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考点8镁、铝及其重要化合物
【考纲要求】
1.了解镁及其重要化合物的主要性质和应用
2.了解铝及其重要化合物的主要性质和应用
【知识要点精讲】
一、以Mg为中心的有关Mg及其重要化合物的知识导图
二、以Al为中心的有关Al及其重要化合物的知识导图
三、对比记忆镁的化学性质
铝 镁
与非金属反应 能被Cl2、O2氧化 2Mg＋O22MgO3Mg＋N2Mg3N2
与水反应 反应很困难 能与沸水反应：Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑
与碱反应 能溶于强碱溶液2Al＋2NaOH＋2H2O = 2NaAlO2＋3H2↑ 不反应
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：2Mg＋CO22MgO＋C
说明：Al与酸反应较复杂：
①与非氧化性酸(如：盐酸，稀H2SO4)
离子方程式：__2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑__。
②与氧化性酸(如HNO3，浓H2SO4)
Al与稀HNO3：__Al＋4HNO3(稀)===Al(NO3)3＋NO↑＋2H2O__。
Al遇到冷的浓硝酸或浓硫酸钝化。
四、从海水中提取Mg的原理与方法
1．流程
2．步骤
①加熟石灰；②过滤；③加盐酸；④浓缩结晶；⑤电解．
3．发生的化学反应
(1)MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2
(2)Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
(3)MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O
(4)MgCl2Mg＋Cl2↑
五、铝的冶炼
所涉及的化学方程式
Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O
NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3
2Al(OH)3Al2O3＋3H2O
2Al2O3(熔融) 4Al＋3O2↑
六、“铝三角”及其应用
1．“铝三角”是指Al3＋、Al(OH)3和AlO2－相互转化的三角关系(如下图)
实现上述各步转化的离子方程式：
(1)①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋
②Al3＋＋3AlO2－＋6H2O===4Al(OH)3↓
③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
(2)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
(3)Al3＋＋4OH－===AlO2－＋2H2O
(4)AlO2－＋4H＋===Al3＋＋2H2O
(5)①若CO2过量：
AlO2－＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3－
若CO2少量：
2AlO2－＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO32－
②AlO2－＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓
(6)Al(OH)3＋OH－===AlO2－＋2H2O
2．应用
(1)制备Al(OH)3三种方法
方法一：可溶性铝盐溶液与过量氨水反应
反应原理：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋
方法二：向可溶性偏铝酸盐溶液中通入过量CO2
反应原理：AlO2－＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO3－
方法三：相互促进水解法
(2)离子共存问题
Al3＋与HS－、S2－、AlO、HCO、CO等因相互促进水解而不能大量共存；
AlO与NH、H＋、Al3＋、Fe3＋等也不能大量共存．
(3)分离除杂．如除去Mg2＋中的Al3＋
七、有关Al(OH)3的图像
1.可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像：
操作 向可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量 向NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量
现象 立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失 无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失
图像
离子方程式 Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ Al3＋＋4OH－===AlO2－＋2H2O
Al(OH)3＋OH－===AlO2－＋2H2O 3AlO2－＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓
　　2.偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像：
操作 向偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量 向稀盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量
现象 立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失 无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失
图像
离子方程式 AlO2－＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓ AlO2－＋4H＋===Al3＋＋2H2O
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O Al3＋＋3AlO2－＋6H2O===4Al(OH)3↓
3.突破Al(OH)3沉淀图像三个秘诀
(1)明晰横、纵坐标含义，然后通过曲线变化特点分析反应原理。
(2)掌握Al3＋、Al(OH)3、AlO2－三者之间的转化比例：
(3)明晰Al3＋溶液中加碱(OH－)的几种常见变形图像，如：
图A中，n(H＋)∶n(Al3＋)＝2∶1。
图B中，若已知原溶液中含有Mg2＋。则可推出：n(Mg2＋)∶n(Al3＋)＝1∶1。
图C中，若已知原溶液中含有H＋和Mg2＋，则可推导出：n(H＋)∶n(Al3＋)∶n(Mg2＋)＝2∶1∶1。
八、易错提醒
1.Mg在空气中燃烧时除了与O2反应外，还能与N2反应生成Mg3N2，也能与发生CO2反应。
2.Al遇到冷的浓硝酸或浓硫酸才发生钝化，钝化是化学变化，不是物理变化；Al遇到冷的稀硝酸或稀硫酸会发生剧烈反应。21世纪教育网版权所有
3.两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。氧化铝和氢氧化铝的两性是指与较强的酸、碱发生反应，与NH3·H2O、H2CO3等不反应，铝不能称为两性物质。
4.明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，是纯净物，不是混合物，其净水过程既有物理变化，也有化学变化。2·1·c·n·j·y
【典例分析】
例1．铝是一种低毒金属元素，它并非人体需要的微量元素，不会导致急性中毒，但食品中铝的含量超过国家标准就会对人体造成危害．下列关于铝元素的说法正确的是 (　　)
A．铝在空气中不易氧化是因为性质不活泼
B．氢氧化铝可与胃酸反应，常用作中和胃酸的药物
C．明矾可用于饮用水的杀菌消毒
D．硫酸铝铵常用作面粉膨化剂，该物质不溶于水
【解析】
A项，铝在空气中会与O2反应生成致密的氧化物薄膜．
C项中明矾溶于水生成氢氧化铝胶体，具有吸附色素和杂质的性能，通常用作净水剂，但不能用于杀菌消毒．
D项，铵盐都溶于水．
【答案】B
例2．从海水中提取单质镁，下列途径正确的是 (　　)
A．海水Mg(OH)2Mg
B．海水MgCl2Mg
C．海水Mg(OH)2MgCl2Mg
D．海水MgCl2Mg
【解析】海水中镁元素以Mg2＋形式存在，需加石灰乳变成Mg(OH)2分离出来，然后加盐酸生成MgCl2，然后电解MgCl2.21cnjy.com
【答案】C
例3.相同物质的量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应，至体系中均无固体物质，消耗碱量最多的是(　　)【来源：21·世纪·教育·网】
　A．Al B．Al2O3 C．Al(OH)3 D．AlCl3
【解析】1 mol Al2O3能与2 mol NaOH溶液反应，1 mol Al、1 mol Al(OH)3能与1 mol NaOH溶液反应，1 mol AlCl3最多能与4 mol NaOH溶液反应。21·世纪*教育网
【答案】D
例4.将一定质量的Mg和Al的混合物投入500 mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示。则下列说法正确的是(　　)www-2-1-cnjy-com
A．Mg和Al的总质量为8 g
B．硫酸的物质的量浓度为5 mol·L－1
C．NaOH溶液的物质的量浓度为5 mol·L－1
D．生成的H2在标准状况下的体积为11.2 L
【解析】由图可知，0～20 mL发生酸碱中和，20～200 mL发生离子与碱生成沉淀的反应，200～240 mL发生Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，200 mL时生成沉淀最多，溶液中的溶质为硫酸钠。
A.由图象可知，n(Mg)＝0.15 mol，n(Al)＝0.2 mol，则Mg和Al的总质量为
0.15 mol×24 g·mol－1＋0.2 mol×27 g·mol－1＝9 g，故A错误；
B.由200～240 mL发生Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，c(NaOH)＝＝5 mol·L－1，200 mL时生成沉淀最多，溶液中的溶质为硫酸钠，则c(H2SO4)＝＝1 mol·L－1，故B错误，2-1-c-n-j-y
C正确；
D.与硫酸反应生成的氢气的体积应为(0.15 mol＋0.3 mol)×22.4 L·mol－1＝10.08 L，故D错误。
【答案】C
例5.把X溶液逐滴滴入Y溶液中，与把Y溶液逐滴滴入X溶液中，所产生的现象不同的是(　　)
A B C D
X BaCl2 NaOH NaOH FeCl3
Y H2SO4 AlCl3 MgCl2 NaOH
【解析】若把NaOH滴入AlCl3生成白色沉淀，且随着NaOH的加入，沉淀量逐渐增多，当达到一定量之后，再加NaOH溶液沉淀又溶解，直至消失；反之若把AlCl3滴入NaOH溶淀，开始因NaOH过量，而不能生成沉淀．其他选项次序颠倒时现象相同．21·cn·jy·com
【答案】B
例6.常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(　　)
A．中性溶液中：Cl－、Mg2＋、Al3＋、K＋
B．1.0 mol·L－1的NaAlO2溶液中：Cl－、HCO3－、K＋、Ca2＋
C．在强碱性环境中：AlO2－、SiO32－、Na＋、K＋
D．0.1 mol·L－1明矾溶液中：NH4＋、AlO2－、HCO3－、Na＋
【解析】
A项，Al3＋易水解，在中性溶液中水解生成Al(OH)3沉淀；
B项，HCO3－＋AlO2－＋H2O===Al(OH)3↓＋CO32－；
D项，Al3＋与AlO2－、HCO3－因发生双水解反应而不能大量共存。
【答案】C
【挑战真题】
1.(2017 江苏 7)．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A．SO2具有氧化性，可用于漂白纸浆
B．NH4HCO3受热易分解，可用作氮肥
C．Fe2(SO4)3易溶于水，可用作净水剂
D．Al2O3熔点高，可用作耐高温材料
2．(2017全国Ⅱ卷8)阿伏加德罗常数的值为。下列说法正确的是
A．1L0.1mol·NH4Cl溶液中，的数量为0.1
B．2.4gMg与H2SO4完全反应，转移的电子数为0.1
C．标准状况下，2.24LN2和O2的混合气体中分子数为0.2
D．0.1mol H2和0.1mol I2于密闭容器中充分反应后，其分子总数为0.2
3．(2016年高考上海卷)下列各组混合物，使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂不能分离的是(　　)
A．氧化镁中混有氧化铝
B．氯化铝溶液中混有氯化铁
C．氧化铁中混有二氧化硅
D．氯化亚铁溶液中混有氯化铜
4.(高考选项组合题)下列关于铝及其化合物的叙述不正确的是(　　)
A．(福建理综，6C)铝罐不可久盛食醋
B．(四川理综，1D)氢氧化铝可作胃酸的中和剂
C．(重庆理综，1A)明矾用作净水剂不涉及化学变化
D．(山东理综，10A)将AlCl3加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生
5.(2015浙江27)．
（2）镁燃烧不能用CO2灭火，用化学方程式表示其理由________________。
6.(2016江苏，16)烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6－2x]溶液，并用于烟气脱硫研究。21*cnjy*com
(1)酸浸时反应的化学方程式为________________________________；滤渣Ⅰ的主要成分为____________(填化学式)。【来源：21cnj*y.co*m】
(2)加CaCO3调节溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)6－2x。滤渣Ⅱ的主要成分为______________(填化学式)；若溶液的pH偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低，其原因是_______________________________________________(用离子方程式表示)。
(3)上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量，其主要原因是______________________________；与吸收SO2前的溶液相比，热分解后循环利用的溶液的pH将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。【出处：21教育名师】
【答案与解析】
1【答案】D
【解析】
A、SO2用于漂白纸浆是利用其与某些有色物质作用，生成不稳定的无色物质，不是氧化性，二氧化硫与硫化氢反应生成S单质和水，表现氧化性，A错误；【版权所有：21教育】
B、NH4HCO3用作氮肥是因为其中含有氮元素，易被农作物吸收，与热稳定性无关，B错误；
C、Fe2(SO4)3用作净水剂是因为铁离子水解生成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附性，能吸附水中悬浮的杂质而净水，C错误；21教育名师原创作品
D、Al2O3熔点高，可用作耐高温材料，D正确。答案选D。
2【答案】D
【解析】A、NH4＋是弱碱根离子，发生水解：NH4＋＋H2ONH3·H2O＋H＋，因此NH4＋数量小于0.1NA，故A错误；B、2.4gMg为0.1mol，与硫酸完全反应后转移的电子的物质的量为2.4×2/24mol=0.2mol，因此转移电子数为为0.2NA，故B错误；C、N2和O2都是分子组成，标准状况下，2.24L任何气体所含有的分子数都为0.1NA，故C错误；D、H2＋I22HI，反应前后系数之和相等，即反应后分子总物质的量仍为0.2mol，分子数为0.2NA，故D正确。21教育网
3【答案】D
【解析】
A.MgO是碱性氧化物与NaOH不能反应，而Al2O3是两性氧化物，可以与NaOH发生反应产生NaAlO2，过滤后洗涤，就得到纯净的MgO；21*cnjy*com
B.向溶液中加入过量的NaOH溶液，氯化铁变为Fe(OH)3沉淀，氯化铝变为NaAlO2，过滤，然后向滤液中加入适量的盐酸，当沉淀达到最大值时，过滤，得到Al(OH)3，再分别向两种物质的沉淀中加入适量的盐酸溶解；
C.二氧化硅是酸性氧化物，可以与NaOH发生反应，而氧化铁与NaOH不能发生反应。加入过量的NaOH，然后过滤洗涤，就得到纯净的氧化铁；
D.二者都可以与NaOH发生反应，当再向得到的沉淀中加入盐酸时，二者都溶解，不能分离、提纯二者。
4【答案】C
【解析】铝罐容易受食醋中的醋酸腐蚀而破裂，无法久盛食醋，A对；明矾用作净水剂是利用Al3＋水解生成的氢氧化铝胶体的吸附性，涉及化学变化，C错；Al3＋和HCO3－发生双水解反应，生成Al(OH)3沉淀和CO2气体，D对。www.21-cn-jy.com
5【答案】 （2）
【解析】 Mg可以在CO2中燃烧生成MgO和C，因此镁燃烧不能用CO2灭火，也说明CO2不支持燃烧的说法是相对的。
6【答案】
(1)Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O　SiO2
(2)CaSO4　3CaCO3＋2Al3＋＋3SO42－＋3H2O===2Al(OH)3＋3CaSO4＋3CO2↑
(3)溶液中的部分SO32－被氧化成SO42－　减小
【解析】
(1)酸浸时能与H2SO4反应的是Al2O3，H2SO4与Al2O3反应生成盐和水，SiO2不和H2SO4反应，成为滤渣。
(2)CaCO3和溶液中的H2SO4反应生成CaSO4；如果pH偏高，一部分Al3＋会转化为Al(OH)3沉淀，离子方程式为3CaCO3＋2Al3＋＋3SO42－＋3H2O===2Al(OH)3＋3CaSO4＋3CO2↑。
(3)热分解时，一部分亚硫酸盐被氧化为硫酸盐，不能分解成为SO2；SO2溶于水生成H2SO3，会中和溶液中的部分OH－，使溶液的pH减小。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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