2023年版第1部分專題3第2單元海水中提鎂和鋁土礦中提鋁

10其次單元海水中提鎂和鋁土礦中提鋁考綱定位其應(yīng)用。的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。物的制備方法。

核心素養(yǎng)宏觀辨識——生疏鎂、鋁及其化合物的性質(zhì)和征反響?！茖W(xué)領(lǐng)悟鎂、鋁及其化合物的性質(zhì)及探究方案并試驗探究過程?！娩X土礦的開發(fā)利用領(lǐng)悟可持續(xù)進(jìn)展意識和綠色化學(xué)理念?？键c一|鎂及其化合物的性質(zhì)與海水中提取鎂鎂的性質(zhì)鎂是銀白色固體，易導(dǎo)熱，導(dǎo)電，密度小，屬于輕金屬。與非金屬(O2、Cl2、N2等)的反響點燃 點燃①2M＋22Mg、②M＋Cl2MgC2、點燃③3M＋2M32。與水或酸的反響①鎂與水反響：鎂不易與冷水反響，能與沸水反響，反響的化學(xué)方程式為△Mg＋2H2O=====Mg(OH)2＋H2↑。②鎂與酸的反響：鎂是活潑金屬，能與鹽酸、稀硫酸反響放出H2，反響的與某些氧化物的反響點燃CO22Mg＋CO2Mg＋C。、C。從海水中提取鎂工藝流程根本步驟及主要反響制熟石灰制熟石灰CaCO====高溫CaO＋CO↑，CaO＋HO===Ca(OH)222沉淀 Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓酸化 Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O蒸發(fā)結(jié)晶MgCl2·6H2O脫水 在氯化氫氣流中使MgCl2·6H2O脫水制得無水氯化鎂電解電解熔融氯化鎂制得鎂：MgCl(熔融2通電Mg＋Cl↑2提示：由于Mg在加熱時與O2、N2、CO2等氣體反響，電解熔融MgCl2得MgH2的氣氛中冷卻。鎂的重要化合物(可用作耐火材料)，難溶于水，與酸反響：MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O。Mg(OH)2：中強(qiáng)堿，難溶于水，存在溶解平衡Mg(OH)2(s) Mg2＋(aq)△22O－(aqMgC3MgC3＋2O====Mg(OH2＋CO↑。2MgCO3：微溶于水的鹽，受熱可分解，與酸反響。Mg3N2Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑。MgCl2：MgCl2可發(fā)生水解，由MgCl2·6H2O制備MgCl2時，要在HCl的氣氛中脫水。[應(yīng)用體驗](正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)鎂在空氣中易形成致密的氧化膜。( )時可以用N2或H2作冷卻氣。( )鎂與熱水可以反響生成MgO和H2。( )O2中完全燃燒所得固體的質(zhì)量一樣。( )Mg在濃硫酸或濃硝酸中可以鈍化。( (6)MgCl2溶液蒸干可以得到MgCl2。( )答案：(1)√ (2)×(3)× (4)× (5)× (6)×考法1 鎂及其化合物的性質(zhì)與制備1．以下有關(guān)金屬鎂的說法不正確的選項是( )C，是放熱反響MgOMgC．Mg和稀硫酸反響時，滴加少量硫酸銅溶液，能加快反響速率D．鎂可以用來制造信號彈和焰火，MgO可以作耐高溫材料B [MgOMgCl2Mg。]MgCO3(Al2O3FeCO3)制取鎂的工藝流程。答復(fù)有關(guān)問題：菱鎂礦送入酸浸池前需要粉碎，目的是 。氧化池中通入氯氣的目的是氧化 不選用硝酸作氧化劑的緣由是 和 。沉淀混合物為 和 式)。利用熔融氯化鎂制取金屬鎂，選用的方法是 母)。電解法

D．分解法解析：Mg2＋、Fe2＋、Al3＋、Cl－Cl2氧化Fe2＋Fe3＋MgOpHAl(OH)3、Fe(OH)3沉淀出來。答案：(1提高酸浸速率(2)F2或FeC2) 會產(chǎn)生污染性氣體Nx 會引3NO－3(3)Al(OH)3 Fe(OH)3 (4)A考法2 海水中提取鎂MgO、MgCl22800℃、604MgO、MgCl2加熱熔融后通電電解，都可得到金屬鎂。海水中含有MgCl2，工業(yè)上從海水中提取鎂的正確方法是()NaOH 電解HCl 電解熔融石灰乳 灼燒 電解D 石灰乳 HCl 電解熔融D[Mg，要從本錢和可行性考慮。A項，NaOH本錢高，電解時耗能高，本錢高。]考點二|鋁單質(zhì)的性質(zhì)及其應(yīng)用鋁的構(gòu)造和存在鋁位于元素周期表第3周期ⅢA族原子構(gòu)造示意圖為鋁元素在地殼中含量豐富，僅次于氧、硅。自然界中的鋁全部以化合態(tài)存在。鋁的主要性質(zhì)鋁是銀白色固體，有金屬光澤，易導(dǎo)電導(dǎo)熱，有延展性。常溫下鈍化形成氧化膜

的反響加熱：4Al＋ △2

32====2Al23寫化學(xué)方程式2222

)。鋁熱劑為Al和Fe2O3，反響的化學(xué)方程式為 2Al＋高溫F23Al23＋2F，此反響表達(dá)了鋁的較強(qiáng)復(fù)原性。鋁熱反響的試驗裝置及試劑作用(2)鋁熱反響的原理應(yīng)用Al的金屬鉻、錳、鎢等；②金屬焊接，如野外焊接鋼軌等。鋁的應(yīng)用純鋁用作導(dǎo)線，鋁合金用于制造汽車、飛機(jī)、生活用品等。[深度歸納] 與酸、堿反響生成H2的量的關(guān)系(1)無論與酸還是與堿反響，AlH22Al～3H2。(2)等質(zhì)量的鋁分別與足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反響：H2的物質(zhì)的量相等。H＋、OH－n(H＋)∶n(OH－)＝3∶1。HClNaOH反響：①Al1∶3。②H21∶3?？隙康匿X分別與肯定量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反響，產(chǎn)生氫氣的體積比1<

VHH

<1，則必定是鋁與鹽酸反響時，鋁過量而鹽酸缺乏；鋁與氫氧化3V H1NaOH 2鈉溶液反響時，鋁缺乏而氫氧化鈉過量。[應(yīng)用體驗](正確的打“√”，錯誤的打“×”)化膜的鋁箔在空氣中加熱，鋁箔熔化但不滴落，說明鋁易氧化形成氧化膜保護(hù)鋁。( )鋁制容器可以用于盛裝濃硫酸和濃硝酸，說明鋁不與二者反響。( 與Al反響生成H2的溶液肯定是酸性溶液。( )(4)Al在高溫下與MgO發(fā)生鋁熱反響制備Mg。( )答案：(1)√ (2)×(3)× (4)×考法1 鋁的性質(zhì)應(yīng)用與制備以下說法正確的選項是( )Al、鹽酸、NaOH溶液三者之間兩兩均能發(fā)生反響鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反響后固體物質(zhì)增重常溫下，一樣的鋁片中分別參加足量的濃、稀硝酸，濃硝酸中鋁片先溶解完AlAl2O3AlCl3A B項，鋁熱反響，固體質(zhì)量不變；C項，常溫下，Al與濃硝酸發(fā)生鈍化；D項，AlCl3不導(dǎo)電。]2．(2023·福州質(zhì)檢)科技工作者提出用鋁粉處理含亞硝酸鹽廢水的思路：調(diào)整期目的。以下推斷錯誤的選項是()Al3＋處理廢水時亞硝酸鹽被復(fù)原C．處理過程中，OH－參與了反響[pH>12，溶液顯堿性，則處理廢水時，鋁單質(zhì)轉(zhuǎn)化為Al2，A錯誤；鋁是金屬，具有復(fù)原性，因此處理廢水時，亞硝酸鹽被復(fù)原，B正確；處理廢水AlO2，這說明O－C越大，反響速率越快，因此鋁粉顆粒的大小影響廢水處理的速率，D正確。]考法2 鋁與酸、堿的定量反響3．(1)足量的兩份鋁分別投入到等體積、肯定物質(zhì)的量濃度的HCl、NaOH溶液中二者產(chǎn)生的H2相等則HCl和NaOH的物質(zhì)的量濃度之比是 。(2)100mL3mol·L－1HClNaOH溶液，向兩燒V(甲)∶V(乙)＝1∶2，則甲燒杯中剩余的反響物是 ，參加鋁粉質(zhì)量為 g。又由于兩溶液體積相等，故物質(zhì)的量濃度之比為 c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。(2)其反響原理分別為2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可見當(dāng)參與反響的HCl和NaOH的物題設(shè)條件體積比為1∶2，說明此題投入的鋁粉對鹽酸來說是過量的。故甲中生成的H2為0.15mol，乙中生成的H2為0.30moln(Al)＝0.2mol，m(Al)＝5.4g。答案：(1)3∶1 (2)Al 5.4考點三|從鋁土礦中提取鋁(Al2O3)——兩性氧化物(2)化學(xué)性質(zhì)(寫離子方程式)(3)用途：耐火材料，工業(yè)冶煉鋁。鋁的氫氧化物[AlOH3]——兩性氫氧化物主要性質(zhì)白色膠狀固體，難溶于水，有較強(qiáng)的吸附性。寫出上圖標(biāo)號中有關(guān)反響的離子方程式：①Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O；②Al(OH)3＋OH－===AlO－＋2HO；2 2△③2Al(OH3Al23＋3。提示：Al(OH)3兩性的電離)(NaOH溶液)，但不溶于弱酸(H2CO3)、弱堿溶液(如氨水)。Al(OH)3三種方法及原理①向鋁鹽中參加足量氨水，離子方程式為4Al3＋＋3N3·2O===Al(OH3↓＋3NH＋；4CO2，離子方程式為＋2HO===Al(OH)↓＋HCO－；2 2 2 3 3AlCl3的溶液混合，離子方程式為3AlO－＋Al3＋＋6HO===4Al(OH)↓。2 2 3鋁鹽和偏鋁酸鹽(1)鋁鹽——明礬KAl(SO4)2·12H2O，為復(fù)鹽。44Al3＋在水中水解生成Al(OH)3膠體，吸附水中懸浮物而沉淀，使水凈化，其離子方程式為Al3＋＋3H2O體)＋3H＋。(2)偏鋁酸鹽——偏鋁酸鈉

膠淀又漸漸溶解至消逝，反響的有關(guān)離子方程式為＋3H＋===Al3＋＋3HO。2 2 3 3 2NaAlO2CO2，反響的離子方程式為＋3HO===2Al(OH)↓＋CO2－。2 2 2 3 3Al的兩流程[深度歸納] “鋁三角”的關(guān)系及應(yīng)用A3＋、Al(OH3、Al2之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系“鋁三角”轉(zhuǎn)化的應(yīng)用3①推斷離子共存問題：Al3＋O－、Al2CO2、S2－等弱酸根陰離子，3Al2＋

Al3＋Fe3＋等因生成沉淀或發(fā)生水解相互促進(jìn)反響而不能大量共存。②鑒別(利用滴加挨次不同，現(xiàn)象不同)AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀溶解。向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，開頭無明顯現(xiàn)象，后產(chǎn)生白色沉淀，沉淀不溶解。[應(yīng)用體驗]正誤推斷(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)Al2O3為兩性氧化物，可溶于任何酸、堿溶液。( 、Al(OH)3溶于NaOH溶液均生成NaAlO2和H2O。( )Al2(SO4)3溶液中參加過量氨水反響的離子方程式為Al33OH－===Al(OH)3↓。( )明礬凈水的原理是Al3＋水解生成的Al(OH)3膠體可吸附水中懸浮物和殺菌消毒。( )病人可以服用Al(OH)3藥劑中和胃酸。( )、AlO－與HCO－不能共存的反響原理一樣。( 2 3答案：(1)× (2)×(3)× (4)× (5)√ (6)×號中雜質(zhì)所涉及的主要試劑(1)MgO(Al2O3) 。Fe2O3(SiO2) 。Mg(OH)2[AlOH3] 。MgCl2(Al3＋) 。(2)NaOH溶液(3)NaOH溶液 (4)NaOH溶液鹽酸考法1 鋁的重要化合物的性質(zhì)、制備與應(yīng)用Al(OH)3。甲、乙、丙三位學(xué)生的制備途徑分別是甲： H2SO4 NaOHAl→Al2(S43→Al(OH)3乙： NaOH H2SO4Al→NaAl2→Al(OH3Al(OH)3，則()A．三者消耗的原料一樣B．甲消耗的原料的總物質(zhì)的量最多C．乙消耗的原料的總物質(zhì)的量最少[1molAl(OH)3，三方案所需物質(zhì)的量關(guān)系甲： 1.5molH2SO4 3molNaOHAl Al2(SO4)3 Al(OH)3乙： 1molNaOH 0.5molH2SO4Al NaAlO2 Al(OH)3考法2 “鋁三角”的關(guān)系及其應(yīng)用2．(2023·西安名校三檢)某無色透亮溶液與鋁反響放出氫氣，該溶液中可能、Ba2＋、H＋、Ag＋、SO2－、SO2－、HCO－、4 3 33OH－、NO－十種離子中的假設(shè)干種，以下推斷正確的選項是( )3生成時，溶液中可能存在：SO2－、NO－、H＋、Mg2＋4 34Al3＋生成時，溶液中肯定存在：H＋、SO2－Mg2＋4AlO－生成時，溶液中肯定存在：OH－、Ba2＋、NO－2 3AlO－生成時，溶液中可能存在：OH－、Ba2＋、NO－、SO2－2 3 334B據(jù)題意，肯定不含有Cu2＋、HC3。當(dāng)溶液中有Al3＋生成時，原溶液＋，不行能有N3NO)SO2O－，據(jù)電中性原理知SO2－，于是不能存在Ba2＋、Ag＋，可能含有Mg2＋，A項錯誤，B34Al2O－＋A＋Mg2＋，據(jù)電中性原理知其中必定含有Ba2＋，于是不行能含有SO2－、SO2－，可能含3 4N3，C、D項錯誤。]考法3 從鋁土礦中提取鋁3．某鋁土礦中主要含有Al2O3、Al(OH)3、AlO(OH)，還含有Fe2O3等雜質(zhì)。利用拜耳法生產(chǎn)鋁的流程如下圖：請答復(fù)以下問題：粉碎后的鋁土礦堿浸時應(yīng)在高溫下進(jìn)展，其目的是 。AlO(OH)與NaOH溶液反響的化學(xué)方程式為 。在稀釋、結(jié)晶過程中，稀釋的目的是 ；的析出。上述“稀釋、結(jié)晶”工藝，也可用通入足量的 氣體的方法來代替。CO2而含有雜質(zhì)，該雜質(zhì)可通過苛化反應(yīng)除去，寫出苛化反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。(5)該生產(chǎn)流程能實現(xiàn) 填化學(xué)式)的循環(huán)利用。答案：(1)加快反響速率AlO(OH)＋NaOH===NaAlO2＋H2OAlO－Al(OH)沉淀CO2 3 2(5)NaOH專項突破(八) 1．四個根本圖象可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反響的圖象可溶性鋁鹽溶液中逐滴參加可溶性鋁鹽溶液中逐滴參加NaOH溶液中逐滴參加可溶性操作NaOH溶液至過量鋁鹽溶液至過量馬上產(chǎn)生白色沉淀→漸多→無沉淀→消滅沉淀→漸多→現(xiàn)象最多→漸少→消逝最多→沉淀不消逝圖象Al3＋＋3OH－===2離子Al(OH)3↓(AB段)2H2O(AB段)方程式Al(OH)＋OH===AlO＋3－－23AlO－＋Al3＋＋22HO(BC段)26HO===4Al(OH)↓(BC段)23提示：(1)Al3＋n(OH－)Al(OH)3n(OH－)3∶1；Al(OH)3n(OH－)＝n[AlOH3]。(2)偏鋁酸鹽溶液與鹽酸反響的圖象偏鋁酸鹽溶液中逐滴加偏鋁酸鹽溶液中逐滴加稀鹽酸中逐滴加偏鋁酸鹽溶液至操作稀鹽酸至過量過量馬上產(chǎn)生白色沉淀→漸無沉淀→消滅沉淀→漸多→最多現(xiàn)象多→最多→漸少→消逝→沉淀不消逝圖象AlO－＋H＋＋HO===22AlO－＋4H＋===Al3＋＋2HO(AB22離子Al(OH)3↓(AB段)段)方程式Al3＋＋3AlO－＋23HO(BC段)26HO===4Al(OH)↓(BC段)23提示：(1AlO2n(＋Al(OH)3n(的比為1∶3；(2)Al(OH)3n(H＋)＝3n[AlOH3]。2．四個拓展圖象圖1 圖2圖3 圖4液)NaOH1所示。MgCl2、AlCl3NaOH溶液，后參加鹽酸(NaOH與鹽)2所示。Ba(OH)23。向硫酸鋁銨[NH4AlSO42]NaOH溶液，沉淀的物質(zhì)的量NaOH4。[典例導(dǎo)航]4(2023·仙游月考)在200mL含Mg2＋、Al3＋、NH＋、H＋、Cl－的溶液中，逐滴參加5mol·L－1NaOH溶液，所加NaOH溶液的體積(mL)與產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量(mol)的關(guān)系如下圖。以下表達(dá)不正確的選項是()4x－y＝0.01molc(Cl－)＝0.75mol·L－1原溶液的pH＝1n(Mg2＋)∶n(Al3＋)＝5∶1[思路點撥]①Al(OH)3溶解需要(35－33)mL?n(Al3＋)＝n[AlOH3]＝(5×0.002)mol＝0.01mol?沉淀Mg2＋所需NaOH的物質(zhì)的量為[30－4×10－3×5－0.01×3mol?n(Mg2＋)＝n[MgOH

]＝0.1mol＝0.05mol；2 2②n(NH4＝3－00－]mol＝0.015mo；③n(H＋)＝(4×5×10－3mol＝0.02mol。B[分析圖示可知x－y的值即為氫氧化鋁的物質(zhì)的量，溶解氫氧化鋁消耗氫氧化鈉溶液的體積為35mL－33mL＝2mL，x－y＝5mol·L－1×2×10－3L＝0.2LNaCl，原溶液中n(Cl－)＝5mol·L－1×33×10－3L＝0.165mol，c(Cl－)＝0.825mol·L－1，B符0～4mL＋OH－===2＋10－3L×5mol·L－1＝0.02mol，H＋的物質(zhì)的量濃度為0.02mol＝0.1mol·L－10.2LpH＝1，C不符合題意；由4mL～30mL Mg2＋、Al3＋結(jié)合OH－生成沉淀的反響知，n(OH－)＝5mol·L－1×26×10－3 L＝0.13mol，則依據(jù) Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，與0.01molAl3＋OH－0.03mol，與Mg2＋反響的OH－的物質(zhì)的量為0.1mol，由Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓知，n(Mg2＋)＝0.05moln(Mg2＋)∶n(Al3＋)＝0.05∶0.01＝5∶1，D不符合題意。][綜合體驗]1.(2023·湖南五市十校聯(lián)考)向肯定量的NaOH溶液中逐滴參加AlCl3溶液，AlCl3參加量的變化關(guān)系如下圖。則以下離子組在對應(yīng)的溶液中肯定能大量共存的是()A．a(chǎn)點對應(yīng)的溶液中：Na＋、Fe3＋、SO2－、HCO－4 34B．b點對應(yīng)的溶液中：Na＋、S2－、SO2－、Cl－43C．c點對應(yīng)的溶液中：Ag＋、Ca2＋、NO－、Na＋3D．d點對應(yīng)的溶液中：K＋、NH＋、I－、HCO－4 34B [NaOHAlCl3溶液，先發(fā)生反響：Al3＋＋4O－===Al2＋2H2，無沉淀生成，當(dāng)溶液中的O－A3＋＋3Al2＋62O===4Al(OH3↓，生成Al(OH)3沉淀的量隨AlCl3參加量的增大而增大，當(dāng)溶液中的Al2反響完全后，再連續(xù)滴加AlC3溶液，Al(OH3aF3＋HCO3都不能大量AbNaCNaAl2AlO2N＋、S2－、SO2－、Cl－可以大量共存，B項符合題意；c點對應(yīng)的溶液中含有Cl－，A＋不能大量存在，C項不符合題意；dAl3，HC3會與Al3＋發(fā)生相互促進(jìn)的水解反響而不能大量共存，D項不符合題意。]42(2023·衡水中學(xué)調(diào)研)N2CO3NaAl2150mL1mol·L－1HCl溶液，測得溶液中的某幾種離子的物質(zhì)的量的變化如下圖，則以下說法不正確的選項是( )A．a(chǎn)曲線表示的離子方程式為AlO－＋H＋＋HO===Al(OH)↓2 2 3c曲線表示的離子反響是一樣的C．M3.9gCO2－AlO－1∶23 2D [HCl溶液，發(fā)生的反響依次為①Al2＋3H＋＋2O===Al(OH3↓、②CO2－＋H＋===HC3、③HCO3＋H＋===C2↑＋332，則a曲線表示Al2削減，b曲線表示CO2－ 削減，c曲線表示HCO3增3dHCO3Al(OH3不參與反響。AHCl溶液，首先發(fā)生反響：Al2＋＋＋2O3333示CO2－削減，c曲線表示HCO－增加，所以b和c曲線表示的離子反響是一樣3 3的，正確；C50mLNaAlO2全部轉(zhuǎn)化為Al(OH)3150mLM點沉淀的質(zhì)量與參加鹽酸250mL時沉淀的質(zhì)量一樣，則 n[Al(OH)3]＝n(NaAlO)＝n(HCl)＝0.05mol，2m[Al(OH)3]＝0.05mol×78g·mol－1＝3.9g，正確；D項，第一、其次兩段消耗的3 2課堂反響 真題體驗[一題串知，落實考法]用鋁土礦(Al2O3Fe2O3雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如下：流程中X、Y分別是 、 ①②的離子方程式分別為 、 。2質(zhì)]溶于NaOH溶液、鹽酸的離子方程式分別為 、2 。[Al(OH)3的兩性]假設(shè)“流程”中Y為少量，反響②的離子方程式為 。[AlO－CO

的反響]2 2另一工藝流程為：鋁土礦②過量NaOH鋁土礦②過量NaOH溶液溶液 過濾①X、Y分別是 、 。[考察物質(zhì)的推斷]②流程第②步反響的離子方程式為 。[Al3＋、AlOH3的化學(xué)性質(zhì)]22答案：(1)NaOH CO222

2O 2

22＋2H22

33O===Al(OH)↓＋HCO－332222

O

O32(3)2A