【大纲创新设计】高考化学一轮复习 第1节 镁和铝课件 人教大纲

第十一章几种重要的金属电化学复习目标展示1.了解镁和铝的物理性质及化学性质，了解镁和铝及其重要化合物的主要性质及镁和铝的工业制法。2．掌握镁和铝的重要化合物的性质、应用及相关计算。此类试题内容主要包括:(1)合金的概念；镁及其化合物的性质；(2)两性氧化物Al2O3的性质；(3)Al(OH)3的相关计算问题；(4)金属与酸、碱反应的过量计算问题。此考点在高考中主要以选择题的形式出现，考查镁和铝的重要化合物的性质应用和相关计算。题目注重对化合物性质的理解；其次以实验题的形式出现。第一节镁和铝知识点1金属概述问题1：常见的金属分类方法？1．金属的分类问题2：金属的共性？2．金属的共性具有

光泽(多数为银白色)，不透明，容易导电、导热，有延展性等等。问题3：合金及其特性？3．合金(1)定义：

或

以上的金属(或金属跟非金属)熔合而成的具有

的物质。(2)合金的特性：合金比它的成分金属具有良好的物理、化学或机械等方面的性能；合金没有

的熔点，一般地说，合金的熔点比其各成分金属的熔点

。镁、铝可和其他金属和非金属形成合金，其强度和硬度都

镁、铝。两种两种金属特性金属固定低大于【思维延伸】

金属的结构与金属通性之间的关系(1)最外层电子较少→大多数有较强的还原性；(2)金属晶体中存在自由电子→导电、导热；(3)金属晶体中存在阳离子与自由电子之间的作用→良好的延展性。知识点2镁和铝的性质问题4：镁和铝的性质的相似和差异？如何理解这种相似和差异？【思维延伸】从原子结构分析镁的化学性质比铝活泼

Mg、Al的原子结构都有三个电子层，但r(Mg)>r(Al)，对最外层电子吸引力Mg弱于Al，所以Mg比Al更易失去最外层电子。能够说明镁的化学性质比铝活泼的实验事实，如镁与盐酸反应比铝与盐酸反应剧烈。知识点3镁和铝的重要化合物问题5：比较镁和铝的氧化物的性质？5．镁和铝的氧化物问题6：比较镁和铝的氢氧化物的性质？6．镁和铝的氢氧化物考点1镁的性质和工业制法1．镁的燃烧镁条在空气中燃烧时，不仅能跟O2反应，还能跟N2和CO2反应：所以镁条在空气中燃烧的生成物有MgO、Mg3N2和C。由上述可知，1mol镁分别在①N2、②O2、③CO2三种气体中充分燃烧后，固体质量增加关系为③>②>①。2．镁与酸性溶液反应镁是活泼金属，不但能置换出酸中的氢，也能与水解呈酸性的盐溶液反应产生H2。如镁粉与NH4Cl溶液反应：NH4＋＋H2ONH3·H2O＋H＋Mg＋2H＋Mg2＋＋H2↑由于c(H＋)不断减小，促使NH4＋的水解平衡不断右移，随着c(NH3·H2O)的增大而放出NH3,总反应方程式为：Mg＋2NH4＋Mg2＋＋2NH3↑＋H2↑。3．镁的工工业制法工业上以氯氯化镁为原原料制得金金属镁。氯化镁可从从光卤石(KCl··MgCl2·6H2O)、海水水中制取。。海水提取食食盐后，在在剩下的苦苦卤里(主主要成分是是MgCl2)加入熟石灰或石灰灰乳，沉淀淀出Mg(OH)2，再用盐酸酸溶解沉淀淀并浓缩过过滤后，得到到MgCl2晶体，通过过电解熔融融的MgCl2制得镁。MgCl2＋Ca(OH)2Mg(OH)2↓＋CaCl2Mg(OH)2＋2HClMgCl2＋2H2OMgCl2Mg＋Cl2↑电解熔融要点深深化镁在CO2中燃烧实验验注意问题题：(1)要用用坩埚钳夹夹持燃烧的的镁条；(2)集气气瓶底部要要放一些细细沙，以防防止集气瓶瓶炸裂；(3)反应应中生成的的白色粉末末是MgO，瓶瓶壁上附着着的黑色物物质是碳的单质；(4)“二二氧化碳不不能助燃””的说法是是不全面的的，二氧化化碳对绝大多数可燃燃物是良好好的灭火剂剂，而对K、Ca、、Na、Mg等可燃燃物却是助燃剂剂。【例1】(2010·湖北宜宜昌调研题题)从海水中提提取镁的基基本方法是是往海水中加碱碱，得到Mg(OH)2沉淀，将沉沉淀分离出出来后再加加入盐酸把它变成成MgCl2之后，经过过滤、干燥燥、电解，，即可得到到金属镁。下列对对海水中提提取镁的有有关说法中中正确的是是()A．往海水水里直接加加NaOHB．镁蒸气气应在CO2氛围中冷却却C．电解MgCl2溶液即可得得到金属镁镁D．整个过过程中没有有涉及置换换反应解析：A选项应该该用石灰乳乳，错误；；镁在加热热条件下与与CO2反应，B选项错误误；电解熔熔融的氯化化镁才能得得到金属镁镁，C选项项错误；提提取镁的主要要反应有：：MgCl2＋Ca(OH)2Mg(OH)2↓＋CaCl2，Mg(OH)2＋2HClMgCl2＋2H2O，MgCl2电解熔融Mg＋Cl2↑，没有置换反反应，D选选项正确。。答案：D变式练习1．从海水水中提取单单质镁，下下列正确的的途径是()A．海水Mg(OH)2MgB．海水MgCl2MgC．海水Mg(OH)2MgCl2MgD．海水MgCl2Mg解析：首先向制盐盐剩下的苦苦卤里加入入熟石灰，，得(OH)2，再用盐酸溶溶解Mg(OH)2得MgCl2，MgCl2电解制得Mg。答案：CNaOH电解HCl电解石灰乳HCl电解Cl2电解【例2】已已知Mg3N2是黄绿色固固体，极易易与水反应应，MgO和Mg(OH)2都是白色固固体。(1)Mg在空气中中燃烧有哪哪些物质生生成？以何何者为主？？你是如何何判断的？(2)1molMg在干干燥的空气气中燃烧完完全，生成成物的质量量40g(填“>””、“<””或“＝””)。(3)镁在在空气中燃燃烧有时有有白烟生成成，下雨天天更明显，，何故？解析：(1)空气气中能与Mg反应的的有N2、O2和极少量的的CO2，所以能生成MgO、Mg3N2和C。因镁镁易与氧气气反应,所所以Mg在在空气中燃烧主要要生成物质质是MgO。反应现现象是有大大量白烟，，也可判断是MgO，因Mg3N2是黄绿色固固体。(2)镁在在空气中燃燃烧既生成成氧化镁又又生成氮化化镁。Mg——MgOMg——Mg3N2244024<40所以生成物物的质量小小于40g(3)由题题意知，氮氮化镁易与与水反应生生成氢氧化化镁固体颗颗粒，所以以有白烟。答案：(1)有有MgO、、Mg3N2、C等物质质生成，以以MgO为为主；由实实验现象可知知(2)<(3)下雨天天Mg3N2水解，生成成白色的Mg(OH)2,所以现象象更明显(Mg3N2＋6H2O3Mg(OH)2↓＋2NH3↑)2．有一块块表面被氧氧化的镁块块，某学生生称取0.8g该该固体和一一定体积醋酸反应后后收集氢气气，利用产产生氢气的的体积计算算该固体中中镁的质量分数。他他利用下列列装置如图图1做实验验：(1)该学学生只用水水及相关操操作就能最最简单地检检查装置A的气密，，他的操作是是：,.关闭导管活活塞，从分分液漏斗向向试管滴水水，一段时间后后水滴不下下,说明装装置不漏气气(2)该学学生发现装装置B有明明显错误，，请你指出出错误之处处是,另外他对装装置B和装装置C做出出选择，认认为用装置置B比较安安全，原因因是：,装置B通入入气体的导导管太长，，导出水的的导管太短短装置C容易易造成溶液液倒吸(3)该学学生向装置置A的试管管中加该固固体，正确确的操作是是：,.用镊子夹取取固体放在在横放着的的试管管口口，慢慢竖竖起，让固固体慢慢滑落到试管管底部(4)该学学生对气体体进行收集集并利用计计时器测定定气体产生生的速率(如图2)，从图中中我们能看看出ab段段和cd段段的速率比比bc段速速率小，为为什么？,,,此反应是放放热反应，，虽然ab段反应物物浓度大，，但温度没没bc段高高，速率比比较小，cd段温度度虽然高，，但溶液中中的H＋浓浓度变小占占主导地位位，速率也也慢(5)根据据图示可计计算出该固固体中镁的的质量分数数是(所有有体积都在在标准状况况下测定)；写出该反反应的离子子方程式：：,.90%MgO＋2CH3COOH2CH3COO－＋Mg2＋＋H2O

Mg＋2CH3COOH2CH3COO－＋Mg2＋＋H2↑考点2““铝三角””及其应用用1．“铝三三角”是Al3＋、和和Al(OH)3之间的相互互转化关系系。如图2．应用(1)制取取Al(OH)3①Al3＋＋3NH3·H2OAl(OH)3↓＋3NH4＋②AlO2－＋CO2＋2H2OAl(OH)3↓＋HCO3－③Al3＋＋3AlO2－＋6H2O4Al(OH)3↓(2)离子子共存问题题①与Al3＋不能大量共存存的离子有OH－、S2－、AlO2－、HCO3－、ClO－、CO32－等。例如：Al3＋＋3ClO－＋3H2OAl(OH)3↓＋3HClOAl3＋＋3HCO3－Al(OH)3↓＋3CO2↑②与AlO2－不能大量共存存的离子有H＋、NH4＋、Al3＋、Fe3＋、HCO3－、HSO3－等。例如：AlO2－＋NH4＋＋H2OAl(OH)3↓＋NH3↑3AlO2－＋Fe3＋＋6H2O3Al(OH)3↓＋Fe(OH)3↓AlO2－＋HCO3－＋H2OAl(OH)3↓＋CO32－要点深化氢氧化铝沉淀淀量的有关图图象图中横轴x表表示加入试剂剂的物质的量量,纵轴y表表示Al(OH)3沉淀的物质的量。(1)向AlCl3溶液中滴入NaOH溶液液。现象：沉淀沉沉淀增加加减减少消消失(2)向NaOH溶液中滴入AlCl3溶液。现象：无明显现象沉沉淀淀沉沉淀增增加沉沉淀淀不变(3)向盐酸酸化的的AlCl3溶液中滴入NaOH溶液。现象：无明显现象沉淀沉淀增加减少消失(4)向NaAlO2溶液中滴入盐盐酸。现象：沉淀沉淀增多沉淀消失(5)向盐酸中滴入入NaAlO2溶液。【例3】(上海市高考试试题)已知Ba(AlO2)2可溶于水，右右图表示的是向Al2(SO4)3溶液中逐滴加加入Ba(OH)2溶液时，生成成沉淀的物质的量y与加入Ba(OH)2的物质的量x的关系。下列列有关叙述正正确的是()A．a—b时沉淀的物质质的量：Al(OH)3比BaSO4多B．c—d时溶液中离子子的物质的量量：AlO2－比Ba2＋多C．a—d时沉淀的物质质的量：BaSO4可能小于Al(OH)3D．d—e时溶液中离子子的物质的量量：Ba2＋可能等于OH－解析：Al2(SO4)3溶液与Ba(OH)2溶液的反应分分为如下几个个阶段：Ob段：Al2(SO4)3＋3Ba(OH)23BaSO4↓＋2Al(OH)3↓；bd段:2Al(OH)3＋Ba(OH)2Ba(AlO2)2＋4H2O;de段:Ba(OH)2已经过量,Al(OH)3完全转化为Ba(AlO2)2,沉淀只有BaSO4。选项A，a—b在Ob段内，根据Ob段的反应应方程式可知知，Al(OH)3沉淀的物质的的量始终小于BaSO4沉淀的物质的的量，A不正正确；选项B中，c点位位于bd的中中点，该点Al(OH)3已溶解一半，，在cd段中中，根据bd段的反应方方程式知AlO2－的物质的量大大于Ba2＋的物质的量(AlO2－的水解是微弱弱的)，B正确确；选项C中中，ad段中中BaSO4沉淀的物质的的量始终大于于Al(OH)3沉淀的物质的的量，C不正正确；选项D中，在d点点溶液中只存存在Ba(AlO2)2，当de段中中某点加入的的Ba(OH)2的物质的量与与bd段加入入的Ba(OH)2的物质的量相相等时，可满满足n(Ba2＋)＝n(OH－)，故D选项项正确。答案：BD3.将物质X逐渐渐加入到Y溶溶液中,生成成沉淀的物质质的量n2与所加X的物质的量n1的关系如图所所示，符合图图所示情况的的是()变式练习ABCDXNaOHAlCl3HClNaAlO2YAlCl3NaOHNaAlO2HCl解析：从图中看出所所加物质X能能使沉淀[Al(OH)3]完全溶解，，排除选项B、D,其中得到沉沉淀和溶解沉沉淀消耗X的的物质的量之之比为1∶3。根据AlO2－＋H＋＋H2OAl(OH)3↓，Al(OH)3＋3H＋Al3＋＋3H2O可知选项C符符合要求。答案：C【例4】在50mLbmol·L－1的AlCl3溶液中加入50mLamol·L－1NaOH溶液液。(1)当a≤3b时，生成Al(OH)3沉淀的物质的的量为。(2)当a、b满足条件时，无沉沉淀产生。(3)当a、b满足条件时，先有有沉淀生成，，后又有部分分沉淀溶解，此此时Al(OH)3的质质量量为为。a≥≥4b3b<a<4b3.9(4b－a)g解析析：：依题题意意知知，，在在AlCl3溶液液中中加加入入NaOH溶溶液液有有如如下下两两反反应应发发生：：AlCl3＋3NaOHAl(OH)3↓＋＋3NaCl①①AlCl3＋4NaOHNaAlO2＋3NaCl＋＋2H2O②②根据据以以上上两两反反应应可可以以看看出出：：(1)当当a≤≤3b时时只只发发生生第第一一个个反反应应，，此此时时NaOH不不足足量量，，产产生生沉沉淀淀的的量取取决决于于NaOH，，n[Al(OH)3]＝＝n(NaOH),所所以以答答案案为为：：mol。。(2)如如果果无无沉沉淀淀生生成成，，Al元元素素全全部部以以AlO2－形式式存存在在，，n(AlCl3)∶∶n(NaOH)≤≤1∶∶4，，即即a∶∶b≥≥4∶∶1，，所所以以答答案案为为：：a≥≥4b。。(3)此此种种情情况况应应当当是是两两个个反反应应均均发发生生，，铝铝元元素素以以Al(OH)3和AlO2－两种形形式式存存在在符合合关关系系：：，，即即：：，，整理理：：3b<a<4b或或<b<<<<<求沉沉淀淀的的量量方方法法很很多多解法法一一：：联立立方方程程法法。。设设反反应应①①中中，，AlCl3物质质的的量量为为x，，则Al(OH)3为x，，NaOH为为3x，，反应应②②中中AlCl3物质质的的量量为为y，，NaOH为为4y，，解得得x＝＝(0.2b－－0.05a)mol＝＝0.05(4b－－a)molm[Al(OH)3]＝＝78g/mol××0.05(4b－－a)mol＝＝3.9(4b－－a)g。。molmol解法法二二：：守恒恒法法。。此此种种条条件件下下,溶溶液液中中的的离离子子有有Na＋、Cl－、AlO2－n(AlO2－)＝n(Na＋)－n(Cl－)＝0.05amol－0.05×3bmoln[Al(OH)3]＝n(Al3＋)总－n(AlO2－)＝0.05bmol－(0.05amol－－0.15bmol)＝(0.2b－0.05a)mol＝0.05(4b－a)molm[Al(OH)3]＝78g/mol×0.05(4b－a)mol＝3.9(4b－a)g。变式练习习4．(2010·无无锡调研研)用稀H2SO4、NaOH溶液液和金属属铝为原原料制取取Al(OH)3。甲、乙乙、丙三三个学生生的制备备途径分分别是：：甲：AlAl2(SO4)3Al(OH)3乙：AlNaAlO2Al(OH)3丙：Al(OH)3H2SO4NaOHNaOHH2SO4H2SO4NaOHAl

Al

若要得到到等量的的Al(OH)3，则()A．三者者消耗的的原料相相同B．甲消消耗的原原料最多多C．乙消消耗的原原料最少少D．丙消消耗的原原料最少少解析：甲：生产产1molAl(OH)3。有：答案：BD客观题铝和铝的的化合物物计算因因反应比比较复杂杂而成为为热点。。准确的理解反反应的实实质，灵灵活利用用各种量量的关系系成为解解这类题的手段段和方法法。【考题一一】把铝粉和和Fe3O4粉末配成成铝热剂剂并等分分成两份份，第一一份在高温下下恰好完完全反应应,然后后将生成成物与足足量盐酸酸充分反反应；第第二份直接加加入足量量的氢氧氧化钠溶溶液使之之充分反反应，前前后两种种情况下下生成的气气体在相相同状况况下的体体积比是是()A．1∶∶1B．9∶8C．3∶∶4D．4∶3C审题视点点：(1)该该铝热剂剂的成分分为铝粉粉和Fe3O4粉末。(2)两两等份的的反应不不同。(3)盐盐酸和氢氢氧化钠钠溶液都都过量。。(4)所所求：两两种情况况下生成成H2的体积比比(相同同状况)。思路点拨拨：Al与Fe3O4配成的铝铝热剂恰恰好反应应时有：：

8Al＋3Fe3O44Al2O3＋9Fe。第一一份铝热热反应的的生成物物为Fe和Al2O3，只有Fe与HCl反反应放出出H2，由方程程式8Al～9Fe～～9H2，即生成成9molH2；第二份份Al和和Fe3O4直接与NaOH溶液反反应，只只有Al与之反反应放出出H2，由电子子得失守守恒8Al～12H2，即生成成12molH2。故生成成气体在在相同情情况下的的体积之之比为9mol∶12mol＝＝3∶4。高温错因分分析此题易易错解解为1∶1。认认为上上述两两反应应过程程中均均由Al失失电子子转变变为Al3＋，而误误认为为H＋得电子子相等等，忽忽略了了此过过程中中Fe的价价态由由原来来的＋＋价价(即＋＋2、、＋3价)，与与盐酸酸反应应后全全部转转变为为＋2价，，即生生成H2的过程程中除除H＋得电子子外，，Fe3＋也得了了部分分Al所失失的电电子。。本题题很好好地考考查了了铝热热反应应及铝铝、铁铁化合合物的的性质质，是是综合合性很很强的的题目目。主观题题图象题题可以以借助助数学学图象象把复复杂的的反应应过程程中的的量的的变化关系系表示示的直直观和和形象象。解解图象象题成成为铝铝及其其化合合物最常见见题型型，常常出现现在各各类考考题之之中。。【考题题二】】把由NaOH、、AlCl3、MgCl2三种固固体组组成的的混合合物溶溶于足足量水水中，，有0.58g白白色难难溶物物析出出，向向所得得溶液液中逐逐滴加加入0.5mol·L－1的盐酸酸，加加入盐盐酸的的体积积和生生成沉沉淀的的质量量如图图所示示。(1)混合合物中中NaOH的质质量是是g；AlCl3的质量量是g；MgCl2的质量量为g。(2)C点点表示示盐酸酸加入入的体体积为为mL。。2.61.3350.95130思路分分析：：分析图图象中中A、、B、、C、、D点点的意意义；；D→→A点点表示示先加加10mLHCl是是中和和原来来过量量的NaOH；；A→B表示示加入入20mL盐盐酸与与NaAlO2反应，，使之之全部部转化化成Al(OH)3沉淀；；B点点表示示沉淀淀最大大值。。且为为Mg(OH)2和Al(OH)3沉淀的混合合物；B→C表示加入盐盐酸使两沉沉淀完全溶溶解。再进进行计算。。误区警示图象题应注注意起点、、折点、终终点、线段段所表示的的意义。方法支持图象分析应应重点抓住住图象的““四点”，，即原点(起点)、、交点、转转折点、终终点，再结结合有关化化学原理综综合分析，，确定正确确答案1．(5分分)(2010·常州州质检)下列关于金金属元素特特征的叙述述正确的是是()①金属元素素的原子只只有还原性性，离子只只有氧化性性②金属属元素在化化合物中一般显正正价③金金属性越强强的元素相相应的离子子氧化性越越弱④金金属元素只有金属属性，没有有非金属性性⑤价电电子越多的的金属原子子金属性越越强⑥离子化合合物一定含含金属元素素A．①②③③B．②③③C．①⑤⑤⑥D．全全部解析：变价金属元元素中较低低价态的金金属阳离子子既有氧化化性又有还还原性，如如Fe2＋，故①错；；在元素周周期表中位位于金属元元素与非金金属元素分分界线下附附近的金属元元素往往表表现出一定定的非金属属性，如Al，故④④错；比较较Mg和Al的价电子数可可知⑤错；；铵盐属于于离子化合合物但不含含金属元素素，故⑥错错。答案：B2．(5分分)下列有有关金属铝铝及其化合合物的叙述述正确的是是()A．铝在常常温下不能能与氧气反反应B．铝不能能与氯气反反应C．铝既能能溶于酸，，又能溶于于碱D．氧化化铝只能与与酸反应，，不能与碱碱反应解析：在常温下铝铝与氧气作作用生成致致密的氧化化膜，铝与与氯气反应生成AlCl3；Al2O3属两性氧化化物，可与与酸、碱反反应。答案：C3．(5分分)(2010·聊城模模拟)等体积、等等物质的量量浓度的硫硫酸、氢氧氧化钠溶液分别别放在甲、、乙两烧杯杯中，各加加等质量的的铝，生成成氢气的体体积比为5∶∶6，则甲甲、乙两烧烧杯中的反反应情况可可能分别是是()A．甲、乙乙中都是铝铝过量B．甲中铝铝过量，乙乙中碱过量量C．甲中酸酸过量，乙乙中铝过量量D．甲甲中酸过量量，乙中碱碱过量解析：某物质的量量的H2SO4(甲)和NaOH(乙)溶液液分别与等等质量的Al反应，生成成的H2体积比即物物质的量之之比为分析数据得得出结论：：甲中Al过量=＝＝mol；乙乙中NaOH过过量(5－4)mol＝＝1mol。答案：B4．(5分分)将一定定质量的Mg和Al的混合物物投入500mL稀硫酸中中，固体全全部溶解并产产生气体。。待反应完完全后，向向所得溶液液中加入NaOH溶溶液，生生成沉淀的的物质的量量与加入NaOH溶溶液的体积积关系如图图所示。则下列说法法正确的是是()A．Mg和和Al的总总质量为8gB．硫酸的的物质的量量浓度为5mol/LC．．生生成成的的H2在标标准准状状况况下下的的体体积积为为11.2LD．．NaOH溶溶液液的的物物质质的的量量浓浓度度为为5mol/L解析析：：由图图可可知知，，固固体体中中含含有有0.15mol的的Mg和和0.2mol的的Al，，所所以以Mg和和Al的的总总质质量量为为9g；；与与硫硫酸酸反反应应生生成成的的氢氢气气的的量量应应为为(0.15mol＋0.3mol)××22.4L··mol－－1＝＝10.08L；；在在加加入入240mLNaOH溶溶液液时,发发生生的的反反应应是是Al(OH)3＋NaOHNaAlO2＋2H2O,所所以以氢氢氧氧化化钠钠溶液液的的浓浓度度为为(0.35－－0.15)mol/(240－－200)××10－3L＝＝5mol/L。。答案案：：D5．．(10分分)现现行行高高中中化化学学教教材材(必必修修加加选选修修)中中对对““铝铝热热反反应