第4講鎂、鋁及其化合物1.[2024浙江]下列關(guān)于鋁及其化合物的說(shuō)法，不正確的是（A）A.明礬可用作凈水劑和消毒劑B.利用鋁熱反應(yīng)可冶煉高熔點(diǎn)金屬C.鋁可用作包裝材料和建筑材料D.氫氧化鋁可用作治療胃酸過(guò)多的藥物解析明礬能電離出Al3＋，Al3＋水解產(chǎn)生的氫氧化鋁膠體能吸附水中懸浮雜質(zhì)，故明礬可作凈水劑，但不能作為消毒劑，A錯(cuò)誤；鋁熱反應(yīng)能放出大量的熱，且鋁的還原性較強(qiáng)，可用于冶煉高熔點(diǎn)金屬，B正確；鋁表面易形成氧化膜疼惜層，不易被腐蝕，鋁還具有易加工、質(zhì)輕等特點(diǎn)，所以鋁可用作包裝材料和建筑材料，C正確；氫氧化鋁能中和胃酸，可用作治療胃酸過(guò)多的藥物，D正確。2.[2024江蘇]下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與用途具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的是（D）A.鋁的金屬活潑性強(qiáng)，可用于制作鋁金屬制品B.氧化鋁熔點(diǎn)高，可用作電解冶煉鋁的原料C.氫氧化鋁受熱分解，可用于中和過(guò)多的胃酸D.明礬溶于水并水解形成膠體，可用于凈水解析鋁具有很好的延展性，可以用于制作鋁金屬制品，與鋁的金屬活潑性無(wú)關(guān)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電解氧化鋁冶煉鋁是因?yàn)檠趸X熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電，與熔點(diǎn)高無(wú)關(guān)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；氫氧化鋁能與胃酸的主要成分鹽酸發(fā)生反應(yīng)，與氫氧化鋁受熱分解無(wú)關(guān)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；明礬中的Al3＋可以水解生成氫氧化鋁膠體，膠體具有很強(qiáng)的吸附實(shí)力，可以吸附水中的懸浮物，起到凈水作用，D項(xiàng)正確。3.[鋁的化合物之間的轉(zhuǎn)化][上海高考改編]鋁元素之間的相互轉(zhuǎn)化如圖所示，下列敘述正確的是（C）A.實(shí)現(xiàn)①的轉(zhuǎn)化，可通入過(guò)量CO2B.實(shí)現(xiàn)②的轉(zhuǎn)化，可加入過(guò)量NaOH溶液C.實(shí)現(xiàn)③的轉(zhuǎn)化，可加入過(guò)量NaOH溶液D.實(shí)現(xiàn)④的轉(zhuǎn)化，可通入過(guò)量NH3解析氫氧化鋁不能溶于碳酸，通入過(guò)量的CO2不能實(shí)現(xiàn)①的轉(zhuǎn)化，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鋁鹽與過(guò)量NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)：Al3＋＋4OH－[Al（OH）4]－，不能實(shí)現(xiàn)②的轉(zhuǎn)化，B項(xiàng)錯(cuò)誤；氫氧化鋁與過(guò)量的NaOH溶液反應(yīng)Al（OH）3＋OH－[Al（OH）4]－，可以實(shí)現(xiàn)③的轉(zhuǎn)化，C項(xiàng)正確；鋁鹽溶液中通入過(guò)量NH3發(fā)生反應(yīng)Al3＋＋3NH3·H2OAl（OH）3↓＋3NH4＋，不能實(shí)現(xiàn)④的轉(zhuǎn)化，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.[有關(guān)含鋁化合物之間的轉(zhuǎn)化流程][廣東高考]七鋁十二鈣（12CaO·7Al2O3）是新型的超導(dǎo)材料和發(fā)光材料。用白云石（主要含CaCO3和MgCO3）和廢Al片制備七鋁十二鈣的工藝如下：（1）煅粉主要含MgO和CaO。用適量NH4NO3溶液浸取煅粉后，鎂化合物幾乎不溶，若濾液Ⅰ中c（Mg2＋）小于5×10－6mol·L－1，則溶液pH大于11[Mg（OH）2的Ksp＝5×10－12]；該工藝中不能用（NH4）2SO4代替NH4NO3，緣由是若運(yùn)用（NH4）2SO4，會(huì)生成微溶的CaSO4進(jìn)入濾渣，造成CaCO3產(chǎn)率降低。（2）濾液Ⅰ中的陰離子有NO3－和OH－（忽視雜質(zhì)成分的影響）；若濾液Ⅰ中僅通入CO2，會(huì)生成Ca（HCO3）2，從而導(dǎo)致CaCO（3）用NaOH溶液可除去廢Al片表面的氧化膜，反應(yīng)的離子方程式為Al2O3＋2OH－＋3H2O2[Al（OH）4]－。（4）電解制備Al（OH）3時(shí)，電極分別為Al片和石墨，電解總反應(yīng)方程式為2Al＋6H2O電解2Al（OH）3＋3H2↑。（5）一種可超快充電的新型鋁電池，充放電時(shí)AlCl4－和Al2Cl7－兩種離子在Al電極上相互轉(zhuǎn)化，其他離子不參加電極反應(yīng)。放電時(shí)負(fù)極Al的電極反應(yīng)式為Al＋7AlCl4－－3e－4Al解析（1）白云石煅燒時(shí)MgCO3和CaCO3均發(fā)生分解反應(yīng)，得到MgO和CaO。依據(jù)Mg（OH）2的Ksp和c（Mg2＋）＜5×10－6mol·L－1，可求得c（OH－）＞1.0×10－3mol·L－1，則溶液的pH＞11。NH4NO3和（NH4）2SO4溶液均呈酸性，而SO42－易和Ca2＋結(jié)合轉(zhuǎn)化成CaSO4微溶物，造成CaCO3產(chǎn)率降低。（2）CaO在NH4NO3溶液中轉(zhuǎn)化成Ca（OH）2和Ca（NO3）2，濾液Ⅰ中含有NO3－和OH－，若濾液Ⅰ中只通入CO2，會(huì)生成Ca（HCO3）2。（3）鋁片表面的Al2O3與NaOH溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Na[Al（OH）4]。（5）放電時(shí)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，且AlCl4－參加電極反應(yīng)，其反應(yīng)式為Al－3e－＋5.[海南高考]以工業(yè)生產(chǎn)硼砂所得廢渣硼鎂泥為原料制取MgSO4·7H2O的過(guò)程如圖所示：硼鎂泥的主要成分如下表：MgOSiO2FeO、Fe2O3CaOAl2O3B2O330％～40％20％～25％5％～15％2％～3％1％～2％1％～2％回答下列問(wèn)題：（1）“酸解”時(shí)應(yīng)當(dāng)加入的酸是H2SO4，“濾渣1”中主要含有SiO2（寫化學(xué)式）。（2）“除雜”時(shí)加入次氯酸鈣、氧化鎂的作用分別是將Fe2＋氧化為Fe3＋、調(diào)整溶液pH，使Fe3＋、Al3＋形成氫氧化物沉淀而除去。（3）推斷“除雜”基本完成的檢驗(yàn)方法是取濾液將其酸化后滴加KSCN溶液，若溶液未變紅，則說(shuō)明除雜基本完成。（4）分別濾渣3應(yīng)趁熱過(guò)濾的緣由是防止MgSO4·7H2O結(jié)晶析出。解析（1）由于制取的產(chǎn)品是MgSO4·7H2O，所以“酸解”時(shí)應(yīng)加入硫酸。依據(jù)硼鎂泥的主要成分可知，“濾渣1”中主要含有SiO2。（2）次氯酸鈣具有強(qiáng)氧化性，能將Fe2＋氧化為Fe3＋，加入MgO可以消耗過(guò)量的硫酸，調(diào)整溶液的pH，從而使Fe3＋、Al3＋形成氫氧化物沉淀而除去。（3）“除雜”基本完成時(shí)，濾液中不存在Fe3＋，可以通過(guò)檢驗(yàn)濾液中是否含有Fe3＋來(lái)推斷“除雜”是否完成。（4）較低溫度下，MgSO4·7H2O的溶解度較小，會(huì)結(jié)晶析出，造成產(chǎn)品損失，所以分別濾渣3應(yīng)趁熱過(guò)濾。6.[浙江高考]某愛(ài)好小組在定量分析了鎂渣[含有MgCO3、Mg（OH）2、CaCO3、Al2O3、Fe2O3和SiO2]中Mg含量的基礎(chǔ)上，按如下流程制備六水合氯化鎂（MgCl2·6H2O）。相關(guān)信息如下：①700℃只發(fā)生MgCO3和Mg（OH）2的分解反應(yīng)。②NH4Cl溶液僅與體系中的MgO反應(yīng)，且反應(yīng)程度不大。③“蒸氨”是將氨從固液混合物中蒸出來(lái)，且須限制合適的蒸出量。請(qǐng)回答：（1）下列說(shuō)法正確的是ABD。A.步驟Ⅰ，煅燒樣品的容器可以用坩堝，不能用燒杯和錐形瓶B.步驟Ⅲ，蒸氨促進(jìn)平衡正向移動(dòng)，提高M(jìn)gO的溶解量C.步驟Ⅲ，可以將固液混合物C先過(guò)濾，再蒸氨D.步驟Ⅳ，固液分別操作可接受常壓過(guò)濾，也可接受減壓過(guò)濾（2）步驟Ⅲ，須要搭建合適的裝置，實(shí)現(xiàn)蒸氨、吸取和指示于一體（用硫酸溶液吸取氨氣）。①選擇必需的儀器，并按連接依次排列（填寫代表儀器的字母，不考慮夾持和橡皮管連接）：熱源→a→d→f→c。②為了指示蒸氨操作完成，在確定量硫酸溶液中加指示劑。請(qǐng)給出指示劑并說(shuō)明蒸氨可以停止時(shí)的現(xiàn)象甲基橙，溶液顏色由紅色變橙色。（3）溶液F經(jīng)鹽酸酸化、蒸發(fā)、結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌和低溫干燥得到產(chǎn)品。取少量產(chǎn)品溶于水后發(fā)覺(jué)溶液呈堿性。①含有的雜質(zhì)是堿式氯化鎂（或氫氧化鎂）。②從操作上分析引入雜質(zhì)的緣由是過(guò)度蒸發(fā)導(dǎo)致氯化鎂水解。（4）有同學(xué)接受鹽酸代替步驟Ⅱ中的NH4Cl溶液處理固體B，然后除雜，制備MgCl2溶液。已知金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH范圍：金屬離子pH起先沉淀完全沉淀Al3＋3.04.7Fe3＋1.12.8Ca2＋11.3—Mg2＋8.410.9請(qǐng)給出合理的操作排序（從下列操作中選取，按先后次序列出字母，操作可重復(fù)運(yùn)用）：固體B→a→（c）→（f）→（e）→（f）→（g）→（a）→MgCl2溶液→產(chǎn)品。a.用鹽酸溶解 b.調(diào)pH＝3.0c.調(diào)pH＝5.0 d.調(diào)pH＝8.5e.調(diào)pH＝11.0 f.過(guò)濾g.洗滌解析依據(jù)鎂渣的成分和題給信息，可知鎂渣A在700℃煅燒時(shí)，MgCO3和Mg（OH）2分解生成MgO，固體B的成分為MgO、CaCO3、Al2O3、Fe2O3和SiO2，加入NH4Cl溶液發(fā)生反應(yīng)：MgO＋2NH4Cl＋H2O?MgCl2＋2NH3·H2O，通過(guò)蒸氨，使氨氣逸出，促進(jìn)平衡正向移動(dòng)，提高M(jìn)gO的轉(zhuǎn)化率。固液混合物D的成分主要為MgCl2、CaCO3、Al2O3、Fe2O3、SiO2，過(guò)濾后得到的溶液F的溶質(zhì)主要為MgCl2，固體渣E中含有CaCO3、Al2O3、Fe2O3和SiO2。溶液F經(jīng)鹽酸酸化、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、低溫干燥得到MgCl2·6H2O。（1）煅燒樣品應(yīng)在坩堝中進(jìn)行，不能在燒杯和錐形瓶中進(jìn)行，A項(xiàng)正確；蒸氨促進(jìn)反應(yīng)MgO＋2NH4Cl＋H2O?MgCl2＋2NH3·H2O正向移動(dòng)，提高M(jìn)gO的溶解量，B項(xiàng)正確；由于NH4Cl溶液與MgO的反應(yīng)程度不大，先過(guò)濾，再蒸氨導(dǎo)致大量未反應(yīng)的MgO損失，產(chǎn)率降低，C項(xiàng)錯(cuò)誤；最終得到的是MgCl2·6H2O，固液分別操作既可以用常壓過(guò)濾，也可以用減壓過(guò)濾，D項(xiàng)正確。（2）①裝置a用作反應(yīng)容器，裝置d用于導(dǎo)氣，裝置f用于防倒吸，裝置c用于尾氣處理（吸取氨），故連接的依次為熱源→a→d→f→c。②當(dāng)H2SO4溶液中的H2SO4均轉(zhuǎn)化為（NH4）2SO4時(shí)，表示蒸氨可以停止，由于硫酸銨溶液顯酸性，故應(yīng)選擇甲基橙作指示劑，故蒸氨可以停止時(shí)的現(xiàn)象是溶液由紅色變?yōu)槌壬?。?）①產(chǎn)品溶于水后溶液呈堿性，說(shuō)明可能含有的雜質(zhì)為Mg（OH）2或Mg（OH）Cl。②引入該雜質(zhì)最有可能的操作是過(guò)度蒸發(fā)濃縮導(dǎo)致Mg2＋水解生成Mg（OH）2或Mg（OH）Cl。（4）若用鹽酸代替NH4