（新課標(biāo)）高考化學(xué)總復(fù)習(xí)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(yīng)用。2.掌握鎂、鋁的重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)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(shí)認(rèn)識(shí)鎂、鋁及其化合物的性質(zhì)和應(yīng)用，同時(shí)知道兩性氧化物和兩性氫氧化物的特征反應(yīng)。2.科學(xué)探究科學(xué)領(lǐng)悟鎂、鋁及其化合物的性質(zhì)及探究方案并實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程。3.社會(huì)責(zé)任利用鋁土礦的開(kāi)發(fā)利用領(lǐng)悟可持續(xù)發(fā)展意識(shí)和綠色化學(xué)理念。鎂、鋁的主要性質(zhì)及其應(yīng)用(對(duì)應(yīng)復(fù)習(xí)講義第27頁(yè))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(yīng)鎂條在O2中燃燒，發(fā)出耀眼的強(qiáng)光，生成白色固體物質(zhì)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2MgO22MgO。鎂條能與N2反應(yīng)，化學(xué)方程式為3MgN2Mg3N2。(2)與水或酸的反應(yīng)鎂與水反應(yīng)：鎂不易與冷水反應(yīng)，能與沸水反應(yīng)Mg2H2OMg(OH)2H2。鎂與酸的反應(yīng)：鎂是活潑金屬，能與鹽酸、稀硫酸反應(yīng)放出H2，反應(yīng)的離子方程式為Mg2H=Mg2H2。(3)與某些氧化物的反應(yīng)鎂能在CO2中燃燒，反應(yīng)的化學(xué)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(yīng)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(wú)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(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等，密度較小，質(zhì)地柔軟。寫(xiě)出圖中有關(guān)反應(yīng)的方程式(能寫(xiě)離子方程式的寫(xiě)離子方程式)： 2Al3Cl22AlCl3，Al 2Al2OH2H2O=2AlO3H2， 2AlFe2O32FeAl2O3(鋁熱反應(yīng))。提醒(1)Mg、Al與HNO3反應(yīng)均不生成H2。(2)鋁熱反應(yīng)體現(xiàn)了Al的強(qiáng)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(chēng)為鋁熱劑。()(3)將濃HNO3滴入用砂紙打磨過(guò)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(xì)打磨過(guò)的鋁箔在酒精燈上加熱，熔化后的液態(tài)鋁滴落下來(lái)，說(shuō)明Al的熔點(diǎn)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(yīng)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(jì)算1下列關(guān)于鎂、鋁的說(shuō)法正確的是()A鎂鋁制品在空氣中能穩(wěn)定存在是因?yàn)殇X不活潑B濃HNO3、濃H2SO4能用鋁制器皿盛裝是因?yàn)殇X與濃HNO3、濃H2SO4不反應(yīng)C鎂、鋁均與NaOH溶液反應(yīng)D鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng)是利用了Al的還原性比Fe強(qiáng)DA項(xiàng)，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(hù)內(nèi)部金屬；B項(xiàng)，濃HNO3、濃H2SO4用鋁制器皿盛裝是因?yàn)殇X遇濃HNO3、濃H2SO4鈍化，不是不反應(yīng)；C項(xiàng)，鎂與NaOH溶液不反應(yīng)。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(yīng)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(yīng)生成H2，而鎂不反應(yīng)；加入鹽酸，鎂、鋁都與鹽酸反應(yīng)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(yīng)，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(xué)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(yīng)的Al的量相等，所得H2的量必相等。(2)因?yàn)樵诜磻?yīng)中Al過(guò)量，產(chǎn)生的H2由HCl和NaOH的量決定。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中的關(guān)系式：6HCl3H2、2NaOH3H2，故當(dāng)HCl、NaOH物質(zhì)的量相等時(shí)，二者產(chǎn)生H2的體積比為13。答案(1)11(2)13鋁與酸、堿反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系(1)無(wú)論與酸還是與堿反應(yīng)，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(yīng)：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(yīng)：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(yīng)，產(chǎn)生氫氣的體積比，則必定是a.鋁與鹽酸反應(yīng)時(shí)，鋁過(guò)量而鹽酸不足；b.鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時(shí)，鋁不足而氫氧化鈉過(guò)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(guò)濾，洗滌沉淀物；將沉淀物與鹽酸反應(yīng)，結(jié)晶、過(guò)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(shuō)法正確的是()A向洗滌液中滴加碳酸鈉溶液可檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈B上述轉(zhuǎn)化過(guò)程中包括了分解、化合、復(fù)分解、置換四種反應(yīng)類(lèi)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(huì)生成白色沉淀，所以可檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈，故A正確。提取鎂的過(guò)程中涉及的反應(yīng)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(yīng)中沒(méi)有置換反應(yīng)，故B錯(cuò)誤。在氯化氫熱氣流中干燥晶體是為了抑制MgCl2水解，故C錯(cuò)誤。電解MgCl2溶液將得到氫氧化鎂，故D錯(cuò)誤。鋁的重要化合物(對(duì)應(yīng)復(fù)習(xí)講義第28頁(yè))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(diǎn)很高，可用作耐火材料。(2)化學(xué)性質(zhì)(寫(xiě)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(qiáng)的吸附性。(2)化學(xué)性質(zhì)(用化學(xué)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(jiàn)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)化學(xué)式為KAl(SO4)2。(3)電離方程式為KAl(SO4)2=KAl32SO。(4)應(yīng)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(yīng)用1下列關(guān)于鋁的化合物的性質(zhì)及應(yīng)用敘述正確的是_(填序號(hào))。氨氣使AlCl3溶液產(chǎn)生白色沉淀是因?yàn)榘睔獗贿€原(2018全國(guó)卷)氫氧化鋁可用于中和過(guò)多胃酸()(2016全國(guó)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(guó)卷)將氯化鋁溶液滴入濃氫氧化鈉溶液中，會(huì)產(chǎn)生大量白色沉淀(2014全國(guó)卷)鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng)，反應(yīng)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(guò)量燒堿溶液充分反應(yīng)，過(guò)濾、洗滌、干燥B用過(guò)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(yīng)，過(guò)濾，向?yàn)V液中通入過(guò)量CO2后過(guò)濾DMgO中混有少量Al2O3：加入足量燒堿溶液，充分反應(yīng)，過(guò)濾、洗滌、干燥得到MgOB氨水與Fe3、Al3均產(chǎn)生沉淀，無(wú)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(yīng)過(guò)濾后所得沉淀為Fe(OH)3C圖中所有轉(zhuǎn)化反應(yīng)都不是氧化還原反應(yīng)D反應(yīng)的化學(xué)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(jué)后得到的沉淀為Fe2O3。4實(shí)驗(yàn)室可用鋁屑、氨水、氫氧化鈉溶液、稀硫酸等來(lái)制備氫氧化鋁，某同學(xué)設(shè)計(jì)了三種實(shí)驗(yàn)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(shí)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(xiě)出該方案中有關(guān)的離子方程式：_。(2)用方案來(lái)制備Al(OH)3時(shí)，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(rèn)為最好的是_(填序號(hào))，原因是_。解析分析本題應(yīng)從Al(OH)3的兩性著手，過(guò)量的強(qiáng)酸、強(qiáng)堿均會(huì)降低Al(OH)3的產(chǎn)率，而Al3與AlO反應(yīng)制取Al(OH)3，則不存在該問(wèn)題，故方案最佳。答案(1)若用NaOH溶液沉淀Al3，終點(diǎn)不易控制，因?yàn)锳l(OH)3會(huì)溶于過(guò)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(duì)應(yīng)復(fù)習(xí)講義第29頁(yè))1“鋁三角”轉(zhuǎn)化與應(yīng)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(yīng)用判斷離子共存問(wèn)題：Al3與OH及AlO、CO、S2等弱酸根陰離子；AlO與H、HCO以及弱堿陽(yáng)離子Al3、Fe3等因生成沉淀或發(fā)生水解相互促進(jìn)反應(yīng)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(kāi)始無(wú)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(jì)算(1)四個(gè)基本圖像可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應(yīng)的圖像操作向可溶性鋁鹽溶液中逐滴滴入NaOH溶液至過(guò)量向NaOH溶液中逐滴滴入可溶性鋁鹽溶液至過(guò)量現(xiàn)象立即產(chǎn)生白色沉淀漸多最多漸少消失無(wú)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(yīng)的圖像操作向偏鋁酸鹽溶液中逐滴加稀鹽酸至過(guò)量向稀鹽酸中逐滴加偏鋁酸鹽溶液至過(guò)量現(xiàn)象立即產(chǎn)生白色沉淀漸多最多漸少消失無(wú)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(gè)拓展圖像向AlCl3溶液中逐滴滴入氨水或NaAlO2溶液至過(guò)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(guò)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(guò)量鹽酸所得的溶液)中逐滴滴入NaOH溶液至過(guò)量，圖像如圖3所示。角度1“鋁三角”轉(zhuǎn)化及應(yīng)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(qiáng)堿性環(huán)境中：AlO、SiO、Na、KD0.1 molL1明礬溶液中：NH、AlO、HCO、NaCA項(xiàng)，Al3、Mg2水解，溶液呈酸性；B項(xiàng)，AlO與HCO反應(yīng)；D項(xiàng)，Al3與AlO、HCO均反應(yīng)，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(guò)量，先出現(xiàn)白色沉淀，后來(lái)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(guò)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(cuò)誤；Al2(SO4)3溶液滴入NaOH溶液中，開(kāi)始由于OH過(guò)量發(fā)生反應(yīng)：Al34OH=AlO2H2O，故開(kāi)始無(wú)沉淀生成，C錯(cuò)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(cuò)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(guò)程中微粒的量的關(guān)系曲線(xiàn)。下列判斷錯(cuò)誤的是()A線(xiàn)表示Al3的物質(zhì)的量的變化Bx表示AlCl3的物質(zhì)的量C線(xiàn)表示Al(OH)3的物質(zhì)的量的變化D線(xiàn)表示AlO的物質(zhì)的量的變化Bx代表的是強(qiáng)堿NaOH。4