高考化学一轮复习学案第2讲镁铝及其化合物

第2讲镁、铝及其化合物〖复习目标〗1．了解镁、铝及其重要化合物的主要性质和重要应用。2．了解常见不同类型化合物之间转化的条件和方法，熟悉金属矿物等自然资源综合利用方面的重要作用。〖学问清单〗考点一镁及其化合物一．镁的提取⑴向海水中参加石灰乳：。⑵制取MgCl2·6H2O：。⑶加热蒸干MgCl2：。⑷电解MgCl2：。二．镁的性质⑴物理性质⑵化学性质①能与O2、Cl2、N2等非金属单质反响，产物分别为、、。②与CO2反响方程式为：。③与酸反响镁与非氧化性酸如稀硫酸、盐酸等反响生成氢气，离子方程式为：。④与盐溶液反响与Zn的盐溶液反响，其离子方程式为：。⑶用途〖典型例析〗例1．海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如以下图所示：〔1〕假设在空气中加热MgCl2·6H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，写出相应反响的化学方程。用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在枯燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O时，能得到无水MgCl2，其缘由是。〔2〕Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？写出试验步骤。。〔3〕【2016届南通三调】以下物质的转化在给定条件下能实现的是〔〕A．NaCl(aq)eq\o(→,\s\up7(CO2))NaHCO3(s)eq\o(→,\s\up7(△))Na2CO3(s)B．CuCl2eq\o(→,\s\up7(NaOH〔aq〕))Cu(OH)2eq\o(→,\s\up7(葡萄糖),\s\do5(△))CuC．Aleq\o(→,\s\up7(NaOH〔aq〕))NaAlO2(aq)eq\o(→,\s\up7(△))NaAlO2(s)D．MgO(s)eq\o(→,\s\up7(HNO3〔aq〕))Mg(NO3)2(aq)eq\o(→,\s\up7(电解))Mg(s)考点二铝及其化合物一、铝在元素周期表中的位置、结构及性质1．与非金属单质反响①与O2反响：②在点燃或加热的条件下与Cl2、S反响，化学反响方程式分别为；。2．与酸反响①常温下铝遇、能够发生钝化。②与盐酸反响的化学方程式。③与热的浓硝酸反响。3．与强碱〔如NaOH〕溶液反响的化学方程式为：。4．与某些盐〔如CuCl2〕溶液反响的化学方程式为：。5．与金属氧化物〔如Fe2O3〕反响〔铝热反响〕的化学方程式为：。铝的冶炼工业上冶炼铝的化学方程式为：。二、氧化铝氧化铝属于离子化合物，在室温下，它是一种白色固体，熔点很高。氧化铝是典型的氧化物，⑴与盐酸反响的离子方程式为：。⑵与NaOH溶液反响的离子方程式为：。三、氢氧化铝1．氢氧化铝是氢氧化物。这是由于氢氧化铝在水溶液中存在两种方式的电离，其电离方程式：有关的离子方程式为：与盐酸的反响：与NaOH的反响：2．受热分解，化学反响方程式为：3．用途⑴治疗胃酸过多，其原理可用离子方程式表示为：⑵水解生成的Al(OH)3胶体可净水。Al3+水解生成的胶体的离子方程式为：Al(OH)3胶粒有强吸附力量，可用于净水。4．制取可溶性铝盐与氨水反响的离子方程式：四、从铝土矿中提取铝HCl〔过量〕NaOH溶液1．工艺流程HCl〔过量〕NaOH溶液铝土矿〔主要成分Al2O3、Fe2O3、SiO2〕溶液高温电解NH高温电解NH3·H2O〔过量〕溶液沉淀2．各步反响的化学方程式五、明矾〔化学式〕1．与NaOH溶液反响NaOH量少：NaOH量多：2．与Ba(OH)2溶液反响Ba(OH)2量少：Ba(OH)2量多：〖要点精析〗一、“铝三角〞及其应用1．“铝三角〞2．应用⑴制A1(OH)3A13++3NH3·H2O==A1(OH)3↓+3NH4+AlO2－+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO3－⑵离子共存问题Al3+与OH—、S2—、AlO2－、CO32—、HCO3－；AlO2－与H+、Al3+、Fe3+、NH4+因发生反响或水解相互促进而不能大量共存。二、铝盐和偏铝盐分别与碱和酸反响生成Al(OH)3沉淀的关系图像1．可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反响的图像2．偏铝酸盐与盐酸反响的图像3．向H+和Al3+、OH－和AlO2－混合溶液中分别滴加NaOH溶液、盐酸的反响图像特殊提示：解答有关Al(OH)3的图像和计算问题要留意以下两点：①“铝三角〞关系图中各物质转化方程式中的计量数关系。②图像分析时：首先要看清横、纵坐标的含义、其次要对图像进行全面的分析，尤其需要关注的是特殊点〔起点、折点、顶点、终点〕的含义〖典型例析〗例1．【2016年高考上海卷】NaOH+Al(OH)3→Na[Al(OH)4]。向集满CO2的铝制易拉罐中参加过量NaOH浓溶液，马上封闭罐口，易拉罐渐渐凹瘪；再过一段时间，罐壁又重新凸起。上述试验过程中没有发生的离子反响是〔〕A．CO2+2OH−→CO32−+H2OB．Al2O3+2OH−+3H2O→2[Al(OH)4]−C．2Al+2OH−+6H2O→2[Al(OH)4]−+3H2↑D．Al3++4OH−→[Al(OH)4]−例2．【2014年高考上海卷第22题】：2[NaAl(OH)4]＋CO2→2Al(OH)3↓＋Na2CO3＋H2O。向含2molNaOH、1molBa(OH)2、2mol[NaAl(OH)4]的混合液中渐渐通入CO2，那么通入CO2的量和生成沉淀的量的关系正确的选项是〔〕选项ABCDn(CO2)(mol)2346n(沉淀)(mol)1233例3．将镁铝的混合物0.2mol溶于100mL4mol/L硫酸溶液中，然后再滴加2mol/L氢氧化钠溶液。请答复：沉淀质量OabV(NaOH)〔1〕滴加氢氧化钠溶液的过程中，沉淀质量随参加氢氧化钠溶液的体积V变化如下图。当a沉淀质量OabV(NaOH)〔2〕在滴加氢氧化钠溶液的过程中，Mg2+、Al3+正好完全沉淀时参加的氢氧化钠溶液的体积为mL。〔3〕假设上述混合物中镁的物质的量分数〔以镁的物质的量除以混合物的总物质的量〕为x，在参加100mL4mol/L硫酸溶液溶解后，然后又参加了2mol/L氢氧化钠溶液450mL，所得沉淀中无Al(OH)3。满意此条件的x的取值范围是。〖仿真练习〗1．【2015新课标Ⅱ卷理综化学】用右图所示装置进行以下试验：将①中溶液滴入②中，猜测的现象与实际相符的是〔〕选项①中物质②中物质猜测②中的现象A．稀盐酸碳酸钠与氢氧化钠混合溶液马上产生气泡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．草酸溶液高锰酸钾酸性溶液溶液渐渐褪色2．以下各组物质，前者逐滴滴加到后者中直至过量，先消失白色沉淀，后来沉淀又消逝的是()A．H2SO4滴入NaAlO2溶液中B．Ba(OH)2溶液滴入Al2(SO4)3溶液中C．Al2(SO4)3溶液滴入NaOH溶液中D．氨水滴入Al2(SO4)3溶液中3．【2015山东理综化学】某化合物由两种单质直接反响生成，将其参加Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生。以下化合物中符合上述条件的是〔〕A．AlCl3B．Na2OC．FeCl2D．SiO24．假设在参加铝粉能放出氢气的溶液中，以下各组离子可能共存的是()A．NHeq\o\al(＋,4)NOeq\o\al(－,3)COeq\o\al(2－,3)Na＋B．Na＋Ba2＋Mg2＋HCOeq\o\al(－,3)C．NOeq\o\al(－,3)K＋AlOeq\o\al(－,2)OH－D．NOeq\o\al(－,3)Ca2＋K＋Cl－5．【2015江苏化学】在CO2中，Mg燃烧生成MgO和C。以下说法正确的选项是〔〕A．元素C的单质只存在石和石墨两种同素异形体B．Mg、MgO中镁元素微粒的半径：r(Mg2＋)>r(Mg)C．在该反响条件下，Mg的复原性强于C的复原性D．该反响中化学能全部转化为热能6．美、德两国科学家现已胜利合成出具有独特化学特性的氢铝化合物(Al2H6)，这一讨论成果有助于人们开发出推力更强大的固体燃料，也有望应用在氢动力汽车和其他能源方面。以下关于氢铝化合物的推想不正确的选项是()A．氢铝化合物与水反响生成氢氧化铝和氢气B．氢铝化合物中铝显＋3价，H显－1价C．氢铝化合物具有强复原性D．铝与水蒸气在高温下可生成氢铝化合物7．将5.1g镁和铝投入500mL2mol/L的盐酸中，生成氢气0.5g，金属完全溶解；再参加4mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的质量最多是()A．22.1gB．8.5gC．10.2gD．13.6g8．在Al2(SO4)3和MgSO4的混合溶液中，滴加NaOH溶液，生成沉淀的量与滴入NaOH溶液的体积关系如右图所示，那么原混合液中Al2(SO4)3与MgSO4的物质的量浓度之比为()A．6∶1B．3∶1C．2∶1D．1∶29．(思维拓展)向肯定量的NaOH溶液中逐滴参加AlCl3溶液，生成沉淀Al(OH)3的量随AlCl3参加量的变化关系如下图。那么以下离子组在对应的溶液中肯定能大量共存的是()A．a点对应的溶液中：Na＋、Fe3＋、SOeq\o\al(2－,4)、HCOeq\o\al(－,3)B．b点对应的溶液中：Na＋、S2－、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－C．c点对应的溶液中：Ag＋、Ca2＋、NOeq\o\al(－,3)、F－D．d点对应的溶液中：K＋、NHeq\o\al(＋,4)、I－、COeq\o\al(2－,3)10．将AlCl3溶液和氢氧化钠溶液等体积混合，得到的沉淀中含铝元素与溶液中所含铝元素相等，那么原AlCl3与NaOH两溶液的物质的量浓度之比可能是()A．1∶3B．2∶3C．1∶4D．2∶711．【2016届凉山州二诊】现取mg镁铝合金在肯定浓度的稀硝酸中恰好完全溶解(硝酸的复原产物只有NO)，向反响后的混合溶液中滴加bmol/LNaOH溶液，当滴加到VmL时，得到沉淀质量恰好为最大值ng，那么以下有关该说法中不正确的有〔〕A．标准状况下生成NO的体积为B．沉淀中OH的质量为17bVgC．恰好溶解后溶液中的NO3的物质的量为D．与合金反响的硝酸的物质的量为12．将肯定量的Mg、Al合金溶于1mol/L的盐酸中，然后用1mol/L的NaOH溶液进行滴定，产生沉淀的量随NaOH溶液的体积的变化图像如图。那么(1)Al的质量是________。(2)盐酸的体积为________。(3)欲求a的值，还需要知道一个条件，这个条件可以是________。A．合金的质量B．Mg的质量C．产生H2的体积D．b点对应的沉淀量E．c点对应的沉淀量13．Al(OH)3是治疗胃酸过多的药物胃舒平的主要成分。某课外爱好小组用铝、稀硫酸、烧碱为原料，制备肯定量的Al(OH)3。他们分别设计了两种试验方案：方案一：AlAl2(SO4)3Al(OH)3方案二：AlNaAlO2Al(OH)3⑴从节省药品的角度思索，你认为哪一种方案好？方案一和方案二共同存在的问题是。⑵请用相同的原料设计一个更为节省药品的方案，并写出有关的化学方程式。14．日常生活中使用的铝合金中的铝来自于电解氧化铝。工业上电解氧化铝要求其纯度不得低于98.2%，而自然?铝土矿的氧化铝含量为50%～70%，杂质主要为SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O等。工业生产铝锭的工艺流程示意图如下：一些氢氧化物沉淀的pH如下表：沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Mg(OH)2开头沉淀pH(离子初始浓度0.01mol/L)4完全沉淀pH(离子浓度<10－5mol/L)请答复以下问题：(1)参加盐酸时，氧化铝发生反响的离子方程式为_____________。(2)试验室进行步骤②③④的操作名称为________。(3)固体A的化学式为________，物质C的化学式为______________；溶液中的Na＋、Ca2＋、Mg2＋是在步骤________中别离出去的。(4)步骤③调整pH的数值范围为____，步骤④调整pH的数值范围为_____。(5)步骤⑥反响的化学方程式为____________。〖答案〗考点一：例1．(1)MgCl2·6H2O==Mg(OH)Cl+HCl↑+5H2O↑、MgCl2·6H2O===MgO+2HCl↑+5H2O↑或Mg(OH)Cl==MgO+HCl↑；在枯燥的HCl气流中，抑制了MgCl2水解，且带走MgCl26H2O受热产生的水汽，故能得到无水MgCl2(2)参加MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，沉淀用水洗涤(3)C考点二例1．D例2．AC例3．(1)0.12440〔2〕400≤a＜1〖仿真练习〗11.B12.解析：用NaOH溶液滴定溶解镁铝合金的盐酸时的反响为：0～a：HCl＋NaOH=NaCl＋H2Oa～b：MgCl2＋2NaOH=Mg(OH)2↓＋2NaClAlCl3＋3NaOH=Al(OH)3↓＋3NaClb～c：Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O(1)合金中Al～NaAlO2～b～c间滴入的NaOH，即n(Al)＝n(NaOH)b～c＝1mol·L－1×(90－80)×10－3L＝0.01molm(Al)＝27g·mol－1×0.01mol＝0.27g(2)b点时溶液中只有