【学海导航】重庆适用2019全国版统编教材高考第一轮总复习化学精编课件：第11章 几种重要的金属第37课时镁和铝.ppt

第课时 37 第十一章 镁和铝 几种重要的金属 体验1 下列说法正确的是 A 所有不锈钢都只含有金属元素B 我国流通的硬币材质是金属单质C 广东打捞的明代沉船上存在大量铝制餐具D 镁合金的硬度和强度均高于纯镁 D 下列物质能跟镁反应并生成H2的是 A 甲酸B 氢氧化钠溶液C 氯化铵溶液D 碳酸钠溶液由海水制备无水氯化镁 主要有以下步骤 在一定条件下脱水干燥 加熟石灰 加盐酸 过滤 浓缩结晶 其先后顺序正确的是 A B C D 体验3 体验2 AC D 取一根镁条置于坩埚内点燃 得到氧化镁和氮化镁的混合物的总质量为0 470g 冷却后加入足量水 再将溶液蒸干并灼烧得到氧化镁为0 486g 按要求回答 氮化镁的电子式Mg2 N 3 Mg2 N 3 Mg2 混合物中加水的化学方程式 Mg3N2 6H2O 3Mg OH 2 2NH3 燃烧产物中氧化镁的质量分数为83 镁燃烧生成氧化镁和氮化镁时 共转移电子 2 43 10 2mol 相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应 至体系中均无固体物质 消耗碱量最多的是 A Al2O3B Al OH 3C AlCl3D Al D 下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是 A 铝在常温下不能与氧气反应B 铝不能与氯气反应C 铝既能溶于酸 又能溶于碱D 氧化铝只能与酸反应 不能与碱反应 C 将100mL3mol L 1NaOH aq 与100mL3mol L 1的AlCl3溶液按下列两种方法混合 1 将NaOH逐滴滴入AlCl3溶液中 2 将AlCl3溶液逐滴滴入NaOH溶液中 所得结论正确的是 A 现象相同 沉淀量相等B 现象相同 沉淀量不等C 现象不同 沉淀量相等D 现象不同 沉淀量不等 C 镁 铝及其化合物的重要性质1 镁及其重要化合物的相互转化 2 铝及其化合物相互转化关系铝在强酸性溶液中 铝元素总是以Al3 形式存在 在强碱性溶液中 铝元素以AlO 2形式存在 铝及铝元素的主要化合物的关系如下图 Al2O3 Al OH 3具有典型的两性 其应用如下 1 铝三角 关系Al OH 3 3H Al3 3H2OAl3 3OH Al OH 3 Al OH 3 OH AlO 2 2H2OAlO 2 H H2O Al OH 3 AlO 2 4H Al3 2H2OAl3 4OH AlO 2 2H2OAl3 3AlO 2 6H2O 4Al OH 3 2 制取Al OH 3 Al3 3NH3 H2O Al OH 3 3NH 4 AlO 2 CO2 2H2O Al OH 3 HCO 3 Al3 3AlO 2 6H2O 4Al OH 3 3 离子共存问题 与Al3 不能大量共存的离子有OH S2 AlO 2 HCO 3 ClO CO2 3等 例如 Al3 3ClO 3H2O Al OH 3 3HClOAl3 3HCO 3Al OH 3 3CO2 例如 AlO 2 NH 4 H2O Al OH 3 NH3 3AlO 2 Fe3 6H2O 3Al OH 3 Fe OH 3 AlO 2 HCO 3 H2O Al OH 3 CO2 3 与AlO 2不能大量共存的离子有H NH 4 Al3 Fe3 HCO 3 HSO 3等 4 中学阶段常见的既能与强酸反应 又能与强碱反应的物质主要有 两性氧化物 如Al2O3 两性氢氧化物 如Al OH 3 某些单质 如Al 弱酸的铵盐 如 NH4 2SO4 NH4 2S CH3COONH4等 多元弱酸的酸式盐 如NaHCO3 NaHSO3等 某些还原性酸 如H2SO3 H2S等 氨基酸 蛋白质 例1 某学习小组用下图装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量 1 A中试剂为 2 实验前 先将铝镁合金在稀硝酸中浸泡片刻 其目的是 NaOH溶液 除去铝镁合金表面的氧化膜 3 检查气密性 将药品和水装入各仪器中 连接好装置后 需进行的操作还有 记录C的液面位置 将B中剩余固体过滤 洗涤 干燥 称重 待B中不再有气体产生并恢复至室温后 记录C的液面位置 由A向B中滴加足量试剂 检查气密性 上述操作的顺序是 填序号 记录C的液面位置时 除视线平视外 还应 使D与C的液面相平 6 实验过程中 若未洗涤过滤所得的不溶物 则测得铝的质量分数 填 偏大 偏小 或 不受影响 4 B中发生反应的化学方程式为 5 若实验用铝镁合金的质量为ag 测得氢气体积为bmL 已换算为标准状况 B中剩余固体质量为cg 则铝的相对原子质量 为 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 偏小 变式1 甲 乙两烧杯中分别装有相同体积 相同pH的氨水和NaOH溶液 各加入10mL0 1mol L 1AlCl3溶液 两烧杯中都有沉淀生成 下列判断正确的是 双选 A 甲中沉淀一定比乙中的多B 甲中沉淀可能比乙中的多C 甲中沉淀一定比乙中的少D 甲中和乙中的沉淀可能一样多 解析 两烧杯中生成的都是氢氧化铝沉淀 根据氢氧化铝的性质 其能溶于氢氧化钠但不溶于氨水 相同体积相同pH的两溶液中的溶质氨水大于氢氧化钠 当两者均不足量时 生成的沉淀氨水多 氨水过量 氢氧化钠不足量时 生成的沉淀氨水多 氨水过量 氢氧化钠恰好时 生成的沉淀一样多 氨水和氢氧化钠都过量时 生成的沉淀氨水多 可知BD正确 图象计算题解题方法一 镁 铝氢氧化物沉淀的图象分析1 氢氧化铝沉淀量图象大致可分为如下图所示6种情况 图中纵坐标均为Al OH 3沉淀量 横坐标为加入试剂的体积 图 向AlCl3溶液中滴入NaOH溶液A B AlCl3 3NaOH Al OH 3 3NaClB C Al OH 3 NaOH NaAlO2 2H2O图 向NaOH溶液中滴入AlCl3溶液A B AlCl3 4NaOH NaAlO2 3NaCl 2H2OB C 3NaAlO2 AlCl3 6H2O 4Al OH 3 3NaCl 图 向盐酸酸化的AlCl3溶液中滴入NaOH溶液A B NaOH HCl NaCl H2OB C AlCl3 3NaOH Al OH 3 3NaClC D Al OH 3 NaOH NaAlO2 2H2O图 向盐酸中加入NaAlO2溶液A B NaAlO2 4HCl NaCl AlCl3 2H2OB C AlCl3 3NaAlO2 6H2O 4Al OH 3 3NaCl 图 向NaAlO2溶液中加入盐酸A B NaAlO2 HCl H2O Al OH 3 NaClB C Al OH 3 3HCl AlCl3 3H2O图 向AlCl3溶液中滴入NaAlO2溶液A B 3NaAlO2 AlCl3 6H2O 4Al OH 3 3NaCl 2 当Mg2 与Al3 按等物质的量混合 加入NaOH溶液 生成的沉淀和加入NaOH溶液体积的关系如下图所示 其中A B Al3 3OH Al OH 3 Mg2 2OH Mg OH 2 B C Al OH 3 NaOH NaAlO2 2H2O 例2 若有含1molMg2 和1molAl3 的混合溶液 现按横坐标依次加入NaOH溶液 盐酸 通入CO2气体 如下图所示纵坐标为混合沉淀物的物质的量 请画出沉淀的量随反应的变化曲线 并写出各步反应的离子方程式 加入NaOH溶液必然产生混合沉淀 当NaOH过量时 混合沉淀中Al OH 3又溶解了 继续加入NaOH时沉淀量不变 加入盐酸时 和NaOH先反应 若通入CO2 必然产生Al OH 3沉淀 答案 1 图象如下图所示 解析 2 反应的离子方程式分阶段书写为 OA段 Mg2 2OH Mg OH 2 Al3 3OH Al OH 3 AB段 Al OH 3 OH AlO 2 2H2OCD段 H OH H2ODE段 2AlO 2 CO2 3H2O 2Al OH 3 CO2 3EF段 CO2 3 CO2 H2O 2HCO 3 二 可溶性铝盐与强碱溶液反应的计算规律因为二者反应产物Al OH 3能和强碱继续反应 故计算方法类似于CO2与澄清石灰水的反应 其计算规律如下 1 求产物Al OH 3的物质的量当n OH 3n Al3 时 n Al OH 3 1 3n OH 当3n Al3 n OH 4n Al3 时 n Al OH 3 4n Al3 n OH 当n OH 4n Al3 时 n Al OH 3 0 无沉淀 2 求反应物强碱的物质的量若碱不足 n OH 3n Al OH 3 若碱过量 n OH 4n Al3 n Al OH 3 例3 在50mLbmol L 1的AlCl3溶液中加入50mLamol L 1NaOH溶液 1 当a 3b时 生成Al OH 3沉淀的物质的量为 2 当a b满足条件时 无沉淀产生 3 当a b满足条件时 先有沉淀生成 后又有部分沉淀溶解 此时Al OH 3的质量为g mol a 4b 3b a 4b 3 9 4b a 1 依题意知 在AlCl3溶液中加入NaOH溶液有如下两反应发生 AlCl3 3NaOH Al OH 3 3NaCl AlCl3 4NaOH NaAlO2 3NaCl 2H2O 根据以上两反应可以看出 当a 3b时只发生第一个反应 此时NaOH不足量 产生沉淀的量取决于NaOH n Al OH 3 n NaOH 所以答案 为 mol 解析 2 如果无沉淀生成 Al元素全部以AlO 2形式存在 n AlCl3 n NaOH 1 4 即a b 4 1 所以答案为 a 4b 3 此种情况应当在两个反应均发生 铝元素以Al OH 3和AlO 2两种形式存在 符合关系 即 整理 3b a 4b或 求沉淀的量的方法很多 解法一 联立方程法 设反应 中 AlCl3物质的量为x 则Al OH 3物质的量为x NaOH物质的量为3x 反应 中AlCl3物质的量为y NaOH为4y x y 0 05bmol3x 4y 0 05amol解得x 0 2b 0 05a mol 0 05 4b a molm Al OH 3 78g mol 1 0 05 4b a mol 3 9 4b a g 解法二 守恒法 此种条件下 溶液中的离子有Na Cl AlO 2 n AlO 2 n Na n Cl 0 05amol 0 05 3bmoln Al OH 3 n Al3 总 n AlO 2 0 05bmol 0 05amol 0 15bmol 0 2b 0 05a mol 0 05 4b a molm Al OH 3 78g mol 1 0 05 4b a mol 3 9 4b a g 变式2 将0 1mol镁铝混合物粉末溶于100mL2mol L 1H2SO4溶液中 然后再滴加1mol L 1的NaOH溶液 试回答下列问题 1 滴加NaOH溶液时 生成沉淀量的变化如下图 当V1 160mL时 金属粉末中n Mg 4mol V2 mL 0 06 440 2 滴加NaOH溶液时 若欲Mg2 Al3 刚好沉淀完全 则滴入的V NaOH mL 3 若混合物仍为0 1mol 其中镁粉的物质的量分数为a 现用100mL2mol L 1H2SO4溶解此混合物 再加入450mL1mol L 1NaOH溶液 使所得沉淀中无氢氧化铝 则满足此条件的a的取值范围是 0 5 a 1 400 氢氧化铝的制备及评价以铝 稀硫酸和NaOH溶液为原料 在实验室制备一定量的氢氧化铝 可用如下两种方案进行操作 方案 2Al 3H2SO4 Al2 SO4 3 3H2 Al2 SO4 3 6NaOH 2Al OH 3 3Na2SO4方案 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 2NaAlO2 H2SO4 2H2O 2Al OH 3 Na2SO4 试分析 1 上述哪种方法比较节约试剂 2 若使用的原料相同 请设计一种更为节约试剂的方法 关于第 1 小题 先用酸或碱都是可行的 但消耗酸 碱的量却不同 由方案 可得关系式 2Al 3H2SO4 6NaOH 2Al OH 3 由方案 可得关系式 2Al 2NaOH H2SO4 2Al OH 3 可见 同样的制备1molAl OH 3 方案 需1molAl 1 5molH2SO4 3molNaOH 方案 需1molAl 0 5molH2SO4 1molNaOH 可见第 种方案比较节约试剂 上述两种实验方案 都是理想化的 实际操作过程中 向Al2 SO4 3溶液中滴加NaOH溶液或向NaAlO2溶液中加稀硫酸时 NaOH溶液和稀硫酸的量较小 则沉淀偏少 沉淀不完全 加多了沉淀也偏少 沉淀溶解 由于以上两种方法都有明显的不足 因此我们可以使用第三方案 先用铝分别与稀硫酸和NaOH溶液反应制得Al2 SO4 3和NaAlO2 然后将两者混合反应制得Al OH 3 方案 2Al 3H2S