(OH)4]-+H2↑
B.Al2O3与NaOH 溶液反应:Al2O3+OH-+H2O===[Al(OH)4]-
C.明矾净水原理:Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
D.Al2(SO4)3与过量氨水反应:Al3++4NH3·H2O===[Al(OH)4]-+4NH
【变式7-1】下列关于铝及其化合物反应的离子方程式书写正确的是( )
A.铝与NaOH 溶液反应:Al+6OH-===[Al(OH)4]-+H2↑+H2O
B.Al2O3与NaOH 溶液反应:Al2O3+OH-+H2O===[Al(OH)4]-
C.明矾净水原理:Al3++3H2O
Al
⇌
(OH)3(胶体)+3H+
D.Al2(SO4)3与过量氨水反应:Al3++4NH3·H2O===[Al(OH)4]-+4NH4
+
【变式7-2】常温下,下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是
A.使酚酞变红色的溶液:K+、Fe3+、
、Cl-
B.水电离的c(H+)=1×10-13mol/L 的溶液中:K+、Na+、
、
C.与Al 反应能放出H2的溶液中:Fe2+、Na+、
、
D.
=1×10-13mol/L 的溶液中:
、Cu2+、Cl-、
【变式7-3】室温下,下列溶液中一定能大量共存的离子组是
A.强碱性溶液:
、
、
、
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B.加入铝粉有氢气产生的溶液:
、
、
、
C.中性溶液:
、
、
、
D.强酸性溶液:
、
、
、
【题型8 考查氢氧化铝的有关图像】
【例8】向20 mL AlCl3溶液中滴入 2 mol·L-1 NaOH 溶液时,得到Al(OH)3沉淀质量与所滴加NaOH 溶液
体积(mL)关系如图所示:
(1)图中A 点表示的意义是____________________________________________________。
(2)图中B 点表示的意义是___________________________________________________。
(3)上述两步用总的离子方程式可表示为___________________________________________。
(4)假若溶液中有Al(OH)3沉淀0.39 g,则此时用去NaOH 溶液的体积为________。
【变式8-1】把一小块镁铝合金溶于100mL 盐酸中,然后向其中滴入1mol∙L-1NaOH 溶液,生成沉淀的质量
和加入NaOH 溶液的体积如图所示,下列说法正确的是
A.镁铝合金溶于盐酸时一共产生448mLH2
B.盐酸的浓度为0.6mol∙L-1
C.反应至B 点时,所得沉淀的质量为1.07g
D.合金中镁和铝的物质的量之比为1:1
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【变式8-2】酸与金属反应时,浓度越稀还原产物价态越低。现用一定量的铝粉与镁粉组成的混合物与
100mL 硝酸钾溶液与硫酸组成的混合溶液充分反应,反应过程中无任何气体放出,向反应后的溶液中逐滴
加入4.00mol/L 的NaOH 溶液,加入的溶液体积与产生的沉淀质量的关系如图所示:
下列结论正确的是
A.铝与混合溶液反应的离子方程式为8Al+30H++3NO3
−=8Al3++3NH4
++9H2O
B.参加反应硝酸根离子物质的量为0.06 mol
C.参加反应的铝与镁的质量之比为4:3
D.混合液中硫酸的物质的量的浓度为0.72 mol/L
【题型9 考查镁铝相关实验】
【例9】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
【变式9-1】Mg 与Br2反应可生成具有强吸水性的MgBr2,该反应剧烈且放出大量的热。实验室采用如图
装置制备无水MgBr2。下列说法错误的是( )
A.a 为冷却水进水口
B.装置A 的作用是吸收水蒸气和挥发出的溴蒸气
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C.实验时需缓慢通入N2,防止反应过于剧烈
D.不能用干燥空气代替N2,因为副产物MgO 会阻碍反应的进行
【变式9-2】AlCl3熔点为190 ℃,沸点为182.7 ℃,在177.8 ℃升华。某同学利用如下装置(部分夹持仪器
已略)制备无水AlCl3,其中能达到相应实验目的的是( )
【变式9-3】无水AlCl3常用于有机合成的催化剂。现以铝酸钙(主要成分为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,沸点为181 ℃;SOCl2熔点为-105 ℃、沸点为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见下表:
物质
0 ℃
80 ℃
AlCl3
31.03 g
33.23 g
CaCl2
37.3 g
59.5 g
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所示的装置获取无水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 。
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【题型10 考查铝及其化合物的有关计算】
【例10】甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol/L 盐酸和氢氧化钠溶液,向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,
反应结束后测得甲、乙两烧杯中产生的气体体积之比为1 2∶,则加入铝粉的质量为( )
A.5.4 g
B.3.6 g
C.2.7 g
D.1.6 g
【变式10-1】等量的铝分别与100 mL 2 mol·L-1的盐酸与NaOH 溶液反应产生氢气体积比为6 7∶,则反应物
的量的关系为( )
A.均恰好反应
B.酸过量
C.碱过量
D.酸、碱均过量
【变式10-2】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 3∶
C.反应③和④消耗等量的Al 时,生成的n(Cu)∶n(Fe)=3 2∶
D.反应⑤的离子方程式为Al3++3OH-===Al(OH)3↓
【变式10-3】实验室为测定镁铝合金中镁、铝含量,设计如下流程:
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下列说法错误的是( )
A.所加盐酸体积不少于100 mL
B.沉淀1 的质量为(m+4.25) g
C.沉淀1 与足量NaOH 溶液反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-
[Al(OH)4]-
D.镁铝合金中镁、铝质量之比为8 9∶
【基础题】
1.(2024·贵州遵义·二模)一定符合以下转化过程的X 是
X
溶液W
Z
X
A.FeO
B.SiO2
C.Al2O3
D.NH3
2.(2024·江苏苏州·期末)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是
A.
熔点很高,可用作耐高温材料
B.
受热易分解,可用于制胃酸中和剂
C.
溶液显酸性,可用于蚀刻印刷铜制电路板
D.
溶液能与
反应,可用作漂白剂
3.(2024·浙江·模拟预测)铝是生活中重要的金属材料,下列说法正确的是
A.
与
混合固体可用于疏通管道
B.常温下不能与
发生反应
C.铝合金的硬度一定比纯铝小
D.可通过电解熔融
制备金属铝
4.(2024·广东广州·三模)下列陈述I 和陈述II 均正确并且有因果关系的是
选项
陈述I
陈述Ⅱ
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A
SiO2是酸性氧化物
用氢氟酸刻蚀石英制品
B
植物油可使酸性高锰酸钾溶液褪色
植物油中含有碳碳双键,能发生加成反应
C
硬铝是合金材料
硬铝在空气中生成致密氧化膜
D
镁具有还原性
镁可以在CO2中燃烧
5.(2024·黑龙江大庆·模拟预测)下列有关物质的工业制备过程,在给定条件下能实现的是
A.冶炼铝:
B.工业制硝酸:
C.海带提碘:
D.工业制硫酸:
6.(2024·湖南·二模)下列离子方程式或化学方程式正确的是
A.将
通入足量的次氯酸钠溶液中,发生反应的离子方程式为
B.向
溶液中加入过量的氨水:
C.用铝热法还原金属:
D.向饱和食盐水中先通入足量的
,再通入足量的
,发生的反应为
7.(2024·重庆·模拟预测)常温时,下列各离子组在指定溶液中能大量共存的是
A.强碱溶液:K+、Na+、AlO 、C2O
B.含S2O
的溶液:H+、NH 、ClO-、SO
C.
=Kw的溶液:Na+、K+、CO
、S2-
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D.能与Al 反应放出H2的溶液:Na+、Cu2+、NO 、Cl-
8.(2024·山东·二模)以电厂废料(Al2O3的质量分数为50%,其余为SiO2和CaO)为原料提取Al 的工艺流程
如下:
下列说法错误的是
A.“滤液Ⅱ”可以循环利用
B.“煅烧”中产生的两种气体为SO2和O2
C.“滤渣Ⅰ”的成分为SiO2和少量残余的Al2O3
D.10.0g 废料得到5.0g 干燥的“滤渣I”(Al2O3质量分数为5%),Al2O3的浸取率为95%
9.(2024·广东·模拟预测)Mg3N2常用于制备其它超硬、耐高温的氮化物,实验室通过CuO 氧化NH3制得
N2,然后与镁反应得到Mg3N2.已知Mg+2NH3
Mg(NH2)2+H2,Mg3N2是一种浅黄色粉末,易水解。下列说
法错误的是
A.装置A 中分液漏斗中的溶液为浓氨水
B.实验开始时应先点燃C 处酒精灯,再点燃E 处酒精灯
C.装置D 的作用只是干燥N2
D.取反应后装置E 所得固体少许,滴入蒸馏水,可检验是否有Mg3N2
10.(2024·江苏南通·模拟预测)用镁还原
可制取高熔点的金属钛,工艺流程如图。下列说法不正确的
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是
A.工业上电解熔融
可制备金属Mg
B.“高温还原”时,发生反应的化学方程式为
C.用金属镁还原
过程中需通入
或Ar 作保护气
D.“真空蒸馏”的目的是使Mg、
气化,实现与Ti 的分离
【提升题】
11.已知MgCl2·6H2O 在空气中加热时,失去部分结晶水,同时生成Mg(OH)Cl 或MgO。实验室用
MgCl2·6H2O 制取无水MgCl2的部分装置(铁架台、酒精灯已略)如下:
下列有关说法错误的是( )
A.循环物质甲为盐酸
B.装置b 填充的可能是P2O5或CaCl2
C.装置a 的分液漏斗中装有的试剂为浓硫酸,其作用为催化剂
D.装置d 为干燥装置
12.以水泥厂的废料(主要成分为MgO,含少量MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制备
MgSO4·7H2O 的工艺流程如下:
已知:MnO+2H+===Mn2++H2O,ClO-+Mn2++H2O===Cl-+MnO2↓+2H+。下列说法正确的是
( )
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A.为提高酸浸速率,可使用浓硫酸
B.试剂X 可以是 MgSO4
C.滤渣为 Al(OH)3、Fe(OH)3、SiO2
D.操作a 所得滤液经处理后可循环利用
13.(2024·广东·二模)粉末X 中可能含有Cu、FeO、Fe2O3、NaHCO3、Na2CO3、Na2S2O3、Na[Al(OH)4]中
的若干种。某化学兴趣小组为确定该粉末的成分,现取X 进行连续实验,实验过程及现象如下:
已知:HCO +AlO +H2O=Al(OH)3↓+CO
。
下列说法正确的是
A.气体乙和气体丙都为纯净物
B.固体粉末X 中一定含有FeO、Na2S2O3、Na[Al(OH)4],可能含有NaHCO3、Na2CO3
C.溶液丁中的阳离子一定只含H+、Fe2+
D.溶液甲中一定含有[Al(OH)4]-,可能含有CO
14.(2024·山东青岛·二模)实验室为测定镁铝合金中镁、铝含量,设计如下流程:
下列说法错误的是
A.所加盐酸体积不少于100mL
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B.沉淀1 的质量为
g
C.沉淀1 加足量NaOH 溶液反应的离子方程式为Al(OH)3+OH—=[Al(OH)4]—
D.镁铝合金中镁、铝质量之比为
15.(2024·福建福州·一模)某无色溶液中可能含有Mg2+、NH 、K+、Al3+、SO
、CO
、Cl-等离子。
现进行如下实验:①取10 mL 该溶液于试管中,滴加Ba(NO3)2溶液,加稀硝酸酸化后过滤得到6.99 g 白色
沉淀;②另取10 mL 该溶液于试管中,滴加NaOH 溶液产生白色沉淀,当沉淀增加到一定量后开始产生气
体(必要时可加热),最后沉淀完全溶解,并且随NaOH 溶液的加入,沉淀和气体物质的量变化如图所示。
下列说法不符合事实的是
A.根据图中数据计算实验中使用的NaOH 溶液的浓度为1 mol·L-1
B.根据信息分析该溶液中焰色反应呈紫色的离子的物质的量浓度为1 mol·L-1
C.该溶液中NH 、Al3+、SO
三种离子的物质的量之比为2 1 3
∶∶
D.另取一定量该溶液滴加一定量Ba(OH)2溶液,不可能使Al3+和SO
同时完全沉淀
16.以水氯镁石(主要成分是MgCl2·6H2O)生产碱式碳酸镁[Mga(CO3)b(OH)c·nH2O]的主要流程如图:
(1)溶解时将水氯镁石粉碎的目的是_________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成,该过程中发生反应的离子方程式为________________
_______________________________________________________________________________。
(3)沉淀镁时反应的温度不宜过高,原因是____________________________________________
_______________________________________________________________________________。
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(4)将上述流程中的滤液浓缩结晶,所得的主要固体物质的化学式为_____________________。
(5)上述流程中检验“过滤”后碱式碳酸镁洗涤是否干净的操作为_______________________
______________________________________________________________________________。
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