高考化學一輪復習講練測第08講鋁、鎂及其重要化合物（講）（原卷版+答案解析）

第08講鋁、鎂及其重要化合物

目錄

第一部分：網絡構建（總覽全局）

第二部分：知識點精準記憶

第三部分：典型例題剖析

高頻考點1考查鎂、鋁的性質及應用

高頻考點2考查鎂、鋁的重要化合物的性質及其應用

高頻考點3考查有關氫氧化鋁的圖像分析與計算

高頻考點4考查鎂、鋁及其化合物工藝流程

正文

第一部分：網絡構建（總覽全局）

鋁的存在

鋁的原子結構

鋁的物理性質

鋁的化學性質

鎂、鋁

及其化

鎂的氧化物合物鋁的氧化物

鎂的氫氧化物鋁的氫氧化物

鎂的化合物鋁的化合物

第二部分：知識點精準記憶

知識點一鋁的性質及應用

（+13）283

1.鋁的結構和存在：鋁位于元素周期表第3周期niA族，原子結構示意圖為0。鋁是地殼中含量最多

的金屬元素。自然界中的鋁全部以化合態(tài)的形式存在。

2.金屬鋁的物理性質：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，質地

柔軟。

3.金屬鋁的化學性質

①常溫下，鋁與氧氣形成致密氧化膜，加熱發(fā)生：4A1+3O2占2Al2。3

點燃

②2Al+3C12=^^2A1C13

③常溫鋁遇氧化性酸——濃硫酸、濃硝酸鈍化，與非氧化酸發(fā)生反應生成氫氣：2A1+6H+===2AF++3H2T

④2A1+2OHT+6H2O===2[A1(OH)4「+3H2T或2A1+2OJT+2H2O=2A1O?+3H2T

⑤2Al+Fe2O3=^==2Fe+A12O3

4.鋁熱反應

實驗裝置

①鎂帶劇烈燃燒，放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的白光，氧化鐵與鋁粉在較高

實驗現象

溫度下發(fā)生劇烈的反應；②紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中

實驗結論

高溫下，鋁與氧化鐵發(fā)生反應，放出大量的熱：Fe2O3+2Al=?2Fe+A12O3

①制取熔點較高、活動性弱于A1的金屬，如鐵、銘、錦、鴇等，

原理應用

3MnO2+4Al--^=_3Mn+2A12O3；

②金屬焊接，如野外焊接鋼軌等

5.鋁的制備和用途

樨紳由解電解

⑴制備原理：鋁土礦一jALC^q^Al,電解熔融AI2O3：2Al2。3(熔融)方箱省4A1+3O2T。

【特別提醒】工業(yè)上冶煉A1用電解熔融AI2O3而不用AlCb的原因：AlCb是共價化合物，熔融態(tài)不導電。

(2)鋁的用途：純鋁用作導線，鋁合金用于制造汽車、飛機、生活用品等。

【特別提醒】鋁與酸或堿反應生成H2的量的關系

2A1+6HC1===2A1C13+3H2T

2A1+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2T

(1)等質量的鋁與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液分別反應：

①產生H2的物質的量相等。

②消耗H+、OIT的物質的量之比為〃(才)：“(OJT)=3：lo

(2)足量的鋁分別與等物質的量的HC1和NaOH反應：

①消耗A1的物質的量之比為1：3。

②生成H2的物質的量之比為1：3?

(3)一定量的鋁分別與一定量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應：

若產生氫氣的體積比為X公制)<1，則必定

①鋁與鹽酸反應時，鋁過量而HC1不足。

②鋁與氫氧化鈉溶液反應時，鋁不足而NaOH過量。

【易錯警示】(1)常溫下，能用鋁制容器盛放濃硫酸、濃硝酸的原因是二者能使鋁發(fā)生“鈍化”，而不是鋁與

濃硫酸、濃硝酸不反應。

(2)鋁與稀硝酸反應時生成的氣體是NO而不是H2O

⑶鋁不但能與酸(口)反應，還能夠與堿溶液反應，表現為特殊性。2A1+2OH-+2H2O=2A1O?+3H2T。其

反應機理應為：鋁先與強堿溶液中的水反應生成H2和A1(OH)3，然后A1(OH)3再與NaOH反應生成H2O和

NaAlO2,反應中鋁作還原劑，水作氧化劑，NaOH無電子得失。

(4)鋁熱反應是在高溫狀態(tài)下進行的置換反應，鋁只能與排在金屬活動性順序其后的金屬氧化物反應。鋁不

能與MgO反應，鋁熱反應不能用來冶煉大量的金屬鐵、銅等(要考慮冶煉成本)。

(5)Mg在CO2中能夠燃燒，所以活潑金屬鎂著火不能用干粉滅火器和泡沫滅火器滅火。同時鎂與氮氣反應

生成Mg3N2?

知識點二鋁的重要化合物

1.氧化鋁

(1)物理性質：白色固體，難溶于水，熔點很高。

(2)化學性質——兩性氧化物

+3+

①與酸反應：A12O3+6H=2A1+3H2O

②與堿反應：A12O3+2OH=2A1O2+H2O

(3)用途：①作耐火材料②冶煉鋁的原料

(4)制備：A1(OH)3加熱分解:2A1(OH)3AAi2O3+3H2O

2.氫氧化鋁

(1)物理性質：白色膠狀不溶于水的固體，有較強的吸附性。

(2)化學性質一兩性氫氧化物

A1(OH)3的電離方程式為

+3+

(酸式電離)A1O?+H+H2O.*A1(OH)3^^A1+3OH^(堿式電離)

+3+

①與酸反應：A1(OH)3+3H=A1+3H2O

②與堿反應：A1(OH)3+OH~=A1O2+2H2O

③受熱分解：2Al(0H)3=AI2O3+3H2O

(3)用途①制藥②凈水作用

⑷制備

3+

①向鋁鹽中加入氨水，離子方程式為Al+3NH3-H2O=Al(OH)3i+3NH：(.

②NaAlCh溶液中通入足量C02，離子方程式為A107+C02+2H2O=A1(OH)3；+HCO；?

3+

③可溶性鋁鹽和偏鋁酸鹽水溶液中混合：3A1O7+Al+6H2O=4A1(OH)3；=

【總結歸納】既能與酸反應又能與堿反應的物質：①弱酸的錢鹽，如：NH4HCO3、CH3COONH4,(NH4)2S

等；②弱酸的酸式鹽，如：NaHCO3,KHS、NaHSCh等；③氨基酸；④鋁及鋁的氧化物、氫氧化物。

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。

⑵明磯的化學式為KA1(SO4)2-12H2O,它是無色晶體，可溶于水，水溶液pH<7。

(3)明研凈水的原理：明磯可以凈水，其凈水的原理是AF++3H20.，A1(OH)3(膠體)+3H+,A1(OH)3膠體

吸附水中的雜質形成沉淀而凈水，使水澄清。

【易錯警示】(DAI2O3、A1(OH)3是中學階段接觸的唯一與堿反應的金屬氧化物和氫氧化物，經常應用到除

雜、計算題中，所以一定要熟記這兩個反應的離子方程式。

(2)A1(OH)3具有兩性，能溶于強酸(如鹽酸)、強堿(如NaOH溶液)，但不溶于弱酸(如H2co3)、弱堿溶液(如

氨水)。

(3)由A1(OH)3的兩式電離以及與酸和堿反應的離子方程式可知：與酸反應時相當于三元堿，與堿反應時相

當于一元酸。

(4)明研凈水只能除去水中的懸浮雜質，不能殺菌消毒，與氯氣消毒原理不同。

【方法拓展】數形結合與“鋁三角”

1.Al3+；A1(OH)3>[A1(OH)4「之間的轉化關系

3+

(1)?A1+3NH3-H2O===A1(OH)3；+3NH>

②AF++3[A1(OH)4「===4A1(OH)31

③A13++3OH~===A1(OH)3；

(2)A1(OH)3+3H+===AF++3H2O

3+

(3)A1+4OH^===[A1(OH)4]-

(4)[A1(OH)4r+4H+===AF++4H2。

(5)①[A1(OH)4「+CO2===A1(OH)3J+HCOF

+

②[A1(OH)4「+H===A1(OH)3；+H2O

(6)A1(OH)3+OH-===[A1(OH)4「

2.與A1(OH)3沉淀生成有關的圖像分析

(1)可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應的圖像(從上述轉化關系中選擇符合圖像變化的離子方程式，下同)

可溶性鋁鹽溶液中逐滴加入NaOHNaOH溶液中逐滴加入可溶性鋁鹽

操作

溶液至過量溶液至過量

立即產生白色沉淀一漸多一最多一無沉淀(有但即溶)一出現沉淀一漸

現象

漸少一消失多一最多一沉淀不消失

圖像

方程式AB：(1)(3)AB：(3)

序號BD：(6)BC：⑴②

(2)偏鋁酸鹽溶液與鹽酸反應的圖像

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

立即產生白色沉淀一漸多-最多一漸少無沉淀一出現沉淀一漸多一最多—沉淀不

現象

一消失消失

圖像

方程

AB：(5)@AB：(4)

式

BC：(2)BC：(1)(2)

序號

(2)突破A1(OH)3沉淀圖像三個秘訣

①明晰橫、縱坐標含義，然后通過曲線變化特點分析反應原理。

②掌握AF+、Al(0H)3、A1O?三者之間的轉化比例：

③明晰AP+溶液中加堿(OH]的幾種常見變形圖像，如:

圖A中，n(H+)：n(Al3+)=2：1,

圖B中，若已知原溶液中含有Mg2+。則可推出：

w(Mg2+):w(AF+)=l：1。

圖C中，若已知原溶液中含有H+和Mg2+,則可推導出：”(H+)：n(Al3+)：力(Mg2+)=2：1：1?

3.鋁三角的應用

(1)選擇制備A1(OH)3的最佳途徑

①由AF+制備A1(OH)3，宜用AF+與氨水反應：

3+

Al+3NH3-H2O===Al(OH)3J,+3NHt

②由NaAKh制備A1(OH)3宜用CCh與A1O5反應：

2H2O+A1O2+CO2==Al(OH)3i+HCOF

iQ

③從節(jié)約原料角度，由A1制備A1(OH)3，宜用wAl制備AF+,yd制備A1O5，然后將二者混合：

3+

A1+3A1O2+6H2O===4A1(OH)3；

(2)有關離子共存問題

①與AF+不能大量共存的(陰)離子有:OH",A10?、HS-,SiOf>CO歹、HCO,、SO歹等。

②與A1OW不能大量共存的(陽)離子有：H+、Al3\NH]Fe2\Fe3+等。

③A102與HCOF因發(fā)生(相對)強酸制弱酸的反應而不能共存。

(3)分析離子反應順序

+3

①向含有AF+、NH]、H+的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，反應順序是：I,H+OH===H20；II.Al*

-

+3OJT===A1(OH)3](若先與NHl反應，則生成的NH3H2O又使A"+沉淀且生成NH；)；III.NHt+OH

===.3任0[若先溶解Al(0H)3，則產生的A102又與NH：反應生成沉淀];IV.A1(OH)3+OH===A1O2+

2H2O。

-+

②向含有A101CO歹、OJT的混合溶液中逐滴加入鹽酸，反應順序是：I.0H+H===H20；II.AIO2+H

+

++H2O===A1(OH)31(A1O2比cor先反應)；Ill.cor+H+===HCO5；IV.HCOr+H===CO2t+H2O[HCOFkL

Al(0H)3先反應］；V.Al(0H)3+3H+===AF++3H20O

(4)有關Al(0H)3的計算

i)求產物AI(OH)3的量

①當”(OH-)W3〃(A13+)時，n[Al(OH)3]=|w(OH-)；

②當3〃(A13+)<〃(OH-)<4a(AF+)時，”[Al(OH)3]=4"(A13+)—"(OJT)；

③當W(OH-)N4〃(A13+)時，W[A1(OH)3]=0,無沉淀。

2)求反應物堿的量

-

①若堿不足(AP+未完全沉淀)：n(OH)=3n[Al(OH)3]；

-3+

②若堿使生成的A1(OH)3部分溶解：?(OH)=4n(Al)-TI[A1(OH)3]o

知識點三鎂及其應用

1.鎂的位置：鎂元素在元素周期表中位于第三周期第IIA族。鎂是較活潑的金屬，在金屬活動性順序中位

于鋁、鋅、鐵的前面。鎂在化學反應中，能表現出較強的金屬性，即失電子的能力強，是常用的還原劑。

2.鎂的物理性質：具有銀白色金屬光澤的固體，密度、硬度均較小，熔點較低，有良好的導電、傳熱和延展

性。

3.鎂的化學性質:

鎂與非金屬的化合物

①與非金屬

④與H+r-j-i②與CO?

2

Mg\H2----------Mg------------?MgO、C

③與熱水

Mg(OH)2,H2

①與非金屬反應

鎂條在02中燃燒，發(fā)出耀眼的強光，生成白色固體物質，反應的化學方程式為2Mg+022Mg0

鎂條能與N2反應，化學方程式為3Mg+N2Mg3N2

鎂條能與CI2反應，化學方程式為Mg+Cl2Mgeb

②與CO2反應：2Mg+CCh2MgO+C

③與H2O(沸水)反應：Mg+2H2O^Mg(OH)2+H2?

+2+

④與H+反應：Mg+2H=Mg+H2T

注意：Mg3N2能與水劇烈反應生成Mg(0H)2沉淀，放出氨氣，所以只能在干態(tài)下制取。

【特別提醒】①Mg在空氣中燃燒得到的固體物質主要為MgO和少量Mg3N2及C的混合物。②Mg著火后,

不可用C02滅火，應用沙土蓋滅。

4.鎂的用途：①制造信號彈和焰火；②鎂合金用于制造火箭、導彈和飛機的部件；③氧化鎂用于制耐高溫材

料，鎂在冶金工業(yè)上用作還原劑和脫氧劑。

5.海水提鎂

|貝殼警HCaO件45灰乳|

引入』

|海水|沉淀池尸當Mg海H)2|

工藝流程

電解一脫水八口八一鹽酸酸化、濃縮

rrrn1r}LMM

1MgHCl2MgCl2-T—|MgCI2-6I12O|-

1-------------------------------------------------

制石灰乳CaCCh^^CaO+CChT，CaO+H2O=Ca(OH)2

2+2+

沉淀Mg+Ca(OH)2=Mg(OH)2+Ca

基本步驟酸化

Mg(0H)2+2HCl=MgCl2+2H2O

及主要反蒸發(fā)濃縮、

析出MgCl-6HO

應冷卻結晶22

脫水在氯化氫氣流中使MgCl2-6H2O脫水制得無水氯化鎂

電解電解熔融氯化鎂制得鎂

注意：①由MgCb6H2。到無水MgCb，必須在HC1氣流中加熱，以防MgCb水解。

②因鎂在高溫下能與02、N2、CO?等氣體發(fā)生反應，故工業(yè)電解MgCb得到的鎂，應在H2氛圍中冷卻。

6.對比記憶鋁、鎂的化學性質

鋁鎂

占燃占燃

2Mg+。2=二空'=2MgO3Mg+刈=二絲］

與非金屬反應能被C12、。2氧化

MgsN2

與水反應反應很困難能與沸水反應Mg+2H2。Mg(0H)2+H2T

與堿反應能溶于強堿溶液不反應

占燃

與某些氧化物能與Fe2C)3、M11O2、02。3等金

能在CO2中燃燒：2Mg+CO2----2MgO+

反應屬氧化物發(fā)生鋁熱反應c

知識點四鎂的重要化合物及其應用

1.氧化鎂：堿性氧化物，熔點很高，可用作耐火材料，難溶于水，與酸反應的化學方程式：MgO+2H+=Mg2

+2+

++H2O,還能溶于濃的錢鹽溶液：MgO+2NH4=Mg+H2O+2NH3O

2+

2.氫氧化鎂：中強堿，難溶于水，存在溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg(aq)+20H-(aq),溶解度小于碳酸鎂，

故碳酸鎂水解生成氫氧化鎂，反應的化學方程式：MgCO3+H2O=Mg(OH)2+CO2T,氫氧化鎂能溶于濃的鏤

+2+

鹽溶液：Mg(OH)2+2NH4=Mg+2H2O+2NH3。

3.氯化鎂：MgCb可發(fā)生水解，由MgCb6H2。制備MgCL時，要在HC1的氣流中脫水。

4.氮化鎂：在水中劇烈水解，其反應的化學方程式為Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3T。

第三部分：典型例題剖析

高頻考點1考查鎂、鋁的性質及應用

例1.（2023?全國?高三專題練習）下列關于鎂、鋁的說法正確的是（）

A.鋁制品在空氣中能穩(wěn)定存在是因為鋁不活潑

B.濃HNO3、濃H2s04能用鋁制器皿盛裝是因為鋁與濃HNO3、濃H2sCU不反應

C.鎂、鋁均能與NaOH溶液反應

D.鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應是利用了A1的還原性比Fe強

【變式訓練】（2023?全國?高三專題練習）關于鎂、鋁的敘述中不正確的是

A.鋁是較活潑的金屬，能跟鹽酸、稀硫酸、氫氧化鈉溶液反應放出氫氣

B.鎂鋁合金的強度和硬度都比純鋁和純鎂大

C.在高溫下，可以用鋁制的容器裝運濃硫酸或濃硝酸

D.常溫下，鋁能和空氣里的氧氣反應生成一層致密的氧化膜，從而失去光澤

高頻考點2考查鎂、鋁的重要化合物的性質及其應用

例2.（2023?寧夏?青銅峽市寧朔中學高三期中）下列除去雜質的方法不正確的是

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.A1（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CCh后過濾

C.用過量氨水除去Fe3+溶液中的少量AF+

D.除去CCh中混有少量的CO：將氣體通入灼熱的氧化銅

【變式訓練】ALO3與MgO的混合物經過量燒堿溶液處理后，過濾，向所得濾液中滴加NaHCCh溶液,測得溶

液pH和A1（OH）3生成的量隨加入NaHCO3溶液體積變化的曲線如下：

下列有關說法不正確的是（）

+

A.a點溶液中存在的離子有Na+、A102,OH\H

B.b點與c點溶液中所含微粒種類相同

C.NaHCO3溶液的物質的量濃度為0.8mol/L

D.生成沉淀的離子方程式為HC03+AK）2+H2O=Al（OH）31+C0g

高頻考點3考查有關鎂、鋁氫氧化物的圖像分析與計算

例3.（2023?重慶八中高三期中）把一塊鎂鋁合金（質量為mg）投入到50mL1mol/L的HC1溶液里，待合金完

全溶解后，再往溶液里加入1mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的物質的量隨加入NaOH溶液體積變化的關系

如圖所示。下列說法中正確的是

A.整個反應過程中，主要發(fā)生了6個離子反應

B.c值越大，合金中Mg的含量越高

C.b值越大，合金中A1的含量越高

D.根據圖像判斷，鎂鋁合金與50mL1mol/L的HC1溶液恰好完全反應

【變式訓練】（2023?寧夏?石嘴高三期中）將一定質量的Mg和A1混合物投入500mL稀硫酸中，

固體全部溶解并產生氣體（忽略溶液體積變化）。向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物質的量與加入

NaOH溶液的體積關系如下圖所示。則下列說法中正確的是

A.NaOH溶液的物質的量濃度為4moi

B.Mg和Al的總質量為8g

C.生成的H?在標準狀況下的體積為10.08L

D.硫酸的物質的量濃度為2moi.匚|

高頻考點4考查鎂、鋁及其化合物工藝流程

例4.（2023?山西晉城?二模）“鋁渣”是鋁工業(yè)的副產品，主要成分為Al、AIF3、LiF、CaO。利用“鋁渣”制備

Li2c03的工業(yè)流程如下圖所示：

已知：LiHCCh易溶于水；Li2cCh在不同溫度下的溶解度如下表:

溫度/℃010205075100

溶解度/g/lOOgH?。1.5931.4061.3291.1810.8660.740

回答下列問題：

(1)“酸浸”過程不能在玻璃反應釜中進行，其主要原因是。

(2)“沉淀”反應得到沉淀中其成分有CaCO3>0

⑶“轉化”步驟的目的是0

(4)“除鈣”時溫度不能太高，否則會影響Li2cCh的產率，其原因是(用化學方程式表示)。

(5)從“熱分解”后的溶液中獲得Li2c03晶體的操作是蒸發(fā)結晶洗滌、干燥。

(6)利用表中數據計算100℃時Li2cCh的右近似值為=

(7)利用Li2cCh為原料采用固相法可制備鋰離子電池的正極材料LiMmCM,其制備過程：將MnCh和Li2c。3

按一定物質的量之比配料，球磨后，高溫加熱，反應過程會產生兩種氣體，則兩種氣體的物質的量之比為

(要求：密度大的氣體與密度小的氣體作比)。

【變式訓練】(2023?北京?高考真題)鏤浸法由白云石［主要成分為CaMg(CC)3)2,含FeQ,SiO?雜質］制備

高純度碳酸鈣和氧化鎂。其流程如下：

已知:

物質Ca(OH)2Mg(OH)2CaCO3MgCO3

%5.5x10-61.8x10-22.8x10-93.5x10-8

(1)煨燒白云石的化學方程式為

(2)根據下表數據分析：

浸出率/%w(CaCO)理論值/%w(CaCC)3)實測值/%

n(NH4Cl):n(CaO)CaOMgO浸出率/%3

2.1:198.41.199.7-

2.2:198.81.599.299.5

2.3:198.91.898.899.5

2.4:199.16.095.697.6

已知：i.對浸出率給出定義

ii.對w(CaCC>3)給出定義

①“沉鈣”反應的化學方程式為O

②CaO浸出率遠高于MgO浸出率的原因為。

③不宜選用的"n(NHjCl:n(CaO)”數值為。

④w(CaCO3)實測值大于理論值的原因為o

⑤蒸儲時，隨儲出液體積增大，MgO浸出率可出68.7%增加至98.9%,結合化學反應原理解釋Mg。浸出率

提高的原因為o

(3)濾渣C為o

(4)可循環(huán)利用的物質為0

第08講鋁、鎂及其重要化合物

目錄

第一部分：網絡構建（總覽全局）

第二部分：知識點精準記憶

第三部分：典型例題剖析

高頻考點1考查鎂、鋁的性質及應用

高頻考點2考查鎂、鋁的重要化合物的性質及其應用

高頻考點3考查有關氫氧化鋁的圖像分析與計算

高頻考點4考查鎂、鋁及其化合物工藝流程

正文

第一部分：網絡構建（總覽全局）

鋁的存在

鋁的原子結構

鋁的物理性質

鋁的化學性質

鎂、鋁

及其化

鎂的氧化物合物鋁的氧化物

鎂的氫氧化物鋁的氫氧化物

鎂的化合物鋁的化合物

第二部分：知識點精準記憶

知識點一鋁的性質及應用

kl3）283

1.鋁的結構和存在：鋁位于元素周期表第3周期IIIA族，原子結構示意圖為0。鋁是

地殼中含量最多的金屬元素。自然界中的鋁全部以化合態(tài)的形式存在。

2.金屬鋁的物理性質：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，質地柔軟。

3.金屬鋁的化學性質

①常溫下，鋁與氧氣形成致密氧化膜，加熱發(fā)生：4A1+3O2^2A12O3

②2Al+3clAlCb

③常溫鋁遇氧化性酸——濃硫酸、濃硝酸鈍化，與非氧化酸發(fā)生反應生成氫氣：2A1+6H+

3+

===2A1+3H2T

④2A1+2OJT+6H2O===2[A1(OH)4「+3H2T或2A1+2O}T+2H2O=2A1O￡+3H2T

⑤2Al+Fe2O3=^^2Fe+A12O3

4.鋁熱反應

實驗裝置

①鎂帶劇烈燃燒，放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的白光，氧化鐵與鋁粉在較高

實驗現象

溫度下發(fā)生劇烈的反應；②紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中

實驗結論高溫下，鋁與氧化鐵發(fā)生反應，放出大量的熱：Fe2O3+2Al=^2Fe+Al2O3

①制取熔點較高、活動性弱于A1的金屬，如鐵、鋁、鎰、鴇等，

原理應用

3MnO2+4Al--^=_3Mn+2A12O3；

②金屬焊接，如野外焊接鋼軌等

5.鋁的制備和用途

提純由解電用牛

⑴制備原理：鋁土礦工^AbO3-^>Al,電解熔融AI2O3：2Al2。3(熔融)冰箭省4A1+3O2T。

【特別提醒】工業(yè)上冶煉A1用電解熔融A12O3而不用AlCh的原因：AlCh是共價化合物，

熔融態(tài)不導電。

(2)鋁的用途：純鋁用作導線，鋁合金用于制造汽車、飛機、生活用品等。

【特別提醒】鋁與酸或堿反應生成H2的量的關系

2A1+6HCl===2AlCb+3H2T

2A1+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2T

(1)等質量的鋁與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液分別反應：

①產生外的物質的量相等。

②消耗H+、OJT的物質的量之比為w(H+)：W(OH-)=3：lo

(2)足量的鋁分別與等物質的量的HC1和NaOH反應：

①消耗A1的物質的量之比為1：3。

②生成H2的物質的量之比為1：3o

(3)一定量的鋁分別與一定量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應：

若產生氫氣的體積比為女JHC嚕)<1,則必定

。VNaOH(H2)

①鋁與鹽酸反應時，鋁過量而HC1不足。

②鋁與氫氧化鈉溶液反應時，鋁不足而NaOH過量。

【易錯警示】(1)常溫下，能用鋁制容器盛放濃硫酸、濃硝酸的原因是二者能使鋁發(fā)生“鈍化”,

而不是鋁與濃硫酸、濃硝酸不反應。

(2)鋁與稀硝酸反應時生成的氣體是NO而不是H2O

⑶鋁不但能與酸(H+)反應，還能夠與堿溶液反應，表現為特殊性。2A1+2OJT+

2H2O=2A1O7+3H2T?其反應機理應為：鋁先與強堿溶液中的水反應生成H2和A1(OH)3,

然后A1(OH)3再與NaOH反應生成H2O和NaAlCh,反應中鋁作還原劑，水作氧化劑，NaOH

無電子得失。

(4)鋁熱反應是在高溫狀態(tài)下進行的置換反應，鋁只能與排在金屬活動性順序其后的金屬氧

化物反應。鋁不能與MgO反應，鋁熱反應不能用來冶煉大量的金屬鐵、銅等(要考慮冶煉成

本)。

(5)Mg在CO2中能夠燃燒，所以活潑金屬鎂著火不能用干粉滅火器和泡沫滅火器滅火。同時

鎂與氮氣反應生成Mg3N2o

知識點二鋁的重要化合物

1.氧化鋁

(1)物理性質：白色固體，難溶于水，熔點很高。

(2)化學性質——兩性氧化物

+3+

①與酸反應：A12O3+6H=2A1+3H2O

②與堿反應：A12O3+2OH=2A1O2+H2O

(3)用途：①作耐火材料②冶煉鋁的原料

(4)制備：A1(OH)3加熱分解：2Al(OH)3=A12O3+3H2。

2.氫氧化鋁

(1)物理性質：白色膠狀不溶于水的固體，有較強的吸附性。

(2)化學性質——兩性氫氧化物

A1(OH)3的電離方程式為

+3+

(酸式電離)A1O2+H+H2OrAl(OH)3i=^A1+3OH(堿式電離)

+3+

①與酸反應：A1(OH)3+3H=A1+3H2O

②與堿反應：A1(OH)3+OH-=A1O2+2H2O

③受熱分解：2Al(OH)33A12O3+3H2O

(3)用途①制藥②凈水作用

(4)制備

3+

①向鋁鹽中加入氨水，離子方程式為Al+3NH3-H2O=A1(OH)3；+3NHt?

②NaAlCh溶液中通入足量CO2，離子方程式為A1O7+CO2+2H2O=A1(OH)3；+HCOro

3+

③可溶性鋁鹽和偏鋁酸鹽水溶液中混合：3A1O7+Al+6H2O=4Al(OH)3i0

【總結歸納】既能與酸反應又能與堿反應的物質：①弱酸的錢鹽，如：NH4HCO3、

CH3coONH4、(NH4)2S等；②弱酸的酸式鹽，如：NaHCCh、KHS、NaHSCh等；③氨基酸;

④鋁及鋁的氧化物、氫氧化物。

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)明磯的化學式為KA1(SO4)2-12H2。，它是無色晶體，可溶于水，水溶液pH<7。

(3)明帆凈水的原理：明磯可以凈水，其凈水的原理是AF++3H2O.?A1(OH)3(膠體)+3H+,

A1(OH)3膠體吸附水中的雜質形成沉淀而凈水，使水澄清。

【易錯警示】(DAI2O3、A1(OH)3是中學階段接觸的唯一與堿反應的金屬氧化物和氫氧化物,

經常應用到除雜、計算題中，所以一定要熟記這兩個反應的離子方程式。

⑵A1(OH)3具有兩性，能溶于強酸(如鹽酸)、強堿(如NaOH溶液)，但不溶于弱酸(如H2co3)、

弱堿溶液(如氨水)。

(3)由A1(OH)3的兩式電離以及與酸和堿反應的離子方程式可知：與酸反應時相當于三元堿,

與堿反應時相當于一元酸。

(4)明磯凈水只能除去水中的懸浮雜質，不能殺菌消毒，與氯氣消毒原理不同。

【方法拓展】數形結合與“鋁三角”

1.A13+、A1(OH)3>[A1(OH)4「之間的轉化關系

3+

(l)@Al+3NH3-H2O===Al(OH)3i+3NHt

②AF++3[A1(OH)4「===4A1(OH)31

③AF++3OH—===A1(OHH

(2)A1(OH)3+3H+===AF++3H2O

(3)A"++4OH-===[A1(OH)4「

-+3+

(4)[A1(OH)4]+4H===A1+4H2O

(5)①聞(OH)]+CO2===A1(OH)3；+HCO；

②[A1(OH)4「+H+===A1(OH)3J+H2O

(6)A1(OH)3+OJT===[A1(OH)4「

2.與A1(OH)3沉淀生成有關的圖像分析

(1)可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應的圖像(從上述轉化關系中選擇符合圖像變化的離子方

程式，下同)

可溶性鋁鹽溶液中逐滴加入NaOHNaOH溶液中逐滴加入可溶性鋁鹽

操作

溶液至過量溶液至過量

立即產生白色沉淀一漸多-最多一無沉淀(有但即溶)一出現沉淀一漸

現象

漸少一消失多T最多一沉淀不消失

H[A1(OH)J

圖像B

_

CDn(OH)

ABD(Al,+)

IJn

方程式AB：⑴③AB：(3)

序號BD：(6)BC：⑴②

(2)偏鋁酸鹽溶液與鹽酸反應的圖像

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

立即產生白色沉淀一漸多-最多一漸少無沉淀一出現沉淀一漸多—最多—沉淀不

現象

一消失消失

n[Al(OH)3]

圖像

B

A1234n(H+)ABDn(A10j)

方程

AB：(5)@AB：(4)

式

BC：(2)BC：(1)(2)

序號

⑵突破AI(OH)3沉淀圖像三個秘訣

①明晰橫、縱坐標含義，然后通過曲線變化特點分析反應原理。

②掌握AF+、A1(OH)3、A1O3三者之間的轉化比例：

40H-

3OH-OH-l

A13+、+A1(OH)

3-A102

[3H+H+_l

4H+

③明晰AF+溶液中加堿(OJT)的幾種常見變形圖像，如:

?〃(沉淀)/molA〃(沉淀)/mol?〃(沉淀)/mol

o0.20.40.6O0.20.40.6O0.20.40.60.8

n(NaOH)/moln(NaOH)/moln(NaOH)/mol

ABC

圖A中，n(H+):〃(Ap+)=2：1。

圖B中，若已知原溶液中含有Mg2+。則可推出：

"(Mg2+)：n(Al3+)=l：lo

圖C中，若已知原溶液中含有口和Mg2+,則可推導出：〃(H+)"(AI3+)：心盛+)=2：1：

lo

3.鋁三角的應用

⑴選擇制備A1(OH)3的最佳途徑

①由AF+制備A1(OH)3,宜用AF+與氨水反應：

3+

Al+3NH3-H2O===Al(OH)3i+3NH1

②由NaA102制備A1(OH)3宜用CO2與A1O?反應：

2H2O+AIO2+CO2===A1(OH)3；+HCOF

13

③從節(jié)約原料角度，由A1制備A1(OH)3，宜用^Al制備A13+,1A1制備A1OE，然后將二者

混合：

3+

A1+3A1O7+6H2O===4A1(OH)3；

(2)有關離子共存問題

①與AF+不能大量共存的(陰)離子有:OH，A1O晨HS\SiOf>CO與、HCO晨SO與等。

②與A1O￡不能大量共存的(陽)離子有：H+、AF+、NH：、Fe2\Fe3+等。

③A1O2與HCO5因發(fā)生(相對)強酸制弱酸的反應而不能共存。

(3)分析離子反應順序

①向含有AF+、NH，H+的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，反應順序是：I.JT+OIT

===H2O；II.AF++3OH-===A1(OH)3］(若先與NH：反應，則生成的NH3H2O又使A-+沉淀

且生成NH：)；III.NH：+OH-===NH3?H2O［若先溶解A1(OH)3,則產生的A1O?又與NH】反應

生成沉淀］;IV.A1(OH)3+OH===A1O7+2H2OO

②向含有A1O八CO/、OH—的混合溶液中逐滴加入鹽酸,反應順序是：I.OH-+H+===H2。；

_

11.Aio?+H++H2O===AI(OH)31(AIOE比co歹先反應);m.co歹+H+===HCO3；W.HCO,十

+3+

H+===CO2T+H2O［HCO5比A1(OH)3先反應］;V.A1(OH)3+3H===A1+3H2OO

⑷有關A1(OH)3的計算

1)求產物A1(OH)3的量

①當W(OIT)W3W(A13+)時，/7[Al(OH)3]=|n(OH^);

3+-

②當3W(A13+)<”(OH—)<4〃(AF+)時，7i[Al(OH)3]=4/I(A1)-/I(OH)；

③當"(OH-)N4W(A13+)時，?[A1(OH)3]=0,無沉淀。

2)求反應物堿的量

-

①若堿不足(A"+未完全沉淀)：?(OH)=3/7[A1(OH)3]；

_3+

②若堿使生成的A1(OH)3部分溶解：T7(OH)=4/7(Al)-//[A1(OH)3]0

知識點三鎂及其應用

1.鎂的位置：鎂元素在元素周期表中位于第三周期第HA族。鎂是較活潑的金屬，在金屬

活動性順序中位于鋁、鋅、鐵的前面。鎂在化學反應中，能表現出較強的金屬性，即失電子

的能力強，是常用的還原劑。

2.鎂的物理性質：具有銀白色金屬光澤的固體，密度、硬度均較小，熔點較低，有良好的導

電、傳熱和延展性。

3.鎂的化學性質：

鎂與非金屬的化合物

t①與非金屬

。④與H+[―L-1②與co,

2

Mg\H2~[Mg]------------MgO、C

一]^>與熱水

Mg(OH)2,H2

①與非金屬反應

鎂條在02中燃燒，發(fā)出耀眼的強光，生成白色固體物質，反應的化學方程式為2Mg+O22MgO

鎂條能與N2反應，化學方程式為3Mg+N2Mg3N2

鎂條能與CL反應，化學方程式為Mg+Cl2Mgeb

②與CO2反應：2Mg+CG>22MgO+C

③與H20(沸水)反應：Mg+2H2。土Mg(0H)2+H2T

+2+

④與H+反應：Mg+2H=Mg+H2T

注意：Mg3N2能與水劇烈反應生成Mg(0H)2沉淀，放出氨氣，所以只能在干態(tài)下制取。

【特別提醒】①Mg在空氣中燃燒得到的固體物質主要為MgO和少量Mg3N2及C的混合物。

②Mg著火后，不可用CCh滅火，應用沙土蓋滅。

4.鎂的