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备战2026 年高考化学【一轮·夯基提能】精讲精练复习讲义
第20 讲 镁、铝及其化合物 （讲义）
讲义
夯基·知识精讲
【知识点1】镁及其化合物的性质+5 道例题
【知识点2】从海水中提取镁+5 道例题
【知识点3】铝的性质及应用+5 道例题
【知识点4】铝热反应+5 道例题
【知识点5】铝与酸或碱反应生成H2的量的关系+5 道例题
【知识点6】铝的重要化合物性质及应用——“铝三角”+5 道例
题
【知识点7】氢氧化铝沉淀的图象分析+5 道例题
【知识点8】工业炼铝的流程+5 道例题
练习
提能·课后精练
选择题：
15
题
非选择题：
5
题
建议时长：
75
分钟
实际时长： 分钟
【知识点1】镁及其化合物的性质
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，表现出很强的还原
性。
自然界存在形态
化合态(地壳和海水中)
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．镁的化学性质
主要性质
化学方程式
Mg
与O2、N2、Cl2、S 反
应
2Mg＋O2=====2MgO(发出耀眼白光)
3Mg＋N2=====Mg3N2
1
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注意：镁在空气中燃烧得到MgO 和Mg3N2的混合物。
Mg＋Cl2=====MgCl2
Mg＋S
MgS
与CO2反应
2Mg＋CO2=====2MgO＋C
(剧烈燃烧，生成白色粉末和黑色固体)
注意：活泼金属镁着火不能用干粉灭火器和泡沫灭火器灭
火。
与非氧化性强酸反应
Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
与水反应
冷水慢，沸水快：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
3．氧化镁的性质
MgO 是典型的碱性氧化物，白色固体，难溶于水。熔点很高，是优良的耐火材料，可制造耐火、耐高
温器材。
与酸反应
MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O
工业制备(煅烧碳酸镁)
MgCO3
高温
MgO＋CO2↑
4．Mg(OH)2的性质
Mg(OH)2
白色固体
中强碱，难溶于
水
Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O，能使酚酞试液变为浅红色，存在溶
解平衡Mg(OH)2(s)
Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)。
热稳定性差
Mg(OH)2
MgO＋H2O
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。
实验室制法
** 错误的表达式 **将NaOH 溶液滴入MgCl2溶液中：Mg2+＋2OH—
===Mg(OH)2↓
** 错误的表达式 **将氨水滴入MgSO4溶液中：Mg2+＋
2NH3·H2O===Mg(OH)2↓＋2NH4
+
5．MgCO3的性质
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
2
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MgO，镁元素在水垢中的存在形式是Mg(OH)2。
6．Mg3N2的性质
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↑。
【例1】镁及其化合物在现代工业、国防建设中有着广泛的应用。下列说法错误的是
A．单质镁在空气中燃烧的主要产物是
，还有少量的
B．
是一种重要的有机合成试剂，其中镁的化合价为+2
C．
水解时除生成甲烷外，还生成一种碱和一种盐该反应的化学方程式：
D．
是常用的阻燃材料，用氨水与氯化镁溶液制取
的离子方程式为：
【答案】D
【详解】A．镁能在氧气、二氧化碳、氮气中燃烧，Mg 与O2、CO2反应均生成MgO，Mg 与N2反应生成
Mg3N2，且氧气的氧化性比氮气强，所以单质镁在空气中燃烧的主要产物是白色的MgO，还生成少量的
Mg3N2，故A 正确；
B．CH3MgCl 中，Cl 元素的化合价是-1 价，H 元素的化合价是+1 价，C 元素的化合价是-4 价，所以镁元素
的化合价是+2 价，故B 正确；
C．CH3MgCl 水解生成氢氧化镁、氯化镁和甲烷，水解方程式为
，故C 正确；
D．氨水为弱碱，离子方程式不能拆，正确的离子方程式为
，故D
错误；
故选D。
【例2】室温下，用质量和表面积均相同的镁条(已用砂纸打磨)，探究
与
溶液能快速反应产生
的原因。
镁表面持续产生大量气泡，溶液变浑浊[经
检验浑浊物为
]，气体
中检测到
镁表面有极微量气泡附
着，滴加酚酞试液后，
镁条附近溶液显红色
镁表面无明显气泡
3
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【查阅资料】与致密的
相比，
是质地疏松的难溶物。下列说法错误的是
A．试管①中还有
生成
B．实验①中
破坏了
在镁条表面的沉积，加快了反应速率
C．实验②说明
不活泼，难与水反应
D．实验③中X 可以是
，作用是排除钠离子与氢氧根离子的干扰
【答案】C
【详解】A．实验①中Mg 与水反应生成Mg(OH)2和氢气，溶液中存在Mg(OH)2(s)
Mg2+(aq)+2OH-(aq)，
与OH-反应生成
，则有
生成，故A 正确；
B．实验①中Mg 与水反应生成Mg(OH)2和氢气，溶液中存在Mg(OH)2(s)
Mg2+(aq)+2OH-(aq)，
与
OH-反应生成
，
结合Mg2+形成质地疏松的
，使平衡正向移动Mg(OH)2膜溶
解，增大了Mg 与水的接触面积，产生气体速率加快，故B 正确；
C．实验②表明镁与水缓慢地反应生成氢氧化镁和氢气，而不是
难与水反应，故C 错误；
D．设计实验③为了证明碳酸氢根离子促进了镁与水反应产生氢气，而不是钠离子与氢氧根离子，形成对
照，排除钠离子与氢氧根离子的干扰，则X 是NaOH，故D 正确；
故答案为C。
【例3】
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
，Mg3N2是一种浅黄色粉末，易水解。下列说法错误的是
A．装置
的作用只是吸收装置
中产生的水蒸气
B．实验开始时应先点燃
处酒精灯；再点燃
处酒精灯
C．装置A 中生石灰可用氢氧化钠固体代替
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
【答案】A
【详解】A．装置D 的作用吸收氨气、干燥氮气，故A 错误；
B．实验进行时，应先点燃C 处酒精灯，等产生的较纯的氮气进入Ｅ中时再点燃Ｅ中酒精灯，故B 正确；
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C．浓氨水与氢氧化钠固体放热生成氨气，所以装置A 中生石灰可用氢氧化钠固体代替，故C 正确；
D．取反应后装置E 所得固体少许，滴入蒸馏水，氮化镁与水反应生成氢氧化镁和氨气，若闻到刺激性气
味，则有氮化镁，故D 正确；
故答案为：A。
【例4】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 (填字母)。
A．镁能与
溶液反应生成
沉淀
B．镁在任何条件下都不能与水反应
C．镁能在
中燃烧，且生成
D．将镁条点燃后迅速伸入集满
的集气瓶，集气瓶中产生浓烟并有黑色颗粒产生
E．镁燃烧，产生强烈白光，因此镁可以作为燃烧弹的原料
【答案】DE
【详解】A．镁不能与
溶液反应，A 错误；
B．镁在加热条件下能与水反应，生成氢氧化镁和氢气，化学方程式为
，并非
在任何条件下都不能与水反应，B 错误；
C．镁能在
中燃烧，反应生成
，不是MgN ，化学方程式为
，C 错误；
D．将镁条点燃后迅速伸入集满
的集气瓶，发生反应
，MgO 是白色固体，产
生白烟，C 是黑色固体，所以集气瓶中产生浓烟并有黑色颗粒产生，D 正确；
E．镁燃烧产生强烈白光，燃烧时放出大量的热，所以镁可以作为燃烧弹的原料，E 正确；
故选DE。
【例5】过氧化镁
不溶于水，与酸反应生成
，在医学上可作解酸剂，加热时会分解。某学习
小组在实验室进行了制备
以及含量测定的实验。
Ⅰ．制备
(1)煅烧碱式碳酸镁的操作步骤为：
①称取碱式碳酸镁样品
；
②将样品充分高温煅烧，冷却后称量；
③重复操作②，测得剩余固体质量为
。
5
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下列仪器中，煅烧碱式碳酸镁不会用到的是 （用对应的字母填写）。
(2)研究表明，由碱式碳酸镁灼烧制备轻质氧化镁比用
灼烧所得产品密度更小、比表面积更大，
其原因为 。
(3)加入30%过氧化氢和稳定剂，再通过一系列操作a 可得到较纯净的
，则操作a 为 。
Ⅱ．测定样品（含MgO 杂质）中
纯度的实验装置如图所示。
(4)稀盐酸中加入少量
溶液的作用是 。
(5)仪器A 的名称 ；实验中使用A 的优点是： 。
(6)该小组记录的实验数据如下：样品的质量为mg；反应开始前量气管的读数为
；反应结束冷却到室
温后量气管的读数为
，已知：室温条件下气体摩尔体积为
，则样品中过氧化镁的质量分数
为 %（用含
的代数式表示）。
【答案】
(1)E
(2)碱式碳酸镁分解产生CO2气体，有利于形成粒径更小的MgO 或生成的CO2可使MgO 变得更蓬松(合理
即可)
(3)过滤、洗涤、干燥
(4)催化剂（或催化作用）
(5)恒压分液漏斗/恒压滴液漏斗 便于液体顺利滴下；减小滴入液体的体积对所测气体体积的影响，减
少实验误差
(6)11.2(V1−V2)/(mV0)
【详解】（1）煅烧碱式碳酸镁是固体加热分解，应该在坩埚中进行，使用坩埚加热时需要泥三角和三角
架，酒精喷灯，在称量前需要干燥，用到干燥器，不会用到的是蒸发皿，即E；
（2）由碱式碳酸镁灼烧制备轻质氧化镁比用Mg(OH)2所得产品密度更小、比表面积更大，其原因为碱式
碳酸镁分解产生CO2气体，有利于形成粒径更小的MgO 或生成的CO2可使MgO 变得更蓬松，颗粒较为疏
松(答案合理即可)；
（3）加入30%过氧化氢和稳定剂，再通过一系列操作得到产品较纯净的MgO2，可知操作为固液分离，即
为过滤，洗涤除去多余过氧化氢和稳定剂，最后进行干燥；
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（4）稀盐酸中加入少量FeCl3溶液的作用是：滴入的盐酸与过氧化镁反应生成过氧化氢，加入少量FeCl3
溶液加速双氧水的分解，起到催化剂的作用，在量气量内测量氧气的体积；
（5）仪器A 的名称恒压分液漏斗/恒压滴液漏斗；恒压滴液漏斗因有玻璃管连通，能使体系压强保持恒
定，实验中便于液体顺利滴下、在测量气体体积时，减小滴入液体的体积对所测量气体体积的影响，减少
实验误差；
（6）MgO2+2HCl=MgCl2+H2O2，2H2O2
2H2O+ O2↑得到关系式：2MgO2~O2，则n(MgO2)=2n(O2)=
，m(MgO2)=
×56 g·mol−1=
g，则样品中过氧化镁的质量分
数为：
×100%=
。
【知识点2】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＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋Ca2＋
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↑
（3）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1】皮江法冶炼镁的工业流程如图所示。已知铁的沸点2750℃，镁的沸点1107℃。下列说法错误的是
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A．白云石粉碎的目的是增大固体表面积，加快化学反应速率
B．还原炉中发生的反应为
C．还原炉内可用气体a 来排除空气
D．还原炉需控制温度为1200℃左右，目的是分离提纯金属镁
【答案】C
【详解】A．白云石粉碎增大固体表面积，加快化学反应速率，A 正确；
B．还原炉中氧化镁和氧化钙与硅铁发生反应生成硅酸钙和镁，反应方程式为
，B 正确；
C．气体a 是二氧化碳，二氧化碳与镁能发生反应，不能用来排除空气，C 错误；
D．还原炉需控制温度为1200℃左右，镁转化为镁蒸气，然后冷凝得到镁锭，D 正确；
答案选C。
【例2】以菱镁矿(主要成分为
，含少量
、
和
)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如
下：
下列说法不正确的是
A．煅烧时将菱镁矿粉碎，有利于加快反应速率
B．浸出镁的反应为
C．浸出时产生废渣的主要成分是
、
和
D．将反应温度调控在高温条件下进行浸出和沉镁操作，均有利于提高镁元素的转化率
【答案】D
【详解】A．煅烧时将菱镁矿粉碎增大接触面积，有利于加快反应速率，A 正确；
B．铵根离子水解显酸性，和氧化镁反应生成氯化镁和氨气，浸出镁的反应为
，B 正确；
C．由分析可知，浸出时产生废渣的主要成分是
、
和
，C 正确；
D．浸出操作，升高温度可以加快反应速率且利于氨气逸出，但是沉镁操作温度过高会导致氨气逸出反而
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不利于氢氧化镁沉淀的生成，D 错误；
故选D。
【例3】在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A．NaCl(aq)
Cl2(g)
FeCl2(s)
B．S(s)
SO3(g)
H2SO4(aq)
C．N2(g)
NH3(g)
Na2CO3(s)
D．MgCl2(aq)
Mg(OH)2(s)
MgO(s)
【答案】D
【详解】A．电解饱和食盐水可得到Cl2，而Cl2与Fe 在加热条件下反应生成FeCl3，而不是FeCl2，A 项错
误；
B．S 与氧气点燃下反应生成SO2，而不是SO3，B 项错误；
C．N2(g)
NH3(g)可以实现，而NH3与CO2、NaCl 反应得到的是NH4Cl 和NaHCO3，而
不是Na2CO3，C 项错误；
D．MgCl2与石灰乳反应得到Mg(OH)2和CaCl2，在高温下煅烧Mg(OH)2得到MgO 和水，符合题意，D 项
正确；
故答案选D。
【例4】从海水的母液中提取金属镁的一种工艺流程如下：
下列说法不正确的是
A．步骤①沉镁可加入石灰乳
B．设计步骤①、②、③的主要目的是富集镁元素
C．步骤④中镁在阴极生成
D．步骤③脱水时，在空气中加热MgCl2·6H2O 得到MgCl2
【答案】D
【详解】A．步骤①中，将Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀，需加入碱，为降低成本及便于分离提纯，常加入石
灰乳，A 正确；
B．母液中含有Mg2+，经过步骤①、②、③后，仍得到含Mg2+的溶液，只是Mg2+的浓度增大，所以步骤
①、②、③的主要目的是富集镁元素，B 正确；
C．步骤④为电解熔融的氯化镁，Mg2+得电子生成Mg，所以镁在阴极生成，C 正确；
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D．MgCl2为挥发性酸的弱碱盐，步骤③脱水时，应设法抑制Mg2+水解反应的发生，所以应在HCl 气流中
加热MgCl2·6H2O，D 不正确；
故选D。
【例5】氟化镁(
)是用途广泛的无机化工原料。由菱镁矿(主要成分为
，含少量Ca、Si、Fe、
Mn 和Al 等元素)制备氟化镁的流程如下图：
已知：
，
。回答下列问题：
(1)“煅烧”时，菱镁矿主要成分发生反应的化学方程式是 。
(2)“蒸氨”过程中“尾气”的主要成分是 (填化学式)。
(3)
溶液除“氧化除锰”外，还有 的作用。生产中，所需
用量远超理论值的原因是 。
(4)“除铁铝”过程中，当
恰好沉淀完全时，溶液中
(计算结果保留两位有效数
字)。
(5)“除铁铝”时，用氨水调节溶液的pH，但pH 不宜过高，原因是 。
(6)“沉淀”时，发生反应的离子方程式是 。
【答案】
(1)
(2)NH3
(3)将Fe2+氧化为Fe3+ 生成的MnO2和Fe3+能催化H2O2分解，从而加大H2O2用量
(4)
(5)避免生成Mg(OH)2沉淀
(6)
【详解】由题给流程可知，菱镁矿(主要成分为
，含少量Ca、Si、Fe、Mn 和Al 等元素)煅烧，转变
为二氧化碳和各元素的氧化物，加入硝酸铵溶液“蒸氨”，各金属氧化物转变为硝酸盐溶液、二氧化硅不
溶，则过滤得滤渣1 为二氧化硅、尾气为氨气；向滤液加入过氧化氢“氧化除锰”，锰元素转变为沉淀
MnO2，硝酸铵溶液呈酸性，酸性条件下过氧化氢将溶液中的亚铁离子转化为铁离子，则过滤所得滤渣2 为
MnO2，滤液中加入草酸溶液“除钙”，反应中产生草酸钙沉淀，则过滤所得滤渣3 为CaC2O4，向滤液中
加入氨水“除铁铝”：调节溶液pH，将溶液中铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，则过滤得
到滤渣4 含有氢氧化铁、氢氧化铝，滤液所含主要阳离子为镁离子，向滤液中加入氢氟酸溶液，将溶液中
镁离子转化为氟化镁沉淀，过滤即得到目标产物氟化镁。
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（1）“煅烧”时，主要成分菱镁矿碳酸镁分解为氧化镁和二氧化碳，化学方程式是：
。
（2）硝酸铵溶液水解呈酸性，反应中消耗氢离子促进铵离子水解，产生的一水合氨受热分解为氨气，则
“蒸氨”过程中“尾气”的主要成分是NH3。
（3）
溶液是绿色氧化剂，反应中除“氧化除锰”外，还有将Fe2+氧化为Fe3+的作用。过氧化氢不稳
定易分解，则生产中所需
用量远超理论值的原因是：生成的MnO2和Fe3+能催化H2O2分解，从而加大
H2O2用量。
（4）“除铁铝”过程中，由
，
知：当
恰好沉淀完全
时，铁离子早已沉淀完全，则溶液中
。
（5）“除铁铝”时，用氨水调节溶液的pH，但pH 不宜过高的原因是：避免生成Mg(OH)2沉淀。
（6）HF 为弱酸，则 “沉淀”时，反应产生氟化镁沉淀的离子方程式是：
。
【知识点3】铝的性质及应用
1、存在：铝是地壳中含量最多的金属元素，仅次于氧、硅，自然界中的铝全部以化合态(铝土矿中)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（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
与S：2Al＋3S
Al2S3
②与稀盐酸、稀硫酸等
非氧化性酸反应
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
③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（化学变化，用铝制容器盛放
浓硫酸、浓硝酸）。但在加热的条件下铝可以和浓硫酸、浓硝酸反应：
Al＋6HNO3(浓)
Al(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O
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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＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，
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。
与
某
些
氧
化
物
（Fe2O3、MnO2、Cr2O3
等）反应
8Al＋3Fe3O4=====4Al2O3＋9Fe。
2Al＋Fe2O3=====Al2O3＋2Fe
4Al+3MnO2=====3Mn+2Al2O3
4、工业制法：2Al2O3(熔融)=====4Al＋3O2↑。(冰晶石的作用是作为助熔剂，降低氧化铝的熔点)
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。
【例1】铝及其化合物具有重要应用。下列说法正确的是
A．铝合金硬度低，可用于航空工业
B．
熔点高，可用于电解冶炼铝
C．
有弱碱性，可用于治疗胃酸过多
D．
易溶于水，可用于净水
【答案】C
【详解】A．铝合金通常硬度较高，且因其密度低、强度高而用于航空工业，而非硬度低。A 错误；
B．电解冶炼铝使用Al2O3是因为其在熔融状态下可导电并分解，但需加入冰晶石降低熔点，而非直接利用
其熔点高的性质。B 错误；
C．Al(OH)3具有弱碱性，能中和胃酸（HCl）且刺激性小，符合治疗胃酸过多的原理。C 正确；
D．KAl(SO4)2用于净水是因Al3+水解生成Al(OH)3胶体吸附杂质，而非易溶于水的性质。D 错误；
故选C。
【例2】实验：向两支试管中分别加入
溶液和稀盐酸，再加入铝片(过量)，开始均未观察到明显现
象，一段时间后均产生气泡。反应结束后，将两支试管中的溶液混合，有白色沉淀产生。下列分析不正确
的是
A．两支试管中反应生成的气体均为氢气
B．开始没有明显现象，说明铝与
或盐酸反应的速率小
C．两支试管中生成等量气体时，反应消耗的铝的物质的量相等
D．生成白色沉淀的反应有
【答案】B
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【详解】开始时为铝片表面氧化铝薄膜参与反应，故无气泡产生。一段时间后铝与氢氧化钠或盐酸溶液均
反应生成氢气，离子方程式分别为：
、
，由
于铝过量，氢氧化钠和盐酸都被反应完，反应后溶液混合发生反应为：
，
则生成氢氧化铝沉淀。
A．由分析可知，铝加入两只试管中反应生成的气体都是氢气，A 正确；
B．开始没有明显现象，是因为铝表面的氧化铝先参与反应，B 错误；
C．铝参与反应均失去3 个电子，生成1 个氢气均得到2 个电子，根据得失电子守恒，铝与氢气的个数比均
为2 3∶，则两支试管中生成等量气体时，反应消耗的铝的物质的量相等，C 正确；
D．由分析可知，生成的白色沉淀为氢氧化铝，方程式为：
，D 正确；
故选B。
【例3】常温下，下列给定条件的溶液中，一定能大量共存的离子组是
A．加入
能放出
的溶液中：
、
、
、
B．
溶液中：
C．用惰性电极电解
溶液后的溶液中：
、
、
、
D．常温下
的溶液中：
【答案】D
【详解】A．加入铝生成H2的溶液为酸性或碱性溶液，碱性溶液中，
与氢氧根离子反应，酸性溶液
中，
与氢离子反应，在溶液中都不能大量共存，A 不符合题意；
B．
与
发生双水解反应，不能大量共存，B 不符合题意；
C．惰性电极电解
溶液后的溶液，溶质是硫酸，酸性条件下
与
发生氧化还原反应，不能大
量共存，C 不符合题意；
D．常温下
的溶液，c(OH-)＞c(H+)，为碱性溶液，所给离子可以大量共存，D 符合题
意；
故选D。
【例4】常见金属单质X 的转化如下图所示，下列说法错误的是
A．X 与铁的氧化物在高温时反应生成
B．
是由极性键构成的极性分子
C．B 和D 都能与酸反应，不能与碱反应D．X 与
溶液反应时，水作氧化剂
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【答案】C
【详解】金属单质X 与氢氧化钠可反应，故金属X 为Al，金属单质X 与气体a2反应生成氧化物，故a2为
O2，氧化物B 为Al2O3，盐溶液为
，
通入过量氧化物C，生成白色沉淀，则说
明氧化物C 可以与水反应生成弱酸，白色沉淀为
，据此分析；
A．X 与铁的氧化物在高温时发生置换反应生成铁和氧化铝，反应的化学方程式：Fe 2O3＋2Al
Al 2O3
＋2Fe，可生成
，A 正确；
B．a3为O3，是由极性键（中间氧原子呈正电负，两端氧原子呈负电性）构成的极性分子，B 正确；
C．Al2O3是两性氧化物，
是两性氢氧化物，均既能与强酸反应又能与强碱反应，C 错误；
D．Al 与
溶液反应时，
，Al 作还原剂，水作氧化剂，D
正确；
故选C。
【例5】某同学为探究Al 和
反应情况，做如下实验：
实验
现象
产生气泡，试管上
方呈浅红棕色
产生大量气泡，能使湿
润红色石蕊试纸变蓝
产生气泡，能使湿润红色
石蕊试纸变蓝
下列说法正确的是
A．实验Ⅰ中氧化剂与还原剂物质的量之比为3：1
B．实验Ⅱ、Ⅲ说明铝粉只有在碱性或中性时才能将
还原到最低价
C．实验Ⅲ的离子反应为：
D．实验Ⅰ、Ⅱ消耗等量铝粉时，所得还原产物的物质的量之比为8：3
【答案】D
【详解】A．实验Ⅰ发生的反应为Al+4HNO3=Al(NO3)3+NO↑+2H2O，氧化剂为1 个HNO3，还原剂为Al，
物质的量之比为1：1，A 错误；
B．实验Ⅱ为碱性条件下，实验Ⅲ为中性条件下，均生成能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，该气体为
NH3，只能说明
在碱性或中性时被还原到最低价，不能说明
只有在碱性或中性时才被还原到最低
价，B 错误；
C．实验Ⅲ在中性条件下没有OH-离子的参与，反应的离子反应为：
，C 错误；
D．实验Ⅰ还原产物为NO，Ⅱ的还原产物为NH3，消耗等量铝粉时，转移电子数相同，设转移amol 电
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子，所得还原产物的物质的量之比为
8：3，D 正确；
答案选D。
【知识点4】铝热反应
相关概念
某些金属氧化物粉末，与铝粉混合后在较高温度下剧烈反应生成Al2O3和其它金属并放出
大量的热的反应
铝热剂
铝粉和某些金属氧化物(Fe2O3、V2O5、Cr2O3、MnO2等)组成的混合物。
实验步骤
** 错误的表达式 **取一张圆形滤纸，倒入5 克炒干的氧化铁(Fe2O3)粉末，再倒入2 克铝
粉、将两者混合均匀；
** 错误的表达式 **用两张圆形滤纸，分别折叠成漏斗状，将其中一个取出，在底部撕
一个孔，用水润湿下面一点，再跟 另一个漏斗套在一起，使四周都有4 层；
** 错误的表达式 **将折好的滤纸架在铁圈上，下面放置盛沙的蒸发皿，把混合均匀的
氧化铁粉末和铝粉倒入纸漏斗中；
** 错误的表达式 **再在上面加少量氯酸钾，并在混合物中间插一根镁条；
** 错误的表达式 **点燃镁条，观察发生的现象；
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。
操作要点
①内层纸漏斗底部剪个小孔：使熔融物易于落下；
②蒸发皿盛沙：防止高温熔融物溅落炸裂蒸发皿；
** 错误的表达式 **镁条：制造高温条件，引起氯酸钾分解，引发铝热反应 ；
** 错误的表达式 **氯酸钾：制造氧气利于反应；
其他
Al
①
与MgO 不能发生铝热反应。
②铝热反应不是一个反应，而是一类反应。
** 错误的表达式 **铝热反应为放热反应。
【例1】下列实验装置能达到实验目的的是
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A．灼烧干海带制海带灰
B．制备
固体
C．铝热反应
D．测待测液的
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】B
【详解】A．灼烧干海带制海带灰，应将坩埚放在泥三角上，泥三角放在三脚架上，A 错误；
B．
为强酸弱碱盐，
易发生水解，用
制取
固体应在
气流中加热，用碱石灰
吸收尾气及防止空气中水蒸气进入，B 正确；
C．铝热反应应用单质铝与氧化铁反应，铁与氧化铝不反应，C 错误；
D．测待测液的
时应用干净的玻璃棒蘸取待测液滴在
试纸上，不能将
试纸直接放入待测液中，D
错误；
故选：B。
【例2】室温下，下列实验过程和现象能验证相应实验结论的是
选项
实验过程和现象
实验结论
A
向等质量的
和
固体中分别加入等体积蒸馏水，
固体未完全溶解
溶解性：
B
向
粉末和Al 粉的均匀混合物中插入点燃的Mg 条，火星四
射，有液态Fe 从固体中流出
金属活动性：
C
向
溶液中滴入几滴新制氯水，溶液变为黄色
还原性：
D
向
溶液中滴入几滴饱和
溶液，产生黑色
沉淀
酸性：
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】A
【详解】A．水的量相同，
和
的质量也相同，
固体未完全溶解而
固体完
全溶解，证明溶解性：
，A 正确；
B．Mg 条作引燃剂，该实验得出的结论是金属活动性：
，B 错误；
C．氯水既能氧化亚铁离子为铁离子，又能氧化碘离子为碘单质，铁离子在溶液中显黄色，碘的水溶液也
显黄色，不能得出氯水氧化了亚铁离子还是碘离子，因此不能得出还原性：
，C 错误；
D．黑色沉淀为CuS，说明发生CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4，该反应为复分解反应，能得出结论：CuS 极难
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溶于水和硫酸，D 错误；
答案选A。
【例3】化学是一门认识和应用自然资源的学科。下列叙述中涉及的主要变化，与其他三项有本质区别的
是
A．用铝热剂焊接铁轨
B．从青蒿中萃取青蒿素
C．从石油中分馏汽油
D．用热空气吹出富集溴
【答案】A
【详解】用铝热剂焊接铁轨时有新物质生成，属于化学变化；而从青蒿中萃取青蒿素、从石油中分馏汽
油、用热空气吹出富集溴都没有新物质生成，都属于物理变化；则用铝热剂焊接铁轨与其他三项有本质区
别，故选A。
【例4】在给定条件下，下列选项所示的物质间的转化均能实现的是
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【详解】A．Fe 与H2O(g)在高温下反应生成Fe3O4，3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2，A 错误；
B．SO2不能与BaCl2溶液反应，B 错误；
C．CuCl2不能与葡萄糖反应，新制Cu(OH)2在碱性条件下能与葡萄糖反应，C 错误；
D．Br2与SO2、H2O 反应生成HBr，2H2O＋SO2 +Br2= H2SO4+2HBr，HBr 与Al2O3反应生成AlBr3，
Al2O3+6HBr=2AlBr3+3H2O，D 正确；
故选D。
【例5】下列说法正确的是
A．钠露置在空气中最终变为小苏打
B．分别电解熔融
和
制取
和
C．
与
在高温下可发生铝热反应D．纳米
均匀分散在水中能产生丁达尔现象
【答案】D
【详解】A．钠具有强还原性，露置在空气中与氧气反应生成氧化钠，氧化钠与水反应生成氢氧化钠，氢
氧化钠与空气中二氧化碳反应最终生成碳酸钠，故A 错误；
B．氯化铝是共价化合物，熔融状态下不能导电，所以不能用电解熔融氯化铝的方法制取金属铝，故B 错
误；
C．铝与氧化铁等难熔的金属氧化物在高温下可发生铝热反应制得难熔的金属，故C 错误；
D．纳米Fe2O3均匀分散在水中得到的分散系是能产生丁达尔现象的胶体，故D 正确；
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故选D。
【知识点5】铝与酸或碱反应生成H2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。
【例1】两份质量相同的铝片，分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，在相同条件下分别产生的气体体
积比是
A．1：1
B．2：3
C．3：2
D．1：6
【答案】A
【详解】Al 与盐酸反应的化学方程式为2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，Al 与NaOH 溶液反应的化学方程式为
2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑，由方程式可知，质量相同的两份铝片二者物质的量相同，设参与
反应的Al 的物质的量为1mol，则与足量的盐酸或NaOH 溶液反应生成的氢气的物质的量均为3mol，二者
产生氢气的物质的量相同，氢气的体积也一定相同，体积比为1：1，故答案选A。
【例2】把
铝片投入
稀硫酸中，实验过程中收集并持续记录生成的
的体积，实验过
程中产生氢气的速率
随时间的变化如图所示，下列推论错误的是
A．
段发生的主要反应为
B．
段产生氢气的速率增加较快的主要原因是温度升高
C．实验进行到
时收集到的
的总量最多
D．
后产生氢气的速率降低主要是因为溶液中
降低
【答案】C
【详解】A．铝表面有氧化膜，因此曲线O→a 段不产生氢气，即表面的氧化物和稀盐酸反应，方程式为：
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，A 正确；
B．随着反应的进行，H＋浓度逐渐减小，但曲线b→c 段产生氢气的速率仍然增大，则产生氢气的速率增加
较快的主要原因之一是反应放热，溶液温度升高，B 正确；
C．实验进行到
之后，反应依然在进行，继续产生氢气，只是速率减小，C 错误；
D．随着反应进行，体系内温度会升高，盐酸浓度会下降，因此t>c 时，产生氢气速率降低的主要原因是盐
酸浓度下降，D 正确；
故选C。
【例3】称取两份等质量的铝粉，分别加入
浓度均为
的硫酸与
溶液，充分反应后，测
得同温同压下生成的气体体积比为
，则每份铝粉的质量可能为
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【详解】
，设加入
的物质的量为n，则由
，可知
最多消耗
，产生
，同温同压下生成的气体体积比为
，由
，可知
与
反应生成氢气的物质的量为
时，此时消耗
为
(即
)，此时酸恰好与
完全反应，碱为过量；若
的质量在
之间，根据方程式可
知酸、碱均过量，产生
的体积比为
；若
的物质的量大于
时，
与
酸仍产生
，但
与
碱产生
的物质的量：
，则二者体积比不为
，因
此答案选A。
【例4】在甲、乙两个烧杯中分别装有等体积等物质的量浓度的盐酸与NaOH 溶液，向两个烧杯中分别加
入等质量的铝粉，反应结束后测得同温同压下生成气体的体积之比为1：2，则两烧杯中反应的情况可能是
A．甲中酸过量，乙中碱过量
B．甲、乙都是铝过量
C．甲中铝过量，乙中碱过量
D．甲中酸过量，乙中铝过量
【答案】C
【详解】根据铝和盐酸以及氢氧化钠溶液反应的化学方程式：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑、
2NaOH+2Al+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑，若铝少量，则产生等量的氢气，若铝过量，则产生的氢气的体积
比为1:3。若反应结束后测得生成的气体体积比为甲:乙=1:2，就要求在和盐酸的反应中，铝是过量的，在
和氢氧化钠的反应中，铝是少量的；则甲中铝过量，乙中碱过量，故选C。
【例5】铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出
的金
属，就铝的这一特殊性质，回答下列问题：
(1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得
的体积之比是 。
(2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，产生
的体积之比是
。
(3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的
溶液中，二者产生的
相等，则
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和
的物质的量浓度之比是 。
(4)甲、乙两烧杯中各盛有
的盐酸和
溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应
结束后，测得生成的气体体积比为
，则加入铝粉的质量为___________(填字母)。
A．
B．
C．
D．
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)A
【详解】（1）根据化学方程式：
、
，得
与
的关系式均为
，故只要参加反应的
的量相等，所得
的量必相等，所以等质量的两
份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得
的体积之比是1：1。
（2）因为在反应中
过量，产生的
由
和
的量决定。根据化学反应中的关系式：
、
，故当
物质的量相等时，二者产生
的体积比为
。
（3）因为铝足量且产生
的量相等，根据关系式得
，又因为两溶液体积相等，故
物质的量浓度
。
（4）当参加反应的
和
的物质的量一样多时，产生
的体积比是
，而题设条件体积比为
，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于
来说是不足的。
n(H2)=0.15mol，则
与
反应生成的
为
。
m(Al)=5.4g，即投入的铝粉为
。
故选A。
【知识点6】铝的重要化合物性质及应用——“铝三角”
Al3＋、[Al(OH)4]—和Al(OH)3之间的转化
1．氧化铝（两性氧化物）：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物。
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。
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化学性质
与盐酸反应：Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
与NaOH 溶液反应：Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]—
Al2O3的制备
2Al(OH)3
Al2O3＋3H2O
主要用途
制造耐火、耐高温器材、工业冶炼铝、可以制作各种宝
石。
2．氢氧化铝（两性氢氧化物）
物理性质
白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。
两性
Al(OH)3一般只溶于强酸或强碱，而不溶于弱酸(H2CO3等)、弱碱(NH3·H2O)。强酸或强
碱也是相对而言的，Al(OH)3不溶于H2CO3、NH3·H2O，但溶于CH3COOH。
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]—
热稳定性差
2Al(OH)3
Al2O3＋3H2O
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：[Al(OH)4]—＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO
Al
③
3＋与AlO 发生相互促进的水解反应：Al3＋＋3[Al(OH)4]—===4Al(OH)3↓。
用途
Al(OH)
①
3有较强的吸附性，能凝聚水中悬浮物，又能吸附色素，可以用作净水剂；
Al(OH)
②
3碱性不强，不至于对胃壁产生强烈的刺激作用或腐蚀作用，却可以与酸反
应，起到中和胃酸的作用，可以用作胃酸中和剂；
3．四羟基合铝酸盐的性质
与稀盐酸等反应
[Al(OH)4]—＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O(酸适量)，
[Al(OH)4]—＋4H＋===Al3＋＋4H2O(酸过量)。
与CO2反应
[可用于Al(OH)3的制备]
2[Al(OH)4]—＋CO2===2Al(OH)3↓＋CO＋H2O(CO2不足)，
[Al(OH)4]—＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO(CO2过量)。
与碳酸氢钠溶液反应
[Al(OH)4]—＋HCO===Al(OH)3↓＋CO＋H2O
4．可溶性铝盐的性质
与强碱反应
Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓(碱适量)、
Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]—(碱过量)。
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（双水解）：2Al3＋＋3CO＋3H2O===2Al(OH)3↓＋3CO2↑。
④与四羟基合铝酸钠溶液混合（双水解）[可用于Al(OH)3的制备]：
Al3＋＋3[Al(OH)4]—===4Al(OH)3↓。
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5．一种重要的复盐——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)，无色晶体，可溶于水。
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(沉淀的物质的量最大)的离子方程式：
2Al3＋＋3SO＋3Ba2＋＋6OH－===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓
SO 恰好完全沉淀(沉淀的质量最大)的离子方程式：
Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===[Al(OH)4]—＋2BaSO4↓
6．有关铝的检验、鉴别、分离与除杂
检验与鉴别
（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Na[Al(OH)4]溶液与盐酸。
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。
【总结】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。
【例1】化学是研究物质的组成，结构，性质以及变化规律的一门以实验为基础的学科，在给定条件下，
下列物质间转化均能实现的有
(1)
(2)
(3)
(4)
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A．1 组
B．2 组
C．3 组
D．4 组
【答案】B
【详解】(1)氧化铁和铝在高温条件下发生铝热反应生成铁和氧化铝，铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，
不能得到氯化铁，错误；
(2)MgCl2和石灰乳反应生成Mg(OH)2，Mg(OH)2受热分解生成MgO，则转化均能实现，正确；
(3)CaCO3高温分解生成CaO，CaO 和二氧化硅高温反应生成CaSiO3，则转化均能实现，正确；
(4)铝和NaOH 溶液反应生成
，
和过量盐酸反应生成氯化铝，则转化不能实
现，错误；
故选B。
【例2】Y 是第三周期的金属单质，其组成元素的简单离子半径在同周期中最小，Z 为无色气体，N 和Q
均难溶于水，它们之间的转化关系如图所示（部分反应物、生成物以及反应条件略）。下列有关说法正确
的是
A．Z 是
B．工业上常采用Z 在高温下还原Q 得到Y
C．W 固体中含有离子键、极性键和配位键
D．将过量的
换成过量HCl，也可完成上述转化
【答案】C
【详解】Y 是第三周期的金属单质，其组成元素的简单离子半径在同周期中最小，故为Al，根据转化关系
可知：W 为
，Z 为
，N 为
，Q 为
，M 为
。
A．Al 与氢氧化钠溶液反应放出氢气，Z 是
，故A 错误；
B．工业上常采用电解熔融
冶炼Al，故B 错误；
C．
含有离子键、极性键和配位键，故C 正确；
D．
和过量HCl 反应生成氯化钠、氯化铝，故D 错误；
选C。
【例3】以金属
为主要成分的
废旧合金（还含少量
）的回收模拟实验
如图所示。下列说法错误的是
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A．加入足量
溶液
发生反应：
B．滤渣A 为
C．操作V 在坩埚中进行
D．滤液B 经蒸发结晶、过滤、洗涤可获得绿矾
【答案】D
【详解】足量的NaOH 溶液与Al 反应，生成
和H2，与Al2O3反应生成
；向滤液中通
入足量二氧化碳，生成Al(OH)3，在坩埚中进行灼烧，生成Al2O3，经电解生成Al；滤渣中通入足量的稀硫
酸，反应后过滤得Cu 和硫酸亚铁溶液，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤可获得绿矾。
A．氧化铝溶于氢氧化钠溶液生成
，离子方程式为：
，A 正
确；
B．
不溶解，进入滤渣A，B 正确；
C．操作V 为灼烧，应该在坩埚中进行，C 正确；
D．滤液B 是
溶液，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤可获得绿矾，D 错误；
答案选D。
【例4】下列各组物质中，满足图示关系并在一定条件能一步转化的组合是
序号
X
Y
Z
W
①
NaCl
Na
②
③
S
④
Al
A．①②
B．①③
C．②③
D．③④
【答案】B
【详解】①电解熔融状态NaCl 生成Na，Na 和
加热反应生成
、
与H2SO4、H2SO3、SO2等
反应均可生成
，
与
反应生成NaCl，能一步转化，故①正确；
②
和氯气反应生成
，
和氢氧化钠反应生成
，
加热分解为
，
不
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能一步反应转化为
，故②错误；
③
和SO2反应生成S，S 和
反应生成
，
和
反应
，
和FeS 反应生成
，
能一步转化，故③正确；
④
加热分解为
，
与NaOH 反应生成
，
不能一步反应生成
Al，Al 不能一步反应生成
，故④错误；
综上，一定条件下能一步转化的是①③，故B 符合题意；
故选B。
【例5】
是中学常见的几种化合物，相关物质间的转化关系如图所示：
已知：
是生活中常见的金属单质，
都是氧化物且A 是红棕色粉末。回答下列问题：
(1)单质X 与A 反应的化学方程式是 。
(2)若试剂1 和试剂2 均为强电解质。
①若试剂1 为强碱，则试剂1 与B 反应的离子方程式为 。
②若试剂1 和试剂2 为同种物质，则C 溶液显 (填“酸性”、“碱性”或“中性”)。
(3)若试剂2 是稀硝酸。
①写出单质Y 与稀硝酸反应生成E 的离子方程式 。
②可用于检验D 的阳离子的试剂是 。
【答案】
或
酸性
溶液(或其他合理答案)
【详解】(1)根据上述分析，单质X 与A 反应是铝热反应，反应方程式为：
，故答
案为：
；
(2)①若试剂1 为强碱，则氧化铝与强碱反应生成偏铝酸盐和水，离子方程式为：
，故答案为：
或
；
②若试剂1 和试剂2 为同种物质，则试剂1 为强酸，铝和氧化铝与强酸反应生成铝盐，铝离子在溶液中水
解使溶液呈酸性，则C 溶液显酸性，故答案为：酸性；
(3)①若试剂2 是稀硝酸，Y 单质为Fe，则E 为硝酸亚铁，Fe 与稀硝酸反应生成E 的离子方程式为：
，故答案为：
；
D
②
为铁盐，可以用KSCN 溶液检验Fe3+，溶液出现血红色，故答案为：KSCN 溶液。
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【知识点7】氢氧化铝沉淀的图象分析
1．可溶性铝盐溶液与NaOH 溶液反应的图像
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
A
B：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
B
D：Al(OH)3＋OH－===Al(OH)
A
B：Al3＋＋4OH－===Al(OH)
B
C：Al3＋＋3Al(OH)===4Al(OH)3↓
2．Na[Al(OH)4]溶液与盐酸反应的图像
操作
Na[Al(OH)4]溶液中逐滴加稀盐酸至过量
稀盐酸中逐滴加Na[Al(OH)4]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
n[Al(OH)4]
离子方程
式
A
B：Al(OH)＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O
B
C：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
A
B：4H＋＋Al(OH)===Al3＋＋4H2O
B
C：Al3＋＋3Al(OH)===4Al(OH)3↓
3．可溶性铝盐溶液与弱碱(氨水)溶液反应的图像、Na[Al(OH)4]溶液与弱酸(CO2)反应的图像
操作
向AlCl3溶液中逐滴滴入氨水或Na[Al(OH)4]溶
液至过量
向Na[Al(OH)4]溶液中通入CO2至过量
现象
立即产生白色沉淀
渐多
最多
沉淀
不消失
立即产生白色沉淀
渐多
最多
沉淀不消失
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图像
n[NaAl(OH)4]/n[Al3+]
n(CO2)/n[Al(OH)4]
离子方程
式
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
Al3＋＋3Al(OH)===4Al(OH)3↓
Al(OH)＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO
4．可溶性铝盐、镁盐混合液与NaOH 溶液反应的图像
操作
往等物质的量的AlCl3、MgCl2混合溶液中
加入NaOH 溶液至过量
向MgCl2、AlCl3和盐酸的混合溶液(即将Mg、
Al 溶于过量盐酸所得的溶液)中逐滴滴入NaOH
溶液至过量
现象
开始出现白色沉淀，后沉淀量增多，最后
沉淀部分溶解
先无沉淀，后出现白色沉淀，然后沉淀量增
多，最后沉淀部分溶解
图像
离子方程
式
O
A：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
A
B：Al(OH)3＋OH－===Al(OH)
O
A：H＋＋OH－===H2O
A
B：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
B
C：Al(OH)3＋OH－===Al(OH)
5．含不同阳离子的混合盐(或复盐)与碱的反应
(1)向含MgCl2、AlCl3、盐酸、NH4Cl 的混合溶液中，逐滴加入NaOH 溶液至过量
图像
离子方程式
O
A：H＋＋OH－===H2O
A
B：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
B
C：NH＋OH－===NH3·H2O
C
D：Al(OH)3＋OH－===Al(OH)
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(2)把Ba(OH)2溶液逐滴加入到明矾溶液中至过量
图像
离子方程式
O
A：2KAl(SO4)2＋3Ba(OH)2===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓＋K2SO4
A
B：2Al(OH)3＋K2SO4＋Ba(OH)2===BaSO4↓＋2K[Al(OH)4]
【例1】向MgCl2和AlCl3的混合溶液中逐滴加入NaOH 溶液直至过量。经测定，加入NaOH 的物质的量
(mol)和所得沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。
(1)写出各段所发生反应的离子方程式：
OD 段 ；
DC 段 。
(2)原溶液中Mg2+、Al3+的物质的量浓度之比为 。
(3)图中C 点表示当加入 molNaOH 时，Al3+已经 ，Mg2+已经 。
(4)图中OA= mol；AB= mol。
【答案】
(1)
(2)2：1
(3)0.8 全部转化为Na[Al(OH)4] 完全生成沉淀Mg(OH)2
(4)0.7 0.1
【详解】（1） 根据分析，OD 过程中沉淀物在增加，可见是生成氢氧化物的过程，DC 段沉淀物在减少可
知该过程是四羟基合铝酸根的形成过程；
故答案为：
、
；
（2）DC 段的纵坐标差为0.1 可见铝离子的量为0.1mol，而OD 段铝和镁的总和为0.3mol，故镁离子的量
为0.3-0.1=0.2mol，在同一溶液中，故其物质的量浓度之比即为物质的量之比，故Mg2+、Al3+物质的量浓度
之比为0.2mol：0.1mol=2：1；
故答案为：2：1；
（3）1mol 镁离子生成氢氧化镁消耗的氢氧根为2mol，而1mol 的铝生成氢氧化铝消耗的氢氧根是3mol，
由各方程式可以可求出C 点时镁离子需要n(NaOH)=0.4mol，0.1mol 铝离子和氢氧根离子反应生成四羟基合
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铝酸根离子，需要n(NaOH)=0.4mol，则总共消耗的n(NaOH)=0.8mol，C 点时，铝离子全部转化为
Na[Al(OH)4]，镁离子完全生成沉淀Mg(OH)2；
故答案为：0.8；全部转化为Na[Al(OH)4]；完全生成沉淀Mg(OH)2；
（4）横坐标表示的为氢氧根离子的量，由离子的化合价关系可知OA 段，镁消耗的氢氧根的量0.4mol，加
上铝离子消耗的0.3mol 共为0.7mol，而AB 段铝消耗的为0.1mol；
故答案为：0.7；0.1。
【例2】硅酸盐材料具有硬度高、难溶于水、耐高温等特点。硅酸盐中常含有Al、K 等元素，如钾长石
和钠长石
等。回答下列问题：
(1)
用氧化物形式表示为 。
(2)我国科学家发现在200℃熔盐体系中，采用金属Al 还原钾长石等制备纳米硅材料的方法，将该材料应用
于锂离子电池负极材料，展示出优异的电化学性能。配平下列方程式： 。
______Al＋______
______
→______Si＋_____AlOCl＋_____
。
(3)将钾长石或钠长石用足量稀盐酸处理后，所得固体为 (填化学式)。
(4)将一定质量的铝粉和铁粉的混合物加入到一定量很稀的硝酸溶液中，充分反应，反应过程中无气体放
出。向反应结束后的溶液中，逐滴加入5mol∙L-1的NaOH 溶液，所加NaOH 溶液的体积与产生沉淀的物质
的量(n)关系如图所示：
①根据关系图，写出Fe 与稀硝酸反应的离子方程式： 。
②样品中铝粉和铁粉的物质的量之比为 。
a
③点对应NaOH 溶液的体积为 。
【答案】
(1)Na2O•Al2O3•6SiO2
(2)4Al+K[AlSi3O8]+2AlCl3=3Si+6AlOCl+KAlO2
(3)SiO2
(4)8Fe＋30H＋＋3
===8 Fe 3＋＋3
＋9H2O 1:1 20mL
【详解】（1）氧化物形式表示为Na2O•Al2O3•6SiO2
（2）该反应中Al 从0 价升高为+3 价，失电子作还原剂，K[AlSi3O8]中Si 由+4 价降低为0 价，得电子作氧
化剂，根据转移电子守恒和原子守恒进行配平，方程式为4Al+K[AlSi3O8]+2AlCl3=3Si+6AlOCl+KAlO2；
（3）SiO2不溶于盐酸，故所得固体为SiO2；
（4）O→a 无气体放出，根据题中信息可知硝酸被还原生成铵盐，Fe 与稀硝酸反应的离子方程式为8Fe＋
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30H＋＋3
===8 Fe 3＋＋3
＋9H2O ；c→d 发生Al(OH)3＋OH－=
＋2H2O，即Al(OH)3物质的量
为(82－74)×10－3×5mol=0.04mol；O 到a 没有沉淀产生，说明HNO3过量，b→c 发生
＋OH－
=NH3·H2O，推出n(
)=(74－68)×10－3×5mol=0.03mol，根据得失电子数目守恒，因此有n(Al)×3＋
n(Fe)×3=n(
)×8，代入数值，解得n(Fe)=0.04mol，a→b 发生Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓、Fe3＋＋3OH－
=Fe(OH)3↓，此阶段共消耗NaOH 的体积为(0.04＋0.04)×3×1000/5mL=48mL，因此a 点对应的数值为(68－
48)mL=20mL；c 点溶质为NaNO3，因此n(
)=74×10－3×5mol=0.37mol，根据N 元素守恒，因为合金与
硝酸反应过程中没有气体产生，因此原硝酸溶液中n(HNO3)=n(
)＋n(
)=(0.37＋0.03)mol=0.4mol；
合金中铝粉和铁粉的物质的量比值为0.05：0.03=1：1；
【例3】向盛有10mL1mol/LNH4Al(SO4)2溶液的烧杯中滴加1mol/LNaOH 溶液，沉淀的物质的量随NaOH
溶液体积的变化示意图如下：
(1)写出m 点反应的离子方程式： 。
(2)若在NH4Al(SO4)2溶液中改加20mL1.2mol/LBa(OH)2溶液，充分反应后，溶液中产生沉淀的物质的量为
mol。
【答案】
0.022
【详解】滴加1mol/LNaOH 溶液0~30mL，沉淀量增加，发生反应
，滴
加1mol/LNaOH 溶液30~40mL，沉淀量不变，发生反应
，滴加1mol/LNaOH 溶液
40~50mL，沉淀溶解，发生反应
。
(1) 滴加1mol/LNaOH 溶液30~40mL，沉淀量不变，发生反应
，m 点反应的离子方
程式
；
(2)10mL1mol/LNH4Al(SO4)2溶液中含有0.02mol
、0.01mol
、0.01mol
， 20mL1.2mol/LBa(OH)2
溶液中含有0.024mol
、0.048mol
，充分反应后，生成硫酸钡沉淀0.02mol，OH-依次与
、
、
反应，反应
消耗0.03mol OH-、生成0.01mol 氢氧化铝，反应
消耗0.01mol OH-，剩余的0.008mol OH-和
反应，溶解0.008mol
，最终生成0.002mol
，所以产生沉淀的物质的量为0.022mol。
【例4】把由NaOH、
、
三种固体组成的混合物溶于足量的水中，有
白色沉淀析出，向
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所得的浑浊液中逐滴加入
的盐酸，加入盐酸的体积和生成沉淀的质量如图所示。
(1)混合物中NaOH 的质量是 g，
的质量是 g，
的质量是 g。
(2)
点加入盐酸的体积为 mL。
【答案】
1
【详解】(1)利用镁元素守恒计算出氯化镁的质量，氢氧化钠分三部分反应，一部分与盐酸中和，一部分与
氯化铝反应，一部分与氯化镁反应，三者相加得到氢氧化钠的物质的量，再换算成为质量，氯化铝的质量
利用铝元素守恒计算；
(2)P 点溶液为MgCl2、AlCl3和NaCl 混合液，由氯离子守恒可知，氯化钠中氯离子源于加入盐酸，根据钠
离子守恒可知n(NaOH)=n(NaCl)，进而计算加入盐酸的体积。
NaOH、
、
三种固体组成的混合物溶于足量的水中， 0 到10mL 加入酸后M 沉淀不变，发
生酸碱中和，说明溶液中氢氧化钠过量，不会存在氢氧化铝，形成的沉淀只能是
，说明是，
的质量为
，即
，因此
，所以
的质量为
；生产氢氧化镁消耗的氢氧化钠的物质的量
，开始至加入
盐酸，发生反应：
，
，盐酸的加入量从
发生反应：
，
，
因此
，所以
的质量为
；
根据反应：
，
，所以
；NaOH 的质
量是
；
根据反应：
，
，
，
，P 点加入盐酸的体积为
。
【例5】已知硝酸与金属发生反应时，随着硝酸浓度的下降和金属活动性的增大，产物中氮元素的化合价
会逐渐下降，它们可能是
、NO、
、
或
中的一种或几种。某同学取一定量的铝铁合金
与一定量很稀的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中，逐滴加入
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溶液，所加NaOH 溶液的体积与产生沉淀的物质的量的关系如图所示。试回答下列问题：
写出合金中铁与该稀硝酸反应的离子方程式： 。
合金中铝的物质的量为 mol，铁的物质的量为 mol。
点对应的沉淀的物质的量为 mol。
点对应的氢氧化钠溶液的体积为 mL。
【答案】
【详解】从图象可知，OA 段加入氢氧化钠溶液无沉淀产生，说明溶液中有稀硝酸，铝粉和铁粉的混合物
与一定量很稀
充分反应，被氧化为
、
，通过题意，反应始终没有气体生成，可以得出不会
有氮的氧化物生成，又因硝酸的浓度越稀，对应的还原产物中氮元素的化合价越低，可以推测N 元素由
变成了
价，由图可得硝酸过量，加入氢氧化钠溶液应先与硝酸反应，再生成沉淀，当沉淀完全后，
由图知继续加入氢氧化钠溶液，沉淀量不变，可得与
发生了反应，则随着NaOH 的滴加，发生的反应
依次有： OA 段：
， AB 段：
，
， BC
段：
， CD 段：
，再结合消耗的NaOH 溶液的体积
可知：
，根据氧化还原反应，N 元素由
价变为
价，而金
属都由0 价变为
价，可以运用电子守恒得出金属的物质的量为：
，则AB 段消耗
的NaOH 溶液的体积为：
，则OA 段体积为10mL，对应溶液中含有
；
，则
；据此解答。
由上述分析可知，金属铁和稀硝酸反应生成硝酸铁、硝酸铵和水，反应的离子方程式为：
；
答案：
；
由上述分析计算可知：
；
；
答案：
；
；
由上述分析计算可知：B 点对应的沉淀的物质的量为
；
答案：
；
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由上述分析计算可知：A 点对应的氢氧化钠溶液的体积为10mL；
答案：10。
【知识点8】工业炼铝的流程
铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3、MgO 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。
1、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。
2、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1】某课题组利用燃煤过程产生的细微固体颗粒物粉煤灰(主要成分为
、
，还含有少量
、
等)提取
的简单流程如下。下列说法正确的是
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已知：氨浸时发生的反应为
A．“盐浸”操作可以在陶瓷或玻璃材质的容器中进行
B．“盐浸”时
发生的反应为
C．“碱浸”后得到的浸渣中只有
D．“碱浸”后所得溶液浓缩使其中溶质浓度越大越有利于“碳酸化”时铝元素的沉淀
【答案】B
【详解】粉煤灰(主要成分为
、
，还含有少量
、
等)在NH4F 酸性溶液中盐浸，生成氨
气进入到氨浸，氨浸反应为：
，过滤分离出
SiO2·nH2O，再用NaOH 碱浸得到浸渣Fe(OH)3和Mg(OH)2，浸出液含有[Al(OH)4]-，用过量的CO2碳酸化得
到Al(OH)3沉淀，分解得到Al2O3。
A．
酸性溶液中存在
，
会腐蚀陶瓷或玻璃，A 错误；
B．根据题目已知，“氨浸”时是含硅化合物
与
反应，则“盐浸”时为
与
发生
反应，根据元素守恒知其反应方程式为
，B 正确；
C．“碱浸”后得到的浸渣除了
外还有
，C 错误；
D．“碱浸”后得到的溶液中的溶质为
和
，“碳酸化”时会向溶液中通入过量的
生
成
，由于
的溶解度较小，若“碱浸”后所得溶液中溶质浓度过大，在析出
的同
时也会析出
导致产物不纯，D 错误；
故选B。
【例2】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：
下列说法正确的是
A．滤渣1 一定不能被酸溶解
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B．操作①、操作②名称均为过滤，操作③过程中需要使用蒸发皿
C．通入过量
生成滤渣3 的离子方程式为
D．硬铝密度小、强度高、具有较强的抗腐蚀性，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料
【答案】D
【详解】A．滤渣1 为
，可以被氢氟酸溶解，故A 错误；
B．操作①、操作②都得到滤渣，说明操作①、操作②名称均为过滤，操作③是将氢氧化铝加热变为氧化
铝，其过程中需要使用坩埚，不需要蒸发皿，故B 错误；
C．通入过量
生成滤渣3 和碳酸氢根，其离子方程式为
，故C 错
误；
D．硬铝是铝的合金，其密度小、强度高、具有较强的抗腐蚀性，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料，故
D 正确。
综上所述，答案为D。
【例3】工业上用铝土矿(主要成分Al2O3，含SiO2、Fe2O3等杂质)冶炼铝的主要流程如下：
(注：SiO2碱溶时转变为铝硅酸钠沉淀)
下列叙述错误的是
A．操作I 增大NaOH 溶液用量可提高Al2O3的浸取率
B．操作II、III 均需用到分液漏斗，操作IV 需用到蒸发皿
C．通入过量CO2的离子方程式为
D．加入的冰晶石目的是降低Al2O3的熔融温度
【答案】B
【详解】A．操作I 中，加入NaOH，Al2O3溶解生成NaAlO2，SiO2溶解转变为铝硅酸钠沉淀，则增大
NaOH 溶液用量可提高Al2O3的浸取率，A 正确；
B．操作II、III 为过滤，均需用到的仪器是漏斗，操作IV 为灼烧，所需用到的仪器是坩埚，B 错误；
C．通入过量CO2，NaAlO2转化为Al(OH)3，CO2转化为NaHCO3，离子方程式为
，C 正确；
D．加入冰晶石作熔剂，可以降低Al2O3的熔融温度，节省能源，D 正确；
故选B。
【例4】铝元素是地壳中含量最丰富的金属元素，金属铝在航天航空、建筑制造等行业中应用极为广泛。
利用铝土矿(主要成分为
，还含有少量
、
)冶炼金属铝的工艺流程如图所示：
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回答下列问题：
(1)“粉碎”的目的是增大后续“碱浸”的浸取反应速率，写出另外一种提高“碱浸”反应速率的措施：
。
(2)滤渣a 的化学式是 。
(3)“酸化”时生成滤渣b 的离子方程式是 。
(4)“反应i”得到的滤液中的溶质属于盐的是 (填化学式)。
(5)
“热解”理论上生成固体产物的质量为 g。
(6)工业上铝可用于冶炼某些高熔点的金属，如V、
、
等，写出
与
反应制V 的化学方程式：
。
【答案】
(1)适当升高温度或适当增大
溶液的浓度或搅拌等
(2)
(3)
(4)
、
(5)51
(6)
【详解】（1）提高“碱浸”反应速率的措施可以有：适当升高温度或适当增大
溶液的浓度或搅拌
等；
（2）根据上述分析，滤渣a 为Fe2O3；
（3）“酸化”时生成滤渣b 的离子方程式为：
；
（4）根据上述分析，“反应i”得到的滤液中的溶质属于盐的是
、
；
（5）根据氢氧化铝的热解方程式：2Al(OH)3
Al2O3+3H2O，
“热解”理论上生成0.5mol
Al2O3，则固体产物的质量为0.5mol 102g/mol=51g；
（6）
与
发生铝热反应，反应的化学方程式为：
。
【例5】I．海带灰中富含以
形式存在的碘元素。实验室提取
的途径如下所示：
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(1)灼烧海带至灰烬时需要在 中进行(填所需仪器名称)。
(2)写出氧化环节的离子反应方程式： 。反应结束后，再加入
作萃取剂，振荡、静置，可以观
察到
层呈 色。
(3)从
的四氯化碳溶液中提取出碘单质的实验操作名称为 。
Ⅱ．某同学在实验室用铝土矿(含有
和
，不考虑其他杂质)制取金属铝的流程如下：
(4)下列哪种物质与滤渣I 中成分相同 。
a．刚玉 b．石英 c．明矾 d．纯碱
(5)写出操作Ⅱ中生成
沉淀的离子反应方程式为 。
(6)滤液Ⅱ中溶质在农业上的用途是 。
(7)电解熔融的
除得到金属铝之外，还可得到的气体产物是 (填化学式)。
【答案】
(1)坩埚
(2)
紫色
(3)蒸馏
(4)b
(5)
(6)肥料
(7)O2
【详解】（1）灼烧海带至灰烬时需要在坩埚中进行；
（2）向酸化的滤液中加过氧化氢溶液，
在酸性条件下与过氧化氢反应生成I2和H2O，离子反应方程式：
；反应结束后，再加入CCl4作萃取剂，振荡、静置，可以观察到CCl4层呈紫
色；
（3）由于碘单质和四氯化碳的沸点不同，从I2的四氯化碳溶液中提取出碘单质的实验操作名称为蒸馏；
（4）由分析知，滤渣Ⅰ为二氧化硅，a．刚玉的主要成分为Al2O3，a 错误；b．石英的主要成分为二氧化
硅，b 正确；c．明矾的主要成分为
，c 错误；d．纯碱的主要成分为碳酸钠，d 错误；
故选b；
（5）操作Ⅱ中，硫酸铝和氨水发生复分解反应，生成Al(OH)3沉淀，离子反应方程式为
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；
（6）滤液Ⅱ中溶质为硫酸铵，是一种常见的氮肥，故用途之一是用作肥料；
（7）电解熔融的Al2O3的反应方程为
，故除得到金属铝之外，还可得到的气体产
物是O2。
第20 讲 镁、铝及其化合物 （练习）
一、选择题：本题共15 小题，每小题3 分，共45 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要
求．
1．2024 年10 月30 日神舟十九号载人飞船发射圆满成功，它标志着中国在载人航天领域的持续进步和发
展。下列对所用材料认识错误的是
A．用于飞船外壳的铝合金属于金属材料
B．用于防热结构件的高强纱主要是玻璃纤维纱，玻璃纤维属于无机非金属材料
C．用于太空服制作的特种橡胶，属于天然高分子材料
D．用于发动机的耐烧蚀树脂具有耐高温、耐腐蚀等优良性能，属于有机高分子材料
【答案】C
【详解】A．用于飞船外壳的铝合金，属于金属材料，A 正确；
B．玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好、
机械强度高，B 正确；
C．特种橡胶属于人工合成的有机高分子材料，C 错误；
D．耐烧蚀树脂属于有机高分子材料，D 正确；
故选C。
2．下列有关物质性质或用途的说法正确的是
A．
通入
溶液中无明显现象，
通入
溶液中产生白色沉淀
B．工业上常通过电解熔融
冶炼镁，也可以电解熔融
冶炼铝
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C．碳与浓硝酸反应有红棕色气体产生，体现了浓硝酸的酸性和氧化性
D．加热浓硫酸与
固体的混合物可制备
，说明浓硫酸酸性强于
【答案】A
【详解】A．硝酸根离子氧化二氧化硫为硫酸根离子，故
与
溶液生成
沉淀，A 正确；
B．氯化铝为共价化合物，熔融态不导电，工业上一般电解熔融氧化铝冶炼铝，B 不正确；
C．碳与浓硝酸反应生成
和
，反应中没有生成盐，浓硝酸只体现氧化性，C 不正确；
D．加热浓硫酸与
固体的混合物可制备
，是因为硫酸沸点高，难挥发，
易挥发逸出脱离反应
体系促使反应进行，D 不正确。
故选A。
3．有关金属冶炼或其原理的说法正确的是
A．给定条件下，物质转化：
能一步实现
B．工业上，常用电解熔融AlCl3的方法冶炼金属铝，且加入冰晶石作助熔剂
C．铝热法炼铁：2Al+Fe2O3
2Fe+Al2O3，反应物刚好完全反应，反应后固体质量增加
D．火法炼铜：Cu2S+O2
2Cu+SO2其中Cu2S 既作氧化剂又作还原剂
【答案】D
【详解】A．氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁，电解氯化镁溶液无法得到Mg，A 错误；
B．工业上常用电解熔融Al2O3的方式冶炼金属铝，且加入冰晶石作助熔剂，B 错误；
C．铝热法炼铁，根据反应方程式可知，反应物和生成物都是固体，反应物刚好完全反应，反应后固体质
量不变，C 错误；
D．火法炼铜，该反应中Cu2S 中的Cu 得电子化合价降低作氧化剂，Cu2S 中的S 失电子化合价升高作还原
剂，因此Cu2S 既是氧化剂也是还原剂，D 正确；
故答案选D。
4．下列物质转化通常不能实现的是
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【详解】A．S 在空气中燃烧生成SO2，SO2可被氧化生成SO3，SO3可被98.3％浓硫酸吸收生成H2SO4，A
不符题意；
B．
可被C 还原形成粗硅，粗硅与HCl 反应生成
，
经H2还原成高纯Si，B 不符题意；
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C．海水中的溴离子可被氯气氧化成
，
经吹出后可被SO2和H2O 吸收成HBr，HBr 进一步与Cl2氧化
生成Br2，经蒸馏生成
，C 不符题意；
D．Al 属于活泼金属，需用电解法进行冶炼，电解熔融态的Al2O3可生成Al，D 符合题意；
答案选D。
5．下列各组试剂在溶液中反应，当两种试剂的量发生改变时，能用同一离子方程式表示的是
A．
、
B．
、氨水
C．
、氨水
D．
、
【答案】C
【详解】A．NaHSO4和Ba(OH)2反应，如果NaHSO4少量，参加反应的钡离子和氢氧根离子的物质的量之
比为1：1，离子方程式为：H++
+Ba2++OH-=BaSO4↓+H2O；如果Ba(OH)2少量，参加反应的钡离子和氢
氧根离子的物质的量之比为1：2，离子方程式为：2H++
+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O，故A 不符合题
意；
B．AgNO3和氨水反应，如果氨水少量生成氢氧化银沉淀：Ag++NH3·H2O=AgOH↓+
，如果氨水足量生
成银氨络离子：Ag++2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++2H2O，故B 不符合题意；
C．AlCl3和氨水反应，还管量是多少都生成氢氧化铝，因为氢氧化铝是不溶于弱碱溶液的，故C 符合题
意；
D．CO2通入
溶液中，通入少量CO2，生成Al(OH)3沉淀和Na2CO3：CO2+2
=2Al(OH)3↓+
+H2O；若CO2过量，则生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3：CO2+
=Al(OH)3↓+
，故D 不符合题意；
综上所述，答案为C。
6．下列选项中的物质按图示路径不能均一步实现转化的是
选项
A
B
C
D
X
CuO
Fe
Y
Z
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】D
【详解】A．CO2与NaOH 溶液反应生成碳酸钠，碳酸钠与二氧化碳继续反应可以生成碳酸氢钠，碳酸氢
钠受热分解可以转化成碳酸钠，碳酸氢钠与盐酸反应可以生成CO2，均能一步转化，故A 正确；
B．CuO 与硝酸反应转化成Cu(NO3)2，Cu(NO3)2与NaOH 反应转化成Cu(OH)2，Cu(OH)2与硝酸反应转化成
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Cu(NO3)2，Cu(OH)2受热分解转化成CuO，均能一步转化，故B 正确；
C．Al2O3与NaOH 反应转化成Na[Al(OH)4]，Na[Al(OH)4]与CO2反应转化成Al(OH)3，Al(OH)3与NaOH 反
应转化成Na[Al(OH)4]，Al(OH)3受热分解转化成Al2O3，均能一步转化，故C 正确；
D．Fe 与氧气缓慢氧化反应可转化成Fe2O3，但Fe2O3不能直接转化成Fe(OH)3，且Fe(OH)3也不能直接转化
成Fe，D 错误；
答案选D。
7．某
粗品中含少量
、
和
等杂质，以氧化镁粗品为原料制备耐火材料——轻质氧化镁
的流程如下：
以下说法中，不正确的是
A．滤渣Ⅰ的主要成分是
B．步骤Ⅱ利用了
是两性氢氧化物的特点将之分离
C．硫酸铵溶液中各离子浓度大小关系满足：
D．步骤Ⅳ中发生反应的离子方程式为：
【答案】D
【详解】MgO 粗品加入足量稀硫酸，二氧化硅不能发生反应，因此滤渣1 为二氧化硅，镁、铁、铝元素进
入滤液1；加入过量氢氧化钠溶液，生成氢氧化镁沉淀、氢氧化铁沉淀得到滤渣2，铝元素进入滤液2；氢
氧化镁沉淀、氢氧化铁沉淀加入过量硫酸铵溶液后，氢氧化铁沉淀进入滤渣3，镁元素进入滤液3，加入碳
酸铵得到碱式碳酸镁，最终生成氧化镁，据此分析；
A．由分析可知，滤渣Ⅰ的主要成分是
，A 正确；
B．步骤Ⅱ中加入足量氢氧化钠溶液，生成氢氧化镁沉淀、氢氧化铁沉淀，而
为两性氢氧化物，
可以与氢氧化钠反应生成
溶液，而后过滤分离沉淀和溶液，B 正确；
C．(NH4)2SO4溶液中铵根离子浓度是硫酸根离子浓度的两倍，但铵根离子会结合水电离出氢氧离子发生水
解而减小，溶液显酸性，但水解程度微弱，因此铵根离子浓度仍旧大于硫酸根离子浓度，可知各离子浓度
大小关系满足：
，C 正确；
D．步骤Ⅳ中发生反应的离子方程式为：
，D 错误；
故选D。
8．物质性质决定用途，下列对应关系错误的是
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A．制作豆腐时添加石膏，体现了
的难溶性
B．
、
用作耐高温材料，体现了
、
的熔点高
C．
用作焙制糕点的膨松剂，体现了
的受热不稳定性
D．用含
的硅藻土来保鲜水果，体现了
的氧化性
【答案】A
【详解】A．制作豆腐时添加石膏，体现了盐溶液能使胶体聚沉的性质，故A 错误；
B．
、
的熔点高，所以
、
用作耐高温材料，故B 正确；
C．
的受热分解为碳酸钠、二氧化碳、水，所以
用作焙制糕点的膨松剂，故C 正确；
D．
能把乙烯氧化为二氧化碳，所以用含
的硅藻土来保鲜水果，故D 正确；
选A。
9．实验室利用以下装置制备
。下列相关原理、装置及操作正确的是
A．制取
B．
C．分离
D．制取
【答案】B
【详解】A．实验室制取CO2通常用稀盐酸与块状石灰石反应，而浓硫酸与石灰石反应会生成微溶的
CaSO4，覆盖在石灰石表面而阻止反应进一步进行，所以该装置不能用于制取CO2，A 不符合题意；
B．向NaAlO2溶液中通入CO2，发生反应2NaAlO2+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+Na2CO3或
NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3，可以制备Al(OH)3，该装置及原理正确，B 符合题意；
C．分离Al(OH)3沉淀应采用过滤操作，过滤时需要用玻璃棒引流，漏斗下端的管口要紧贴烧杯内壁，图中
操作错误，C 不符合题意；
D．由Al(OH)3制取Al2O3，需要高温灼烧，应在坩埚中进行，而不是在蒸发皿中，D 不符合题意；
故选B。
10．常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A．使石蕊变红的透明溶液：K+、
、Na+、
B．使酚酞变红的溶液：Na+、Mg2+、Cl-、
C．与Al 反应生成H2的溶液：
、K+、
、
D．c(
)=1.0mol•L-1的溶液：H+、Fe2+、Cl-、
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【答案】A
【详解】A．使石蕊变红的溶液呈酸性，所给离子能够大量共存，A 符合题意；
B．使酚酞变红的溶液是碱性溶液，Mg2+与OH-反应生成Mg(OH)2的白色沉淀，不能大量共存，B 不符合
题意；
C．与Al 反应生成H2的溶液是可酸可碱，
与OH-反应生成一水合氨，不能大量共存，C 不符合题意；
D．在酸性溶液中，
会显强氧化性，将Fe2+氧化生成Fe3+，所以H+、
、Fe2+不能大量共存，D 不
符合题意；
故选A。
11．下列实验操作能达到实验目的的是
选项
实验操作
实验目的
A
向某酸性溶液中加入
溶液，振荡
检验溶液中是否含有
B
将
溶液与5 滴
的NaOH 溶
液混合后，再加入1mL10％葡萄糖溶液，煮沸
探究葡萄糖的还原性
C
向苯和液溴的混合液中加入铁粉，将产生的气体通入
溶液
检验苯与溴发生反应生成的HBr
D
在HCl 气流中将
置于硬质玻璃管中加热
由
制得
固体
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】D
【详解】A．酸性溶液中加入
，相当于溶液中存在
，如果有
存在，会将
氧化为
，所以不能检验原溶液中是否含有
，A 项错误；
B．
溶液与5 滴
的NaOH 溶液混合后，氢氧化钠少量，溶液不呈碱性，而探
究葡萄糖的还原性需要在碱性环境中，B 项错误；
C．向苯和液溴的混合液中加入铁粉，产生的气体中还含有挥发的溴单质，通入
溶液，也能产生淡
黄色沉淀，C 项错误；
D．
水解生成氢氧化镁和盐酸，在氯化氢气流中抑制其水解，D 项正确；
故选D。
12．部分含Mg 或含Al 物质的类别与化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
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A．e 可用于制造耐高温材料
B．可存在a→f→g→e→a 的循环转化关系
C．a 不能与H2O 反应生成d 或g
D．直接加热蒸干c 或f 溶液无法得到无水氯化物
【答案】C
【详解】由图知，a 为Al 或Mg，b 为MgO，e 为Al2O3，c 为MgCl2，f 为AlCl3，d 为Mg(OH)2，g 为
Al(OH)3，据此回答。
A．e 是Al2O3可用于制造耐高温材料，A 正确；
B．Al 与盐酸反应得到AlCl3，AlCl3与氨水反应得到Al(OH)3，Al(OH)3加热分解得到Al2O3，电解Al2O3得
到Al，存在Al→AlCl3→Al(OH)3→Al2O3→Al 的循环转化关系，B 正确；
C．Mg 能与在加热条件下与水反应生成Mg(OH)2，C 错误；
D．由于MgCl2或AlCl3均会水解，生成的氯化氢易挥发，直接加热蒸干MgCl2或AlCl3溶液无法得到无水
氯化物，D 正确；
答案选C。
13．将足量的
不断通入KOH、
、
的混合液中，下图能表示生成沉淀的物质的量
与通入
的体积之间的关系的是
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【详解】足量的CO2不断通入NaOH、Ba(OH)2、Na[Al(OH)4]的混合溶液中，先与Ba(OH)2反应生成BaCO3
沉淀，再与NaOH 反应，生成Na2CO3沉淀，再和Na[Al(OH)4]反应生成Al(OH)3沉淀，继续通入CO2，与
K2CO3反应生成KHCO3，最后与BaCO3反应生成Ba(HCO3)2，沉淀部分溶解，符合题意的为C 选项；故选
C。
14．下列反应的离子方程式的书写及评价均合理的是
选项
反应的离子方程式
评价
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A
将
通入含
的溶液中：
正确；
过量，可将
均氧化
B
溶液与足量的
溶液反应：
正确；酸式盐与碱反应生成正
盐和水
C
过量
通入
溶液中：
正确；说明酸性：
强于
D
的
溶液和
的
溶液等体积互相均匀混合：
正确；
与
消耗的
的物质的量之比为
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】D
【详解】A．将
，通入含
的溶液中，由得失电子守恒可知，氯气过量，则离子方程式为
，A 错误；
B．溶解度：MgCO3＞Mg(OH)2，
溶液与足量的
溶液反应的离子方程式为
，B 错误；
C．过量
通入
溶液中的离子反应为
，C 错误；
D．
的
溶液和
的
溶液等体积互相均匀混合的离子反应为
，D 正确；
故选D。
15．如今环境保护越来越受重视，某化工集团为减少环境污染，提高资源的利用率，将钛厂、氯碱厂、甲
醇厂进行联合生产。其主要生产工艺如图。(
中
为+4 价)下列叙述不正确的是
A．将
浓溶液逐滴滴入大量水中，并加热，可促使其水解趋于完全
B．氯碱工业中生成的氯气可用于生产漂白粉
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C．“氯化”时每消耗36g 焦炭，则转移
电子
D．上述流程中“Mg、Ar”可用“Mg、
”代替
【答案】D
【详解】A．利用TiCl4水解制TiO2·xH2O 时，应加入大量的水，并且加热以促进其水解反应正向进行，但
不能加强热，以免使TiO2·xH2O 受热失去结晶水，A 正确；
B．氯碱工业中生成的氯气与石灰乳反应，可用于生产漂白粉，B 正确；
C．“氯化”反应：7Cl2+2FeTiO3+6C=6CO+2TiCl4+2FeCl3，该反应中，每6molC 参加反应时，转移14mol
电子，每消耗36g 焦炭即3mol，则转移7mol 电子，C 正确；
D．二氧化碳和镁会反应，因此不能用二氧化碳来作保护气，D 错误；
故选D。
二、非选择题：本题共5 小题，共55 分。
16．明矾
可作中药，易溶于水，不溶于乙醇。实验室以铝质易拉罐为原料制备明矾，
并测定其中结晶水的含量。回答下列问题：
(1)为了加快铝质易拉罐溶于氢氧化钠溶液(其他物质不参与反应)的速率，宜采用的措施有 (答2
条即可)，反应的离子方程式为 。
(2)将(1)反应后的混合物过滤，向滤液中加入稀硫酸调节
为9，减压过滤得到
，调节
为9 的
目的是 ，若调节
过低，导致所得的
质量 (填“偏高”或“偏低”)。
(3)将(2)中得到的
溶于稀硫酸中，然后加入
，所得溶液经 、减压过滤、洗涤、
干燥得到明矾晶体，其中洗涤剂宜选择 (填标号)。
A．稀
B．蒸馏水 C．乙醇
(4)减压过滤装置如图所示。下列有关减压过滤的叙述正确的是 (填标号)。
A．减压过滤得到的固体较干燥且过滤速度较快，适合分离所有的固体和液体
B．当吸滤瓶中液体液面接近支管口时，应拔掉吸滤瓶上的橡胶管并将液体从支管口倒出
C．滤纸应略小于布氏漏斗内径并能将全部小孔盖住，用蒸馏水将滤纸润湿，微开水龙头，抽气使滤纸紧
贴布氏漏斗
(5)结晶水含量的测定：取
上述所得的明矾晶体
，加入过量的
溶液，过
滤、干燥后，称量固体的质量为
，则
(用含
的代数式表示)。
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【答案】
(1)剪碎、适当增大碱液浓度
(2)获得更多的
偏低
(3)蒸发浓缩、降温结晶 C
(4)C
(5)
【详解】（1）为了加快反应速率，可将铝制易拉罐剪碎或适当增大碱液浓度；铝与氢氧化钠溶液反应，
生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为：
；
（2）溶液碱性较强时铝元素主要以
的形势存在，为了获得更多的
，将pH 调节为9，若调节
pH 过低，导致所得的Al(OH)3与H+反应为Al3+，使得Al(OH)3质量偏低；
（3）将(2)中得到的Al(OH)3溶于稀硫酸中，然后加入K2SO4，所得溶液经蒸发浓缩、降温结晶，减压过
滤、洗涤、干燥得到明矾晶体，其中洗涤剂宜选择乙醇，因为明矾
，易溶于水，不溶
于乙醇；
（4）A．减压过滤可得到较干燥固体且过滤速度快但并非所有的固液分离均适用，如胶状沉淀或颗粒太小
的沉淀不能采用减压过滤，故A 错误；
B．应从吸滤瓶上口倒出滤液而不能从支管口倒出滤液，故B 错误；
C．滤纸大小应略小于布氏漏斗内径并能将全部小孔盖住，用蒸馏水将滤纸润湿，微开水龙头，抽气使滤
纸紧贴布氏漏斗，故C 正确；
故选C；
（5）干燥后得到的固体为BaSO4，其物质的量为：
，即
上述所得的明矾晶体
的物质的量为0.01mol，
，解得x=
。
17．以铝土矿(主要成分
)、
为原料可实现如下转化。
已知：
极易水解
请回答：
(1)HF 易溶于水，理由是 。
(2)①下列说法正确的是 。
A．X 可以是浓
或浓
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B．
作助熔剂和提高体系的导电能力
C．电解过程中阴极可能有
、CO 气体
D．从铝土矿可通过碱溶、酸化和分解等步骤得到纯净的
②已知电解
熔体制铝比电解
熔体制铝节省电能约30%，但仍用后一种方
法制铝，其主要原因可能是 。
(3)写出生成
的化学方程式 。
(4)Al 在高温下能够与
剧烈反应，请设计实验方案检验所得混合物中的铁单质 。
【答案】
(1)HF 和水都是极性分子，HF 与水分子形成分子间氢键
(2)BD AlCl3为共价化合物，熔融状态下AlCl3不导电，所以不能电解熔融AlCl3冶炼铝单质，且生产
无水AlCl3较困难，成本高
(3)12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3=2
+9H2O+3CO2
(4)向所得混合物中加入足量NaOH 溶液，过滤，向滤渣加入足量稀盐酸，有气泡产生证明含有铁单质
【详解】（1）HF 易溶于水，理由是HF 和水都是极性分子，HF 与水分子形成分子间氢键，增大溶解性；
（2）①A．浓硝酸具有强氧化性，HF 具有还原性，CaF2与硝酸会发生氧化还原反应，无法得到HF，X 不
能是浓
，故A 错误；
B．电解熔融氧化铝制取铝单质时，加入
作助熔剂降低氧化铝的熔点，
熔化后形成液体电
解质能提高体系的导电能力，故B 正确；
C．电解熔融的氧化铝得到铝和氧气，阳极上氧离子失去电子发生氧化反应生成O2，高温下碳素电极中碳
与氧气能反应，则电解过程中阳极可能有
、CO 气体，故C 错误；
D．铝土矿含
可通过碱溶生成[Al(OH)4]-、通入二氧化碳酸化得到Al(OH)3，加热分解Al(OH)3得到纯
净的
，故D 正确；
故选BD；
②不选择电解
熔体制铝的原因可能是：AlCl3为共价化合物，熔融状态下AlCl3不导电，
所以不能电解熔融AlCl3冶炼铝单质，且电解冶炼铝的电解槽中不能有水，而生产无水AlCl3较困难，成本
高；
（3）HF 和碳酸钠、氢氧化铝反应生成
，反应的化学方程式12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3=2
+9H2O+3CO2；
（4）Al 在高温下雨氧化铁反应生成氧化铝和Fe，Al 和氧化铝都具有两性，先用足量NaOH 溶液与Al、
Al2O3反应，过滤得到滤渣，向滤渣加入足量稀盐酸，有气泡产生证明混合物中含有铁单质，实验方案为：
向所得混合物中加入足量NaOH 溶液，过滤，向滤渣加入足量稀盐酸，有气泡产生证明含有铁单质。
18．1825 年，奥斯特首先分离出了铝的单质。他首先用钾汞齐(
)还原氯化铝
，然后在低压
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下加热所得的铝汞齐
使汞气化(在空气中汞不和氧气反应)。回答下列问题：
(1)生产、生活中铝合金材料应用广泛，其主要原因是 。(任答一条)
(2)采用钾汞齐、铝汞齐的目的是 ，钾汞齐与氯化铝反应的化学方程式为 ，分离铝汞齐的操
作原理类似下列哪项操作？ (填标号)。
A．过滤 B．蒸馏 C．结晶
(3)地壳中铝的含量在金属元素中最高，但铝大规模的生产和应用在铜之后，其主要原因是 。
(4)烧碱和铝粉组成的混合物常作下水道疏通剂，其原理是 。
(5)铝粉可以除去碱性废水中的
，同时生成一种碱性气体，该反应的离子方程式为 。
(6)AlN 是一种新型无机非金属材料，制备原理为
，
=
(反应
较慢)。测定样品纯度的装置如图所示。向分液漏斗中加入足量的
稀溶液，用过量稀硫酸吸收产生的
。实验完毕后，用水稀释烧杯中溶液至
。量取
配制溶液于锥形瓶，滴几滴甲基橙溶
液，用
溶液滴定过量的硫酸溶液至终点，消耗
溶液
mL。AlN 样品的纯度为
。
【答案】
(1)铝合金抗腐蚀性强(或密度较小或硬度大等)
(2)Hg 保护钾、铝不被氧化
B
(3)大规模生产铝，需要电解熔融的Al2O3，而电发明较晚
(4)烧碱和Al 反应生成H2，增大气压，烧碱溶解一些油脂、纸屑等废弃物
(5)
(6)
【详解】（1）铝合金具有密度小、硬度大、抗腐蚀能力强等性能，生产、生活中铝合金材料应用广泛，
其主要原因是：铝合金抗腐蚀性强(或密度较小或硬度大等)；
（2）钾、铝比较活泼，活泼金属形成汞齐后，还原性减弱，采用钾汞齐、铝汞齐的目的是：Hg 保护钾、
铝不被氧化；钾汞齐与氯化铝反应生成铝汞齐和氯化钾，化学方程式为：
；汞常温下呈液态，钾呈固态，二者形成汞齐后，转化为液体混合物，
利用沸点的差异可将二者分离，则分离铝汞齐的操作原理类似蒸馏，故选B；
（3）铝是活泼金属，难以被还原，地壳中铝的含量在金属元素中虽然最高，但铝大规模的生产和应用在
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铜之后，其主要原因是：大规模生产铝，需要电解熔融的Al2O3，而电发明较晚；
（4）烧碱和铝粉组成的混合物与水接触后，反应生成氢气、且烧碱能溶解油脂、头发、纸屑等，常作下
水道疏通剂，其原理是：烧碱和Al 反应生成H2，增大气压，烧碱能溶解一些油脂、纸屑等废弃物；
（5）铝粉可以除去碱性废水中的
，同时生成碱性气体NH3，根据得失电子守恒和原子守恒，该反应
的离子方程式为：
；
（6）过量H2SO4与NaOH 溶液反应：H2SO4—2NaOH，n(H2SO4) =c2mol·L-1×V2×10-3L×
=c2V2×10×10-3mol，与NH3反应的H2SO4的物质的量为c1V1×10-3mol－c2V2×10×10-3mol =(c1V1－10c2V2)×10-
3mol，则n(AlN)=n(NH3)= 2n(H2SO4)=2(c1V1－10c2V2)×10-3mol，则样品纯度为：
。
19．某小组同学探究氯化铝和强碱弱酸盐的反应。
【理论分析】从盐类水解规律分析，
溶液显酸性，强碱弱酸盐溶液显碱性，者混合会发生反应。
(1)用离子方程式表示
溶液显酸性的原因； 。
【实验验证】
2mL 0.33
溶液
（pH≈3）
试管编号
滴管中试剂（2mL）
实骏现象
a
1
溶液
Ⅰ．迅速产生大量气泡和白色沉
淀
b
1
溶液
Ⅱ．无明显现象
(2)现象Ⅰ中的白色沉淀是
，气体是 。
(3)针对现象Ⅱ，同学们提出猜想如下。
猜想1：
小，未生成
沉淀；
猜想2：其他反应导致
减小，未生成
沉淀。
为了验证猜想，补充实验，测得b 中混合溶液pH≈5.
①甲同学结合常温下
，证明猜想2 成立。其推理过程是 。
②经检验，b 中含有配合物
。从结构角度解释
和
可结合生成配合物的原因：
。
(4)乙同学将b 中混合溶液加热，观察到有白色沉淀[
]生成。
①写出生成白色沉淀的化学方程式： 。
②设计实验证明白色沉淀不是
，补全实验操作和现象：分别取洗净后的白色沉淀和
固体
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于两支试管中， 。
(5)常温下，在溶液中要实现
向
沉淀的转化，加入的盐应具有的性质是 （写出两
点）。
【答案】
(1)
(2)
(3)
，无沉淀说明
，远小于其起始浓度
有孤
电子对，
有空轨道
(4)
加入等体积等浓度盐酸，充分反应后得到
悬浊液，测得上层清液pH 不同（合理即可）
(5)有碱性，酸根不与
结合
【详解】（1）AlCl3水解生成Al(OH)3和HCl，溶液显酸性，离子方程式为
。
（2）AlCl3和NaHCO3发生双水解反应生成Al(OH)3白色沉淀和CO2气体。
（3）①溶液pH=5 时，
，无沉淀说明
，远小于其起始浓度；
②
有孤电子对，
有空轨道，两者可结合生成配合物
。
（4）①配合物
水解生成
白色沉淀和乙酸，化学方程式为
；
Al(OH)
②
3加盐酸生成AlCl3，溶液pH=3，
加盐酸生成
和水，溶液接近中
性，因此加入等体积等浓度盐酸，充分反应后得到悬浊液，测得上层清液pH 不同（合理即可）。
（5）根据以上探究实验可知，常温下，在溶液中要实现
向
沉淀的转化，加入的盐应具有的
性质：有碱性，且酸根不与
结合。
20．氢氧化铬
常用作油漆颜料，利用铬铁矿(主要成分
、
、
、
)制备氢氧化
铬的一种流程如下。
(1)用化学式表示滤液a 中
元素的存在形式： 。
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(2)请给出富铁渣后续处理的合理建议(用化学方程式表示，写出一条即可)： 。
(3)研究表明，步骤Ⅰ中加入
可提高相同时间内铬的浸出率，主要物质转化关系如图所示。ⅱ的离子
方程式是 。
(4)步骤Ⅲ中，当投料
，其他条件相同时，充分反应，硝酸投入量对铬转化率
和铬还原率的影响如下。
注：铬转化率
；铬还原率
。已知
的溶解还原经过两步：第一步：
；第二步：
。
①步骤Ⅲ中生成
，消耗
的物质的量为 mol。
②当
时，铬转化率较低，但铬还原率较高，可能的原因是 。
(5)下列说法正确的是 (填序号)。
a．步骤Ⅰ适当增加氧气的压强可提高铬的浸出率
b．步骤Ⅳ中反应的方程式为
c．滤液d 可分离出
，循环使用
【答案】
(1)
(2)
(3)
(4)
5
①
②第二步反应限度大，消耗
较多，使
下降，不利于第一步反应正向进行
(5)ac
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【详解】铬铁矿(主要成分
、
、
、
)中的
溶液反应生成
，
与
溶液、氧气反应生成
，
、
不与
溶液反应，过滤得到富铁渣，滤
液
中的
和硝酸钡溶液反应生成
沉淀，滤液
主要含
、
， 步骤
中
经溶解还原生成
，再加入氨水生成氢氧化铬
，据此解答。
（1）铬铁矿中的
溶液反应生成
，则用化学式表示滤液a 中
元素的存在形
式为
；
（2）由分析可知，富铁渣含有
，富铁渣后续处理的合理建议可以为：
高温还原回收铁，
反应的化学方程式为：
；
（3）反应
中
与硝酸根离子发生氧化还原反应生成
，反应的离子方程式为：
；
（4）① 步骤
中
经溶解还原生成
经过两步：
第一步：
；
第二步：
由反应式可知，生成
，第一步消耗
，第二步消耗
，则共消耗
的物质的量为
；
②当
时，铬转化率较低，但铬还原率较高，即反应后液体中Cr3+较多，可能是第二步反应消
耗
较多，导致
下降，不利于第一步反应正向进行，则可能的原因是：第二步反应限度大，消耗
较多，使
下降，不利于第一步反应正向进行；
（5）a．步骤发生的反应为：
，所以适当增加氧气的压强可提高铬
的浸出率，a 正确；
b．一水合氨是弱电解质，在离子方程式中不能拆开， 步骤
中
和氨水生成氢氧化铬，反应的方程
式为：
，b 错误；
c．因为铬酸钡通过步骤
与乙醇、硝酸反应，根据原子守恒可知，溶液c 中含有
，步骤
中
和氨水生成氢氧化铬，则滤液
中含有
，可分离出
，进入步骤
中循环使用，c
正确；
故选
。
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