山东省高密市第三中学2022年高考化学复习镁铝及其化合物学案无答案

镁、铝及其化合物Ⅰ.课标要求1.通过海水制镁的事例了解镁及化合物的性质。2.通过合金材料了解铝及化合物的性质.3.能列举合金材料的重要应用.Ⅱ.考纲要求1.掌握镁铝及化合物的性质。2.了解镁铝及化合物在生活.生活中的应用.Ⅲ.教材精讲一.Mg、Al的化学性质1．与非金属反应（1）与O2反应。常温下与空气中的O2反应生成一层致密的氧化物薄膜，所以镁、铝都有抗腐蚀的性能。镁、铝都能在空气中燃烧：2Mg+O22MgO。4Al+3O22Al2O3（2）与卤素单质、硫等反应。Mg+Cl2MgCl22Al+3Cl22AlCl32Al+3SAl2S3（用于工业制备）Mg+SMgS[特别提醒]：①镁在空气中用酒精灯火焰点燃即可燃烧，而铝在空气中需要高温点燃才能燃烧。镁在空气中燃烧时有三个反应发生：2Mg+O22MgO3Mg+N2Mg3N22Mg+CO22MgO+C②燃烧时都放出大量的热，发出耀眼的白光。利用镁的这种性质来制造照明弹。③集气瓶底部都要放一些细纱，以防止集气瓶炸裂。2．与H2O反应Mg、A1和冷水都不反应，但在加热条件下与水反应生成氢氧化物和氢气Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑2A1+6H2O2A1(OH)3+3H2↑3．与酸反应置换出H2Mg、A1与浓、稀盐酸、稀硫酸、磷酸等酸反应置换出H2，其中铝在冷浓H2SO4，冷浓硝酸中发生钝化现象。所以可用铝制容器贮存冷的浓硫酸或浓硝酸。4．与某些氧化物反应（1）镁与二氧化碳反应：2Mg+CO22MgO+C[特别提醒]：“CO2不能助燃”的说法是不全面的，CO2对绝大多数可燃物是良好的灭火剂，而对K、Ca、Na、Mg等可燃物却是助燃剂。（2）铝热反应：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3铝热反应可用于焊接钢轨和冶炼某些难熔金属，如：V、Cr、等。[特别提醒]：①铝热剂是指铝粉和某些金属氧化物的混合物，金属氧化物可以是：Fe2O3、FeO、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2等。②铝热反应的特点是反应放出大量的热，使生成的金属呈液态。③要使用没有氧化的铝粉，氧化铁粉末要烘干。④KClO3作为引燃剂，也可以用Na2O2代替。实验时可以不用镁条点燃，而用在氯酸钾和白糖的混合物上滴加浓硫酸的方法来点燃。5．与碱反应镁不与碱反应，铝与碱液反应：2Al+2NaOH+6H2O2NaAlO2+4H2O+3H2↑二.氢氧化铝1．物理性质：Al(OH)3是几乎不溶于水的白色胶状固体，具有吸附性。2．化学性质①与酸反应：Al(OH)3+3HCl＝AlCl3+3H2O离子反应方程式：Al(OH)3+3H+＝Al3+＋3H2O\n②与碱反应：Al(OH)3＋NaOH＝NaAlO2+2H2O离子反应方程式：Al(OH)3＋OH-＝NaAlO2+2H2O3．Al(OH)3的制取①铝盐与碱反应：实验室制取氢氧化铝时采用过量的氨水，而不用强碱与可溶性铝盐溶液反应是因为氢氧化铝是两性氢氧化物，能溶于强碱溶液，不溶于弱碱溶液②偏铝酸盐与酸反应：一般用向偏铝酸盐溶液中通入CO2的方法制取Al(OH)3。当CO2不足或适量时：2AlO2-＋CO2＋3H2O＝2Al(OH)3↓＋CO32-当CO2过量时：AlO2-＋CO2+2H2O＝Al(OH)3↓＋HCO3-4．Al(OH)3的用途：由于Al(OH)3具有吸附性，既能凝聚水中悬浮物，又能吸附色素，因此Al(OH)3可作净水剂和色素吸附剂。[特别提醒]：（1）制取Al(OH)3也可用铝盐与强碱作用，但应严格控制加入碱的量，因为强碱过量会使制得的Al(OH)3转化为偏铝酸盐。（2）一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的Al(OH)3溶解。[例1]使溶液中Ba2+、Mg2+、Al3+、Ag+、Cu2+分步逐一沉淀析出，加入下列试剂的顺序正确的是（）A．NaCl→Na2S→Na2SO4→NaOH→HNO3B．H2SO4→HCl→H2S→NaOH→CO2C．HCl→H2SO4→H2S→NaOH→CO2D．Na2S→Na2SO4→NaCl→NaOH→HCl[规律总结]解除杂题应注意①除杂试剂的选择。本题要求将离子分步逐一除去，所以试剂要一一对应：Ba2+～SO42-，Mg2+～OH-，Ag+～Cl-，Cu2+～S2-，②除杂的顺序。为了将杂质除干净，除杂试剂一般是过量的，这样势必引入新杂质。所以后续的除杂试剂在去除对应杂质的同时，还要有将前一过量除杂试剂清除的作用。[例2]用铝箔包装0.1mol金属钠，用针扎出一些小孔，放入水中，完全反应后，用排水集气法收集产生的气体，则收集到的气体为（标准状况）（　）　　A．O2和H2的混合气体　B．1.12LH2　　C．大于1.12LH2　D．小于1.12LH2[规律总结]铝和强碱溶液反应，不是铝直接和碱反应，而是铝先和强碱溶液中的水反应生成Al(OH)3，然后Al(OH)3再和强碱反应生成偏铝酸盐。三．镁铝及其化合物的转化关系图1.镁的知识主线上图的1～13中的有关化学方程式如下：点燃①2Mg+O2=2MgO②3Mg+N2===Mg3N2点燃熔融③Mg+Cl2====MgCl2、Mg+2HCl=MgCl2+H2↑△电解④MgCl2====Mg+Cl2↑△⑤MgO+H2O===Mg(OH)2⑥Mg(OH)2===MgO+H2O⑦Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O⑧MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl△△⑨MgCO3===MgO+CO2↑⑩MgCO3+H2O===Mg(OH)2+CO2↑\n①Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑②Mg(OH)2+H2SO4=MgSO4+2H2O③MgSO4+2NaOH=Mg(OH)2↓+Na2SO42.铝的知识主线上图1～12的有关化学方程式如下：①4Al+3O2=2Al2O熔融电解②2Al2O3====4Al+3O2↑③2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑加热④2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑⑤2Al(OH)3====Al2O3+3H2O⑥Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O⑦AlCl3+3NH3·H2O+Al(OH)3↓+3NH4Cl⑧Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O⑨NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3⑩Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O⑪2KAl(SO4)2+6NH3·H2O=2Al(OH)3↓+K2SO4+3(NH4)2SO4［例3］用瓷质坩埚盛镁粉在空气中进行强烈燃烧，充分反应后生成固体产物最多可能有A．3种B．4种C．5种D．6种四、“铝三角”及其应用1、“铝三角”是指Al3＋、Al(OH)3和AlO2－相互转化的三角关系，如图：相关反应：Al(OH)3＋OH－===AlO2－＋2H2OAl(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2OAl3＋＋3OH－===Al(OH)3↓Al3＋＋4OH－===AlO2－＋2H2OAlO2－＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓AlO2－＋4H＋===Al3＋＋2H2OAl3＋＋3AlO2－＋6H2O===4Al(OH)3↓2、应用（1）制取Al(OH)3。Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋AlO2－＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3－（2）离子共存问题：Al3＋与HS－，S2－，AlO2－，HCO3－，CO32－等因水解相互促进而不能大量共存；AlO2－与NH4＋、Al3＋、Fe3+等也不能大量共存。（3）鉴别（利用滴加顺序不同，现象不同）①AlCl3溶液中滴加NaOH溶液现象为：先生成白色沉淀，后沉淀又溶解。NaOH溶液中滴加AlCl3溶液现象为：开始无明显现象，后产生白色沉淀，不溶解。②NaAlO2溶液中滴加盐酸现象为：先生成白色沉淀，后沉淀又溶解。盐酸中滴加NaAlO2溶液现象为：开始无明显现象，后产生白色沉淀，不溶解。（4）分离提纯①利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其它金属的混合物。②利用Al2O3能与强碱反应，分离Al2O3与其它金属氧化物。③利用Al(OH)3的两性，分离Al3＋与其它金属阳离子。\n五、数形结合思想在化学解题中的应用以化学知识为载体，将化学问题抽象成数学问题，利用数学工具通过计算和推理，来解决化学问题。1、可溶性铝盐溶液与氨水反应的图像操作可溶性铝盐溶液中逐滴加入氨水至过量现象立即产生白色沉淀→渐多→最多→沉淀不变图像离子方程式Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+（用Al3+制取Al(OH)3用弱碱更合适）2、可溶性铝盐溶液与氢氧化钠溶液反应的图像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→沉淀不变图像离子方程式Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓Al(OH)3＋OH－===AlO2－＋2H2OAl3＋＋4OH－===AlO2－＋2H2O3AlO2－＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓沉淀的量0~3：n[Al(OH)3]=n(NaOH)3~4：n[Al(OH)3]=4n(Al3＋)-n(OH-)3、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（有但即溶）→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不变图像离子方程式AlO2－＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓Al(OH)3＋H＋===Al3＋＋3H2OAlO2－＋4H＋===Al3＋＋2H2O3AlO2－＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓\n沉淀的量0~1：n[Al(OH)3]=n(H＋)1~4：n[Al(OH)3]=[4n(AlO2－)-n(H＋)]4、偏铝酸盐溶液与CO2反应的图像向含有AlO2—的偏铝酸盐溶液中通入CO2直至过量现象立即产生白色沉淀→渐多→最多→沉淀不变图像离子方程式①2AlO2—＋CO2(少量)＋3H2O=2Al(OH)3¯＋CO32－②AlO2—＋CO2(足量)＋2H2O=Al(OH)3¯＋HCO3—5、向Mg2+与Al3+的酸性溶液中逐渐加入强碱溶液现象无明显现象→出现沉淀→沉淀最多→部分溶解→不变图像离子方程式H++OH-=H2OAl3++3OH-=Al(OH)3↓Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O跟踪练习：1、【2022年高考江苏卷第4题】下列物质性质与应用对应关系正确的是A．晶体硅熔点高硬度大，可用于制作半导体材料B．氢氧化铝具有弱碱性，可用于制胃酸中和剂C．漂白粉在空气中不稳定，可用于漂白纸张D．氧化铁能与酸反应，可用于制作红色涂料2、【2022年高考福建卷第6题】下列有关物质应用的说法正确的是A．生石灰用作食品抗氧剂B．盐类都可作调味品C．铝罐可久盛食醋D．小苏打是面包发酵粉的主要成分3、【福建福州三中2022届高三10月考试题】下列关于物质分类的说法正确的是A．漂白粉、胆矾都属于混合物B．氧化铝、氯化钠都属于离子化合物C．氯化铵、次氯酸都属于强电解质D．二氧化硫、二氧化氮都属于酸性氧化物4、【2022全国新课标Ⅱ卷】NA为阿伏伽德罗常数的值，下列叙述正确的是（）A．1.0L1.0mo1·L-1的NaAlO2水溶液中含有的氧原子数为2NAB．12g石墨烯(单层石墨)中含有六元环的个数为0.5NAC．25℃时pH=13的NaOH溶液中含有OH-的数目为0.1NAD．1mol的羟基与1moL的氢氧根离子所含电子数均为9NA5、【2022江苏卷】常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是（）A．使甲基橙变红色的溶液：Mg2＋、K＋、SO42-、NO3-\nB．使酚酞变红色的溶液：Na＋、Cu2＋、HCO3-、NO3-C．0.1mol·L-1AgNO3溶液：H＋、K＋、SO42-、I－D．0.1mol·L-1NaAlO2溶液:H＋、Na＋、Cl－、SO42-6、【2022年高考北京卷第9题】下列解释事实的方程式不正确的是（）A．测0.1mol/L氨水的pH为11：NH3·H2ONH4++OH-B．将Na块放入水中，产生气体：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑C．用CuCl2溶液做导电实验，灯泡发光：CuCl2Cu2++2Cl-D．Al片溶于NaOH溶液中，产生气体：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑7、【浙江湖州中学2022届高三上学期期中考试题】下列离子方程式正确的是A.醋酸除去水垢中的CaCO3：CaCO3＋2H+=Ca2+＋H2O＋CO2↑B．碘水中通入足量的SO2：I2+SO2+2H2O=2HI+SO42－+2H+C．NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液反应至中性：H+＋SO42－＋Ba2+＋OH－=BaSO4↓＋H2OD．4mol·L－1的NaAlO2溶液和7mol·L－1的盐酸溶液等体积混合均匀4AlO2－＋7H＋＋H2O＝3A1(OH)3↓＋Al3＋8、【2022年高考福建卷第9题】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XYZ①NaOH溶液Al(OH)3稀硫酸②KOH溶液SiO2稀盐酸③O2N2H2④FeCl3溶液Cu浓硝酸A．①③B．①④C．②④D．②③9、【福建福州三中2022届高三10月考试题】下列有关金属的工业制法中，正确的是A．制铁：以铁矿石为原料，CO还原得铁B．制钠：用海水为原料制得精盐，再电解纯净的NaCl溶液C．制镁：用海水为原料，经一系列过程制得氧化镁固体，电解熔融氧化镁得镁D．制铝：从铝土矿中获得氧化铝再得到氯化铝周体，电解熔融的氯化铝得到铝10、【2022山东卷第9题】足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是A．氢氧化钠溶液B．稀硫酸C．盐酸D．稀硝酸11、【2022年高考广东卷第23题】下列实验的现象与对应结论均正确的是选项操作现象结论A将浓硫酸滴到蔗糖表面固体变黑膨胀浓硫酸有脱水性和强氧化性B常温下将Al片放入浓硝酸中无明显变化Al与浓硝酸不反应C将一小块Na放入无水乙醇中产生气泡Na能置换出醇羟基中的氢D将水蒸气通过灼热的铁粉粉末变红铁与水在高温下发生反应12、【福建福州三中2022届高三10月考试题】X、Y、Z、W四种物质之间有如图所示的转化关系（部分物质未写全），则X、Y可能是（）①C、CO②AlCl3、Al(OH)3③Fe、Fe(NO3)2；④Na2CO3、NaHCO3A．①②③④B．①②④C．③④D．①②③13、【福建福州三中2022届高三10月考试题】下列曲线图与对应选项错误的是（）A.向1L浓度均为0.1mol/L的Ba(OH)2、NaAlO2混合溶液中逐滴加入0.1mol/l是H2SO4溶液\nB.向含0.1mol/L的AlCl3和0.3mol/LNH4Cl的1L混合溶液中逐滴加入0.1mol/l是NaOH溶液C．向烧碱溶液中逐滴加入明矾溶液D．向Ba(OH)2溶液中逐渐通入二氧化碳气体14、【浙江桐庐分水高中2022届高三上学期第一次考试】铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝：下列说法中错误的是A．①②中除加试剂外，还需要进行过滤操作B．a、b中铝元素的化合价相同C．③中需要通入过量的氨气D．④进行的操作是加热，而且d一定是氧化铝15、在铝土矿（Al2O3·H2O和Al2O3·3H2O为主）中有杂质Fe2O3和SiO2，为除去石英砂和氧化铁，有两种设计方案：请回答下列问题：（1）在所设计的两种方案中，合理而又考虑经济效益的是（填编号）______。（2）按你所选定的提纯方案，完成指定反应的离子方程式：①溶解铝土矿：；②在①的滤液中加入过量KOH溶液：；③在②的滤液中通入足量CO2气体：