鎂、鋁及其化合物第二節(jié)鎂、鋁及其化合物1.了解鋁、鎂及其重要化合物的制備方法。2.掌握鋁、鎂及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用?？键c(diǎn)(一)鎂、鋁 【點(diǎn)多面廣精細(xì)研】1鋁的性質(zhì)和用途(1)物理性質(zhì)色、態(tài)密度質(zhì)地導(dǎo)電、導(dǎo)熱、延展性存在銀白色，有金屬光澤的固體較小柔軟良好自然界中以化合態(tài)存在注意鋁是地殼中含量最高的金屬元素，僅次于硅元素。(2)化學(xué)性質(zhì)寫(xiě)出圖中標(biāo)號(hào)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：2Al2OH2H2O=2AlO3H2。2AlFe2O32FeAl2O3(鋁熱反應(yīng))。(3)制備及用途制備電解熔融Al2O3：2Al2O34Al3O2用途純鋁用作導(dǎo)線鋁合金制備汽車(chē)、飛機(jī)、生活用品等2.鎂的性質(zhì)和用途(1)物理性質(zhì)鎂：鎂是銀白色有金屬光澤的固體，密度較小，硬度較低。鎂合金：密度較小，硬度和強(qiáng)度都較大。(2)對(duì)比記憶鎂的化學(xué)性質(zhì)鋁鎂與非金屬反應(yīng)能被Cl2、O2氧化2MgO22MgO3MgN2Mg3N2與水反應(yīng)反應(yīng)很困難能與沸水反應(yīng)：Mg2H2OMg(OH)2H2與堿反應(yīng)能溶于強(qiáng)堿溶液不反應(yīng)與某些氧化物反應(yīng)能與Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金屬氧化物發(fā)生鋁熱反應(yīng) 能在CO2中燃燒：2MgCO22MgOC(3)用途鎂合金用于制造火箭、導(dǎo)彈和飛機(jī)的部件。鎂制造信號(hào)彈和焰火。小題練微點(diǎn)判斷下列說(shuō)法的正誤(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”)。(1)(2017全國(guó)卷)2.4 g Mg與H2SO4完全反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.1NA()(2)(2016天津高考)用NaOH溶液除去鎂粉中的雜質(zhì)鋁：2Al2OH2H2O=2AlO3H2()(3)(2015全國(guó)卷)用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細(xì)打磨過(guò)的鋁箔在酒精燈上加熱，熔化后的液態(tài)鋁滴落下來(lái)，說(shuō)明鋁的熔點(diǎn)較低()(4)(2015全國(guó)卷)濃硝酸滴入用砂紙打磨過(guò)的鋁條中，產(chǎn)生紅棕色氣體()(5)(2014全國(guó)卷)鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng)，反應(yīng)后固體物質(zhì)增重()(6)Mg粉與濃NH4Cl溶液反應(yīng)放出H2和NH3()(7)冶煉鋁時(shí)常用焦炭作還原劑()(8)1 mol 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()(9)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()(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()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)鎂、鋁的性質(zhì)1.鋁制品具有較強(qiáng)的抗腐蝕性，主要是因?yàn)?)A鋁的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定B鋁在常溫時(shí)與氧氣不反應(yīng)C鋁具有金屬性，也具有非金屬性D鋁與氧氣反應(yīng)生成一層致密的氧化物薄膜解析：選D鋁是活潑金屬，化學(xué)性質(zhì)活潑，故A錯(cuò)誤；鋁被氧氣氧化生成氧化鋁，而不是不反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；鋁具有金屬性，不具有非金屬性，故C錯(cuò)誤；鋁被氧氣氧化生成氧化鋁，氧化鋁是致密的氧化物，能阻止鋁進(jìn)一步被氧化，故D正確。2.如圖所示的裝置中，把X溶液逐滴滴下與Y物質(zhì)反應(yīng)，若X為濃硫酸，Y為第三周期金屬元素的單質(zhì)，常溫下難與水反應(yīng)。Z為品紅溶液，實(shí)驗(yàn)中觀察到Z褪色。則Y為()ANaBMgCAl DMg或Al解析：選B實(shí)驗(yàn)中品紅溶液褪色，說(shuō)明反應(yīng)中有SO2產(chǎn)生，因此該金屬是Mg，因?yàn)锳l在常溫下遇濃硫酸鈍化，而Na是活潑的金屬，極易與水反應(yīng)生成H2，B項(xiàng)正確。鋁與酸、堿反應(yīng)的計(jì)算3.(2019石景山區(qū)模擬)根據(jù)如圖的轉(zhuǎn)化關(guān)系判斷，下列說(shuō)法正確的是(反應(yīng)條件已略去)()A生成等質(zhì)量H2時(shí)，和反應(yīng)消耗n(HCl)n(NaOH)B反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為23C反應(yīng)和消耗等量的Al時(shí)，生成的n(Cu)n(Fe)32D反應(yīng)的離子方程式為Al33OH=Al(OH)3解析：選C根據(jù)得失電子守恒，生成氫氣的物質(zhì)的量相等則消耗鋁的物質(zhì)的量相等，根據(jù)鋁原子守恒，設(shè)1 mol鋁參加反應(yīng)，則生成偏鋁酸鈉1 mol需氫氧化鈉為1 mol，生成氯化鋁1 mol需HCl為3 mol，所以和反應(yīng)消耗n(HCl)3n(NaOH)，故A錯(cuò)誤；鋁與硫酸銅反應(yīng)，鋁是還原劑，硫酸銅是氧化劑，根據(jù)得失電子守恒可知：硫酸銅與鋁的物質(zhì)的量之比為32，故B錯(cuò)誤；反應(yīng)和消耗等量的Al時(shí)，Al失電子的物質(zhì)的量相等，設(shè) 2 mol 的鋁參加反應(yīng)，由得失電子守恒可知：生成銅的物質(zhì)的量為3 mol，生成鐵的物質(zhì)的量為2 mol，所以生成的 n(Cu)n(Fe)32，故C正確；一水合氨是弱電解質(zhì)，書(shū)寫(xiě)離子方程式用化學(xué)式，氯化鋁與氨水反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和氯化銨，正確的離子方程式為Al33NH3H2O=Al(OH)33NH，故D錯(cuò)誤。4新型鎂鋁合金(Mg17Al12)有儲(chǔ)氫性能，它在一定條件下完全吸氫的反應(yīng)為Mg17Al1217H2=17MgH212Al，得到的混合物Y(17MgH212Al)能與酸反應(yīng)釋放出大量氫氣。下列說(shuō)法正確的是()A該合金應(yīng)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將一定比例的Mg、Al單質(zhì)熔煉而成B該合金中含有離子鍵，鋁元素呈正價(jià)C1 mol Mg17Al12 完全吸氫后得到的Y與鹽酸完全反應(yīng)放出的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為1 164.8 LD合金的熔點(diǎn)高于金屬鎂、金屬鋁的熔點(diǎn)解析：選C鎂和氮?dú)夥磻?yīng)，A錯(cuò)誤；合金是金屬的混合物，不存在離子鍵，B錯(cuò)誤；1 mol Mg17Al12吸氫的反應(yīng)為Mg17Al1217H2=17MgH212Al，即吸收了17 mol的氫氣，1 mol Mg17Al12相當(dāng)于17 mol鎂和12 mol鋁，和鹽酸反應(yīng)生成的氫氣為mol35 mol，所以總共產(chǎn)生的氫氣為(3517)mol52 mol，其標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為52 mol22.4 Lmol11 164.8 L，C正確；合金的熔點(diǎn)低于各成分金屬的熔點(diǎn)，D錯(cuò)誤。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，根據(jù)鋁的這一特殊性質(zhì)回答下列問(wèn)題：(1)等質(zhì)量的兩份鋁分別與足量的HCl、NaOH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HCl、NaOH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_。解析：(1)根據(jù)化學(xué)方程式：2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，Al與H2的關(guān)系式均為2Al3H2，故兩份等質(zhì)量的Al都完全反應(yīng)時(shí)，所得H2的量必相等。(2)因?yàn)樵诜磻?yīng)中Al過(guò)量，產(chǎn)生的H2由HCl和NaOH的量決定。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中的關(guān)系式：6HCl3H2、2NaOH3H2，故當(dāng)HCl、NaOH物質(zhì)的量相等時(shí)，二者產(chǎn)生H2的體積比為13。(3)因?yàn)殇X足量且產(chǎn)生H2相等，根據(jù)關(guān)系式n(HCl)n(NaOH)31，又因?yàn)閮扇芤后w積相等，故物質(zhì)的量濃度 c(HCl)c(NaOH)n(HCl)n(NaOH)31。答案：(1)11(2)13(3)31鋁與酸、堿反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系鋁分別與鹽酸、NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。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)是 ，所以不論是Al與酸還是與堿反應(yīng)，Al與產(chǎn)生的H2的關(guān)系均是2Al3H2。(1)等量鋁分別與足量鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的體積比為。(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)生氫氣的體積比為。(3)一定量的鋁分別和一定量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，當(dāng)產(chǎn)生氫氣的體積比為，則必定是鋁與鹽酸反應(yīng)時(shí)，鋁過(guò)量而鹽酸不足；鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時(shí)，鋁不足而氫氧化鈉過(guò)量。 考點(diǎn)(二)鎂、鋁的重要化合物 【點(diǎn)多面廣精細(xì)研】1MgO和Al2O3氧化物MgOAl2O3物理性質(zhì)白色固體，難溶，熔點(diǎn)高，密度小白色固體，難溶，熔點(diǎn)高化學(xué)性質(zhì)類(lèi)別堿性氧化物兩性氧化物與H2O反應(yīng)MgOH2OMg(OH)2(反應(yīng)緩慢)不反應(yīng)與H反應(yīng)MgO2H=Mg2H2OAl2O36H=2Al33H2O與OH反應(yīng)不反應(yīng)Al2O32OH=2AlOH2O重要用途制耐火、耐高溫器材制耐火、耐高溫器材；煉鋁和人造寶石的原料注意不能用氧化鋁坩堝熔融NaOH固體。2Mg(OH)2和Al(OH)3氫氧化物Mg(OH)2Al(OH)3物理性質(zhì)白色固體，難溶白色固體，難溶；Al(OH)3膠體吸附能力強(qiáng)化學(xué)性質(zhì)類(lèi)別中強(qiáng)堿，懸濁液使酚酞變淺紅：Mg(OH)2Mg22OH典型兩性氫氧化物：HAlOH2O(酸式電離)Al(OH)3Al33OH(堿式電離)；不能與較弱的酸、堿反應(yīng)，如H2CO3、NH3H2O與H反應(yīng)Mg(OH)22H=Mg22H2OAl(OH)33H=Al33H2O與OH反應(yīng)不反應(yīng)Al(OH)3OH=AlO2H2O與鹽反應(yīng)溶于NH4Cl濃溶液：Mg(OH)22NH4Cl=MgCl22NH3H2OAl(OH)3不溶于NH4Cl濃溶液熱穩(wěn)定性Mg(OH)2MgOH2O2Al(OH)3Al2O33H2O制法實(shí)驗(yàn)室Mg22OH=Mg(OH)2Al33NH3H2O=Al(OH)33NH工業(yè)Mg22OH=Mg(OH)2等多種方法AlOCO2(足量)2H2O=Al(OH)3HCO用途阻燃劑鎂鹽的制造治療胃酸過(guò)多Al(OH)3膠體可用于凈水3.一種重要的復(fù)鹽明礬(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(fù)鹽。(2)明礬的化學(xué)式為KAl(SO4)212H2O，它是無(wú)色晶體，可溶于水，水溶液pH7(填“”“”或“”)。明礬可以凈水，其凈水的原理是Al33H2OAl(OH)3(膠體)3H，Al(OH)3膠體吸附水中雜質(zhì)形成沉淀而凈水。(3)明礬溶液與Ba(OH)2溶液反應(yīng)的離子方程式：Al3恰好完全沉淀2Al33SO3Ba26OH=2Al(OH)33BaSO4。SO恰好完全沉淀Al32SO2Ba24OH=AlO2BaSO42H2O。小題練微點(diǎn)判斷下列說(shuō)法的正誤(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”)。(1)MgO、Al2O3的熔點(diǎn)很高，可制作耐高溫材料()(2)AlCl3與過(guò)量NaOH溶液反應(yīng)生成NaAlO2，但與過(guò)量氨水反應(yīng)卻生成Al(OH)3()(3)中國(guó)古代利用明礬溶液的酸性清除銅鏡表面的銅銹()(4)氫氧化鋁、NaHCO3、Na2CO3均可作胃酸的中和劑()(5)明礬水解時(shí)能生成具有吸附性的Al(OH)3膠粒，可用于凈水和消毒()(6)下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化在給定條件下能夠?qū)崿F(xiàn)：Al2O3NaAlO2(aq)Al(OH)3()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)學(xué)霸微提醒從平衡角度認(rèn)識(shí)Al(OH)3 的兩性(1)Al(OH)3的電離：(2)Al(OH)3的堿性：加入強(qiáng)酸(如鹽酸)時(shí)，Al(OH)3電離出的OH與H反應(yīng)，平衡向右移動(dòng)，生成鋁鹽，體現(xiàn)Al(OH)3的堿性。(3)Al(OH)3的酸性：加入強(qiáng)堿(如NaOH溶液)時(shí)，Al(OH)3電離出的H與OH反應(yīng)，平衡向左移動(dòng)，生成偏鋁酸鹽，體現(xiàn)Al(OH)3的酸性。鋁的化合物的性質(zhì)及用途1.判斷下列說(shuō)法的正誤(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”)。(1)(2018全國(guó)卷)氫氧化鋁可用于中和過(guò)多胃酸()(2)(2018江蘇高考)KAl(SO4)212H2O溶于水可形成Al(OH)3膠體()(3)(2018江蘇高考)Al(s)NaAlO2(aq)Al(OH)3(s)()(4)(2016全國(guó)卷)泡沫滅火器滅火是利用了Al2(SO4)3和小蘇打的反應(yīng)()(5)(2016江蘇高考)向Al2(SO4)3溶液中加入過(guò)量氨水的離子方程式：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH()(6)(2015全國(guó)卷)氯化鋁溶液滴入濃NaOH溶液中，產(chǎn)生大量白色沉淀()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)2.向HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl溶液中(假設(shè)各1 mol)逐滴加入NaOH溶液，沉淀的物質(zhì)的量隨NaOH溶液體積變化的圖像如圖所示。(假設(shè)Mg2、Al3結(jié)合OH能力相同)分析圖像的變化情況，回答下列問(wèn)題：(1)H、Al3、Al(OH)3、NH四種微粒與OH反應(yīng)的先后順序依次為_(kāi)。(2)依次寫(xiě)出各階段的離子方程式：OA： _。AB： _。BC： _。CD： _。答案：(1)H、Al3、NH、Al(OH)3(2)HOH=H2OAl33OH=Al(OH)3，Mg22OH=Mg(OH)2NHOH=NH3H2OAl(OH)3OH=AlO2H2O3.向NaOH、Na2CO3、NaAlO2溶液中(假設(shè)各1 mol)逐滴加入HCl溶液，產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量隨HCl溶液體積變化的圖像如圖所示。分析圖像的變化情況，回答下列問(wèn)題：(1)OH、CO、HCO、AlO、Al(OH)3這五種微粒與H反應(yīng)的先后順序依次為_(kāi)。(2)依次寫(xiě)出各階段的離子方程式：OA： _。AB： _。BC： _。CD： _。答案：(1)OH、AlO、CO、HCO、Al(OH)3(2)OHH=H2OAlOHH2O=Al(OH)3COH=HCO，HCOH=CO2H2OAl(OH)33H=Al33H2O方法規(guī)律鋁線規(guī)律Al(OH)3有兩性，既溶于強(qiáng)酸(H)生成鋁鹽(Al3)，又溶于強(qiáng)堿(OH)生成偏鋁酸鹽(AlO)，Al(OH)3、H、Al3、OH、AlO是鋁的化合物轉(zhuǎn)化關(guān)系中最常見(jiàn)的5種粒子，將這5種粒子按pH由小到大列出線型關(guān)系：HAl3Al(OH)3AlOOH我們將這條線型排列稱為“鋁線”。這條“鋁線”上相鄰粒子不反應(yīng)，不相鄰粒子間可以反應(yīng)。相隔的粒子反應(yīng)生成處于兩個(gè)反應(yīng)粒子中間的粒子(產(chǎn)物水被略去)。相隔越遠(yuǎn)的粒子越容易發(fā)生反應(yīng)。我們將上述規(guī)律稱為“鋁線規(guī)律”，“鋁線規(guī)律”有著重要的應(yīng)用。(1)用于判斷粒子間能否大量共存應(yīng)用“鋁線規(guī)律”，可直接判斷粒子能否大量共存。例如，H和Al3、OH和AlO能大量共存；而Al3和OH、H和AlO不能大量共存。(2)用于判斷粒子間反應(yīng)的生成物應(yīng)用“鋁線規(guī)律”，可直接判斷相隔的粒子反應(yīng)后的生成物。例如，H和Al(OH)3能反應(yīng)生成Al3，Al3和AlO能反應(yīng)生成Al(OH)3，OH和Al(OH)3能反應(yīng)生成AlO等。若處于兩個(gè)粒子中間的粒子不是一個(gè)，而是有兩個(gè)時(shí)，該規(guī)律仍能成立。例如，H與AlO能反應(yīng)，生成Al3或Al(OH)3或含Al3和Al(OH)3的混合物，Al3與OH能反應(yīng)生成Al(OH)3或AlO或含Al(OH)3和AlO的混合物。(3)用于判斷粒子間反應(yīng)的先后順序如向含Al(OH)3和AlO的混合物中加入H，與H先反應(yīng)的是AlO，所以沉淀量先增大，后減少；向含Al3和Al(OH)3的混合物中加入OH，與OH先反應(yīng)的是Al3，沉淀量依然先增大，后減少?；ち鞒讨械逆V、鋁及其化合物4.(2018江蘇高考節(jié)選)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的部分工藝流程如圖：向“過(guò)濾”得到的濾液中通入過(guò)量CO2，鋁元素存在的形式由_(填化學(xué)式)轉(zhuǎn)化為_(kāi)(填化學(xué)式)。解析：用NaOH溶液堿浸后，Al2O3、SiO2溶解，轉(zhuǎn)化為NaAlO2和Na2SiO3，通入過(guò)量CO2后，NaAlO2與CO2反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Al(OH)3。答案：NaAlO2Al(OH)35(2017江蘇高考)鋁是應(yīng)用廣泛的金屬。以鋁土礦(重要成分為Al2O3，含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì))為原料制備鋁的一種工藝流程如圖：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_(kāi)。(2)向“過(guò)濾”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”是電解熔融Al2O3，電解過(guò)程中作陽(yáng)極的石墨易消耗，原因是_。(4)“電解”是電解Na2CO3溶液，原理如圖所示。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)，陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學(xué)式為_(kāi)。(5)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_。解析：(1)Al2O3為兩性氧化物，在NaOH溶液中會(huì)溶解生成NaAlO2。(2)加入的NaHCO3與過(guò)量的NaOH反應(yīng)，導(dǎo)致溶液的pH減小。(3)電解Al2O3時(shí)陽(yáng)極上生成O2，O2會(huì)氧化石墨。(4)陽(yáng)極上OH失去電子生成O2，由H2O電離出的H可以與CO反應(yīng)生成HCO。陰極上H2O放電生成H2。答案：(1)Al2O32OH=2AlOH2O(2)減小(3)石墨電極被陽(yáng)極上產(chǎn)生的O2氧化(4)4CO2H2O4e=4HCOO2H2(5)NH4Cl分解產(chǎn)生的HCl能夠破壞Al表面的Al2O3薄膜6(2014全國(guó)卷節(jié)選)(1)海水提鎂的一段工藝流程如圖：濃海水的主要成分如表：離子NaMg2ClSO濃度/(gL1)63.728.8144.646.4該工藝過(guò)程中，脫硫階段主要反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)，產(chǎn)品2的化學(xué)式為_(kāi)，1 L濃海水最多可得到產(chǎn)品2的質(zhì)量為_(kāi)g。(2)采用石墨陽(yáng)極、不銹鋼陰極電解熔融的氯化鎂，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)；電解時(shí)，若有少量水存在會(huì)造成產(chǎn)品鎂的消耗，寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。解析：(1)由題給海水的主要成分，脫硫就是除掉SO，發(fā)生反應(yīng)：Ca2SO=CaSO4；由框圖信息知，產(chǎn)品2為Mg(OH)2；1 L濃海水中含有Mg2 28.8 g，物質(zhì)的量為1.2 mol，則最多生成 Mg(OH)2 1.2 mol，質(zhì)量為1.2 mol58 gmol169.6 g。(2)電解熔融氯化鎂生成氯氣和單質(zhì)鎂，若有水存在，則高溫下鎂與水反應(yīng)。答案：(1)Ca2SO=CaSO4Mg(OH)269.6(2)MgCl2MgCl2Mg2H2OMg(OH)2H2方法規(guī)律1從鋁土礦中提純Al2O3的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Al2O3的方案。2從海水中提取鎂的方法(1)流程(2)主要化學(xué)反應(yīng)制石灰乳：CaCO3CaOCO2、CaOH2O=Ca(OH)2。沉淀Mg2：Mg22OH=Mg(OH)2。制備MgCl2：Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O。電解MgCl2：MgCl2(熔融)MgCl2。1工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3xH2O、Fe2O3、SiO2等)提取純Al2O3作的原料，提取時(shí)操作過(guò)程如圖所示，圖中操作錯(cuò)誤的是()ABCD謹(jǐn)記：冶煉Al的化學(xué)方程式為2Al2O34Al3O2。不能用AlCl3，因?yàn)锳lCl3是共價(jià)化合物，熔融時(shí)AlCl3不導(dǎo)電；不能電解AlCl3溶液，那樣得不到Al。為了降低Al2O3的熔點(diǎn)，加入冰晶石。解析：選A由流程圖可知，反應(yīng)得到的濾液為NaAlO2溶液，加入過(guò)量鹽酸后得到AlCl3而不是Al(OH)3沉淀，應(yīng)通入過(guò)量CO2，操作錯(cuò)誤；Al(OH)3在常溫干燥條件下并不發(fā)生分解，故操作需要加熱，錯(cuò)誤。2.的工藝流程如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A用此法提取鎂的優(yōu)點(diǎn)之一是原料來(lái)源豐富B步驟電解MgCl2時(shí)陰極產(chǎn)生氯氣C步驟可將晶體置于HCl氣體氛圍中脫水D上述工藝流程中涉及化合、分解和復(fù)分解反應(yīng)海水提鎂注意 方面用石灰乳，不用澄清石灰水。從MgCl2溶液中提取MgCl26H2O的操作：加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥。用MgCl26H2O制MgCl2時(shí)，需通入HCl氣體抑制MgCl2水解。冶煉Mg不能用MgO，因?yàn)镸gO熔點(diǎn)比較高。也不能電解MgCl2溶液，那樣得不到Mg。解析：選B海水中含有大量的鎂元素，A項(xiàng)正確；電解MgCl2時(shí)，陽(yáng)極產(chǎn)生Cl2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；加熱脫水過(guò)程中Mg2水解生成Mg(OH)2，為防止Mg2水解，應(yīng)在HCl氣體氛圍中脫水，C項(xiàng)正確；、分別為化合反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)、分解反應(yīng)，D項(xiàng)正確。3.某混合溶液中可能含有HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl、Na2CO3、KCl中的一種或幾種物質(zhì)，往該溶液中逐滴加入NaOH溶液，產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量(n)與加入的NaOH溶液體積(V)的關(guān)系如圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)溶液中一定含有的溶質(zhì)是_(填化學(xué)式，下同)，一定不含有的溶質(zhì)是_。(2)溶液中可能含有的溶質(zhì)是_(填名稱)，判斷該物質(zhì)是否存在的實(shí)驗(yàn)方法是_，現(xiàn)象是_。(3)分別寫(xiě)出AB段、BC段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：AB段為_(kāi)；BC段為_(kāi)。解析：OA段是NaOH溶液中和HCl；加入過(guò)量NaOH溶液，沉淀全部溶解，說(shuō)明無(wú)MgCl2，所以沉淀只有Al(OH)3；BC段是NaOH溶液與NH4Cl反應(yīng)，故原溶液中一定含有HCl、AlCl3和NH4Cl，一定無(wú)MgCl2；又因?yàn)镠Cl與Na2CO3不能大量共存，所以一定無(wú)Na2CO3，可能含有KCl，可用焰色反應(yīng)進(jìn)行確定。答案：(1)HCl、AlCl3、NH4ClMgCl2、Na2CO3(2)氯化鉀焰色反應(yīng)透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察火焰顏色是否為紫色(3)Al33OH=Al(OH)3NHOH=NH3H2O考點(diǎn)(三)用數(shù)形結(jié)合思想鞏固“鋁三角” 【多角探明無(wú)盲點(diǎn)】學(xué)習(xí)“鋁及其化合物”的相關(guān)知識(shí)時(shí)，接觸最多的是含鋁化合物的相互轉(zhuǎn)化，以及用圖像來(lái)描述它們的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。為防止出現(xiàn)理解不到位、分析不準(zhǔn)確、知識(shí)運(yùn)用不熟練，引入了“鋁三角”的概念?！颁X三角”是用來(lái)表示Al3、Al(OH)3、AlO在不同pH條件下，鋁元素的存在形式及其轉(zhuǎn)化關(guān)系，根據(jù)鋁三角可以進(jìn)行離子共存的判斷、Al(OH)3的制備、物質(zhì)的鑒別等。Al3、Al(OH)3、AlO之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系及應(yīng)用1“鋁三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系寫(xiě)出上述轉(zhuǎn)化的離子方程式：(1)Al3與Al(OH)3之間的轉(zhuǎn)化。Al33AlO6H2O=4Al(OH)3。Al33OH=Al(OH)3。Al(OH)33H=Al33H2O。(2)Al3與AlO之間的轉(zhuǎn)化Al34OH=AlO2H2O。AlO4H=Al32H2O。(3)AlO與Al(OH)3之間的轉(zhuǎn)化。AlOHH2O=Al(OH)3。Al(OH)3OH=AlO2H2O。2含鋁化合物轉(zhuǎn)化關(guān)系的應(yīng)用(1)判斷離子共存問(wèn)題Al3與OH及AlO、CO、S2等弱酸根陰離子因生成沉淀或發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)而不能共存。AlO與H、HCO以及弱堿陽(yáng)離子Al3、Fe3等因生成沉淀或發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)而不能大量共存。(2)鑒別(利用滴加試劑順序不同，現(xiàn)象不同)向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀溶解。向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，開(kāi)始無(wú)明顯現(xiàn)象，后產(chǎn)生白色沉淀，沉淀不溶解。(3)Al(OH)3的制備用離子方程式表示制取Al(OH)3的3種方法Al33NH3H2O=Al(OH)33NH。AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO。Al33AlO6H2O=4Al(OH)3。對(duì)點(diǎn)練1下列各組物質(zhì)的無(wú)色溶液，不用其他試劑即可鑒別的是_。NaOH、AlCl3NaHCO3、H2SO4NaAlO2、NaHSO4 Na2CO3、HClNa2CO3、NaHCO3、Ca(OH)2解析：使用互滴法進(jìn)行鑒別時(shí)，兩次操作應(yīng)產(chǎn)生不同的現(xiàn)象。向含Al3的溶液中滴加NaOH溶液：先生成白色沉淀，后沉淀又逐漸溶解；向NaOH溶液中滴加含Al3的溶液：開(kāi)始無(wú)沉淀產(chǎn)生，后產(chǎn)生白色沉淀，且沉淀不溶解。現(xiàn)象不同，可以鑒別。不論是NaHCO3滴入H2SO4中還是H2SO4滴入NaHCO3中都會(huì)立即產(chǎn)生氣泡，現(xiàn)象相同，無(wú)法鑒別。NaHSO4=NaHSO，溶液顯強(qiáng)酸性。向NaAlO2溶液中滴加NaHSO4：開(kāi)始出現(xiàn)白色沉淀后沉淀逐漸溶解；向NaHSO4溶液中滴加NaAlO2溶液：開(kāi)始無(wú)現(xiàn)象，后出現(xiàn)白色沉淀?，F(xiàn)象不同，可以鑒別。向Na2CO3溶液中滴加鹽酸：開(kāi)始無(wú)現(xiàn)象，后產(chǎn)生氣泡；向鹽酸中滴加Na2CO3溶液：立即產(chǎn)生氣泡?，F(xiàn)象不同，可以鑒別。無(wú)論是NaHCO3還是Na2CO3加到Ca(OH)2中都會(huì)產(chǎn)生白色沉淀，無(wú)法鑒別。答案：2實(shí)驗(yàn)室可用鋁屑、氨水、氫氧化鈉溶液、稀硫酸等來(lái)制備氫氧化鋁，某同學(xué)設(shè)計(jì)了三種實(shí)驗(yàn)方案：方案AlAl3Al(OH)3方案AlAlOAl(OH)3方案Al(OH)3(1)用方案制備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(xiě)出該方案中有關(guān)的離子方程式： _。(2)用方案來(lái)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_(填標(biāo)號(hào))，原因是_。解析：分析本題應(yīng)從Al(OH)3的兩性著手，過(guò)量的強(qiáng)酸、強(qiáng)堿均會(huì)降低Al(OH)3的產(chǎn)率，而Al3與AlO反應(yīng)制取Al(OH)3，則不存在該問(wèn)題，故方案最佳。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(huì)溶于過(guò)量的NaOH溶液，從而影響Al(OH)3 的生成量2Al6H=2Al33H2，Al33NH3H2O=Al(OH)33NH(2)稀硫酸(3)藥品用量最少，操作最為簡(jiǎn)單用數(shù)形結(jié)合思想分析Al(OH)3的圖像1.可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應(yīng)的圖像操作向可溶性鋁鹽溶液中逐滴加入NaOH溶液至過(guò)量向NaOH溶液中逐滴加入可溶性鋁鹽溶液至過(guò)量現(xiàn)象立即產(chǎn)生白色沉淀漸多最多漸少消失無(wú)沉淀(有但即溶)出現(xiàn)沉淀漸多最多沉淀不消失圖像離子方程式Al33OH=Al(OH)3、Al(OH)3OH=AlO2H2OAl34OH=AlO2H2O、3AlOAl36H2O=4Al(OH)32偏鋁酸鹽溶液與鹽酸反應(yīng)的圖像操作向偏鋁酸鹽溶液中逐滴加入稀鹽酸至過(guò)量向稀鹽酸中逐滴加入偏鋁酸鹽溶液至過(guò)量現(xiàn)象立即產(chǎn)生白色沉淀漸多最多漸少消失無(wú)沉淀(有但即溶)出現(xiàn)沉淀漸多最多沉淀不消失圖像離子方程式AlOHH2O=Al(OH)3、Al(OH)33H=Al33H2OAlO4H=Al32H2O、Al33AlO6H2O=4Al(OH)3對(duì)點(diǎn)練3.(2019興慶區(qū)模擬)向100 mL 0.1 molL1的AlCl3溶液中，加入1 molL1的NaOH溶液V mL后，再滴加1 molL1鹽酸。滴加鹽酸的體積(橫坐標(biāo))與生成沉淀的質(zhì)量(縱坐標(biāo))如圖所示的關(guān)系，則加入的NaOH溶液的體積為()A10 mLB30 mLC40 mL D50 mL解析：選D開(kāi)始階段是鹽酸和NaOH之間的中和反應(yīng)，根據(jù)消耗鹽酸的量，知道剩余的NaOH的物質(zhì)的量是0.01 L1 molL10.01 mol，然后沉淀量逐漸增多，發(fā)生的是NaAlO2與鹽酸之間的反應(yīng)，即NaAlO2HClH2O=Al(OH)3NaCl，Al(OH)33HCl=AlCl33H2O，根據(jù)各段消耗鹽酸的量知道生成的NaAlO2的物質(zhì)的量是0.01 L1 molL10.01 mol，根據(jù)鋁原子守恒，所以Al3的物質(zhì)的量是0.01 mol，生成NaAlO2時(shí)消耗NaOH溶液40 mL，剩余NaOH溶液的量是10 mL，所以加入NaOH的量是50 mL。4(2019東安區(qū)模擬)向可溶性鋁鹽或偏鋁酸鹽溶液中逐滴加入NaOH溶液(或鹽酸)，反應(yīng)過(guò)程中的下列圖像正確的是()解析：選B向溶液中滴加鹽酸，H與Al3不反應(yīng)，圖像與實(shí)際不相符，故A錯(cuò)誤；由圖B、C可知，溶液中含有1 mol Al3，向溶液加NaOH，首先發(fā)生反應(yīng)與Al33OH=Al(OH)3，Al3完全沉淀，消耗3 mol OH，生成1 mol Al(OH)3，然后發(fā)生反應(yīng)Al(OH)3OH=AlO2H2O，沉淀完全溶解消耗1 mol OH，生成1 mol AlO，前后兩部分消耗的OH為31，故B正確，C錯(cuò)誤；由圖D可知，溶液中含有1 mol AlO，向溶液滴加鹽酸，首先發(fā)生反應(yīng)：AlOHH2O=Al(OH)3，AlO完全沉淀，消耗1 mol H，生成1 mol Al(OH)3，然后發(fā)生反應(yīng)3HAl(OH)3=Al33H2O，沉淀完全溶解消耗3 mol H，生成1 mol Al3，前后兩部分消耗的H為13，圖像中Al(OH)3最大值時(shí)AlO沒(méi)有完全反應(yīng)，圖像與實(shí)際不符合，故D錯(cuò)誤。5下列實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量(y)與加入試劑的量(x)之間的關(guān)系正確的是()A向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至過(guò)量且邊滴邊振蕩B向NaAlO2溶液中滴加稀鹽酸至過(guò)量且邊滴邊振蕩C向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入氫氧化鈉溶液直至過(guò)量D向NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2的混合溶液中逐漸通入二氧化碳至過(guò)量解析：選C向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至過(guò)量且邊滴邊振蕩，先產(chǎn)生氫氧化鋁沉淀：AlCl33NaOH=Al(OH)33NaCl，繼續(xù)滴加NaOH溶液，Al(OH)3和NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，沉淀溶解：NaOHAl(OH)3=NaAlO22H2O，所以沉淀量達(dá)到最大消耗NaOH和沉淀溶解消耗NaOH的比為31，故A錯(cuò)誤；向NaAlO2溶液中滴加稀鹽酸，開(kāi)始階段先產(chǎn)生氫氧化鋁沉淀，發(fā)生反應(yīng)：AlOHH2O=Al(OH)3，隨著鹽酸的逐滴加入，則沉淀開(kāi)始溶解，發(fā)生反應(yīng)：Al(OH)33H=Al33H2O，所以沉淀量達(dá)到最大消耗的鹽酸和沉淀完全溶解消耗的鹽酸的物質(zhì)的量之比是13，故B錯(cuò)誤；向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入氫氧化鈉溶液，開(kāi)始滴加發(fā)生反應(yīng)為Al33OH=Al(OH)3，先產(chǎn)生氫氧化鋁沉淀，當(dāng)Al3沉淀完全后，然后發(fā)生反應(yīng)NHOH=NH3H2O，此時(shí)氫氧化鋁沉淀的量不變，最后繼續(xù)滴加NaOH，發(fā)生反應(yīng)Al(OH)3OH=AlO2H2O，氫氧化鋁沉淀溶解，沉淀量達(dá)到最大消耗NaOH、沉淀量不變和沉淀溶解消耗NaOH的比為311，故C正確；向NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2的混合溶液中逐漸通入二氧化碳至過(guò)量，先發(fā)生反應(yīng)：Ba(OH)2CO2=BaCO3H2O，產(chǎn)生沉淀，然后發(fā)生反應(yīng)：CO22NaOH=Na2CO3H2O，此時(shí)沉淀的量不變，再發(fā)生反應(yīng)2NaAlO2CO23H2O=2Al(OH)3Na2CO3，產(chǎn)生沉淀，又發(fā)生反應(yīng)：Na2CO3H2OCO2=2NaHCO3，沉淀量不變，最后發(fā)生反應(yīng)：BaCO3H2OCO2=Ba(HCO3)2，沉淀部分溶解，故D錯(cuò)誤。6向盛有10 mL 1 molL1 NH4Al(SO4)2 溶液的燒杯中滴加1 molL1 NaOH溶液，沉淀物質(zhì)的量隨NaOH溶液體積變化示意圖如下：(1)寫(xiě)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 molL1 Ba(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_(kāi) mol。解析：(1)向NH4Al(SO4)2溶液中加入NaOH溶液，由圖像分析，先發(fā)生Al33OH=Al(OH)3，之后是NHOH=NH3H2O，最后是沉淀的溶解Al(OH)3OH=AlO2H2O，故m點(diǎn)的離子方程式為NHOH=NH3H2O。(2)因NH4Al(SO4)2的物質(zhì)的量為0.01 L1 molL10.01 mol，Ba(OH)2的物質(zhì)的量為0.02 L1.2 molL10.024 mol，產(chǎn)生沉淀的反應(yīng)有兩類(lèi)，一是SOBa2=BaSO4，n(SO)0.01 mol20.02 mol，0.02 mol<0.024 mol，故n(BaSO4)0.02 mol；二是OH參與的反應(yīng)，Al33OH=Al(OH)3 0.01 mol 0.03 mol 0.01 molOH余0.024 mol20.03 mol0.018 mol，之后發(fā)生反應(yīng)：NHOH=NH3H2O，n(NH)0.01 mol，消耗OH 0.01 mol，則剩余OH為0.018 mol0.01 mol0.008 mol，最后發(fā)生沉淀溶解的反應(yīng)：Al(OH)3OH=AlO2H2O，OH為0.008 mol，溶解Al(OH)3 0.008 mol，剩余Al(OH)3為0.01 mol0.008 mol0.002 mol，溶液中產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量為0.02 mol0.002 mol0.022 mol。答案：(1)NHOH=NH3H2O(2)0.022