（新課標）高考化學總復習第3章第二節(jié)鎂、鋁及其化合物講義.docx

第二節(jié)鎂、鋁及其化合物高考備考指南考綱定位1.掌握鎂、鋁的主要性質(zhì)及其應用。2.掌握鎂、鋁的重要化合物的主要性質(zhì)及其應用。3.了解鎂、鋁及其重要化合物的制備方法。核心素養(yǎng)1.宏觀辨識認識鎂、鋁及其化合物的性質(zhì)和應用，同時知道兩性氧化物和兩性氫氧化物的特征反應。2.科學探究科學領(lǐng)悟鎂、鋁及其化合物的性質(zhì)及探究方案并實驗探究過程。3.社會責任利用鋁土礦的開發(fā)利用領(lǐng)悟可持續(xù)發(fā)展意識和綠色化學理念。鎂、鋁的主要性質(zhì)及其應用(對應復習講義第27頁)1鎂的性質(zhì)鎂是銀白色有金屬光澤的輕金屬，密度較小，硬度較小。(1)與非金屬單質(zhì)的反應鎂條在O2中燃燒，發(fā)出耀眼的強光，生成白色固體物質(zhì)，反應的化學方程式為2MgO22MgO。鎂條能與N2反應，化學方程式為3MgN2Mg3N2。(2)與水或酸的反應鎂與水反應：鎂不易與冷水反應，能與沸水反應Mg2H2OMg(OH)2H2。鎂與酸的反應：鎂是活潑金屬，能與鹽酸、稀硫酸反應放出H2，反應的離子方程式為Mg2H=Mg2H2。(3)與某些氧化物的反應鎂能在CO2中燃燒，反應的化學方程式為2MgCO2C2MgO。2海水中提鎂(1)工藝流程(2)基本步驟及主要反應制熟石灰CaCO3CaOCO2，CaOH2O=Ca(OH)2沉淀Mg22OH=Mg(OH)2酸化Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O蒸發(fā)結(jié)晶析出MgCl26H2O脫水在氯化氫氣流中使MgCl26H2O脫水制得無水氯化鎂電解電解熔融氯化鎂制得鎂：MgCl2(熔融)MgCl23.鋁的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(1)結(jié)構(gòu)Al的結(jié)構(gòu)示意圖：13 2, 8, 3, ，鋁是地殼中含量最多的金屬元素。(2)性質(zhì)銀白色有金屬光澤的固體，有良好的延展性、導電性和導熱性等，密度較小，質(zhì)地柔軟。寫出圖中有關(guān)反應的方程式(能寫離子方程式的寫離子方程式)： 2Al3Cl22AlCl3，Al 2Al2OH2H2O=2AlO3H2， 2AlFe2O32FeAl2O3(鋁熱反應)。提醒(1)Mg、Al與HNO3反應均不生成H2。(2)鋁熱反應體現(xiàn)了Al的強還原性。(1)鋁在自然界中有游離態(tài)和化合態(tài)兩種形式。()(2)MgO與Al粉的混合物也可稱為鋁熱劑。()(3)將濃HNO3滴入用砂紙打磨過的鋁條中，產(chǎn)生紅棕色氣體。()(4)用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細打磨過的鋁箔在酒精燈上加熱，熔化后的液態(tài)鋁滴落下來，說明Al的熔點較低。()(5)1 mol Al與足量的稀硫酸或足量的氫氧化鈉溶液反應轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同。()(6)鎂在空氣中燃燒只生成MgO。()提示(1)(2)(3)(4)(5)(6)角度1鎂、鋁的主要性質(zhì)及有關(guān)計算1下列關(guān)于鎂、鋁的說法正確的是()A鎂鋁制品在空氣中能穩(wěn)定存在是因為鋁不活潑B濃HNO3、濃H2SO4能用鋁制器皿盛裝是因為鋁與濃HNO3、濃H2SO4不反應C鎂、鋁均與NaOH溶液反應D鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應是利用了Al的還原性比Fe強DA項，鎂鋁制品在空氣中穩(wěn)定存在的原因是形成了一層致密氧化膜保護內(nèi)部金屬；B項，濃HNO3、濃H2SO4用鋁制器皿盛裝是因為鋁遇濃HNO3、濃H2SO4鈍化，不是不反應；C項，鎂與NaOH溶液不反應。2將等物質(zhì)的量的鎂和鋁混合，取等質(zhì)量該混合物四份，分別加到足量的下列溶液中，充分反應后，放出氫氣最多的是()A3 molL1HClB4 molL1HNO3 C8 molL1NaOH D18 molL1H2SO4A在鎂、鋁混合物中加入HNO3和濃H2SO4都不產(chǎn)生H2；加入NaOH溶液，只有Al與其反應生成H2，而鎂不反應；加入鹽酸，鎂、鋁都與鹽酸反應生成H2，所以放出H2的量最多。3(1)等質(zhì)量的兩份鋁分別與足量的HCl、NaOH溶液反應，所得H2的體積之比是_。(2)足量的兩份鋁分別投入到等體積、等物質(zhì)的量濃度的HCl、NaOH溶液中，產(chǎn)生H2的體積之比是_。解析(1)根據(jù)化學方程式：2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2得Al與H2的關(guān)系式均為2Al3H2，故只要參加反應的Al的量相等，所得H2的量必相等。(2)因為在反應中Al過量，產(chǎn)生的H2由HCl和NaOH的量決定。根據(jù)化學反應中的關(guān)系式：6HCl3H2、2NaOH3H2，故當HCl、NaOH物質(zhì)的量相等時，二者產(chǎn)生H2的體積比為13。答案(1)11(2)13鋁與酸、堿反應生成H2的量的關(guān)系(1)無論與酸還是與堿反應，Al與H2的關(guān)系都是2Al3H2。(2)等質(zhì)量的鋁與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液分別反應：產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量相等。消耗H、OH的物質(zhì)的量之比為n(H)n(OH)31。(3)足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的HCl和NaOH反應：消耗Al的物質(zhì)的量之比為13。生成H2的物質(zhì)的量之比為13。(4)一定量的鋁分別與一定量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應，產(chǎn)生氫氣的體積比，則必定是a.鋁與鹽酸反應時，鋁過量而鹽酸不足；b.鋁與氫氧化鈉溶液反應時，鋁不足而氫氧化鈉過量。角度2海水中提取鎂4世界上60%的鎂是從海水中提取的，其提取步驟如下：把貝殼制成生石灰；向海水中加入生石灰，過濾，洗滌沉淀物；將沉淀物與鹽酸反應，結(jié)晶、過濾；在氯化氫熱氣流中加熱晶體；電解上述所得鹽(熔融條件下)。下列說法正確的是()A向洗滌液中滴加碳酸鈉溶液可檢驗沉淀是否洗滌干凈B上述轉(zhuǎn)化過程中包括了分解、化合、復分解、置換四種反應類型C在氯化氫熱氣流中干燥晶體是為了加快干燥速率D步驟也可以采用電解該鹽水溶液的方法A洗滌液中如果含有Ca2，滴加碳酸鈉溶液會生成白色沉淀，所以可檢驗沉淀是否洗滌干凈，故A正確。提取鎂的過程中涉及的反應主要有：CaCO3CaOCO2、CaOH2O=Ca(OH)2、Ca(OH)2MgCl2=CaCl2Mg(OH)2、Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O、MgCl26H2OMgCl26H2O、MgCl2(熔融)MgCl2。上述反應中沒有置換反應，故B錯誤。在氯化氫熱氣流中干燥晶體是為了抑制MgCl2水解，故C錯誤。電解MgCl2溶液將得到氫氧化鎂，故D錯誤。鋁的重要化合物(對應復習講義第28頁)1氧化鋁兩性氧化物(1)物理性質(zhì)：白色固體，難溶于水，熔、沸點很高，可用作耐火材料。(2)化學性質(zhì)(寫離子方程式)Al2O3Al2O36H=2Al33H2OAl2O32OH=2AlOH2O Al2O3制備Al：2Al2O34Al3O22氫氧化鋁(1)物理性質(zhì)：白色膠狀不溶于水的固體，有較強的吸附性。(2)化學性質(zhì)(用化學方程式表示)Al(OH)33HCl=AlCl33H2OAl(OH)3NaOH=NaAlO22H2O受熱分解：2Al(OH)3Al2O33H2O。(3)制備向鋁鹽溶液中加入氨水，離子方程式為Al33NH3H2O=Al(OH)33NH。向NaAlO2溶液中通入足量CO2，離子方程式為AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO。NaAlO2溶液與AlCl3溶液混合：3AlOAl36H2O=4Al(OH)3。3常見的鋁鹽(1)硫酸鋁鉀是由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成的復鹽。(2)化學式為KAl(SO4)2。(3)電離方程式為KAl(SO4)2=KAl32SO。(4)應用：凈水；凈水原理為明礬電離出的Al3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Al33H2OAl(OH)3(膠體)3H。(5)向明礬溶液中加入Ba(OH)2溶液至SO恰好沉淀完全，其離子方程式為Al32SO2Ba24OH=2BaSO4AlO2H2O。角度1鋁的重要化合物的性質(zhì)及應用1下列關(guān)于鋁的化合物的性質(zhì)及應用敘述正確的是_(填序號)。氨氣使AlCl3溶液產(chǎn)生白色沉淀是因為氨氣被還原(2018全國卷)氫氧化鋁可用于中和過多胃酸()(2016全國卷)泡沫滅火器中所用試劑為Al2(SO4)3溶液和小蘇打溶液(2015全國卷)將氯化鋁溶液滴入濃氫氧化鈉溶液中，會產(chǎn)生大量白色沉淀(2014全國卷)鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應，反應后固體質(zhì)量增加答案2下列除去雜質(zhì)的方法不正確的是()A鎂粉中混有少量鋁粉：加入過量燒堿溶液充分反應，過濾、洗滌、干燥B用過量氨水除去Fe3溶液中的少量Al3CAl(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量燒堿溶液，充分反應，過濾，向濾液中通入過量CO2后過濾DMgO中混有少量Al2O3：加入足量燒堿溶液，充分反應，過濾、洗滌、干燥得到MgOB氨水與Fe3、Al3均產(chǎn)生沉淀，無法分離。角度2鋁土礦提鋁和Al(OH)3的制備3工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，含F(xiàn)e2O3雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如圖所示：下列敘述正確的是()A試劑X可以是NaOH溶液，也可以是鹽酸B反應過濾后所得沉淀為Fe(OH)3C圖中所有轉(zhuǎn)化反應都不是氧化還原反應D反應的化學方程式為NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3D根據(jù)流程圖可知，X一定是NaOH，Y一定是CO2，加X后得到的沉淀為Fe2O3。4實驗室可用鋁屑、氨水、氫氧化鈉溶液、稀硫酸等來制備氫氧化鋁，某同學設(shè)計了三種實驗方案：方案AlAl3Al(OH)3方案AlAlOAl(OH)3方案Al(OH)3(1)用方案制備Al(OH)3時使用的藥品最好是鋁屑、稀硫酸和氨水，不用氫氧化鈉代替氨水的原因是_；寫出該方案中有關(guān)的離子方程式：_。(2)用方案來制備Al(OH)3時，必須注意_的用量，以防止生成的Al(OH)3溶解。(3)三種方案中，你認為最好的是_(填序號)，原因是_。解析分析本題應從Al(OH)3的兩性著手，過量的強酸、強堿均會降低Al(OH)3的產(chǎn)率，而Al3與AlO反應制取Al(OH)3，則不存在該問題，故方案最佳。答案(1)若用NaOH溶液沉淀Al3，終點不易控制，因為Al(OH)3會溶于過量的NaOH溶液，從而影響Al(OH)3的生成量2Al6H=2Al33H2、Al33NH3H2O=Al(OH)33NH(2)稀硫酸(3)藥品用量最少鋁土礦提取Al2O3的兩工藝流程x()“鋁三角”和Al(OH)3圖像分析(對應復習講義第29頁)1“鋁三角”轉(zhuǎn)化與應用(1)Al3、Al(OH)3、AlO之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系(2)“鋁三角”轉(zhuǎn)化的應用判斷離子共存問題：Al3與OH及AlO、CO、S2等弱酸根陰離子；AlO與H、HCO以及弱堿陽離子Al3、Fe3等因生成沉淀或發(fā)生水解相互促進反應而不能大量共存。鑒別(利用滴加順序不同，現(xiàn)象不同)。a向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀溶解。b向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，開始無明顯現(xiàn)象，后產(chǎn)生白色沉淀，沉淀不溶解。2氫氧化鋁沉淀圖像分析與計算(1)四個基本圖像可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應的圖像操作向可溶性鋁鹽溶液中逐滴滴入NaOH溶液至過量向NaOH溶液中逐滴滴入可溶性鋁鹽溶液至過量現(xiàn)象立即產(chǎn)生白色沉淀漸多最多漸少消失無沉淀出現(xiàn)沉淀漸多最多沉淀不消失圖像離子方程式Al33OH=Al(OH)3Al(OH)3OH=AlO2H2OAl34OH=AlO2H2O3AlOAl36H2O=4Al(OH)3偏鋁酸鹽溶液與鹽酸反應的圖像操作向偏鋁酸鹽溶液中逐滴加稀鹽酸至過量向稀鹽酸中逐滴加偏鋁酸鹽溶液至過量現(xiàn)象立即產(chǎn)生白色沉淀漸多最多漸少消失無沉淀出現(xiàn)沉淀漸多最多沉淀不消失圖像離子方程式AlOHH2O=Al(OH)3Al(OH)33H=Al33H2OAlO4H=Al32H2OAl33AlO6H2O=4Al(OH)3(2)三個拓展圖像向AlCl3溶液中逐滴滴入氨水或NaAlO2溶液至過量，圖像如圖1所示。向NaAlO2溶液中逐滴滴入AlCl3溶液或通入CO2至過量，圖像如圖2所示。圖1 圖2向MgCl2、AlCl3和鹽酸的混合溶液(即將Mg、Al溶于過量鹽酸所得的溶液)中逐滴滴入NaOH溶液至過量，圖像如圖3所示。角度1“鋁三角”轉(zhuǎn)化及應用1常溫下，下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是()A中性溶液中：Cl、Mg2、Al3、KB1.0 molL1的NaAlO2溶液中：Cl、HCO、K、Ca2C在強堿性環(huán)境中：AlO、SiO、Na、KD0.1 molL1明礬溶液中：NH、AlO、HCO、NaCA項，Al3、Mg2水解，溶液呈酸性；B項，AlO與HCO反應；D項，Al3與AlO、HCO均反應，不能共存。2下列各組物質(zhì)，前者逐滴滴加到后者中直至過量，先出現(xiàn)白色沉淀，后來沉淀又消失的是()AH2SO4滴入NaAlO2溶液中BBa(OH)2溶液滴入Al2(SO4)3溶液中CAl2(SO4)3溶液滴入NaOH溶液中D氨水滴入Al2(SO4)3溶液中A將H2SO4滴入NaAlO2溶液中，先生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3又溶于過量的H2SO4中，A正確；Ba(OH)2溶液滴入Al2(SO4)3溶液中，先生成BaSO4、Al(OH)3沉淀，而Al(OH)3又溶于Ba(OH)2溶液，但BaSO4不溶解，B錯誤；Al2(SO4)3溶液滴入NaOH溶液中，開始由于OH過量發(fā)生反應：Al34OH=AlO2H2O，故開始無沉淀生成，C錯誤；氨水滴入Al2(SO4)3溶液中，立即產(chǎn)生Al(OH)3沉淀，但沉淀不溶于氨水，D錯誤。角度2Al(OH)3沉淀圖像分析3如圖表示AlCl3溶液與NaOH溶液相互滴加過程中微粒的量的關(guān)系曲線。下列判斷錯誤的是()A線表示Al3的物質(zhì)的量的變化Bx表示AlCl3的物質(zhì)的量C線表示Al(OH)3的物質(zhì)的量的變化D線表示AlO的物質(zhì)的量的變化Bx代表的是強堿NaOH。4