高考化學(xué)全國通用大一輪復(fù)習(xí)鎂鋁及其重要化合物

第2講鎂、鋁及其重要化合物【考綱要求】了解鎂、鋁及其重要化合物的制備方法,掌握其主要性質(zhì)及其應(yīng)用。知識(shí)整合

核心主干系統(tǒng)全面1.鋁的原子結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)銀白三ⅢA考點(diǎn)一鋁的性質(zhì)及應(yīng)用2.鋁的化學(xué)性質(zhì)(寫出化學(xué)方程式)氧化膜鈍化3.鋁的制備及用途冰晶石【多維思考】1.判斷下列說法是否正確,正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“×”。(1)鋁制餐具可長時(shí)間存放酸性或堿性食物。(

)(2)鋁箔插入稀硝酸中無現(xiàn)象,說明鋁箔表面被HNO3氧化,形成致密的氧化膜。(

)(3)工業(yè)上電解熔融狀態(tài)的Al2O3制備Al。(

)(4)1molAl與足量的硫酸或足量的氫氧化鈉溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同。(

)(5)鋁與少量NaOH溶液反應(yīng)得到鋁鹽,與足量NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鹽。(

)提示:(1)×

(2)×

(3)√

(4)√

(5)×2.鋁的化學(xué)性質(zhì)活潑,為什么日常生活中廣泛使用的鋁制品通常具有較強(qiáng)的抗腐蝕性能?常溫下為什么能用鋁制槽車來儲(chǔ)運(yùn)濃H2SO4或濃HNO3?提示:鋁在常溫下迅速被氧氣氧化,形成一層致密的氧化膜,保護(hù)鋁不再被氧化,因而鋁制品通常具有較強(qiáng)的抗腐蝕性能。常溫時(shí),濃H2SO4和濃HNO3能使鋁鈍化,因此可用鋁制槽車儲(chǔ)運(yùn)濃H2SO4或濃HNO3。典例示范

審題答題規(guī)范訓(xùn)練(高考題組合)下列說法正確的是(

)審題指導(dǎo)①明確打磨后的鋁加熱時(shí)有氧化鋁生成,氧化鋁包裹著液態(tài)的鋁,使其不會(huì)滴落②Al能和強(qiáng)酸、強(qiáng)堿發(fā)生反應(yīng)③注意質(zhì)量守恒定律④不能忽略鈍化反應(yīng)解析:由于鋁箔表面有一薄層Al2O3,且Al2O3的熔點(diǎn)很高,故熔化的液態(tài)鋁包裹在里面,不會(huì)滴落下來,A錯(cuò)誤;鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成Al2O3和鐵,由質(zhì)量守恒定律知固體質(zhì)量不變,C錯(cuò)誤;常溫下,鋁在濃HNO3中發(fā)生鈍化,D錯(cuò)誤。答案:B

題組演練

精挑細(xì)選練透練全題組一鋁的性質(zhì)與應(yīng)用1.(2016·福建龍巖模擬)常溫下可用鋁質(zhì)容器儲(chǔ)運(yùn)的試劑是(

)A.濃硝酸 B.食醋 C.石灰水 D.稀鹽酸解析:常溫下,Al遇濃硝酸發(fā)生鈍化,可用鋁制容器儲(chǔ)運(yùn)濃硝酸,A正確;食醋顯酸性,能與鋁質(zhì)容器反應(yīng),B錯(cuò)誤;石灰水呈堿性,Al能溶于強(qiáng)堿溶液,C錯(cuò)誤;Al和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和氫氣,D錯(cuò)誤。A2.鎂、鋁單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)以相似為主,但也存在某些重大差異性,下列物質(zhì)能用于證明兩者存在較大差異性的是(

)①CO2②鹽酸③NaOH溶液④水A.①④ B.①②③ C.①③ D.②③④解析:Mg能在CO2中燃燒而Al不能;Al能與NaOH溶液反應(yīng)而Mg不能。C題組二鋁與酸、堿反應(yīng)的定量分析3.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(yīng)后,放出氫氣最多的是(

)A.3mol·L-1鹽酸B.4mol·L-1硝酸C.8mol·L-1氫氧化鈉溶液D.18mol·L-1硫酸解析:18mol·L-1硫酸為濃硫酸,與Mg、Al反應(yīng)不產(chǎn)生H2;Mg、Al與稀硝酸反應(yīng)生成NO而不是H2;Mg與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生H2,而Mg與NaOH溶液不反應(yīng),等質(zhì)量的Al分別與足量的鹽酸和NaOH溶液反應(yīng),產(chǎn)生H2的量相等。故A項(xiàng)產(chǎn)生H2的量最多。A4.兩份鋁屑,第一份與過量的鹽酸反應(yīng),第二份與過量的NaOH溶液反應(yīng),產(chǎn)生氫氣的體積比為1∶3,則第一份鋁屑與第二份鋁屑的質(zhì)量比為(

)A.1∶1 B.1∶3 C.1∶2 D.2∶1解析:根據(jù)2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑,2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑可知,Al無論是與鹽酸反應(yīng)還是與NaOH溶液反應(yīng),相同質(zhì)量的鋁屑完全反應(yīng)生成的氫氣的量相同。若產(chǎn)生氫氣的體積比為1∶3,說明兩份鋁的質(zhì)量比為1∶3,B正確。B5.

5.4gAl投入200.0mL2.0mol·L-1的某溶液中有H2產(chǎn)生,充分反應(yīng)后有金屬剩余。該溶液可能是(

)A.HNO3溶液 B.Ba(OH)2溶液C.H2SO4溶液 D.HCl溶液解析:Al為0.2mol,溶液中的溶質(zhì)為0.4mol。A中HNO3溶液與Al反應(yīng)不生成H2;B中n(OH-)=0.8mol,與Al反應(yīng)剩余OH-;C、D中n(H+)分別為0.8mol、0.4mol,根據(jù)反應(yīng)2Al+6H+2Al3++3H2↑可知C中H+有剩余,D中Al有剩余。D練后歸納鋁與酸、堿反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系(2)足量的鋁分別與含等物質(zhì)的量的HCl和NaOH的溶液反應(yīng),產(chǎn)生氫氣的體積比為=1∶3。(4)與鋁反應(yīng)放出H2的溶液中,既可能呈酸性,又可能呈堿性,但在酸性環(huán)境中不可能存在。知識(shí)整合

核心主干系統(tǒng)全面1.氧化鋁(1)物理性質(zhì):

色固體,

溶于水,具有很高的

。(2)化學(xué)性質(zhì)(用離子方程式表示)(3)用途:是一種比較好的耐火材料,也是冶煉鋁的原料。白難熔點(diǎn)考點(diǎn)二鋁的重要化合物2.氫氧化鋁(1)物理性質(zhì):白色膠狀不溶于水的固體,有較強(qiáng)的

性。吸附②3.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(fù)鹽。(2)明礬的化學(xué)式為

,它是無色晶體,可溶于水,水溶液pH

(填“<”“>”或“=”)7。明礬可以凈水,其凈水的原理是

.

。KAl(SO4)2·12H2O<Al3++3H2OAl(OH)3(膠體)+3H+,Al(OH)3膠體吸附水中雜質(zhì)形成沉淀而凈水【多維思考】1.判斷下列說法是否正確,正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“×”。(1)氧化鋁是金屬氧化物,也是堿性氧化物。(

)(2)氫氧化鋁具有弱堿性,可用于制胃酸中和劑。(

)(3)明礬用作凈水劑不涉及化學(xué)變化。(

)(4)Al(OH)3既能與稀硫酸反應(yīng)又能與NaOH溶液反應(yīng)。(

)(5)明礬的化學(xué)式為Al2(SO4)3·12H2O。(

)提示:(1)×

(2)√

(3)×

(4)√

(5)×2.僅用試管和膠頭滴管能否區(qū)分AlCl3溶液和NaOH溶液?提示:能,滴加順序不同,現(xiàn)象不同。題組演練

精挑細(xì)選練透練全題組一Al2O3和Al(OH)3的兩性1.既能與稀鹽酸反應(yīng),又能與NaOH溶液反應(yīng)的化合物是(

)①NaHCO3②Al2O3③Al(OH)3④AlA.僅①②③ B.僅①④ C.僅②③④ D.①②③④解析:題給四種物質(zhì)均既能與稀鹽酸反應(yīng),又能與NaOH溶液反應(yīng),但鋁是單質(zhì),不屬于化合物。A2.將表面已完全鈍化的鋁條,插入下列溶液中,不會(huì)發(fā)生反應(yīng)的是(

)A.稀硝酸 B.稀鹽酸C.硝酸銅 D.氫氧化鈉解析:鈍化的鋁條其表面被氧化成一層致密的氧化物保護(hù)膜。由于Al2O3是一種兩性氧化物,既可與強(qiáng)酸反應(yīng),又可與強(qiáng)堿反應(yīng),只有Cu(NO3)2不與Al2O3反應(yīng)。C3.下列變化不能通過一步化學(xué)反應(yīng)直接完成的是(

)A.Al(OH)3→Al2O3 B.Al2O3→Al(OH)3C.Al→Al2O3 D.Al2O3→解析:Al2O3與水不反應(yīng),不能通過一步反應(yīng)制得Al(OH)3。B題組二Al(OH)3的制備4.用含少量鎂粉的鋁粉制取純凈的Al(OH)3,下述操作步驟中最恰當(dāng)?shù)慕M合是(

)①加足量鹽酸溶解②加足量燒堿溶液溶解③過濾④通入過量CO2生成Al(OH)3沉淀⑤加入鹽酸生成Al(OH)3

沉淀A.①②⑤③ B.②③④③C.②③⑤③ D.①③⑤③B解析:從量的關(guān)系看,假定有1mol鋁,則甲耗1.5molH2SO4和3molNaOH,乙耗1molNaOH和0.5molH2SO4,丙拆成四份,一份與H2SO4反應(yīng),耗H2SO40.375mol,三份與NaOH反應(yīng),耗NaOH0.75mol,故甲消耗原料的總物質(zhì)的量最多,丙消耗原料的總物質(zhì)的量最少。若要得到等量的Al(OH)3,則(

)A.三者消耗的原料相同B.甲消耗的原料的總物質(zhì)的量最多C.乙消耗的原料的總物質(zhì)的量最少D.丙消耗的原料的總物質(zhì)的量最多B練后歸納Al(OH)3的三種制備方法知識(shí)整合

核心主干系統(tǒng)全面(1)物理性質(zhì):具有銀白色金屬光澤的固體。(2)化學(xué)性質(zhì)(寫化學(xué)方程式)①與O2反應(yīng):

(產(chǎn)生強(qiáng)烈白光)②與N2反應(yīng):3Mg+N2Mg3N2③與CO2反應(yīng):2Mg+CO22MgO+C④與沸水反應(yīng):

.(3)用途:生產(chǎn)合金,冶金工業(yè)上用作還原劑和脫氧劑。2.海水提鎂MgCl2

MgCl2

考點(diǎn)三鎂與海水提鎂1.鎂的性質(zhì)與用途【多維思考】1.判斷下列說法是否正確,正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“×”。(1)工業(yè)制造鎂粉是將鎂蒸氣在H2或Ar中冷卻。(

)(2)鎂著火時(shí)可用泡沫滅火器滅火。(

)(3)可以直接將MgCl2溶液蒸干獲得無水MgCl2。(

)(4)可以通過電解MgCl2溶液的方法制取Mg。(

)(5)海水提鎂過程中不涉及氧化還原反應(yīng)。(

)提示:(1)√

(2)×

(3)×

(4)×

(5)×2.鎂在空氣中燃燒時(shí),得到的產(chǎn)物有

等幾種物質(zhì)。

提示:MgO、Mg3N2、C題組演練

精挑細(xì)選練透練全題組一鎂及其化合物的性質(zhì)1.下列說法不正確的是(

)A.金屬鎂在空氣中較易被氧化,生成的氧化膜對金屬鎂有保護(hù)作用B.去除表面氧化膜的金屬鎂,能在空氣中點(diǎn)燃,產(chǎn)生耀眼的白光C.將鎂粉加到水中加熱煮沸冷卻后,滴加酚酞,會(huì)變紅色D.氮?dú)夂芊€(wěn)定,即使高溫加熱,去除表面氧化膜的鎂條也不能在氮?dú)庵腥紵馕?金屬鎂表面的氧化膜對鎂有保護(hù)作用,A正確;鎂條在空氣中可點(diǎn)燃,B正確;鎂粉在加熱條件下可與水緩慢反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀物,但Mg(OH)2不是絕對不溶,微量Mg(OH)2溶解在水中,使溶液呈堿性,C正確;鎂條可以在高溫下與氮?dú)夥磻?yīng),D不正確。D2.鎂在空氣中點(diǎn)燃可以燃燒,放出大量的熱并發(fā)出耀眼的白光,生成白色的氧化鎂,同時(shí),鎂在這樣的高溫條件下,還可與空氣中的另一種主要成分反應(yīng),生成少量的物質(zhì)A,氣體C能夠使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)。已知A有以下一系列變化:(1)寫出A、C、D的化學(xué)式:A

,C

,D

。

(2)寫出下列變化的化學(xué)方程式:①

;

②

。

答案:(1)Mg3N2

NH3

Mg(OH)2題組二從海水中提鎂3.已知MgO、MgCl2的熔點(diǎn)分別為2800℃、604℃,將MgO、MgCl2加熱熔融后通電電解,都可得到金屬鎂。海水中含有MgCl2,工業(yè)上從海水中提取鎂正確的方法是(

)D解析:電解MgCl2時(shí),陽極產(chǎn)生Cl2;加熱脫水過程中Mg2+能水解生成Mg(OH)2,為防止Mg2+水解,應(yīng)在HCl氣體氛圍中脫水;①、③、⑥分別為化合反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)、分解反應(yīng)。下列說法錯(cuò)誤的是(

)A.用此法提取鎂的優(yōu)點(diǎn)之一是原料來源豐富B.步驟⑥電解MgCl2時(shí)陰極產(chǎn)生氯氣C.步驟⑤可將晶體置于HCl氣體氛圍中脫水D.上述工藝流程中涉及化合、分解和復(fù)分解反應(yīng)B4.從海水中提取鎂的工藝流程如圖所示:知識(shí)整合

核心主干系統(tǒng)全面

考點(diǎn)四用數(shù)形結(jié)合思想理解“鋁三角”寫出實(shí)現(xiàn)上述各步轉(zhuǎn)化的離子方程式。(1)①

.②

.③Al3++3OH-Al(OH)3↓(2)

.(3)

.(4)

.

(5)①

.

.②

.(6)

.2.與Al(OH)3沉淀生成有關(guān)的圖像分析Ⅰ.可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應(yīng)的圖像(從上述轉(zhuǎn)化關(guān)系中選擇符合圖像變化的離子方程式,下同)操作可溶性鋁鹽溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量NaOH溶液中逐滴加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(有但即溶)→出現(xiàn)沉淀→漸多→最多→沉淀不消失圖像方程式序號AB:

BD:

.AB:

BC:

.(1)③(6)(3)(1)②Ⅱ.偏鋁酸鹽溶液與鹽酸反應(yīng)的圖像操作偏鋁酸鹽溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量稀鹽酸中逐滴加入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→沉淀不消失圖像方程式序號AB:

BC:

.AB:

BC:

.(5)②(2)(4)(1)②【多維思考】1.可溶性鋁鹽與強(qiáng)堿(如NaOH)溶液反應(yīng),鋁元素的存在形式是怎樣的?提示:3.鑒別(利用滴加試劑順序不同,現(xiàn)象不同):(1)向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液,先

,后

。

(2)向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液,開始

,后產(chǎn)生白色沉淀,沉淀不溶解。

提示:(1)產(chǎn)生白色沉淀沉淀溶解(2)無明顯現(xiàn)象題組演練

精挑細(xì)選練透練全題組一Al3+形成Al(OH)3的簡單計(jì)算1.向30mL1mol·L-1的AlCl3溶液中逐漸加入濃度為4mol·L-1

的NaOH溶液,若產(chǎn)生1.56g白色沉淀,則加入的NaOH溶液的體積可能為(

)A.3mLB.7.5mLC.15mLD.17.5mLCA.1∶3B.2∶3C.6∶1D.3∶1解析:OA段表示Al(OH)3和Mg(OH)2一起沉淀,AB段表示Al(OH)3沉淀溶解,B點(diǎn)表示Al(OH)3完全溶解。AB段完全溶解Al(OH)3消耗NaOH溶液0.1L,則Al3+生成Al(OH)3消耗NaOH溶液0.3L,沉淀Mg2+消耗NaOH溶液0.1L,因而n(AlCl3)∶n(MgSO4)=2∶1,所以,n(Cl-)∶n()=6∶1。C練后歸納Al3+與強(qiáng)堿反應(yīng)的計(jì)算規(guī)律(1)求產(chǎn)物Al(OH)3的量①當(dāng)n(OH-)≤3n(Al3+)時(shí),n[Al(OH)3]=n(OH-);②當(dāng)3n(Al3+)<n(OH-)<4n(Al3+)時(shí),n[Al(OH)3]=4n(Al3+)-n(OH-);③當(dāng)n(OH-)≥4n(Al3+)時(shí),n[Al(OH)3]=0,無沉淀。(2)求反應(yīng)物堿的量①若堿不足(Al3+未完全沉淀),n(OH-)=3n[Al(OH)3];②若堿使生成的Al(OH)3部分溶解,n(OH-)=4n(Al3+)-n[Al(OH)3]。題組二3.(2016·安徽示范高中聯(lián)考)將一小塊鋁片加入某鹽酸中,鋁片完全溶解,在所得溶液中繼續(xù)滴加NaOH溶液,生成Al(OH)3的量與加入NaOH溶液體積的變化關(guān)系如圖所示,下列說法正確的是(

)A.鹽酸與鋁片反應(yīng)后,鹽酸還有剩余B.圖中B點(diǎn)之前發(fā)生的離子反應(yīng)為Al3++3OH-Al(OH)3↓C.AB段消耗的NaOH溶液體積與BC段消耗的NaOH溶液體積比≥3∶1D.溶解鋁片的鹽酸濃度與滴加的NaOH溶液濃度相等A解析:從圖像可知,剛滴入NaOH溶液時(shí),不生成沉淀,說明鹽酸與鋁片反應(yīng)后仍有剩余,A正確;B點(diǎn)之前,在OA段,還發(fā)生了H++OH-H2O的反應(yīng),B錯(cuò)誤;AB段生成Al(OH)3,BC段溶解Al(OH)3,所以AB段消耗的NaOH溶液體積與BC段消耗的NaOH溶液體積比一定等于3∶1,C錯(cuò)誤;根據(jù)題目提供條件無法判斷鹽酸與NaOH溶液濃度的關(guān)系,D錯(cuò)誤。解析:向AlCl3溶液中緩慢滴加NaOH溶液,開始有沉淀生成后沉淀溶解,且生成沉淀與溶解沉淀消耗的NaOH的物質(zhì)的量之比為3∶1,則x表示NaOH的物質(zhì)的量,B錯(cuò)誤。4.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(cuò)誤的是(

)A.①線表示Al3+的物質(zhì)的量的變化B.x表示AlCl3的物質(zhì)的量C.③線表示Al(OH)3的物質(zhì)的量的變化D.④線表示的物質(zhì)的量的變化B5.

某混合溶液中可能含有HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl、Na2CO3、KCl中的一種或幾種物