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第14讲
铝、镁及其化合物
1.了解铝、镁及其重要化合物的存在、性质和用途。
2.掌握工业提取铝、镁的一般方法。
复
习
目
标
内
容
索
引
考点一　　铝及其化合物
考点二　　镁及其化合物
练真题　　明考向
课时精练
铝及其化合物
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考点一
1.铝元素的存在
铝是地壳中含量 的金属元素，全部以 的形式存在。
2.铝单质
(1)物理性质
铝单质是 色、有金属光泽的固体，硬度、密度较 ，具有良好的___________________。
最多
化合态
银白
小
导电、导热和延展性
(2)化学性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
①
②____________________；
③
钝化
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
④_________________________________；
⑤___________________________(铝热反应)。
3.氧化铝——两性氧化物
Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
＋3O2↑
H2O
4.氢氧化铝
(1)物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。
(2)化学性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
①__________________________。
②___________________________。
③____________________________。
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
(3)Al(OH)3的制备
写出下列反应的离子方程式：
①Al3＋与氨水反应：
___________________________________。
②向含 的溶液中通入过量的CO2：
_____________________________________。
③Al3＋与 发生相互促进的水解反应：
________________________________。
5.明矾
(1)明矾的化学式为 ，属于复盐。
(2)明矾净水的原理：明矾溶于水时发生电离，电离方程式为____________________
____________，其中Al3＋发生水解反应，产生____________，其吸附能力很强，可以吸附水中的悬浮杂质并形成沉淀，使水变澄清。
KAl(SO4)2·12H2O
KAl(SO4)2===K＋＋
Al(OH)3胶体
1.MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂(　　)
2.实验室可用氧化铝坩埚熔化NaOH、Na2CO3固体等(　　)
3.铝和酸反应时，氧化剂是酸，铝和碱反应时，氧化剂是碱(　　)
4.明矾可作净水剂，起到杀菌消毒的作用(　　)
×
×
×
×
一、Al、Al2O3、Al(OH)3分别与酸(碱)反应的特点
1.下列有关铝及其化合物的性质、用途说法正确的有______(填序号)。
(1)铝制餐具不能长时间存放酸性、碱性食物
(2)两份相同质量的铝粉，分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生的氢气的质量前者多
(3)用氢氧化钠溶液去除铝条表面的氧化膜：Al2O3＋2OH－===2Al3＋＋H2O
(4)向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水的离子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋
(5)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
(6)常温下，由于铝与浓硫酸不反应，所以可用铝制槽车运送浓硫酸
(7)与Al反应能放出H2的溶液中可能大量存在：Fe2＋、K＋、
(1)(4)
2.称取两份铝粉，第一份加入足量氢氧化钠溶液，第二份加入足量盐酸，若要放出等量的气体，两份铝粉的质量之比为
A.1∶3 B.3∶1 C.1∶1 D.4∶3
√
二、Al3＋、 、H＋等与OH－反应的顺序
3.向含有HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl的混合溶液中(假设各1 mol)，逐滴加入NaOH溶液，沉淀的物质的量随NaOH溶液体积变化的图像如图。(假设Mg2＋、Al3＋结合OH－能力相同)
分析图像的变化情况，回答下列问题：
(1)H＋、Al3＋、Al(OH)3、 四种微粒与OH－反应的先后顺
序依次为_________________________。
(2)依次写出各阶段的离子方程式：
①OA：___________________。
②AB：____________________________________________________。
③BC：________________________。
④CD：_____________________________。
H＋＋OH－===H2O
Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
三、从铝土矿中提取铝(碱溶法)的工艺流程
4.铝土矿的主要成分是Al2O3，还含有少量
SiO2、Fe2O3等杂质。
(1)氧化铝是_____氧化物，资料表明，SiO2
在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀，除此
外，滤渣中还含有_______(化学式)。写出
“碱溶”时生成NaAlO2的离子方程式：____________________________。
(2)采用电解熔融Al2O3制备铝而不用氯化铝的原因是____________________________
_____________________。
两性
Fe2O3
氯化铝是共价化合物，熔融氯化铝以分子的形式存在
(3)冰晶石的化学式为________，电解时加
入冰晶石的目的是____________________。
Al转化的
化学方程式：_________________________、
___________________________。
(5)电解熔融Al2O3时作阳极的石墨易消耗，原因是_____________________________，
应该采取的措施是_____________。
Na3AlF6
降低Al2O3熔融的温度
Al2O3＋3H2O
石墨电极被阳极上产生的O2氧化
定期补充石墨
锌、铍的两性化合物
1.铝、铍(Be)及其化合物具有相似的化学性质。已知反应：BeCl2＋Na2BeO2＋2H2O===2NaCl＋2Be(OH)2↓能完全进行，则下列推断正确的是
A.Be(OH)2既能溶于盐酸，又能溶于NaOH溶液
B.BeCl2水溶液的导电性强，故BeCl2是离子化合物
C.Na2BeO2溶液的 pH＞7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物为BeO
D.BeCl2溶液的 pH＞7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物可能是BeCl2
拓展应用
√
Be(OH)2和Al(OH)3性质相似，BeCl2和AlCl3均是共价化合物；Na2BeO2溶液的pH>7，将其蒸干并灼烧得到的残留物为Na2BeO2；BeCl2是强酸弱碱盐，其溶液的pH＜7，蒸干并灼烧得到的残留物是BeO。
2.锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物均既能溶于强酸溶液，又能溶于强碱溶液，但是Al(OH)3不溶于氨水，而Zn(OH)2能溶于氨水，生成[Zn(NH3)4]2＋。
回答下列问题：
(1)单质铝溶于NaOH溶液后，溶液中铝元素的存在形式为________(用化学式表示)。
(2)写出锌和NaOH溶液反应的离子方程式：__________________________。
(3)下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法可以鉴别的是________(填序号)。
①Al2(SO4)3和NaOH
②Al2(SO4)3和氨水
③ZnSO4和NaOH
④ZnSO4和氨水
①③④
(4)写出可溶性铝盐和氨水反应的离子方程式：_____________________________________。
试解释实验室不宜用可溶性锌盐与氨水反应制取氢氧化锌的原因：_______________
______________________________________________________________________________。
可溶性锌盐与氨水反应产生的Zn(OH)2可溶于过量氨水中，生成[Zn(NH3)4]2＋，氨水的用量不易控制
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镁及其化合物
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考点二
1.镁的化学性质
(1)与氧气反应： ____________________。(发出耀眼的强光，生成白色固体物质)
(2)与氮气反应：___________________。(镁在空气中燃烧得到MgO和Mg3N2的混合物)
(3)与盐酸(或硫酸)反应：________________________。
(4)与二氧化碳反应：_________________________。(镁着火不能用CO2灭火)
(5)与盐溶液反应，如与硫酸铜溶液反应：_______________________。
(6)与水反应：______________________________。
Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
Mg＋Cu2＋===Mg2＋＋Cu
2.镁的重要化合物
(1)氧化镁：白色粉末状固体， 溶于水，属于 ，与盐酸反应的离子方程式为_________________________。
(2)氢氧化镁：白色固体， 溶于水，中强碱，与盐酸反应的离子方程式为________
_____________________。
特别提醒　氢氧化镁的溶解度小于碳酸镁，能发生反应MgCO3＋H2O Mg(OH)2＋CO2↑，镁元素在水垢中的存在形式是Mg(OH)2。
难
碱性氧化物
MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O
难
＋2H＋===Mg2＋＋2H2O
Mg(OH)2
1.从海水中提取镁的流程如图所示：
主要化学反应为
(1)制石灰乳：______________________、
_____________________。
(2)沉淀Mg2＋：________________________________。
(3)制备MgCl2：______________________________、____________________________。
(4)电解MgCl2：__________________________。
CaO＋H2O===Ca(OH)2
Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2＋Ca2＋
Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
2.(2023·广西凭祥高三模拟)利用菱镁矿MgCO3(含杂质Al2O3、FeCO3)制取镁的工艺流程如图，下列说法正确的是
A.“酸浸”时溶液中有电子转移
B.“氧化”时用稀硝酸代替更好
C.沉淀混合物为Al(OH)3和Fe(OH)3
D.电解MgCl2溶液可得到金属镁
√
“酸浸”时MgCO3、Al2O3、FeCO3
与盐酸反应，所得产物有金属氯化
物、水和二氧化碳，元素化合价不
变，无电子转移，A错误；
过氧化氢是绿色氧化剂，若“氧化”时用稀硝酸，则易产生NO气体污染环境且引入新杂质，B错误；
“沉淀”环节，加入MgO调节pH使Al3＋、Fe3＋生成Al(OH)3和Fe(OH)3沉淀，过滤除去，C正确；
电解MgCl2溶液得到氢氧化镁沉淀、氢气和氯气，电解熔融氯化镁可得到金属镁，D错误。
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练真题 明考向
1.正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)氧化铝熔点高，常用于制造耐高温材料(2022·浙江6月选考，8C)(　　)
(2)工业上通过电解六水合氯化镁制取金属镁(2022·浙江6月选考，9A)(　　)
(3)铝热反应非常剧烈，操作时要戴上石棉手套和护目镜(2022·浙江6月选考，11B)(　　)
(4)技术人员开发高端耐腐蚀镀铝钢板，是因为铝能形成致密氧化膜(2022·广东，6D)
(　　)
(5)利用海水制取溴和镁单质，此过程中Br－可被氧化，Mg2＋可被还原(2022·广东，12B)
(　　)
(6)MgCl2溶液中滴加NaOH溶液至过量，现象为产生白色沉淀后沉淀消失(2022·海南，6A)
(　　)
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×
√
√
√
√
2.(2020·江苏，3)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
√
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铝的金属活泼性强与可用于制作铝金属制品无对应关系，A项错误；
氧化铝熔点高，可用作耐高温材料；铝是活泼金属，用电解法冶炼，选择氧化铝作原料，是因为氧化铝是离子化合物，B项错误；
氢氧化铝具有弱碱性，可以中和过多的胃酸，C项错误；
明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，Al3＋发生水解生成Al(OH)3胶体，可以吸附水中悬浮的颗粒物，从而起到净水的作用，D项正确。
3.(2022·湖南，7)铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下：
下列说法错误的是
A.不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料
B.采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟
气吸收效率
C.合成槽中产物主要有Na3AlF6和CO2
D.滤液可回收进入吸收塔循环利用
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陶瓷的成分中含有SiO2，SiO2能与
HF发生反应，因此不宜用陶瓷作吸
收塔内衬材料，故A正确；
采用溶液喷淋法可增大反应物的接触面积，提高吸收塔内烟气吸收效率，故B正确；
烟气(含HF)通入吸收塔，加入过量的碳酸钠，发生反应：Na2CO3＋HF===NaF＋NaHCO3，向合成槽中通入NaAlO2，发生反应：6NaF＋NaAlO2＋4NaHCO3===
Na3AlF6↓＋4Na2CO3＋2H2O，过滤得到Na3AlF6和含有Na2CO3的滤液，所以合成槽内产物主要有Na3AlF6、Na2CO3、H2O，故C错误；
滤液的主要成分为Na2CO3，可进入吸收塔循环利用，故D正确。
4.(2020·山东，9)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
√
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氯化铵溶液显酸性，与MgO反应，
相当于MgO促进了氯化铵的水解，
生成氨气，A项正确；
NH3·H2O易分解，故沉镁时温度
不可太高，B项错误；
由流程图可知氨气可循环使用，沉镁过程中产生氯化铵，故氯化铵也可循环使用，C项正确；
浸出过程中产生Fe(OH)3和Al(OH)3，沉镁过程中加氨水调节pH产生Mg(OH)2，利用三种离子氢氧化物Ksp的不同，使其先后沉淀而分离，D项正确。
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课时精练
1.下列有关铝及其化合物的说法错误的是
A.氧化铝熔点较高，是一种优良的耐火材料
B.可用铝壶烧开水，不可用其长期存放食醋、碱水
C.铁易生锈，而铝在空气中较稳定，所以铁比铝活泼
D.氢氧化铝能中和胃酸，可用于制胃药
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2.下列说法不正确的是
A.通过电解熔融MgCl2可以制得金属镁
B.镁条在空气中燃烧所得的固体物质是混合物
C.氧化镁是优质的耐火材料
D.金属镁质地柔软，不适宜制作高强度的合金材料
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工业上采用电解熔融MgCl2的方法冶炼Mg，故A正确；
Mg在空气中燃烧生成MgO、Mg3N2和C，所得的固体物质是混合物，故B正确；MgO熔点很高，在一般条件下不熔融，所以氧化镁是优质的耐火材料，故C正确；虽然Mg质地柔软，但密度小，常用来制作合金材料，如镁铝合金，故D错误。
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3.探究氢氧化铝的两性，最适宜的试剂是
A.Al、NaOH溶液、稀盐酸
B.Al2O3、氨水、稀盐酸
C.Al2(SO4)3溶液、NaOH溶液、稀盐酸
D.AlCl3溶液、氨水、稀盐酸
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可溶性的铝盐Al2(SO4)3溶液与少量NaOH溶液反应生成氢氧化铝沉淀，继续加过量的氢氧化钠溶液，氢氧化铝沉淀会溶解，氢氧化铝沉淀中加盐酸也会溶解。
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√
明矾溶于水后电离产生的铝离子发生水解，产生的氢氧化铝胶体能吸附悬浮物，起到净水作用，C正确；
一水合氨为弱碱，故氢氧化铝无法与一水合氨发生反应。
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5.下列除去杂质的方法不正确的是
A.镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥
B.用过量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋
C.Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通
入过量CO2后过滤
D.MgO中混有少量Al2O3：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥得到
MgO
√
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Al(OH)3不溶于氨水，故向含少量Al3＋的Fe3＋溶液中加入过量氨水时，Fe3＋、Al3＋
均转化为氢氧化物沉淀，达不到除杂的目的。
6.易拉罐的主要成分以铝铁合金和铝镁合金最为常见。现取几小块易拉罐碎片进行下列实验，其中实验方案与现象、结论正确的是
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选项 实验方案 现象、结论
A 加入盐酸 产生无色气体；含铝、铁、镁三种金属
B 加入NaOH溶液 有无色气体产生；含有镁、铝两种金属
C 加入盐酸后，所得溶液中再加入少量NaOH溶液 产生白色沉淀；含有金属镁
D 用盐酸溶解并放置一会儿后，加入KSCN溶液 溶液呈红色；含有铁元素
√
铝、铁、镁都可与盐酸反应产生无色气体，不能得出含铝、铁、镁三种金属的结论，A错误；
铝、铁、镁三种金属中只有铝能与NaOH溶液反应产生无色气体，B错误；
氢氧化镁与氢氧化铝均为白色沉淀，C错误；
用盐酸溶解后生成的亚铁离子，在空气中易被氧化成Fe3＋，加入KSCN溶液呈红色，D正确。
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7.以混有SiO2的MgCO3为原料制备氧化镁的实验流程如图：
下列说法错误的是
A.酸浸的离子方程式为 ＋2H＋===
CO2↑＋H2O
B.浸出渣的成分是SiO2
C.母液的主要溶质是NH4Cl
D.固体X是Mg(OH)2
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MgCO3是微溶物，不可拆成离子，
故A错误；
SiO2不溶于盐酸，浸出渣为SiO2，
故B正确；
加入氨水沉镁：MgCl 2＋2NH3·H2O ===Mg(OH)2↓＋2NH4Cl，母液的主要溶质是NH4Cl，故C、D正确。
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8.从铝土矿(主要成分为Al2O3)中提取铝的工艺流程如图。下列说法不正确的是
A.从NaAlO2→Al(OH)3→Al2O3的
转化过程中涉及的反应均为非
氧化还原反应
B.Al2O3与NaOH溶液反应的化学方程式：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O
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向NaAlO2溶液中通入CO2气体，
发生反应生成Al(OH)3，Al(OH)3
不稳定，受热分解产生Al2O3，
在上述转化过程中无元素化合价的变化，因此涉及的反应均为非氧化还原反应，A正确；
Al2O3是两性氧化物，与NaOH溶液反应产生NaAlO2和水，B正确；
酸性：H2CO3＞Al(OH)3，向NaAlO2溶液中通入过量CO2气体，反应产生Al(OH)3、
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电解熔融Al2O3时，阳极上O2－失去电子变为O2，电极反应式为2O2－－4e－===O2↑，D错误。
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9.铝热反应的实验装置如图所示，下列有关说法错误的是
A.X物质为KClO3
B.镁条燃烧提供引发反应所需的热量
C.若转移0.3 mol电子，被还原的Fe2O3为16 g
D.可利用铝热反应冶炼铁
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A项，KClO3受热分解产生氧气，助燃，图示装置中X物质
为助燃剂KClO3，正确；
B项，镁条燃烧放出大量热，可为铝热反应提供引发反应所
需的热量，正确；
C项，反应2Al＋Fe2O3 Al2O3＋2Fe中，Fe元素化合价从＋3价变为0价，还原1 mol Fe2O3转移6 mol电子，则转移0.3 mol电子还原Fe2O3的物质的量为
＝0.05 mol，其质量为160 g·mol－1×0.05 mol＝8 g，错误；
D项，Fe的活泼性小于Al，可利用铝热反应冶炼铁，正确。
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10.Mg与Br2反应可生成具有强吸水性的MgBr2，该反应剧烈且放出大量的热。实验室采用如图装置制备无水MgBr2。下列说法错误的是
A.a为冷却水进水口
B.装置A的作用是吸收水蒸气和挥发出的溴蒸气
C.实验时需缓慢通入N2，防止反应过于剧烈
D.不能用干燥空气代替N2，因为副产物MgO会阻碍反应的进行
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冷凝管起到冷凝回流的作用，冷凝管内冷却水的方向
为下进上出，则a为冷却水进水口，故A正确；
MgBr2具有较强的吸水性，制备无水MgBr2，需要防止
空气中的水蒸气进入三颈烧瓶，则装置A的作用是吸收
水蒸气，但无水CaCl2不能吸收溴蒸气，故B错误；
制取MgBr2的反应剧烈且放出大量的热，实验时利用干燥的氮气将溴蒸气带入三颈烧瓶中，为防止反应过于剧烈，实验时需缓慢通入N2，故C正确；
不能用干燥空气代替N2，空气中含有的氧气可将镁氧化为副产物MgO，会阻碍反应的进行，故D正确。
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11.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：
下列判断不合理的是
A.Al、Ga均位于第ⅢA族
B.Ga2O3可与盐酸反应生成GaCl3
C.Ga(OH)3可与NaOH反应生成NaGaO2
D.酸性：Al(OH)3>Ga(OH)3
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镓(Ga)与铝同主族，均位于第
ⅢA族，A项正确；
Ga2O3与Al2O3的性质相似，可
与盐酸反应生成GaCl3，B项正确；
Ga(OH)3属于两性氢氧化物，与Al(OH)3的性质相似，能与NaOH溶液反应生成NaGaO2，C项正确；
在NaAlO2和NaGaO2的混合液中通入适量CO2，只有Al(OH)3沉淀，而没有Ga(OH)3沉淀，根据强酸制弱酸的原理，Ga(OH)3的酸性强于碳酸，则酸性：Al(OH)31
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12.[2016·海南，14(1)(2)(3)]KAl(SO4)2·12H2O(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)制备明矾的过程如图所示。回答下列问题：
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(1)为尽量少引入杂质，试剂①应选用____(填标号)。
a.HCl溶液 b.H2SO4溶液
c.氨水 d.NaOH溶液
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(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______________________________。
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2
Al(OH)3
Al3＋水解，使溶液中H＋浓度增大
＋3H2↑
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7
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10
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12
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13.以水氯镁石(主要成分是MgCl2·6H2O)生产碱式碳酸镁[Mga(CO3)b(OH)c·nH2O]的主要流程如图：
(1)溶解时将水氯镁石粉碎的目的是_____________。
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提高溶解速率
提高溶解速率可将矿石粉碎、充分搅拌或适当升温。
(2)预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成，该过程中发生反应的离子方程式为____________________________________。
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(3)沉淀镁时反应的温度不宜过高，原因是____________________________________。
(4)将上述流程中的滤液浓缩结晶，所得的主要固体物质的化学式为________。
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碳酸氢铵不稳定，加热易分解且氨易挥发
NH4Cl
流程中过滤所得滤液的主要成分为NH4Cl，因此将上述流程中的滤液浓缩结晶，所得的主要固体物质的化学式为NH4Cl。
(5)上述流程中检验“过滤”后碱式碳酸镁洗涤是否干净的操作为________________
__________________________________________________________________________________________________________。
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取最后一次洗涤液少许于一洁净的试管中，滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，若产生白色沉淀，说明碱式碳酸镁未洗干净，反之则洗净
检验“过滤”后碱式碳酸镁洗涤是否干净，主要是检验最后一次洗涤液里是否含有氯离子，即取最后一次洗涤液少许于一洁净的试管中，滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，若产生白色沉淀，说明碱式碳酸镁未洗干净，反之则洗净。
返回1．下列有关铝及其化合物的说法错误的是(　　)
A．氧化铝熔点较高，是一种优良的耐火材料
B．可用铝壶烧开水，不可用其长期存放食醋、碱水
C．铁易生锈，而铝在空气中较稳定，所以铁比铝活泼
D．氢氧化铝能中和胃酸，可用于制胃药
2．下列说法不正确的是(　　)
A．通过电解熔融MgCl2可以制得金属镁
B．镁条在空气中燃烧所得的固体物质是混合物
C．氧化镁是优质的耐火材料
D．金属镁质地柔软，不适宜制作高强度的合金材料
3．探究氢氧化铝的两性，最适宜的试剂是(　　)
A．Al、NaOH溶液、稀盐酸
B．Al2O3、氨水、稀盐酸
C．Al2(SO4)3溶液、NaOH溶液、稀盐酸
D．AlCl3溶液、氨水、稀盐酸
4．(2023·上海一模)下列关于铝及其化合物反应的离子方程式书写正确的是(　　)
A．铝与NaOH溶液反应：Al＋4OH－===AlO＋H2↑＋H2O
B．Al2O3与NaOH溶液反应：Al2O3＋OH－===AlO＋H2O
C．明矾净水原理：Al3＋＋3H2O??Al(OH)3(胶体)＋3H＋
D．Al2(SO4)3与过量氨水反应：Al3＋＋4NH3·H2O===AlO＋4NH＋2H2O
5．下列除去杂质的方法不正确的是(　　)
A．镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥
B．用过量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋
C．Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量CO2后过滤
D．MgO中混有少量Al2O3：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥得到MgO
6．易拉罐的主要成分以铝铁合金和铝镁合金最为常见。现取几小块易拉罐碎片进行下列实验，其中实验方案与现象、结论正确的是(　　)
选项 实验方案 现象、结论
A 加入盐酸 产生无色气体；含铝、铁、镁三种金属
B 加入NaOH溶液 有无色气体产生；含有镁、铝两种金属
C 加入盐酸后，所得溶液中再加入少量NaOH溶液 产生白色沉淀；含有金属镁
D 用盐酸溶解并放置一会儿后，加入KSCN溶液 溶液呈红色；含有铁元素
7.以混有SiO2的MgCO3为原料制备氧化镁的实验流程如图：
下列说法错误的是(　　)
A．酸浸的离子方程式为CO＋2H＋===CO2↑＋H2O
B．浸出渣的成分是SiO2
C．母液的主要溶质是NH4Cl
D．固体X是Mg(OH)2
8．从铝土矿(主要成分为Al2O3)中提取铝的工艺流程如图。下列说法不正确的是(　　)
A．从NaAlO2→Al(OH)3→Al2O3的转化过程中涉及的反应均为非氧化还原反应
B．Al2O3与NaOH溶液反应的化学方程式：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O
C．NaAlO2生成Al(OH)3的离子方程式：AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO
D．电解熔融Al2O3阳极的电极反应式：Al3＋＋3e－===Al
9．铝热反应的实验装置如图所示，下列有关说法错误的是(　　)
A．X物质为KClO3
B．镁条燃烧提供引发反应所需的热量
C．若转移0.3 mol电子，被还原的Fe2O3为16 g
D．可利用铝热反应冶炼铁
10．Mg与Br2反应可生成具有强吸水性的MgBr2，该反应剧烈且放出大量的热。实验室采用如图装置制备无水MgBr2。下列说法错误的是(　　)
A．a为冷却水进水口
B．装置A的作用是吸收水蒸气和挥发出的溴蒸气
C．实验时需缓慢通入N2，防止反应过于剧烈
D．不能用干燥空气代替N2，因为副产物MgO会阻碍反应的进行
11．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：
下列判断不合理的是(　　)
A．Al、Ga均位于第ⅢA族
B．Ga2O3可与盐酸反应生成GaCl3
C．Ga(OH)3可与NaOH反应生成NaGaO2
D．酸性：Al(OH)3>Ga(OH)3
12．[2016·海南，14(1)(2)(3)]KAl(SO4)2·12H2O(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)制备明矾的过程如图所示。回答下列问题：
(1)为尽量少引入杂质，试剂①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______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
13．以水氯镁石(主要成分是MgCl2·6H2O)生产碱式碳酸镁[Mga(CO3)b(OH)c·nH2O]的主要流程如图：
(1)溶解时将水氯镁石粉碎的目的是________________________________________________
________________________。
(2)预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成，该过程中发生反应的离子方程式为______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(3)沉淀镁时反应的温度不宜过高，原因是__________________________________________
______________________________________________________________________________。
(4)将上述流程中的滤液浓缩结晶，所得的主要固体物质的化学式为____________。
(5)上述流程中检验“过滤”后碱式碳酸镁洗涤是否干净的操作为______________________
______________________________________________________________________________。
1．C　2.D
3．C　[可溶性的铝盐Al2(SO4)3溶液与少量NaOH溶液反应生成氢氧化铝沉淀，继续加过量的氢氧化钠溶液，氢氧化铝沉淀会溶解，氢氧化铝沉淀中加盐酸也会溶解。]
4．C　[铝与NaOH溶液反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑，A错误；Al2O3与NaOH溶液反应的离子方程式为Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O，B错误；明矾溶于水后电离产生的铝离子发生水解，产生的氢氧化铝胶体能吸附悬浮物，起到净水作用，C正确；一水合氨为弱碱，故氢氧化铝无法与一水合氨发生反应。 ]
5．B　6.D　
7．A　[MgCO3是微溶物，不可拆成离子，故A错误；SiO2不溶于盐酸，浸出渣为SiO2，故B正确；加入氨水沉镁：MgCl 2＋2NH3·H2O ===Mg(OH)2↓＋2NH4Cl，母液的主要溶质是NH4Cl，故C、D正确。]
8．D　[向NaAlO2溶液中通入CO2气体，发生反应生成Al(OH)3，Al(OH)3不稳定，受热分解产生Al2O3，在上述转化过程中无元素化合价的变化，因此涉及的反应均为非氧化还原反应，A正确；Al2O3是两性氧化物，与NaOH溶液反应产生NaAlO2和水，B正确；酸性：H2CO3＞Al(OH)3，向NaAlO2溶液中通入过量CO2气体，反应产生Al(OH)3、NaHCO3，该反应的离子方程式为AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO，C正确；电解熔融Al2O3时，阳极上O2－失去电子变为O2，电极反应式为2O2－－4e－===O2↑，D错误。]
9．C
10．B　[冷凝管起到冷凝回流的作用，冷凝管内冷却水的方向为下进上出，则a为冷却水进水口，故A正确；MgBr2具有较强的吸水性，制备无水MgBr2，需要防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶，则装置A的作用是吸收水蒸气，但无水CaCl2不能吸收溴蒸气，故B错误；制取MgBr2的反应剧烈且放出大量的热，实验时利用干燥的氮气将溴蒸气带入三颈烧瓶中，为防止反应过于剧烈，实验时需缓慢通入N2，故C正确；不能用干燥空气代替N2，空气中含有的氧气可将镁氧化为副产物MgO，会阻碍反应的进行，故D正确。]
11．D　[镓(Ga)与铝同主族，均位于第ⅢA族，A项正确；Ga2O3与Al2O3的性质相似，可与盐酸反应生成GaCl3，B项正确；Ga(OH)3属于两性氢氧化物，与Al(OH)3的性质相似，能与NaOH溶液反应生成NaGaO2，C项正确；在NaAlO2和NaGaO2的混合液中通入适量CO2，只有Al(OH)3沉淀，而没有Ga(OH)3沉淀，根据强酸制弱酸的原理，Ga(OH)3的酸性强于碳酸，则酸性：Al(OH)312．(1)d　(2)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
(3)Al(OH)3　Al3＋水解，使溶液中H＋浓度增大
解析　(3)滤液A中铝元素以AlO形式存在，与溶液中HCO发生反应：AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO，故沉淀B为Al(OH)3，明矾溶于水时，KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO，Al3＋＋3H2O??Al(OH)3＋3H＋，使溶液呈弱酸性。
13．(1)提高溶解速率　(2)Mg2＋＋2NH3·H2O===Mg(OH)2↓＋2NH　 (3)碳酸氢铵不稳定，加热易分解且氨易挥发　(4)NH4Cl　(5)取最后一次洗涤液少许于一洁净的试管中，滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，若产生白色沉淀，说明碱式碳酸镁未洗干净，反之则洗净第14讲　铝、镁及其化合物
[复习目标]　1.了解铝、镁及其重要化合物的存在、性质和用途。2.掌握工业提取铝、镁的一般方法。
考点一　铝及其化合物
1．铝元素的存在
铝是地壳中含量最多的金属元素，全部以化合态的形式存在。
2．铝单质
(1)物理性质
铝单质是银白色、有金属光泽的固体，硬度、密度较小，具有良好的导电、导热和延展性。
(2)化学性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
①
②2Al＋3Cl22AlCl3；
③
④2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑；
⑤2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3(铝热反应)。
3．氧化铝——两性氧化物
4．氢氧化铝
(1)物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。
(2)化学性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
①2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。
②Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。
③Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。
(3)Al(OH)3的制备
写出下列反应的离子方程式：
①Al3＋与氨水反应：
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。
②向含AlO的溶液中通入过量的CO2：
AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。
③Al3＋与AlO发生相互促进的水解反应：
Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓。
5．明矾
(1)明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，属于复盐。
(2)明矾净水的原理：明矾溶于水时发生电离，电离方程式为KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO，其中Al3＋发生水解反应，产生Al(OH)3胶体，其吸附能力很强，可以吸附水中的悬浮杂质并形成沉淀，使水变澄清。
1．MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂(　　)
2．实验室可用氧化铝坩埚熔化NaOH、Na2CO3固体等(　　)
3．铝和酸反应时，氧化剂是酸，铝和碱反应时，氧化剂是碱(　　)
4．明矾可作净水剂，起到杀菌消毒的作用(　　)
答案　1.×　2.×　3.×　4.×
一、Al、Al2O3、Al(OH)3分别与酸(碱)反应的特点
1．下列有关铝及其化合物的性质、用途说法正确的有________(填序号)。
(1)铝制餐具不能长时间存放酸性、碱性食物
(2)两份相同质量的铝粉，分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生的氢气的质量前者多
(3)用氢氧化钠溶液去除铝条表面的氧化膜：Al2O3＋2OH－===2Al3＋＋H2O
(4)向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水的离子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
(5)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
(6)常温下，由于铝与浓硫酸不反应，所以可用铝制槽车运送浓硫酸
(7)与Al反应能放出H2的溶液中可能大量存在：Fe2＋、K＋、NO、SO
答案　(1)(4)
2．称取两份铝粉，第一份加入足量氢氧化钠溶液，第二份加入足量盐酸，若要放出等量的气体，两份铝粉的质量之比为(　　)
A．1∶3 B．3∶1 C．1∶1 D．4∶3
答案　C
解析　由反应：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑和2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑可知，等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，生成的氢气的量相等。
二、Al3＋、NH、H＋等与OH－反应的顺序
3．向含有HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl的混合溶液中(假设各1 mol)，逐滴加入NaOH溶液，沉淀的物质的量随NaOH溶液体积变化的图像如图。(假设Mg2＋、Al3＋结合OH－能力相同)
分析图像的变化情况，回答下列问题：
(1)H＋、Al3＋、Al(OH)3、NH四种微粒与OH－反应的先后顺序依次为______________________。
(2)依次写出各阶段的离子方程式：
①OA：________________________________________________________________________。
②AB：________________________________________________________________________。
③BC：________________________________________________________________________。
④CD：________________________________________________________________________。
答案　(1)H＋、Al3＋、NH、Al(OH)3
(2)①H＋＋OH－===H2O
②Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
③NH＋OH－===NH3·H2O
④Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
三、从铝土矿中提取铝(碱溶法)的工艺流程
4．铝土矿的主要成分是Al2O3，还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质。
(1)氧化铝是________氧化物，资料表明，SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀，除此外，滤渣中还含有________(化学式)。写出“碱溶”时生成NaAlO2的离子方程式：_______________________________________________________________________________。
(2)采用电解熔融Al2O3制备铝而不用氯化铝的原因是_________________________________。
(3)冰晶石的化学式为________________，电解时加入冰晶石的目的是___________________。
(4)写出Al(OH)3Al2O3Al转化的化学方程式：_______________________________、
_______________________________________________________________________________。
(5)电解熔融Al2O3时作阳极的石墨易消耗，原因是____________________________________，
应该采取的措施是_______________________________________________________________。
答案　(1)两性　Fe2O3　Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O　(2)氯化铝是共价化合物，熔融氯化铝以分子的形式存在　(3)Na3AlF6　降低Al2O3熔融的温度　(4)2Al(OH)3Al2O3＋3H2O　2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑　(5)石墨电极被阳极上产生的O2氧化　定期补充石墨
锌、铍的两性化合物
1．铝、铍(Be)及其化合物具有相似的化学性质。已知反应：BeCl2＋Na2BeO2＋2H2O===2NaCl＋2Be(OH)2↓能完全进行，则下列推断正确的是(　　)
A．Be(OH)2既能溶于盐酸，又能溶于NaOH溶液
B．BeCl2水溶液的导电性强，故BeCl2是离子化合物
C．Na2BeO2溶液的 pH＞7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物为BeO
D．BeCl2溶液的 pH＞7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物可能是BeCl2
答案　A
解析　Be(OH)2和Al(OH)3性质相似，BeCl2和AlCl3均是共价化合物；Na2BeO2溶液的pH>7，将其蒸干并灼烧得到的残留物为Na2BeO2；BeCl2是强酸弱碱盐，其溶液的pH＜7，蒸干并灼烧得到的残留物是BeO。
2．锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物均既能溶于强酸溶液，又能溶于强碱溶液，但是Al(OH)3不溶于氨水，而Zn(OH)2能溶于氨水，生成[Zn(NH3)4]2＋。
回答下列问题：
(1)单质铝溶于NaOH溶液后，溶液中铝元素的存在形式为________(用化学式表示)。
(2)写出锌和NaOH溶液反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
(3)下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法可以鉴别的是________(填序号)。
①Al2(SO4)3和NaOH
②Al2(SO4)3和氨水
③ZnSO4和NaOH
④ZnSO4和氨水
(4)写出可溶性铝盐和氨水反应的离子方程式：
_______________________________________________________________________________。
试解释实验室不宜用可溶性锌盐与氨水反应制取氢氧化锌的原因：_______________________
_______________________________________________________________________________。
答案　(1)AlO　(2)Zn＋2OH－===ZnO＋H2↑　(3)①③④　(4)Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH　可溶性锌盐与氨水反应产生的Zn(OH)2可溶于过量氨水中，生成[Zn(NH3)4]2＋，氨水的用量不易控制
考点二　镁及其化合物
1．镁的化学性质
(1)与氧气反应：2Mg＋O22MgO。(发出耀眼的强光，生成白色固体物质)
(2)与氮气反应：3Mg＋N2Mg3N2。(镁在空气中燃烧得到MgO和Mg3N2的混合物)
(3)与盐酸(或硫酸)反应：Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑。
(4)与二氧化碳反应：2Mg＋CO22MgO＋C。(镁着火不能用CO2灭火)
(5)与盐溶液反应，如与硫酸铜溶液反应：Mg＋Cu2＋===Mg2＋＋Cu。
(6)与水反应：Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑。
2．镁的重要化合物
(1)氧化镁：白色粉末状固体，难溶于水，属于碱性氧化物，与盐酸反应的离子方程式为MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O。
(2)氢氧化镁：白色固体，难溶于水，中强碱，与盐酸反应的离子方程式为Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O。
特别提醒　氢氧化镁的溶解度小于碳酸镁，能发生反应MgCO3＋H2OMg(OH)2＋CO2↑，镁元素在水垢中的存在形式是Mg(OH)2。
1．从海水中提取镁的流程如图所示：
主要化学反应为
(1)制石灰乳：CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca(OH)2。
(2)沉淀Mg2＋：Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2＋Ca2＋。
(3)制备MgCl2：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O、MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O。
(4)电解MgCl2：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。
2．(2023·广西凭祥高三模拟)利用菱镁矿MgCO3(含杂质Al2O3、FeCO3)制取镁的工艺流程如图，下列说法正确的是(　　)
A．“酸浸”时溶液中有电子转移
B．“氧化”时用稀硝酸代替更好
C．沉淀混合物为Al(OH)3和Fe(OH)3
D．电解MgCl2溶液可得到金属镁
答案　C
解析　“酸浸”时MgCO3、Al2O3、FeCO3与盐酸反应，所得产物有金属氯化物、水和二氧化碳，元素化合价不变，无电子转移，A错误；过氧化氢是绿色氧化剂，若“氧化”时用稀硝酸，则易产生NO气体污染环境且引入新杂质，B错误；“沉淀”环节，加入MgO调节pH使Al3＋、Fe3＋生成Al(OH)3和Fe(OH)3沉淀，过滤除去，C正确；电解MgCl2溶液得到氢氧化镁沉淀、氢气和氯气，电解熔融氯化镁可得到金属镁，D错误。
1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)氧化铝熔点高，常用于制造耐高温材料(2022·浙江6月选考，8C)(　　)
(2)工业上通过电解六水合氯化镁制取金属镁(2022·浙江6月选考，9A)(　　)
(3)铝热反应非常剧烈，操作时要戴上石棉手套和护目镜(2022·浙江6月选考，11B)(　　)
(4)技术人员开发高端耐腐蚀镀铝钢板，是因为铝能形成致密氧化膜(2022·广东，6D)(　　)
(5)利用海水制取溴和镁单质，此过程中Br－可被氧化，Mg2＋可被还原(2022·广东，12B)(　　)
(6)MgCl2溶液中滴加NaOH溶液至过量，现象为产生白色沉淀后沉淀消失(2022·海南，6A)(　　)
答案　(1)√　(2)×　(3)√　(4)√　(5)√　(6)×
2．(2020·江苏，3)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
答案　D
解析　铝的金属活泼性强与可用于制作铝金属制品无对应关系，A项错误；氧化铝熔点高，可用作耐高温材料；铝是活泼金属，用电解法冶炼，选择氧化铝作原料，是因为氧化铝是离子化合物，B项错误；氢氧化铝具有弱碱性，可以中和过多的胃酸，C项错误；明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，Al3＋发生水解生成Al(OH)3胶体，可以吸附水中悬浮的颗粒物，从而起到净水的作用，D项正确。
3．(2022·湖南，7)铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下：
下列说法错误的是(　　)
A．不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料
B．采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率
C．合成槽中产物主要有Na3AlF6和CO2
D．滤液可回收进入吸收塔循环利用
答案　C
解析　陶瓷的成分中含有SiO2，SiO2能与HF发生反应，因此不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料，故A正确；采用溶液喷淋法可增大反应物的接触面积，提高吸收塔内烟气吸收效率，故B正确；烟气(含HF)通入吸收塔，加入过量的碳酸钠，发生反应：Na2CO3＋HF===NaF＋NaHCO3，向合成槽中通入NaAlO2，发生反应：6NaF＋NaAlO2＋4NaHCO3===Na3AlF6↓＋4Na2CO3＋2H2O，过滤得到Na3AlF6和含有Na2CO3的滤液，所以合成槽内产物主要有Na3AlF6、Na2CO3、H2O，故C错误；滤液的主要成分为Na2CO3，可进入吸收塔循环利用，故D正确。
4．(2020·山东，9)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
答案　B
解析　氯化铵溶液显酸性，与MgO反应，相当于MgO促进了氯化铵的水解，生成氨气，A项正确；NH3·H2O易分解，故沉镁时温度不可太高，B项错误；由流程图可知氨气可循环使用，沉镁过程中产生氯化铵，故氯化铵也可循环使用，C项正确；浸出过程中产生Fe(OH)3和Al(OH)3，沉镁过程中加氨水调节pH产生Mg(OH)2，利用三种离子氢氧化物Ksp的不同，使其先后沉淀而分离，D项正确。
课时精练
1．下列有关铝及其化合物的说法错误的是(　　)
A．氧化铝熔点较高，是一种优良的耐火材料
B．可用铝壶烧开水，不可用其长期存放食醋、碱水
C．铁易生锈，而铝在空气中较稳定，所以铁比铝活泼
D．氢氧化铝能中和胃酸，可用于制胃药
答案　C
2．下列说法不正确的是(　　)
A．通过电解熔融MgCl2可以制得金属镁
B．镁条在空气中燃烧所得的固体物质是混合物
C．氧化镁是优质的耐火材料
D．金属镁质地柔软，不适宜制作高强度的合金材料
答案　D
解析　工业上采用电解熔融MgCl2的方法冶炼Mg，故A正确；Mg在空气中燃烧生成MgO、Mg3N2和C，所得的固体物质是混合物，故B正确；MgO熔点很高，在一般条件下不熔融，所以氧化镁是优质的耐火材料，故C正确；虽然Mg质地柔软，但密度小，常用来制作合金材料，如镁铝合金，故D错误。
3．探究氢氧化铝的两性，最适宜的试剂是(　　)
A．Al、NaOH溶液、稀盐酸
B．Al2O3、氨水、稀盐酸
C．Al2(SO4)3溶液、NaOH溶液、稀盐酸
D．AlCl3溶液、氨水、稀盐酸
答案　C
解析　可溶性的铝盐Al2(SO4)3溶液与少量NaOH溶液反应生成氢氧化铝沉淀，继续加过量的氢氧化钠溶液，氢氧化铝沉淀会溶解，氢氧化铝沉淀中加盐酸也会溶解。
4．(2023·上海一模)下列关于铝及其化合物反应的离子方程式书写正确的是(　　)
A．铝与NaOH溶液反应：Al＋4OH－===AlO＋H2↑＋H2O
B．Al2O3与NaOH溶液反应：Al2O3＋OH－===AlO＋H2O
C．明矾净水原理：Al3＋＋3H2O??Al(OH)3(胶体)＋3H＋
D．Al2(SO4)3与过量氨水反应：Al3＋＋4NH3·H2O===AlO＋4NH＋2H2O
答案　C
解析　铝与NaOH溶液反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑，A错误；Al2O3与NaOH溶液反应的离子方程式为Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O，B错误；明矾溶于水后电离产生的铝离子发生水解，产生的氢氧化铝胶体能吸附悬浮物，起到净水作用，C正确；一水合氨为弱碱，故氢氧化铝无法与一水合氨发生反应。
5．下列除去杂质的方法不正确的是(　　)
A．镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥
B．用过量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋
C．Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量CO2后过滤
D．MgO中混有少量Al2O3：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥得到MgO
答案　B
解析　Al(OH)3不溶于氨水，故向含少量Al3＋的Fe3＋溶液中加入过量氨水时，Fe3＋、Al3＋均转化为氢氧化物沉淀，达不到除杂的目的。
6．易拉罐的主要成分以铝铁合金和铝镁合金最为常见。现取几小块易拉罐碎片进行下列实验，其中实验方案与现象、结论正确的是(　　)
选项 实验方案 现象、结论
A 加入盐酸 产生无色气体；含铝、铁、镁三种金属
B 加入NaOH溶液 有无色气体产生；含有镁、铝两种金属
C 加入盐酸后，所得溶液中再加入少量NaOH溶液 产生白色沉淀；含有金属镁
D 用盐酸溶解并放置一会儿后，加入KSCN溶液 溶液呈红色；含有铁元素
答案　D
解析　铝、铁、镁都可与盐酸反应产生无色气体，不能得出含铝、铁、镁三种金属的结论，A错误；铝、铁、镁三种金属中只有铝能与NaOH溶液反应产生无色气体，B错误；氢氧化镁与氢氧化铝均为白色沉淀，C错误；用盐酸溶解后生成的亚铁离子，在空气中易被氧化成Fe3＋，加入KSCN溶液呈红色，D正确。
7．以混有SiO2的MgCO3为原料制备氧化镁的实验流程如图：
下列说法错误的是(　　)
A．酸浸的离子方程式为CO＋2H＋===CO2↑＋H2O
B．浸出渣的成分是SiO2
C．母液的主要溶质是NH4Cl
D．固体X是Mg(OH)2
答案　A
解析　MgCO3是微溶物，不可拆成离子，故A错误；SiO2不溶于盐酸，浸出渣为SiO2，故B正确；加入氨水沉镁：MgCl 2＋2NH3·H2O ===Mg(OH)2↓＋2NH4Cl，母液的主要溶质是NH4Cl，故C、D正确。
8．从铝土矿(主要成分为Al2O3)中提取铝的工艺流程如图。下列说法不正确的是(　　)
A．从NaAlO2→Al(OH)3→Al2O3的转化过程中涉及的反应均为非氧化还原反应
B．Al2O3与NaOH溶液反应的化学方程式：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O
C．NaAlO2生成Al(OH)3的离子方程式：AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO
D．电解熔融Al2O3阳极的电极反应式：Al3＋＋3e－===Al
答案　D
解析　向NaAlO2溶液中通入CO2气体，发生反应生成Al(OH)3，Al(OH)3不稳定，受热分解产生Al2O3，在上述转化过程中无元素化合价的变化，因此涉及的反应均为非氧化还原反应，A正确；Al2O3是两性氧化物，与NaOH溶液反应产生NaAlO2和水，B正确；酸性：H2CO3＞Al(OH)3，向NaAlO2溶液中通入过量CO2气体，反应产生Al(OH)3、NaHCO3，该反应的离子方程式为AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO，C正确；电解熔融Al2O3时，阳极上O2－失去电子变为O2，电极反应式为2O2－－4e－===O2↑，D错误。
9．铝热反应的实验装置如图所示，下列有关说法错误的是(　　)
A．X物质为KClO3
B．镁条燃烧提供引发反应所需的热量
C．若转移0.3 mol电子，被还原的Fe2O3为16 g
D．可利用铝热反应冶炼铁
答案　C
解析　A项，KClO3受热分解产生氧气，助燃，图示装置中X物质为助燃剂KClO3，正确；B项，镁条燃烧放出大量热，可为铝热反应提供引发反应所需的热量，正确；C项，反应2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe中，Fe元素化合价从＋3价变为0价，还原1 mol Fe2O3转移6 mol电子，则转移0.3 mol电子还原Fe2O3的物质的量为＝0.05 mol，其质量为160 g·mol－1×0.05 mol＝8 g，错误；D项，Fe的活泼性小于Al，可利用铝热反应冶炼铁，正确。
10．Mg与Br2反应可生成具有强吸水性的MgBr2，该反应剧烈且放出大量的热。实验室采用如图装置制备无水MgBr2。下列说法错误的是(　　)
A．a为冷却水进水口
B．装置A的作用是吸收水蒸气和挥发出的溴蒸气
C．实验时需缓慢通入N2，防止反应过于剧烈
D．不能用干燥空气代替N2，因为副产物MgO会阻碍反应的进行
答案　B
解析　冷凝管起到冷凝回流的作用，冷凝管内冷却水的方向为下进上出，则a为冷却水进水口，故A正确；MgBr2具有较强的吸水性，制备无水MgBr2，需要防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶，则装置A的作用是吸收水蒸气，但无水CaCl2不能吸收溴蒸气，故B错误；制取MgBr2的反应剧烈且放出大量的热，实验时利用干燥的氮气将溴蒸气带入三颈烧瓶中，为防止反应过于剧烈，实验时需缓慢通入N2，故C正确；不能用干燥空气代替N2，空气中含有的氧气可将镁氧化为副产物MgO，会阻碍反应的进行，故D正确。
11．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：
下列判断不合理的是(　　)
A．Al、Ga均位于第ⅢA族
B．Ga2O3可与盐酸反应生成GaCl3
C．Ga(OH)3可与NaOH反应生成NaGaO2
D．酸性：Al(OH)3>Ga(OH)3
答案　D
解析　镓(Ga)与铝同主族，均位于第ⅢA族，A项正确；Ga2O3与Al2O3的性质相似，可与盐酸反应生成GaCl3，B项正确；Ga(OH)3属于两性氢氧化物，与Al(OH)3的性质相似，能与NaOH溶液反应生成NaGaO2，C项正确；在NaAlO2和NaGaO2的混合液中通入适量CO2，只有Al(OH)3沉淀，而没有Ga(OH)3沉淀，根据强酸制弱酸的原理，Ga(OH)3的酸性强于碳酸，则酸性：Al(OH)312．[2016·海南，14(1)(2)(3)]KAl(SO4)2·12H2O(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)制备明矾的过程如图所示。回答下列问题：
(1)为尽量少引入杂质，试剂①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_______________________________________
______________________________________________________________________________。
答案　(1)d　
(2)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
(3)Al(OH)3　Al3＋水解，使溶液中H＋浓度增大
解析　(3)滤液A中铝元素以AlO形式存在，与溶液中HCO发生反应：AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO，故沉淀B为Al(OH)3，明矾溶于水时，KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO，Al3＋＋3H2O??Al(OH)3＋3H＋，使溶液呈弱酸性。
13．以水氯镁石(主要成分是MgCl2·6H2O)生产碱式碳酸镁[Mga(CO3)b(OH)c·nH2O]的主要流程如图：
(1)溶解时将水氯镁石粉碎的目的是_________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成，该过程中发生反应的离子方程式为________________
_______________________________________________________________________________。
(3)沉淀镁时反应的温度不宜过高，原因是____________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)将上述流程中的滤液浓缩结晶，所得的主要固体物质的化学式为_____________________。
(5)上述流程中检验“过滤”后碱式碳酸镁洗涤是否干净的操作为_______________________
______________________________________________________________________________。
答案　(1)提高溶解速率　(2)Mg2＋＋2NH3·H2O===Mg(OH)2↓＋2NH　 (3)碳酸氢铵不稳定，加热易分解且氨易挥发　(4)NH4Cl
(5)取最后一次洗涤液少许于一洁净的试管中，滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，若产生白色沉淀，说明碱式碳酸镁未洗干净，反之则洗净
解析　(1)提高溶解速率可将矿石粉碎、充分搅拌或适当升温。(2)预氨化过程中氯化镁与氨水反应生成氢氧化镁沉淀和氯化铵，则该过程中发生反应的离子方程式为Mg2＋＋2NH3·H2O===Mg(OH)2↓＋2NH。(4)流程中过滤所得滤液的主要成分为NH4Cl，因此将上述流程中的滤液浓缩结晶，所得的主要固体物质的化学式为NH4Cl。(5)检验“过滤”后碱式碳酸镁洗涤是否干净，主要是检验最后一次洗涤液里是否含有氯离子，即取最后一次洗涤液少许于一洁净的试管中，滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，若产生白色沉淀，说明碱式碳酸镁未洗干净，反之则洗净。第14讲　铝、镁及其化合物
[复习目标]　1.了解铝、镁及其重要化合物的存在、性质和用途。2.掌握工业提取铝、镁的一般方法。
考点一　铝及其化合物
1．铝元素的存在
铝是地壳中含量________的金属元素，全部以________的形式存在。
2．铝单质
(1)物理性质
铝单质是________色、有金属光泽的固体，硬度、密度较____，具有良好的________________________________________________________________________。
(2)化学性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
①
②________________________________________________________________________；
③
④________________________________________________________________________；
⑤___________________________________________________________________(铝热反应)。
3．氧化铝——两性氧化物
4．氢氧化铝
(1)物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。
(2)化学性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
(3)Al(OH)3的制备
写出下列反应的离子方程式：
①Al3＋与氨水反应：_____________________________________________________________。
②向含AlO的溶液中通入过量的CO2：____________________________________________。
③Al3＋与AlO发生相互促进的水解反应：_________________________________________。
5．明矾
(1)明矾的化学式为______________________，属于复盐。
(2)明矾净水的原理：明矾溶于水时发生电离，电离方程式为__________________________，其中Al3＋发生水解反应，产生________，其吸附能力很强，可以吸附水中的悬浮杂质并形成沉淀，使水变澄清。
1．MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂(　　)
2．实验室可用氧化铝坩埚熔化NaOH、Na2CO3固体等(　　)
3．铝和酸反应时，氧化剂是酸，铝和碱反应时，氧化剂是碱(　　)
4．明矾可作净水剂，起到杀菌消毒的作用(　　)
一、Al、Al2O3、Al(OH)3分别与酸(碱)反应的特点
1．下列有关铝及其化合物的性质、用途说法正确的有________(填序号)。
(1)铝制餐具不能长时间存放酸性、碱性食物
(2)两份相同质量的铝粉，分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生的氢气的质量前者多
(3)用氢氧化钠溶液去除铝条表面的氧化膜：Al2O3＋2OH－===2Al3＋＋H2O
(4)向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水的离子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
(5)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
(6)常温下，由于铝与浓硫酸不反应，所以可用铝制槽车运送浓硫酸
(7)与Al反应能放出H2的溶液中可能大量存在：Fe2＋、K＋、NO、SO
2．称取两份铝粉，第一份加入足量氢氧化钠溶液，第二份加入足量盐酸，若要放出等量的气体，两份铝粉的质量之比为(　　)
A．1∶3 B．3∶1 C．1∶1 D．4∶3
二、Al3＋、NH、H＋等与OH－反应的顺序
3．向含有HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl的混合溶液中(假设各1 mol)，逐滴加入NaOH溶液，沉淀的物质的量随NaOH溶液体积变化的图像如图。(假设Mg2＋、Al3＋结合OH－能力相同)
分析图像的变化情况，回答下列问题：
(1)H＋、Al3＋、Al(OH)3、NH四种微粒与OH－反应的先后顺序依次为____________________
______________________________________________________________________________。
(2)依次写出各阶段的离子方程式：
①OA：________________________________________________________________________。
②AB：________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
③BC：________________________________________________________________________。
④CD：________________________________________________________________________。
三、从铝土矿中提取铝(碱溶法)的工艺流程
4．铝土矿的主要成分是Al2O3，还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质。
(1)氧化铝是________氧化物，资料表明，SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀，除此外，滤渣中还含有________(化学式)。写出“碱溶”时生成NaAlO2的离子方程式：_______________________________________________________________________________。
(2)采用电解熔融Al2O3制备铝而不用氯化铝的原因是_________________________________。
(3)冰晶石的化学式为_________________________________，电解时加入冰晶石的目的是________________________________________________________________________。
(4)写出Al(OH)3Al2O3Al转化的化学方程式：_______________________________、
_______________________________________________________________________________。
(5)电解熔融Al2O3时作阳极的石墨易消耗，原因是___________________________________，
应该采取的措施是_______________________________________________________________。
锌、铍的两性化合物
1．铝、铍(Be)及其化合物具有相似的化学性质。已知反应：BeCl2＋Na2BeO2＋2H2O===2NaCl＋2Be(OH)2↓能完全进行，则下列推断正确的是(　　)
A．Be(OH)2既能溶于盐酸，又能溶于NaOH溶液
B．BeCl2水溶液的导电性强，故BeCl2是离子化合物
C．Na2BeO2溶液的 pH＞7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物为BeO
D．BeCl2溶液的 pH＞7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物可能是BeCl2
2．锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物均既能溶于强酸溶液，又能溶于强碱溶液，但是Al(OH)3不溶于氨水，而Zn(OH)2能溶于氨水，生成[Zn(NH3)4]2＋。
回答下列问题：
(1)单质铝溶于NaOH溶液后，溶液中铝元素的存在形式为________(用化学式表示)。
(2)写出锌和NaOH溶液反应的离子方程式：_________________________________________。
(3)下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法可以鉴别的是________(填序号)。
①Al2(SO4)3和NaOH　②Al2(SO4)3和氨水
③ZnSO4和NaOH　④ZnSO4和氨水
(4)写出可溶性铝盐和氨水反应的离子方程式：_______________________________________。
试解释实验室不宜用可溶性锌盐与氨水反应制取氢氧化锌的原因：_____________________
________________________________________________________________________。
考点二　镁及其化合物
1．镁的化学性质
(1)与氧气反应：________________________________________________________________。
(发出耀眼的强光，生成白色固体物质)
(2)与氮气反应：________________________________________________________________。
(镁在空气中燃烧得到MgO和Mg3N2的混合物)
(3)与盐酸(或硫酸)反应：________________________________________________________。
(4)与二氧化碳反应：____________________________________________________________。
(镁着火不能用CO2灭火)
(5)与盐溶液反应，如与硫酸铜溶液反应：__________________________________________
______________________________________________________________________________。
(6)与水反应：__________________________________________________________________。
2．镁的重要化合物
(1)氧化镁：白色粉末状固体，____溶于水，属于______________，与盐酸反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(2)氢氧化镁：白色固体，____溶于水，中强碱，与盐酸反应的离子方程式为______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
特别提醒　氢氧化镁的溶解度小于碳酸镁，能发生反应MgCO3＋H2OMg(OH)2＋CO2↑，镁元素在水垢中的存在形式是Mg(OH)2。
1．从海水中提取镁的流程如图所示：
主要化学反应为
(1)制石灰乳：__________________________________________________________________、
______________________________________________________________________________。
(2)沉淀Mg2＋：_________________________________________________________________。
(3)制备MgCl2：________________________________________________________________、
______________________________________________________________________________。
(4)电解MgCl2：________________________。
2．(2023·广西凭祥高三模拟)利用菱镁矿MgCO3(含杂质Al2O3、FeCO3)制取镁的工艺流程如图，下列说法正确的是(　　)
A．“酸浸”时溶液中有电子转移
B．“氧化”时用稀硝酸代替更好
C．沉淀混合物为Al(OH)3和Fe(OH)3
D．电解MgCl2溶液可得到金属镁
1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)氧化铝熔点高，常用于制造耐高温材料(2022·浙江6月选考，8C)(　　)
(2)工业上通过电解六水合氯化镁制取金属镁(2022·浙江6月选考，9A)(　　)
(3)铝热反应非常剧烈，操作时要戴上石棉手套和护目镜(2022·浙江6月选考，11B)(　　)
(4)技术人员开发高端耐腐蚀镀铝钢板，是因为铝能形成致密氧化膜(2022·广东，6D)(　　)
(5)利用海水制取溴和镁单质，此过程中Br－可被氧化，Mg2＋可被还原(2022·广东，12B)(　　)
(6)MgCl2溶液中滴加NaOH溶液至过量，现象为产生白色沉淀后沉淀消失(2022·海南，6A)(　　)
2．(2020·江苏，3)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
3．(2022·湖南，7)铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下：
下列说法错误的是(　　)
A．不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料
B．采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率
C．合成槽中产物主要有Na3AlF6和CO2
D．滤液可回收进入吸收塔循环利用
4．(2020·山东，9)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

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