中职有机化学课件-第7讲 铝、镁及其化合物

第7讲铝、镁及其化合物考纲定位选项示例1.理解Mg、Al的化学性质。2.了解Mg、Al的重要化合物的主要性质和用途。1.将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成。(2011年广东高考T10—B)2.明矾能水解生成Al(OH)3胶体，可用作净水剂。(2012年江苏高考T5—A)3.Mg和Al都可以用电解法冶炼得到。(2011年广东广州调研T9—A)一、铝三ⅢA氧和硅化合

1．铝的结构和存在 铝位于周期表中第______周期第______族，原子结构示意图为__________。铝元素在地壳中含量丰富，仅次于________。自然界中的铝全部以__________态存在。2．物理性质银白低小小良好良好

铝是一种_____色金属，熔点较____，密度___，硬度较___，导电、导热性______，延展性______。3．化学性质4Al＋3O2化学性质化学方程式备注①暴露在空气中(与O2反应)___________________金属铝的熔点低，但其在空气中易被氧化生成致密的且熔点高的__________，故在生活中可用铝制器皿来烹制或盛放食物②燃烧(与O2反应)

2Al2O3—③与酸反应(与HCl反应)______________________________________当金属铝与冷浓硫酸接触时会发生_______，表面形成致密的________，故可用铝制容器来盛放冷浓硫酸4Al＋3O2===2Al2O3

氧化膜2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑钝化氧化膜化学性质化学方程式备注④与碱反应(与NaOH反应)________________________________________________—⑤铝热反应________________________—⑥铝的工业 制备

电解2Al2O3(熔融)===== 冰晶石

—(续表)4Al＋3O2↑2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑二、铝的氧化物与氢氧化物2Al(OH)3化学式Al2O3Al(OH)3①类别________氧化物________氢氧化物②颜色状态白色固体白色粉末③溶解性______溶于水______溶于水④热稳定性稳定_______________⑤与强酸反应(离子方程式)____________________________________________________________________________两性两性难难Al2O3＋3H2OAl2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O(续表)化学式Al2O3Al(OH)3⑥与强碱反应(离子方程式)__________________________________________________________________________⑦制备方法(化学方程式)—AlCl3＋3NH3·H2O===______________________用途耐火材料净水剂、胃酸中和剂Al(OH)3↓＋3NH4Cl三、明矾与偏铝酸盐1．明矾[KAl(SO4)2·12H2O]

KAl(SO4)2·12H2O俗称明矾，是无色晶体，易溶于水，常用作净水剂、吸附剂。用于净水时，反应的离子方程式：Al3＋＋3H2O===____________________。Al(OH)3(胶体)＋3H＋2．偏铝酸钠

偏铝酸钠的化学式为____________，加入同一种酸的量不同，生成物也不同。试写出偏铝酸钠与下列物质反应的离子方程式：(1)少量盐酸：____________________________________。(2)过量盐酸：_____________________________________。(3)少量CO2：_____________________________________。(4)过量CO2：______________________________________。NaAlO2四、镁及其化合物1．镁发出耀眼的白光

Mg3N2

2MgO＋CMg(OH)2＋H2↑Mg2＋＋H2↑2.氧化镁和氢氧化镁物质MgOMg(OH)2类别________氧化物中强碱与水反应MgO＋H2O===Mg(OH)2(缓慢化合)不反应与盐酸反应(离子方程式)____________________________________________________________________碱性MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2OMg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O考点1“铝三角”的相互转化关系及图像分析1．“铝三角” 图2-7-12．图像分析(续表)（续表）

【例1】将一定质量的镁、铝合金投入一定浓度的100mL盐酸中，使合金全部溶解，向所得溶液中滴加5.00mol·L－1

的NaOH溶液至过量，生成沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积图2-7-2的关系如图2-7-2所示。 试求：(1)原合金中铝的质量分数。

(2)盐酸的物质的量浓度。

思路指导：本题生成的沉淀有Mg(OH)2

和Al(OH)3，生成沉淀达到最大量后，减少的质量为Al(OH)3

的质量，由消耗的NaOH的量通过计算可分别求出合金中镁、铝的质量。而盐酸的物质的量浓度可由生成沉淀达到最大量时所消耗的NaOH的量求取。

解析：观察图像可知：①镁、铝溶于盐酸后，盐酸过量，中和过量的盐酸消耗NaOH溶液20mL。②当沉淀质量不变时，此时沉淀(11.6g)只有Mg(OH)2，则沉淀达到最大量时，Al(OH)3的质量为(19.4－11.6)g，沉淀减少的过程中，消耗的NaOH溶液用于溶解Al(OH)3。则c(HCl)＝—＝

(2)由图像可知，完全沉淀时消耗NaOH溶液的物质的量，相当于中和剩余的盐酸和溶解Mg、Al所消耗盐酸的总量，即n(HCl)＝0.16L×5.00mol·L－1＝0.80mol。

nV0.80mol 0.10L＝8.00mol·L－1答：略。

【例2】(2013年江苏南京模拟)在硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中，逐滴加入稀氢氧化钠溶液，直至过量。下列表示氢氧化钠加入量(x)与溶液中沉淀的量(y)的关系示意图中正确的是()。

解析：向混合溶液中加入NaOH溶液的过程中，Mg(NO3)2会生成难溶物Mg(OH)2，Al(NO3)3

会生成难溶物Al(OH)3，随着NaOH溶液的加入，Al(OH)3

逐渐溶解，而Mg(OH)2

不能溶解。答案：C考点2利用滴加顺序不同的方法鉴别物质2．NaAlO2

和盐酸：向NaAlO2

溶液中逐滴滴加盐酸，先出现白色沉淀，后沉淀消失：【例3】下列各组溶液，只要用试管和胶头滴管，不用任何试剂就可以鉴别的是()。

思路指导：做题时，要认真阅读题干信息，由“不用任何试剂”“只用试管和胶头滴管”可知，只能通过物理性质(如颜色、状态等)或滴加顺序不同出现的现象不同而进行鉴别。A．KOH和Al2(SO4)3

B．稀H2SO4和NaHCO3C．CaCl2和Na2CO3

D．Ba(OH)2和NaHSO4

解析：向Al2(SO4)3

溶液中逐滴滴加KOH溶液，先出现白色沉淀后，沉淀消失；向KOH溶液中逐滴滴加Al2(SO4)3

溶液，开始无现象，后出现白色沉淀。答案：A【例4】(2012年辽宁锦州模拟)只用试管和胶头滴管就可以鉴别的下列各组溶液是()。

①AlCl3

溶液和NaOH溶液；②Ca(HCO3)2

溶液和NaOH溶液；③NaAlO2

溶液和盐酸；④Al2(SO4)3

溶液和氨水。A．①③C．②③④B．①②③D．③④

解析：①向AlCl3

溶液中滴加NaOH溶液，随加入量依次观察到的现象为出现白色沉淀，沉淀后溶解，向NaOH溶液中滴加AlCl3

溶液，产生沉淀，沉淀立刻消失，继续滴加至AlCl3溶液过量，白色沉淀不溶解；②只有白色沉淀；③向NaAlO2溶液中滴加盐酸，先出现白色沉淀，后沉淀溶解，向稀盐酸中滴加NaAlO2

溶液，产生白色沉淀，但沉淀立刻消失，继续滴加至NaAlO2

溶液过量，白色沉淀不溶解；④只有Al(OH)3

白色沉淀。答案：A规律方法有关铝及其化合物的定量计算1．酸碱抵消法在计算中的应用一般格式： 当沉淀量达最大值时，n(H＋)＝n(OH－)。原金属质量＋结合的OH质量。金属溶于酸，再加碱生成沉淀的质量的求法：所以金属失去nmol电子，就结合nmolOH－，沉淀质量＝－

【例5】Al和Al2O3

的混合物15g，加入稀硫酸150mL，在标准状况下放出氢气1.68L，Al和Al2O3

均不剩余，为中和过量的硫酸，并使溶液中的Al3＋恰好完全转化为Al(OH)3

沉淀，需要消耗3mol·L－1的NaOH溶液200mL，则该稀硫酸的物质的量浓度为()。A．2.25mol·L－1C．0.3mol·L－1B．2mol·LL－1D．0.6mol·L－1解析：根据最终溶液中电荷守恒和化学反应中质量守恒可得：答案：B2．铝及其化合物常见题型的计算

图2-7-3①n(Al3＋)＝(b－a)mol；②n(Mg2＋)＝4a－3b 2mol。

【例6】(2013年辽宁模拟)将一定量的钠铝合金置于水中，合金全部溶解，得到20mLpH＝14的溶液，然后用1mol·L－1的盐酸滴定，沉淀质量与消耗盐酸的体积关系如图2-7-4所示，则下列选项正确的是()。图2-7-4

A．原合金质量为0.92g B．标准状况下产生氢气896mL C．图中m值为1.56g D．图中V2

为60mL解。当沉淀量最大时溶液中只有氯化钠，n(Na＋)＝n(Cl－)＝

解析：据分析可知反应过程为钠与水反应生成氢氧化钠，铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，因溶液pH为14，则说明氢氧化钠过量，滴加盐酸后先与氢氧化钠反应，再与偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀，继续滴加盐酸，则氢氧化铝沉淀溶1mol·L－1×0.04L＝0.04mol，即合金中钠的物质的量为0.04mol，与水反应生成0.04molNaOH，由合金全部溶解后的溶液为20mL，pH＝14，可知铝与氢氧化钠反应后过量的氢氧化钠为0.02mol，则反应的氢氧化钠为0.02mol，铝的物质的量也是C正确。0.02mol氢氧化铝完全溶解需1mol·L－1的HCl60mL，0.02mol，所以原合金的质量为0.92g＋0.54g＝1.46g。0.04mol钠与水反应生成0.02mol氢气，0.02mol铝与氢氧化钠溶液反应生成0.03mol氢气，故标况下体积为1120mL，B错误。沉淀量最大时生成氢氧化铝的质量为0.02mol×78g·mol－1＝1.56g，则V2＝100mL，D错误。答案：C实验探究铝及其化合物的探究实验

【例7】在一次学生实验中，某学生用铝片分别和稀盐酸、稀硫酸反应，发现铝片和稀盐酸反应现象非常明显，而和稀硫酸几乎不反应。这和教材上的内容“铝能跟稀盐酸或稀硫酸反应生成氢气”不一致。为了寻找原因，该学生在老师的指导下，重新用浓盐酸和浓硫酸配制了一定浓度的溶液，然后加入0.1mm×10mm×20mm、纯度≥99.5%的铝片验证是否确实存在上述现象，实验结果如下表：

从上表可以看出，无论用1.5mol·L－1H2SO4还是3mol·L－1H2SO4

均无明显现象，为了探究“铝与稀盐酸和稀硫酸反应的差异原因”，请回答下列问题：反应时间1min2min5min15min20min3mol·L－1HCl少量气泡较多气泡大量气泡反应剧烈铝片耗尽1.5mol·L－1H2SO4均无明显现象(无气泡)3mol·L－1H2SO4均无明显现象(无气泡)实验步骤可能的实验现象及可能的结论(1)请写出盐酸与铝片反应的离子方程式：__________________________。(3)请设计一个实验方案对你的假设进行论证。答案：(2)Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑(2)、(3)实验步骤可能的实验现象及可能的结论取一支试管倒入1.5mol·L－1H2SO45mL，加入约0.5gNaCl晶体(约0.01mol)，然后再加入0.1mm×10mm×20mm、纯度≥99.5%的铝片；另一支试管倒入1.5mol·L－1H2SO45mL，加入约1.4gNa2SO4晶体(约0.01mol)，然后加入0.1mm×10mm×20mm、纯度≥99.5%的铝片进行对比实验若加NaCl晶体的试管中的反应明显加快，而加Na2SO4晶体的试管中反应现象仍不明显，说明假设正确。若加NaCl晶体的试管中的反应现象不明显，说明假设错误题组一镁及其化合物

1．将相同质量的镁条分别在①氧气中；②空气中；③氮气中；④二氧化碳中完全燃烧，燃烧后所得固体产物的质量由小)。到大的顺序是( A．④②①③

C．③②①④B．④①②③D．④①③②答案：C解析：Mg在氧气中燃烧：2Mg＋O2===2MgO；

Mg在空气中燃烧：2Mg＋O2===2MgO(主)，3Mg＋N2

===Mg3N2(微量)；

Mg在氮气中燃烧：3Mg＋N2===Mg3N2；

Mg在二氧化碳中燃烧：2Mg＋CO2===2MgO＋C；依元素守恒法，1molMg燃烧生成1molMgO，质量增加16g；1molMg燃烧生成1/3molMg3N2，质量增加28/3g；１molMg在二氧化碳中燃烧，固体产物分别为1/2molC和1molMgO，质量增加6g＋16g＝22g。因此，相同质量的镁粉若分别在上述气体中燃烧，所得固体产物的质量是在二氧化碳中燃烧最大，应选C。2．(2011年广东高考)某同学通过系列实验探究Mg及其化合物的性质，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，置镁片于其中探究Mg的活泼性

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，加热蒸干得无水MgCl2

固体

解析：稀释浓硫酸时，应将浓硫酸沿着器壁慢慢加入水中，并及时搅拌，A不正确；过滤时需要用玻璃棒引流，C不正确；蒸发溶液时应该用蒸发皿而不是表面皿，因为MgCl2

水解，所以加热时必须在HCl的气流中才能得到MgCl2

固体，D不正确。答案：BA．3mol·LB．4mol·L题组二铝的性质与应用

3．将等物质的量的镁和铝相混合，取等质量的该混合物四份，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()。－1HCl－1HNO3C．8mol·L－1NaOHD．18mol·L－1H2SO4

解析：镁、铝与硝酸、浓硫酸反应均不产生H2；Mg不与NaOH反应；Mg、Al都能与盐酸反应产生H2。

答案：A4．(2013年黑龙江哈尔滨模拟)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1molHCl、1molNaOH的溶液反应，产生相同量的氢气

C．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

解析：Mg的活泼性强于铝，因而A项反应不能发生；B项后者产生的H2

多；D项不再发生钝化，因为浓硫酸稀释后会释放出大量的热，而热的浓硝酸与铝会发生反应。

答案：C题组三铝的氧化物与氢氧化物

5．向MgSO4

和Al2(SO4)3

的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液。下列图像中，能正确表示上述反应的是(横坐标表示加入NaOH溶液的体积，纵坐标表示反应生成沉淀的质量)()。

解析：MgSO4

和Al2(SO4)3

都能与NaOH溶液反应生成沉淀，但只有Al(OH)3

能继续与NaOH反应生成可溶的NaAlO2，所以沉淀只会部分溶解。

答案：D6．治胃病的药物中通常含有氢氧化铝。某研究性学习小组根据化学原理设计了如下五种制备方案：A．铝屑与硫酸反应，然后再加入氢氧化钠溶液沉淀铝离子；B．铝屑与硫酸反应，然后再加氨水沉淀铝离子；C．铝屑与足量氢氧化钠溶液反应，再加入硫酸生成氢氧化铝；D．铝屑与足量氢氧化钠溶液反应，再通入二氧化碳生成氢氧化铝；E．铝屑先分别与硫酸、氢氧化钠溶液反应，然后将