8镁、铝及其化合物主要考查的是铝及其化合物的性质和用途，铝及其化合物的图像和相关计算，另外Al3+、AlO及Al(OH)3之间铝三角的相互转化在推断题、离子共存题目中常有考查。1．【2022新课标3卷】下列叙述正确的是（）A．24g镁与27g铝中，含有相同的质子数B．同等质量的氧气和臭氧中，电子数相同C．1mol重水与1mol水中，中子数比为2∶1D．1mol乙烷和1mol乙烯中，化学键数相同2．【2022新课标1卷】硫酸亚铁锂（LiFePO4）电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：下列叙述错误的是（）A．合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用B．从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、LiC．“沉淀”反应的金属离子为Fe3+D．上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠3．【2022江苏卷】下列有关物质性质与用途具有对应关系的是（）A．NaHCO3受热易分解，可用于制胃酸中和剂B．SiO2熔点高硬度大，可用于制光导纤维C．Al2O3是两性氧化物，可用作耐高温材料D．CaO能与水反应，可用作食品干燥剂4．【2022江苏卷】短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X是地壳中含量最多的元素，Y原子的最外层只有一个电子，Z位于元素周期表ⅢA族，W与X属于同一主族。下列说法正确的是（）A．原子半径：r(W)>r(Z)>r(Y)10\nB．由X、Y组成的化合物中均不含共价键C．Y的最高价氧化物的水化物的碱性比Z的弱D．X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强5．【2022天津卷、节选】CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：（1）O2辅助的Al—CO2电池工作原理如图4所示。该电池电容量大，能有效利用CO2，电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。电池的负极反应式：________________________。电池的正极反应式：6O2+6e−===6O6CO2+6O===3C2O反应过程中O2的作用是________________________________。该电池的总反应式：________________________________。1．【2022衡水中学高三调研】已知：2NaAlO2＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋Na2CO3，向含2molNaOH、1molBa(OH)2、2molNaAlO2的混合溶液中慢慢通入CO2，则通入CO2的量和生成沉淀的量的关系正确的是10\n选项ABCDn(CO2)/mol2346n(沉淀)/mol22332.【2022西安七十中高三第一次月考】在Al2(SO4)3和MgSO4的混合溶液中，滴加NaOH溶液，生成沉淀的量与滴入NaOH溶液的体积关系如图所示，则原混合液中Al2(SO4)3与MgSO4的物质的量浓度之比为（）A．6∶1B．3∶1C．2∶1D．1∶23．【2022海南中学高三月考】某同学研究铝及其化合物的性质时设计了如下两个实验方案：方案①：2.7gAlX溶液Al(OH)3沉淀方案②：2.7gAlY溶液Al(OH)3沉淀NaOH溶液和稀盐酸的浓度均是3mol·L－1，如图是向X溶液和Y溶液中分别加入NaOH溶液或稀盐酸时产生沉淀的物质的量与加入盐酸或氢氧化钠溶液体积之间的关系。下列说法正确的是（）A．X溶液溶质为AlCl3，Y溶液溶质为NaAlO2B．b曲线表示的是向X溶液中加入NaOH溶液C．在O点时两方案中所得溶液浓度相等D．a、b曲线表示的反应都是氧化还原反应4.【2022鹰潭一中高三月考】将17.9g由Al、Fe、Cu组成的合金溶于足量的NaOH溶液中，产生气体3.36L(标准状况)；另取等质量的合金溶于过量的稀硝酸中，向反应后的溶液中加入过量的NaOH溶液，得到沉淀的质量为25.4g；若HNO3的还原产物仅为NO，则生成NO的标准状况下的体积为（）A．2.24LB．4.48LC．6.72LD．8.96L5．【2022安阳一中高三模拟】向含Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入150mL1mol·L－1HCl溶液，测得溶液中的某几种离子物质的量的变化如图所示，则下列说法不正确的是（）10\nA．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3.9gD．原混合溶液中的CO与AlO的物质的量之比为1∶26．【2022泉州五中高三模拟】标况下将CO2气体缓缓地通入到含2molKOH、1molBa(OH)2和2molKAlO2的混合溶液中直至过量，生成沉淀的物质的量与所通CO2的体积关系如图所示。下列关于整个反应进程中的各种描述正确的是（）A．A～B段和C～D段发生的反应相同B．B～C段反应的离子方程式是AlO＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCOC．V＝134.4L，n＝3molD．D点所得溶液中离子浓度的关系为c(K+)＞c(CO)＞c(OH－)＞c(HCO)＞c(H+)7．【2022湖南娄底期末】下列关于金属性质的叙述中正确的是（）A．氧气过量时，钠转化为Na2O2B．打磨的铝箔加热至熔化时，铝会滴落C．点燃镁之前，应先用砂纸打磨D．铁在纯氧中燃烧生成Fe2O38．【2022太原模拟】“绿色化学”要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应。据此，由单质镁制硝酸镁的下列四个方案中，你认为可行而且符合“绿色化学”要求的方案是（）A．MgMg(NO3)2B．MgMgCl2Mg(OH)2Mg(NO3)2C．MgMgOMg(NO3)2D．MgMgSO4Mg(NO3)210\n9．【2022·西安一中质检】硼及其化合物具有重要的工业用途。某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等，回收镁和其中另一种金属单质A的工艺流程如图：部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如表：沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2pH3.25.212.4请回答下列问题：（1）滤液Ⅰ中所含阴离子主要是________；可回收到的金属A的原子结构示意图为____________________。（2）试剂B为________；“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有_______________________________________________(要求写出两条措施)。（3）滤液Ⅱ所含金属离子为________________，调pH时需要调多次，第一次调pH主要是为了除去_____________________________________________。（4）Mg(ClO3)2在农业上有广泛的用途，可用NaClO3与MgCl2制备，已知四种化合物的溶解度(S)随温度(T)的变化曲线如图所示。①写出反应的化学方程式：___________________________________________。②将反应物按化学反应方程式计量数之比混合制备Mg(ClO3)2，简述可制备Mg(ClO3)2的原因____________________________________________________________。10．【2022西安市八校联考】工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含有少量SiO2、FeO·xFe2O3等杂质)制取铝的一种工艺流程示意图如下：已知：生成氢氧化物沉淀的pH如下表。10\nAl(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3开始沉淀时3.46.31.5完全沉淀时4.78.32.8（1）为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有________________________________________________________________(写出两条)。（2）浸渣的主要成分为________________________________________。（3）净化除杂操作分为两步：第一步是通入气体a，其目的是_____________。第二步是控制溶液pH，只使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀。净化除杂生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质，溶液中的悬浮杂质被共同沉淀的原因是_______________________________。（4）写出沉淀反应操作中发生反应的离子方程式：______________________________。（5）实验室高温焙烧时，用于盛放固体的仪器名称是_______。答案与解析一、考点透视1.【答案】B10\n【解析】A．1个Mg原子中有12个质子，1个Al原子中有13个质子。24g镁和27g铝各自的物质的量都是1mol，所以24g镁含有的质子数为12mol，27g铝含有的质子的物质的量为13mol，选项A错误。B．设氧气和臭氧的质量都是mg，则氧气（O2）的物质的量为m/32mol，臭氧（O3）的物质的量为m/48mol，所以两者含有的氧原子分别为m/32×2=mol和m/48×3=mol，即此时氧气和臭氧中含有的氧原子是一样多的，而每个氧原子都含有8个电子，所以同等质量的氧气和臭氧中一定含有相同的电子数，选项B正确。C．重水为，其中含有1个中子，含有8个中子，所以1个重水分子含有10个中子，1mol重水含有10mol中子。水为，其中没有中子，含有8个中子，所以1个水分子含有8个中子，1mol水含有8mol中子。两者的中子数之比为10∶8=5∶4，选项C错误。D．乙烷（C2H6）分子中有6个C－H键和1个C－C键，所以1mol乙烷有7mol共价键。乙烯（C2H4）分子中有4个C－H键和1个C＝C，所以1mol乙烯有6mol共价键，选项D错误。2.【答案】D【解析】A.废旧电池中含有重金属，随意排放容易污染环境，因此合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用，A正确；B.根据流程的转化可知从正极片中可回收的金属元素有Al、Fe、Li，B正确；C.得到含Li、P、Fe的滤液，加入碱液生成氢氧化铁沉淀，因此“沉淀”反应的金属离子是Fe3＋，C正确；D.硫酸锂能溶于水，因此上述流程中不能用硫酸钠代替碳酸钠，D错误。答案选D。3.【答案】D【解析】A项，NaHCO3能与HCl反应，NaHCO3用于制胃酸中和剂，NaHCO3用于制胃酸中和剂与NaHCO3受热易分解没有对应关系；B项，SiO2传导光的能力非常强，用于制光导纤维，SiO2用于制光导纤维与SiO2熔点高硬度大没有对应关系；C项，Al2O3的熔点很高，用作耐高温材料，Al2O3用作耐高温材料与Al2O3是两性氧化物没有对应关系；D项，CaO能与水反应，用于食品干燥剂，CaO用于食品干燥剂与CaO与水反应有对应关系；答案选D。4.【答案】D【解析】短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大；X是地壳中含量最多的元素，X为O元素；Y原子的最外层只有一个电子，Y为Na元素；Z位于元素周期表中IIIA族，Z为Al元素；W与X属于同一主族，W为S元素。A项，Na、Al、S都是第三周期元素，根据同周期从左到右主族元素的原子半径依次减小，原子半径：r(Y)>r(Z)>r(W)，A项错误；B项，由X、Y组成的化合物有Na2O、Na2O2，Na2O中只有离子键，Na2O2中既含离子键又含共价键，B项错误；C项，金属性：Na(Y)>Al(Z)，Y的最高价氧化物的水化物的碱性比Z的强，C项错误；D项，非金属性：O(X)>S(W)，X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强，D项正确；答案选D。5.【答案】（1）Al–3e–===Al3+（或2Al–6e–===2Al3+）催化剂2Al+6CO2===Al2(C2O4)3【解析】10\n（1）明显电池的负极为Al，所以反应一定是Al失电子，该电解质为氯化铝离子液体，所以Al失电子应转化为Al3+，方程式为：Al–3e–===Al3+（或2Al–6e–===2Al3+）。根据电池的正极反应，氧气再第一步被消耗，又在第二步生成，所以氧气为正极反应的催化剂。将方程式加和得到，总反应为：2Al+6CO2===Al2(C2O4)3。二、考点突破1.【答案】C【解析】通入CO2时，反应的先后顺序：①Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O，2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O、②2NaAlO2＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋Na2CO3、③Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3、④BaCO3＋CO2＋H2O===Ba(HCO3)2，根据通入CO2的量，判断沉淀的量，C正确。2.【答案】D【解析】假设氢氧化钠的物质的量浓度为1mol·L－1，将图中氢氧化钠的体积单位毫升扩大为升，则50～60L：发生反应Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，根据铝元素守恒，n(Al3+)＝10×1mol＝10mol，则Al2(SO4)3的物质的量为5mol；0～50L：发生的反应：Mg2+＋2OH－===Mg(OH)2↓，Al3+＋3OH－===Al(OH)3↓，消耗的Mg2+的物质的量为10mol，因此两者物质的量之比为1∶2，D正确。3.【答案】C【解析】n(HCl)＝3mol·L－1×0.1L＝0.3mol，n(NaOH)＝3mol·L－1×0.1L＝0.3mol，n(Al)＝0.1mol，2Al＋6H+===2Al3+＋3H2↑、2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑，根据方程式知，Al和HCl完全反应需要n(HCl)＝3n(Al)＝0.3mol，所以Al和HCl恰好完全反应生成氯化铝；根据方程式知，Al和NaOH完全反应需要n(NaOH)＝n(Al)＝0.1mol＜0.3mol，所以NaOH有剩余。根据以上分析知，X溶液中溶质是AlCl3，Y溶液溶质为NaAlO2、NaOH，A错误；加入溶液后先没有生成沉淀，则溶液中还发生其他反应，则该溶液应该是Y溶液，先发生酸碱中和反应，所以b曲线表示的是向Y溶液中加入稀盐酸，B错误；在O点时沉淀的物质的量相等，溶液中的溶质都是NaCl，根据最初的钠原子和Cl原子守恒知，两方案中所得溶液浓度相等，C正确；a、b曲线中没有电子转移，不属于氧化还原反应，D错误。4.【答案】C【解析】合金溶于足量的NaOH溶液中，金属铝和氢氧化钠反应产生氢气3.36L(标准状况)，氢气的物质的量为3.36L÷22.4L·mol－1＝0.15mol，根据电子转移守恒可知n(Al)＝0.15mol×2÷3＝0.1mol，金属铝的质量为0.1mol×27g·mol－1＝2.7g，金属铝提供电子的物质的量是0.3mol，将合金溶于过量稀硝酸中，分别生成Al3+、Fe3＋、Cu2＋，得到沉淀的质量为25.4g，根据电子守恒，反应中金属铁、铜提供的电子的物质的量等于生成碱的氢氧根离子的物质的量，即n(OH－)＝[25.4－(17.9－2.7)]g÷17g·mol－1＝0.6mol。金属共提供电子的物质的量为0.6mol＋0.3mol＝0.9mol，反应中，硝酸中N元素由＋5价得电子生成＋2价，则生成NO的体积为0.9mol÷3×22.4L·mol－1＝6.72L。10\n5.【答案】D【解析】Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中加入HCl溶液，先发生反应：AlO＋H+＋H2O===Al(OH)3↓，A正确；第二阶段，AlO反应完毕，发生反应：CO＋H+===HCO，b线表示CO减少，c线表示HCO的增加，所以b和c曲线表示的离子反应是相同的，B正确；加盐酸50mL时NaAlO2中铝元素全部转化为氢氧化铝沉淀，加50～100mL盐酸时CO转化为HCO，加100～150mL时盐酸与HCO反应，氢氧化铝沉淀不溶解，则M点沉淀的质量和盐酸50mL时沉淀的质量相同，由NaAlO2＋HCl＋H2O===NaCl＋Al(OH)3↓知，n[Al(OH)3]＝n(NaAlO2)＝n(HCl)＝0.05mol，m[Al(OH)3]＝0.05mol×78g·mol－1＝3.9g，C正确；第一、第二两段消耗的盐酸的体积都是50mL，所以消耗的氯化氢的物质的量相等，依据第一阶段、第二阶段发生反应AlO＋H+＋H2O===Al(OH)3↓，CO＋H+===HCO，可知CO与AlO的物质的量之比为1∶1，D错误。6.【答案】D【解析】O→A段是二氧化碳首先与氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀，A→B段是氢氧化钾与二氧化碳反应生成碳酸钾，B→C段是偏铝酸钾与二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钾，C→D段是碳酸根离子与二氧化碳反应生成碳酸氢根离子，D→E段是碳酸钡溶解变成碳酸氢钡，A、B错误；通入VL二氧化碳气体时，溶液中存在碳酸氢钾碳酸氢钡，根据守恒可知，消耗二氧化碳共6mol，体积为134.4L，生成沉淀最大值是1mol的碳酸钡和2mol氢氧化铝，C正确；D点时溶液为碳酸氢钾溶液，碳酸氢根离子浓度大于碳酸根离子浓度，D错误。7.【答案】C【解析】钠与氧气反应常温下生成Na2O，加热条件下生成Na2O2，与氧气的量无关，A不正确；打磨过的铝箔加热时会迅速被氧化生成一层致密的氧化膜，故出现的现象仍然是熔化但不滴落，B不正确；镁条表面有一层致密的氧化膜，故点燃前，应先用砂纸打磨，C正确；铁在纯氧中燃烧生成Fe3O4，D不正确。8.【答案】C【解析】A项，硝酸没有完全被利用，且产生污染（NO）；B项，用到氯气，且过程复杂；D项，浓H2SO4没有完全被利用，且产生SO2。9.【答案】（1）AlO、OH－ （2）盐酸 升温、搅拌或适当增大酸的浓度(任写两种即可)（3）Mg2+、Ca2+、Fe3+ Fe3+（4）①2NaClO3＋MgCl2===Mg(ClO3)2＋2NaCl↓②在相同温度下，NaCl的溶解度较小，最先析出，Mg(ClO3)2留在溶液中，通过蒸发结晶可得【解析】（1）MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3中氧化铝与过量氢氧化钠反应，故碱浸后的滤液Ⅰ中含有AlO和OH－，最终制得的金属A是Al，Al有3个电子层，最外层电子数为3。（2）浸出时，从化学反应速率和化学平衡的影响因素来分析判断。（3）依据表格中pH得知，最先调pH至完全析出氢氧化铁沉淀10\n10.【答案】（1）加热、将铝土矿粉碎成粉末(或其他合理答案)（2）SiO2（3）将Fe2+氧化为Fe3+ Fe(OH)3胶粒具有吸附性（4）Al3+＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH（5）坩埚【解析】（1）为提高浸出速率，还可以适当升高温度、将铝土矿粉碎成粉末等。（2）铝土矿的成分中只有SiO2与硫酸不反应，所以浸渣的主要成分是SiO2。（3）根据流程分析可知，气体a是氧气，通入氧气的目的是将Fe2+氧化为Fe3+。由于生成的Fe(OH)3胶粒具有吸附性，故能吸附溶液中的悬浮杂质，并共同沉淀。（4）沉淀反应操作中Al2(SO4)3与NH3·H2O反应生成Al(OH)3沉淀，离子方程式为Al3+＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。（5）实验室高温焙烧时，盛放固体的仪器是坩埚。10
