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第3 讲 镁、铝及其化合物
1．（2024·湖北·三模）19 届亚运会开幕式，其火炬传递环节给人们留下了深刻的印象。下列不能作为火
炬燃料的是( )
A．液氮
B．甲醇
C．金属镁
D．液氢
2．（2024·海南·一模）物质的性质决定用途。下列两者对应关系不正确的是( )
A．二氧化氯具有强氧化性，可用作饮用水消毒
B．
溶液呈酸性，可用于腐蚀电路板上的Cu
C．
呈弱碱性，可用于治疗胃酸过多
D．
受热分解，生成高熔点物质和水，常用作塑料的阻燃剂
3．（2024·浙江丽水·二模）下列有关明矾
的说法不正确的是( )
A．明矾水溶液呈酸性
B．钾元素位于周期表的区
C．
空间结构名称为正四面体形
D．自来水厂常用明矾来杀菌消毒
4．（2024·湖北武汉·模拟预测）Li 和Mg 是两种重要的金属元素。下列说法正确的是( )
A．金属镁一般保存在石蜡油中
B．单质Li 和冷水不反应
C．单质Li 可与
反应生成
D．Li、Mg 的焰色试验现象相同
5．（2024·浙江·三模）铝可溶于NaOH 溶液：
，下列说法
正确的是( )
1
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A．工业上可借助此反应规模化制备
B．
中Al 原子为
杂化
C．反应后溶液碱性增强
D．Al 是一种两性化合物
6．（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
7．（23-24 高三上·北京通州·期末）某同学取两块大小相同的干冰，在一块干冰中央挖一个小穴，撒入一
些镁粉，用红热的铁棒把镁点燃，将另一块干冰盖上。该同学看到镁粉在干冰内继续燃烧，发出耀眼的
白光。以下说法正确的是( )
A．干冰的熔点比冰高
B．镁属于共价晶体
C．铁的电导率随温度升高而升高
D．镁在干冰中燃烧反应的化学方程式是
8．（2024·安徽·模拟预测）研究发现由铝原子构成的
和
团簇阴离子都能与水自发反应产生
氢气。下列说法正确的是( )
A．
和
互为同位素
B．
与水反应时作还原剂
C．
是由铝原子通过离子键结合而成
D．
的
含
个电子
9．（2024·重庆·三模）下列实验操作的现象不正确的是( )
A．向氨水中滴加少量
溶液，产生白色沉淀
B．向苯酚钠溶液中滴入碳酸氢钠溶液，溶液变浑浊
2
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C．向
悬浊液中滴加饱和
溶液，产生红褐色沉淀
D．向
溶液中滴入酸性
溶液，
溶液紫红色褪去
10．（2024·山西晋中·三模）下列实验操作及现象与对应结论不匹配的是( )
选项
实验操作及现象
结论
A
将表面生锈的铁钉置于稀硫酸中，滴入
溶液，
溶液的紫色褪去
铁锈中含有二价铁
B
向稀盐酸中加入少量镁粉，有大量气体产生，试管壁发热
镁与稀盐酸反应放热
C
将无水
固体暴露在潮湿空气中，产生大量白雾
发生了水解反应
D
将石蜡加强热产生的气体通入溴的四氯化碳溶液中，溶液褪色
气体中含有不饱和烃
11．（2024·河南·二模）根据下列操作及现象，不能得出相关结论的是( )
选项
操作及现象
结论
A
将点燃的镁条放入盛有干冰的灯笼里，发出耀眼的白光并剧
烈燃烧
干冰易升华且
能支持燃烧
B
向苯酚钠溶液中通入
，溶液变浑浊
酸性：
苯酚
C
向NaOH 溶液中滴2 滴
溶液，再滴2 滴同浓度的
溶液，先生成白色沉淀，后生成蓝色沉淀
D
向
溶液中滴加稀硫酸，产生浅黄色沉淀和刺激性气
味的气体
稀硫酸仅表现酸性
12．（2023·浙江·一模）下列说法不正确的是( )
A．镁在空气中燃烧可生成氧化镁和氮化镁
B．实验室可用加热分解NH4Cl 来制备氨气
C．将生铁进一步炼制减少含碳量，能得到机械性能更好的钢
3
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D．胆矾可以和石灰乳制成一种常用的农药
13．（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
14．（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
4
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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
15．（2024·北京东城·二模）用图1 所示的原电池装置进行实验，闭合
后用灵敏电流计测得电流随时间
的变化如图2 所示。
时，
表面有气泡产生，
质量减小。
下列分析不正确的是( )
A．
，
为负极
B．
，
上产生的气体为
C．
，负极反应：
D．实验过程中，正极均有
生成
16．（2024·辽宁沈阳·模拟预测）常温下，向10.0mL 浓度均为0.1mol/L 的AlCl3和FeCl3混合溶液中加入
NaOH 固体，溶液中金属元素有不同的存在形式，它们的物质的量浓度与NaOH 物质的量关系如图所示，
测得a、b 两点溶液的pH 分别为3.0，4.3。
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已知：①Ksp[Al(OH)3]>Ksp[Fe(OH)3]；②
，298K 时，
K=1.1×1033。
下列叙述错误的是( )
A．c 点溶液pH 约为12.7
B．曲线Ⅱ代表Al3+
C．在Al(OH)3和Fe(OH)3共沉淀的体系中
D．
的平衡常数K1为1.1×10-1.1
17．（2024·广西贺州·一模）镓(
)与铝同主族，曾被称为“类铝”，其氧化物和氢氧化物均为两性化合
物。工业制备镓的流程如图所示。下列推断不合理的是( )
A．向
溶液中逐滴加入足量稀氨水，先生成沉淀，后沉淀溶解
B．向
和
溶液中通入适量二氧化碳后得到氢氧化铝沉淀，可知酸性：
C．金属镓可以与
溶液反应生成
和
6
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D．步骤二中不能通入过量的
的理由是
18．（2024·广东佛山·二模）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
( )
A．a 不能与
反应生成d 或g
B．b 和e 均可用于制造耐高温材料
C．可存在a→f→g→e→a 的循环转化关系
D．直接加热蒸干c 或f 溶液无法得到无水氯化物
19．（2024·安徽·模拟预测）我国最新型055 型万吨驱逐舰上使用了最新一代国产有源相控阵雷达，采用
了最先进的氮化镓(
)半导体技术。某工厂利用铝土矿(主要成分为
、
、
)为原料制备
的流程如下图所示。已知镓与铝同主族，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物，能与强酸、强碱溶
液反应，
为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是( )
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A．可以通过粉碎铝土矿、搅拌等方法提高“碱溶”效率
B．由过程②、③可知，
的酸性比
强
C．已知
，
与足量
反应，转移电子数为
D．滤渣1 是
，生成滤渣2 的离子方程式可能为
20．向m g 镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸，恰好完全反应生成标准状况下的气体b L。向反应后
的溶液中加入c mol/L 氢氧化钾溶液V mL，使金属离子刚好沉淀完全，得到的沉淀质量为n g。再将得
到的沉淀灼烧至质量不再改变为止，得到固体p g。则下列关系不正确的是( )
A．n＝m＋17Vc
B．p＝m＋
C．c＝
D．m<p<m
21．将0.1 mol 镁和铝的混合物溶于100 mL 2 mol·L－1 稀硫酸中，然后滴加1 mol·L－1的NaOH 溶液。请
回答下列问题：
(1)若在滴加NaOH 溶液的过程中，沉淀质量随加入NaOH 溶液体积的变化如图所示
则当V1=160 mL 时，金属粉末中n(Mg)＝_____________mol，V2＝____________mL
(2) 若在滴加NaOH 溶液的过程中，欲使Mg2+、Al3+刚好沉淀完全，则滴入NaOH 溶液的体积 V(NaOH)
＝________
(3)若混合物仍为0.1 mol，其中镁粉的物质的量分数为a，用100 mL 2 mol/L 稀硫酸溶解此混合物后，再
加入450 mL 1 mol·L －1 NaOH 溶液，所得沉淀中无Al(OH)3。写出满足此条件的a 的取值范围
_________________________
22．利用铝灰(主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO 等)制备铝鞣剂[主要成分为Al(OH)2Cl]的一种工艺如
下：
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(1)气体A 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。铝灰在90 ℃时水解生成A 的化学方程式为:
，
“水解”采用90 ℃而不在室温下进行的原因是
___________________________________________________
(2)“酸溶”时，Al2O3发生反应的离子方程
________________________________________________________
(3)“氧化”时，发生反应的离子方程式为
_________________________________________________________
(4)“废渣”的成分为____________(填化学式)
(5)采用喷雾干燥而不用蒸发的原因是__________________________________________________________
23．某无色溶液中可能含有H＋、OH－、Na＋、NO，加入铝粉后，只产生H2。回答下列问题：
(1)加入铝粉产生H2，说明铝具有__________(填“氧化性”或“还原性”)
(2)若H＋大量存在，则NO 就不能大量存在。设计实验证实如下：
装置
现象
Ⅰ.实验初始，未见明显现象
Ⅱ.过一会儿，出现气泡，液面上方呈浅棕色
Ⅲ.试管变热，溶液沸腾
①盐酸溶解Al2O3薄膜的离子方程式是____________________________________________
②根据现象Ⅱ，推测溶液中产生了NO，为进一步确认，进行如下实验：
实验
内容
现象
实验1
将湿润KI淀粉试纸置于空气中
试纸未变蓝
实验2
用湿润淀粉KI 试纸检验浅棕色气体
试纸变蓝
a．浅棕色气体是_____________________
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b．实验1 的目的是______________________________________________________________________
c．实验1、2 说明反应生成了NO，将生成NO 的离子方程式补充完整：
Al＋____NO＋____________===____Al3＋＋____NO↑＋_______________
(3)再假设：若OH－大量存在，NO 也可能不大量存在。
重新设计实验证实如下：
装置
现象
Ⅰ.实验初始，未见明显现象
Ⅱ.过一会儿，出现气泡，有刺激性气味
为确认“刺激性气味”气体，进行如下实验：用湿润淀粉KI 试纸检验，未变蓝；用湿润红色石蕊试纸
检验，试纸变蓝
①刺激性气味的气体是______________________
②产生该气体的离子方程式是_______________________________________________________
(4) 在NaOH 溶液中加入铝粉，结果只检验出有H2 生成，其化学方程式是
_______________________________
24．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
已知：AlN＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋NH3↑
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)。
(1)上图装置C 中球形干燥管的作用是__________________________________________________________
(2)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_____________________________，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，测定装置C 反应前后的质量变化。通入氮气的目的是
_______________________________________________________________________________
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(3)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AlN 的纯度：
(4)步骤②生成沉淀的离子方程式为____________________________________________________________
(5)步骤③的操作是______________，AlN 的纯度是____________(用含m1、m2的代数式表示)
25．（2024·贵州黔南·二模）草酸钴是制作氧化钴和金属钴的原料。一种利用含钴废料(主要成分为
，含少量
、碳及有机物)制取
的工艺流程如图所示：
已知：酸性条件下氧化能力：
。
（1）“
焙烧”的目的是 ，提高焙烧速率的措施有
。
（2）“碱浸”过程中发生反应的离子方程式是
。
（3）基态
原子的价电子排布式是
；“钴浸出”过程中，不
能用盐酸代替硫酸，原因是
。
（4）“净化除杂1”过程中，先在
加入
的作用是
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；再升温至
，加入
溶液，调
至4.5 沉铁，该反应的离子方程式为
。
（5）“净化除杂2”过程中，加入
以除去原溶液中的
(浓度为
)和
，若控制溶
液中
，则
的去除率准确值为
。[已知某温度
下，
]
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答案及解析
1.【答案】A
【解析】甲醇、金属镁、液氢均具有可燃性，且在常温能够在空气中剧烈燃烧，发光放热，而液氮不具
有可燃性，不能作为火炬燃料，故答案为：A。
2.【答案】B
【解析】A．二氧化氯具有强氧化性，是安全、无毒的绿色消毒剂，常用于饮用水的消毒，故A 正确；
B．氯化铁溶液有氧化性，能与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，则氯化铁溶液可用于腐蚀电路板上的铜与
溶液呈酸性无关，故B 错误；C．氢氧化铝呈弱碱性，可与胃酸中的盐酸反应生成氯化铝和水，所以氢氧
化铝用于治疗胃酸过多，故C 正确；D．氢氧化铝受热分解生成的熔点高的氧化铝和水的反应是吸热反
应，所以氢氧化铝常用作塑料的阻燃剂，故D 正确；故选B。
3.【答案】D
【解析】A．明矾水溶液中由于铝离子水解显酸性，A 正确；B．基态钾原子价电子排布式为4s1，钾元素
位于周期表的区，B 正确；C．
中S 原子价层电子对数为4、是sp3杂化，所以空间结构名称为正四
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面体形，C 正确；D．自来水厂常用明矾来净化水，不能杀菌消毒，D 错误；故选D。
4.【答案】C
【解析】A．金属镁表面易形成较致密氧化膜，不需要保存在石蜡油中，A 错误；B．单质Li 和冷水可以
反应生成LiOH 和氢气，B 错误；C．单质Li 可与
反应生成
，C 正确；D．Li 的焰色为紫红色，
与Mg 不同，D 错误；故选C。
5.【答案】B
【解析】A．工业生产Al 要消耗大量电能，再用Al 制备
成本太高，A 项错误；B．
中Al
原子的价层电子对数为4，为
杂化，B 项正确；C．反应消耗氢氧化钠，反应后
降低，溶液碱
性减弱，C 项错误；D．Al 是单质，D 项错误；本题选B。
6.【答案】A
【解析】A．
与
反应生成氢气，
，可用于疏通管道，A
正确；B．Al 常温下可与O2反应生成氧化铝，化学方程式为
，B 错误；C．铝合金的硬
度比纯铝大，C 错误；D．铝是活泼性较强的金属，工业上用电解熔融
制备金属铝，D 错误；故选
A。
7.【答案】D
【解析】A． 二氧化碳是非极性分子分子间作用力小，水为极性分子且分子间形成氢键，干冰的熔点比
冰低，故A 错误；B． 镁属于金属晶体，故B 错误；C． 铁属于金属晶体，铁的电导率随温度升高而降
低，随温度升高电阻增大，故C 错误；D． 镁在干冰中燃烧生成氧化镁和碳，反应的化学方程式是
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，故D 正确；故选D。
8.【答案】B
【解析】A．同位素是指同一元素不同核素的关系，该三者团簇阴离子是多原子聚集体，A 错误；B．
与水反应产生氢气，则
作还原剂，B 正确；C．团簇是原子、分子或离子通过物理或化学结合力
组成的，不是简单的由铝原子通过离子键结合而成，C 错误；D．
的
所含电子数是
，D 错误；故选B。
9.【答案】B
【解析】A．AlCl3和氨水反应生成氢氧化铝白色沉淀，氢氧化铝不溶于过量氨水，A 正确；B．苯酚的酸
性比
强，苯酚钠与碳酸氢钠不反应，B 错误；C．氢氧化铁比氢氧化镁更难溶，向Mg(OH)2悬浊液
中滴加饱和FeCl3溶液，产生红褐色氢氧化铁沉淀，C 正确；D．酸性高锰酸钾有强氧化性，能和H2O2反
应而褪色，D 正确；不正确的选B。
10.【答案】A
【解析】A．生锈的铁钉置于硫酸中，铁锈与酸反应生成的
与Fe 反应生成二价铁，该实验操作不能
证明铁锈中含有二价铁，A 项错误；B．试管壁发热，说明反应放出热量，B 项正确；C．
水解生成
的HCl 遇空气中的水蒸气形成盐酸小液滴，C 项正确；D．石蜡加强热裂解生成的不饱和烃能与溴发生加
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成反应，D 项正确；故选A。
11.【答案】C
【解析】A．干冰受热升华，Mg 在
中继续燃烧，A 项正确；B．
，说明酸性：
，B 项正
确；C．向NaOH 溶液中滴加少量
溶液，得到的浊液含NaOH 和
，过量的NaOH 与
反应生成
，不能说明
转化成
，C 项错误；D．根据现象可知发生反
应：
，稀硫酸仅表现酸性，D 项正确；故选：C。
12.【答案】B
【解析】A．镁在空气中燃烧时，可与空气中的氮气、氧气和二氧化碳反应生成氮化镁和氧化镁，故A 正
确；B．实验室用氯化铵固体与氢氧化钙固体共热反应制备氨气，不能用加热氯化铵的方法制备氨气，故
B 错误；C．生铁和钢的性能差别主要是因为生铁和钢中的含碳量的不同，所以将生铁进一步炼制减少含
碳量，能得到机械性能更好的钢，故C 正确；
D．胆矾可以和石灰乳可以制成一种常用的杀菌能力较好的农药波尔多液，故D 正确；
故选B。
13.【答案】C
【分析】该实验主要是N2与Mg 在加热时反应生成Mg3N2。A 中长颈漏斗中是浓氨水，加入烧瓶中遇生
石灰释放NH3，B 中碱石灰吸收NH3中的水。在C 装置中NH3与CuO 在加热情况下反应生成N2，D 中浓
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硫酸吸收N2中的水和NH3后，N2进入E 中与Mg 反应。F 装置可以防止空气中的CO2、H2O 等进入装置中
与Mg 及Mg3N2反应。
【解析】A．装置A 中分液漏斗中的溶液是浓氨水，流入烧瓶中与CaO 接触会产生NH3，A 正确；B．实
验进行时应先点燃C 处的酒精灯，等产生的较纯的N2进入E 中时再点燃E 中酒精灯，B 正确；C．装置D
中浓硫酸吸收的是N2中的水蒸气和氨气，因此不只是干燥氮气的作用，C 错误；D．取反应后装置E 所
得固体少许，滴入蒸馏水， Mg3N2和水反应生成氢氧化镁和氨气，若闻到刺激性气味，则有Mg3N2，D
正确；故选：C。
14.【答案】C
【分析】工业生产一般采用电解熔融
的方法制镁，所得Mg 通过“高温还原”
、发生反应
制取金属钛，再经过真空蒸馏提纯钛等步骤得到钛产品。
【解析】A．由于MgO 的熔点高，电解MgO 制备金属Mg 能耗大，工业生产一般采用电解熔融
的
方法，A 项正确；B．还原时，发生反应的化学方程式为
，B 项正确；C．点
燃下金属镁和
能反应，则用金属镁还原
过程中
不能用作保护气，可通入Ar 作保护气， C 项
错误；D．真空蒸馏时，需要将金属Mg、
分离除去，由于金属钛的熔点很高，因此真空蒸馏的目
的是为了降低单质Mg 和
的沸点，使Mg、
气化，实现与Ti 的分离，D 项正确；答案选C。
15.【答案】C
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【分析】
时，
表面有气泡产生，
质量减小，此时Al 作负极，Mg 作正极，原电池反应为
，由图可知，
时刻电流的方向发生了改变，则
时，Al 作正极，
Mg 作负极，原电池反应为
，据此分析解答。
【解析】A．由分析知，
，
为负极，故A 正确；
B．由分析知，
，Mg 作正极，发生还原反应，还原产物为氢气，由电池反应式可知
上产生的气体
为
，故B 正确；C．
，Al 作负极，负极反应：
，故C 错误；D．
时，Al 作正极，正极反应式为
，
，Mg 作正极，正极反应式为
，故实验过程中，正极上均为水电离出的氢离子得电子生成氢气，同时有
生
成，故D 正确；故选C。
16.【答案】A
【分析】由题意可知，氢氧化铝的溶度积大于氢氧化铁，a、b 两点溶液的pH 分别为3.0，4.3 说明曲线I
代表铁离子、曲线Ⅱ代表铝离子，则由图可知，氢氧化铁的溶度积Ksp[Fe(OH)3]=10-5×(10-11mol/L)3=10-38、
氢氧化铝溶度积Ksp[Al(OH)3]=10-5×(10-9.7mol/L)3=10-34.1。
【解析】A．由图可知，c 点溶液中铝元素的物质的量为0.1mol，说明溶液中铝元素的存在形式为四羟基
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合铝离子，根据
，
，此时溶液中的
Al3+离子浓度可以看成1.0×10 -5，
，pH 约为6.25，A 错误；B．根据分析可知，曲
线Ⅱ代表Al3+，B 正确；C．在氢氧化铝和氢氧化铁共沉淀的体系中
，C 正确；D．由方程式可知，平衡常数
，D 正确；答案选A。
17.【答案】A
【分析】镓(Ga)与铝同主族，曾被称为“类铝”，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业制备镓的流
程如图，分析可知氧化铝和氧化镓都可以与氢氧化钠溶液反应生成盐，并且二氧化碳可以制取氢氧化
铝，却无法与偏镓酸钠反应，可实现铝和镓的分离。
【解析】A．镓(
)与铝同主族，曾被称为“类铝”，则其氢氧化物不会溶与弱碱氨水，向GaCl3溶液中
逐滴加入足量氨水，有Ga(OH)3沉淀生成，沉淀不溶解，A 错误；B．适量二氧化碳可以制取氢氧化铝，
却无法与Na[Ga(OH)4]反应，说明酸性氢氧化铝比氢氧化镓弱，
，B 正确；C．铝能
与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，所以金属镓也可以与NaOH 溶液反应生成
和氢气，
C 正确；D．碳酸溶液为酸性，所以步骤二中不能通入过量的
是因为
会发生反应生成
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Ga(OH)3沉淀，
，D 正确；故选A。
18.【答案】A
【分析】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。
【解析】A．Mg 能与
在加热条件下反应生成Mg(OH)2，A 错误；B．MgO 和Al2O3均可用于制造耐
高温材料，B 正确；C．存在Al→AlCl3→Al(OH)3→Al2O3→Al 的循环转化关系，C 正确；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；故选A。
19.【答案】C
【分析】以铝土矿(主要成分为
、
、
)为原料，制备
，流程主线以
为主元素，
、
作为杂质被除去，加入
溶液“碱浸”铝土矿，
不反应，过滤以滤渣1 被除去，
、
与碱反应进入滤液1 中，以
、
形式存在，通入适量
生成
沉淀，过滤为滤渣2 除去，通入过量
生成
沉淀，最终转化为
。
【解析】A．粉碎铝土矿、搅拌，可以增大反应物接触面积，提高反应速率的同时提高铝土矿的利用率，
A 正确；B．
、
与碱反应，分别以
、
的形式存在于滤液1 中，过程②
与适量
反应生成
沉淀，过程③
与过量
反应生成
沉淀，
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所以
的酸性比
强，B 正确；C．生成
的化学方程式为
，该反应为可逆反应，
反应不完全，转移电子数小于
，C 错
误；D．加入
溶液“碱浸”铝土矿，
不反应，所以滤渣1 是
，
与适量
反
应生成滤渣2，滤渣2 是
沉淀，离子方程式可能为
，D 正确。故选C。
20．A。解析：反应化学方程式为；Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑；2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑；
MgSO4＋2KOH===Mg(OH)2↓＋K2SO4；Al2(SO4)3＋6KOH===2Al(OH)3↓＋3K2SO4；Mg(OH)2=====MgO＋
H2O；2Al(OH)3=====Al2O3＋3H2O；根据化学方程式可得：得到的氢氧化镁和氢氧化铝的质量等于镁铝
的质量和与氢氧根离子的质量之和，即n＝m＋c××17＝m＋，选项中忽略了体积的单位，选项A 不正确；
B 选项中p 为生成的氧化物的质量，1 mol Mg 可结合1 mol O，2 mol Al 结合3 mol O，因此生成沉淀的物
质的质量等于镁和铝的质量之和加氧元素的质量，而结合氧元素的物质的量等于生成氢气的物质的量，
也等于消耗氢氧根离子的物质的量的一半，即p＝×16＋m＝m＋，选项B 正确；根据化学方程式的定量关
系，生成的氢气的物质的量等于参加反应的碱的物质的量的一半，即b＝22.4 L/mol×，整理得c＝，选项
C 正确；氧化镁和氧化铝的质量可以按照极值方法计算，若m g 全是镁，得到的氧化物为氧化镁，根据
元素守恒，则质量为p＝×40＝m；若m g 全是铝，得到的氧化物为氧化铝，根据元素守恒，则质量为p＝
×102×＝m，质量介于二者之间，选项D 正确。
21．(1)0.06 440
(2)400 mL
(3)
≤a<1
22．(1)AlN＋3H2O=====Al(OH)3＋NH3↑
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加快AlN 的水解反应速率，降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出
(2)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
(3)2Fe2＋＋2H＋＋ClO－===2Fe3＋＋Cl－＋H2O
(4)Fe(OH)3
(5)防止Al(OH)2Cl 水解生成Al(OH)3
23．(1)还原性
(2)
6H
①
＋＋Al2O3===2Al3＋＋3H2O
a.NO
②
2 b．对比实验，排除氧气使湿润的KI淀粉试纸变蓝的可能 c．1 1 4H＋ 1 1 2H2O
(3)
NH
①
3 ②8Al＋3NO＋5OH－＋2H2O===3NH3↑＋8AlO
(4)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
解析：(1)加入铝粉产生H2, Al 为还原剂，具有还原性。
(2)①盐酸与氧化铝反应的离子反应方程式为6H＋＋Al2O3===2Al3＋＋3H2O。
②液面上方呈浅棕色，一定不是氢气，为氮的氧化物，将湿润淀粉KI 试纸置于空气中未变蓝，说明
KI 在空气中不能被氧化，而用湿润淀粉KI 试纸检验浅棕色气体，试纸变蓝，则KI 被氧化，即二氧化氮
与水反应生成硝酸，再氧化碘离子生成碘单质。
a．由上述分析可知，浅棕色气体是NO2；
b．实验1 的目的是对比实验；
c．Al 与H＋、NO 发生反应的离子方程式为Al＋NO＋4H＋===Al3＋＋NO↑＋2H2O。
(3)①用湿润淀粉KI 试纸检验，未变蓝；用湿润红色石蕊试纸检验，试纸变蓝，则气体为NH3。
②由上述分析可知，碱性条件下Al 与NO 发生反应的离子方程式为8Al ＋3NO ＋5OH －＋
2H2O===3NH3↑＋8AlO。
(4)NaOH 溶液中加入铝粉，反应的化学方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。
24．(1)防止倒吸
(2)检查装置的气密性 关闭K1，打开K2 把装置中残留的氨气全部赶入装置C
(3)偏高 在装置C 的出口处连接一个干燥装置
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(4)CO2＋AlO＋2H2O===HCO＋Al(OH)3↓
(5)过滤、洗涤 %
解析：(2)实验步骤如下：组装好实验装置，首先检查装置的气密性，再加入实验药品；接下来的实验操
作是关闭K1，打开K2，并打开分液漏斗活塞，加入NaOH 浓溶液，至不再产生气体；打开K1，通入氮气
一段时间，测定装置C 反应前后的质量变化。由于反应中产生的氨气会残留在装置中，因此通入氮气的
目的是把装置中残留的氨气全部赶入装置C。
(3)生成的氨气中含有水蒸气，若去掉装置B，则装置C 的质量增加，导致测定结果偏高。由于空气中含
有的水蒸气也会进入装置C，导致测定结果偏高，因此改进的措施是在装置C 的出口处连接一个干燥装
置。
(4)滤液中含有偏铝酸钠，则步骤②生成沉淀的离子方程式为CO2＋AlO＋2H2O===HCO＋Al(OH)3↓。
(5)m2 g 固体的成分是氧化铝，根据铝原子守恒可知AlN 的纯度是×100%＝%。
25.【答案】（1）除去碳和有机物 含钴废料粉碎、含钴废料与空气逆流混合、鼓入富氧空气
（2）
（3）3d74s2
能把盐酸氧化为氯气
（4）把Fe2+氧化为Fe3+
（5）99%
【分析】含钴废料主要成分为
，含少量
、碳及有机物，550℃焙烧除去
碳和有机物，“碱浸”时，Al2O3和氢氧化钠反应生成
除Al2O3；“钴浸出”时，
被
Na2SO3还原为Co2+，Fe2O3被Na2SO3还原为Fe2+，浸出液中含有硫酸钴、硫酸亚铁、硫酸钙、硫酸镁；
“净化除杂1”过程中，先在
加入
把Fe2+氧化为Fe3+；再升温至
，加入
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溶液调
至4.5 生成氢氧化铁沉铁，“净化除杂2”过程中，加过量NaF 溶液生成CaF2、MgF2沉
淀除钙、镁，滤液中加草酸铵生成草酸钴沉淀。
【解析】（1）含钴废料主要成分为
，含少量
、碳及有机物，550℃焙烧
除去碳和有机物；根据影响反应速率的因素，提高焙烧速率的措施有含钴废料粉碎、含钴废料与空气逆
流混合、鼓入富氧空气等。
（2）“碱浸”时，Al2O3和氢氧化钠反应生成
，发生反应的离子方程式是
；
（3）Co 是27 号元素，基态
原子的价电子排布式是3d74s2；酸性条件下氧化能力：
，
能把盐酸氧化为氯气，所以“钴浸出”过程中，不能用盐酸代替硫酸。
（4）“净化除杂1”过程中，先在
加入
的作用是把Fe2+氧化为Fe3+；再升温至
，加入
溶液，调
至4.5 生成氢氧化铁沉淀，该反应的离子方程式为
。
（5）“净化除杂2”过程中，加入
以除去原溶液中的
(浓度为
)和
，若控制溶
液中
，则c(
)=
,则
的去除率准确值为
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