高考化学全国通用大一轮复习镁铝及其重要化合物

第2讲镁、铝及其重要化合物【考纲要求】了解镁、铝及其重要化合物的制备方法,掌握其主要性质及其应用。知识整合

核心主干系统全面1.铝的原子结构与物理性质银白三ⅢA考点一铝的性质及应用2.铝的化学性质(写出化学方程式)氧化膜钝化3.铝的制备及用途冰晶石【多维思考】1.判断下列说法是否正确,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)铝箔插入稀硝酸中无现象,说明铝箔表面被HNO3氧化,形成致密的氧化膜。(

)(3)工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al。(

)(4)1molAl与足量的硫酸或足量的氢氧化钠溶液反应转移电子数相同。(

)(5)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。(

)提示:(1)×

(2)×

(3)√

(4)√

(5)×2.铝的化学性质活泼,为什么日常生活中广泛使用的铝制品通常具有较强的抗腐蚀性能?常温下为什么能用铝制槽车来储运浓H2SO4或浓HNO3?提示:铝在常温下迅速被氧气氧化,形成一层致密的氧化膜,保护铝不再被氧化,因而铝制品通常具有较强的抗腐蚀性能。常温时,浓H2SO4和浓HNO3能使铝钝化,因此可用铝制槽车储运浓H2SO4或浓HNO3。典例示范

审题答题规范训练(高考题组合)下列说法正确的是(

)审题指导①明确打磨后的铝加热时有氧化铝生成,氧化铝包裹着液态的铝,使其不会滴落②Al能和强酸、强碱发生反应③注意质量守恒定律④不能忽略钝化反应解析:由于铝箔表面有一薄层Al2O3,且Al2O3的熔点很高,故熔化的液态铝包裹在里面,不会滴落下来,A错误;铝与Fe2O3发生铝热反应生成Al2O3和铁,由质量守恒定律知固体质量不变,C错误;常温下,铝在浓HNO3中发生钝化,D错误。答案:B

题组演练

精挑细选练透练全题组一铝的性质与应用1.(2016·福建龙岩模拟)常温下可用铝质容器储运的试剂是(

)A.浓硝酸 B.食醋 C.石灰水 D.稀盐酸解析:常温下,Al遇浓硝酸发生钝化,可用铝制容器储运浓硝酸,A正确;食醋显酸性,能与铝质容器反应,B错误;石灰水呈碱性,Al能溶于强碱溶液,C错误;Al和稀盐酸反应生成氯化铝和氢气,D错误。A2.镁、铝单质的化学性质以相似为主,但也存在某些重大差异性,下列物质能用于证明两者存在较大差异性的是(

)①CO2②盐酸③NaOH溶液④水A.①④ B.①②③ C.①③ D.②③④解析:Mg能在CO2中燃烧而Al不能;Al能与NaOH溶液反应而Mg不能。C题组二铝与酸、碱反应的定量分析3.将等物质的量的镁和铝混合,取等质量该混合物四份,分别加到足量的下列溶液中,充分反应后,放出氢气最多的是(

)A.3mol·L-1盐酸B.4mol·L-1硝酸C.8mol·L-1氢氧化钠溶液D.18mol·L-1硫酸解析:18mol·L-1硫酸为浓硫酸,与Mg、Al反应不产生H2;Mg、Al与稀硝酸反应生成NO而不是H2;Mg与盐酸反应产生H2,而Mg与NaOH溶液不反应,等质量的Al分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应,产生H2的量相等。故A项产生H2的量最多。A4.两份铝屑,第一份与过量的盐酸反应,第二份与过量的NaOH溶液反应,产生氢气的体积比为1∶3,则第一份铝屑与第二份铝屑的质量比为(

)A.1∶1 B.1∶3 C.1∶2 D.2∶1解析:根据2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑,2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑可知,Al无论是与盐酸反应还是与NaOH溶液反应,相同质量的铝屑完全反应生成的氢气的量相同。若产生氢气的体积比为1∶3,说明两份铝的质量比为1∶3,B正确。B5.

5.4gAl投入200.0mL2.0mol·L-1的某溶液中有H2产生,充分反应后有金属剩余。该溶液可能是(

)A.HNO3溶液 B.Ba(OH)2溶液C.H2SO4溶液 D.HCl溶液解析:Al为0.2mol,溶液中的溶质为0.4mol。A中HNO3溶液与Al反应不生成H2;B中n(OH-)=0.8mol,与Al反应剩余OH-;C、D中n(H+)分别为0.8mol、0.4mol,根据反应2Al+6H+2Al3++3H2↑可知C中H+有剩余,D中Al有剩余。D练后归纳铝与酸、碱反应生成H2的量的关系(2)足量的铝分别与含等物质的量的HCl和NaOH的溶液反应,产生氢气的体积比为=1∶3。(4)与铝反应放出H2的溶液中,既可能呈酸性,又可能呈碱性,但在酸性环境中不可能存在。知识整合

核心主干系统全面1.氧化铝(1)物理性质:

色固体,

溶于水,具有很高的

。(2)化学性质(用离子方程式表示)(3)用途:是一种比较好的耐火材料,也是冶炼铝的原料。白难熔点考点二铝的重要化合物2.氢氧化铝(1)物理性质:白色胶状不溶于水的固体,有较强的

性。吸附②3.常见的铝盐(1)硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。(2)明矾的化学式为

,它是无色晶体,可溶于水,水溶液pH

(填“<”“>”或“=”)7。明矾可以净水,其净水的原理是

.

。KAl(SO4)2·12H2O<Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水【多维思考】1.判断下列说法是否正确,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)氧化铝是金属氧化物,也是碱性氧化物。(

)(2)氢氧化铝具有弱碱性,可用于制胃酸中和剂。(

)(3)明矾用作净水剂不涉及化学变化。(

)(4)Al(OH)3既能与稀硫酸反应又能与NaOH溶液反应。(

)(5)明矾的化学式为Al2(SO4)3·12H2O。(

)提示:(1)×

(2)√

(3)×

(4)√

(5)×2.仅用试管和胶头滴管能否区分AlCl3溶液和NaOH溶液?提示:能,滴加顺序不同,现象不同。题组演练

精挑细选练透练全题组一Al2O3和Al(OH)3的两性1.既能与稀盐酸反应,又能与NaOH溶液反应的化合物是(

)①NaHCO3②Al2O3③Al(OH)3④AlA.仅①②③ B.仅①④ C.仅②③④ D.①②③④解析:题给四种物质均既能与稀盐酸反应,又能与NaOH溶液反应,但铝是单质,不属于化合物。A2.将表面已完全钝化的铝条,插入下列溶液中,不会发生反应的是(

)A.稀硝酸 B.稀盐酸C.硝酸铜 D.氢氧化钠解析:钝化的铝条其表面被氧化成一层致密的氧化物保护膜。由于Al2O3是一种两性氧化物,既可与强酸反应,又可与强碱反应,只有Cu(NO3)2不与Al2O3反应。C3.下列变化不能通过一步化学反应直接完成的是(

)A.Al(OH)3→Al2O3 B.Al2O3→Al(OH)3C.Al→Al2O3 D.Al2O3→解析:Al2O3与水不反应,不能通过一步反应制得Al(OH)3。B题组二Al(OH)3的制备4.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(

)①加足量盐酸溶解②加足量烧碱溶液溶解③过滤④通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀⑤加入盐酸生成Al(OH)3

沉淀A.①②⑤③ B.②③④③C.②③⑤③ D.①③⑤③B解析:从量的关系看,假定有1mol铝,则甲耗1.5molH2SO4和3molNaOH,乙耗1molNaOH和0.5molH2SO4,丙拆成四份,一份与H2SO4反应,耗H2SO40.375mol,三份与NaOH反应,耗NaOH0.75mol,故甲消耗原料的总物质的量最多,丙消耗原料的总物质的量最少。若要得到等量的Al(OH)3,则(

)A.三者消耗的原料相同B.甲消耗的原料的总物质的量最多C.乙消耗的原料的总物质的量最少D.丙消耗的原料的总物质的量最多B练后归纳Al(OH)3的三种制备方法知识整合

核心主干系统全面(1)物理性质:具有银白色金属光泽的固体。(2)化学性质(写化学方程式)①与O2反应:

(产生强烈白光)②与N2反应:3Mg+N2Mg3N2③与CO2反应:2Mg+CO22MgO+C④与沸水反应:

.(3)用途:生产合金,冶金工业上用作还原剂和脱氧剂。2.海水提镁MgCl2

MgCl2

考点三镁与海水提镁1.镁的性质与用途【多维思考】1.判断下列说法是否正确,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)工业制造镁粉是将镁蒸气在H2或Ar中冷却。(

)(2)镁着火时可用泡沫灭火器灭火。(

)(3)可以直接将MgCl2溶液蒸干获得无水MgCl2。(

)(4)可以通过电解MgCl2溶液的方法制取Mg。(

)(5)海水提镁过程中不涉及氧化还原反应。(

)提示:(1)√

(2)×

(3)×

(4)×

(5)×2.镁在空气中燃烧时,得到的产物有

等几种物质。

提示:MgO、Mg3N2、C题组演练

精挑细选练透练全题组一镁及其化合物的性质1.下列说法不正确的是(

)A.金属镁在空气中较易被氧化,生成的氧化膜对金属镁有保护作用B.去除表面氧化膜的金属镁,能在空气中点燃,产生耀眼的白光C.将镁粉加到水中加热煮沸冷却后,滴加酚酞,会变红色D.氮气很稳定,即使高温加热,去除表面氧化膜的镁条也不能在氮气中燃烧解析:金属镁表面的氧化膜对镁有保护作用,A正确;镁条在空气中可点燃,B正确;镁粉在加热条件下可与水缓慢反应生成Mg(OH)2沉淀物,但Mg(OH)2不是绝对不溶,微量Mg(OH)2溶解在水中,使溶液呈碱性,C正确;镁条可以在高温下与氮气反应,D不正确。D2.镁在空气中点燃可以燃烧,放出大量的热并发出耀眼的白光,生成白色的氧化镁,同时,镁在这样的高温条件下,还可与空气中的另一种主要成分反应,生成少量的物质A,气体C能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝。已知A有以下一系列变化:(1)写出A、C、D的化学式:A

,C

,D

。

(2)写出下列变化的化学方程式:①

;

②

。

答案:(1)Mg3N2

NH3

Mg(OH)2题组二从海水中提镁3.已知MgO、MgCl2的熔点分别为2800℃、604℃,将MgO、MgCl2加热熔融后通电电解,都可得到金属镁。海水中含有MgCl2,工业上从海水中提取镁正确的方法是(

)D解析:电解MgCl2时,阳极产生Cl2;加热脱水过程中Mg2+能水解生成Mg(OH)2,为防止Mg2+水解,应在HCl气体氛围中脱水;①、③、⑥分别为化合反应、复分解反应、分解反应。下列说法错误的是(

)A.用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富B.步骤⑥电解MgCl2时阴极产生氯气C.步骤⑤可将晶体置于HCl气体氛围中脱水D.上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应B4.从海水中提取镁的工艺流程如图所示:知识整合

核心主干系统全面

考点四用数形结合思想理解“铝三角”写出实现上述各步转化的离子方程式。(1)①

.②

.③Al3++3OH-Al(OH)3↓(2)

.(3)

.(4)

.

(5)①

.

.②

.(6)

.2.与Al(OH)3沉淀生成有关的图像分析Ⅰ.可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像(从上述转化关系中选择符合图像变化的离子方程式,下同)操作可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量现象立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失图像方程式序号AB:

BD:

.AB:

BC:

.(1)③(6)(3)(1)②Ⅱ.偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像操作偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量稀盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量现象立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失无沉淀→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失图像方程式序号AB:

BC:

.AB:

BC:

.(5)②(2)(4)(1)②【多维思考】1.可溶性铝盐与强碱(如NaOH)溶液反应,铝元素的存在形式是怎样的?提示:3.鉴别(利用滴加试剂顺序不同,现象不同):(1)向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液,先

,后

。

(2)向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液,开始

,后产生白色沉淀,沉淀不溶解。

提示:(1)产生白色沉淀沉淀溶解(2)无明显现象题组演练

精挑细选练透练全题组一Al3+形成Al(OH)3的简单计算1.向30mL1mol·L-1的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4mol·L-1

的NaOH溶液,若产生1.56g白色沉淀,则加入的NaOH溶液的体积可能为(

)A.3mLB.7.5mLC.15mLD.17.5mLCA.1∶3B.2∶3C.6∶1D.3∶1解析:OA段表示Al(OH)3和Mg(OH)2一起沉淀,AB段表示Al(OH)3沉淀溶解,B点表示Al(OH)3完全溶解。AB段完全溶解Al(OH)3消耗NaOH溶液0.1L,则Al3+生成Al(OH)3消耗NaOH溶液0.3L,沉淀Mg2+消耗NaOH溶液0.1L,因而n(AlCl3)∶n(MgSO4)=2∶1,所以,n(Cl-)∶n()=6∶1。C练后归纳Al3+与强碱反应的计算规律(1)求产物Al(OH)3的量①当n(OH-)≤3n(Al3+)时,n[Al(OH)3]=n(OH-);②当3n(Al3+)<n(OH-)<4n(Al3+)时,n[Al(OH)3]=4n(Al3+)-n(OH-);③当n(OH-)≥4n(Al3+)时,n[Al(OH)3]=0,无沉淀。(2)求反应物碱的量①若碱不足(Al3+未完全沉淀),n(OH-)=3n[Al(OH)3];②若碱使生成的Al(OH)3部分溶解,n(OH-)=4n(Al3+)-n[Al(OH)3]。题组二3.(2016·安徽示范高中联考)将一小块铝片加入某盐酸中,铝片完全溶解,在所得溶液中继续滴加NaOH溶液,生成Al(OH)3的量与加入NaOH溶液体积的变化关系如图所示,下列说法正确的是(

)A.盐酸与铝片反应后,盐酸还有剩余B.图中B点之前发生的离子反应为Al3++3OH-Al(OH)3↓C.AB段消耗的NaOH溶液体积与BC段消耗的NaOH溶液体积比≥3∶1D.溶解铝片的盐酸浓度与滴加的NaOH溶液浓度相等A解析:从图像可知,刚滴入NaOH溶液时,不生成沉淀,说明盐酸与铝片反应后仍有剩余,A正确;B点之前,在OA段,还发生了H++OH-H2O的反应,B错误;AB段生成Al(OH)3,BC段溶解Al(OH)3,所以AB段消耗的NaOH溶液体积与BC段消耗的NaOH溶液体积比一定等于3∶1,C错误;根据题目提供条件无法判断盐酸与NaOH溶液浓度的关系,D错误。解析:向AlCl3溶液中缓慢滴加NaOH溶液,开始有沉淀生成后沉淀溶解,且生成沉淀与溶解沉淀消耗的NaOH的物质的量之比为3∶1,则x表示NaOH的物质的量,B错误。4.如图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加过程中微粒的量的关系曲线。下列判断错误的是(

)A.①线表示Al3+的物质的量的变化B.x表示AlCl3的物质的量C.③线表示Al(OH)3的物质的量的变化D.④线表示的物质的量的变化B5.

某混合溶液中可能含有HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl、Na2CO3、KCl中的一种或几种物