2021届高考化学（江苏专用）一轮教师用书：专题3第2单元　海水中提镁和铝土矿中提铝

第二单元　海水中提镁和铝土矿中提铝

镁及其化合物性质与海水中提取镁

1．镁的性质

镁是银白色固体，易导热，导电，密度小，属于轻金属。

(1)与非金属(O2、Cl2、N2等)的反应

①2Mg＋O22MgO、②Mg＋Cl2MgCl2、

③3Mg＋N2Mg3N2。

(2)与水或酸的反应

①镁与水的反应：镁不易与冷水反应，能与沸水反应，反应的化学方程式为Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑。

②镁与酸的反应：镁是活泼金属，能与盐酸、稀硫酸反应放出H2，反应的离子方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑。

(3)与某些氧化物的反应

镁能在CO2中燃烧，反应的化学方程式为2Mg＋CO22MgO＋C。现象为：剧烈燃烧，发出强烈的光，同时有白色固体和黑色固体生成。

2．从海水中提取镁

(1)工艺流程

(2)基本步骤及主要反应

3.镁的重要化合物

(1)MgO：碱性氧化物，熔点很高(可用作耐火材料)，难溶于水，与酸反应：MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O。

(2)Mg(OH)2：中强碱，难溶于水，存在溶解平衡Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，溶解度小于MgCO3，故MgCO3＋H2OMg(OH)2＋CO2↑。

(3)MgCO3：微溶于水的盐，受热可分解，与酸反应。

(4)Mg3N2：在水中剧烈水解，其反应的化学方程式为Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑。

(5)MgCl2：MgCl2可发生水解，由MgCl2·6H2O制备MgCl2时，要在HCl的气氛中脱水。

[补短板]

(1)镁在空气中燃烧，可与空气中的O2、N2及CO2反应，所得固体产物可能是MgO、Mg3N2、C的混合物。

(2)Na、Mg等活泼金属着火，不能用CO2灭火。

(3)MgCl2·6H2O加热脱水制取无水氯化镁时，要在HCl的气流中进行。主要目的是防止MgCl2水解生成Mg(OH)2，Mg(OH)2加热分解得到MgO。

(4)由于Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小，故水垢的主要成分中是Mg(OH)2，而非MgCO3。

(5)镁、铝在空气中易形成致密的氧化膜，不用密封保存。

[知识应用]

1．Mg在CO2中燃烧的实验中，现象为_____________________

____________________________________________________，

化学方程式为_________________________________________

____________________________________________________，

指出该反应的氧化剂为________。

[答案]　镁剧烈燃烧，发出强烈的白光，同时生成白色固体和黑色颗粒状固体　2Mg＋CO22MgO＋C　CO2

2．已知MgO、MgCl2的熔点分别为2 800 ℃、604 ℃，将MgO、MgCl2加热熔融后通电电解，都可得到金属镁。海水中含有MgCl2，从海水中提取Mg的方案有：

方案1：海水MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)Mg

方案2：海水Mg(OH)2MgOMg

方案3：海水Mg(OH)2MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)Mg

工业上从海水中提取镁可行的方案是________，不可行的理由是____________________________________________________

____________________________________________________。

[答案]　方案3　方案1不可行，海水中加HCl无法得到MgCl2溶液；方案2不可行，MgO的熔点很高，熔化时需能量高，成本高

◎命题点1　镁及其化合物的性质

1．镁粉是焰火、闪光粉、鞭炮中不可缺少的原料。工业上制造镁粉是将镁蒸气在某种气体中冷却，有下列气体：①空气；②CO2；③Ar；④H2；⑤N2，其中可作为冷却气体的是  (　　)

A．①和②　B．②和③  C．③和④  D．④和⑤

[答案]　C

2．如图所示的装置中，把X溶液逐滴滴下与Y物质反应，若X为浓硫酸，Y为第3周期金属元素中常温下与水难反应的单质。Z为品红溶液。实验中观察到Z褪色。则Y为(　　)

A．Na   B．Mg  C．Al  D．Mg或Al

B　[Na常温下与H2O反应，Al遇浓硫酸钝化。]

3．在CO2中，Mg燃烧生成MgO和C。下列说法正确的是 (　　)

A．元素C的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体

B．Mg、MgO中镁元素粒子的半径：r(Mg2＋)>r(Mg)

C．在该反应条件下，Mg的还原性强于C的还原性

D．该反应中化学能全部转化为热能

[答案]　C

◎命题点2　自然界中提取镁

4．从海水中提取镁的工艺流程可表示如下：

下列说法不正确的是(　　)

A．用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富

B．③步骤反应的离子方程式为Mg2＋＋OH－===Mg(OH)2↓

C．步骤⑤可将晶体置于HCl气体氛围中脱水

D．上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应

B　[石灰乳为浊液，写离子方程式时Ca(OH)2不可拆分。]

5．如图是工业利用菱镁矿MgCO3(含杂质Al2O3、FeCO3)制取镁的工艺流程。

回答有关问题：

(1)菱镁矿送入酸浸池前需要粉碎，目的是__________________。

(2)氧化池中通入氯气的目的是氧化________，工业上不选用硝酸作氧化剂的原因是________和________。

(3)沉淀混合物为________和________(填化学式)。

(4)利用熔融氯化镁制取金属镁，选用的方法是________(填字母)。

A．电解法　　 B．氧化还原法

C．碳还原法   D．分解法

[解析]　加盐酸后，溶液中有Mg2＋、Fe2＋、Al3＋、Cl－，用Cl2氧化Fe2＋生成Fe3＋，用MgO调节pH，使Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀出来。

[答案]　(1)提高酸浸速率　(2)Fe2＋(或FeCl2)　会产生污染性气体NOx　会引入杂质NO  (3)Al(OH)3　Fe(OH)3　(4)A

铝单质的性质及制备

1．铝的结构和存在

铝位于元素周期表第3周期ⅢA族，原子结构示意图为。铝元素在地壳中含量丰富，仅次于氧、硅。自然界中的铝全部以化合态存在。

2．铝单质的主要化学性质(写出有关方程式)

3．铝热反应实验探究

(1)铝热反应的实验装置及试剂作用：

(2)原理：利用Al的还原性较强，高温下把金属氧化物中的金属置换出来。

(3)现象

①镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；

②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。

(4)应用

①冶炼难熔金属，如Cr、Mn、V、W、Cu、Fe等；

②金属焊接，如野外焊接钢轨等。

注意：引发铝热反应的操作是加少量KClO3，插上镁条并点燃。

4．工业电解熔融Al2O3制备Al

(1)电极反应

(2)总反应方程式2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。

注意：电解Al2O3时Na3AlF6的作用是作助熔剂。

[基础判断]

(1)除去氧化膜的铝箔在空气中加热，铝箔熔化但不滴落，说明铝易氧化形成氧化膜保护铝。 (　　)

(2)铝制容器可以用于盛装浓硫酸和浓硝酸，说明铝不与二者反应。 (　　)

(3)能与Al反应生成H2的溶液一定是酸性溶液。 (　　)

(4)Al在高温下与MgO发生铝热反应制备Mg。 (　　)

(5)加入Al粉能产生H2的溶液中，可能存在Al3＋、NO。 (　　)

[答案]　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×

[知识应用]

1．Al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，均是还原剂，因而铝具有较强的金属性。

2．(1)等质量的铝与足量盐酸和NaOH溶液反应，产生H2的质量比为________。

(2)等浓度、等体积的盐酸和NaOH溶液分别与足量的铝反应，生成H2的质量比为________。

[答案]　(1)1∶1　(2)1∶3

◎命题点1　铝的性质及应用

1．镁、铝性质相似，下表中对两者的对比不正确的是(　　)

B　[铝与沸水不反应，Mg与沸水反应，B错误。]

2．(2019·福州质检)科技工作者提出用铝粉处理含亚硝酸盐废水的思路：调节亚硝酸盐废水的酸碱性，使其pH>12，然后加入适量的铝粉搅拌，从而达到预期目的。下列判断错误的是  (　　)

A．处理废水时铝单质转化为Al3＋

B．处理废水时亚硝酸盐被还原

C．处理过程中，OH－参与了反应

D．铝粉颗粒大小影响废水处理的速率

A　[pH>12，溶液显碱性，则处理废水时，铝单质转化为AlO，A错误；铝是金属，具有还原性，因此处理废水时，亚硝酸盐被还原，B正确；处理废水时铝单质转化为AlO，这说明OH－参与了反应，C正确；固体反应物的表面积越大，反应速率越快，因此铝粉颗粒的大小影响废水处理的速率，D正确。]

3．根据如图的转化关系判断，下列说法正确的是(反应条件已略去)  (　　)

A．生成等质量H2时，①和②反应消耗n(HCl)＝n(NaOH)

B．反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3

C．反应③和④消耗等量的Al时，生成的n(Cu)∶ n(Fe)＝3∶2

D．反应⑤的离子方程式为Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓

C　[根据得失电子守恒，生成氢气的质量相等则消耗铝的物质的量相等，根据铝守恒，设1 mol铝参加反应，则生成偏铝酸钠1 mol，则需氢氧化钠1 mol，铝与盐酸反应生成氯化铝1 mol，则需盐酸3 mol，所以①和②反应消耗n(HCl)＝3n(NaOH)，A项错误；铝与硫酸铜反应，铝是还原剂，硫酸铜是氧化剂，根据得失电子守恒，可知：硫酸铜与铝的物质的量之比为3∶2，B项错误；反应③和④消耗等量的Al时，失电子的物质的量相等，设2 mol铝参加反应，由得失电子守恒可知：生成铜的物质的量为3 mol，生成铁的物质的量为2 mol，所以生成的n(Cu)∶n(Fe)＝3∶2，C项正确；一水合氨是弱电解质，书写离子方程式时用化学式，D项错误。]

◎命题点2　铝与酸、碱反应的有关计算

4．取四等份铝，分别加入足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是(　　)

A．3 mol·L－1氨水　 B．4 mol·L－1HNO3

C．8 mol·L－1 NaOH   D．18 mol·L－1 H2SO4

C　[铝与氨水不反应，铝与HNO3反应不能放出H2，铝与18 mol·L－1的浓硫酸在常温下钝化。]

5．(1)足量的两份铝分别投入等体积、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________。

(2)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L－1的HCl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)＝1∶2，则甲烧杯中剩余的反应物是________，加入铝粉质量为________g。

[解析]　(1)因为铝足量且产生H2相等，根据关系式n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度之比为c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。(2)其反应原理分别为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。可见当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多时，产生H2的体积比是1∶3，而题设条件体积比为1∶2，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的。故甲中生成的H2为0.15 mol，乙中生成的H2为0.30 mol，故n(Al)＝0.2 mol，m(Al)＝5.4 g。

[答案]　(1)3∶1　(2)Al　5.4

从铝土矿中提取铝

1．铝的氧化物(Al2O3)——两性氧化物

(1)物理性质：白色固体，难溶于水，熔、沸点很高，可用作耐火材料。

(2)化学性质(写离子方程式)

(3)用途：耐火材料，工业冶炼铝。

2．铝的氢氧化物[Al(OH)3]——两性氢氧化物

(1)主要性质

白色胶状固体，难溶于水，有较强的吸附性。

写出上图标号中有关反应的离子方程式：

①Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O；

②Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O；

③2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。

提醒：Al(OH)3两性的电离

Al(OH)3具有两性，能溶于强酸(如盐酸)、强碱(如NaOH溶液)，但不溶于弱酸(如H2CO3)、弱碱溶液(如氨水)。

(2)制备Al(OH)3三种方法及原理

①向铝盐中加入足量氨水，离子方程式为

Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH；

②向偏铝酸盐中通入足量CO2，离子方程式为

AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO；

③NaAlO2与AlCl3的溶液混合，离子方程式为

3AlO＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓。

3．两种盐——铝盐和偏铝酸盐

(1)铝盐——明矾

①化学式为KAl(SO4)2·12H2O，为复盐。

②电离方程式为KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO。

③应用：净水，净水原理为明矾电离出的Al3＋在水中水解生成Al(OH)3胶体，吸附水中悬浮物而沉淀，使水净化，其离子方程式为Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋。

(2)偏铝酸盐——偏铝酸钠

①向NaAlO2溶液中滴加盐酸至过量，反应现象为先生成白色沉淀，然后沉淀又逐渐溶解至消失，反应的有关离子方程式为AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。

②向NaAlO2溶液中通入少量CO2，反应的离子方程式为2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO。

[补短板]

(1)中学学习阶段接触到的既能与酸反应又能与碱反应的物质有：①金属单质：Al等；②两性氧化物：Al2O3等；③两性氢氧化物：Al(OH)3等；④弱酸的铵盐：(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；⑤弱酸的酸式盐：NaHCO3、KHS、NaHSO3等；⑥氨基酸等。

(2)Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于强酸或不很弱的酸(如CH3COOH)，但不溶于H2CO3；Al、Al2O3、Al(OH)3只溶于强碱不溶于弱碱。

(3)含铝的盐有铝盐和偏铝酸盐，铝盐存在于酸性溶液，偏铝酸盐存在于碱性溶液。

(4)明矾净水是指生成的Al(OH)3胶体吸附悬浮物而澄清，不能杀菌消毒。

[知识应用]

1．通过小组讨论，总结所有符合下面转化关系的物质，把铝及化合物的化学式写在横线上。

(1)a________、e________、b________、d________。

(2)a________、e________、b________、d________。

[答案]　(1)NaAlO2　HCl　AlCl3　Al(OH)3

(2)AlCl3　NaOH　NaAlO2　Al(OH)3(合理即可)

2．完成下列转化的离子方程式。

AlCl3溶液沉淀溶液沉淀溶液

(1)___________________________________________________。

(2)___________________________________________________。

(3)___________________________________________________。

(4)___________________________________________________。

[答案]　(1)Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH

(2)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O

(3)AlO＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO

(4)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O

◎命题点1　铝的化合物的主要性质及应用

1．铝、氧化铝、氢氧化铝和可溶性铝盐与过量强碱溶液的反应，其生成物有一定的规律，下列说法中正确的是(　　)

A．都有H2O生成　 B．都有H2生成

C．都有AlO生成       D．都有Al3＋生成

[答案]　C

2．用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝，下列操作步骤中最恰当的组合是(　　)

①加盐酸溶解　②加烧碱溶液溶解　③过滤　④通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀　⑤加入盐酸生成Al(OH)3沉淀　⑥加入过量烧碱溶液

A．①⑥⑤③   B．②③④③  C．②③⑤③   D．①③⑤③

B　[若先用盐酸溶解，Mg、Al均溶解，制取Al(OH)3的步骤较多；从NaAlO2制备Al(OH)3，加盐酸不容易控制量的多少。故B项操作步骤为最佳顺序。]

◎命题点2　Al(OH)3制备与铝土矿提取铝

3．用稀硫酸、NaOH溶液和金属铝为原料制取Al(OH)3。甲、乙、丙三位学生的制备途径分别是

若要得到等量的Al(OH)3，则(　　)

A．三者消耗的原料相同

B．甲消耗的原料的总物质的量最多

C．乙消耗的原料的总物质的量最少

D．丙消耗的原料的总物质的量最多

B　[要制备1 mol Al(OH)3，三方案所需物质的量关系

丙：。]

4．某铝土矿中主要含有Al2O3、Al(OH)3、AlO(OH)，还含有Fe2O3等杂质。利用拜耳法生产铝的流程如图所示：

请回答下列问题：

(1)粉碎后的铝土矿碱浸时应在高温下进行，其目的是

____________________________________________________。

(2)AlO(OH)与NaOH溶液反应的化学方程式为___________

____________________________________________________。

(3)在稀释、结晶过程中，稀释的目的是_________________

____________________________________________________；

加Al(OH)3晶核的目的是促进Al(OH)3的析出。上述“稀释、结晶”工艺，也可用通入足量的________气体的方法来代替。

(4)浓缩所得的NaOH溶液由于吸收了空气中的CO2而含有杂质，该杂质可通过苛化反应除去，写出苛化反应的化学方程式：________________________。

(5)该生产流程能实现________________(填化学式)的循环利用。

[答案]　(1)加快反应速率

(2)AlO(OH)＋NaOH===NaAlO2＋H2O

(3)降低碱性，促使AlO水解生成Al(OH)3沉淀　CO2

(4)Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH

(5)NaOH

“铝三角”关系的应用与Al(OH)3沉淀图像的分析

——证据推理与模型认知

能依据事实，分析研究对象的构成要素和各要素的关系，建立认识模型，反映研究对象的本质特征，揭示规律；高考大纲也要求能够通过对实际事物、实验现象、实物、模型、图形的观察，获取有关的感性知识和印象，并进行初步加工、吸收、有序存储的能力，数形结合的解题思想符合核心素养与考试大纲要求，是提高学生解题能力的有效途径。体现了“证据推理与模型认知”的核心素养。

突破点一　“铝三角”关系及应用

1．Al3＋、Al(OH)3、AlO之间的转化关系

2．“铝三角”转化的应用

(1)判断离子共存问题：Al3＋与OH－、AlO、CO、S2－等弱酸根阴离子，AlO与H＋、HCO以及弱碱阳离子Al3＋、Fe3＋等因生成沉淀或发生水解相互促进的反应而不能大量共存。

(2)鉴别(利用滴加顺序不同，现象不同)

①向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解。

②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。

[突破训练]

1．下列各组物质，不能按bca(“―→”表示反应一步完成)关系转化的是(　　)

C　[Al―→Al(OH)3不能一步转化，C符合题意。]

2．(2019·西安名校三检)某无色透明溶液与铝反应放出氢气，该溶液中可能含有Mg2＋、Cu2＋、Ba2＋、H＋、Ag＋、SO、SO、HCO、OH－、NO十种离子中的若干种，下列推断正确的是(　　)

A．当溶液中有Al3＋生成时，溶液中可能存在：SO、NO、H＋、Mg2＋

B．当溶液中有Al3＋生成时，溶液中一定存在：H＋、SO；可能存在Mg2＋

C．当溶液中有AlO生成时，溶液中一定存在：OH－、Ba2＋、NO

D．当溶液中有AlO生成时，溶液中可能存在：OH－、Ba2＋、NO、SO

B　[据题意，一定不含有Cu2＋、HCO。当溶液中有Al3＋生成时，原溶液中含有H＋，不可能有NO(产生的气体为NO)、SO、OH－，据电中性原理知其中必定含有SO，于是不能存在Ba2＋、Ag＋，可能含有Mg2＋，A项错误，B项正确；当溶液中有AlO生成时，原溶液含有OH－，肯定没有H＋、Ag＋、Mg2＋，据电中性原理知其中必定含有Ba2＋，于是不可能含有SO、SO，可能含有NO，C、D项错误。]

3．下列各组溶液，不用外加试剂无法鉴别的是(　　)

A．Al2(SO4)3与KOH B．Na2CO3与HNO3

C．MgCl2、AlCl3 D．FeCl3与AlCl3

C　[A、B可利用顺序滴加法鉴别，D中的FeCl3为黄色，AlCl3为无色，观察可鉴别。]

突破点二　Al(OH)3沉淀图像的分析与计算

1．两个基本图像

注意：①沉淀Al3＋所需n(OH－)与Al(OH)3溶解所需n(OH－)的比为3∶1；

②沉淀AlO所需n(H＋)与Al(OH)3溶解所需n(H＋)的比为1∶3。

2．四个拓展图像

图1　　　　　　　　　图2

图3　　　　　　　　图4

(1)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)中逐滴滴入NaOH溶液至过量，图像如图1所示。

(2)向MgCl2、AlCl3混合溶液中先加入NaOH溶液，后加入盐酸(NaOH与盐酸的物质的量浓度相等)，沉淀图像如图2所示。

(3)向明矾溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至过量的图像如图3。

(4)向硫酸铝铵[NH4Al(SO4)2]溶液中逐滴加入NaOH溶液，沉淀的物质的量随加入NaOH的物质的量变化如图4。

[突破训练]

4．向甲溶液中缓慢滴加乙溶液，反应生成沉淀的质量如图所示，其中符合图像的一组是(　　)

C　[A项，向甲溶液中缓慢滴加NaOH溶液时，图像中间一段沉淀质量不变的反应不存在，错误；B项，向甲溶液中缓慢滴加Ba(OH)2溶液时，不存在沉淀部分溶解的反应，错误；C项，在甲溶液中加入NaOH溶液时，NaOH先与盐酸反应，没有沉淀生成，随后Al3＋、Fe3＋开始沉淀，当两种离子沉淀完全后，OH－和NH反应，此时沉淀质量不变，最后OH－与Al(OH)3反应，沉淀部分溶解与图像变化相符，正确；D项，向甲溶液中加硫酸时，最终沉淀会全部溶解，错误。]

5．(2019·衡水中学调研)向含Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入150 mL 1 mol·L－1 HCl溶液，测得溶液中的某几种离子的物质的量的变化如图所示，则下列说法不正确的是 (　　)

A．a曲线表示的离子方程式为AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓

B．b和c曲线表示的离子反应是相同的

C．M点时，溶液中沉淀的质量为3.9 g

D．原混合溶液中的CO与AlO的物质的量之比为1∶2

D　[混合溶液中逐滴加入HCl溶液，发生的反应依次为①AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓、②CO＋H＋===HCO、③HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，则a曲线表示AlO减少，b曲线表示CO  减少，c曲线表示HCO增加，d曲线表示HCO减少，此阶段Al(OH)3不参与反应。A项，混合溶液中加入HCl溶液，首先发生反应：AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓，正确；B项，此阶段发生反应：CO＋H＋===HCO，b曲线表示CO减少，c曲线表示HCO增加，所以b和c曲线表示的离子反应是相同的，正确；C项，加入盐酸50 mL时NaAlO2全部转化为Al(OH)3，在加入150 mL盐酸之前沉淀不溶解，则M点沉淀的质量与加入盐酸50 mL时沉淀的质量相同，则n[Al(OH)3]＝n(NaAlO2)＝n(HCl)＝0.05 mol，m[Al(OH)3]＝0.05 mol×78 g·mol－1＝3.9 g，正确；D项，第一、第二两段消耗的n(HCl)相等，根据反应①、②可知CO与AlO的物质的量之比为1∶1，错误。]

6．(2019·武汉模拟)生产上用过量烧碱溶液处理某矿物(含Al2O3、MgO)，过滤后得到的滤液用NaHCO3溶液处理，测得溶液pH、n[Al(OH)3]随加入NaHCO3溶液体积变化的曲线如图所示。下列有关说法错误的是(　　)

A．NaHCO3溶液的物质的量浓度为0.8 mol·L－1

B．b点与c点溶液所含粒子种类相同

C．a点溶液中大量存在的离子是Na＋、AlO、OH－

D．生成沉淀的离子方程式为HCO＋AlO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO

A　[由图像可知，加入0～8 mL NaHCO3溶液时无沉淀产生，加入40 mL NaHCO3溶液时沉淀最多为0.032 mol Al(OH)3，即加入0～8 mL NaHCO3溶液时只发生反应OH－＋HCO===CO＋H2O，加入8～40 mL NaHCO3溶液时，发生反应HCO＋AlO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO，则c(NaHCO3)＝＝1.0 mol·L－1，A项错误；b点与c点溶液所含粒子种类相同，B项正确；a点溶液中的溶质为NaOH、NaAlO2，大量存在的离子是Na＋、AlO、OH－，C项正确；生成沉淀的离子方程式为HCO＋AlO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO，D项正确。]

7.(2019·仙游月考)在200 mL 含Mg2＋、Al3＋、NH、H＋、Cl－的溶液中，逐滴加入5 mol·L－1 NaOH溶液，所加NaOH溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。下列叙述不正确的是(　　)

A．x－y＝0.01 mol

B．原溶液中c(Cl－)＝0.75 mol·L－1

C．原溶液的pH＝1

D．原溶液中n(Mg2＋)∶n(Al3＋)＝5∶1

B　[分析图示可知x－y的值即为氢氧化铝的物质的量，溶解氢氧化铝消耗氢氧化钠溶液的体积为35 mL－33 mL＝2 mL，x－y＝5 mol·L－1×2×10－3 L＝0.01 mol，A不符合题意；加入33 mL氢氧化钠溶液时溶液中溶质为NaCl，原溶液中n(Cl－)＝5 mol·L－1×33×10－3 L＝0.165 mol，c(Cl－)＝0.825 mol·L－1，B符合题意；由图知0～4 mL时发生反应H＋＋OH－===H2O，则H＋的物质的量为4 mL×0.001 L×5 mol·L－1＝0.02 mol，H＋的物质的量浓度为＝0.1 mol·L－1，则pH＝1，C不符合题意；由4 mL～30 mL  Mg2＋、Al3＋结合OH－生成沉淀的反应知，n(OH－)＝5 mol·L－1×26×10－3 L＝0.13 mol，则根据Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，与0.01 mol Al3＋反应的OH－的物质的量为0.03 mol，与Mg2＋反应的OH－的物质的量为0.1 mol，由Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓知，n(Mg2＋)＝0.05 mol，则原溶液中n(Mg2＋)∶n(Al3＋)＝0.05∶0.01＝5∶1，D不符合题意。]

[一题串知，落实考法]

用铝土矿(主要成分为Al2O3，含有Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：

(1)流程中X、Y分别是________、________，反应①、②的离子方程式分别为_______________________________________、_________________。

[考查Al2O3、AlO的化学性质]

(2)Al(OH)3溶于NaOH溶液、盐酸的离子方程式分别为

____________________________________________________、

____________________________________________________。[考查Al(OH)3的两性]

(3)若“流程”中Y为少量，反应②的离子方程式为

____________________________________________________

____________________________________________________。

[考查AlO与CO2的反应]

(4)另一工艺流程为

①X、Y分别是________、________。[考查物质的推断]

②流程第②步反应的离子方程式为____________________

____________________________________________________。

[考查Al3＋、Al(OH)3的化学性质]

[答案]　(1)NaOH　CO2

Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O　AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO

(2)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O　Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O

(3)2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO

(4)①Fe(OH)3　CO2　②Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O、Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓

[真题体验，感悟考向]

1．下列说法正确的是________(填序号)。

①(2019·全国卷Ⅱ)将镁条点燃后迅速伸入集满CO2的集气瓶，集气瓶中产生浓烟并有黑色颗粒产生

②(2018·全国卷Ⅱ)氢氧化铝可用于中和过多胃酸

③(2017·全国卷Ⅱ)2.4 g Mg与H2SO4完全反应，转移的电子数为0.1NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)

④(2016·全国卷Ⅲ)泡沫灭火器灭火是利用了Al2(SO4)3和小苏打的反应

⑤(2015·全国卷Ⅰ)用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝滴落下来，说明铝的熔点较低

⑥(2015·全国卷Ⅱ)浓硝酸滴入用砂纸打磨过的铝条上，产生红棕色气体

⑦(2015·全国卷Ⅱ)氯化铝溶液滴入浓氢氧化钠溶液中，产生大量白色沉淀

⑧(2014·全国卷Ⅱ)铝与Fe2O3发生铝热反应，反应后固体质量增加

[答案]　①②④

2．(2016·海南高考，T14)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)制备明矾的过程如下图所示。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_______________________________________________________。

[解析]　(1)易拉罐的主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质，试剂①的作用是将Al溶解并除去Fe、Mg杂质，HCl溶液和H2SO4溶液均可溶解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溶液溶解易拉罐，主要发生反应为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。(3)滤液A中铝元素以AlO形式存在，与溶液中HCO发生反应为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＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，使溶液呈弱酸性。

[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

3．(2014·全国卷Ⅱ，T36节选)(1)海水提镁的一段工艺流程如下图：

浓海水的主要成分如下：

该工艺过程中，脱硫阶段主要反应的离子方程式为____________，产品2的化学式为________，1 L浓海水最多可得到产品2的质量为________g。

(2)采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁，发生反应的化学方程式为__________________________________；

电解时，若有少量水存在会造成产品镁的消耗，写出有关反应的化学方程式为__________________________________。

[解析]　(1)工艺流程中，脱硫加入的是得到产品2过程中过滤时的滤液，而此滤液中所含的能够脱硫的离子来源于合成步骤中的石灰乳，故脱硫阶段的主要离子方程式为Ca2＋＋SO===CaSO4↓；而产品2是由加入石灰乳之后得到的沉淀得来的，即Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋Ca2＋，故产品2为Mg(OH)2；1 L浓海水中Mg2＋为28.8 g，故可得到产品2即Mg(OH)2的质量为×58 g·mol－1＝69.6 g。

(2)电解熔融MgCl2会得到Mg和Cl2，故化学方程式为MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。因为Mg会与H2O发生反应生成Mg(OH)2和H2，故水存在会造成产品Mg的消耗，有关反应的化学方程式为Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑。

[答案]　(1)Ca2＋＋SO===CaSO4↓　Mg(OH)2　69.6

(2)MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑　Mg＋2H2O Mg(OH)2＋H2↑