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1、第二讲镁、铝及其重要化合物1了解镁、铝及其重要化合物的制备方法。2掌握镁、铝及其重要化合物的主要性质及其应用。镁、铝的性质及应用知识梳理一、镁的性质及应用1镁的性质(1)物理性质：银白色、具有金属光泽的固体，密度、硬度均较小，熔点较低，有良好的导电性、导热性和延展性。(2)化学性质与 N2反应：3MgN2=点燃Mg3N2与 CO2反应：2MgCO2=点燃2MgOC与热水反应：Mg2H2O=Mg(OH)2H2Mg 在 CO2中能燃烧，所以 Mg 着火时不能用二氧化碳灭火器和泡沫灭火器灭火。2海水提镁沉淀 Mg2 Mg22OH=Mg(OH)2制 MgCl2 Mg(OH)22HCl=MgCl22H2
2、O电解得 Mg MgCl2(熔融)=电解MgCl23镁的用途生产合金，冶金工业上用作还原剂和脱氧剂。4镁的重要化合物物质主要性质及反应方程式氧化镁碱性氧化物MgO2H=Mg2H2O氢氧化镁中强碱Mg(OH)22H=Mg22H2O难溶于水Mg22OH=Mg(OH)2溶解度小于碳酸镁MgCO3H2O=Mg(OH)2CO2二、铝的性质及应用1铝的结构和存在形式：铝位于元素周期表的第三周期A 族，原子结构示意图为。铝是地壳中含量最多的金属元素，自然界中的铝全部以化合态的形式存在。2.铝的物理性质,铝是银白色、具有金属光泽的固体，硬度较小，具有良好的导电性、导热性和延展性。3.铝的化学性质根据上图写出以
3、下序号对应的有关反应的方程式(能写离子方程式的写离子方程式)：2Al2OH2H2O=2AlO23H22AlFe2O3=高温Al2O32Fe(铝热反应)4.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。自我检测1.判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)(2017高考海南卷)铝箔在氯气中燃烧可制备无水三氯化铝。()(2)铝在自然界中有游离态和化合态两种形式。()(3)MgO 与 Al 粉的混合物也可称为铝热剂。()(4)Mg 粉与浓 NH4Cl 溶液反应放出 H2和 NH3。()(5)冶炼铝时常用焦炭作还原剂。()(6)1 molAl 与足量的硫酸或足量的氢氧化钠溶液反应转移
4、电子数相同。()(7)铝与少量 NaOH 溶液反应得到铝盐，与足量 NaOH 溶液反应生成偏铝酸盐。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2.镁、铝单质的化学性质以相似性为主，但也存在某些较大差异性，下列物质能用于证明二者存在较大差异性的是()CO2盐酸NaOH 溶液CuSO4溶液A.B.C.D.解析：选 C。镁能与 CO2反应而铝不能，铝能与 NaOH 溶液反应而镁不能。(1)Mg、Al 在常温下均易在其表面形成致密的氧化膜。(2)常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生“钝化”，而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应。(3)铝与稀硝酸反应时生成的气体是 NO 而不
5、是 H2。(4)用铝箔包裹的钠与水反应时既考虑 Na 与水的反应，又考虑 Al 与 NaOH 溶液的反应。(5)铝热剂(发生铝热反应),铝热剂是铝与金属氧化物的混合物，铝热反应本质上是金属之间的置换反应，所以要遵循金属活动性顺序。例如：CuO 与 Al 能发生铝热反应，而 Al与 MgO 不能发生铝热反应。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 H2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 H2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H2的体积
6、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 HCl、NaOH 溶液中，二者产生的 H2相等，则 HCl 和 NaOH 的物质的量浓度之比是。(4)甲、乙两烧杯中各盛有 100 mL 3 molL1的盐酸和 NaOH 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 V(甲)V(乙)12，则加入铝粉的质量为。A.5.4 gB.3.6 gC.2.7 gD.1.8 g解析(1)根据化学方程式：2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，得 Al 与 H2的关系式均为 2Al3H2，故只要参加反应的 Al 的量相等，所
7、得 H2的量必相等。(2)因为在反应中 Al 过量，产生的 H2由 HCl 和 NaOH 的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl3H2、2NaOH3H2，故当 HCl、NaOH 物质的量相等时，二者产生 H2的体积比为 13。(3)因为铝足量且产生 H2相等，根据关系式 n(HCl)n(NaOH)31，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度 c(HCl)c(NaOH)n(HCl)n(NaOH)31。(4)其反应原理分别为 2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。可见当参加反应的 HCl 和 NaOH 的物质的量相等时，产生 H2的体积比是 13，而
8、题设条件体积比为 12，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于 NaOH 来说是不足的。2Al6HCl=2AlCl33H26 mol3 mol3 molL10.1 L0.15 mol则 Al 与 NaOH 反应生成的 H2为 0.15 mol20.3 mol。2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2227 g3 mol5.4 g0.3 mol即投入的铝粉为 5.4 g。答案(1)11(2)13(3)31(4)AAl 既能溶于强酸，又能溶于强碱，所以说“Al 既有金属性，又有非金属性”。你认为这种说法是否恰当？为什么？答案：不恰当。金属性是指元素的原子失电子的能力，非金属性是指元素的
9、原子得电子的能力。铝不论是与酸反应还是与碱反应，都是失去 3e，化合价升高为3 价，均作还原剂，因而铝具有较强的金属性。铝与酸、碱反应的定量关系铝分别与盐酸、NaOH 溶液反应的原理：2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。(1)等量的铝与足量盐酸和足量氢氧化钠溶液反应，产生 H2的体积比为VHCl(H2)VNaOH(H2)11。(2)足量铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生 H2的体积比为VHCl(H2)VNaOH(H2)13。(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸和 NaOH 溶液反应，若产生 H2的体积比为13VHCl(H2)VNaOH
10、(H2)11，则必定是铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；铝与 NaOH 溶液反应时，铝不足而 NaOH 溶液过量。题组一镁、铝的性质1.下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是()A.KB.NaC.FeD.Mg解析：选 D。钾属于活泼金属，与氧气发生剧烈反应，A 项错误；钠属于活泼金属，与空气中的氧气发生反应生成氧化钠，氧化钠不能保护内层金属钠，B 项错误；铁表面生成的Fe2O3不能保护内层金属铁，C 项错误；在空气中金属 Mg 表面形成致密的 MgO 保护层，保护内层金属不被氧化，D 项正确。2.(2016高考上海卷)已知 NaOHAl(OH)3=NaAlO22H2O。
11、向集满 CO2的铝制易拉罐中加入过量 NaOH 浓溶液，立即封闭罐口，易拉罐渐渐凹瘪；再过一段时间，罐壁又重新凸起。上述实验过程中没有发生的离子反应是()A.CO22OH=CO23H2OB.Al2O32OH=2AlO2H2OC.2Al2OH2H2O=2AlO23H2D.Al34OH=AlO22H2O解析：选 D。向集满 CO2的铝罐中加入过量氢氧化钠浓溶液，首先 CO2与氢氧化钠反应，表现为铝罐变瘪，接着过量的氢氧化钠再与铝罐反应，铝罐表面有氧化膜 Al2O3，故可发生 A、B、C 的反应。题组二镁、铝与酸或碱反应的计算3.将等物质的量的镁和铝混合，取等质量该混合物四份，分别加到足量的下列溶液
12、中，充分反应后，放出氢气最多的是()A.3 molL1HClB.4 molL1HNO3C.8 molL1NaOHD.18 molL1H2SO4解析：选 A。在镁、铝混合物中加入 HNO3和浓 H2SO4都不产生 H2；加入 NaOH 溶液，只有 Al 与之反应生成 H2，而镁不反应；加入盐酸，镁、铝都与盐酸反应生成 H2，所以放出 H2的量最多。4.(2018兰州模拟)将等物质的量的金属 Na、Mg、Al 分别与 100 mL2 molL1的盐酸反应，实验测得生成气体的体积 V(已折合为标准状况)与时间 t 的关系如图所示，则下列说法错误的是()A.x2.24B.钠的物质的量为 0.2 mol
13、C.反应时，Na、Mg、Al 均过量D.曲线 b 为 Mg 与盐酸反应的图像解析：选 C。由图像可以看出，生成气体的体积相等，则盐酸完全反应，x2.24，A正确。根据生成的 H2为 2.24 L，可知 Na 失去 0.2 mol 电子，则钠的物质的量为 0.2 mol，B正确。反应时如果钠过量，则钠会继续与水反应，生成的气体必多于 2.24 L，C 错误。根据反应速率可知曲线 a、b、c 依次是 Na、Mg、Al 与盐酸反应的图像，D 正确。铝的重要化合物知识梳理1.氧化铝(1)物理性质：白色固体，难溶于水，有很高的熔点。(2)化学性质(用化学方程式表示)2氢氧化铝(1)物理性质：白色胶状不溶
14、于水的固体，有较强的吸附性。(2)化学性质(用化学方程式表示)Al(OH)3的电离方程式为受热分解：2Al(OH)3=Al2O33H2O。(3)制备向铝盐溶液中加入氨水，离子方程式为 Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4。向 NaAlO2溶液中通入足量 CO2，离子方程式为 AlO2CO22H2O=Al(OH)3HCO3。NaAlO2溶液与 AlCl3溶液混合，离子方程式为 3AlO2Al36H2O=4Al(OH)3。3常见的铝盐(1)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复盐。(2)明矾的化学式为 KAl(SO4)212H2O，它是无色晶体，可溶于水，其水溶液 pHW1W
15、2(3)520 g1.两性物质的概念辨析两性物质是指既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的化合物，既能与酸反应又能与碱反应的物质不一定是两性物质。Al2O3、Al(OH)3、氨基酸是两性物质。2.Al(OH)3与 Al2O3两性的重要应用(1)用过量 NaOH 溶液检验 Al3的存在。(2)用过量 NaOH 溶液鉴别 Al3和 Mg2。(3)用互滴法鉴别 Al3与 OH、AlO2与 H。(4)用过量 NaOH 溶液和相应酸溶液分离 Al3与 Mg2、Fe3等离子或 Al2O3与 MgO 等物质。3.Al(OH)3的三种制备方法制取 Al(OH)3时，一般不用强酸或强碱溶液，因为强酸、强碱能溶解生
16、成的 Al(OH)3，而又无法控制酸碱的用量，一般使用氨水或 CO2制取。“铝三角”转化关系及应用知识梳理1.Al3、Al(OH)3、AlO2之间的转化关系写出上述转化的离子方程式：(1)Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4，Al33AlO26H2O=4Al(OH)3，Al33OH=Al(OH)3；(2)Al(OH)33H=Al33H2O；(3)Al34OH=AlO22H2O；(4)AlO24H=Al32H2O；(5)AlO2CO22H2O=Al(OH)3HCO3(CO2过量)，AlO2HH2O=Al(OH)3；(6)Al(OH)3OH=AlO22H2O。2.Al3、Al(OH)3、A
17、lO2之间的定性分析和定量计算(1)把 NaOH 溶液逐滴加入到 AlCl3溶液中至过量定性分析a.现象：先有白色沉淀产生，然后沉淀逐渐溶解。b.原理(填离子方程式，下同)：Al33OH=Al(OH)3、Al(OH)3OH=AlO22H2O。c.图像定量计算a.根据 AlCl3(设其物质的量为 a)与 NaOH(设其物质的量为 b)计算生成 Al(OH)3沉淀的量b.根据 AlCl3(设其物质的量为 a)和 Al(OH)3(设其物质的量为 b)计算需要 NaOH 的量当 NaOH 不足时，n(NaOH)3b；当 NaOH 过量时，n(NaOH)4ab。(2)把 AlCl3溶液逐滴加入到 NaO
18、H 溶液中至过量现象：开始时无明显现象，然后逐渐产生大量的白色沉淀。原理：Al34OH=AlO22H2O、Al33AlO26H2O=4Al(OH)3。图像(3)向 NaAlO2溶液中逐滴加入盐酸至过量现象：先生成白色沉淀，随后沉淀逐渐溶解。原理：AlO2HH2O=Al(OH)3、Al(OH)33H=Al33H2O。图像(4)向 HCl 溶液中逐滴加入 NaAlO2溶液至过量现象：开始无明显现象，反应一段时间后逐渐产生大量的白色沉淀。原理：4HAlO2=Al32H2O、Al33AlO26H2O=4Al(OH)3。图像3.四个拓展图像(1)向 AlCl3溶液中逐滴加入氨水或 NaAlO2溶液至过量
19、，图像如图 1 所示。(2)向 NaAlO2溶液中逐滴加入 AlCl3溶液或通入 CO2至过量，图像如图 2 所示。(3)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)中逐滴加入 NaOH 溶液至过量，图像如图 3 所示。(4)向 MgCl2、AlCl3、盐酸和 NH4Cl 的混合溶液中逐滴加入 NaOH 溶液至过量，图像如图 4 所示。自我检测1.下列各项操作中，不发生“先产生沉淀，然后沉淀又溶解”现象的是()向饱和碳酸钠溶液中通入过量的 CO2向 NaAlO2溶液中逐滴加入过量的稀盐酸向AlCl3溶液中逐滴加入过量稀氢氧化钠溶液向硅酸钠溶液中逐滴加入
20、过量的盐酸A.B.C.D.解析：选 C。Na2CO3与 CO2、H2O 反应生成 NaHCO3，由于 Na2CO3的溶解度比 NaHCO3的大，因而只会产生 NaHCO3沉淀；NaAlO2中加入稀盐酸，开始产生白色沉淀 Al(OH)3，当盐酸过量时，Al(OH)3又溶于盐酸；向 AlCl3溶液中加入 NaOH 溶液开始产生白色沉淀Al(OH)3，当 NaOH 溶液过量时，Al(OH)3又溶于 NaOH 溶液；只会生成 H2SiO3沉淀。2.下列图像表示 Al3与 AlO2物质的量变化的曲线，实线表示 Al3，虚线表示 AlO2，其中正确的是()解析：选 B。根据反应：Al33OH=Al(OH)
21、3和 Al(OH)3OH=AlO22H2O中消耗 OH的量的关系可知 A 错误、B 正确；由 AlO2HH2O=Al(OH)3和 Al(OH)33H=Al33H2O 可知 C、D 错误。铝线规律Al(OH)3有两性，既能溶于强酸(H)生成铝盐(Al3)，又能溶于强碱(OH)生成偏铝酸盐(AlO2)，Al(OH)3、H、Al3、OH、AlO2是铝的化合物转化关系中最常见的 5 种粒子，将这 5 种粒子按 pH 由小到大排列出线型关系：HAl3Al(OH)3AlO2OH我们将这条线型排列称为“铝线”。这条“铝线”上相邻粒子不反应，不相邻粒子间可以反应。相隔的粒子反应生成处于两个反应粒子中间的粒子(
22、产物水被略去)。相隔越远的粒子越容易发生反应。将一定质量的镁、铝混合物投入 200 mL 稀硫酸中，固体全部溶解后，向所得溶液中加入 5 mol/L 的 NaOH 溶液，生成沉淀的物质的量 n 与加入 NaOH 溶液的体积 V 的变化如图所示，则下列说法不正确的是()A.镁和铝的总质量为 9 gB.最初 20 mL NaOH 溶液用于中和过量的硫酸C.硫酸的物质的量浓度为 2.5 mol/LD.生成的氢气在标准状况下的体积为 11.2 L解析由图像知，nMg(OH)20.15 mol，nAl(OH)30.35 mol0.15 mol0.2 mol，则 m(Mg)0.15 mol24 g/mol
23、3.6 g，m(Al)0.2 mol27 g/mol5.4 g，所以镁和铝的总质量为 9 g；由图像知，最初 20 mL NaOH 溶液用于中和过量的硫酸；当沉淀达到最大值时，溶液中的溶质只有 Na2SO4，则有 n(Na)2n(SO24)，即 n(NaOH)2n(H2SO4)，所以，硫酸的物质的量浓度为5 mol/L0.2 L20.2 L2.5 mol/L；0.15 mol 的 Mg 与过量稀硫酸反应生成的氢气在标准状况下的体积为 3.36 L，0.20 mol 的 Al 与过量稀硫酸反应生成的氢气在标准状况下的体积为 6.72 L，所以镁和铝混合物与过量稀硫酸反应生成的氢气在标准状况下的体
24、积为10.08 L，故选 D 项。答案D与例题的图像类似，在某混合溶液中含有多种离子，向其中滴加氢氧化钠或盐酸，根据产生的白色沉淀与所加溶液的关系，分别得到以下两个类似图像甲和乙。请思考图像甲和乙所示的溶液中分别存在哪些常见离子？并按反应顺序写出离子方程式。答案：图甲：H、Al3、Mg2、NH4。按照反应的顺序，离子方程式为(1)HOH=H2O；(2)Al33OH=Al(OH)3，Mg22OH=Mg(OH)2；(3)NH4OH=NH3H2O；(4)Al(OH)3OH=AlO22H2O。图乙：OH、AlO2、CO23、SiO23。按照反应的顺序，离子方程式为(1)HOH=H2O；(2)AlO2H
25、H2O=Al(OH)3，SiO232H=H2SiO3；(3)CO23H=HCO3，HCO3H=H2OCO2；(4)Al(OH)33H=Al33H2O。解答图像题的思维模板说明前两“看”较直观，难度较小。第三“看”难度大些，只有正确书写出变化过程中的反应方程式，并理清化学方程式中化学计量数与题目相关量的数量关系，才能顺利解题。题组一Al3、AlO2和 Al(OH)3相互转化的定量关系及图像分析1.如图表示 AlCl3溶液与 NaOH 溶液相互滴加过程中微粒的量的关系曲线。下列判断错误的是()A.线表示 Al3的物质的量的变化B.x 表示 AlCl3的物质的量C.线表示 Al(OH)3的物质的量的
26、变化D.线表示 AlO2的物质的量的变化解析：选 B。AlCl3溶液与 NaOH 溶液混合有两种方式：向 AlCl3溶液中缓慢滴加 NaOH溶液，开始有沉淀生成后沉淀溶解，且生成沉淀与沉淀溶解消耗的 NaOH 的物质的量之比为 31，显然符合题意，则 x 表示 NaOH 的物质的量，B 项错误；另一种方式是向 NaOH溶液中缓慢滴加 AlCl3溶液，开始没有沉淀，后有沉淀生成，与本题图示情况不符。2.(2018遂宁诊断)某溶液中可能含有如下离子：H、Mg2、Al3、NH4、Cl、AlO2。当向该溶液中逐滴加入 NaOH溶液时，产生沉淀的物质的量(n)与加入 NaOH 溶液的体积(V)的关系如图
27、所示，下列说法正确的是()A.原溶液中一定含有的阳离子是 H、Mg2、Al3、NH4B.反应最后形成的溶液中的溶质含 AlCl3C.原溶液中 Al3与 NH4的物质的量之比为 13D.原溶液中含有的阴离子是 AlO2、Cl解析：选 C。根据图像可推断出溶液中肯定含有 H、NH4、Al3和 Cl，肯定不存在AlO2和 Mg2，A、D 错误；反应到最后溶液中的溶质为 NaCl 和 NaAlO2，B 错误；结合图像中的数量关系可得 n(H)n(Al3)n(NH4)213，C 正确。1.离子反应先后顺序当溶液中有多种离子时，要考虑离子之间的反应顺序，如向含有 H、NH4、Mg2、Al3的混合溶液中逐滴
28、加入 NaOH 溶液，NaOH 先与 H反应，再与 Mg2、Al3反应生成沉淀，再与 NH4反应，最后才溶解 Al(OH)3沉淀。2.“铝三角”转化关系的应用(1)判断离子共存Al3水解呈酸性，与 OH、AlO2、CO23(HCO3)、S2等不能大量共存。AlO2水解呈碱性，与 H、HCO3、Al3、Fe3等不能大量共存。(2)鉴别(利用滴加试剂顺序不同，现象不同)向 AlCl3溶液中滴加 NaOH 溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解。向 NaOH 溶液中滴加 AlCl3溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。(3)分离提纯利用 Al 能溶于强碱溶液，分离 Al 与其他金属的混合物，如
29、 Mg(Al)：加足量 NaOH溶液。利用 Al2O3能与强碱溶液反应，分离 Al2O3与其他金属氧化物，如 Fe2O3(Al2O3)：加足量 NaOH 溶液。利用 Al(OH)3能与强碱溶液反应，分离 Al3与其他金属阳离子，如 Mg2(Al3)：加过量 NaOH 溶液，过滤，再加酸充分溶解。题组二Al3形成 Al(OH)3的简单计算3.(2018贵州高三模拟)向 30 mL 1 molL1的 AlCl3溶液中逐滴加入浓度为 4 molL1的NaOH 溶液，若产生 0.78 g 白色沉淀，则加入的 NaOH 溶液的体积可能为()A.3 mLB.7.5 mLC.15 mLD.17.5 mL解析
30、：选 B。解法一：把该题的信息转化为图像，用图像法求解，如图所示：当生成沉淀 0.01 mol 时需 NaOH 0.03 mol 或 0.11 mol，显然 B 项符合题意。解法二：已知 n(AlCl3)0.03 mol，nAl(OH)30.01 mol，由沉淀的物质的量小于氯化铝的物质的量可推知此题可能有两个答案：一是氢氧化钠不足，二是氢氧化钠过量。当碱的量不足时，则 V(NaOH)0.0134L0.007 5 L7.5 mL；当碱过量时，则 V(NaOH)0.0340.014L0.027 5 L27.5 mL。4.(2018晋城高三模拟)在 Al2(SO4)3和 MgSO4的混合溶液中滴加
31、 NaOH 溶液，生成沉淀的量与滴入 NaOH 溶液的体积关系如图所示，则原混合液中 Al2(SO4)3与 MgSO4的物质的量浓度之比为()A.61B.31C.21D.12解析：选 D。从图像中可以看出，溶解 Al(OH)3消耗 NaOH 的体积为 60 mL50 mL10 mL，故沉淀 Al3消耗 NaOH 的体积应为 10 mL330 mL，则沉淀 Mg2消耗 NaOH 的体积为 50 mL30 mL20 mL，依据 Mg2、Al3与 OH反应的物质的量关系判断 n(Al3)n(Mg2)11，即 Al2(SO4)3与 MgSO4的物质的量之比为 12，则浓度之比亦为 12。课后达标训练一
32、、选择题1.下列关于铝及其化合物的说法不正确的是()A.Al 既可用于食品包装，也可用作建筑材料B.Al2O3既可用来冶炼金属 Al，也可用作耐火材料C.明矾KAl(SO4)212H2O既可用作净水剂，也可用作消毒剂D.Al(OH)3既可用作治疗胃酸过多的药物，也可用来制备一些铝盐解析：选 C。A 项，金属铝具有良好的延展性，因此铝可以制成铝箔用于食品包装，金属铝也可用作建筑材料，如铝合金门窗等，正确；B 项，电解熔融的 Al2O3可冶炼金属 Al，由于 Al2O3具有耐高温的性质，也可用作耐火材料，正确；C 项，明矾KAl(SO4)212H2O溶于水后，Al3能发生水解反应，生成的 Al(O
33、H)3胶体具有吸附作用，可用作净水剂，但Al(OH)3并不具有消毒作用，错误；D 项，Al(OH)3与胃酸中的盐酸反应生成氯化铝和水，正确。2.镁、铝性质相似，下表中对两者的对比不正确的是()选项反应铝镁A与非金属反应能被 Cl2、O2氧化能与 N2、O2反应B与水反应能与沸水反应反应很困难C与碱反应能溶于强碱溶液不反应D与某些氧化物反应能与 Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应能在 CO2中燃烧解析：选 B。镁的金属性强于铝，铝与水反应很困难，镁能与沸水反应。3.如图是铝在氧气中燃烧的实验，铝条点燃后，为维持继续燃烧，正确的操作是()A.铝条应始终置于集气瓶瓶口位置B.迅
34、速将铝条插入集气瓶接近瓶底位置C.将铝条从瓶口位置慢慢伸向瓶底位置D.铝条应不断上下移动答案：C4.多年前，世界卫生组织把铝确定为食品的污染源之一而加以控制使用。铝在下列应用中应加以控制的是()制铝合金制电线制炊具制银色漆颜料用明矾净水用明矾与苏打作食品膨松剂制易拉罐用氢氧化铝凝胶制胃舒平药品包装糖果和食品A.B.C.D.解析：选 D。解答本题时，要抓住题中的“把铝确定为食品的污染源之一”与“控制使用”。D 项符合题意。5.(2018保定高三模拟)某同学通过系统实验探究铝及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是()A.向氯化铝溶液中滴加过量氨水，最终得到澄清溶液B.等质量的铝粉分别与足量的盐
35、酸和氢氧化钠溶液反应制得等质量的氢气C.常温下铝与浓硝酸反应制得大量的 NO2D.AlCl3溶液加热蒸干得到无水氯化铝晶体解析：选 B。Al(OH)3不溶于氨水，A 错误；常温下铝与浓 HNO3发生“钝化”，C 错误；蒸发 AlCl3溶液促进 AlCl3的水解得到 Al(OH)3，D 错误。6.下列叙述正确的是()A.向氯化铝溶液中加入过量氨水反应的实质是 Al33NH3 3H2O=Al(OH)33NH4B.存在于污水中的重金属离子，常用加入明矾等电解质的方法进行处理C.镁铝合金既可完全溶于过量盐酸又可完全溶于过量 NaOH 溶液D.依据铝热反应原理，能发生反应 2Al3MgO=高温3MgAl
36、2O3解析：选 A。B 项中明矾只能使污水中的悬浮物沉降，不能除去重金属离子；C 项中Mg 不能溶于 NaOH 溶液；D 项中 Mg 的金属性比 Al 强，故 Al 与 MgO 不能发生铝热反应。7.下列曲线图(纵坐标为沉淀的物质的量，横坐标为加入物质的体积)与对应的选项相符合的是()A.向 1 L 浓度均为 0.1 molL1的 NaAlO2、Ba(OH)2混合溶液中加入 0.1 molL1的稀H2SO4B.向 1 L 浓度分别为 0.1 molL1和 0.3 molL1的 AlCl3、NH4Cl 的混合溶液中加入 0.1molL1的稀 NaOH 溶液C.向烧碱溶液中滴加明矾溶液D.向 Al
37、Cl3溶液中滴加过量氨水解析：选 A。A 项，Ba(OH)2和 NaAlO2中加入稀 H2SO4，发生的反应依次为 Ba22OH2HSO24=BaSO42H2O、AlO2HH2O=Al(OH)3、Al(OH)33H=Al33H2O，所以加入 1 L 稀 H2SO4时，Ba(OH)2反应完，再加 0.5 L 稀 H2SO4时 AlO2反应完，再加 1.5 L 稀 H2SO4时，Al(OH)3全部溶解，正确；B 项，向 1 L 浓度分别为 0.1 molL1和0.3 molL1的 AlCl3、NH4Cl 的混合溶液中加入 0.1 molL1的 NaOH 溶液，发生的反应依次是 Al33OH=Al(
38、OH)3、OHNH4=NH3H2O、Al(OH)3OH=AlO22H2O，所以沉淀 Al3和溶解 Al(OH)3所用 NaOH 溶液的体积之比为 31，而图像中是 11，错误；C 项，向烧碱溶液中滴加明矾溶液，发生的反应依次是 Al34OH=AlO22H2O、Al33AlO26H2O=4Al(OH)3，所以无现象阶段与产生沉淀阶段所加入的明矾溶液体积之比为 31，错误；D 项，向 AlCl3溶液中滴加过量氨水，沉淀不会溶解，错误。8.(2018潍坊高三模拟)将 15.6 g Na2O2和 5.4 g Al 同时放入一定量的水中，充分反应后得到 200 mL 溶液，再向该溶液中缓慢通入标准状况下
39、的 HCl 气体 6.72 L，若反应过程中溶液的体积保持不变，则下列说法正确的是()A.标准状况下，反应过程中得到 6.72 L 气体B.最终得到的溶液中 c(Na)c(Cl)c(OH)C.最终得到 7.8 g 沉淀D.最终得到的溶液中 c(Na)1.5 molL1解析：选 C。n(Na2O2)0.2 mol，n(Al)0.2 mol，由 2Na2O22H2O=4NaOHO2和 2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2可知，生成 n(O2)0.1 mol，n(H2)0.3 mol，n(NaAlO2)0.2 mol，反应剩余 n(NaOH)0.4 mol0.2 mol0.2 mol，通入
40、的 HCl 气体为0.3 mol，0.2 mol HCl 与 NaOH 反应，0.1 mol HCl 与 NaAlO2反应生成 0.1 mol Al(OH)3沉淀，反应后溶液中含 0.1 mol NaAlO2。A 项，反应过程中得到 8.96 L 气体；B 项，最终得到的溶液中还有 0.1 mol NaAlO2；D 项，最终得到的溶液中 c(Na)2 molL1。9.(2018保定质检)工业上用某种氧化铝矿石(含 Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：对上述流程中的判断正确的是()A.试剂 X 可以为氨水，沉淀中含有铁的化合物B.CO2可以用 H2SO4溶液或稀盐酸代替C.反应中的离子方
41、程式为 CO2AlO22H2O=Al(OH)3HCO3D.工业上还可采用 Fe 还原 Al2O3的方法制 Al，成本更低解析：选 C。A 项，试剂 X 应为强碱溶液，使 Al2O3溶解；B 项，若用强酸代替 CO2，强酸过量时，Al(OH)3会溶解，不能保证生成 Al(OH)3沉淀；D 项，因 Al 比 Fe 活泼，不能用 Fe 置换 Al。二、非选择题10.(2016高考海南卷)KAl(SO4)212H2O(明矾)是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐(主要成分为 Al，含有少量的 Fe、Mg 杂质)制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题：易拉罐 试剂微热，过滤滤液 A N
42、H4HCO3沉淀 B 稀 H2SO4K2SO4产物(1)为尽量少引入杂质，试剂应选用(填标号)。a.HCl 溶液b.H2SO4溶液c.氨水d.NaOH 溶液(2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为_。(3)沉淀 B 的化学式为_；将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是_。解析：(1)易拉罐的主要成分为 Al，含有少量的 Fe、Mg 杂质，试剂的作用是将 Al 溶解并除去 Fe、Mg 杂质，HCl 溶液和 H2SO4溶液可溶解 Al 及 Fe、Mg 杂质，会引入 Fe2、Mg2，氨水不溶解 Al；NaOH 溶液可溶解 Al，但不溶解 Fe、Mg 杂质，故 d 项符合。(2)选用 NaOH
43、溶液溶解易拉罐，主要发生反应 2Al2OH2H2O=2AlO23H2。(3)滤液 A中铝元素以 AlO2形式存在，与溶液中 HCO3发生复分解反应：AlO2HCO3H2O=Al(OH)3CO23，故沉淀 B 为 Al(OH)3；明矾溶于水时，KAl(SO4)2=KAl32SO24，Al33H2OAl(OH)33H，使溶液呈弱酸性。答案：(1)d(2)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(3)Al(OH)3Al3水解，使溶液中 H浓度增大11.一位同学在复习时遇到这样一道习题：某无色溶液中可能含有 H、OH、Na、NO3，加入铝粉后，只产生 H2，问该无色溶液中能大量存在哪几种离子。(
44、1)加入铝粉产生 H2，说明铝具有(填“氧化性”或“还原性”)。(2)该同学分析：若 H大量存在，则 NO3就不能大量存在。设计实验证实如下：装置现象.实验初始，未见明显现象.过一会儿，出现气泡，液面上方呈浅棕色.试管变热，溶液沸腾盐酸溶解 Al2O3薄膜的离子方程式是_。根据现象，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将湿润的淀粉KI 试纸置于空气中未变蓝实验 2用湿润的淀粉KI 试纸检验浅棕色气体试纸变蓝a.浅棕色气体是。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：AlNO3=Al3NO(3)再假设
45、：若 OH大量存在，NO3也可能不能大量存在。重新设计实验证实如下：装置现象.实验初始，未见明显现象.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：用湿润的淀粉KI 试纸检验，未变蓝；用湿润红色石蕊试纸检验，试纸变蓝。有刺激性气味的气体是。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_。解析：(1)加入铝粉产生 H2，Al 失去电子，H 得到电子，则 Al 为还原剂，具有还原性。(2)盐酸与氧化铝反应生成氯化铝和水，该离子反应为 6HAl2O3=2Al33H2O。液面上方呈浅棕色，一定不是氢气，为氮的氧化物，
46、由将湿润的淀粉KI 试纸置于空气中未变蓝，说明 KI 在空气中不能被氧化，而用湿润的淀粉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 的目的是做对比实验；c.Al 与 H、NO3发生氧化还原反应生成 Al(NO3)3、NO 和水，离子方程式为 AlNO34H=Al3NO2H2O。(3)用湿润的淀粉KI 试纸检验，未变蓝；用湿润红色石蕊试纸检验，试纸变蓝，则该气体为 NH3。由上述分析可知，碱性条件下 Al 与 NO3发生氧化还原反应生成氨气，离子方程式为 8Al3NO35OH2H2
47、O=3NH38AlO2。(4)NaOH 溶液中加入铝粉，结果只检验出有 H2生成，即反应生成偏铝酸钠和氢气，化学方程式为 2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。答案：(1)还原性(2)6HAl2O3=2Al33H2Oa.NO2b.做对比实验，排除氧气使湿润的淀粉KI 试纸变蓝的可能c.14H112H2O(3)NH38Al3NO35OH2H2O=3NH38AlO2(4)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H212.铝镁合金已成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料。某研究性学习小组为测定某含镁 3%5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数，设计了下列两种不同实验方案进行探究，请
48、根据他们的设计回答有关问题。探究一实验方案：铝镁合金 NaOH 溶液测定剩余固体质量。问题讨论：(1)实验中发生反应的离子方程式是_。(2)若实验中称取 5.4 g 铝镁合金粉末样品，投入 V mL 2.0 mol/L NaOH 溶液中，充分反应。则 NaOH 溶液的体积 VmL。(3)实验中，当铝镁合金充分反应后，在称量剩余固体质量前，还需进行的实验操作按顺序依次为_。探究二实验方案：称量 x g 的铝镁合金粉末，放在如图所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧。问题讨论：(4)欲计算 Mg 的质量分数，该实验中还需测定的数据是_。(5)假设实验中测出该数据为 y g，则原铝镁合金粉末中镁的
49、质量分数为(用含 x、y 的代数式表示)。解析：(1)注意镁与 NaOH 溶液不反应。(2)5.4 g 铝镁合金中铝的最大质量为 5.4 g97%，根据 2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，可求出与铝反应的 NaOH 的物质的量的最大值为 5.4 g97%27 g/mol0.194 mol，体积为 0.194 mol2.0 mol/L0.097 L，即 97 mL。(5)设 x g 铝镁合金中镁、铝的物质的量分别是 a mol、b mol，则灼烧生成 a mol MgO、b2molAl2O3，则 24a27bx，40a51by，解得 a17x9y48，镁的质量为17x9y2g，镁的质量分数为17x9y2x。答案：(1)2Al2OH2H2O=2AlO23H2(2)97(3)过滤、洗涤、干燥(4)灼烧后固体的质量(5)17x9y2x