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备战2024 年高考化学【一轮·夯基提能】复习精讲精练
第15 讲 镁、铝及其化合物
本讲复习目标
1．掌握镁及其重要化合物的主要性质，了解其在生产、生活中的应用。
2．掌握从海水中提取镁的流程。
3．掌握铝及其重要化合物的性质及用途。
4．掌握可溶性铝盐与强碱溶液反应的计算及图像变化。
5．了解复盐的概念，了解硫酸铝钾[KAl(SO4)2]的性质、俗名及用途。
夯基·知识精讲
一．镁及其化合物的性质、镁的提取
1．镁的结构和存在
名称
镁
周期表中位置
第三周期ⅡA 族
原子结构示意图
容易失电子，是活泼的金属元素。
自然界存在形态
化合态
镁的物理性质
银白色、有金属光泽的固体，密度较小，硬度较低，具
有良好的延展性、导电性和导热性等
用途
制造镁合金，用于制造飞机、汽车、航天器、导弹、科
学仪器等；冶金工业上，镁常用作还原剂和脱氧剂。
2．镁及其重要化合物的性质
主要性质
化学方程式
1
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Mg
与O2、N2反应
2Mg＋O2=====2MgO(发出耀眼白光)
3Mg＋N2=====Mg3N2
与CO2反应
2Mg＋CO2=====2MgO＋C
(燃烧，生成白色粉末和黑色固体)
与非氧化性强酸反应
Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
与水反应
能与沸水反应：Mg＋2H2O
Mg(OH)2＋H2↑
与某些盐溶液反应
与NH4Cl：Mg＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3↑＋H2↑
(实质是Mg 与NH4Cl 水解产生的H＋反应)
与CuSO4：Mg＋CuSO4===MgSO4＋Cu
MgO
白色粉末状固体，难
溶于水，碱性氧化物
MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O
Mg(OH)2
白色固体
中强碱
Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O
难溶于水
Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
溶解度小于碳酸镁
MgCO3＋H2O
Mg(OH)2＋CO2↑
镁元素在水垢中的存在形式是Mg(OH)2。
【注意要点】
（1）镁是典型的金属，能与盐酸、稀硫酸等非氧化性酸反应产生氢气：Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑。
（2）MgO 是典型的碱性氧化物，熔点很高(可用作耐火材料)，难溶于水。能与酸反应生成盐和水：MgO
＋2H＋===Mg2＋＋H2O。
（3）
Mg(OH)2：中强碱，难溶于水，存在溶解平衡Mg(OH)2(s)
Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)。
MgCO3：微溶于水的盐，受热可分解，与酸反应。
Mg(OH)2和MgCO3均难溶于水，但前者溶解度小于后者，在水中通过加热可使MgCO3转化为Mg(OH)2，
MgCO3＋H2O
Mg(OH)2＋CO2↑，二者受热都易分解得到MgO。
（4）Mg 在CO2中能够燃烧，所以活泼金属镁着火不能用干粉灭火器和泡沫灭火器灭火。
2
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（5）镁也可在氮气中燃烧，生成氮化镁(Mg3N2)，氮化镁能与水剧烈反应生成Mg(OH)2沉淀并放出氨气：
Mg3N2＋6H2O
3Mg(OH)2↓＋2NH3↑。
3．从海水中提取镁
（1）工艺流程
（2）基本步骤及主要反应
制熟石灰
CaCO3=====CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2
沉淀
Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
酸化
Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
蒸发结晶
析出MgCl2·6H2O
脱水
在氯化氢气流中使MgCl2·6H2O 脱水制得无水氯化镁
电解
电解熔融氯化镁制得镁：
MgCl2(熔融)=====Mg＋Cl2↑
【注意要点】
①由MgCl2·6H2O 到无水MgCl2，必须在HCl 气流中加热，以防MgCl2水解。
②因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应，故工业电解MgCl2得到的镁，应在H2氛围中冷
却。
③由于氧化镁的熔点很高，工业上不用电解熔融氧化镁的方法制取金属镁，而采用电解熔融氯化镁的
方法[不能用电解MgCl2溶液的方法，因电解MgCl2溶液的反应为MgCl2＋2H2O=====Mg(OH)2↓＋Cl2↑＋
H2↑]。
【例题1】下列“类比”或“对比”合理的是（ ）
A．Na3N 与盐酸反应生成NaCl 和NH4Cl，则Mg3N2与盐酸反应生成MgCl2和NH4Cl
3
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B．Mg 在CO2中点燃反应生成MgO 和C，则Zn 在CO2中点燃反应生成ZnO 和C
C．NaClO 溶液与少量CO2反应生成NaHCO3和HClO，则Ca(ClO)2溶液与少量CO2反应生成Ca(HCO3)2和
HClO
D．NaOH 溶液与少量AgNO3溶液反应生成Ag2O 和NaNO3，则氨水与少量AgNO3溶液反应最终生成Ag2O
和NH4NO3
【例题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
【例题3】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
【例题4】以水氯镁石(主要成分是MgCl2
6H
﹒
2O)生产碱式碳酸镁[Mga(CO3)b(OH)c
nH
﹒
2O]的主要流程如
下：
4
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(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___________。
(3)沉淀镁时反应的温度不宜过高，原因是___________。
(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___________。
(6)高温煅烧碱式碳酸镁得到氧化镁，取碱式碳酸镁4.84g，高温煅烧至恒重，得到固体2.00g 和标准状况下
二氧化碳0.896L，通过计算确定碱式碳酸镁的化学式。(写出解题过程)___________
【例题5】氮化镁是一种无机化合物，纯净的氮化镁为黄绿色的粉末，易与水反应产生氨气，常用作催化
剂、工业添加剂、发泡剂等。请回答下列问题：
(1)实验室制备
，上述装置正确的连接顺序是：A→______→______→______→B______→______(必
要时可重复使用) 。写出A 中发生反应的化学方程式______________________。
(2)硫酸亚铁饱和溶液的作用________________________。开始实验时，先点燃A 装置酒精灯还是B 装置酒
精喷灯________(填“A”或“B”) 。
(3)利用如图装置可以检验产物中是否含有未反应的镁粉，可用________(填仪器名称)代替仪器a 发挥相同
的作用。仪器a 中盛装的溶液是_________(填化学式) 。
5
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(4)向锥形瓶加入mg 产物样品，开始实验。最后通过读取量气管的数据换算为标准大气压的气体体积为
VmL。试计算未反应的镁粉占样品的质量分数__________
．
(5)用上述(4)中装置，下列情况会导致上述结果偏高的是__________。
A．称量样品时，样品少量水解
B．滴入锥形瓶中的液体过多，占用大量瓶内空间
C．两次读取量气管数据，先仰视后俯视
D．第二次读数时，水准管和量气管液面左低右高
二．铝及其化合物的性质
1．铝的性质及用途
（1）存在：铝是地壳中含量最多的金属元素。自然界中的铝全部以化合态存在。
（2）铝的物理性质
银白色、具有金属光泽的固体，熔、沸点高，密度小。质地柔软，具有良好的延展性、导电性、导热
性。
（3）铝的化学性质
铝是第三周期ⅢA 族元素，容易失电子，是活泼的金属元素。
①与非金属单质反应
与O2：4Al＋3O2=====2Al2O3（常温下在空气中形成氧化膜）。
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【注意要点】铝是活泼金属，但抗腐蚀性能强，原因是常温下Al 与O2反应生成一层致密的氧化物薄膜而
防止内部金属进一步被氧化。
与Cl2：2Al＋3Cl2=====2AlCl3。
③与稀盐酸、稀硫酸等非氧化性酸反应，离子方程式为2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑。
与强氧化性酸(浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸)反应：
a．常温下，在浓H2SO4、浓HNO3中发生钝化。
b．与稀硝酸反应：Al＋4HNO3(稀)===Al(NO3)3＋NO↑＋2H2O。
④与NaOH 等强碱溶液反应：
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑或2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。
a．该反应属于置换反应。
b．该反应的实质是：2Al＋6H2O===2Al(OH)3＋3H2↑、Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O。
c．铝既能与酸(如醋酸、盐酸、稀硫酸等)反应，又能与强碱反应，均能生成H2，表现出两性物质的性
质，因此能与Al 反应放出H2的溶液可能显酸性也可能显碱性。
⑤与某些氧化物反应：8Al＋3Fe3O4=====4Al2O3＋9Fe(铝热反应)。
（4）工业制法：2Al2O3(熔融)=====4Al＋3O2↑。
（5）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。
【归纳总结】
铝与酸或碱反应生成H2的量的关系
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋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∶。
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（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．氧化铝（两性氧化物）
（1）物理性质：俗名矾土，白色固体，难溶于水，熔点很高，常用作耐火材料，也是冶炼铝的原料。
（2）化学性质(两性)：
与盐酸的离子方程式：Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
与NaOH 溶液反应的离子方程式：Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O。
3．氢氧化铝（两性氢氧化物）
（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：Al(OH)3是两性氢氧化物，有两种电离方式：
Al(OH)
①
3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。
Al(OH)
②
3＋OH－===AlO＋2H2O。
2Al(OH)
③
3
Al2O3＋3H2O。
（3）制备方法
①向可溶性铝盐中加入足量氨水(不用强碱)：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。
②向含AlO 的溶液中通入过量的CO2：AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。
Al
③
3＋与AlO 发生相互促进的水解反应：Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓。
4．偏铝酸盐的性质
（1）与稀盐酸等反应：
AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓(酸适量)，
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AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O(酸过量)。
（2）水解反应：NaAlO2＋2H2O
Al(OH)3＋NaOH。
（3）与碳酸氢钠溶液反应：AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋ CO。
（4）与CO2反应[可用于Al(OH)3的制备]：
2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋ CO(CO2不足)，
AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋ HCO(CO2过量)。
5．可溶性铝盐的性质
（1）与强碱反应：
Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓(碱适量)、
Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O(碱过量)。
（2）水解反应
①单水解：Al3＋＋3H2O
Al(OH)3＋3H＋。
②泡沫灭火器的灭火原理（双水解）：Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑。
③与碳酸钠溶液混合：2Al3＋＋3CO＋3H2O===2Al(OH)3↓＋3CO2↑。
④与偏铝酸钠溶液混合[可用于Al(OH)3的制备]：Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓。
【归纳总结】
“铝三角”——Al3＋、AlO 和Al(OH)3之间的转化
（1） ①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。
Al
②
3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓。
Al
③
3＋＋3OH－===Al(OH)3↓。
（2）Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。
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（3）Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O。
（4）AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O。
（5） ①AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。
AlO
②
＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓。
（6）Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。
【注意要点】
Al
①
3＋与OH－及AlO、CO、S2－等弱酸根阴离子不能共存。AlO 与H＋、HCO 以及弱碱阳离子Al3＋、
Fe3＋等不能大量共存。
②既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应的物质有：Al、Al2O3、Al(OH)3；多元弱酸的酸式盐(如
NaHCO3、NaH2PO4、NaHSO3 等)；弱酸的铵盐[如NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S 等]；氨基酸和蛋白
质。
6．一种重要的复盐——明矾[KAl(SO4)2·12H2O]
复盐：由两种不同的金属离子(或其中一种为铵根离子)和一种酸根离子组成的化合物，叫做复盐。复
盐溶于水时，电离出的离子，跟组成它的简单盐电离出的离子相同。
化学式
KAl(SO4)2·12H2O(水溶液pH＜7)
组成
硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的化合物
净水原理
KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO(电离)，Al3＋＋3H2O
Al(OH)3(胶体)＋3H＋，生
成的Al(OH)3胶粒的吸附能力很强，能吸附水中的悬浮物质，并聚集成沉淀，
使水澄清，但不能杀菌、消毒。
与Ba(OH)2
溶液的反应
Al3＋恰好完全沉淀的离子方程式：
2Al3＋＋3SO＋3Ba2＋＋6OH－===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓
SO 恰好完全沉淀的离子方程式：
Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===AlO＋2H2O＋2BaSO4↓
【归纳总结】
1．检验与鉴别
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（1）用过量NaOH 溶液检验Al3＋的存在。
（2）用过量NaOH 溶液鉴别AlCl3溶液和MgCl2溶液。
（3）用互滴法鉴别AlCl3溶液与NaOH 溶液或NaAlO2溶液与盐酸。
2．分离与除杂
用过量NaOH 溶液和相应酸溶液分离Al3＋、Mg2＋或分离MgO、Al2O3等。除杂时，具体如下(括号内为
杂质)：
（1）Mg(Al)：加足量NaOH 溶液。
（2）Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH 溶液。
（3）Mg(OH)2[Al(OH)3]：加足量NaOH 溶液。
（4）Mg2＋(Al3＋)：加过量NaOH 溶液，过滤，再加相应酸充分溶解。
3．实验室制备Al(OH)3不选用NaOH 溶液，其原因是Al(OH)3呈两性，但它只溶于强酸或强碱，而不溶于
弱碱(氨水)，则使用氨水容易控制产物。
【例题1】某同学通过系列实验探究Al 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，将铝条置于其中探究Al 的活泼性
B．将NaOH 溶液缓慢滴入Al2(SO4)3溶液中至过量，最终观察到有沉淀生成
C．将Al(OH)3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Al(OH)3沉淀转入蒸发皿中，加足量稀硫酸，加热蒸干得无水Al2(SO4)3固体
【例题2】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
【例题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
验过程及现象如下：
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下列说法不正确的是( )
A．反应①产生的气体是H2
B．反应②为Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
C．反应③的白色沉淀是Al(OH)3
D．黑色固体中不含Al 和Fe3O4
【例题4】向含有HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl 的混合溶液中(假设各1 mol)，逐滴加入NaOH 溶液，沉淀
的物质的量随NaOH 溶液体积变化的图像如下。(假设Mg2＋、Al3＋结合OH－能力相同)
分析图像的变化情况，回答下列问题：
(1)H＋、Al3＋、Al(OH)3、NH 四种微粒与OH－反应的先后顺序依次为_______________。
(2)依次写出各阶段的离子方程式：
①OA：________________________________________________________________________。
AB
②
：________________________________________________________________________。
BC
③
：________________________________________________________________________。
CD
④
：________________________________________________________________________。
【例题5】利用废铝箔(主要成分为Al，含少量的Fe)既可制取AlCl3又可制取净水剂硫酸铝晶体。实验室用
如图所示装置制备AlCl3溶液，并用AlCl3溶液溶解一定量的碳酸钙形成溶液，再用氨水沉淀，然后煅烧沉
淀制备新型的超导材料和发光材料七铝十二钙(12CaO·7Al2O3)。已知AlCl3易水解，易升华。
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(1)实验室用氯酸钾和浓盐酸制备氯气，其离子方程式为________________________。
(2)为了防止蒸气凝华堵塞导管，实验中可采取的措施是____________________(写出一点)。
(3)装置B 中的溶液溶解碳酸钙时，要控制碳酸钙和AlCl3的量，其原因是_______________________。
(4)某课外小组的同学拟用废铝箔制取硫酸铝晶体，已知铝的物种类别与溶液pH 的关系如图所示，实验中
可选用的试剂：处理过的铝箔、NaOH 溶液、硫酸溶液。
①称取一定质量的处理过的铝箔于烧杯中，逐滴加入NaOH 溶液，加热至不再产生气泡为止；②过滤；
③______(填字母，下同)；④________；⑤________；⑥__________；⑦________；⑧过滤、洗涤、干
燥。
a．冷却结晶
b．过滤、洗涤
c．滤液用硫酸在不断搅拌下调到pH＝4～10 左右
d．沉淀中不断加入硫酸，至恰好溶解
e．蒸发浓缩
(5)为了分析废铝箔中铁元素的含量，某同学称取5.000 g 废铝箔，先将其预处理使铁元素还原为Fe2＋，并
在容量瓶中配制成100 mL 溶液；然后移取25.00 mL 试样溶液，用1.000×10—2mol·L－1 KMnO4标准溶液滴
定，消耗20.00 mL 标准溶液。判断滴定终点的依据是______________________；废铝箔中铁元素的质量分
数为________。
二．工业炼铝的流程
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铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，冶炼金属铝很重要的一个过程是
Al2O3的提纯。由于Al2O3是两性氧化物，而杂质SiO2是酸性氧化物，Fe2O3是碱性氧化物，因而可设计出
两种提纯氧化铝的方案。
方案一：碱溶法
（1）①、③两步骤中可能发生反应的离子方程式。
Al
①
2O3＋2OH－===2AlO＋H2O，SiO2＋2OH－===SiO＋H2O。
AlO
③
＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO，SiO＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO。
（2）步骤③中不用盐酸(或H2SO4)酸化，因为AlO 与酸反应生成的Al(OH)3具有两性，可溶于强酸，不易
控制酸的量；CO2廉价而且生成的副产物NaHCO3用途广泛，经济效益好。
（3）步骤④中得到的Al2O3中可能含有SiO2杂质，在电解时它不会影响铝的纯度是因为SiO2的熔点很高，
在加热到1 000 ℃ 左右时不会熔化。
方案二：酸溶法
（1）①、②中可能发生反应的离子方程式。
Al
①
2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。
Al
②
3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。
（2）步骤②中不用氨水沉淀Fe3＋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和Al(OH)3分离。
【例题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( )
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A．从NaAlO2→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===2NaAlO2＋H2O
C．NaAlO2生成Al(OH)3的离子方程式：AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO
D．电解熔融Al2O3阳极的电极反应式：Al3＋＋3e－===Al
【例题2】由工业废渣(主要含Fe、Si、Al 等的氧化物)制取聚合硫酸铁铝净水剂的流程如下：
下列有关说法不正确的是( )
A．“浸取”时先将废渣粉碎并不断搅拌，有利于提高铁、铝元素的浸取率
B．Al2O3与稀硫酸反应的离子方程式为Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
C．“过滤”前用K3[Fe6]检验浸取液中是否存在Fe2＋的反应是氧化还原反应
D．聚合硫酸铁铝水解形成的胶体具有吸附作用
【例题3】以高硫铝土矿(主要成分为
、
、
，少量
和金属硫酸盐)为原料，生产氧化铝
并获得
的部分工艺流程如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A．“焙烧”时产生的气体可以用NaOH 溶液吸收
B．滤液中的铝元素主要以
形式存在
C．可以将少量
产品溶于稀硫酸中，再滴入酸性高锰酸钾溶液，若溶液褪色则证明产品中含有FeO
D．可用磁选操作的原因是
具有磁性
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【例题4】氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料。为了分析某AlN 样品(样品中的杂质不与氢氧化钠溶
液反应)中AlN 的含量，某实验小组设计了如下两种实验方案。
(1)已知氮化铝在氢氧化钠溶液中会发生水解反应(该反应为非氧化还原反应)，生成一种钠盐和一种碱性气
体，写出该反应的离子方程式为_________________。
【方案1】取一定量的样品，用以下装置测定样品中AlN 的纯度(夹持装置已略去)。
(2)装置B 中盛装的固体可能为下列物质的___________。
A．碱石灰
B．石灰石
C．无水氯化钙
D．五氧化二磷(具有强吸水性)
(3)如图C 装置中球形干燥管的作用是_________________。
(4)完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先___________，再加入实验药品。接下来的实验操作是关闭
K1，打开K2，打开分液漏斗活塞，加入NaOH 浓溶液，至不再产生气体。打开K1，通入氮气一段时间，测
定C 装置反应前后的质量变化。通入氮气的目的是把装置中残留的氨气全部赶入C 装置。
(5)若去掉装置B，则导致测定结果___________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。由于上述装置还存
在缺陷，导致测定结果偏高，请提出改进意见_________________。
【方案2】按以下步骤测定样品中A1N 的纯度：
(6)若步骤②通入少量二氧化碳也会生成白色沉淀，写出其离子方程式为___________。
【例题5】铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为
，含
和
等杂质)为原料制备铝的一
种工艺流程如图所示：
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注：
在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。
(1)铝土矿“碱溶”时，氧化铝转化为_____________进入溶液，提高铝土矿浸取速率的措施有
___________________(任答两点)。
(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入
溶液，溶液的pH_______(填“增大”“减小”或“不变”)，发
生反应的离子方程式为_______________________________。
(3)“电解Ⅰ”是电解熔融的
，标准状况下每产生
转移的电子数为_______。
(4)“电解Ⅱ”是电解
溶液，其原理如图所示，阳极的电极反应式为_____________。
提能·课后精练
1．（2023·湖北·华中师大一附中校联考模拟预测）
是一种新型储氢合金，该合金在一定条件下完
全吸氢的化学方程式为
，得到的混合物
在
4.0mol L
⋅
-1HCl 溶液中能完全释放出氢气。下列说法正确的是
A．该合金的熔点介于金属镁和金属铝的熔点之间
B．
中，两种元素的化合价均为零价
C．在氮气保护下，将一定比例的Mg、Al 单质熔炼可获得该合金
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D．一定条件下，17mol
和12molAl 与盐酸完全反应，释放氢气的总量为52mol
2．（2023·全国·高三统考专题练习）下列有关物质性质与用途具有对应关系的是
A．
熔点高，可用于做耐高温材料
B．
显碱性，可用作制冷剂
C．
受热易分解，可用作氮肥
D．
具有氧化性，可用于自来水的杀菌消毒
3．（2023·全国·高三专题练习）实验室用
与
制备
的装置如图所示(焦性没食子酸溶液用于吸
收少量氧气)，下列说法不正确的是
A．①、②、③中依次盛装浓
溶液、
溶液、焦性没食子酸溶液
B．实验操作顺序为：通空气→管式电炉④通电加热→管式电炉⑤通电加热
C．⑤中发生的化学反应时：
D．当⑤的瓷舟中燃烧产生白光时，⑤可停止通电加热装置
4．（2023 春·湖北·高三校联考专题练习）某化学兴趣小组探究镁粉与溴水反应的原理(已知：
)，做了如下四组实验：
①将镁粉投入蒸馏水中，未观察到任何明显现象。
②将镁粉放入溴水中，观察到只有开始时产生极少量气泡，但溴水的颜色逐渐褪去。
③将镁粉放入液溴中，未观察到任何明显现象。
④向加入足量镁粉后的液溴中滴加几滴水，观察到溴的红棕色很快褪去。
下列关于镁粉与溴水反应的叙述错误的是
A．实验①可以说明Mg 的金属性比Na 弱
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B．实验②中产生的气泡是
C．实验③、④可以说明镁粉在水的催化作用下与溴反应
D．通过上述实验可以推测，氧化性：
5．（2023·全国·高三专题练习）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VmL2.0mol·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
6．（2023·全国·高三专题练习）镁和铝分别和等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积(V)与
反应时间(t)的关系如图所示。则下列说法正确的是
A．镁和铝消耗硫酸的物质的量之比是2 3∶
B．参加反应的镁、铝的质量之比是8 9∶
C．反应中消耗的镁、铝的物质的量之比是3 2∶
D．反应中镁、铝转移电子的物质的量之比是2 3∶
7．（2023·全国·高三专题练习）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
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程式为：Zn(OH)2+2OH－=
+2H2O。而且Zn(OH)2还能溶于过量的氨水，生成易溶于水的
，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
8．（2023·全国·高三专题练习）雾霾严重影响人们的生活与健康。某地区的雾霾中可能含有
中的几种。某同学收集了该地区的雾霾，经必要的预处理后得到
试样溶液，设计并完成了如图所示实验。
已知：
。
下列有关雾霾中所含离子的说法不正确的是
A．肯定存在
和
B．可能存在
、
和
C．可能存在
D．一定不含
9．（2023·上海松江·统考二模）下列各组物质的转化关系不能全部通过一步反应完成的是
A．Na→NaOH→Na2CO3→NaCl
B．Fe→FeCl3→Fe(OH)3→Fe2O3
C．Al→Al2O3→Al(OH)3→AlCl3
D．Mg→MgCl2→Mg(OH)2→MgSO4
10．（2023·全国·高三专题练习）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
11．（2023 春·湖北襄阳·高三襄阳五中校考阶段练习）明矾
是重要化工原料，下列与
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明矾相关的实验设计中，结论错误的是
实验方案
现象
结论
A
用铂丝蘸取明矾溶液置于无色火焰上灼
烧，透过蓝色钴玻璃观察
火焰呈紫色
明矾中含有
B
分别用明矾溶液、蒸馏水喷淋两张白
纸，久置一段时间后，观察
明矾喷淋过的白
纸老化明显
水解产生的H+可促进纸张中的纤
维素的水解
C
明矾溶液中加入过量NaF 后再加浓氨水
无白色沉淀生成
会与
反应，且反应后溶液中的
浓度很低
D
取一烧杯比室温高3~5℃的明矾饱和溶
液，把明矾小晶体悬挂在烧杯中央，静
置
明矾小晶体变成
了外形规则的大
晶体
析出的明矾覆盖到小晶体表面，晶体变
大，若急速冷却，可获得更大颗粒的晶
体
A．A
B．B
C．C
D．D
12．（2023·全国·高三专题练习）依据动力学原理，CaMg(CO3)2分解过程中Mg2+会比Ca2+优先向外扩散，
CO
随后扩散到表面分解产生CO2和O2-，而Ca2+与CO
的结合能力较强，不易扩散。如图为在一定条件
下的热重分析图。
下列说法错误的是
A．第一阶段反应的化学方程式为：CaMg(CO3)2
CaCO3+MgO+CO2↑
B．图中B 点时，碳酸钙的分解率为60%
C．图中C 点以后剩余固体的成分是CaO、MgO
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D．第二阶段图像斜率明显加大可能是因为温度较高使反应速率加快
13．（2023·陕西商洛·镇安中学校考模拟预测）用如图所示的装置进行实验，其中a、b、c 中分别盛有试
剂1、2、3，能达到相应实验目的的是
选项
试剂1
试剂2
试剂3
实验目的
装置
A
浓硫酸
Cu
浓硫酸
制备干燥纯净的
B
浓盐酸
溶液
比较C、Si 的非金属性强弱
C
70%硫酸
酸性
溶
液
验证
具有还原性
D
浓氨水
生石灰
溶液
验证
具有两性
A．A
B．B
C．C
D．D
14．（2023·全国·高二假期作业）以水泥厂的废料(主要成分为
，含少量
等杂质)为原料制备
的工艺流程如下：
已知：
下列说法正确的是
A．为提高酸浸速率，可使用浓硫酸
B．试剂X 可以是
C．滤渣为
D．操作a 所得滤液经处理后可循环利用
15．（2023 秋·北京西城·高三北师大实验中学校考阶段练习）明矾
可用作净水剂。某
同学设计利用废铝箔(主要成分为
，含少量
等)制备明矾的流程如图所示。
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下列说法不正确的是
A．①中反应的离子方程式是
B．③中反应的离子方程式是
C．操作a 是蒸发结晶，用到的仪器有蒸发皿、酒精灯、玻璃棒等
D．明矾净水的原理：
水解生成的
胶体能吸附水中的悬浮颗粒物
16．（2023·全国·高三专题练习）铝、铁、铜及其化合物在日常生活中应用广泛，根据下列事实回答问
题。
(1)铝土矿的主要成分是氧化铝，写出铝土矿与稀硫酸反应的离子方程式：
。
(2)铁矿石主要分为赤铁矿和磁铁矿。写出赤铁矿主要成分的化学式：
。磁铁矿与铝粉在一定条件下发生铝热反应，写出反应的化学方程式：
。
(3)现有一定浓度的FeCl2溶液，检验溶液是否变质的方法是取少量溶液，向其中加入几滴KSCN 溶液，如
果溶液 ，证明溶液变质。
(4)氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂，反应的离子方程式为 。
(5)向新制的FeCl2溶液中滴加氢氧化钠溶液，可以观察到的现象为 。
(6)Cu 不活泼，通常情况下不与稀硫酸反应，但向Cu 和稀硫酸的混合物中通入O2后，溶液很快变蓝色，试
写出该反应的离子方程式： 。
17．（2023·云南红河·统考模拟预测）硼镁泥是一种工业废料，主要成份是MgO(占40%)，还有CaO、
MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质，以此为原料制取的硫酸镁，可用于印染、造纸、医药等工业。从
硼镁泥中提取MgSO4·7H2O 的流程如下：
已知：某些氢氧化物沉淀的pH 如下表所示：
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氢氧化物
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH
Mg(OH)2
9.3
10.8
Fe(OH)2
7.6
9.6
Fe(OH)3
2.7
3.7
Al(OH)3
3.7
4.7
根据题意回答第(1)～(5)题：
(1)在酸解过程中，欲加快酸解时的化学反应速率，请提出两种可行的措施： 、 。
(2)加入的NaClO 可与Mn2+反应：Mn2++ClO-+H2O=MnO2↓+2H++Cl-，还有一种离子也会被NaClO 氧化，并
发生水解，该反应的离子方程式为 。
(3)滤渣的主要成份除含有Fe(OH)3，Al(OH)3、MnO2外，还有 。
(4)已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表：
温度
(℃)
40
50
60
70
MgSO4
30.9
33.4
35.6
36.9
CaSO4
0.210
0.207
0.201
0.193
“除钙”是将MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去，根据上表数据，简要说明操作步骤是
， 。
(5)实验中提供的硼镁泥共100g，得到的MgSO4·7H2O 为172.2g，计算MgSO4·7H2O 的产率为
。
18．（2023·山东潍坊·统考三模）
可用于油漆颜料及羊毛处理。工业上以高铁铬铁矿(主要成分为
，含
、
、
等杂质)为原料生产
和金属Al 的工艺流程如图。
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已知：
Ⅰ．“焙烧”过程中，
反应转化为
Ⅱ．若溶液中相关离子的物质的量浓度为c，则常温时，lgc 与溶液pH 的关系如图所示。
Ⅲ．
(黄色)
(橙色)
。
回答下列问题：
(1)“焙烧”时，
发生反应的化学方程式为 。
(2)“水浸”后滤渣主要成分为 (填化学式)；“调pH”时通入的“气体X”是 。
(3)常温下，图像上M 点对应的溶液
。
(4)用稀硫酸进行“酸浸”，调节溶液pH 的最大值为
。“沉铝”后
的母液Ⅱ的主要成分为 。
(5)加入
“析铬”时，
被还原的离子方程式为 。
19．（2020·山东济宁·嘉祥县第一中学校考三模）某化学小组在实验室选用下图所示装置 (夹持装置略)采
用镁屑与液溴为原料制备无水MgBr2。
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已知：
①乙醚的熔点为-116.3℃，沸点为34.6℃。
Mg
②
和Br2反应非常剧烈，放出大量的热；MgBr2具有强吸水性；MgBr2能与乙醚发生反应MgBr2
+3C2H5OC2H5
MgBr2 • 3C2H5OC2H5。
③不考虑氮气与镁的反应
实验主要步骤如下：
I.选用上述部分装置，正确连接，检查装置的气密性。向装置中加入药品。
II.加热装置A，迅速升温至140℃，并保持140℃加热一段时间，停止加热。
III.通入干燥的氮气，使溴分子缓慢进入装置B 中，直至完全加入。
IV.装置B 中反应完毕后恢复至室温，过滤，将滤液转移至干燥的烧瓶中，在冰水中冷却，析出晶体，再过
滤得三乙醚合溴化镁粗产品。
V.用苯洗涤粗产品，过滤，得三乙醚合溴化镁，将其加热至160℃分解得无水 MgBr2。
请回答下列问题：
(1)装置A 中使用仪器m 的优点是 ；
(2)步骤I 中所选装置的正确连接顺序是a (填小写字母)，装置D 的作用是
；
(3)若加热装置A 一段时间后发现忘记加入碎瓷片，应该采取的正确操作是 ；
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(4)实验中不能用干燥空气代替干燥N2，原因是 ；
(5)有关步骤V 的说法，正确的是 ；
A 可用95%的乙醇代替苯溶解粗品
B 洗涤晶体可选用0℃的苯
C 加热至160℃的主要目的是除去苯
D 该步骤的目的是除去乙醚和可能残留的溴
(6)为测定产品的纯度(假定杂质不参与反应)，可用EDTA (简写为Y4-，无色)标准溶液滴定，以络黑T 为指
示剂(pH=6.3~11.6 时显蓝色，pH＞11.6 时显橙色)。已知: Mg2+与络黑T 形成的配合物(Mg2+-络黑T)呈酒红
色，Mg2+与Y4-形成的MgY2-为无色；在pH 约为9 的缓冲溶液中滴定，反应的离子方程式为：Mg2+ + Y4-
=MgY2-，Mg2+-络黑T+Y4- =MgY2- +络黑T。
①判断滴定终点的现象为 ；
②测定前，先称取0.2500g 无水MgBr2产品，溶解后，加入2 滴络黑T 试液作指示剂，用0.0500 mol·L-1
EDTA 标准溶液滴定至终点，消耗EDTA 标准溶液25.00 mL，则测得无水MgBr2产品的纯度是 (以质量
分数表示)。
20．（2023·北京朝阳·统考三模）某研究小组探究镁、铝与
溶液的反应。
实验Ⅰ：将过量镁条、铝条(除去表面氧化膜)分别放入60℃的温水中，观察到开始时镁条表面有气泡，5
分钟后气泡迅速减少直至反应停止；铝条表面无明显现象。
实验Ⅱ：将过量镁条、铝条(除去表面氧化膜)分别放入饱和
溶液(
)中，观察到镁条表面有气
泡，且持续时间较长，溶液中产生白色浑浊，铝条表面持续产生气泡。
(1)实验Ⅰ中镁条表面产生气泡的反应为 。
(2)实验Ⅱ中饱和
溶液
的原因 (写离子方程式)。
(3)探究实验Ⅰ和Ⅱ现象不同的原因，设计实验Ⅲ。
实验
Ⅲ
a
b
现象
电流计指针向右偏转，镁条上无明显现象；随后电
电流计指针持续向右偏转，示数逐渐减
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流计指针迅速归零继而向左偏转，镁条上少量气泡
产生，铝条上持续有气泡产生
小，溶液中有白色浑浊物，铝条上持续有
气泡产生
①实验a 是b 的对照组，所用NaOH 溶液的浓度为 。
②实验a 中开始时Mg 是原电池的 极。
③用化学用语表示实验a 中铝条上持续产生气泡的原因 。
④查阅资料，实验b 中沉淀成分为
，实验证实了沉淀中含有
，将白色浑
浊物过滤、洗涤，加入0.1mol/L 盐酸y mL 恰好完全反应，产生标况下的
气体x mL，x、y 之间的关系
为 (用含x、y 的表达式表示)。
⑤实验a 中电流计指针出现反向偏转，而实验b 中电流计指针未发生反向偏转的原因
。
(4)结合铝元素的分布系数解释实验Ⅱ中铝与饱和
溶液持续产生细小气泡的原因
，已知：
分布分数与溶液pH 的关系如图：所示
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