2．掌握鎂、鋁的重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。3.了解鎂、鋁及其重要化合物的制備方法。
考點(diǎn)一 鎂、鋁的性質(zhì)及應(yīng)用
知識梳理
1.鎂、鋁的結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)
鎂和鋁分別位于第 周期的 族和 族。它們的原子核外均有 個(gè)電子層，其原子結(jié)構(gòu)示意圖分別為 、 ；鋁的熔沸點(diǎn)比鎂的 、硬度比鎂的 。
2．金屬鋁的化學(xué)性質(zhì)
（5）鋁熱反應(yīng)
①實(shí)驗(yàn)原理：高溫下鋁將較不活潑的金屬從其 中還原出來。
鋁粉還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
②反應(yīng)方程式： 。
③實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 。
④鎂條、氯酸鉀的作用： 。
⑤應(yīng)用：在冶金工業(yè)上常用這一原理制取熔點(diǎn) 的金屬，如鉻、錳等，3MnO2＋4Al eq \(=====,\s\up7(高溫)) 。該反應(yīng)原理可以應(yīng)用在生產(chǎn)上，如 等。
3．鋁的用途
純鋁用作導(dǎo)線，鋁合金用于制造汽車、飛機(jī)、生活用品等。
4．鎂的化學(xué)性質(zhì)（與鋁比較）
[判斷] （正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”）
（1）鋁制餐具可長時(shí)間存放酸性或堿性食物（ ）
（2）常溫下，鋁與稀硝酸反應(yīng)可以制取氫氣（ ）
（3）鋁在空氣中耐腐蝕，所以鋁是不活潑金屬（ ）
（4）1 ml Al與足量的硫酸或足量的氫氧化鈉溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同（ ）
（5）鋁與少量NaOH溶液反應(yīng)得到鋁鹽，與足量NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鹽（ ）
（6）將水加入濃硫酸中得到稀硫酸，置鎂片于其中探究Mg的活潑性（ ）
（7）鋁在自然界中有游離態(tài)和化合態(tài)兩種形式（ ）
（8）MgO與Al粉的混合物也可稱為鋁熱劑（ ）
（9）Mg粉與濃NH4Cl溶液反應(yīng)放出H2和NH3（ ）
（10）相同質(zhì)量的鎂條分別在足量的CO2和O2中完全燃燒，所得固體的質(zhì)量相同（ ）
（11）工業(yè)上制造鎂粉時(shí)，可將鎂蒸氣在N2中冷卻（ ）
[提醒]
1．Mg在CO2中能夠燃燒，所以活潑金屬鎂著火不能用干粉滅火器和泡沫滅火器滅火。同時(shí)鎂與氮?dú)夥磻?yīng)生成Mg3N2。
2．常溫下，能用鋁制容器盛放濃硫酸、濃硝酸的原因是二者能使鋁發(fā)生“鈍化”，而不是鋁與濃硫酸、濃硝酸不反應(yīng)。
3．能與鋁反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的溶液可能呈強(qiáng)酸性也可能呈強(qiáng)堿性。
4．鋁與強(qiáng)堿溶液的反應(yīng)中，水作氧化劑（NaOH不是氧化劑）：
5．鋁熱反應(yīng)是在高溫干態(tài)下進(jìn)行的置換反應(yīng)，鋁只能與排在金屬活動性順序其后的金屬氧化物反應(yīng)。鋁熱反應(yīng)不能用來冶煉大量的金屬鐵、銅等（要考慮冶煉成本）。
對點(diǎn)速練
練點(diǎn)一 鎂、鋁的性質(zhì)判斷
1．鎂、鋁單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)以相似為主，但也存在某些重大差異性，下列物質(zhì)能用于證明二者存在較大差異性的是（ ）
①CO2 ②鹽酸 ③NaOH溶液 ④水
A．①④ B．②③
C．①③ D．②③④
2．現(xiàn)有一塊已知質(zhì)量的鋁鎂合金，欲測定其中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，幾位同學(xué)設(shè)計(jì)了以下三種不同的實(shí)驗(yàn)方案：
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)①：鋁鎂合金 eq \(――→,\s\up7(鹽酸)) 測定生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)②：鋁鎂合金 eq \(――→,\s\up7(NaOH溶液)) 測定生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)③：鋁鎂合金 eq \(――→,\s\up7(鹽酸)) eq \(―――――→,\s\up7(過量NaOH溶液)) 過濾，測定得到沉淀的質(zhì)量
則能測定出鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的是（ ）
A．都能 B．都不能
C．①不能，其他都能 D．②③不能，①能
eq \a\vs4\al(練點(diǎn)二 鎂、鋁的有關(guān)計(jì)算)
3．把鋁粉和氧化鐵粉末配成鋁熱劑，分成兩等份。一份在高溫下恰好完全反應(yīng)后，再與足量鹽酸起反應(yīng)；另一份放入足量的燒堿溶液中充分反應(yīng)。前后兩種情況下生成的氣體的質(zhì)量比是（ ）
A．1∶1 B．2∶3
C．3∶2 D．28∶9
4．Mg、Al組成的混合物與足量鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣4.48 L，下列推斷中不正確的是（ ）
A．參加反應(yīng)的Mg、Al共0.2 ml
B．參加反應(yīng)的HCl為0.4 ml
C．Mg、Al在反應(yīng)中共提供0.4 ml電子
D．若與足量的稀硫酸反應(yīng)能產(chǎn)生0.2 ml H2
eq \a\vs4\al(練點(diǎn)三 鋁與酸、堿的反應(yīng))
5．鋁是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)階段的唯一一種既能與酸（非氧化性酸）反應(yīng)又能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)放出H2的金屬，就鋁的這一特殊性質(zhì)回答下列問題：
（1）等質(zhì)量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)，所得H2的體積之比是 。
（2）足量的兩份鋁分別投入到等體積、等物質(zhì)的量濃度的鹽酸、氫氧化鈉溶液中，產(chǎn)生H2的體積之比是 。
（3）足量的兩份鋁分別投入到等體積、一定物質(zhì)的量濃度的HCl、NaOH溶液中，二者產(chǎn)生的H2相等，則HCl和NaOH的物質(zhì)的量濃度之比是 。
（4）甲、乙兩燒杯中各盛有100 mL 3 ml·L－1的鹽酸和NaOH溶液，向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉，反應(yīng)結(jié)束后，測得生成的氣體體積比為V（甲）∶V（乙）＝1∶2，則加入鋁粉的質(zhì)量為 （填字母）。
A．5.4 g B．3.6 g
C．2.7 g D．1.8 g
方法技巧
鋁與酸、堿反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系
鋁與酸、堿反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。從化學(xué)方程式可以看出Al與酸、堿反應(yīng)時(shí)生成H2的實(shí)質(zhì)都是Al eq \(――→,\s\up7(失3e－)) eq \(Al,\s\up6(＋3)) ，所以無論與酸還是與堿反應(yīng)，Al與H2的關(guān)系都是2Al～3H2。
（1）等量鋁分別與足量鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣體積比 eq \f(VHCl（H2）,VNaOH（H2）) ＝ eq \f(1,1) 。
（2）足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的體積比 eq \f(VHCl（H2）,VNaOH（H2）) ＝ eq \f(1,3) 。
（3）一定量的鋁分別與一定量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的體積比 eq \f(1,3) < eq \f(VHCl（H2）,VNaOH（H2）) < eq \f(1,1) ，則必定是a.鋁與鹽酸反應(yīng)時(shí)，鋁過量而鹽酸不足；b.鋁與氫氧化鈉反應(yīng)時(shí)，鋁不足而氫氧化鈉過量。解題時(shí)應(yīng)充分利用上述過量關(guān)系。
考點(diǎn)二 鋁的重要化合物
知識梳理
1.氧化鋁（Al2O3）
（1）物理性質(zhì)： 色固體， 溶于水，有很高的 。
（2）化學(xué)性質(zhì)（兩性氧化物）
①與HCl反應(yīng) 。
②與NaOH反應(yīng) 。
2．氫氧化鋁[Al（OH）3]
（1）物理性質(zhì)
白色膠狀不溶于水的固體，有較強(qiáng)的 性。
（2）化學(xué)性質(zhì)（兩性氫氧化物）
Al（OH）3的電離方程式為：
3．制備
（1）向鋁鹽中加入氨水，離子方程式為 。
（2）NaAlO2溶液中通入足量CO2，離子方程式為 。
（3）NaAlO2溶液與AlCl3溶液混合： 。
4．常見的鋁鹽及其應(yīng)用
（1）硫酸鋁鉀是由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成的 鹽。
（2）明礬的化學(xué)式為 ，它是無色晶體，可溶于水，水溶液pH 7（選填“”或“＝”）。明礬可以凈水，其凈水的原理是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[判斷] （正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”）
（1）明礬用作凈水劑不涉及化學(xué)變化（ ）
（2）氫氧化鋁具有弱堿性，可用于制胃酸中和劑（ ）
（3）向1 ml·L－1 AlCl3溶液中加過量的6 ml·L－1 NaOH溶液制備Al（OH）3懸濁液（ ）
（4）向NaAlO2溶液中通入過量CO2制Al（OH）3的離子方程式：CO2＋AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO3?（ ）
（5）Al（OH）3既能與稀硫酸反應(yīng)又能與NaOH溶液反應(yīng)（ ）
（6）明礬的化學(xué)式為Al2（SO4）3·12H2O（ ）
（7）下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化在給定條件下能夠?qū)崿F(xiàn)：
Al2O3 eq \(―――――――→,\s\up15(NaOH（aq）)) NaAlO2（aq） eq \(――→,\s\up15(CO2)) Al（OH）3（ ）
[提醒]
既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)的物質(zhì)
（1）Al、Al2O3、Al（OH）3
（2）弱酸的銨鹽，如：NH4HCO3、CH3COONH4等
（3）弱酸的酸式鹽：如NaHCO3、KHS、NaHSO3等
（4）氨基酸
（5）蛋白質(zhì)
兩性物質(zhì)是指既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)生成鹽和水的化合物，上述物質(zhì)中只有Al2O3、Al（OH）3、氨基酸、蛋白質(zhì)是兩性物質(zhì)。
對點(diǎn)速練
練點(diǎn)一 Al2O3、Al（OH）3的兩性
1．探究氫氧化鋁的兩性，最適宜的試劑是（ ）
A．Al、NaOH溶液、稀鹽酸
B．Al2O3、氨水、稀鹽酸
C．Al2（SO4）3溶液、NaOH溶液、稀鹽酸
D．AlCl3溶液、氨水、稀鹽酸
2．下列物質(zhì)既能與鹽酸反應(yīng)，又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的是（ ）
①Ca（OH）2 ②Al2O3 ③Ca（HCO3）2
④Al（OH）3 ⑤NaHSO4 ⑥Al ⑦（NH4）2S
A．②④⑥ B．②③⑤⑥
C．①③④⑥ D．②③④⑥⑦
練點(diǎn)二 Al（OH）3的制備方案
3．用含少量鎂粉的鋁粉制取純凈的氫氧化鋁，下列操作步驟中最恰當(dāng)?shù)慕M合是（ ）
①加鹽酸溶解 ②加燒堿溶液溶解 ③過濾 ④通入過量CO2生成Al（OH）3沉淀 ⑤加入鹽酸生成Al（OH）3沉淀 ⑥加入過量燒堿溶液
A．①⑥⑤③ B．②③④③
C．②③⑤③ D．①③⑤③
4．實(shí)驗(yàn)室可用鋁屑、氨水、氫氧化鈉溶液、稀硫酸等來制備氫氧化鋁，某同學(xué)設(shè)計(jì)了三種實(shí)驗(yàn)方案：
（1）用方案①制備Al（OH）3時(shí)使用的藥品最好是鋁屑、稀硫酸和氨水，不用氫氧化鈉代替氨水的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
寫出該方案中有關(guān)的離子方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）用方案②來制備Al（OH）3時(shí)，必須注意 的用量，以防止生成的Al（OH）3溶解。
（3）三種方案中，你認(rèn)為最好的是 （填序號），原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
方法總結(jié)
Al（OH）3的三種制備方法
方法一：可溶性鋁鹽溶液與過量氨水反應(yīng)
反應(yīng)原理：Al3＋＋3NH3·H2O===Al（OH）3↓＋3NH4+
方法二：向可溶性偏鋁酸鹽溶液中通入過量CO2
反應(yīng)原理：AlO2?＋2H2O＋CO2===Al（OH）3↓＋HCO3?
方法三：相互促進(jìn)水解法
練點(diǎn)三 化工流程中的“鋁”
5．工業(yè)上用某種氧化鋁礦石（含F(xiàn)e2O3雜質(zhì)）為原料冶煉鋁的工藝流程如下：
對上述流程中的判斷正確的是（ ）
A．試劑X可以為氨水，沉淀中含有鐵的化合物
B．CO2可以用H2SO4溶液或稀鹽酸代替
C．反應(yīng)Ⅱ中的離子方程式為CO2＋AlO2?＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO3?
D．工業(yè)上還可采用Fe還原Al2O3的方法制Al，成本更低
6．鋁是應(yīng)用廣泛的金屬。以鋁土礦（主要成分為Al2O3，含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì)）為原料制備鋁的一種工藝流程如下：
注：SiO2在“堿溶”時(shí)轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀。
（1）“堿溶”時(shí)生成偏鋁酸鈉的離子方程式為 。
（2）向“過濾Ⅰ”所得濾液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH （填“增大”“不變”或“減小”）。
（3）“電解Ⅰ”是電解熔融Al2O3，電解過程中作陽極的石墨易消耗，原因是________________________________________________________________________。
（4）鋁粉在1 000 ℃時(shí)可與N2反應(yīng)制備AlN。在鋁粉中添加少量NH4Cl固體并充分混合，有利于AlN的制備，其主要原因是________________________________________________________________________。
方法總結(jié)
從鋁土礦中提取氧化鋁的兩種方法
鋁土礦的主要成分是Al2O3，含有的雜質(zhì)是Fe2O3和SiO2，由于Al2O3具有兩性，而雜質(zhì)SiO2是酸性氧化物，F(xiàn)e2O3是堿性氧化物。因而可設(shè)計(jì)出兩種提純氧化鋁的方案。
方法一 酸溶法
方法二 堿溶法
微專題·大素養(yǎng)
“鋁三角”中的圖像題
【知識基礎(chǔ)】
一、Al3＋、Al（OH）3、AlO2?之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系——“鋁三角”
1.寫出上述轉(zhuǎn)化的離子方程式：
（1）①___________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
（2）________________________________________________________________________。
（3）________________________________________________________________________。
（4）________________________________________________________________________。
（5）①___________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
（6）______________________________________________________________________。
2.掌握Al3＋、Al（OH）3、 AlO2?三者之間的轉(zhuǎn)化比例：
二、四個(gè)基本圖像
1.可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應(yīng)的圖像：
2.偏鋁酸鹽溶液與鹽酸反應(yīng)的圖像：
三、三個(gè)拓展圖像
1.向AlCl3溶液中逐滴加入氨水或NaAlO2溶液至過量，圖像如圖1所示。
2.向NaAlO2溶液中逐滴加入AlCl3溶液或通入CO2至過量，圖像如圖2所示。
3.向含MgCl2、AlCl3、鹽酸、NH4Cl的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液至過量，沉淀圖像如圖3所示，反應(yīng)的先后順序與圖像關(guān)系為
（1）H＋ eq \(――→,\s\up15(OH－)) H2O
（2）Mg2＋、Al3＋ eq \(――→,\s\up15(OH－)) Mg（OH）2、Al（OH）3
（3）NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) eq \(――→,\s\up15(OH－)) NH3·H2O
（4）Al（OH）3 eq \(――→,\s\up15(OH－)) AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2))
【素養(yǎng)專練】
一、單一圖像的判斷計(jì)算
1.向物質(zhì)的量濃度均為1 ml·L－1的AlCl3和鹽酸的混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液，下圖[n表示Al（OH）3的物質(zhì)的量，V表示NaOH溶液的體積]能正確表示這個(gè)反應(yīng)過程的是（ ）
二、復(fù)合圖像的判斷計(jì)算
2.[Al3＋、AlO2?形成Al（OH）3圖像的綜合分析]如圖表示AlCl3溶液與NaOH溶液相互滴加過程中微粒的量的關(guān)系曲線。下列判斷錯(cuò)誤的是（ ）
A．①線表示Al3＋的物質(zhì)的量的變化
B．x表示AlCl3的物質(zhì)的量
C．③線表示Al（OH）3的物質(zhì)的量的變化
D．④線表示AlO2?的物質(zhì)的量的變化
3.某Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入1 ml·L－1的鹽酸，測得溶液中的HCO3?、CO32?、AlO2?、Al3＋的物質(zhì)的量與加入鹽酸的體積變化關(guān)系如圖所示，則下列說法正確的是（ ）
A．原混合溶液中的CO32?與AlO2?的物質(zhì)的量之比為1∶2
B．V1∶V2＝1∶5
C．M點(diǎn)時(shí)生成的CO2為0.05 ml
D．e曲線表示的離子方程式為Al（OH）3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
4.向盛有10 mL 1 ml·L－1 NH4Al（SO4）2溶液的燒杯中滴加 1 ml·L－1NaOH溶液，沉淀物質(zhì)的量隨NaOH溶液體積的變化示意圖如圖：
（1）寫出m點(diǎn)反應(yīng)的離子方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）若在NH4Al（SO4）2溶液中改加20 mL 1.2 ml·L－1Ba（OH）2溶液，充分反應(yīng)后，溶液中產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量為 ml。
三、不規(guī)則圖像的分析
5.某研究性學(xué)習(xí)小組擬探究在含Mg2＋、Al3＋的混合溶液中滴加NaOH溶液時(shí)，生成氫氧化物沉淀的過程。
【實(shí)驗(yàn)】 在0.1 ml·L－1 MgSO4、0.05 ml·L－1Al2（SO4）3的混合溶液中滴加0.5 ml·L－1 NaOH溶液，借助氫離子傳感器和相應(yīng)分析軟件，測得溶液的pH隨NaOH溶液的加入變化情況如圖所示。
（1）為精確控制加入NaOH溶液的體積，可將NaOH溶液置于 （填儀器名稱）中滴加。
（2）圖中有三個(gè)pH增加緩慢的階段，第一階段（a點(diǎn)前）對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）對第二階段（b點(diǎn)～c點(diǎn)）溶液pH變化緩慢的本質(zhì)，小組同學(xué)作出如下推測，請補(bǔ)充推測2和3：
推測1：生成Mg（OH）2沉淀，消耗OH－；
推測2：_______________________________________________________；
推測3：_______________________________________________________。
若推測1符合實(shí)際情況，則a點(diǎn)之前反應(yīng)的離子方程式為 ，請據(jù)此描述Mg（OH）2、Al（OH）3兩種物質(zhì)在水溶液中溶解性的差異____________________________________________________。
（4）請分析e點(diǎn)后溶液中較大量存在的含金屬元素的離子并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)（可不填滿）：
6.生產(chǎn)上用過量燒堿溶液處理某礦物（含Al2O3、MgO），過濾后得到的濾液用NaHCO3溶液處理，測得溶液pH和Al（OH）3生成的量隨加入NaHCO3溶液體積的變化情況如圖所示。下列說法不正確的是（ ）
A．NaHCO3溶液的物質(zhì)的量濃度為0.8 ml·L－1
B．b點(diǎn)與c點(diǎn)溶液所含粒子種類相同
C．a(chǎn)點(diǎn)溶液中存在的離子是Na＋、AlO2?、OH－、H＋
D．生成沉淀的離子方程式為HCO3?＋AlO2?＋H2O===Al（OH）3↓＋CO32?
本講真題研練
1.[2020·山東卷，9]以菱鎂礦（主要成分為MgCO3，含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3）為原料制備高純鎂砂的工藝流程如下：
已知浸出時(shí)產(chǎn)生的廢渣中有SiO2、Fe（OH）3和Al（OH）3。下列說法錯(cuò)誤的是（ ）
A.浸出鎂的反應(yīng)為MgO＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3↑＋H2O
B.浸出和沉鎂的操作均應(yīng)在較高溫度下進(jìn)行
C.流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)有NH3、NH4Cl
D.分離Mg2＋與Al3＋、Fe3＋是利用了它們氫氧化物Ksp的不同
2.[2020·江蘇卷，3]下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)系的是（ ）
A.鋁的金屬活潑性強(qiáng)，可用于制作鋁金屬制品
B.氧化鋁熔點(diǎn)高，可用作電解冶煉鋁的原料
C.氫氧化鋁受熱分解，可用于中和過多的胃酸
D.明礬溶于水并水解形成膠體，可用于凈水
3.[2020·浙江1月，12]下列關(guān)于鋁及其化合物的說法，不正確的是（ ）
A.明礬可用作凈水劑和消毒劑
B.利用鋁熱反應(yīng)可冶煉高熔點(diǎn)金屬
C.鋁可用作包裝材料和建筑材料
D.氫氧化鋁可用作治療胃酸過多的藥物
4.[2019·全國卷Ⅰ，26]硼酸（H3BO3）是一種重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于玻璃、醫(yī)藥、肥料等工業(yè)。一種以硼鎂礦（含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3）為原料生產(chǎn)硼酸及輕質(zhì)氧化鎂的工藝流程如下：
回答下列問題：
（1）在95 ℃“溶浸”硼鎂礦粉，產(chǎn)生的氣體在“吸收”中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
（2）“濾渣1”的主要成分有 。為檢驗(yàn)“過濾1”后的濾液中是否含有Fe3＋離子，可選用的化學(xué)試劑是 。
（3）根據(jù)H3BO3的解離反應(yīng)：H3BO3＋H2O?H＋＋B（OH）4?，Ka＝5.81×10－10，可判斷H3BO3是 酸；在“過濾2”前，將溶液pH調(diào)節(jié)至3.5，目的是 。
（4）在“沉鎂”中生成Mg（OH）2·MgCO3沉淀的離子方程式為 ，母液經(jīng)加熱后可返回 工序循環(huán)使用。由堿式碳酸鎂制備輕質(zhì)氧化鎂的方法是 。
5.[2018·江蘇卷]以高硫鋁土礦（主要成分為Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金屬硫酸鹽）為原料，生產(chǎn)氧化鋁并獲得Fe3O4的部分工藝流程如下：
（1）焙燒過程均會產(chǎn)生SO2，用NaOH溶液吸收過量SO2的離子方程式為 。
（2）添加1% CaO和不添加CaO的礦粉焙燒，其硫去除率隨溫度變化曲線如下圖所示。
已知：多數(shù)金屬硫酸鹽的分解溫度都高于600 ℃
硫去除率＝（1－ eq \f(焙燒后礦粉中硫元素總質(zhì)量,焙燒前礦粉中硫元素總質(zhì)量) ）×100%
①不添加CaO的礦粉在低于500 ℃焙燒時(shí)，去除的硫元素主要來源于 。
②700 ℃焙燒時(shí)，添加1% CaO的礦粉硫去除率比不添加CaO的礦粉硫去除率低，其主要原因是 。
（3）向“過濾”得到的濾液中通入過量CO2，鋁元素存在的形式由 （填化學(xué)式）轉(zhuǎn)化為 （填化學(xué)式）。
（4）“過濾”得到的濾渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，理論上完全反應(yīng)消耗的n（FeS2）∶n（Fe2O3）＝ 。
6.[2016·浙江卷，27Ⅰ]化合物Mg5Al3（OH）19（H2O）4可作環(huán)保型阻燃材料，受熱時(shí)按如下化學(xué)方程式分解：
2Mg5Al3（OH）19（H2O）4 eq \(=====,\s\up7(△)) 27H2O↑＋10MgO＋3Al2O3
（1）寫出該化合物作阻燃劑的兩條依據(jù)_____________________________________
________________________________________________________________________。
（2）用離子方程式表示除去固體產(chǎn)物中Al2O3 的原理
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）已知MgO可溶于NH4Cl的水溶液，用化學(xué)方程式表示其原理
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
7.[2016·海南卷，14]KAl（SO4）2·12H2O（明礬）是一種復(fù)鹽，在造紙等方面應(yīng)用廣泛。實(shí)驗(yàn)室中，采用廢易拉罐（主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質(zhì)）制備明礬的過程如下圖所示?；卮鹣铝袉栴}：
eq \x(易拉罐) eq \(―――――→,\s\up15(試劑①),\s\d12(微熱，過濾)) eq \x(濾液A) eq \(―――――→,\s\up15(NH4HCO3)) eq \x(沉淀B) eq \(――――→,\s\up15(稀H2SO4),\s\d13(K2SO4)) eq \x(產(chǎn)物)
（1）為盡量少引入雜質(zhì)，試劑①應(yīng)選用 （填標(biāo)號）。
a.HCl溶液 b．H2SO4溶液 c.氨水 d．NaOH溶液
（2）易拉罐溶解過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）沉淀B的化學(xué)式為
________________________________________________________________________；
將少量明礬溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）已知：Kw＝1.0×10－14，Al（OH）3?AlO2?＋H＋＋H2O K＝2.0×10－13。Al（OH）3溶于NaOH溶液反應(yīng)的平衡常數(shù)等于 。
第2講 鎂、鋁及其化合物
考點(diǎn)一
1知識梳理
1．三 ⅡA ⅢA 3 Mg Al 高 大
2．（1）4Al＋3O2 eq \(=====,\s\up15(點(diǎn)燃)) 2Al2O3 （2）2AlCl3 （3）鈍化 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ （4）2NaAlO2＋3H2↑ （5）氧化物 2Al＋Fe2O3 eq \(=====,\s\up15(高溫)) Al2O3＋2Fe 劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，有液珠滴落到盛有細(xì)沙的蒸發(fā)皿中 引燃劑 較高 2Al2O3＋3Mn 焊接鋼軌
4．2MgO Mg3N2 Mg（OH）2＋H2↑ Fe2O3、MnO2、Cr2O3 2MgO＋C
判斷 答案：（1）× （2）× （3）× （4）√ （5）× （6）× （7）× （8）× （9）√ （10）× （11）×
2對點(diǎn)速練
1．解析：Al能與NaOH溶液反應(yīng)而Mg不能；Mg能在CO2中燃燒而Al不能。
答案：C
2．解析：已知質(zhì)量的鋁鎂合金，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)①、②中，利用金屬的質(zhì)量、氫氣的量可計(jì)算出鎂的質(zhì)量，進(jìn)而求得其質(zhì)量分?jǐn)?shù)；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)③中，沉淀的質(zhì)量為氫氧化鎂的質(zhì)量，由元素守恒可知鎂的質(zhì)量，進(jìn)而求得其質(zhì)量分?jǐn)?shù)，即三個(gè)實(shí)驗(yàn)方案中均可測定鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
答案：A
3．解析：鋁粉和氧化鐵粉末在高溫下恰好完全反應(yīng)生成鐵與氧化鋁，由得失電子守恒可知生成n（Fe）＝n（Al），然后將生成物與足量的稀鹽酸反應(yīng)，鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵與氫氣，由電子得失守恒可知，n（H2）＝n（Fe），所以n（H2）＝n（Al）；直接加入足量的NaOH溶液使之充分反應(yīng)，鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與氫氣，由電子得失守恒可知2n′（H2）＝3n（Al），所以n′（H2）＝3n2（Al）。故兩種情況下生成氣體的物質(zhì)的量之比為n（H2）∶n′（H2）＝n（Al）∶3n2（Al）＝2∶3，故選B。
答案：B
4．解析：反應(yīng)的實(shí)質(zhì)為Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，n（H2）＝·ml－1＝0.2 ml，則參加反應(yīng)的n（HCl）＝n（H＋）＝0.4 ml。因?yàn)辂}酸過量，故產(chǎn)生H2的量取決于金屬的量，所以若換成過量的稀H2SO4，同樣產(chǎn)生0.2 ml H2。依據(jù)得失電子守恒，由2H＋→H2得電子總數(shù)為0.4 ml。0.2 ml Mg在反應(yīng)中提供0.4 ml電子，0.2 ml Al在反應(yīng)中提供0.6 ml電子，0.2 ml Mg、Al混合物提供的電子應(yīng)大于0.4 ml而小于0.6 ml，A項(xiàng)不正確。
答案：A
5．答案：（1）1∶1 （2）1∶3 （3）3∶1 （4）A
考點(diǎn)二
1知識梳理
1．（1）白 難 熔點(diǎn) （2）Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋2H2O
2．（1）吸附 （2）Al（OH）3＋3HCl===AlCl3＋3H2O Al（OH）3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O 2Al（OH）3 eq \(=====,\s\up15(△)) Al2O3＋3H2O
3．（1）Al3＋＋3NH3·H2O===Al（OH）3↓＋3NH4+ （2）AlO2?＋CO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO3? （3）3AlO2?＋Al3＋＋6H2O===4Al（OH）3↓
4．（1）復(fù) （2）KAl（SO4）2·12H2O < Al3＋＋3H2O?Al（OH）3（膠體）＋3H＋，Al（OH）3膠體吸附水中雜質(zhì)形成沉淀而凈水
判斷 答案：（1）× （2）√ （3）× （4）√ （5）√ （6）× （7）√
2對點(diǎn)速練
1．解析：可溶性的鋁鹽Al2（SO4）3溶液與少量NaOH溶液反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，繼續(xù)加過量的氫氧化鈉，氫氧化鋁沉淀會溶解，氫氧化鋁沉淀中加鹽酸也會溶解。
答案：C
2．解析：①Ca（OH）2與氫氧化鈉不反應(yīng)；②Al2O3是兩性氧化物，既能與鹽酸反應(yīng)，又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)；③Ca（HCO3）2是弱酸的酸式鹽，與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、二氧化碳和水，與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈣、碳酸鈉和水；④Al（OH）3是兩性氫氧化物，既能與鹽酸反應(yīng)，又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)；⑤NaHSO4與鹽酸不反應(yīng)；⑥Al與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和氫氣，與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣；⑦（NH4）2S是弱酸弱堿鹽，與鹽酸反應(yīng)生成硫化氫和氯化銨，與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成硫化鈉和一水合氨。
答案：D
3．解析：若先加鹽酸，Mg、Al均溶解，制取Al（OH）3的步驟較多；從NaAlO2制備Al（OH）3，加鹽酸不容易控制量的多少，故B項(xiàng)操作步驟為最佳順序。
答案：B
4．答案：（1）若用NaOH溶液沉淀Al3＋，終點(diǎn)不易控制，因?yàn)锳l（OH）3會溶于過量的NaOH溶液，從而影響Al（OH）3的生成量 2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，Al3＋＋3NH3·H2O===Al（OH）3↓＋3NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4))
（2）稀硫酸 （3）③ 藥品用量最少，操作最為簡單
5．解析：A項(xiàng)，試劑X應(yīng)為強(qiáng)堿溶液，使Al2O3溶解；B項(xiàng)，若用強(qiáng)酸代替CO2，強(qiáng)酸過量時(shí)，Al（OH）3會溶解，不能生成Al（OH）3沉淀；D項(xiàng)，因Al比Fe活潑，不能用Fe置換Al。
答案：C
6．解析：（1）“堿溶”時(shí)，Al2O3與NaOH反應(yīng)生成NaAlO2和H2O，注意離子方程式。
（2）“過濾Ⅰ”所得濾液為NaAlO2溶液，加入NaHCO3溶液，過濾Ⅱ后電解的是Na2CO3溶液，說明溶液的溶質(zhì)由NaAlO2變?yōu)镹a2CO3，發(fā)生反應(yīng)AlO2?＋HCO3?＋H2O===Al（OH）3↓＋CO32?，說明AlO2?結(jié)合H＋能力強(qiáng)于CO32?，即其水解能力強(qiáng)，說明堿性NaAlO2>Na2CO3，溶液的pH減小。
（3）電解Al2O3，陽極O2－放電生成O2，石墨（C）電極會被O2氧化。
（4）NH4Cl加熱時(shí)分解生成HCl和NH3，HCl可以破壞鋁表面的氧化膜，有利于反應(yīng)進(jìn)行。
答案：（1）Al2O3＋2OH－===2AlO2?＋H2O
（2）減小
（3）石墨電極被陽極上產(chǎn)生的O2氧化
（4）NH4Cl分解產(chǎn)生的HCl能夠破壞Al表面的Al2O3薄膜
微專題·大素養(yǎng)⑥
【知識基礎(chǔ)】
1．（1）Al3＋＋3NH3·H2O===Al（OH）3↓＋3NH4+ Al3＋＋3AlO2?＋6H2O===4Al（OH）3↓ Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓
（2）Al（OH）3＋3H＋===Al3＋＋3H2O （3）Al3＋＋4OH－===AlO2?＋2H2O （4）AlO2?＋4H＋===Al3＋＋2H2O （5）AlO2?＋CO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO3? AlO2?＋H＋＋H2O===Al（OH）3↓ （6）Al（OH）3＋OH－===AlO2?＋2H2O
【素養(yǎng)專練】
1．解析：向混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液，反應(yīng)情況分為三個(gè)階段：第一階段為OH－＋H＋===H2O，此時(shí)無沉淀產(chǎn)生；第二階段有白色沉定產(chǎn)生，反應(yīng)的離子方程式為Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓；第三階段滴加NaOH溶液至過量，沉淀逐漸溶解最后完全消失，反應(yīng)的離子方程式為Al（OH）3＋OH－===AlO2?＋2H2O，結(jié)合反應(yīng)方程式及濃度關(guān)系可知三個(gè)階段消耗NaOH物質(zhì)的量之比為1∶3∶1。
答案：D
2．解析：AlCl3溶液與NaOH溶液混合有兩種方式：向AlCl3溶液中緩慢滴加NaOH溶液，開始有沉淀生成，后沉淀溶解，且生成沉淀與沉淀溶解消耗的NaOH的物質(zhì)的量之比為3∶1，顯然符合題意，則x表示NaOH的物質(zhì)的量，B項(xiàng)錯(cuò)誤；另一種方式是向NaOH溶液中緩慢滴加AlCl3溶液，開始沒有沉淀，后有沉淀生成，與本題圖示情況不符。
答案：B
3．解析：向Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入1 ml·L－1的鹽酸，首先發(fā)生反應(yīng)：AlO2?＋H＋＋H2O===Al（OH）3↓，a表示AlO2?，根據(jù)鹽酸消耗的體積可知：n（H＋）＝n（AlO2?）＝n[Al（OH）3]＝1 ml·L－1×0.05 L＝0.05 ml；當(dāng)AlO2?反應(yīng)完全，CO32?反應(yīng)，b表示CO32?，反應(yīng)的離子方程式是：CO32?＋H＋===HCO3?，n（H＋）＝n（CO32?）＝0.05 L×1 ml·L－1＝0.05 ml；c、d表示HCO3?，CO32?反應(yīng)完全，產(chǎn)生的HCO3?會發(fā)生反應(yīng)：HCO3?＋H＋===CO2↑＋H2O，n（HCO3?）＝n（H＋）＝0.05 L×1 ml·L－1＝0.05 ml；當(dāng)HCO3?反應(yīng)完全，Al（OH）3發(fā)生反應(yīng)：Al（OH）3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，e表示Al3＋，當(dāng)Al（OH）3反應(yīng)完全，消耗HCl的物質(zhì)的量是Al（OH）3的3倍，n（H＋）＝3n[Al（OH）3]＝3×0.05 ml＝0.15 ml，則該階段加入鹽酸的體積是0.15ml1ml·L?1＝0.15 L＝150 mL。原混合溶液中的CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 與AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) 的物質(zhì)的量之比為0.05 ml∶0.05 ml＝1∶1，A錯(cuò)誤；在原混合物中n（CO32?）＝0.05 ml，在V1時(shí)溶液中的CO32?和HCO3?的物質(zhì)的量相等，都等于0.025 ml，根據(jù)方程式：CO32?＋H＋===HCO3?可知反應(yīng)0.025 ml CO32?時(shí)消耗鹽酸的物質(zhì)的量是0.025 ml，鹽酸的體積為0.025ml1ml·L?1＝0.025 L＝25 mL，故V1＝50 mL＋25 mL＝75 mL，根據(jù)前面的分析可知：V2＝150 mL＋150 mL＝300 mL，所以V1∶V2＝75 mL∶300 mL＝1∶4，B錯(cuò)誤；根據(jù)前面的分析可知M點(diǎn)時(shí)溶液中CO32?完全轉(zhuǎn)化為HCO3?，沒有產(chǎn)生CO2，C錯(cuò)誤；根據(jù)前面的分析可知，e曲線表示反應(yīng)：Al（OH）3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，D正確。
答案：D
4．解析：（1）向NH4Al（SO4）2溶液中加入NaOH溶液，由圖像分析，先發(fā)生Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓，之后是NH4+＋OH－===NH3·H2O，最后是沉淀的溶解：Al（OH）3＋OH－===AlO2?＋2H2O，故m點(diǎn)的離子反應(yīng)為NH4+＋OH－===NH3·H2O。
（2）因NH4Al（SO4）2的物質(zhì)的量為0.01 L×1 ml·L－1＝0.01 ml，Ba（OH）2的物質(zhì)的量為0.02 L×1.2 ml·L－1＝0.024 ml，產(chǎn)生沉淀的反應(yīng)有兩類。一是SO42?＋Ba2＋===BaSO4↓，n（SO42?）＝0.01 ml×2＝0.02 ml，0.02 ml

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