鎂、鋁及其化合物

課程標準備考指導

1.考查點,鐵、鋁的性質、轉化與應用?有關元素性質的實

1.了解鎂、鋁及其重要化合物的制備方法。

驗設計。

2.掌握鎂、鋁的主要性質及其應用。

2.呈現方式：文字敘述、新情境工藝流程，

3.掌握鎂、鋁的重要化合物的主要性質及其應用。

3.難度:中等偏下。

必備知識?自主排查

一、鋁的性質及應用

1.存在

鋁位于元素周期表第3周期InA族,原子結構示意圖為上〃。鋁是地殼中含量

最多的金屬元素。自然界中的鋁元素全部以化食查的形式存在。

2.物理性質

銀白色有金屬光澤的固體，有良好的延展性、導電性和導熱性等，密度較小，

質地柔軟。

3.化學性質

IAIO

常溫.遇濃硫_鈍化,形成致I

酸或濃硝酸”密的煢花膜I

④強堿

[A??-非金屬/

Λ?氧化性酸_APr氮的

j??Λ2√@（如稀硝酸）’氧化物+Hq

≡?FeQ

⑤（鋁熱反應）非氧化性酸_

（如鹽酸）”Al"+I*I

∣Fe+A∣2θ3∣

寫出圖中有關反應的化學方程式或離子方程式：

「~＞形成致密的氧化膜

（1）Λl一點燃占燃

-------"4Al+3O2-2Al2O3

⑵2A1+3CL直窿2A1C13

-氧≡化j性≡酸δ→遇冷的濃硫酸或濃硝酸鈍化

酹

(3)Al-非氧化性酸

-―>2Al+6HCl-2AlCl3+3H2

(4)2A1+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

???日

(5)2Al+Fe2O3=^?AI2O3+2Fe(鋁熱反應)

【微點撥】⑴常溫下，能用鋁制容器盛放濃硫酸、濃硝酸的原因是二者能使鋁

發生“鈍化”，而不是鋁與濃硫酸、濃硝酸不反應。⑵鋁與稀硝酸反應時生成的

氣體是NO而不是H2。(3)能與鋁反應產生氫氣的溶液可能呈強酸性也可能呈強

堿性。

二、鋁的重要化合物

1.氧化鋁

⑴物理性質：白色固體，難溶于水，有很高的熔點。

⑵化學性質

與HCl反應AlO+6HCl=2AlCl+

_________________>233

I兩性氧L3H2Q

I化物I與NaOH反應,AI2O3+2NaOH≈2NaAlc)2

+凡0

【微點撥】AI2O3的熔點高，可用作耐火材料，但氧化鋁t甘摒不能用于熔融NaOH

固體。

2.氫氧化鋁

⑴物理性質：白色膠狀不溶于水的固體，有較強的吸g性。

⑵化學性質

兩性

寫出圖中有關反應的化學方程式或離子方程式:

①Al(OH)3+3H+=AT++3H2O。

②Al(OH)3+OH-=Alo3+2a0。

Δ

③2A1(OH>^=AI2O3+3H2O。

【微點撥】既能與NaOH溶液反應，又能與鹽酸反應的物質有：AkAl2O3x

Al(OH)3；弱酸的酸式鹽(如NaHCO3)；弱酸的筱鹽［如(NH4)2CO3］；弱酸酸式的

筱鹽(如NH4HCO3)；氨基酸；蛋白質。

三、鎂及其化合物

1.鎂的物理性質

鎂是銀白色有金屬光澤的固體，密度較小，硬度較低。

2.鎂的化學性質

(1)與非金屬反應

與N2反應：3MR+N2電蜷Mg3N2

＜與。2反應：2MR+O2直筵2MgO(產生強烈白光)

、與CL反應：Mg+CL直睦MgCl2

⑵與Co2反應：2MR+CO2^?2M?O+C

⑶與H2O反應：Mg+2H2O===Mg(OH)2+H2↑

(4)與H+反應：Mq+2H+=MZ++FhT

【微點撥】Mg3N2能與水劇烈反應：Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2i+2NH3↑,所

以只能在干態下制取。

、基礎診斷

(2020?山東等級考)以菱鎂礦(主要成分為MgCO3,含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)

為原料制備高純鎂砂的工藝流程如下：

氯化核溶液氨水

已知浸出時產生的廢渣中有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3e下列說法錯誤的是()

A.浸出鎂的反應為MgO+ZNH4Cl=MgCl2+2NH3↑+H2O

B.浸出和沉鎂的操作均應在較高溫度下進行

C.流程中可循環使用的物質有NH3、NH4Cl

D.分離Mg?+與Al3+、Fe3+是利用了它們氫氧化物KSP的不同

【解析】選B。菱鎂礦燃燒后得到輕燒粉,MgCO3轉化為MgO,加入氯化鏤溶

液浸取，浸出的廢渣有Sio2、Fe(OH)3、Al(OH)3,同時產生氨氣,則此時浸出

液中主要含有Mg?+,加入氨水得到Mg(OH)2沉淀，燃燒得到高純鎂砂。高溫爆

燒后Mg元素主要以Mgo的形式存在MgO可以與筱根水解產生的氫離子反應,

促進鍍根的水解，所以得到氯化鎂、氨氣和水，化學方程式為MgO+

2NH4Cl=MgC12+2NH3↑+H2O,故A正確；一水合氨受熱易分解，沉鎂時在

較高溫度下進行會造成一水合氨大量分解，揮發出氨氣，降低利用率，故B錯

誤；浸出過程產生的氨氣可以回收制備氨水，沉鎂時氯化鎂與氨水反應生成的

氯化筱又可以利用到浸出過程中，故C正確；Fe(OH)3、Al(OH)3的KSP遠小于

3+

Mg(OH)2的KSP,所以當PH達到一定值時FexAF+產生沉淀，而Mg?+不沉

淀，從而將其分離，故D正確。

關鍵能力?探究提升

考向一鎂、鋁的性質及應用

，核心透析

1.鎂及其化合物的化學性質與制備

(1)鎂的化學性質：

鎂與非金屬的化合物

[①與北金屬

④與H+I------1②與C()2

Mg、H2-----------1Mgl-----------?Mg()、C

③與熱水

ψ

Mg(OH)2^H2

(2)海水提鎂：

沉淀Mg21fMg2++2()FΓ—Mg(()H)24

制MgCl2-→Mg(()H)2+21ICl-MgCl2+2112()

-------------------11Lj?Φ

電解得MgfMgCI?(熔融)一Mg+C?↑

鎂的重要化合物：

物質主要性質(用離子方程式表示)

氧化鎂堿性氧化物+2+

MgO+2H=Mg+H2O

中強堿2

Mg(OH)2+2H+=Mg++2H2O

氫氧化鎂難溶于水2

Mg++2OH-=Mg(OH)2;

溶解度小于△

MgCO3+H2O=Mg(OH)2+CO2↑

碳酸鎂

2.鋁與酸、堿反應的規律分析

⑴等質量的鋁與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液分別反應：

①生成H2的物質的量之比為1：Io

+

②消耗H+、OH-的物質的量之比為n(H):n(OH)=3:Io

(2)足量的鋁分別與等物質的量的HCl和NaOH反應：

①生成H2的物質的量之比為1:3o

②消耗Al的物質的量之比為1:3o

(3)一定量的鋁分別與一定量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應：

1VHCl(H2)

若產生氫氣的體積比為2<——--<1,則必定

?VNaoH(H2)

①鋁與鹽酸反應時,鋁過量而HCl不足。

②鋁與氫氧化鈉溶液反應時，鋁不足而NaOH過量。

，題組過關

角度1鋁的性質及應用

1.常溫下可用鋁質容器儲運的試劑是()

A.濃硝酸B.硫酸銅溶液

C.石灰水D.稀鹽酸

【解析】選Ao常溫下，Al和濃硝酸反應生成一層致密的氧化物薄膜而阻止進

一步被氧化，所以可以用鋁制容器儲運濃硝酸，故A正確；Al和硫酸銅溶液發

生置換反應，故B錯誤；石灰水呈堿性，Al能溶于強堿溶液，所以不能盛放石

灰水，故C錯誤；Al和稀鹽酸反應生成氯化鋁和氫氣，所以不能盛放稀鹽酸，

故D錯誤。

角度2鋁與酸、堿反應的定量分析

2.足量下列物質與相同質量的鋁反應，放出氫氣且消耗溶質物質的量最多的是

()

A.氫氧化鈉溶液B.稀硫酸

C.鹽酸D.稀硝酸

【解析】選Co硝酸與金屬鋁反應不生成氫氣，排除D項；氫氧化鈉溶液、稀

硫酸、鹽酸分別與金屬鋁反應生成偏鋁酸鈉、硫酸鋁、氯化鋁，通過物料守恒

可直接判斷出1mol的鋁消耗氫氧化鈉物質的量為1mol,消耗稀硫酸物質的量

為1.5mol,消耗鹽酸物質的量為3mol,通過比較等量的鋁消耗鹽酸物質的量最

多，故C正確。

角度3鎂的性質及應用

3.下列關于鎂的性質敘述正確的是()

A.鎂能在空氣中燃燒，可以用干冰滅火器滅火

B.在由鎂鋁形成的原電池中，負極反應一定是Mg-2e^==Mg2+

C.MgCl2,AICL溶液分別加熱蒸發、灼燒，均可得到氧化鎂和氧化鋁

D.因為氧化鎂和氧化鋁都是高熔點的物質，所以工業上分別用電解熔融MgCl2

和AlCl3的方法制取鎂和鋁

【解析】選C。鎂在空氣中燃燒能和二氧化碳反應生成氧化鎂和碳，故不可用干

冰滅火器滅火，A錯誤；Mg、Al和NaOH溶液構成的原電池中，鋁易失電子作

負極，Mg作正極，故B錯誤；MgCl2、AlCI3溶液分別加熱蒸發，二者水解生成

氫氧化物和HCl,加熱促進HCl揮發，所以加熱后得到氫氧化物固體，然后灼

燒得到金屬氧化物，故C正確；氯化鋁以共價鍵結合，熔融狀態下以分子存在,

所以不能采用電解熔融氯化鋁的方法冶煉鋁，工業上采用電解熔融氧化鋁的方

法冶煉鋁，故D錯誤。

【加固訓練】

1.下列金屬中，表面自然形成的氧化層能保護內層金屬不被空氣氧化的是（）

A.KB.NaC.FeD.Al

【解析】選DoK、Na易與02反應，A、B錯誤；鐵易生銹，生成的Fe2O3不

能保護內部金屬，C錯誤；在空氣中Al表面形成致密的ALCh保護層，保護內

層金屬不被氧化，D正確。

2.有些物質既能與強酸溶液反應又能與強堿溶液反應，下列物質不具有此類性

質的是（）

A.NaHCO3B.（NH4）2CO3

C.AlD.AlCl3

【解析】選D。NaHCO3屬于弱酸的酸式鹽，可以與強酸反應生成二氧化碳,與

強堿反應轉化為碳酸鹽，A錯誤；（NH4）2CO3屬于弱酸的錢鹽，可以與強酸反應

生成二氧化碳，與強堿反應轉化為碳酸鹽，筱根離子與強堿生成一水合氨，B

錯誤；Al既能與強酸（如鹽酸）反應，生成氯化鋁和氫氣，又能和強堿（如氫氧化

鈉溶液）反應生成偏鋁酸鈉和氫氣,C錯誤；AICl3與強堿反應生成氫氧化鋁沉淀,

強堿過量可以溶解生成的氫氧化鋁，但AICl3不與酸反應，D正確。

3.常溫下，取四等份鋁，分別加入足量的下列溶液中，充分反應后，放出氫氣

最多的是（）

11

A.3mol?L-氨水B.4moI?L-HNO3

11

C.8mol?L-NaOHD.18molL'H2SO4

【解析】選C。A項，氨水與鋁不反應，不產生氫氣；B項，鋁與HNO3反應不

放出氫氣；C項，鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉與氫氣；D項，鋁與濃硫

酸發生鈍化，不產生氫氣。

4.易拉罐的主要成分為鋁合金，其中以鋁鐵合金和鋁鎂合金最為常見。現取幾

小塊易拉罐碎片進行下列實驗，其中實驗方案與現象、結論正確的是()

選項實驗方案現象、結論

A加入鹽酸產生無色氣體；含鋁、鐵、鎂三種金屬

B加入NaOH溶液有無色氣體產生；含有鎂、鋁兩種金屬

加入鹽酸后，所得溶液中

C產生白色沉淀；含有金屬鎂

再加入少量NaOH溶液

用鹽酸溶解并放置一會兒

D溶液呈紅色；含有鐵元素

后，加入KSCN溶液

【解析】選Do因鋁、鐵、鎂都能和鹽酸反應生成氣體，其中任意組合都能產

生氣體，A錯誤；鋁、鐵、鎂中只有鋁可與NaOH溶液反應生成無色氣體，B

錯誤；加入鹽酸后，向所得溶液中再加入少量NaOH溶液產生白色沉淀，也可

能含有鋁，C錯誤；鐵單質與酸反應生成亞鐵離子，放置一段時間后亞鐵離子被

氧化為鐵離子，鐵離子遇KSCN溶液呈血紅色，D正確。

5.(2016?浙江高考節選)化合物Mg5Ab(OH)]9(H2O)4可作環保型阻燃材料，受熱

時按如下化學方程式分解：

Δ

2Mg5A13(OH)i9(H2O)4=27H2O↑+IOMgO+3A12O3

(1)寫出該化合物作阻燃劑的兩條依據

(2)用離子方程式表示除去固體產物中ALCh的原理

⑶已知MgO可溶于NH4Cl的水溶液，用化學方程式表示其原理

【解析】⑴該化合物受熱分解時吸收熱量，降低溫度，同時生成的固體氧化物

隔絕空氣，水蒸氣稀釋空氣，從而能夠起到阻燃的作用。(2)固體產物為MgO.

Al2O3用NaOH溶液除去Al2O3離子方程式為Al2O3+2OH-=2A1O2^+H2Oo

h

(3)NH4C1溶液由于NH4水解顯酸性，因此可以溶解MgO,化學方程式為MgO

+2NH4C1+H2O=MgCl2+2NH3?H2OO

答案：⑴反應吸熱降低溫度，固體氧化物隔絕空氣，水蒸氣稀釋空氣

(2)Al2O3+2OH-=2A1O2-+H2O

(3)MgO+2NH4C1+H2O=MgCl2+2NH3?H2O(或NH4Cl+H2O≠NH3H2O+

HC1、MgO+2HCl=MgCl2+H2O)

考向二鋁及其化合物的轉化及應用

丁核心透析

1.制備AI(OH)3的四種方法

⑴可溶性鋁鹽溶液與過量氨水反應

3+

離子方程式：Al+SNH3-H2O=Al(OH)3;+3NH/

⑵向可溶性偏鋁酸鹽溶液中通入過量CO2

離子方程式：AlO2-+2H2O+CO2=Al(OH)3I+HCO3-

⑶相互促進水解法

A/

XAI3+3AlO2+6H2()-=4A1(()H)3；

AK

,

A1()Γ+2H4)+NH1-Al(OH)31+NH3?H2O

(4)可溶性偏鋁酸鹽溶液與碳酸氫鈉溶液反應

AlO2-與HCO3-發生反應，離子方程式：AlO2-+HCO3-+H2O=Al(OH)3I

+CO2

3,此反應不是相互促進的水解反應。

應

2用

⑴判斷離子共存問題。

AF+與OH-及AlO5、CO丁、S?-等弱酸根陰離子或AlOE與H+、HCO3以

及弱堿陽離子AF+、Fe3+等因生成沉淀或發生相互促進的水解反應而不能大量

共存。

(2)鑒別(利用滴加試劑順序不同，現象不同)。

①向AleL溶液中滴加NaOH溶液，先產生白色沉淀，后沉淀溶解。

②向NaOH溶液中滴加AICI3溶液，開始無明顯現象，后產生白色沉淀，沉淀不

溶解。

，題組過關

角度1Al2O3和Al(OH)3的兩性

1.下列除去雜質的方法不正確的是()

A.鎂粉中混有少量鋁粉：加入過量燒堿溶液充分反應，過濾、洗滌、干燥

B.FeCl3溶液中混有少量AICl3:用過量氨水除去

C.Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量燒堿溶液，充分反應，過濾，向濾

液中通入過量CO2后過濾

D.MgO中混有少量Al2O3：加入足量燒堿溶液，充分反應，過濾、洗滌、干燥

得到MgO

【解析】選BoAl(OH)3不溶于氨水，故向含少量AH+的Fe3+溶液中加入過量

氨水時，Fe3+、AF+均轉化為氫氧化物沉淀，達不到除雜的目的。

角度2Al2O3的提取與Al(OH)3的制備

2.鋁土礦的主要成分為氧化鋁、氧化鐵和二氧化硅，工業上經過下列工藝可以

冶煉金屬鋁：

下列說法中錯誤的是()

A.①②中除加試劑外，還需要進行過濾操作

B.a、b中鋁元素的化合價相同

C.③中需要通入過量的氨氣

D.④進行的操作是加熱，而且d一定是氧化鋁

【解析】選C。反應①后的體系中含有固體二氧化硅，需要過濾除去，反應②后

的體系中含有氫氧化鐵沉淀，需要過濾除去,A正確；a、b中鋁元素分別以AlCl3

和NaAIO2形式存在，其中鋁的化合價都是+3,B正確；由NaAIO2制備氫氧化

鋁需要通入過量二氧化碳，C錯誤；由氫氧化鋁制備氧化鋁，加熱即可,D正確。

【加固訓練】

1.下列物質中既能跟稀硫酸反應，又能跟氫氧化鈉溶液反應的是()

①NaHCO3②AbCh③Al(OH)3④AI

⑤(NH4)2Co3

A.③④B.②③④C.①③④D.全部

【解析】選D。①NaHCo3屬于弱酸酸式鹽，能與硫酸反應生成硫酸鈉、二氧化

碳與水，能與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉與水，故①符合；②Abθ3是兩性氧化物，

能與硫酸反應生成硫酸鋁與水，與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉與水，故②符合；

③Al(OH)3是兩性氫氧化物，能與硫酸反應生成硫酸鋁與水，與氫氧化鈉反應

生成偏鋁酸鈉與水，故③符合；④AI與硫酸反應生成硫酸鋁與氫氣，與氫氧化

鈉反應生成偏鋁酸鈉與氫氣，故④符合；⑤(NH4)2CO3,加熱條件下能與氫氧化

鈉反應生成碳酸鈉、氨氣和水，能與硫酸反應生成硫酸筱、二氧化碳和水，故

⑤符合。

2.某白色粉末由兩種物質組成，取少量樣品加入足量水中，固體部分溶解，再

向其中加入足量NaOH溶液，振蕩，固體全部溶解；另取少量白色粉末加入足

量硫酸，有氣泡產生且有淡黃色不溶物生成。則該白色粉末可能為()

AeNa2Cθ3sCaOB.Na2S2O3xAI2O3

C.Na2O2xAl(OH)3D.NaIxAgNO3

【解析】選B。A項，加入足量水，有CaCO3沉淀，加入足量NaOH溶液，沉

淀不溶解,錯誤；B項，加入足量水，AbCh不溶解,加入足量硫酸，Al2Oa溶

+

解，S2Ol'+2H=S；+SO2↑+H2O,正確；C項，加入足量硫酸，無淡黃色

不溶物，錯誤；D項，加入稀硫酸，無氣泡產生,錯誤。

3.工業上用鋁土礦(主要成分為Al2O3,含Fe2O3雜質)為原料冶煉鋁的工藝流程

如下：