高考化學一輪復習講練測（全國通用） 第08講 鋁、鎂及其重要化合物（講）（原卷版+答案解析）

第08講鋁、鎂及其重要化合物目錄第一部分：網(wǎng)絡構(gòu)建（總覽全局）第二部分：知識點精準記憶第三部分：典型例題剖析高頻考點1考查鎂、鋁的性質(zhì)及應用高頻考點2考查鎂、鋁的重要化合物的性質(zhì)及其應用高頻考點3考查有關(guān)氫氧化鋁的圖像分析與計算高頻考點4考查鎂、鋁及其化合物工藝流程正文第一部分：網(wǎng)絡構(gòu)建（總覽全局）第二部分：知識點精準記憶知識點一鋁的性質(zhì)及應用1．鋁的結(jié)構(gòu)和存在：鋁位于元素周期表第3周期ⅢA族，原子結(jié)構(gòu)示意圖為。鋁是地殼中含量最多的金屬元素。自然界中的鋁全部以化合態(tài)的形式存在。2．金屬鋁的物理性質(zhì)：銀白色有金屬光澤的固體，有良好的延展性、導電性和導熱性等，密度較小，質(zhì)地柔軟。3．金屬鋁的化學性質(zhì)①常溫下，鋁與氧氣形成致密氧化膜，加熱發(fā)生：4Al＋3O22Al2O3②2Al＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(點燃))2AlCl3③常溫鋁遇氧化性酸——濃硫酸、濃硝酸鈍化，與非氧化酸發(fā)生反應生成氫氣：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑④2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑或2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑⑤2Al＋Fe2O3eq\o(=====,\s\up7(高溫))2Fe＋Al2O34．鋁熱反應實驗裝置實驗現(xiàn)象①鎂帶劇烈燃燒，放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的白光，氧化鐵與鋁粉在較高溫度下發(fā)生劇烈的反應；②紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中實驗結(jié)論高溫下，鋁與氧化鐵發(fā)生反應，放出大量的熱：Fe2O3＋2Aleq\o(=====,\s\up7(高溫))2Fe＋Al2O3原理應用①制取熔點較高、活動性弱于Al的金屬，如鐵、鉻、錳、鎢等，3MnO2＋4Aleq\o(=====,\s\up7(高溫))3Mn＋2Al2O3；②金屬焊接，如野外焊接鋼軌等5.鋁的制備和用途(1)制備原理：鋁土礦eq\o(→,\s\up7(提純))Al2O3eq\o(→,\s\up7(電解))Al，電解熔融Al2O3：2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up11(電解),\s\do4(冰晶石))4Al＋3O2↑?！咎貏e提醒】工業(yè)上冶煉Al用電解熔融Al2O3而不用AlCl3的原因：AlCl3是共價化合物，熔融態(tài)不導電。(2)鋁的用途：純鋁用作導線，鋁合金用于制造汽車、飛機、生活用品等?！咎貏e提醒】鋁與酸或堿反應生成H2的量的關(guān)系2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑(1)等質(zhì)量的鋁與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液分別反應：①產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量相等。②消耗H＋、OH－的物質(zhì)的量之比為n(H＋)∶n(OH－)＝3∶1。(2)足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的HCl和NaOH反應：①消耗Al的物質(zhì)的量之比為1∶3。②生成H2的物質(zhì)的量之比為1∶3。(3)一定量的鋁分別與一定量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應：若產(chǎn)生氫氣的體積比為eq\f(1,3)＜eq\f(VHClH2,VNaOHH2)＜1，則必定①鋁與鹽酸反應時，鋁過量而HCl不足。②鋁與氫氧化鈉溶液反應時，鋁不足而NaOH過量?！疽族e警示】(1)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。(2)鋁與稀硝酸反應時生成的氣體是NO而不是H2。(3)鋁不但能與酸(H＋)反應，還能夠與堿溶液反應，表現(xiàn)為特殊性。2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑。其反應機理應為：鋁先與強堿溶液中的水反應生成H2和Al(OH)3，然后Al(OH)3再與NaOH反應生成H2O和NaAlO2，反應中鋁作還原劑，水作氧化劑，NaOH無電子得失。(4)鋁熱反應是在高溫狀態(tài)下進行的置換反應，鋁只能與排在金屬活動性順序其后的金屬氧化物反應。鋁不能與MgO反應，鋁熱反應不能用來冶煉大量的金屬鐵、銅等(要考慮冶煉成本)。(5)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。同時鎂與氮氣反應生成Mg3N2。知識點二鋁的重要化合物1．氧化鋁(1)物理性質(zhì)：白色固體，難溶于水，熔點很高。(2)化學性質(zhì)——兩性氧化物①與酸反應：Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O②與堿反應：Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O(3)用途：①作耐火材料②冶煉鋁的原料(4)制備：Al(OH)3加熱分解：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O2．氫氧化鋁(1)物理性質(zhì)：白色膠狀不溶于水的固體，有較強的吸附性。(2)化學性質(zhì)——兩性氫氧化物Al(OH)3的電離方程式為（酸式電離）AlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2OAl(OH)3Al3＋＋3OH－（堿式電離）①與酸反應：Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O②與堿反應：Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O③受熱分解：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O(3)用途①制藥②凈水作用(4)制備①向鋁鹽中加入氨水，離子方程式為Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)。②NaAlO2溶液中通入足量CO2，離子方程式為AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)。③可溶性鋁鹽和偏鋁酸鹽水溶液中混合：3AlOeq\o\al(－,2)＋Al3＋＋6H2O=4Al(OH)3↓?！究偨Y(jié)歸納】既能與酸反應又能與堿反應的物質(zhì)：①弱酸的銨鹽，如：NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；②弱酸的酸式鹽，如：NaHCO3、KHS、NaHSO3等；③氨基酸；④鋁及鋁的氧化物、氫氧化物。3．常見的鋁鹽(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復鹽。(2)明礬的化學式為KAl(SO4)2·12H2O，它是無色晶體，可溶于水，水溶液pH＜7。(3)明礬凈水的原理：明礬可以凈水，其凈水的原理是Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋，Al(OH)3膠體吸附水中的雜質(zhì)形成沉淀而凈水，使水澄清?！疽族e警示】(1)Al2O3、Al(OH)3是中學階段接觸的唯一與堿反應的金屬氧化物和氫氧化物，經(jīng)常應用到除雜、計算題中，所以一定要熟記這兩個反應的離子方程式。(2)Al(OH)3具有兩性，能溶于強酸(如鹽酸)、強堿(如NaOH溶液)，但不溶于弱酸(如H2CO3)、弱堿溶液(如氨水)。(3)由Al(OH)3的兩式電離以及與酸和堿反應的離子方程式可知：與酸反應時相當于三元堿，與堿反應時相當于一元酸。(4)明礬凈水只能除去水中的懸浮雜質(zhì)，不能殺菌消毒，與氯氣消毒原理不同?！痉椒ㄍ卣埂繑?shù)形結(jié)合與“鋁三角”1．Al3＋、Al(OH)3、[Al(OH)4]－之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系(1)①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)②Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓(2)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O(3)Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－(4)[Al(OH)4]－＋4H＋===Al3＋＋4H2O(5)①[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)②[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O(6)Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－2．與Al(OH)3沉淀生成有關(guān)的圖像分析(1)可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應的圖像(從上述轉(zhuǎn)化關(guān)系中選擇符合圖像變化的離子方程式，下同)操作可溶性鋁鹽溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量NaOH溶液中逐滴加入可溶性鋁鹽溶液至過量現(xiàn)象立即產(chǎn)生白色沉淀→漸多→最多→漸少→消失無沉淀(有但即溶)→出現(xiàn)沉淀→漸多→最多→沉淀不消失圖像方程式序號AB：(1)③BD：(6)AB：(3)BC：(1)②(2)偏鋁酸鹽溶液與鹽酸反應的圖像操作偏鋁酸鹽溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量稀鹽酸中逐滴加入偏鋁酸鹽溶液至過量現(xiàn)象立即產(chǎn)生白色沉淀→漸多→最多→漸少→消失無沉淀→出現(xiàn)沉淀→漸多→最多→沉淀不消失圖像方程式序號AB：(5)②BC：(2)AB：(4)BC：(1)②(2)突破Al(OH)3沉淀圖像三個秘訣①明晰橫、縱坐標含義，然后通過曲線變化特點分析反應原理。②掌握Al3＋、Al(OH)3、AlOeq\o\al(－,2)三者之間的轉(zhuǎn)化比例：③明晰Al3＋溶液中加堿(OH－)的幾種常見變形圖像，如：圖A中，n(H＋)∶n(Al3＋)＝2∶1。圖B中，若已知原溶液中含有Mg2＋。則可推出：n(Mg2＋)∶n(Al3＋)＝1∶1。圖C中，若已知原溶液中含有H＋和Mg2＋，則可推導出：n(H＋)∶n(Al3＋)∶n(Mg2＋)＝2∶1∶1。3.鋁三角的應用(1)選擇制備Al(OH)3的最佳途徑①由Al3＋制備Al(OH)3，宜用Al3＋與氨水反應：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)②由NaAlO2制備Al(OH)3宜用CO2與AlOeq\o\al(－,2)反應：2H2O＋AlOeq\o\al(－,2)＋CO2===Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)③從節(jié)約原料角度，由Al制備Al(OH)3，宜用eq\f(1,4)Al制備Al3＋，eq\f(3,4)Al制備AlOeq\o\al(－,2)，然后將二者混合：Al3＋＋3AlOeq\o\al(－,2)＋6H2O===4Al(OH)3↓(2)有關(guān)離子共存問題①與Al3＋不能大量共存的(陰)離子有：OH－、AlOeq\o\al(－,2)、HS－、SiOeq\o\al(2－,3)、COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,3)等。②與AlOeq\o\al(－,2)不能大量共存的(陽)離子有：H＋、Al3＋、NHeq\o\al(＋,4)、Fe2＋、Fe3＋等。③AlOeq\o\al(－,2)與HCOeq\o\al(－,3)因發(fā)生(相對)強酸制弱酸的反應而不能共存。(3)分析離子反應順序①向含有Al3＋、NHeq\o\al(＋,4)、H＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，反應順序是：Ⅰ.H＋＋OH－===H2O；Ⅱ.Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓(若先與NHeq\o\al(＋,4)反應，則生成的NH3·H2O又使Al3＋沉淀且生成NHeq\o\al(＋,4))；Ⅲ.NHeq\o\al(＋,4)＋OH－===NH3·H2O[若先溶解Al(OH)3，則產(chǎn)生的AlOeq\o\al(－,2)又與NHeq\o\al(＋,4)反應生成沉淀]；Ⅳ.Al(OH)3＋OH－===AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。②向含有AlOeq\o\al(－,2)、COeq\o\al(2－,3)、OH－的混合溶液中逐滴加入鹽酸，反應順序是：Ⅰ.OH－＋H＋===H2O；Ⅱ.AlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓(AlOeq\o\al(－,2)比COeq\o\al(2－,3)先反應)；Ⅲ.COeq\o\al(2－,3)＋H＋===HCOeq\o\al(－,3)；Ⅳ.HCOeq\o\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O[HCOeq\o\al(－,3)比Al(OH)3先反應]；Ⅴ.Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。(4)有關(guān)Al(OH)3的計算1)求產(chǎn)物Al(OH)3的量①當n(OH－)≤3n(Al3＋)時，n[Al(OH)3]＝eq\f(1,3)n(OH－)；②當3n(Al3＋)<n(OH－)<4n(Al3＋)時，n[Al(OH)3]＝4n(Al3＋)－n(OH－)；③當n(OH－)≥4n(Al3＋)時，n[Al(OH)3]＝0，無沉淀。2)求反應物堿的量①若堿不足(Al3＋未完全沉淀)：n(OH－)＝3n[Al(OH)3]；②若堿使生成的Al(OH)3部分溶解：n(OH－)＝4n(Al3＋)－n[Al(OH)3]。知識點三鎂及其應用1．鎂的位置：鎂元素在元素周期表中位于第三周期第ⅡA族。鎂是較活潑的金屬，在金屬活動性順序中位于鋁、鋅、鐵的前面。鎂在化學反應中，能表現(xiàn)出較強的金屬性，即失電子的能力強，是常用的還原劑。2.鎂的物理性質(zhì)：具有銀白色金屬光澤的固體，密度、硬度均較小，熔點較低，有良好的導電、傳熱和延展性。3.鎂的化學性質(zhì)：①與非金屬反應鎂條在O2中燃燒，發(fā)出耀眼的強光，生成白色固體物質(zhì)，反應的化學方程式為2Mg＋O22MgO鎂條能與N2反應，化學方程式為3Mg＋N2Mg3N2鎂條能與Cl2反應，化學方程式為Mg＋Cl2MgCl2②與CO2反應：2Mg＋CO22MgO＋C③與H2O（沸水）反應：Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑④與H＋反應：Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑注意：Mg3N2能與水劇烈反應生成Mg(OH)2沉淀，放出氨氣，所以只能在干態(tài)下制取?！咎貏e提醒】①Mg在空氣中燃燒得到的固體物質(zhì)主要為MgO和少量Mg3N2及C的混合物。②Mg著火后，不可用CO2滅火，應用沙土蓋滅。4.鎂的用途：①制造信號彈和焰火；②鎂合金用于制造火箭、導彈和飛機的部件；③氧化鎂用于制耐高溫材料，鎂在冶金工業(yè)上用作還原劑和脫氧劑。5.海水提鎂工藝流程基本步驟及主要反應制石灰乳CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))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蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶析出MgCl2·6H2O脫水在氯化氫氣流中使MgCl2·6H2O脫水制得無水氯化鎂電解電解熔融氯化鎂制得鎂注意：①由MgCl2·6H2O到無水MgCl2，必須在HCl氣流中加熱，以防MgCl2水解。②因鎂在高溫下能與O2、N2、CO2等氣體發(fā)生反應，故工業(yè)電解MgCl2得到的鎂，應在H2氛圍中冷卻。6.對比記憶鋁、鎂的化學性質(zhì)鋁鎂與非金屬反應能被Cl2、O2氧化2Mg＋O2eq\o(=====,\s\up7(點燃))2MgO3Mg＋N2eq\o(=====,\s\up7(點燃))Mg3N2與水反應反應很困難能與沸水反應Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑與堿反應能溶于強堿溶液不反應與某些氧化物反應能與Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金屬氧化物發(fā)生鋁熱反應能在CO2中燃燒：2Mg＋CO2eq\o(=====,\s\up7(點燃))2MgO＋C知識點四鎂的重要化合物及其應用1．氧化鎂：堿性氧化物，熔點很高，可用作耐火材料，難溶于水，與酸反應的化學方程式：MgO＋2H＋=Mg2＋＋H2O，還能溶于濃的銨鹽溶液：MgO＋2NH4＋=Mg2＋＋H2O＋2NH3。2．氫氧化鎂：中強堿，難溶于水，存在溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，溶解度小于碳酸鎂，故碳酸鎂水解生成氫氧化鎂，反應的化學方程式：MgCO3＋H2OMg(OH)2＋CO2↑,氫氧化鎂能溶于濃的銨鹽溶液：Mg(OH)2＋2NH4＋=Mg2＋＋2H2O＋2NH3。3．氯化鎂：MgCl2可發(fā)生水解，由MgCl2·6H2O制備MgCl2時，要在HCl的氣流中脫水。4．氮化鎂：在水中劇烈水解，其反應的化學方程式為Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH)2＋2NH3↑。第三部分：典型例題剖析高頻考點1考查鎂、鋁的性質(zhì)及應用例1.(2023·全國·高三專題練習）下列關(guān)于鎂、鋁的說法正確的是（）A．鋁制品在空氣中能穩(wěn)定存在是因為鋁不活潑B．濃HNO3、濃H2SO4能用鋁制器皿盛裝是因為鋁與濃HNO3、濃H2SO4不反應C．鎂、鋁均能與NaOH溶液反應D．鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應是利用了Al的還原性比Fe強【變式訓練】(2023·全國·高三專題練習）關(guān)于鎂、鋁的敘述中不正確的是A．鋁是較活潑的金屬，能跟鹽酸、稀硫酸、氫氧化鈉溶液反應放出氫氣B．鎂鋁合金的強度和硬度都比純鋁和純鎂大C．在高溫下，可以用鋁制的容器裝運濃硫酸或濃硝酸D．常溫下，鋁能和空氣里的氧氣反應生成一層致密的氧化膜，從而失去光澤高頻考點2考查鎂、鋁的重要化合物的性質(zhì)及其應用例2.(2023·寧夏·青銅峽市寧朔中學高三期中）下列除去雜質(zhì)的方法不正確的是A．鎂粉中混有少量鋁粉：加入過量燒堿溶液充分反應，過濾、洗滌、干燥B．Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量燒堿溶液，充分反應，過濾，向濾液中通入過量CO2后過濾C．用過量氨水除去Fe3+溶液中的少量Al3+D．除去CO2中混有少量的CO：將氣體通入灼熱的氧化銅【變式訓練】Al2O3與MgO的混合物經(jīng)過量燒堿溶液處理后,過濾,向所得濾液中滴加NaHCO3溶液,測得溶液pH和Al(OH)3生成的量隨加入NaHCO3溶液體積變化的曲線如下:下列有關(guān)說法不正確的是()A.a點溶液中存在的離子有Na+、AlO2-、OH-B.b點與c點溶液中所含微粒種類相同C.NaHCO3溶液的物質(zhì)的量濃度為0.8mol/LD.生成沉淀的離子方程式為HCO3-+AlO2-+H2高頻考點3考查有關(guān)鎂、鋁氫氧化物的圖像分析與計算例3.(2023·重慶八中高三期中）把一塊鎂鋁合金(質(zhì)量為mg)投入到50mL1mol/L的HCl溶液里，待合金完全溶解后，再往溶液里加入1mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量隨加入NaOH溶液體積變化的關(guān)系如圖所示。下列說法中正確的是A．整個反應過程中，主要發(fā)生了6個離子反應B．c值越大，合金中Mg的含量越高C．b值越大，合金中Al的含量越高D．根據(jù)圖像判斷，鎂鋁合金與50mL1mol/L的HCl溶液恰好完全反應【變式訓練】(2023·寧夏·石嘴山市第三中學高三期中）將一定質(zhì)量的和混合物投入稀硫酸中，固體全部溶解并產(chǎn)生氣體(忽略溶液體積變化)。向所得溶液中加入溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量與加入溶液的體積關(guān)系如下圖所示。則下列說法中正確的是A．溶液的物質(zhì)的量濃度為B．和的總質(zhì)量為C．生成的在標準狀況下的體積為D．硫酸的物質(zhì)的量濃度為高頻考點4考查鎂、鋁及其化合物工藝流程例4．(2023·山西晉城·二模）“鋁渣”是鋁工業(yè)的副產(chǎn)品，主要成分為Al、AlF3、LiF、CaO。利用“鋁渣”制備Li2CO3的工業(yè)流程如下圖所示：已知：LiHCO3易溶于水；Li2CO3在不同溫度下的溶解度如下表：溫度/°C010205075100溶解度/g/100gH2O1.5931.4061.3291.1810.8660.740回答下列問題：(1)“酸浸”過程不能在玻璃反應釜中進行，其主要原因是_______。(2)“沉淀”反應得到沉淀中其成分有CaCO3、_______。(3)“轉(zhuǎn)化”步驟的目的是_______。(4)“除鈣”時溫度不能太高，否則會影響Li2CO3的產(chǎn)率，其原因是_______(用化學方程式表示)。(5)從“熱分解”后的溶液中獲得Li2CO3晶體的操作是蒸發(fā)結(jié)晶_______洗滌、干燥。(6)利用表中數(shù)據(jù)計算100°C時Li2CO3的Ksp近似值為_______。(7)利用Li2CO3為原料采用固相法可制備鋰離子電池的正極材料LiMn2O4，其制備過程：將MnO2和Li2CO3按一定物質(zhì)的量之比配料，球磨后，高溫加熱，反應過程會產(chǎn)生兩種氣體，則兩種氣體的物質(zhì)的量之比為_______(要求：密度大的氣體與密度小的氣體作比)?！咀兪接柧殹?2023·北京·高考真題）銨浸法由白云石[主要成分為，含，雜質(zhì)]制備高純度碳酸鈣和氧化鎂。其流程如下：已知：物質(zhì)(1)煅燒白云石的化學方程式為___________。(2)根據(jù)下表數(shù)據(jù)分析：浸出率/浸出率/理論值/實測值/98.41.199.7-98.81.599.299.598.91.898.899.599.16.095.697.6已知：i．對浸出率給出定義ii．對給出定義①“沉鈣”反應的化學方程式為___________。②浸出率遠高于浸出率的原因為___________。③不宜選用的“”數(shù)值為___________。④實測值大于理論值的原因為___________。⑤蒸餾時，隨餾出液體積增大，浸出率可出增加至，結(jié)合化學反應原理解釋浸出率提高的原因為___________。(3)濾渣C為___________。(4)可循環(huán)利用的物質(zhì)為___________。第08講鋁、鎂及其重要化合物目錄第一部分：網(wǎng)絡構(gòu)建（總覽全局）第二部分：知識點精準記憶第三部分：典型例題剖析高頻考點1考查鎂、鋁的性質(zhì)及應用高頻考點2考查鎂、鋁的重要化合物的性質(zhì)及其應用高頻考點3考查有關(guān)氫氧化鋁的圖像分析與計算高頻考點4考查鎂、鋁及其化合物工藝流程正文第一部分：網(wǎng)絡構(gòu)建（總覽全局）第二部分：知識點精準記憶知識點一鋁的性質(zhì)及應用1．鋁的結(jié)構(gòu)和存在：鋁位于元素周期表第3周期ⅢA族，原子結(jié)構(gòu)示意圖為。鋁是地殼中含量最多的金屬元素。自然界中的鋁全部以化合態(tài)的形式存在。2．金屬鋁的物理性質(zhì)：銀白色有金屬光澤的固體，有良好的延展性、導電性和導熱性等，密度較小，質(zhì)地柔軟。3．金屬鋁的化學性質(zhì)①常溫下，鋁與氧氣形成致密氧化膜，加熱發(fā)生：4Al＋3O22Al2O3②2Al＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(點燃))2AlCl3③常溫鋁遇氧化性酸——濃硫酸、濃硝酸鈍化，與非氧化酸發(fā)生反應生成氫氣：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑④2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑或2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑⑤2Al＋Fe2O3eq\o(=====,\s\up7(高溫))2Fe＋Al2O34．鋁熱反應實驗裝置實驗現(xiàn)象①鎂帶劇烈燃燒，放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的白光，氧化鐵與鋁粉在較高溫度下發(fā)生劇烈的反應；②紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中實驗結(jié)論高溫下，鋁與氧化鐵發(fā)生反應，放出大量的熱：Fe2O3＋2Aleq\o(=====,\s\up7(高溫))2Fe＋Al2O3原理應用①制取熔點較高、活動性弱于Al的金屬，如鐵、鉻、錳、鎢等，3MnO2＋4Aleq\o(=====,\s\up7(高溫))3Mn＋2Al2O3；②金屬焊接，如野外焊接鋼軌等5.鋁的制備和用途(1)制備原理：鋁土礦eq\o(→,\s\up7(提純))Al2O3eq\o(→,\s\up7(電解))Al，電解熔融Al2O3：2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up11(電解),\s\do4(冰晶石))4Al＋3O2↑?！咎貏e提醒】工業(yè)上冶煉Al用電解熔融Al2O3而不用AlCl3的原因：AlCl3是共價化合物，熔融態(tài)不導電。(2)鋁的用途：純鋁用作導線，鋁合金用于制造汽車、飛機、生活用品等?！咎貏e提醒】鋁與酸或堿反應生成H2的量的關(guān)系2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑(1)等質(zhì)量的鋁與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液分別反應：①產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量相等。②消耗H＋、OH－的物質(zhì)的量之比為n(H＋)∶n(OH－)＝3∶1。(2)足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的HCl和NaOH反應：①消耗Al的物質(zhì)的量之比為1∶3。②生成H2的物質(zhì)的量之比為1∶3。(3)一定量的鋁分別與一定量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應：若產(chǎn)生氫氣的體積比為eq\f(1,3)＜eq\f(VHClH2,VNaOHH2)＜1，則必定①鋁與鹽酸反應時，鋁過量而HCl不足。②鋁與氫氧化鈉溶液反應時，鋁不足而NaOH過量?！疽族e警示】(1)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。(2)鋁與稀硝酸反應時生成的氣體是NO而不是H2。(3)鋁不但能與酸(H＋)反應，還能夠與堿溶液反應，表現(xiàn)為特殊性。2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑。其反應機理應為：鋁先與強堿溶液中的水反應生成H2和Al(OH)3，然后Al(OH)3再與NaOH反應生成H2O和NaAlO2，反應中鋁作還原劑，水作氧化劑，NaOH無電子得失。(4)鋁熱反應是在高溫狀態(tài)下進行的置換反應，鋁只能與排在金屬活動性順序其后的金屬氧化物反應。鋁不能與MgO反應，鋁熱反應不能用來冶煉大量的金屬鐵、銅等(要考慮冶煉成本)。(5)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。同時鎂與氮氣反應生成Mg3N2。知識點二鋁的重要化合物1．氧化鋁(1)物理性質(zhì)：白色固體，難溶于水，熔點很高。(2)化學性質(zhì)——兩性氧化物①與酸反應：Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O②與堿反應：Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O(3)用途：①作耐火材料②冶煉鋁的原料(4)制備：Al(OH)3加熱分解：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O2．氫氧化鋁(1)物理性質(zhì)：白色膠狀不溶于水的固體，有較強的吸附性。(2)化學性質(zhì)——兩性氫氧化物Al(OH)3的電離方程式為（酸式電離）AlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2OAl(OH)3Al3＋＋3OH－（堿式電離）①與酸反應：Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O②與堿反應：Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O③受熱分解：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O(3)用途①制藥②凈水作用(4)制備①向鋁鹽中加入氨水，離子方程式為Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)。②NaAlO2溶液中通入足量CO2，離子方程式為AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)。③可溶性鋁鹽和偏鋁酸鹽水溶液中混合：3AlOeq\o\al(－,2)＋Al3＋＋6H2O=4Al(OH)3↓?！究偨Y(jié)歸納】既能與酸反應又能與堿反應的物質(zhì)：①弱酸的銨鹽，如：NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；②弱酸的酸式鹽，如：NaHCO3、KHS、NaHSO3等；③氨基酸；④鋁及鋁的氧化物、氫氧化物。3．常見的鋁鹽(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復鹽。(2)明礬的化學式為KAl(SO4)2·12H2O，它是無色晶體，可溶于水，水溶液pH＜7。(3)明礬凈水的原理：明礬可以凈水，其凈水的原理是Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋，Al(OH)3膠體吸附水中的雜質(zhì)形成沉淀而凈水，使水澄清?！疽族e警示】(1)Al2O3、Al(OH)3是中學階段接觸的唯一與堿反應的金屬氧化物和氫氧化物，經(jīng)常應用到除雜、計算題中，所以一定要熟記這兩個反應的離子方程式。(2)Al(OH)3具有兩性，能溶于強酸(如鹽酸)、強堿(如NaOH溶液)，但不溶于弱酸(如H2CO3)、弱堿溶液(如氨水)。(3)由Al(OH)3的兩式電離以及與酸和堿反應的離子方程式可知：與酸反應時相當于三元堿，與堿反應時相當于一元酸。(4)明礬凈水只能除去水中的懸浮雜質(zhì)，不能殺菌消毒，與氯氣消毒原理不同。【方法拓展】數(shù)形結(jié)合與“鋁三角”1．Al3＋、Al(OH)3、[Al(OH)4]－之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系(1)①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)②Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓(2)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O(3)Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－(4)[Al(OH)4]－＋4H＋===Al3＋＋4H2O(5)①[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)②[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O(6)Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－2．與Al(OH)3沉淀生成有關(guān)的圖像分析(1)可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應的圖像(從上述轉(zhuǎn)化關(guān)系中選擇符合圖像變化的離子方程式，下同)操作可溶性鋁鹽溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量NaOH溶液中逐滴加入可溶性鋁鹽溶液至過量現(xiàn)象立即產(chǎn)生白色沉淀→漸多→最多→漸少→消失無沉淀(有但即溶)→出現(xiàn)沉淀→漸多→最多→沉淀不消失圖像方程式序號AB：(1)③BD：(6)AB：(3)BC：(1)②(2)偏鋁酸鹽溶液與鹽酸反應的圖像操作偏鋁酸鹽溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量稀鹽酸中逐滴加入偏鋁酸鹽溶液至過量現(xiàn)象立即產(chǎn)生白色沉淀→漸多→最多→漸少→消失無沉淀→出現(xiàn)沉淀→漸多→最多→沉淀不消失圖像方程式序號AB：(5)②BC：(2)AB：(4)BC：(1)②(2)突破Al(OH)3沉淀圖像三個秘訣①明晰橫、縱坐標含義，然后通過曲線變化特點分析反應原理。②掌握Al3＋、Al(OH)3、AlOeq\o\al(－,2)三者之間的轉(zhuǎn)化比例：③明晰Al3＋溶液中加堿(OH－)的幾種常見變形圖像，如：圖A中，n(H＋)∶n(Al3＋)＝2∶1。圖B中，若已知原溶液中含有Mg2＋。則可推出：n(Mg2＋)∶n(Al3＋)＝1∶1。圖C中，若已知原溶液中含有H＋和Mg2＋，則可推導出：n(H＋)∶n(Al3＋)∶n(Mg2＋)＝2∶1∶1。3.鋁三角的應用(1)選擇制備Al(OH)3的最佳途徑①由Al3＋制備Al(OH)3，宜用Al3＋與氨水反應：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)②由NaAlO2制備Al(OH)3宜用CO2與AlOeq\o\al(－,2)反應：2H2O＋AlOeq\o\al(－,2)＋CO2===Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)③從節(jié)約原料角度，由Al制備Al(OH)3，宜用eq\f(1,4)Al制備Al3＋，eq\f(3,4)Al制備AlOeq\o\al(－,2)，然后將二者混合：Al3＋＋3AlOeq\o\al(－,2)＋6H2O===4Al(OH)3↓(2)有關(guān)離子共存問題①與Al3＋不能大量共存的(陰)離子有：OH－、AlOeq\o\al(－,2)、HS－、SiOeq\o\al(2－,3)、COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,3)等。②與AlOeq\o\al(－,2)不能大量共存的(陽)離子有：H＋、Al3＋、NHeq\o\al(＋,4)、Fe2＋、Fe3＋等。③AlOeq\o\al(－,2)與HCOeq\o\al(－,3)因發(fā)生(相對)強酸制弱酸的反應而不能共存。(3)分析離子反應順序①向含有Al3＋、NHeq\o\al(＋,4)、H＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，反應順序是：Ⅰ.H＋＋OH－===H2O；Ⅱ.Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓(若先與NHeq\o\al(＋,4)反應，則生成的NH3·H2O又使Al3＋沉淀且生成NHeq\o\al(＋,4))；Ⅲ.NHeq\o\al(＋,4)＋OH－===NH3·H2O[若先溶解Al(OH)3，則產(chǎn)生的AlOeq\o\al(－,2)又與NHeq\o\al(＋,4)反應生成沉淀]；Ⅳ.Al(OH)3＋OH－===AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。②向含有AlOeq\o\al(－,2)、COeq\o\al(2－,3)、OH－的混合溶液中逐滴加入鹽酸，反應順序是：Ⅰ.OH－＋H＋===H2O；Ⅱ.AlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓(AlOeq\o\al(－,2)比COeq\o\al(2－,3)先反應)；Ⅲ.COeq\o\al(2－,3)＋H＋===HCOeq\o\al(－,3)；Ⅳ.HCOeq\o\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O[HCOeq\o\al(－,3)比Al(OH)3先反應]；Ⅴ.Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。(4)有關(guān)Al(OH)3的計算1)求產(chǎn)物Al(OH)3的量①當n(OH－)≤3n(Al3＋)時，n[Al(OH)3]＝eq\f(1,3)n(OH－)；②當3n(Al3＋)<n(OH－)<4n(Al3＋)時，n[Al(OH)3]＝4n(Al3＋)－n(OH－)；③當n(OH－)≥4n(Al3＋)時，n[Al(OH)3]＝0，無沉淀。2)求反應物堿的量①若堿不足(Al3＋未完全沉淀)：n(OH－)＝3n[Al(OH)3]；②若堿使生成的Al(OH)3部分溶解：n(OH－)＝4n(Al3＋)－n[Al(OH)3]。知識點三鎂及其應用1．鎂的位置：鎂元素在元素周期表中位于第三周期第ⅡA族。鎂是較活潑的金屬，在金屬活動性順序中位于鋁、鋅、鐵的前面。鎂在化學反應中，能表現(xiàn)出較強的金屬性，即失電子的能力強，是常用的還原劑。2.鎂的物理性質(zhì)：具有銀白色金屬光澤的固體，密度、硬度均較小，熔點較低，有良好的導電、傳熱和延展性。3.鎂的化學性質(zhì)：①與非金屬反應鎂條在O2中燃燒，發(fā)出耀眼的強光，生成白色固體物質(zhì)，反應的化學方程式為2Mg＋O22MgO鎂條能與N2反應，化學方程式為3Mg＋N2Mg3N2鎂條能與Cl2反應，化學方程式為Mg＋Cl2MgCl2②與CO2反應：2Mg＋CO22MgO＋C③與H2O（沸水）反應：Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑④與H＋反應：Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑注意：Mg3N2能與水劇烈反應生成Mg(OH)2沉淀，放出氨氣，所以只能在干態(tài)下制取?！咎貏e提醒】①Mg在空氣中燃燒得到的固體物質(zhì)主要為MgO和少量Mg3N2及C的混合物。②Mg著火后，不可用CO2滅火，應用沙土蓋滅。4.鎂的用途：①制造信號彈和焰火；②鎂合金用于制造火箭、導彈和飛機的部件；③氧化鎂用于制耐高溫材料，鎂在冶金工業(yè)上用作還原劑和脫氧劑。5.海水提鎂工藝流程基本步驟及主要反應制石灰乳CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))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蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶析出MgCl2·6H2O脫水在氯化氫氣流中使MgCl2·6H2O脫水制得無水氯化鎂電解電解熔融氯化鎂制得鎂注意：①由MgCl2·6H2O到無水MgCl2，必須在HCl氣流中加熱，以防MgCl2水解。②因鎂在高溫下能與O2、N2、CO2等氣體發(fā)生反應，故工業(yè)電解MgCl2得到的鎂，應在H2氛圍中冷卻。6.對比記憶鋁、鎂的化學性質(zhì)鋁鎂與非金屬反應能被Cl2、O2氧化2Mg＋O2eq\o(=====,\s\up7(點燃))2MgO3Mg＋N2eq\o(=====,\s\up7(點燃))Mg3N2與水反應反應很困難能與沸水反應Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑與堿反應能溶于強堿溶液不反應與某些氧化物反應能與Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金屬氧化物發(fā)生鋁熱反應能在CO2中燃燒：2Mg＋CO2eq\o(=====,\s\up7(點燃))2MgO＋C知識點四鎂的重要化合物及其應用1．氧化鎂：堿性氧化物，熔點很高，可用作耐火材料，難溶于水，與酸反應的化學方程式：MgO＋2H＋=Mg2＋＋H2O，還能溶于濃的銨鹽溶液：MgO＋2NH4＋=Mg2＋＋H2O＋2NH3。2．氫氧化鎂：中強堿，難溶于水，存在溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，溶解度小于碳酸鎂，故碳酸鎂水解生成氫氧化鎂，反應的化學方程式：MgCO3＋H2OMg(OH)2＋CO2↑,氫氧化鎂能溶于濃的銨鹽溶液：Mg(OH)2＋2NH4＋=Mg2＋＋2H2O＋2NH3。3．氯化鎂：MgCl2可發(fā)生水解，由MgCl2·6H2O制備MgCl2時，要在HCl的氣流中脫水。4．氮化鎂：在水中劇烈水解，其反應的化學方程式為Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH)2＋2NH3↑。第三部分：典型例題剖析高頻考點1考查鎂、鋁的性質(zhì)及應用例1.(2023·全國·高三專題練習）下列關(guān)于鎂、鋁的說法正確的是（）A．鋁制品在空氣中能穩(wěn)定存在是因為鋁不活潑B．濃HNO3、濃H2SO4能用鋁制器皿盛裝是因為鋁與濃HNO3、濃H2SO4不反應C．鎂、鋁均能與NaOH溶液反應D．鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應是利用了Al的還原性比Fe強【解析】A．鋁是一種比較活潑的金屬，鋁在空氣中與氧氣反應，在其表面生成一層致密的氧化物薄膜，這是鋁在空氣中能夠穩(wěn)定存在的原因，故A錯誤；B．常溫下，鋁和濃硫酸、濃硝酸發(fā)生鈍化，在鋁表面生成一層致密的氧化物薄膜而阻止進一步反應，而不是鋁和濃硫酸、濃硝酸不反應，故B錯誤；C．鎂與NaOH溶液不反應，而Al能與NaOH溶液反應，故C錯誤；D．鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應，2Al+Fe2O32Fe+Al2O3，Al的還原性比Fe強，故D正確；答案選D。【答案】D【變式訓練】(2023·全國·高三專題練習）關(guān)于鎂、鋁的敘述中不正確的是A．鋁是較活潑的金屬，能跟鹽酸、稀硫酸、氫氧化鈉溶液反應放出氫氣B．鎂鋁合金的強度和硬度都比純鋁和純鎂大C．在高溫下，可以用鋁制的容器裝運濃硫酸或濃硝酸D．常溫下，鋁能和空氣里的氧氣反應生成一層致密的氧化膜，從而失去光澤【解析】A.金屬鋁既可以和鹽酸、稀硫酸反應，還可以和強堿氫氧化鈉溶液反應，均會生成鹽并放出氫氣，A正確；B.鎂鋁合金的硬度高于其中的任何一種成分金屬，形成合金后和單一金屬比較性能好、強度大的優(yōu)點，B正確；C.常溫下，金屬鋁遇到濃硫酸或濃硝酸會被氧化，在金屬表面產(chǎn)生一層致密的氧化物保護膜，阻止金屬的進一步氧化，即發(fā)生鈍化現(xiàn)象，但在高溫下金屬氧化物被酸溶解而會導致金屬發(fā)生反應溶解，C錯誤；D.金屬鋁的化學性質(zhì)活潑，容易和空氣中的氧氣發(fā)生反應生成氧化鋁而失去光澤，D正確；故合理選項是C?！敬鸢浮緾【易錯提醒】(1)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。(2)鋁與稀硝酸反應時生成的氣體是NO而不是H2。(3)鋁不但能與酸(H＋)反應，還能夠與堿溶液反應，表現(xiàn)為特殊性。2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑。其反應機理應為：鋁先與強堿溶液中的水反應生成H2和Al(OH)3，然后Al(OH)3再與NaOH反應生成H2O和NaAlO2，反應中鋁作還原劑，水作氧化劑，NaOH無電子得失。(4)鋁熱反應是在高溫狀態(tài)下進行的置換反應，鋁只能與排在金屬活動性順序其后的金屬氧化物反應。鋁不能與MgO反應，鋁熱反應不能用來冶煉大量的金屬鐵、銅等(要考慮冶煉成本)。(5)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。同時鎂與氮氣反應生成Mg3N2。高頻考點2考查鎂、鋁的重要化合物的性質(zhì)及其應用例2.(2023·寧夏·青銅峽市寧朔中學高三期中）下列除去雜質(zhì)的方法不正確的是A．鎂粉中混有少量鋁粉：加入過量燒堿溶液充分反應，過濾、洗滌、干燥B．Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量燒堿溶液，充分反應，過濾，向濾液中通入過量CO2后過濾C．用過量氨水除去Fe3+溶液中的少量Al3+D．除去CO2中混有少量的CO：將氣體通入灼熱的氧化銅【解析】A．鋁能與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，鎂與氫氧化鈉溶液不反應，則向混有少量鋁粉的鎂粉中加入過量燒堿溶液充分反應，過濾、洗滌、干燥可以除去鋁粉，故A正確；B．氫氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和水，氫氧化鎂與氫氧化鈉溶液不反應，反應生成的偏鋁酸鈉溶液能與二氧化碳反應生成氫氧化鋁，則向混有氫氧化鎂的氫氧化鋁中加入足量燒堿溶液，充分反應，過濾，向濾液中通入過量二氧化碳后過濾可以除去氫氧化鎂，故B正確；C．鐵離子和鋁離子與氨水反應分別生成氫氧化鐵沉淀和氫氧化鋁沉淀，氫氧化鐵沉淀和氫氧化鋁沉淀都不能與氨水反應，則用過量氨水不能除去鐵離子溶液中的少量的鋁離子，故C錯誤；D．一氧化碳與氧化銅共熱反應生成銅和二氧化碳，則將混有少量一氧化碳的二氧化碳混合氣體通入灼熱的氧化銅能除去一氧化碳，故D正確；故選C。【答案】C【題后歸納】含鋁雜質(zhì)的提純方法歸類：利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于強堿的特性，可除去許多物質(zhì)中的含鋁雜質(zhì)，如：(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＋)：加過量NaOH溶液，過濾，再加酸充分溶解?！咀兪接柧殹緼l2O3與MgO的混合物經(jīng)過量燒堿溶液處理后,過濾,向所得濾液中滴加NaHCO3溶液,測得溶液pH和Al(OH)3生成的量隨加入NaHCO3溶液體積變化的曲線如下:下列有關(guān)說法不正確的是()A.a點溶液中存在的離子有Na+、AlO2-、OH-B.b點與c點溶液中所含微粒種類相同C.NaHCO3溶液的物質(zhì)的量濃度為0.8mol/LD.生成沉淀的離子方程式為HCO3-+AlO2-+H2【解析】a點溶液是Al2O3與MgO的混合物經(jīng)過量燒堿溶液處理過濾后所得濾液,溶質(zhì)是生成的NaAlO2和過量的NaOH,溶液中存在的離子有Na+、AlO2-、OH-、H+,故A正確;由b點到c點是偏鋁酸根離子與碳酸氫根離子反應,其離子方程式為HCO3-+AlO2-+H2O=Al(OH)3↓+CO32?,此階段溶液中所含微粒種類相同,故B、D正確;由d點可知,加入40mLNaHCO3溶液,Al(OH)3沉淀的物質(zhì)的量是32×10-3mol,溶液中含過量的NaOH,由反應順序OH-+HCO3-=CO32?+H2O、HCO3-+AlO2【答案】C高頻考點3考查有關(guān)鎂、鋁氫氧化物的圖像分析與計算例3.(2023·重慶八中高三期中）把一塊鎂鋁合金(質(zhì)量為mg)投入到50mL1mol/L的HCl溶液里，待合金完全溶解后，再往溶液里加入1mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量隨加入NaOH溶液體積變化的關(guān)系如圖所示。下列說法中正確的是A．整個反應過程中，主要發(fā)生了6個離子反應B．c值越大，合金中Mg的含量越高C．b值越大，合金中Al的含量越高D．根據(jù)圖像判斷，鎂鋁合金與50mL1mol/L的HCl溶液恰好完全反應【解析】A．整個過程中發(fā)生的離子反應為：、、、、、。A正確；B．圖中a→b過程是生成Al(OH)3、Mg(OH)2兩種沉淀，b→c為Al(OH)3與NaOH的反應，故c值越大，Al(OH)3消耗的NaOH越多，合金中Al的含量越高，B錯誤；C．由B可知，c值越大，合金中Al的含量越高，C錯誤；D．由圖像可知，O→a反應為：，即HCl有剩余，D錯誤。故本題選A?！敬鸢浮緼【名師點睛】本題考查鎂鋁化合物性質(zhì)、混合物的計算，以圖象題的形式考查，搞清楚圖像中每一段發(fā)生的變化以及圖像中數(shù)字的含義是解題關(guān)鍵，再利用守恒計算?！咀兪接柧殹?2023·寧夏·石嘴山市第三中學高三期中）將一定質(zhì)量的和混合物投入稀硫酸中，固體全部溶解并產(chǎn)生氣體(忽略溶液體積變化)。向所得溶液中加入溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量與加入溶液的體積關(guān)系如下圖所示。則下列說法中正確的是A．溶液的物質(zhì)的量濃度為B．和的總質(zhì)量為C．生成的在標準狀況下的體積為D．硫酸的物質(zhì)的量濃度為【解析】根據(jù)圖像可知，氫氧化鎂和氫氧化鋁的總物質(zhì)的量為0.35mol，氫氧化鎂的物質(zhì)的量為0.15mol，所以氫氧化鋁的物質(zhì)的量為0.2mol。A．根據(jù)，溶解0.2mol氫氧化鋁消耗0.2mol，消耗氫氧化鈉溶液的體積為40mL，氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度為，故A錯誤；B．氫氧化鎂的物質(zhì)的量為0.15mol、氫氧化鋁的物質(zhì)的量為0.2mol，根據(jù)元素守恒，的物質(zhì)的量是0.15mol、的物質(zhì)的量是0.2mol，和的總質(zhì)量為，故B錯誤；C．0.2mol鋁生成氫氣0.3mol，0.15mol鎂生成氫氣0.15mol，生成的在標準狀況下的體積為，故C正確；D．根據(jù)圖像，加入200mL氫氧化鈉溶液時，溶液中的溶質(zhì)只有Na2SO4，根據(jù)元素守恒，2n(H2SO4)=n(NaOH)，硫酸的物質(zhì)的量濃度為，故D錯誤；答案選C?！敬鸢浮緾高頻考點4考查鎂、鋁及其化合物工藝流程例4．(2023·山西晉城·二模）“鋁渣”是鋁工業(yè)的副產(chǎn)品，主要成分為Al、AlF3、LiF、CaO。利用“鋁渣”制備Li2CO3的工業(yè)流程如下圖所示：已知：LiHCO3易溶于水；Li2CO3在不同溫度下的溶解度如下表：溫度/°C010205075100溶解度/g/100gH2O1.5931.4061.3291.1810.8660.740回答下列問題：(1)“酸浸”過程不能在玻璃反應釜中進行，其主要原因是_______。(2)“沉淀”反應得到沉淀中其成分有CaCO3、_______。(3)“轉(zhuǎn)化”步驟的目的是_______。(4)“除鈣”時溫度不能太高，否則會影響Li2CO3的產(chǎn)率，其原因是_______(用化學方程式表示)。(5)從“熱分解”后的溶液中獲得Li2CO3晶體的操作是蒸發(fā)結(jié)晶_______洗滌、干燥。(6)利用表中數(shù)據(jù)計算100°C時Li2CO3的Ksp近似值為_______。(7)利用Li2CO3為原料采用固相法可制備鋰離子電池的正極材料LiMn2O4，其制備過程：將MnO2和Li2CO3按一定物質(zhì)的量之比配料，球磨后，高溫加熱，反應過程會產(chǎn)生兩種氣體，則兩種氣體的物質(zhì)的量之比為_______(要求：密度大的氣體與密度小的氣體作比)?！窘馕觥俊颁X渣”主要成分為Al、AlF3、LiF、CaO，經(jīng)濃硫酸酸浸后，氟化物轉(zhuǎn)化為HF氣體逸出，部分氧化鈣轉(zhuǎn)化為微溶的硫酸鈣以濾渣形式除去，得到的濾液中含鋁離子、鋰離子和少量鈣離子，再加入碳酸鈉溶液后，會生成CaCO3、Li2CO3、Al(OH)3沉淀，過濾后的濾液分離除去，濾渣再通入二氧化碳和水，使其中碳酸鹽轉(zhuǎn)化為可溶于水的碳酸氫鹽，從而過濾除去Al(OH)3沉淀，再加入磷酸鋰稀溶液使鈣離子轉(zhuǎn)化為磷酸鈣沉淀，達到“除鈣”目的，碳酸氫鋰溶液經(jīng)過熱分解和一系列操作生成碳酸鋰、二氧化碳和水。(1)“酸浸”過程會產(chǎn)生HF，因為HF會腐蝕玻璃，所以不能在玻璃反應釜中進行；(2)依據(jù)上述分析可知，“沉淀”反應得到沉淀中其成分有CaCO3、Li2CO3、Al(OH)3沉淀；(3)上一步沉淀過程有CaCO3、Li2CO3、Al(OH)3沉淀，所以通入二氧化碳和水，會使CaCO3、Li2CO3分別轉(zhuǎn)化為可溶于水的Ca(HCO3)、LiHCO3，再經(jīng)過濾可除去Al(OH)3沉淀，故答案為：將CaCO3、Li2CO3轉(zhuǎn)化為易溶于水的碳酸氫鹽，便于與Al(OH)3分離；(4)因為LiHCO3的性質(zhì)與NaHCO3相似，可推知，若溫度過高，LiHCO3受熱易分解，其分解反應方程式為：2LiHCO3Li2CO3+CO2↑+H2O，導致Li元素有損失，影響Li2CO3的產(chǎn)率；(5)根據(jù)Li2CO3在不同溫度下的溶解度數(shù)據(jù)可知，隨著溫度的升高，Li2CO3的溶解度不斷減小，所以從“熱分解”后的溶液中獲得Li2CO3晶體的操作是蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾、洗滌、干燥，故答案為：趁熱過濾；(6)100°C時，Li2CO3的溶解度為0.740g/100gH2O，則溶質(zhì)Li2CO3的物質(zhì)的量為=0.01mol，其濃度約為0.1mol/L，所以Ksp=c2(