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1、2020-2021 福州备战高考化学专题训练- 镁及其化合物的推断题综合题分类一、镁及其化合物1 某同学用含结晶水的正盐X( 四种短周期元素组成的纯净物) 进行了如下实验：实验中观测到：混合气甲呈无色并被蒸馏水全部吸收；固体乙为纯净物；在步骤中，取1/10 溶液丙，恰好中和需消耗0.00200molNaOH；另取一定量的溶液丙，加入少量K2FeO4 固体，产生黄绿色气体。请回答：（1） X 的化学式是 _，步骤的化学方程式是_ 。（2）溶液丙与K2FeO4 固体反应的化学方程式是_ 。【答案】 MgCl26H2OMgCl26H2OMgO+2HC1+5H 2O2K2 FeO4+16HC1=4KC
2、l+2FeCl 3+3Cl2+8H2O【解析】【分析】据题意知，含结晶水的正盐 X 共含有四种短周期元素，经灼烧所得的混合气体中含有水蒸气，混合气甲经步骤 、 、 得白色沉淀，可判断混合气甲中有氯元素，由混合气甲呈无色并被蒸馏水全部吸收，且溶液丙可以被黄绿色气体，可得混合气体甲中含有HClNaOH 溶液中和、与少量K 2FeO4 反应能生成气体。结合正盐X 灼烧得到混合气体甲和固体乙可推知 X 含有 H、 O、 Cl 和一种金属元素。依题意经计算可知混合气体甲中：n(HCl)=0.02mol ，n(H2O)=mol=0.05mol 。又因盐 X 为正盐，并且所含元素均为短周期元素，可知其阴离子
3、为氯离子，阳离子可能为Na+、 Mg 2+或 Al 3+。若是钠离子，则 X 灼烧时无法产生 HCl 气体，不符合题意，而氯化镁晶体和氯化铝晶体灼烧后得到的分别是氧化酶和氧化铝，根据固体乙的质量计算可知阳离子为 Mg 2+，固体乙为 MgO ， n(MgO)-0.01mol ，故 X 为 MgCl 2 26H O，据此解答。【详解】据题意知，含结晶水的正盐X 共含有四种短周期元素，经灼烧所得的混合气体中含有水蒸气，混合气甲经步骤 、 、 得白色沉淀，可判断混合气甲中有氯元素，由混合气甲呈无色并被蒸馏水全部吸收，且溶液丙可以被NaOH 溶液中和、与少量K 2FeO4 反应能生成黄绿色气体，可得混
4、合气体甲中含有HCl气体。结合正盐X 灼烧得到混合气体甲和固体乙可推知X 含有H、 O、 Cl 和一种金属元素。依题意经计算可知混合气体甲中：n(HCl)=0.02mol ，n(H2O)=mol=0.05mol 。又因盐 X 为正盐，并且所含元素均为短周期元素，可知其阴离子为氯离子，阳离子可能为Na+、 Mg 2+或 Al 3+。若是钠离子，则X 灼烧时无法产生 HCl 气体，不符合题意，而氯化镁晶体和氯化铝晶体灼烧后得到的分别是氧化酶和氧化铝，根据固体乙的质量计算可知阳离子为 Mg 2+，固体乙为MgO ， n(MgO)-0.01mol ，故 X 为 MgCl 226H O，（1）由分析可知
5、 X 的化学式为 MgCl 26H2 O，其灼烧时分解生成MgO 、 HCl 和 H2O，发生反应的化学方程式为：MgCl 26H 2OMgO+2HC1 +5H 2O。（ 2）溶液丙为稀盐酸，加入少量 K2FeO4 固体，产生黄绿色气体为 Cl 2，可知此反应发生氧化还原反应，还原产物应为 FeCl3，根据电子守恒和原子守恒可知发生反应的化学方程式为： 2K 2FeO4+16HC1=4KCl+ 2FeCl 3+ 3Cl 2 +8H2O。2 在一定条件下，单质BC DE都能与A单质发生化合反应，转化关系如图所示。已、 、知： G 是黑色晶体，能吸附B 单质； H 能与氢氧化钠溶液或盐酸反应；实验
6、时在G和 C 的混合物表面加入某强氧化剂粉末，在表面上插入一根除去氧化膜的E 片，点燃E 引发 G 与 C 的反应； I 是绿色植物光合作用的原料，温室中常用它作肥料。根据上述信息，回答下列问题：(1)I 的电子式为 _， G 的俗名是 _。(2)以 C 和 E 为电极在 NaOH 溶液中构成原电池，该原电池的负极反应式为_。(3)根据 E 和 A 反应的能量变化图像写出热化学方程式：_ 。(4)两种常见含 C元素的盐，一种 pH7，另一种 pH7，该盐为偏铝酸盐，另一种pH7，该盐为铝盐，两种溶液混合时发生反应的离子方程式为3AlO2-+Al3+6H2O=Al(OH)3；(5)铁在高温下和水
7、蒸气反应产生Fe3O4和 H2，在该反应中 Fe 失去电子变为 Fe3O4， H2O 中的 H 得到电子变为 H2， 3 mol Fe 失去 8 mol 电子，故反应的电子转移表示为：。【点评】本题考查无机物推断，物质的颜色、物质的特殊性质等是推断突破口，需要学生熟练掌握元素化合物知识，结合元素及化合物的结构与性质分析、解答。3 将一定质量的镁铝粉末混合物投入一定浓度的200 mL 盐酸中 ,使合金全部溶解 ,向所得溶-1NaOH 溶液的体积的关系液中滴加 5.0 mol L 的 NaOH 溶液至过量 ,生成沉淀的质量与加入如图所示。(1)原合金中铝的物质的量分数为_ 。(2)盐酸中 HCl
8、的物质的量浓度为_ 。【答案】 36%4mol/L【解析】【分析】由图可知，加入20m 氢氧化钠溶液开始产生沉淀，说明所得溶液中含有盐酸；再加入氢氧化钠溶液，镁离子和铝离子完全反应生成19.4g 沉淀，当加入180ml 氢氧化钠溶液时，氢氧化铝与氢氧化钠溶液完全反应，得到11.6g 氢氧化镁沉淀。【详解】（1）由图可知，氢氧化镁的质量为11.6g，氢氧化铝的质量为（ 19.4 11.6） g=7.8g，由原11.6 g子个数守恒可知，合金中镁的质量为58g / mol 24g/mol=4.8g ，铝的质量为7.8 g2.7 g100%=36%，故答案为： 36%；78g / mol 27g/m
9、ol=2.7g ，则铝的物质的量分数为4.8 g 2.7 g（2）由图可知，当加入180ml 氢氧化钠溶液时，氢氧化铝与氢氧化钠溶液完全反应，得到氯化钠和偏铝酸钠的混合溶液，由铝原子个数守恒可知n（ AlO2-） =n（ Al3+） =0.1mol，+-1由电荷守恒可得 n（ Na ） =n（ Cl） +n（AlO2 ）， n（ Cl ） =5.0 mol L0.18L0.8 mol=4mol/L ，故答案为： 4mol/L 。0.1mol=0.8mol ，则 200 mL 盐酸的浓度为 0.2 L4将 3.9g的镁铝合金粉末放于过量的盐酸中，产生的气体体积在标况下是4.48L。请计算：(1)
10、合金中镁的质量分数；(2)合金中镁铝的物质的量之比。【答案】 (1)30.77%(2)n(Mg) n(Al) 1 2【解析】设合金中镁的物质的量为x，铝的物质的量为y，则：Mg + 2HCl =MgCl2 + H2122.4x22.4x2Al +6HCl =2AlCl +3 H 322322.4y33.6y24x + 27y=3.922.4x+ 33.6y=4.48解得 x=0.05mol ， y=0.1mol ；（1）合金中镁的质量分数=0.05 24 100% =30.77%；3.9（ 2） )n(Mg) n(Al) 0.05mol : 0.1mol =1 2。5 某学习小组用下图装置测定
11、铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量.（提示：镁、铝均与酸反应，铝还能和碱反应：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2）实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是除去铝镁合金表面的氧化膜。（1） A 中试剂为 _.（填 “NaOH 溶液 ”或 “稀盐酸 ”）（2）检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有： 记录C 的液面位置； 将 B 中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重； 待 B 中不再有气体产生并恢复至室温； 由 A 向 B 中滴加足量试剂； 检查气密性； 调整橡胶软管使D 和 C的液面相平。上述操作的顺序是 _；（填序号）（3） B 中发生反应
12、的离子方程式为_（4）实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将_.（填“” “” “”偏大 、 偏小 、 不受影响 ）（5）若实验用铝镁合金的质量为a g,测得氢气体积为b ml （已换算为标准状况），B 中剩余固体的质量为c g，则铝的相对原子质量为 _.（用含 a、 b、 c 的代数式表示）【答案】 NaOH 溶液2Al+2OH-2 偏小22+2H O=2AlO+3H33600（ a c）b【解析】【分析】(1)Mg 、 Al 均可以和酸反应，因此不可以用酸来实验，由于Al 可以和碱反应而不和Mg 反应，则可以用NaOH 与 Al 反应制得 H2，然后用排水法收集H2 ，
13、以计算 Al 的量；(2)整个操作过程及原理是：检查气密性；记录起始液面；加入碱反应；不产生气体后，记录 C 中的液面，两者相减即为产生H2 的量；最后称得的固体即为Mg 的质量在读数时要注意 D、 C 液面相平，否则气体将受压，造成读数不准；(3)B 中发生的是Al 与碱的反应；(4)未洗涤，则造成(a-c)变小，再分析判断；(5)(a-c)即为铝的质量，再除以Al 的物质的量即为铝的摩尔质量，而n(Al)可以由产生的H2获得。【详解】(1)根据铝镁的化学性质，铝镁都能与酸反应放出氢气，但铝还能与碱(如 NaOH 溶液 )反应放出氢气，而镁不能，要测定铝镁合金中铝的质量分数，应选择NaOH
14、溶液；(2)实验时首先要检查气密性，记下量气管中C 的液面位置，再加入 NaOH 溶液开始反应，待反应完毕并冷却至室温后，调整橡胶软管使D 和 C 的液面相平，再记录量气管中C 的液面位置，最后将B 中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；故答案为；(3)B 管中铝与 NaOH 溶液的反应生成 NaAlO2 和 H2 ，离子反应方程式为 2Al+2OH-+2H O=2AlO +3H ；222acc 值偏(4)铝的质量分数为： 100%，实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，a大，铝的质量分数偏小；(5)铝镁合金的质量为a g， B 中剩余固体镁的质量为c g，则参加反应的铝的质量为(a-c)g，设铝
15、的相对原子质量为M ，则：2Al+2NaOH+2H O=2NaAlO +3H 2222M3 22400ml(a-c)gbml解之得： M= 33600a c。b.M（仅含三种短周期元素）是一种储氢材料。为探究M的组成和性质，设6 某化合物计并完成如下实验：已知：化合物A 仅含两种元素；气体B 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。请回答：（ 1）化合物 M 的组成元素是 _（用元素符号表示）。（ 2）化合物 A 与水反应的化学方程式是 _ 。（3）镁带在足量气体B 中燃烧可生成化合物 M 和一种单质气体，该反应的化学方程式是_。II无机盐 X 仅由三种短周期元素组成，其相对分子质量为238，原子个数比为
16、1 14。将 23.8gX 与水共热，生成一种有特殊臭味的气体单质A 和某强酸的酸式盐溶液B， B 的焰色反应呈黄色，在溶液B 中加入足量的 BaCl2 溶液，产生 46.6g白色沉淀。请推测并回答：（4）单质 A 有很强的氧化性，可用于净化空气，饮用水消毒等。A 中组成元素的简单离子结构示意图为 _ 。（ 5） X 的化学式 _。（ 6）实验室可通过低温电解 B 溶液制备 X。该电解反应的化学方程式_ 。（7） X 氧化能力强，对环境友好，可用于脱硝、脱硫。在碱性条件下，X 氧化NO 的离子方程式_ 。（ 8） X 溶液与铜反应时先慢后快。某同学认为除反应放热这一因素外，还有一种可能是反应生
17、成的 Cu2+对后续反应起催化作用，为此他设计了如下实验方案：取少量铜粉置于试管中，先加入少量CuSO4 溶液，再加入 X 溶液，振荡，观察现象。若加入硫酸铜溶液的反应2起了催化作用，反之2不起作用。写出X 与铜反应的化学方程式快，说明 CuCu_，判断该同学设计的验证方法合理性并说明理由_。【答案】 Mg、 N、HMg3 2223N+ 6H O = 3Mg（ OH） + 2NH点燃电解2-Mg+2NH3Mg(NH2)2+H2Na2S2O82NaHSO4Na2S2O8 +H2 3S2 O8-2-Na2S2O8+Cu=Na2SO4+CuSO4该同学的验证方法不合理，因+2NO+8OH =6SO4
18、+2NO3 +4H2O为加入CuSO2-起催化作用4 溶液，反应速率快也可能是SO4【解析】【分析】I.气体 B（4.48L）能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，B 为 NH3，其物质的量为4.48L 22.4L/mol=0.2mol，某物质 M （仅含三种元素）是一种储氢材料，M 隔绝空气高温分解生成固体A 和氨气，镁带在足量气体B 中燃烧可生成化合物M，证明 M 中含有 N、H、 Mg 元素， A 只含两种元素， A 和水反应生成氨气和白色沉淀C，固体 A 和水反应生成氨气物质的量为0.1mol ，白色沉淀 C 为氢氧化镁沉淀，则A 为 Mg3N2，物质的量为0.05mol ，由元素守恒可知 Mg
19、 元素物质的量0.15mol ， M 中含氮元素为0.2mol+0.1mol=0.3mol，所含氢元素物质的量为(8.4g-0.3mol 14g/mol-0.15mol 24g/mol) 1g/mol=0.6mol，M 中元素物质的量之比为n（ Mg）： n（ N）： n（ H）=0.15：0.3： 0.6=1：2： 4，可知 M 化学式为 Mg（ NH2） 2，以此来解答。II无机盐 X 仅由三种短周期元素组成，其相对分子质量为238，23.8gX 的物质的量为0.1mol ， X 与水共热生成一种有特殊臭味的气体单质A 和某强酸的酸式盐溶液B， B 的焰色反应呈黄色， B 中含有 Na 元
20、素，则 X 含有 Na 元素，在溶液B 中加入足量的BaCl2 溶液，产生 46.6g 白色沉淀，白色沉淀为BaSO0.2mol ，根据 S原子守恒可知 X4，其物质的量为中含有2 个 S 原子， B 为 NaHSO4， X 中三种元素原子个数比为1： 1： 4，该无机盐 X 可以表示为（ NaSX4） 2，则 X 元素相对原子质量为16， X 为 O 元素，故 A 为 O3， X 为Na2S2O8【详解】 . (1)由上述分析可知， M 中含元素为 Mg、N、H，故答案为： Mg 、 N、 H；(2)化合物 A 与水反应的化学方程式是Mg 3N2 +6H2O 3Mg(OH)2 +2NH3，故
21、答案为： Mg 3N2 +6H2 O 3Mg(OH)2 +2NH3；(3)镁带在足量气体B 中燃烧可生成化合物M 和一种单质气体,气体为氢气,则该反应的化学方程式是Mg+2NH3 Mg(NH2)2+H2，故答案为： Mg+2NH3 Mg(NH2)2+H2。II（ 4）单质A 为O3，组成元素的简单离子结构示意图为：，故答案为：；（ 5） X 的化学式为： Na2S2O8，故答案为： Na2S2O8；（ 6）实验室可通过低温电解 NaHSO4 溶液制备 Na2S2O8，电解方程式为：2NaHSO4Na2S2O8+H2；（7） X 氧化能力强，对环境友好，可用于脱硝、脱硫在碱性条件下，Na2 S2
22、O8 氧化 NO 的离子方程式为： 3S2O82-42-3 -2+2NO+8OH =6SO+2NO +4H O，2-2-故答案为： 3S2O8 +2NO+8OH =6SO4+2NO3 +4H2O；（ 8） Na2S2 O8 与铜反应的化学方程式： Na2S2O8+Cu=Na2SO4+CuSO4，该同学的验证方法不合理，因为加入 CuSO4 溶液，反应速率快也可能是 SO42- 起催化作用，故答案为： Na2S2O8+Cu=Na2SO4+CuSO4；该同学的验证方法不合理，因为加入CuSO4 溶液，反应速率快也可能是SO42-起催化作用。7 金属 Mg及其化合物有重要的用途，请回答下列问题（1）
23、 MgO的重要用途有_。（写出一种）（2）井水中含有较多的2+2+-2+Ca 、 Mg 、 HCO3等离子，可以通过煮沸的方式将Mg 转化为2_。Mg(OH) ，发生的离子方程式是：（3）金属 Mg可以用来冶炼 Ti:2Mg+TiCl4Ti+2MgCl 2。可以用作该反应保护气的是_。A HeB C02CN2D HCl（4）在蒸发皿中放人研细的碘和镁粉，无现象，滴入几滴水后立即产生大量的紫烟，紫烟的成分是 _（填分子式）；对于实验中水的作用，甲同学认为是水溶解了I 2，增大了 I 2 与 Mg的接触面积，导致了反应加快，乙同学认为是I 2 与 H2O反应生成了酸，是酸与Mg反应放出热量，加快了
24、I 2与 Mg的反应，请利用供选试剂： 0.01mol/L I2的 CCl4 溶液、0.01 mol/L I2 水、 I 2 粉、 Mg粉、蒸馏水，设计实验证明哪位同学的说法合理：_。（包括实验过程、现象和结论）（5）一种新型的Mg-H2O2 酸性介质电池工作原理如图，正极发生的电极方程式为：_。【答案】 做耐火材料或冶炼 Mg Mg 2+ 2HCO3-Mg(OH) 2 +2CO A I2 取少量的0.01mol/L 的 CCl4 溶液于试管中，加入少量Mg 粉，振荡；再加入少量蒸馏水振荡，对比加水前后反应的快慢，如加快明显说明乙同学正确，如加快不明显，说明甲同学正确。或取两支试管，分别加入相
25、同体积的两种碘的溶液，同时加入相同量的Mg 粉，观察两支试管反应的快慢，如盛水溶液的试管明显快些，说明乙同学正确，如两试管反应速度相差不大，说明甲同学正确 H2O2+2H+2e-=2H2O【解析】 （1） MgO 的重要用途有做耐火材料或冶炼Mg 等。（2）加热时促进镁离子和碳酸氢根离子的水解反应，因此发生的离子方程式是2+-Mg + 2HCO3Mg(OH) 2 +2CO。（ 3）镁与 CO2 、氮气和氯化氢均反应，所以可以用作该反应保护气的是 He，答案选 A；（ 4）碘是紫黑色固体，所以紫烟的成分是I2；根据两个假设可知实验方案为：取少量的0.01mol/L 的 CCl4 溶液于试管中，加
26、入少量Mg 粉，振荡；再加入少量蒸馏水振荡，对比加水前后反应的快慢，如加快明显说明乙同学正确，如加快不明显，说明甲同学正确。或取两支试管，分别加入相同体积的两种碘的溶液，同时加入相同量的Mg 粉，观察两支试管反应的快慢，如盛水溶液的试管明显快些，说明乙同学正确，如两试管反应速度相差不大，说明甲同学正确。（5）原电池中正极发生得到电子的还原反应，因此正极是双氧水得到电子，电极方程式为H2O2 +2H+ +2e-=2H2O。8 有一镁铝混合物重a g ，取其一半和足量的盐酸反应，放出V L 的氢气。取其另一半和1足量的 NaOH溶液反应，放出V2 L 的氢气（均为标况下）。求混合物中镁和铝的质量比
27、。_【答案】 4(V1 -V2):3V2【解析】混合物与盐酸反应则两者皆反应： 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2、Mg+2HCl=MgCl2+H2，与氢氧化钠则镁不反应， Al 才发生反应 :2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 ，由于等量的 Al与盐酸或 NaOH 生成的氢气一样多，则Mg 与稀盐酸反应生成的氢气为（V1-V2） L， Al 与稀盐酸反应放出的氢气为V2L；原混合物中镁和铝的质量比为:=4(V -V ):3V 。1229镁合金是重要的民用和航空材料，镁作为一种强还原剂，还用于钛、镀和铀的生产，氯酸镁 Mg(ClO3)2常用作催熟剂、除草剂等。（ 1）氧化
28、镁的电子式为 _。（ 2）写出镁与 TiCl4 在高温条件下制取钛的化学方程式_。（ 3）从海水中提取金属镁用到的主要化学药品有_。（ 4）某研究小组同学在实验室用卣块制备少量Mg(ClO3)26H2O，其流程如下：已知： I 卤块主要成分为 Mg Cl26H2O，含有 MgSO4、FeCl2 等杂质。 可选用的试剂： H2 O2, 稀硫酸、 KMnO4 溶液、 MgCl2 溶液、 MgO。 加入 BaCl2 溶液的目的是_。 步骤 X 中需将 Fe2 转化为 Fe3 ，所选的试剂为_。 Mg(ClO 3)2 加入到含有 KSCN的 FeSO4 酸性溶液中立即出现红色，写出相关反应的离子方程式
29、： _ 【答案】（ 1）（ 2 分）（2） 2Mg+TiCl4Ti+2MgCl2（ 2 分）（3）石灰乳（或石灰石、生石灰）、盐酸（2 分）（4） 沉淀 SO42 （或除去 SO42）（ 1 分）H 2O2（ 1分）2+3+-3+- ClO 3+6Fe +6H =6Fe +Cl+3H2O（ 2分）、 Fe+SCNFe(SCN)3(不写不扣分 )【解析】试题分析：（ 1） )氧化镁是离子化合物，其电子式为；（2）镁与 TiCl4 在高温条件下制取钛的化学方程式为：2Mg+TiCl4Ti+2MgCl2；（3）从海水中提取金属镁的流程：所以用到的主要化学药品有：石灰乳（或石灰石、生石灰）、盐酸；（4
30、） 根据题给流程知，加入BaCl2 溶液的目的是沉淀SO4 2（或除去 SO42 ）； 步骤X 中需将 Fe2 转化为 Fe3 ，不引入新的杂质，所选的试剂为H2O2； Mg(ClO 3)2 加入到含有 KSCN的 FeSO酸性溶液中立即出现红色，相关反应的离子方程式：4ClO32+3+-3+-+6Fe +6H =6Fe +Cl +3H2O、 Fe +SCNFe(SCN)3。考点：考查电子式、化学方程式的书写，化学工艺流程10 某研究性学习小组以一种工业废料制备高纯MgO，设计了流程如下。请回答下列问题。（1）步骤中生成2+Mg 的离子方程式为 _（2）下列物质可用于代替步骤中2 2的是_H
31、OA NaClB Cl 2C铁粉D KMnO4（3）步骤中采用如图所示装置除去Fe3+实验装置图中仪器A 的名称为 _充分振荡并静置分层，打开仪器A 上口的玻璃塞后，上、下层分离的正确操作是：_图中存在的错误是：_（ 4）步骤中 NaOH加入的量是 _ （填“少量”或“过量”）（ 5）实验中，取工业废料 40.0g （ MgCO3的含量为 42%），得到 4.0g 高纯氧化镁。该实验中高纯氧化镁的产率为_（）（6）高纯氧化镁可能具有如下性质和用途，正确的是_A耐酸B耐碱C制耐火坩埚D制信号弹和焰火材料【答案】MgCO 3+ 2H+2+22= Mg+ CO + HO B 分液漏斗 下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出分液漏斗下端没有紧靠烧杯内壁过量 50% BC【解析】试题分析：以工业制取高纯MgO为题材，重点考查离子方程式书写、氧化剂的选择、萃取和分液操作、化学计算等知识，考查考生对实验流程图的分析能力。制备流程中，废料在浓盐酸作用下，MgCO3、 Fe 和 Al 的氧化物溶解得到MgCl2、 FeCl 2、 FeCl 3、AlCl 3，并通过过滤与不溶物分离。步骤是将Fe2+氧化成 Fe3+，再用有机溶剂萃取、分液分离出来。水溶液中的MgCl2、 AlCl 3 用过量 NaOH反应后得到 Mg(OH)2 沉淀和 NaAl