高考化学一轮复习专题十四镁、铝及其化合物考点二镁、铝化合物的性质及应用教学案

1、考点二 镁、铝化合物的性质及应用】之小船创作1镁的重要化合物氧化镁碱性氧化物MgO 2H=Mcj+ + H2O氢氧化镁中强碱Mg(OH>+2H=M? + 2屋O难溶于水Mg"+ + 2OH =Mg(OH)J溶解度小于碳酸镁MgCO HO=Mg(OH升 CO T热稳定性Mg(OH=Mga HO氯化镁用于冶炼金属镁通电MgCb=Mlg+ Cl 2 T熔融2铝的主要化合物(1)氧化铝和氢氧化铝(2)复盐一一硫酸铝钾复盐定义：由两种不同的金属离子 (或nh4)与一种酸胆离子组成的盐叫复盐。明矶明矶的化学式为 KAl(SO4)2 12H2O,可溶于水，电离方程式为 KAl(SO4)2=K

2、 + Al3+ 2Sd o 水溶液的pH57(填“>” “<”或“=")，原因是 Al3+3HbOAl(OH)3+3HI+o明矶可用于净水， 其原因是 明3+水解产牛Al(OH)3胶体,Al(OH) 3胶体可以和悬浮于水中的泥沙形成絮状不溶物而沉 降下来，使水澄清。M学霸巧学卡对镁、铝化合物的深层解析(1)由于Mg(OH)的溶解度比 MgCO勺小，故水垢的主要成分中是Mg(OH),而非MgCO(2)Al 2Q、Al(OH)3只与强酸、强碱溶液反应，与氨水和 碳酸溶液不反应。(3)Al 3+只能存在于酸性溶液中，AlO2只能存在于碱性溶 液中。若将分别含Al3+和A1O2的

3、盐溶液混合，发生反应：Al3 + + 3A1O2 + 6H2O=4Al(OH)3 ；。(4)Al 2O3、Al(OH) 3是中学阶段接触的唯一与碱反应的金 属氧化物和氢氧化物，经常应用到除杂、计算题中，所以一 定要熟记这两个反应的离子方程式。(5)明矶净水只能除去水中的悬浮杂质，不能杀菌消毒， 与氯气消毒原理不同。1.思维辨析(1)在加热情况下利用氢气还原氧化铝的方法得到金属铝。()(2)将Al(OH) 3沉淀转入蒸发皿中，加足量稀硫酸，加热蒸干得无水Al2(SO4)3固体。()(3)将NaOH容液缓慢滴入A12(SO4)3溶液中至过量，最终观察到有沉淀生成。()(4)日用铝制品表面覆盖着氧化

4、膜对内部金属起保护作用。()(5)Al 2。的熔点很高，可用作耐高温材料。()(6)明矶水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中的悬浮物，可用于对水的杀菌、消毒。()答案 (1) X (2) V (3) X (4) V (5) V (6) X2.将等体积的 A1C13溶液和NaOH容液混合后，沉淀物中含铝元素的物质的量与溶液中含铝元素的物质的量相等，则原AlCl 3溶液与NaOH容液的物质的量浓度之比是()A. 1 ： 3B. 2 ： 5C. 1 ： 4D. 2 ： 7答案 D解析 设AlCl 3和NaOH勺物质的量分别为 a、b。当NaOHa少量时，铝兀素以 Al3和Al(OH)3形式存在，-

5、X3= b, a： b=2 ： 3;当NaOH±量时，铝元素以Al(OH)3和AlO2形式存在，a a3+ 2x4= b, a ： b=2 ： 7。心考法综述铝的化合物是高考命题的热点，主要是“铝三角”的转化关系及应用，涉及内容较多，如书写离子 方程式，离子共存的判断，实验操作中的鉴别、 分离、提纯， 结合图象的分析或计算等，综合性较强，属较难题。命题法1常见的两性物质典例1下列物质既能跟盐酸反应， 又能跟NaOH容液反 应的是()SiO2 AlAl 2O3 Al(OH) 3 N&CO 溶液Ca(HCO) 2溶液NHHCO溶液KHSO溶液A.B.C.D.解析SiO2只能与Na

6、OH容液反应，与盐酸不反应；Al、Al2。、Al(OH)3、Ca(HC2、NHHCO既能跟盐酸反应，又能跟 NaOH容液反应；N&CO只能与盐酸反应，与NaOH容液不反应； KHSO只能与NaOH容液反应，与盐酸不反应。答案BA I【解题法】常见的两性物质归纳总结(1)中学学习阶段接触到的既能与酸反应又能与碱反应 的物质有：金属单质：Al等；两性氧化物：Al 2c3等； 两性氢氧化物：Al(OH) 3等；弱酸的镂盐：(NH4)2CO、CHCOONH (NH4%S 等；弱酸的酸式盐：NaHCO KHS NaHSO等；氨基酸等。(2)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

7、，上述物质中只有AI2Q、Al(OH)3、氨基酸是两性物质。命题法2 “铝三角”转化关系典例2 下列各组物质，不能按(“一->”表示反应一步完成)关系转化的是()选项abcAAl 2QNaAlQAl(OH) 3BAlCl 3Al(OH) 3NaAlQCAlAl(OH) 3Al 2QDMgC2Mg(OH>MgO解析 各选项中物质间的转化为：A项，NaOHCOAl 2。> NaAlQ> Al(OH) 3> Al 2。； B 项，AlCl 3 NH2°Al(OH) 3-aOH NaAlQAlCl 3 ; D 项，MgCb>Mg(OH)>MgO>

8、;MgCl2； C项中，Al 不能一步转化成Al(OH) 30答案CIA I【解题法】“铝三角”间的转化关系相互转化的离子方程式如下：(1)Al 3+ + 3OK=Al(OH)3 ；或 Al3+3NH H2O=Al(OH)4 + 3NH(2)Al(OH) 3+OH=AlC2+2H2O(3)Al 3+ + 4OH=AlOT +2H2O(4)AlO 2 +H+H2O=Al(OH)3；或 AlO2 + CO+ 2H2O=Al(OH)3 J + HCO(5)Al(OH) 3+ 3H+=Al3+ + 3HO(6)AlO 2 + 4H+=Al3+ + 2HO相互关系：十:，十二，注意， Al(OH) 3

9、只溶于强酸强碱。命题法3 含Al”的混合溶液中滴加 NaOH勺图象题典例3某溶液中可能含有 4、Na NH M#、Fe3十、Al 3 SOT、CO一等。当向该溶液中加入一定物质的量浓 度的NaOH容液时，发现生成沉淀的物质的量随NaOH容液的体积变化的图象如图所示。下列说法正确的是()A.原溶液中含有的阳离子是4、NH Mc| Al3+B.原溶液中一定含有 SO和Na+C.原溶液中含有的 Fe3+和Al3+的物质的量之比为1 ： 1D.反应最后形成的溶液中含有的溶质为N&S。解析从题中图象可知，滴入氢氧化钠溶液的过程中发生了四种反应：开始一个单位是中和反应，接下来六个单 位是沉淀反应，

10、再接下来的两个单位是镂根离子与氢氧根离 子的反应，最后一个单位为氢氧化铝的溶解，由此确定生成 氢氧化铝需要的氢氧化钠为三个单位，另外三个单位的氢氧 化钠生成的是氢氧化铁沉淀；有铝离子则没有碳酸根离子。因此可以确定有 h+、NhT Fe3+、Al3+、SO,不能确定是否有Na可以确定没有M#、CO，答案CA I【解题法】含Al 3+的混合溶液与 OH反应的先后顺序当溶液中有多种离子时，要考虑离子之间的反应顺序，如向含有 4、NH M才、Al 3+的混合溶液中逐滴加入 NaOH 溶液，NaOHJt与 印反应，再与Mgj Al3+反应生成沉淀，再 与NHf反应，最后才溶解 Al(OH) 3沉淀。即“

11、先结合，后溶解"。若不清楚结合的先后顺序， 则可以采用“假设法”，如假设NH先与OH结合，则会发生NHt + OFH =NH- H2O,但溶液中的 Al' Mgp会与NH 肌。 反应又生成NH所以NH不能优先于Al3+和M#与OH结合。若要正确排由结合的先后顺序，需熟练掌握离子间的反应原 理。命题法4“铝三角”的主要应用典例4 Al(OH) 3的制备若甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备Al(OH) 30规定必用的药品如下： 350 g 70%HSO溶液，NaOH®体240 g, 足量铝屑、水(不能用其他药品)。甲、乙、丙用各自设计的方案制得Al(OH)3的质量分别是

12、W、WV3A三种实验方案如下：甲：铝一加NaOH容液一加HSO溶液 W gAl(OH) 3乙：铝一加HSO溶液一加NaOH容液一 WgAl(OH) 3铝一加HSO溶液丙： 丁工 、一WgAl(OH) 3铝一加 NaOlWB试回答：(1)从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素分析， 实验方案最合理的是。(2)三位学生制得的 Al(OH)3, W. W V质量由大到小 的顺序是 O240 g解析n(H2SO)=n(NaOH)=40 g .mo- = 6 mol，2.5 mol350 g x 70%7198 g , mol甲方案：2Al + 2NaOI+ 2hbO=2NaAlO+ 3H2 T6 m

13、ol ?6 molAlO2 + H+ + HO=Al(OHb J过量 2.5X2 mol ?5 mol因此，甲方案最多制得 5 mol Al(OH) 30乙方案：2Al + 3H2SO=Al2(SO4)3+ 3H2 T2.5 mol ? -X 2.5 mol3Al 2(SO4)3 +6NaOH=2Al(OH)J + NaSO13X 2.5 mol过量？，2.5 mol3一 、 5因此，乙万案最多制得 -mol Al(OH) 303丙方案：2Al + 6H+ =2Al3+ + 3H45 mol ? I mol32Al + 20H + 2H2O=2AlG + 3hb T6 mol ?6 molAl

14、3+ + 3AlO2 + 6H2O=4Al(OH2 J5 mol20V mol3因此，丙方案最多制得 mol Al(OH) 30 3故 V3>V1>VWo答案(1)丙恸忡W典例5与铝元素有关的物质的分离、提纯下列除去杂质的方法不正确的是()A.镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应， 过滤、洗涤、干燥B.用过量氨水除去 Fe3+溶液中的少量Al3+C. Al(OH)3中混有少量 Mg(OH:加入足量烧碱溶液， 充 分反应，过滤，向滤液中通入过量CO后过滤D. MgO中混有少量 Al 2C3：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥得到MgC解析Al(CH)3不溶于氨水，故

15、向含少量Al3+的Fe3+溶液中加入过量氨水时，Fe"、Al3+均转化为氢氧化物沉淀， 达不到除杂的目的。答案B典例6 利用“铝三角”转化关系进行物质鉴别 卜列各组物质的无色溶液，不用其他试剂即可鉴别的是()KOH NaSO AlCl 3 NaHCO3 Ba(OH)2 H2SO4 HCl NaAlQ NaHSO Ca(OH)2 Na2CO3 BaCl2A.B.C.D. 解析 不用其他试剂鉴别，即用物质间相互滴加现象不同来鉴别。中，将 KOH逐滴滴入A1C13溶液中时，先后 发生反应 Al" + 3OH=Al(OH)3j, Al(OH)3+OH=AlC2 +2H2。，现象是：

16、白色沉淀生成-溶解至消失；而将AlCl 3逐滴滴入KCH容液中时，先后发生 Al 3+ + 4CK=AlC2 + 2HbC; Al 3 + 3AIC2 + 6H2C=4Al(CH)3 J ,现象是：开始无明显现象 白色沉淀逐渐增多。两种滴加方式不同，现象也不同，从而可以鉴别。 中 NaHCO3 和 H2SO4 分别滴加到Ba(OH)2 中都有白色沉淀生成，但BaCO3 沉淀溶于H2SO4 中，且有气泡产生的是NaHCCffi HSC溶液混合，可鉴别由各种物质。中 HCl和 NaHSCW显酸性，无法鉴别。中 CaCC和BaCC都是白色沉 淀，无法鉴别由 Ca(CH)2和BaCE所以答案为 A 答

17、案 A典例7 利用33+或人102的存在环境进行离子共存的 判断常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是()A.无色溶液中：CQ、MnO、Al： K卡B. 1.0 mol L-的 NaAlO2溶液中:CP、HCO、KJ Ca2 十C.在强碱性环境中：AlO2、SiO3 > Na。KD.能使甲基橙显红色的溶液中：NHf、AlO2、Na+解析A项MnO有颜色，CQ与Al 3+可发生双水解反 应；B项中 HCO+AlO2 + H2O=Al(OH)a + C。； D项中，酸 性条件下AlO2不能大量存在。答案CA I【解题法】“铝三角”关系的应用小结(1)Al(OH) 3 的制备方法一：可

18、溶性铝盐溶液与过量氨水反应反应原理：Al3+3NH3 H2O=Al(OH)4 + 3NH4方法二：向可溶性偏铝酸盐溶液中通入过量CO反应原理：AlO2 + 2H2O+ CO=Al(OH)3 J + HCO方法三：相互促进水解法|A13+Al3+ + 3AlO2 + 6HO=4Al(OH)3 JAID?(2)含铝元素的混合物的分离提纯利用Al、AI2Q、Al(OH)3可溶于强碱的特性，可除去许 多物质中的含铝杂质，如：Mg(Al):加足量 NaOH容液；FezQ(Al 2Q):加足量NaOH容液;Mg(OH)2Al(OH) 3:加足量 NaOH容液；M/+(Al 3+)：加过量NaOH容液，过滤

19、，再加酸充分溶 解。(3)鉴别(利用滴加试剂顺序不同，现象不同)向AlCl 3溶液中滴加NaOH容液，先产生白色沉淀，后 沉淀溶解。向NaOH容液中滴加AlCl 3溶液，开始无明显现象，后 产生白色沉淀，沉淀不溶解。向NaAlQ溶液中滴加HCl溶液，开始产生白色沉淀， 后沉淀逐渐溶解。向HCl溶液中滴加NaAlQ溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解(4)判断离子共存问题人计与0月、AlO2、C。、S2一等弱酸根阴离子或 AlO2与 H+、HCO以及弱碱阳离子 Al "、Fe3+等因生成沉淀或发生水 解相互促进的反应而不能大量共存。1 .某化合物由两种单质直接反应生成，将其

20、加入 Ba(HCO)2溶液中同时有气体和沉淀产生。下列化合物中符合上述条件的是()A. AlCl 3 B. NaOC. FeCl2D. SiO2答案 A解析 FeCl2不能由Fe和Cl2直接反应生成，C项错误；SiO2不溶于水，也不能与Ba(HCO)2溶液反应，D项错误；NaO 可由 Na和 Q直接反应生成，Ns2O+ H2O=2NaOH,2NaOHBa(HCQ)2=BaCO； + NaCO+2HO,反应中无气体生成，B项错误；AICI3可由Al与Cl2直接反应生成，将 AICI3加入 Ba(HCO) 2 溶液中，Al3+ + 3HCO=Al(OH)3 J + 3COT ,发生 强烈双水解反应

21、，生成 Al(OH)3沉淀和CO气体，A项正确。2 .用如图所示装置进行下列实验：将中溶液滴入 中，预测的现象与实际相符的是()选项中物质中物质预测中的现象A稀盐酸碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液立即产生气泡B浓硝酸用砂纸打磨过的铝条产生红棕色气体C氯化铝溶液浓氢氧化钠溶液产生大量白色沉淀D草酸溶液高镒酸钾酸性溶液溶液逐渐褪色答案 D解析稀盐酸滴入NaCO和NaOH勺混合溶液中，先发生酸碱中和反应，开始没有气泡产生，A项错误；浓硝酸与 Al发生钝化，无红棕色的 NO生成，B项错误；将AlCl 3溶液滴 入NaOH容液中，开始无大量白色沉淀，C项错误；草酸与酸性KMnO§液发生氧化还原反应，

22、KMnO§液的紫红色褪去，D项正确。3 .化学与生活密切相关。下列说法不正确的是（）A.乙烯可作水果的催熟剂B.硅胶可作袋装食品的干燥剂C.福尔马林可作食品的保鲜剂D.氢氧化铝可作胃酸的中和剂答案 C解析 乙烯是一种植物生长调节剂，可以催熟果实，A正确；硅胶无毒，可用作食品的干燥剂，B正确；福尔马林是35340%勺甲醛水溶3有毒，C错误；氢氧化铝可以中 和盐酸，可作胃酸的中和剂， D正确。4 .常温下，下列各组物质中，Y既能与X反应又能与Z反应的是（）XYZNaOH§ 液Al(OH) 3稀硫酸KOH§ 液SiO2浓盐酸ON2H2FeCl3溶液Cu浓硝酸A.B.C.

23、D. 答案 B解析 本题考查常见物质的性质，意在考查考生利用所学知识分析问题的能力。Al（OH） 3显两性，既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水，正确；SiO2与盐酸不反应，错误；砧与Q在放电条件下反应生成 NO N2在高温、 高压及催化剂存在条件下与H反应生成NH,但在常温时 降与Q、H2均不反应，错误；根据方程式：Cu+ 2FeC"=CuC2 + 2FeCl2、Cu+ 4HNO（浓尸=Cu（NQ） 2+ 2NOT + 2HO 可知， 正确。5 .室温下，在 0.2 mol L - Al 2（SO4）3溶液中，逐滴加 入1.0 mol L - NaOH溶液，实验测得溶液

24、pH随NaOH容液 体积变化曲线如下图，下列有关说法正确的是（）A. a点时，溶液呈酸性的原因是 Al3+水解，离子方程式为 Al" + 3OHTAl(OH) 3B. ab段，溶液pH增大，Al3+浓度不变C. bc段，加入的OH主要用于生成 Al(OH)3沉淀D. d点时，Al(OH)3沉淀开始溶解答案 C解析 本题考查铝的化合物的转化、水解平衡的移动以 及图象分析。Al3+水解方程式为 Al3+ + 3H2OAl(OH) 3+ 3H十,A项错误；ab段，加入NaOHfe要是与水解生成的 H 反应，pH增大，促进水解，Al3+浓度减小，B项错误；bc 段pH增大缓慢，主要是生成氢氧

25、化铝沉淀，C项正确；c点后pH增大加快，主要是发生反应Al(OH) 3 +OH=AlQ +2H2。，d点表示氢氧化铝完全溶解，D项错误。6. a g Mg、Al 合金完全溶解在 Ci mol L 1、V1 L HCl 溶液中，产生b g H 2。再向反应后的溶液中加入 C2 mol , L 1、V2 L NaOH溶液，恰好使沉淀达到最大值，且沉淀质量为 dg 0下列关系错误的是()A.与金属反应后剩余盐酸为 (c1Mb) molB. c1c2MV1C.铝失去电子的物质的量为b molD. d=a+17b答案 C解析反应后的溶液中溶质为NaCl,根据Cl原子守恒c2y可得cVi=c2V2,即c

26、= q厂，B项正确；根据题息可知消耗b的n(HCl) =2x 2 mol = b mol ,故剩余的 HCl的物质的量为 (eV b) mol , A项正确；题中的沉淀为 Al(OH)3、Mg(OH), 故有 n(OM) =n(H+) =2n(H2),沉淀质量为(a+17b) g, D项 正确；C 项设 n(Mg)=x mol , n(Al) =y mol ,求得:12bay=24x+27y=a 则b2x+3y = 2x2,1 一一一. a一所以铝失电子的物质的量为4b- mol , C项错误。37 .无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。(1)氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体，其反应的

27、离子方程式为 。(2)工业上用铝土矿(主要成分为 Al 2C3,含有FeQ、SiO2等杂质)制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下：已知:物质SiCl 4AlCl 3FeCl3FeCl2沸点/ C57.6180(升华)300(升华)1023步骤I中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多，其作用是(只要求 写由一种)。步骤n中若不通入氯气和氧气，则反应生成相对原子质量比硅大的单质是 o已知：Al2Q(s) + 3c(s)=2Al(s) + 3CO(g) A H = + 1344.1kJ , mol 12A1C1 3(g)=2Al(s) +3Cl2(g) A H2=+ 1169.2 kJ moli由AI2Q、C和Cl2反应生成 AlCl 3的热化学方程式为步骤in的尾气经冷却至室温后，气体用足量的NaOH冷溶液吸收，生成的盐主要有3种，其化学式分别为结合流程及相关数据分析，步骤V中加入铝粉的目的是答案 (1)Al 3 +3H2OAl(OH)3+3H+(2)防止后续步骤生成的AlCl 3水解(或增大反应物的接触面积，加快反应速率)铁(或Fe)AlzQ(s) +3C(s) +3Cl2(g)=2AlCl 3(g) +