资源简介

专题1 元素及其化合物
第一单元 金属及其化合物(氧化还原反应)
第2讲 镁、铝及其化合物
一、课程标准要求
1．认识镁、铝元素可以组成不同种类的物质，能从不同角度对典型的镁、铝元素及其化合物进行探究。
2．能利用含镁、铝元素典型代表物的性质和用途， 根据化学问题解决的需要，选择常见的实验仪器、装置和试剂，能对从海水中提取镁、铝土矿中冶炼金属铝的实验方案进行设计与评价。
3．认识镁、铝及其化合物之间转化在自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。
4．能从物质类别和元素价态变化的视角说明物质的转化途径。
二、在高中化学教材体系中的地位
从课程模块层面看，镁、铝元素及其化合物位于必修课程，是主题2常见的无机物及其应用中金属及其化合物的内容，是普通高中学生发展的共同基础；研究镁、铝元素及其化合物性质的基本方法和在生产生活中的实际应用是研究金属元素及其化合物的基本思路。
通过镁、铝及其化合物性质的学习，形成元素及其化合物的认知模型，明确认识思路，逐步提升利用“氧化还原反应”、“离子反应”等认知角度研究镁、铝元素及其化合物的性质的系统性。
三、思维导图
四、课时安排建议
第1课时 镁、铝及其化合物 (1课时)
第1课时 镁、铝及其化合物 (1课时)
一、教学流程
活动一：构建知识体系
问题1：试设计从海水中提取镁的实验方案，并写出基本步骤及主要反应。
①制石灰乳：
②沉淀：
③酸化：
④蒸发浓缩、冷却结晶析出MgCl2·6H2O
⑤脱水： (在_____________中加热)
⑥电解：
问题2：能否通过用惰性电极电解氯化镁溶液获得镁？为什么？试写出其对应的电池总反应式及阴、阳极反应。
电池总反应式：
阳极反应式： ；阴极反应式：
[例题1] 如图是工业“从海水中提取镁”的简易流程图。下列说法中不正确的是(　)
A．流程中试剂a为NaOH溶液，试剂b为盐酸
B．操作2的具体方法是加热浓缩，冷却结晶
C．操作3是将晶体置于HCl气体氛围中脱水
D．电解MgCl2时，阴极生成Mg，阳极生成Cl2
[练习1] 从海水中提取镁的步骤：将石灰乳加入海水沉淀池中，得到氢氧化镁沉淀，再将氢氧化镁与盐酸反应，得到的溶液蒸发结晶，获得六水合氯化镁晶体(MgCl2·6H2O)，进一步操作得到无水氯化镁，电解熔融氯化镁可获得单质镁。下列说法正确的是( )
A．得到Mg(OH)2沉淀的化学反应方程式：2NaOH＋MgCl2===Mg(OH)2↓＋2NaCl
B．加入盐酸，Mg(OH)2(s)
Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)平衡正向移动
C．在空气中加热灼烧MgCl2·6H2O可得到无水氯化镁
D．电解熔融氯化镁时金属镁在阳极析出
[答案] B
[练习2]工业制备无水氯化镁的工艺流程如下，下列说法错误的是( )
A．物质X常选用生石灰
B．工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁
C．“氯化”过程中发生的反应：MgO＋C＋Cl2MgCl2＋CO
D．“煅烧”后的产物中加稀盐酸，将所得溶液加热蒸发也可得到无水MgCl2
[答案] D
[练习3] (2021·连云港期初调研)一种以菱苦土(MgO)为原料制备金属Mg的新工艺流程如下：
下列说法正确的是( )
A．电解得到12 g Mg，同时得到11．2 L Cl2
B．用铂丝蘸取滤渣在酒精灯火焰上灼烧，火焰呈紫色
C．为加快菱苦土的溶解，在高温下用玻璃棒不断搅拌
D．降温结晶发生的反应：Mg(NO3)2＋2KCl===2KNO3↓＋MgCl2
[答案] D
[归纳总结]
1、镁、铝单质的性质
1．镁、铝的结构和存在形态
名称 镁 铝
周期表中位置
原子结构示意图
自然界存在形态
2．镁、铝的物理性质
镁、铝都是银白色、有金属光泽的固体，密度较小，硬度较低，具有良好的 、
和 等。
3．铝的化学性质
问题3：常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应？能与铝反应产生氢气的溶液一定是酸性溶液？
4．对比掌握镁的化学性质
铝 镁
与非金属反应
与水反应
与酸(H＋)反应
与碱反应
与某些氧化物反应
问题4：Mg在CO2中能够燃烧，所以活泼金属镁着火能否用干粉灭火器和泡沫灭火器灭火？
二、铝的重要化合物
1．氧化铝
(1)物理性质：
(2)化学性质： 氧化物
①与酸反应： (与硫酸反应的离子方程式)
②与碱反应： (与氢氧化钠反应的离子方程式)
2．氢氧化铝
(1)物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的 性。
(2)化学性质
Al(OH)3的电离方程式为
(酸式电离) H++AlO2 +H2OAl(OH)3Al3++3OH (碱式电离)
①氢氧化铝受热分解： (化学方程式)
②与酸反应： (与盐酸反应的离子方程式)
③与碱反应： (与氢氧化钠反应的离子方程式)
(3)制备
①向铝盐溶液中加入氨水，离子方程式为 ；
②向偏铝酸盐溶液中通入足量CO2，离子方程式为 ；
③NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合： 。
3．常见的铝盐
(1)明矾(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 盐。
(2)明矾的化学式为 ，它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH (填“＜”“>”或“＝”)7。明矾可以净水，其净水的原理是 。
[练习1] 下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是(　　)
A．铝的金属活泼性强，可用于制作铝金属制品
B．氧化铝熔点高，可用作电解冶炼铝的原料
C．氢氧化铝受热分解，可用于中和过多的胃酸
D．明矾溶于水并水解形成胶体，可用于净水
(练习1出处：2020江苏高考题。推荐理由：通过贴近生活实际的真实情境，考查物质的性质与用途，体现“宏观辨识”和“微观探析”这一素养。)
活动二：重难点突破
问题5：试设计从铝土矿中冶炼金属铝的流程图。
方案一：碱溶法
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注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。
方案二：酸溶法
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写出方案一、二中发生的主要反应。
典例简析
[典型题例]铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：
注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。
(1) “碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式：_______________________________。
(2) 向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH____(填“增大”“不变”或“减小”)。
(3) “电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是____________ 。
(4) “电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理下图所示。阳极的电极反应式： ，阴极产生的物质A的化学式为______。
(5) 铝粉在1 000 ℃时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是 。
(典型题例出处：2017年江苏高考第16题。推荐理由：本题考查由铝土矿制备铝的工业流程、混合物的除杂、分离、提纯及电化学知识的有关知识。试题借助物质制备或提纯的操作流程为素材，突出考查元素化合物的性质与转化及化学实验的基本操作，意在考查学生在真实情境中利用自己的已学知识的综合解决问题的能力。)
[简析](1) “碱溶”时，Al2O3与NaOH反应生成NaAlO2和H2O。(2) “过滤Ⅰ”所得滤液为NaAlO2，加入NaHCO3溶液，发生反应AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO，说明AlO结合H＋能力强于CO，溶液的pH减小。(3) 电解Al2O3，阳极上O2－放电生成O2，石墨(C)电极会被O2氧化。(4) 阳极上H2O放电生成H＋(2H2O－4e－===O2↑＋4H＋)，H＋与CO结合生成HCO，阳极反应式为4CO＋2H2O－4e－===4HCO＋O2↑，阴极上H2O得电子生成H2(2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－)。(5) NH4Cl加热时分解生成HCl和NH3，HCl可以破坏铝表面的氧化膜，有利于反应进行。
[答案]
(1)AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO
(2)减小
(3)石墨电极被阳极上产生的O2氧化
(4)4CO＋2H2O－4e－===4HCO＋O2↑
(5)NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜
[小结]制备型工业流程题，首先要读懂程图，知道箭头进入的是投料(反应物)、出去的是主产物或副产物(生成物)，出线和进线均表示物料流向或操作流程，可逆线表示物质循环；
其次要抓住审题要点：a．了解生产目的、原料及产品；b．了解题目提供的信息；c．分析各步的反应条件、原理及物质成分；d．理解物质分离、提纯、条件控制等操作的目的及要点；最后紧扣答题切入点：a．原料及产品的分离提纯，b．生产目的及反应原理；c．生产要求及反应条件；d．有关产率、产量及组成的计算；e．绿色化学。
[练习2] 以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下：
已知浸出时产生的废渣中有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是(　　)
A．浸出镁的反应为MgO＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3↑＋H2O
B．浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行
C．流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl
D．分离Mg2＋与Al3＋、Fe3＋是利用了它们氢氧化物Ksp的不同
(练习2出处：2020山东等级考。推荐理由：通过贴近生产实际的真实情境，考查物质的之间的相互转化及物质的制备与提纯，考查学生“变化的观念与平衡思想”及“科学探究与创新意识”等化学核心素养。)
[练习3]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：
INCLUDEPICTURE "E:\\周飞燕\\2022\\一轮\\化学\\化学 人教 新教材\\S7.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\周飞燕\\2022\\一轮\\化学\\化学 人教 新教材\\S7.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\看\\一轮\\化学\\化学 人教 新教材\\全书完整的Word版文档\\第三章\\S7.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\看\\一轮\\化学\\化学 人教 新教材\\全书完整的Word版文档\\第三章\\S7.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\在滨中\\备课\\步步高2023高考 大一轮复习\\2023版 大一轮 化学 人教版 新教材（辽鄂京津粤渝苏）\\全书完整的Word版文档\\第三章\\S7.TIF" \* MERGEFORMATINET
(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式为________________________________。
(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_____________________________________。
[答案] (1)AlN＋3H2OAl(OH)3＋NH3↑
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
问题6：根据铝及其化合物之间的转化关系，完成思维导图。
示例：根据铝元素化合价和物质类别，建立二维思维导图如下图所示。
活动三：巩固提升
1．下列关于铝及其化合物说法，不正确的是( )
A．明矾可用作净水剂和消毒剂 B．利用铝热反应可冶炼高熔点金属
C．铝可用作包装材料和建筑材料 D．氢氧化铝可用作治疗胃酸过多的药物
2．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中，充分反应后，放出氢气最多的是(　　)
A．3 mol·L－1 HCl B．4 mol·L－1 HNO3 C．8 mol·L－1 NaOH D．18 mol·L－1 H2SO4
3．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所示，下列判断正确的是
A．酸性：Al(OH)3> Ga(OH)3
B．AlCl3和GaCl3中，既有离子键又有共价键
C．当CO2通入NaAlO2和NaGaO2溶液中，Al(OH)3和Ga(OH)3同时沉淀出来
D．Ga2O3和Ga(OH)3均可与NaOH反应生成NaGaO2
4．下列有关物质的描述及其应用均正确的是(　　)
A．Al、Al2O3、Al(OH)3、NaAlO2均能和NaOH溶液发生反应
B．Na2O2中含有O2，所以过氧化钠可为潜水艇舱提供氧气
C．FeCl3具有氧化性，用FeCl3溶液刻蚀印刷铜电路板
D．Na、Al、Cu可以分别用电解冶炼法、热还原法和热分解法得到
5．在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是(　　)
A．NaHCO3(s)Na2CO3(s)NaOH(aq)
B.Al(s)NaAlO2(aq)Al(OH)3(s)
C.AgNO3(aq)[Ag(NH3)2]＋(aq)Ag(s)
D．Fe2O3(s)Fe(s)FeCl3(aq)
6．下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A. NaCl(aq)Cl2(g)漂白粉(s)
B. NaCl(aq)NaHCO3(s)Na2CO3(s)
C. NaBr(aq)Br2(aq)I2(aq)
D. Mg(OH)2(s)MgCl2(aq) Mg(s)
7．在pH为1的100mL 0.1mol/L的AlCl3中，加入300mL 0.1mol/L的氢氧化钠溶液后铝素的存在形式是( )
A．AlO2- B．Al3+ C．Al(OH)3 D．Al3+、Al(OH)3
8．工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2、Fe2O3等杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下，对下述流程中的判断正确的是(　　)
A．试剂X为稀硫酸，沉淀中含有硅的化合物
B．反应Ⅱ中生成Al(OH)3的反应为CO2＋AlO2 ＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3
C．结合质子(H＋)的能力由弱到强的顺序是OH－>CO32 >AlO2
D．Al2O3熔点很高，工业上还可采用电解熔融AlCl3的方法冶炼Al
9．化学兴趣小组对某品牌牙膏中的摩擦剂成分及其含量进行以下探究：
查得资料：该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体产生。
Ⅰ．摩擦剂中氢氧化铝的定性检验
取适量牙膏样品，加水充足搅拌、过滤。
(1)往滤渣中加入过量 NaOH溶液，过滤。氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式是 。
(2)往(1)所得滤液中先通入过量二氧化碳，再加入过量稀盐酸，观察到的现象是_______，通入过量二氧化碳的离子方程式是_________________。
Ⅱ．牙膏样品中碳酸钙的定量测定
利用下图所示装置（图中夹持仪器略去）进行实验，充分反应后，测定C中生成的BaCO3沉淀质量，以确定碳酸钙的质量分数。
依据实验过程回答下列问题：
(3)实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还有_____。
(4)C中反应生成沉淀的离子方程式是 。
(5)下列各项措施中，不能提高测定准确度的是___（填标号）。
a．在加入盐酸之前，应排净装置内的CO2气体
b．滴加盐酸不宜过快
c．在A-B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置
d．在B-C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置
(6)实验中准确称取8.0g样品三份，进行三次测定，测得BaCO3平均质量为3.94 g。则样品中碳酸钙的质量分数为__________。
(7)有人认为不必测定C中生成的BaCO3质量，只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差，一样可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高，原因是 。
10．从银铜合金切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺流程如下：
注：Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450 ℃和80 ℃。
(1)加快渣料(含少量银)溶于稀H2SO4的速率的措施有____________________________
_________________________________________________(写出两种)。
(2)滤渣A与稀HNO3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，滤渣A与稀HNO3反应的离子方程式为____________________________________________。
(3)固体B的组成为________________；在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH过量，则因过量发生的反应的离子方程式为_______________________________________________________________________。
(4)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：
CuO＋____Al2O3____CuAlO2＋____↑。
(5)硫酸铜溶液可用于浸取硫铁矿中的铁元素，浸取时发生复杂的氧化还原反应。反应体系中除CuSO4和FeS2外，还有H2SO4、Cu2S、FeSO4和H2O，下列对该反应的分析不正确的是________(填字母)。
A．氧化剂为CuSO4和FeS2 B．反应后溶液的pH降低
C．每转移2 mol电子消耗3 mol CuSO4 D．被氧化的FeS2只占总量的30%
11．通过下列方法测定碱式硫酸镁晶须[化学式为xMgSO4·yMg(OH)2·zH2O]化学式：
Ⅰ. 准确称取1.856 0 g产品，溶于100.00 mL 0.5600 mol L-1 HCl，将所得溶液配成250.00 mL溶液A；
Ⅱ. 取25.00mL溶液A，调节溶液pH＝10，用0.1000 mol/L的EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定其中的Mg2＋(离子方程式：Mg2＋＋H2Y2－===MgY2－＋2H＋)，消耗EDTA标准溶液24.00 mL；
Ⅲ. 另取25.00mL溶液A，用0.0800 mol L-1NaOH标准溶液滴定至终点，消耗NaOH标准溶液20.00 mL。计算碱式硫酸镁晶须的化学式(写出计算过程)。
[参考答案]
1. A 解析：A项，明矾溶于水可生成具有吸附性的氢氧化铝胶体，可以净水但不能消毒，故A错误；B项，铝热反应是金属铝和沸点较高的金属氧化物之间反应冶炼高熔点金属的过程，故B正确；C项，铝具有良好的延展性，铝箔可以做包装材料，铝合金硬度大密度小常用做建筑材料，故C正确；D项，胃酸主要成分为HCl，氢氧化铝具有弱碱性可中和过多胃酸，故D正确。
2. A 解析：A项，加入盐酸，镁、铝都与盐酸反应生成H2，所以放出H2的量最多；B项、D项，在镁、铝混合物中加入HNO3和浓H2SO4都不产生H2；C项，加入NaOH溶液，只有Al与之反应生成H2，而镁不反应。
3. D 解析： A项， 二氧化碳通入NaAlO2及NaGaO2，首先析出的是Al(OH)3，则酸性：Al(OH)3D项，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，故Ga2O3和Ga(OH)3均可与NaOH反应生成NaAlO2，D正确。
4. C解析： A项，　NaAlO2与NaOH不反应，故A不正确；B项，Na2O2为离子化合物，含O元素，不含O2，但过氧化钠可为潜水艇舱提供氧气，故B不正确；C项，Cu与氯化铁反应生成氯化铜、氯化亚铁，利用Fe3＋的氧化性，用FeCl3溶液刻蚀印刷铜电路板，故C正确；D项，Al活泼性很强，用电解熔融氧化铝的方法来制备铝，所以Na、Al、Cu可以分别用电解冶炼法、电解冶炼法、热还原法得到，故D不正确。
5. A解析： B项，NaAlO2(aq)与过量HCl(aq)反应，生成AlCl3，B项错误；C项，蔗糖(aq)中无醛基，不能与[Ag(NH3)2]＋(aq)反应生成Ag(s)，C项错误；D项，Fe(s)与HCl(aq)反应生成FeCl2(aq)，D项错误。
6. C 解析：氯气与石灰乳制备漂白粉，A错误；氯化钠溶液与二氧化碳不反应，B错误；电解熔融氯化镁制备金属镁，电解氯化镁溶液得到氯气、氢气和氢氧化镁沉淀，D错误。
7. D 解析：pH为1的100mL 0.1mol/L的AlCl3中，(H+)=0.1mol/L×0.1L=0.01mol.
n(Al3+)=0.1mol/L×0.1L=0.01mol.300mL0.1mol/L的氢氧化钠溶液中n(OH-)=0.1mol/L×0.3L=0.03mol。其中0.01mol的 OH-和0.01mol的H+发生中和反应，剩下的0.02mol的OH-和0.01mol的Al3+反应，氢氧根不足，所以生成Al(OH)3并有Al3+剩余。故选D .
8. B 解析：A项，由溶液乙通入过量的Y生成氢氧化铝沉淀、碳酸氢钠可知，溶液乙为偏铝酸钠溶液、气体Y为二氧化碳，故试剂X为氢氧化钠溶液，不可能为硫酸，故A错误；B项，过量的二氧化碳与偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠，离子方程式为CO2＋AlO2 ＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3 ，故B正确；C项，结合质子的能力越强，相应的酸提供质子的能力就越弱，其对应的酸的酸性就越弱，提供质子的能力：HCO3 Al(OH)3>H2O，则结合质子的能力：OH－>AlO2 >CO32 ，故C错误；D项，氯化铝是共价化合物，熔融时不导电，不能采用电解熔融氯化铝的方法冶炼铝，故D错误。
9.（1）Al（OH）3+OH-═AlO2-+2H2O（也可写为Al（OH）3+OH-═[Al（OH）4]-）（2）通入CO2气体有白色沉淀生成；加入盐酸有气体产生、沉淀溶解；AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓（3）把生成的CO2全部排入C中，使之完全被Ba（OH）2溶液吸收（4）Ba（OH）2+CO2═BaCO3↓+H2O（5）cd（6）25%（7）B中的水蒸气、HC1气体等进人装置C中会导致测量结果偏高
解析：Ⅰ．（1）Al（OH）3溶于NaOH溶液生成NaAlO2和H2O；（2）NaAlO2溶液呈碱性，通入过量CO2时沉淀Al（OH）3和NaHCO3，Al（OH）3是两性氢氧化物，能溶于强酸溶液，所以产生的沉淀溶于稀盐酸中，所以看到的现象是：通入CO2气体有白色沉淀生成；加入盐酸有气体产生、沉淀溶解，离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓，故答案为：通入CO2气体有白色沉淀生成；加入盐酸有气体产生、沉淀溶解；Ⅱ．空气中含有CO2，所以A装置能吸收空气中CO2，通入空气的目的是将B中产生的CO2全部排入C中，使CO2完全被Ba（OH）2吸收，D装置能吸收水蒸气、二氧化碳，防止C中右边导管进入空气；（3）实验过程中需持续缓缓通入空气，能把生成的CO2全部排入C中，使之完全被Ba（OH）2溶液吸收，否则使测定结果偏小；（4）Ba（OH）2和CO2反应BaCO3沉淀和水；（5）a、在加入盐酸之前，应排净装置内的CO2气体，防止影响碳酸钡质量的测定，可以提高测定准确度，故a不符合；b、滴加盐酸过快，CO2来不及被吸收，就排出装置C，滴加盐酸不宜过快，使二氧化碳吸收完全，可以提高测定准确度，故b不符合；c、在AB之间增添盛有浓硫酸的洗气装置，吸收水分，不影响CO2，不能提高提高测定准确度，故c符合；d、在BC之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置Ba(OH)2，可以吸收CO2中的HCl，不影响CO2，不能提高测定准确度，故d符合；故选：cd；（6）根据C原子守恒得n（CaCO3）=n（BaCO3）；（7）直接测量C装置实验前后的质量，可求出生成的气体的质量，但因从B中出来的还有水蒸气、HCl气体等，会导致测量结果偏高。答案为：B中的水蒸气、HC1气体等进人装置C中会导致测量结果偏高。
10. (1)搅拌、将渣料粉碎、适当升温、适当增大稀H2SO4的浓度等(任写两条)
(2)3Ag＋4H＋＋NO3 ===3Ag＋＋NO↑＋2H2O
(3)Al(OH)3和CuO　Al(OH)3＋OH－===AlO2 ＋2H2O
(4)4　2　4　O2　(5)C
解析：(1)提高酸浸速率的方法有搅拌、将渣料粉碎、适当升温、适当增大稀硫酸浓度等。(2)滤渣A与稀硝酸反应生成的气体在空气中迅速变成红棕色，说明滤渣A与稀硝酸反应生成了NO气体，由流程图可知A为银，反应的离子方程式为3Ag＋4H＋＋NO3 ===3Ag＋＋NO↑＋2H2O。(3)NaOH与Al2(SO4)3、CuSO4反应生成Al(OH)3、Cu(OH)2，由Al(OH)3、Cu(OH)2的分解温度可知，煮沸时Cu(OH)2分解，Al(OH)3不分解，则固体B的组成为CuO和Al(OH)3；若NaOH过量，则Al(OH)3会与NaOH反应生成NaAlO2和H2O。(4)反应前CuO中Cu的化合价为＋2，反应后CuAlO2中Cu为＋1价，反应过程中铝元素的化合价不变，则只能是氧元素被氧化生成O2，根据得失电子守恒、原子守恒可知，反应的化学方程式为4CuO＋2Al2O34CuAlO2＋O2↑。(5)由题意可知，硫酸铜得电子，作氧化剂，FeS2一部分被氧化成FeSO4，作还原剂，一部分被还原成Cu2S，作氧化剂，化学方程式为14CuSO4＋5FeS2＋12H2O===7Cu2S＋5FeSO4＋12H2SO4，氧化剂为CuSO4、FeS2，A项正确；反应后有H2SO4生成，溶液pH降低，B项正确；反应中每消耗14 mol CuSO4，转移21 mol电子，则每转移2 mol电子消耗4/3 mol硫酸铜，C项错误；5 mol FeS2参加反应，被氧化的FeS2为1.5 mol，占总量的30%，D项正确。
11. 1.8560g产品中：
n(Mg2＋)＝0.1000 mol·L－1×24.00 mL×10－3 L/mL×＝2.4×10－2 mol，
加入的HCl总量：n1(HCl)＝0.560 0 mol·L－1×100.00 mL×10－3 L/mL＝5.6×10－2 mol
未与产品反应的HCl：
n2(HCl)＝0.0800 mol·L－1×20.00 mL×10－3 L/mL×＝1.6×10－2 mol
1.856 0 g产品中：n(OH－)＝n1(HCl)－n2(HCl)＝5.6×10－2 mol－1.6×10－2 mol＝4.0×10－2 mol
根据电荷守恒，1.856 0 g产品中：
n(SO)＝[2n(Mg2＋)－n(OH－)]＝4.0×10－3 mol
根据质量守恒，1.856 0 g产品中：
m(Mg2＋)＝2.4×10－2 mol×24 g/mol＝0.576 g
m(OH－)＝4.0×10－2 mol×17 g/mol＝0.68 g
m(SO)＝4.0×10－3 mol×96 g/mol＝0.384 g
m(H2O)＝1.856 0 g－0.576 g－0.68 g－0.384 g＝0.216 g
n(H2O)＝0.012 mol
x∶y∶z＝n(SO)∶n(OH－)∶n(H2O)
＝4.0×10－3 mol∶×4.0×10－2 mol∶1.2×10－2 mol
＝1∶5∶3　故化学式为MgSO4·5Mg(OH)2·3H2O
解析 结合给定的Ⅱ中的离子方程式可得关系式Mg2＋～EDTA，根据n(EDTA)可求得25.00 mL溶液中n(Mg2＋)，从而得到样品中n(Mg2＋)；根据Ⅲ可知，标准NaOH溶液以及样品中的OH－恰好与溶解样品的HCl反应，通过n(HCl)以及标准NaOH溶液中的n(NaOH)可求得25.00 mL溶液中n(OH－)，从而求得样品中n(OH－)，根据电荷守恒式n(OH－)＋2n(SO)＝2n(Mg2＋)可求得样品中n(SO)，再根据所取样品的总质量可求得n(H2O)，利用n(Mg2＋)、n(OH－)、n(SO)、n(H2O)四者的最简整数比可求得晶须的化学式。
2、教学建议
1.重视开展高水平的实验探究活动。可将最新的工业生产中的镁、铝制备过程让学生在实验室模拟演练，先设计方案，再利用数据通过计算产率，自评实验方案，再完善实验方案，逐步培养学生“证据推理与模型认知”及“科学探究与创新意识”学科核心素养。
2．引导学生从化合价角度和物质性质、变化的视角，培养学生学会自主构建氧化还原反应和铝及其化合物的知识体系。
3．在对镁、铝元素及其化合物的复习时，要重视元素及其化合物在生产和生活中的应用，创设丰富多样的真实问题情境，培养学生“科学态度与社会责任”学科核心素养，发挥核心概念对元素化合物学习的指导作用。
3、情境素材
1．铝制品的表面处理
在空气中，铝的表面自然形成的氧化膜很薄，耐磨性和抗蚀性不够强，为了使铝制品适应于不同的用途，常采用化学方法对铝的表面进行处理，如增加膜的厚度，对氧化膜进行着色等。以下为铝材表面处理的一种方法：
(1)碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，写出反应的离子方程式。
提示：Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O。
(2)碱洗时常有气泡冒出，其原因是__________________________(用离子方程式表示)。
提示：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
(3)电解氧化：以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成较厚的氧化膜，则阳极的电极反应方程式为_______________________________________________________。
提示：2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋
(4)为了将碱洗槽液中的铝元素以沉淀的形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的__________(填字母)，离子方程式为__________________________。
a．NH3　 b．NaOH　　 c．HNO3　 　 d．CO2
[参考答案]槽液中铝元素的存在形式为NaAlO2，NaAlO2可与酸反应生成Al(OH)3沉淀，但Al(OH)3是两性氢氧化物，可溶于强酸，若加入HNO3，HNO3的量不易控制，HNO3的量不足，铝元素沉淀不完全，HNO3过量则生成Al3＋，故可向槽液中通入足量CO2，因为Al(OH)3不溶于H2CO3，离子方程式为AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。
2. “稀土界的袁隆平”
我国拥有丰富的稀土矿产资源，在合金中加入适量的稀土金属，能大大改善合金的性能，因而，稀土金属又被称为冶金工业的维生素。著名化学家徐光宪(画面正中)，因为在稀土萃取领域取得的卓越成就被誉为“稀土界的袁隆平”。
铈是一种重要的稀土元素，常见的化合价为＋3价和＋4价。以氟碳铈矿(主要含CeFCO3，少量其他稀土盐LnFCO3、非稀土元素Fe、Al、 Mg和SiO2等)为原料制备CeO2的一种工艺流程如图所示：
[问题探究]
1.“氧化焙烧”前需将矿石粉碎成细颗粒，其目的是
________________________________________________________________________。
[参考答案] 增大固体与氧气的接触面积，使反应更充分
2.氧化焙烧时，CeFCO3和其他稀土盐LnFCO3分别转化为CeO2和Ln2O3，请写出生成CeO2的化学方程式。
[参考答案] 4CeFCO3＋2Na2CO3＋O24CeO2＋4NaF＋6CO2
3.CeO2和Ln2O3混合物中加入稀盐酸，Ln2O3溶解生成LnOCl的化学方程式为________________________________________________________________________。
[参考答案] Ln2O3＋2HCl===2LnOCl＋H2O
4.取上述流程中得到的CeO2产品0.4500 g，加硫酸溶解后，用0.1000 mol·L－1FeSO4标准溶液滴定至终点时(铈被还原为Ce3＋，其他杂质均不反应)，消耗25.00mL标准溶液。该产品中CeO2的质量分数为________。
[参考答案] 95.56%　
取上述流程中得到的CeO2产品0.4500 g，加硫酸溶解后，用0.1000 mol·L－1 FeSO4标准溶液滴定至终点，反应为CeO2＋Fe2＋＋4H＋===Ce3＋＋Fe3＋＋2H2O，消耗25.00mL标准溶液。即反应消耗CeO2的物质的量为0.0025 mol，质量为0.43g，该产品中CeO2的质量分数为×100%≈95.56%。

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