一、镁和铝的性质
金属
项目
镁(Mg) 铝(Al)
原子结构 原子最外层 2 个电子 原子最外层 3 个电子
原子半径 1.60×10−10 m 1.43×10−10 m
化合价 +2 +3
单
质
性
质
物 理
性 质
镁和铝都是密度较小、熔点较低、硬度较小的银白色金属，但镁和铝相比较，
铝的硬度比镁的稍大，熔点和沸点都是铝比镁的高
活泼性 较活泼 较活泼
抗 腐
蚀 性
在空气中都能跟氧气反应，表面覆盖一层致密而坚硬的氧化物薄膜，都具有高
腐蚀性能
与 O2 反应 2Mg+O2
2MgO 4Al+3O2
2Al2O3
与卤素单质、
硫等反应
Mg+ Cl2
点燃
MgCl2
Mg+S
△
MgS
2Al+3Cl2
点燃
2AlCl3
2Al+3S
△
Al2S3
与 酸
反 应
Mg+2H+
Mg2++H2↑ 2Al + 6H+
2Al3++3H2 ↑
与水反应 Mg+2H2O
△
Mg(OH)2+H2↑ 不反应
与碱反应 不反应 2Al+2NaOH +2H2O
2NaAlO2 +3H2 ↑
与氧化物反应 2Mg+CO2
点燃
2MgO+C 2Al+Fe2O3
高温
2Fe+Al2O3
结 论 镁、铝均为较活泼的金属，但镁的金属性强于铝
解 释
核电荷数镁小于铝，而原子半径镁大于铝，故核对最外层的电子引力镁小于铝，
即 Al 比 Mg 难失电子，金属性弱于 Mg
主要用途 镁合金汽车、飞机制造、照明弹等
铝合金汽车、船舶、飞机制造、防锈
油漆、导线、电缆等
铝热反应
2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3
4Al+3MnO2 3Mn+2Al2O3
在实验室按如图所示装置进行铝热反应，实验现象是当外露部分镁条刚刚燃烧完毕时，纸漏斗内混合
物立即剧烈反应，发出耀眼的光芒，产生大量的烟。纸漏斗被烧破，有红热状的液珠落入蒸发皿内的细沙
上，液珠冷却后变为黑色固体(落下的是铁珠)。
铝热反应是指工业上用铝粉来还原一些金属氧化物，得到 Fe、V、Cr、Mn 等难溶金属的一类反应。铝
热反应的实质是铝在高温条件下将活动性比铝弱的金属从其氧化物中置换出来。
二、氧化铝和氢氧化铝
两性氧化物：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物。
两性氢氧化物：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物。
名称 氧化铝 氢氧化铝
化学式 Al2O3 Al(OH)3
类别 两性氧化物 两性氢氧化物
物理
性质
高熔点，高沸点，高硬度，不溶于
水的白色固体
不溶于水的白色胶状固体，具有吸附性
化学
性质
①与强酸反应：
Al2O3+6H+ 2Al3++3H2O
②与强碱反应：
Al2O3+2OH- 2 2AlO +H2O
①两性：
Al(OH)3+3H+ Al3++3H2O
Al(OH)3+OH-
2AlO +2H2O
②热稳定性：
2Al(OH)3 Al2O3+3H2O
用途 炼铝原料、制作耐火材料
可用作吸附剂、媒染剂和净水剂；治疗胃
酸；可作为制造瓷釉、耐火材料、防水织
物的原料
三、“铝三角”及其应用
1．具体反应
Al(OH)3+OH−
2AlO +2H2O
Al(OH)3+3H+ Al3++3H2O
Al3++3OH− Al(OH)3↓
2AlO +H++H2O Al(OH)3↓
2AlO +4H+ Al3++2H2O
Al3++4OH−
2AlO +2H2O
Al3++3 2AlO +6H2O 4Al(OH)3↓
2．应用
（1）判断离子共存问题
Al3+与 OH−及 2AlO 、 2
3CO 、S2−等弱酸根阴离子或 2AlO 与 H+、 3HCO 以及弱碱阳离子 Al3+、Fe3+等
因生成沉淀或发生水解相互促进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。
（3）分离提纯
①利用 Al 能溶于强碱溶液，分离 Al 与其他金属的混合物。
②利用 Al2O3，能与强碱溶液反应，分离 Al2O3 与其他金属氧化物。
③利用 Al(OH)3 能与强碱溶液反应，分离 Al3+与其他金属阳离子。
四、硫酸铝钾——KAl(SO4)2
（1）硫酸铝钾在水溶液中的电离方程式为 KAl(SO4)2===K++Al3++2 2
4SO 。
（2）带有十二个结晶水的硫酸铝钾称为十二水合硫酸铝钾，俗称明矾，化形式为 KAl(SO4)2·12H2O，
它是无色晶体，可溶于水。由于 Al3+能水解生成具有强吸附性的胶体：Al3++3H2O===3H++Al(OH)3，故明矾
是一种常用的净水剂。
明矾中含有 Al3+和 2
4SO ，向明矾溶液中滴入 Ba(OH)2 溶液，当 Al3+ 恰好完全沉淀时，离子方程式为
2Al3+ +3 2
4SO +3Ba2+ +6OH−===2Al(OH)3↓+3BaSO4↓，此时 2
4SO 只沉淀了总量的四分之三，总的沉淀的物质
的量达到最大；当 2
4SO 完全沉淀时，离子方程式为 Al3++2 2
4SO +2Ba2++4OH−===2BaSO4↓+ 2AlO +2H2O，此
时 Al3+ 恰好完全转化为 2AlO ，总的沉淀的质量达到最大。
考向一 铝及其化合物的转化
典例 1 下列各组物质，不能按 (“→”表示反应一步完成)关系转化的是
选项 a b c
A Al2O3 NaAlO2 Al(OH)3
B AlCl3 Al(OH)3 NaAlO2
C Al Al(OH)3 Al2O3
D MgCl2 Mg(OH)2 MgO
【答案】C
1．铝及其化合物在生产、生活等方面有广泛的应用。
（1）铝元素位于周期表中第__________周期__________族。硼、镓与铝位于同一主族，现有下列三种物
质：①Na[Al(OH)4]、②Na[B(OH)4]、③Na[Ga(OH)4]，浓度相同的这三种物质的溶液 pH 由大到小的
顺序为___________(用序号表示)。{Na[Al(OH)4]也可表示偏铝酸钠，硼、镓类似}
（2）将 20.0 mL 0.1 mol/L Ba(OH)2 溶液和 20.0 mL 0.1 mol/L NH4Al(SO4)2 溶液混合，所得溶液中 Al3+、
4NH 、 2
4SO 、OH−、H+的浓度由大到小的顺序为 _____________。
（3）氮化铝(AlN)是一种新型的无机非金属材料，可用作热交换器材料。某 AlN 样品中仅含有 Al2O3 杂
质，为测定 AlN 的含量，甲组同学设计了如下流程：
已知：AlN+NaOH+H2O===NaAlO2+NH3↑。
①过滤时用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和______________。
②实验过程中，称得样品的质量为 4.2 g，最后得到的固体为 5.1 g，则样品中 AlN 的质量分数为
___________。(不考虑整个过程中的损耗)
考向二 铝与酸、碱反应的有关计算
（1）铝能与酸溶液反应生成 H2 和铝盐(Al3+)，但与稀 HNO3 反应不生成 H2，且在浓 HNO3、浓 H2SO4
中钝化。
（2）铝与强碱溶液反应生成 H2 和偏铝酸盐( 2AlO )。
（3）铝与酸或碱溶液反应生成 H2 的量的关系：
有关离子方程式为：
2Al+6H+ 2Al3++3H2↑
2Al+2OH−+2H2O 2 2AlO +3H2↑
Al 与酸、碱反应的实质都是：Al Al3+，2H+ H2，故与酸或碱反应时，铝与氢气的关
系均为 2Al～3H2↑，利用此性质可以方便地进行有关计算。
①等量 Al 分别与足量酸(H+)和碱(OH−)溶液反应，生成 H2 之比为 1∶1，消耗 H+和 OH−之比为 3∶1。
②足量 Al 分别与所含 H+和 OH−物质的量相等的溶液反应，生成 H2 之比为 1∶3。
③若产生 H2 之比为1
3< ①>②
（2）c( 2
4SO )>c( 4NH )>c(Al3+)>c(H+)>c(OH−)
（3）①玻璃棒 ②87.86%
（3） ①过滤时用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒；设 AlN 的质量为 a g，根据关系式
2AlN~Al2O3 Δm
82 102 20
a 0.9
a=0.369 g，AlN 的质量分数为 0.369 100%=4.2
87.86%。
2．【答案】A
3．【答案】D
【解析】向含 Al2(SO4)3 和 AlCl3 的混合溶液与 Ba(OH)2 溶液反应的实质是 Al3+与 OH−、Ba2+与 2
4SO 之间
的离子反应，如下：Ba2++ 2
4SO ===BaSO4↓，Al3++3OH−===Al(OH)3↓，Al(OH)3+OH−=== 2AlO +2H2O，假
设 1 mol Al2(SO4)3 中 2
4SO 完全被沉淀所需 Ba(OH)2 量为 3 mol，提供 6 mol OH−，1 mol Al2(SO4)3 中含有
2 mol Al3+，由反应 Al3++3OH−===Al(OH)3↓可知，2 mol Al3+完全沉淀，需要 6 mol OH−，故：从起点到 A
点，可以认为是硫酸铝与氢氧化钡恰好发生反应生成硫酸钡、氢氧化铝沉淀，A 点时 2
4SO 完全沉淀，
A~B 为氯化铝与氢氧化钡的反应，B 点时溶液中 Al3+完全沉淀，产生沉淀达最大值，溶液中溶质为 BaCl2，
B~C 为氢氧化铝与氢氧化钡反应，C 点时氢氧化铝完全溶解。A、C 点时氢氧化铝完全溶解，转化为偏
铝酸盐，故 C 点铝元素存在形式是 2AlO ，A 正确；B、D 点的溶液中含有 Ba2+、 2AlO ，通入二氧化碳
立即产生碳酸钡、氢氧化铝沉淀，B 正确；C、前 3 L Ba(OH)2 溶液与溶液中 Al2(SO4)3 反应，从 3 L~6 L
为 Ba(OH)2 溶液与溶液中 AlCl3 反应，二者消耗的氢氧化钡的物质的量相等为 3 L×1 mol/L=3 mol，由生
成硫酸钡可知 3n[Al2(SO4)3]= n [Ba(OH)2]，故 n[Al2(SO4)3]=1 mol，由氯化铝与氢氧化钡生成氢氧化铝可
知 3n(AlCl3)=2n [Ba(OH)2]=6 mol，故 n(AlCl3)=2 mol，故原溶液中原混合液中 c[Al2(SO4)3]∶c(AlCl3)=1∶
2，C 正确；D、OA 段实质为硫酸铝与氢氧化钡恰好发生反应生成硫酸钡、氢氧化铝沉淀，反应离子方
程式为：3Ba2++2Al3++6OH−+3 2
4SO ===3BaSO4↓+2Al(OH)3↓，D 错误；答案选 D。学&科网
4．【答案】（1）0.06 440 （2）400 mL （3） 1
2
≤a
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