（新课标）高考化学一轮复习 第三单元 金属及其化合物 3.2 镁、铝及其重要化合物课件-人教版高三全册化学课件

1、第第2 2节镁、铝及其重要化合物节镁、铝及其重要化合物-2-考纲要求:1.了解镁、铝及其重要化合物的制备方法。2.掌握镁、铝及其化合物主要性质及其应用。-3-考点一考点二基础梳理考点突破考点三考点四镁及其重要化合物的性质及海水提镁1.镁的原子结构和存在镁位于元素周期表第3周期第A族,原子结构示意图为_,镁性质活泼,在自然界中的镁全部以化合态存在。2.镁单质的性质(1)物理性质:镁是具有银白色金属光泽的固体,密度、硬度均较小,熔点较低,有良好的导电、传热和延展性。-4-考点一考点二基础梳理考点突破考点三考点四-5-考点一考点二基础梳理考点突破考点三考点四3.镁的重要化合物 -6-考点一考点二基础

2、梳理考点突破考点三考点四特别提醒(1)由MgCl26H2O到无水MgCl2,必须在HCl气流中加热,以防MgCl2水解。(2)因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应,故工业电解MgCl2得到的镁,应在H2氛围中冷却。5.镁及其化合物用途镁应用于生产合金,冶金工业上用作还原剂和脱氧剂。MgO熔点很高,可作耐火材料。-7-考点一考点二基础梳理考点突破考点三考点四自主巩固自主巩固判断正误,正确的画“”,错误的画“”。(1)点燃的镁条能够在空气中剧烈燃烧,将点燃的镁条放入CO2气体中,镁条停止燃烧 ( )(2)镁条在空气中燃烧得到灰白色的物质为纯净物 ( )(3)在镁条参加的化学反应中,镁均

3、作还原剂 ( )(4)从海水中提取镁所涉及的化学反应全部是氧化还原反应 ( )(5)将氯化镁晶体(MgCl26H2O)直接加热可制得无水氯化镁 ( )-8-考点一考点二基础梳理考点突破考点三考点四镁及其化合物的转化关系 -9-考点一考点二基础梳理考点突破考点三考点四例1某同学通过系列实验探究Mg及其化合物的性质,下列操作正确且能达到目的的是( )A.将水加入浓硫酸中得到稀硫酸,置镁片于其中探讨Mg的活动性B.将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中,观察Mg(OH)2沉淀的生成C.将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤,洗涤并收集沉淀D.将Mg(OH)2沉淀转入表面皿中,加足量稀盐酸

4、,加热蒸干得无水MgCl2固体 答案解析解析关闭浓硫酸溶于水放热,且密度大于水,因此稀释浓硫酸时应将浓硫酸加到水中,而不能将水加入浓硫酸中,A项错误;将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中,镁离子与氢氧根离子反应生成氢氧化镁沉淀,B项正确;将浊液加入过滤器中应该用玻璃棒引流,C项错误;将Mg(OH)2沉淀转入蒸发皿中,加足量稀盐酸,生成氯化镁。由于氯化镁水解生成氢氧化镁和氯化氢,因水解吸热,且氯化氢易挥发,所以加热时促进镁离子水解,蒸干得不到无水MgCl2固体,可得到氢氧化镁固体,D项错误。 答案解析关闭B-10-考点一考点二基础梳理考点突破考点三考点四易错警示Mg3N2能与水剧烈反应生成Mg

5、(OH)2沉淀,放出氨气,所以只能在干燥状态下制取。-11-考点一考点二基础梳理考点突破考点三考点四跟踪训练跟踪训练1.下列叙述正确的是( )A.镁制容器可盛装热的浓硫酸B.镁的金属性比铝的金属性强C.氢氧化镁能溶于过量氨水D.镁在空气中燃烧生成纯净的MgO 答案解析解析关闭镁能与热的浓硫酸发生反应;氢氧化镁不能溶于氨水;镁在空气中燃烧可生成固体有MgO、Mg3N2和C。 答案解析关闭B-12-考点一考点二基础梳理考点突破考点三考点四2.综合利用海水可以制备金属镁,其流程如图所示:-13-考点一考点二基础梳理考点突破考点三考点四(1)若在空气中加热MgCl26H2O,生成的是Mg(OH)Cl或

6、MgO,写出相应反应的化学方程式: 。 用电解法制取金属镁时,需要无水氯化镁。在干燥的HCl气流中加热MgCl26H2O时,能得到无水MgCl2,其原因是 。 (2)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去?写出实验步骤:。(3)实验室里将粗盐制成精盐的过程中,在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒,分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的。溶解时:;过滤时:;蒸发时:。 -14-考点一考点二基础梳理考点突破考点三考点四(2)加入MgCl2溶液或Mg(NO3)2溶液,充分搅拌、过滤,沉淀用蒸馏水洗涤(3)搅拌,加速溶解引流,使浊液沿玻璃棒注入漏斗,防止外洒搅拌,防止因局部过热

7、使液滴或晶体飞溅-15-考点一考点二基础梳理考点突破考点三考点四解析:(1)根据Cl、H、O三种元素守恒可知,在空气中加热MgCl26H2O,除生成Mg(OH)Cl或MgO外,还有HCl和H2O生成。(2)为防止引入新杂质,可用MgCl2溶液或Mg(NO3)2溶液将Ca(OH)2转化为Mg(OH)2,然后过滤、洗涤Mg(OH)2。(3)溶解固体时使用玻璃棒是为了加速溶质的扩散,提高溶解速率;在过滤时使用玻璃棒是为了引流液体,防止外洒;蒸发结晶过程中使用玻璃棒是为了防止因局部过热而使液滴或晶体飞溅。-16-考点一考点二基础梳理考点突破考点三考点四铝的性质及应用1.铝的原子结构和存在铝的原子结构示

8、意图为_。铝位于元素周期表第3周期第A族,自然界中的铝全部以化合态存在。2.金属铝的物理性质铝是银白色、具有金属光泽的固体,硬度较小,具有良好的导电性、导热性和延展性。-17-考点一考点二基础梳理考点突破考点三考点四3.铝的化学性质 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式:-18-考点一考点二基础梳理考点突破考点三考点四-19-考点一考点二基础梳理考点突破考点三考点四自主巩固自主巩固判断正误,正确的画“”,错误的画“”。(1)铝制餐具可长时间存放酸性或碱性食物 ( )(2)常温下,铝与稀硝酸反应生成氢气 ( )(3)铝在空气中耐腐蚀,所以铝是不活泼金属 ( )(4)氧化铝是金属氧化物,也是碱

9、性氧化物 ( )(5)1 mol Al与足量硫酸或足量氢氧化钠溶液反应转移电子数相同 ( )(6)铝与少量NaOH溶液反应得到铝盐,与足量NaOH溶液反应生成偏铝酸盐 ( )-20-考点一考点二基础梳理考点突破考点三考点四1.铝能与酸溶液反应生成H2和铝盐(Al3+),但与稀硝酸反应不生成H2,且常温下在浓硝酸、浓硫酸中发生钝化。2.铝与强碱溶液反应生成H2和偏铝酸盐( )。-21-考点一考点二基础梳理考点突破考点三考点四-22-考点一考点二基础梳理考点突破考点三考点四例2铝是中学阶段学习的唯一既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出H2的金属,就铝的这一特殊性质回答下列问题:(1)等

10、质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应,所得H2的体积之比是。 (2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中,产生H2的体积之比是。 (3)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中,二者产生H2的物质的量相等,则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是。 (4)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 molL-1的盐酸和NaOH溶液,向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,反应结束后,测得生成的气体体积比为V(甲) V(乙)=1 2,则加入铝粉的质量为。 A.5.4 gB.3.6 gC.2.7 gD.1.8 g-23-考点一考点二基础梳理考点突

11、破考点三考点四答案:(1)1 1(2)1 3(3)3 1(4)A解析:(1)根据化学方程式:2Al+6HClAlCl3+3H2、2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2,可得出Al与H2的关系式均为2Al3H2,故只要参加反应的Al的质量相等,所得H2的量必相等。(2)因为在反应中Al过量,产生的H2由HCl和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式:6HCl3H2、2NaOH3H2,故当HCl和NaOH的物质的量相等时,二者产生H2的体积比为1 3。(3)因为铝足量且产生H2的物质的量相等,根据关系式n(HCl) n(NaOH)=3 1,又因为两溶液体积相等,故物质的量浓度c(HC

12、l) c(NaOH)=n(HCl) n(NaOH)=3 1。-24-考点一考点二基础梳理考点突破考点三考点四(4)其反应原理分别为2Al+6HCl2AlCl3+3H2,2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2。可见当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多时,产生H2的体积比是1 3,而题设条件体积比为1 2,说明此时投入的铝粉对盐酸来说是过量的,而对于NaOH来说是不足的。2Al+6HCl2AlCl3+3H2 6 mol 3 mol 3 molL-10.1 L0.15 mol则Al与NaOH溶液反应生成的H2的物质的量为0.15 mol2=0.3 mol。2Al+2NaOH+2H

13、2O2NaAlO2+3H2227 g 3 mol5.4 g 0.3 mol即投入的铝粉为5.4 g。-25-考点一考点二基础梳理考点突破考点三考点四易错警示(1)能与铝反应生成H2的溶液,可能是酸性溶液,也可能是碱性溶液。(2)等质量的铝与足量的酸或碱反应,生成H2的量由铝的质量决定。(3)等物质的量的一元酸和一元碱与足量的铝反应,生成H2的量由酸和碱的物质的量决定。-26-考点一考点二基础梳理考点突破考点三考点四跟踪训练跟踪训练3.下列有关铝及其化合物的叙述正确的是( )A.铝粉与氧化镁共热可制取金属镁B.足量铝分别与含1 mol HCl、1 mol NaOH的溶液反应,产生相同量的氢气C.

14、工业上用电解熔融Al2O3的方法冶炼铝D.在浓硝酸中加入等体积的浓硫酸后,立即加入铝片,铝片表面发生钝化 答案解析解析关闭铝的金属性比镁弱,铝与MgO共热不能置换出Mg,A项错误;足量铝粉与含1 mol HCl、1 mol NaOH的溶液反应,分别生成0.5 mol H2和1.5 mol H2,B项错误;浓硝酸和浓硫酸混合为放热过程,混合后立即加入铝片,铝片不能发生钝化,D项错误。 答案解析关闭C -27-考点一考点二基础梳理考点突破考点三考点四4.足量下列物质与相同质量的铝反应,放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是( )A.氢氧化钠溶液B.稀硫酸C.盐酸D.稀硝酸 答案解析解析关闭 答案解析关

15、闭-28-考点三考点一考点二基础梳理考点突破考点四铝的重要化合物1.Al2O3(1)物理性质:Al2O3是高熔点的氧化物,常作为耐火材料及冶炼 金属铝的原料。(2)化学性质(用离子方程式表示):-29-考点三考点一考点二基础梳理考点突破考点四2.Al(OH)3(1)物理性质:Al(OH)3是难溶于水的白色胶状沉淀,它能吸附水中的悬浮物,常用于水的净化,并能吸附色素。(2)化学性质。受热分解:化学方程式为2Al(OH)3 Al2O3+3H2O。(3)制备(用离子方程式表示)。-30-考点三考点一考点二基础梳理考点突破考点四3.明矾净水原理明矾的化学式为KAl(SO4)212H2O,其净水原理涉及

16、的离子方程式:Al3+3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+。-31-考点三考点一考点二基础梳理考点突破考点四自主巩固自主巩固判断正误,正确的画“”,错误的画“”。(1)明矾用作净水剂不涉及化学变化 ( )(2)氢氧化铝具有弱碱性,可用于制胃酸中和剂 ( )(3)Al(OH)3既能与稀硫酸反应又能与NaOH溶液反应 ( )(6)Al(OH)3胶体能凝聚水中的悬浮物,也能吸附色素 ( )-32-考点三考点一考点二基础梳理考点突破考点四-33-考点三考点一考点二基础梳理考点突破考点四(2)鉴别物质(利用滴加试剂顺序不同,现象不同):向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液,先产生白色沉淀,后沉淀溶解。向

17、NaOH溶液中滴加AlCl3溶液,开始无明显现象,后产生白色沉淀,沉淀不溶解。-34-考点三考点一考点二基础梳理考点突破考点四例3用含少量镁粉的铝粉制取纯净的Al(OH)3,下述操作步骤中最恰当的组合是( )加盐酸溶解加烧碱溶液溶解过滤通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀加入盐酸生成Al(OH)3沉淀加入过量烧碱溶液A. B.C. D.B解析: -35-考点三考点一考点二基础梳理考点突破考点四归纳总结(1)含铝元素杂质的除杂方法归类。利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于强碱溶液的特性,可除去许多物质中的铝杂质,如:Mg(Al):加足量NaOH溶液,过滤;Fe2O3(Al2O3):加足量N

18、aOH溶液,过滤;Mg(OH)2Al(OH)3:加足量NaOH溶液,过滤;Mg2+(Al3+):加过量NaOH溶液,过滤,再加酸充分溶解。(2)中学阶段接触到的既能与酸反应又能与碱反应的物质。金属单质:Al等;两性氧化物:Al2O3等;两性氢氧化物:Al(OH)3等;弱酸的铵盐:(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S等;弱酸的酸式盐:NaHCO3、KHS、NaHSO3等;氨基酸等。两性物质是指既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的化合物,上述物质中只有Al2O3、Al(OH)3、氨基酸是两性物质。-36-考点三考点一考点二基础梳理考点突破考点四跟踪训练跟踪训练5.常温下,下列各组

19、离子在指定溶液中能大量共存的是( ) 答案解析解析关闭 答案解析关闭-37-考点三考点一考点二基础梳理考点突破考点四6.用稀硫酸、NaOH溶液和金属铝为原料制取Al(OH)3。甲、乙、丙三个学生的制备途径如下:若要得到等量的Al(OH)3,则( )A.三人消耗的原料相同B.甲消耗的原料总物质的量最多C.乙消耗的原料总物质的量最少D.丙消耗的原料总物质的量最多 答案解析解析关闭从各物质的物质的量关系看,假定有1 mol铝,则甲消耗1.5 mol H2SO4和3 mol NaOH,乙消耗1 mol NaOH和0.5 mol H2SO4,丙中将1 mol Al分成两部分,0.25 mol Al与H2

20、SO4反应,消耗H2SO4 0.375 mol,0.75 mol Al与NaOH反应,消耗NaOH 0.75 mol,故甲消耗的原料最多,丙消耗的原料最少。 答案解析关闭B-38-考点三考点一考点二考点四基础梳理考点突破“铝三角”转化关系及应用 -39-考点三考点一考点二考点四基础梳理考点突破2.有关氢氧化铝沉淀的四个基本图像(1)可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像。-40-考点三考点一考点二考点四基础梳理考点突破(2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像。 -41-考点三考点一考点二考点四基础梳理考点突破自主巩固自主巩固下列图像中,纵坐标为沉淀量,横坐标为某溶液中加入的反应物的物质的量,选择合适

21、图像对应的序号填空。-42-考点三考点一考点二考点四基础梳理考点突破(1)向AlCl3溶液中加入氨水至过量。(2)向AlCl3溶液中加入NaOH溶液至过量。(3)向AlCl3、MgCl2混合溶液中加入NaOH溶液至过量。(4)向澄清石灰水中通入过量CO2。(5)向含有少量盐酸的AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液。(6)向含有少量HCl的AlCl3溶液中加入过量氨水。-43-考点三考点一考点二考点四基础梳理考点突破1.从铝土矿中提取Al2O3的方法铝土矿的主要成分是Al2O3,含有的主要杂质是Fe2O3和SiO2,由于Al2O3具有两性,而杂质SiO2是酸性氧化物,Fe2O3是碱性氧化物,因而

22、可设计出提纯氧化铝的方案如下。-44-考点三考点一考点二考点四基础梳理考点突破2.有关Al(OH)3的四个拓展图像(1)向AlCl3溶液中逐滴滴入氨水或NaAlO2溶液至过量,如图1所示。(2)向NaAlO2溶液中逐滴滴入AlCl3溶液或通入CO2至过量,如图2所示。-45-考点三考点一考点二考点四基础梳理考点突破(3)向MgCl2、AlCl3和盐酸的混合溶液(即将Mg、Al溶于过量盐酸所得的溶液)中逐滴滴入NaOH溶液至过量,如图3所示。(4)向MgCl2、AlCl3混合溶液中先加入NaOH溶液,后加入盐酸(NaOH与HCl的物质的量浓度相等),沉淀转化如图4所示。-46-考点三考点一考点二

23、考点四基础梳理考点突破特别提醒(1)分析图像时要注意加入酸或碱的强弱。因为强酸、强碱溶液会使Al(OH)3溶解,而很弱的弱酸、弱碱溶液不能使Al(OH)3溶解。(2)强酸、强碱溶液使Al(OH)3溶解的图像中要注意加入的量和加入的顺序,因为滴加顺序不同,产生的现象可能不同。(3)若产生的沉淀有多种,则应仔细分析相关量间的关系,要特别关注沉淀是否同步生成,沉淀物是否溶于所加入的过量试剂中。-47-考点三考点一考点二考点四基础梳理考点突破例4铝是一种重要的金属,在生产、生活中具有许多重要的用途,如图是从铝土矿中制备铝的工艺流程:已知:铝土矿的主要成分是Al2O3,此外还含有少量SiO2、Fe2O3

24、等杂质;溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应,能生成硅铝酸盐沉淀,反应的化学方程式为2Na2SiO3+2NaAlO2+2H2ONa2Al2Si2O8+4NaOH。-48-考点三考点一考点二考点四基础梳理考点突破回答下列问题:(1)写出溶解铝土矿时,其成分与NaOH溶液发生反应的离子方程式: 。 (2)滤渣A的主要成分为;硅酸盐沉淀写成氧化物的形式是。 (3)在工艺流程第三步中,选用二氧化碳作酸化剂而不使用盐酸的原因是。 (4)若该工厂用m kg铝土矿共制得n kg Al(假设每步反应进行完全,忽略硅铝酸盐沉淀中铝的质量),则铝土矿中Al2O3的质量分数为。 (5)若将铝用酸溶解,下列试剂中最好选用(填

25、序号)。 A.浓硫酸B.稀硫酸C.稀硝酸D.浓硝酸-49-考点三考点一考点二考点四基础梳理考点突破-50-考点三考点一考点二考点四基础梳理考点突破-51-考点三考点一考点二考点四基础梳理考点突破-52-考点三考点一考点二考点四基础梳理考点突破跟踪训练跟踪训练7.在含有0.06 mol Cl-、0.07 mol 及一定量Mg2+和Al3+的混合溶液中,滴入2 molL-1 NaOH溶液,产生沉淀的情况如图。若反应前Al3+的物质的量为a mol,Al3+的物质的量与混合溶液中离子总物质的量的比值为x(不考虑Mg2+和Al3+水解及水的电离)。则下列说法错误的是( )A.a的取值范围是B.图中m的

26、取值范围为5.25.8C.A、B两点横坐标的数值均随x变化而变化D.若B点横坐标数值为120,则a=0.04C -53-考点三考点一考点二考点四基础梳理考点突破-54-考点三考点一考点二考点四基础梳理考点突破8.(2017江苏化学)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下:-55-考点三考点一考点二考点四基础梳理考点突破(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为。 (2)向“过滤”所得滤液中加入NaHCO3溶液,溶液的pH(填“增大”“不变”或“减小”)。 (3)“电解”是电解熔融Al2O3,电解过程中作阳极的石墨易消耗,

27、原因是 。 -56-考点三考点一考点二考点四基础梳理考点突破(4)“电解”是电解Na2CO3溶液,原理如图所示。阳极的电极反应式为,阴极产生的物质A的化学式为。 (5)铝粉在1 000 时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合,有利于AlN的制备,其主要原因是。 -57-考点三考点一考点二考点四基础梳理考点突破-58-59-60-61-2134651.下列离子方程式中,书写正确的是() B-62-2134652.易拉罐的主要成分为铝合金,其中以铝铁合金和镁铝合金最为常见。现取几小块易拉罐碎片进行下列实验,其中实验方案与现象、结论正确的是() 答案解析解析关闭铝、铁、镁

28、都可与盐酸反应产生无色气体,不能得出含铝、铁、镁三种元素的结论,A项错误;铝、铁、镁三种金属中只有铝能与NaOH溶液反应产生无色气体,B项错误;氢氧化镁与氢氧化铝均为白色沉淀,C项错误;用盐酸溶解后亚铁离子在空气中易被氧化成Fe3+,加入KSCN溶液呈红色,D项正确。 答案解析关闭D-63-4312653. 相同物质的量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应,至体系中均无固体物质,消耗碱量最多的是()A.AlB.Al2O3C.Al(OH)3D.AlCl3D解析:1 mol Al2O3能与2 mol NaOH反应,1 mol Al、1 mol Al(OH)3能与1 mol NaOH反应,1 mol AlCl3最多能与4 mol NaOH反应。-64-4312654.(2017东北三省三校联考)下列曲线图(纵坐标为沉淀的量,横坐标为加入溶液的