（08年高考第一轮复习）第三章金属及其化合物 第二节 镁铝及其重要化合物2 (2).ppt

第三章金属元素及其化合物 08届高考第一轮复习课件 第二节镁铝及其重要化合物 一 知识点排查 1 镁和铝的物理性质比较 镁和铝都是色的 填 轻 或 重 金属 有较强的 和良好的 性 银白色固体 银白色固体 648 8 660 4 1 74 2 7 2 1 2 9 银白色 轻 韧性 延展性 导电 导热 铝比镁硬度稍大 熔沸点稍高 铝中金属键比镁强 2 mg al的化学性质 空气中形成氧化物薄膜 具有抗腐蚀的性能 常温下 除氧化膜后可与水微弱反应 反应 无氢气生成 在冷浓硝酸 浓硫酸中 钝化 加热时反应 无氢气生成 mg 2h mg2 h2 2al 6h 2al3 3h2 2al 2h2o 2oh 2alo2 3h2 mg cu2 mg2 cu 2al 3cu2 2al3 3cu 铝热反应用途 引发 海水 铝土矿 冶炼 光卤石菱镁矿 铝土矿 kcl mgcl2 6h2o mgco3 al2o3 fe2o3 sio2等 mg mgcl2 al oh 3 al2o3 al mg oh 2 思考 1 mg粉加入至nh4cl中可能有几种气体产生 请说明理由 解析 将镁粉加入nh4cl溶液中 有氢气和刺激性的氨气生成 这是由于nh4cl水解呈酸性 镁与水解产生的h 反应生成氢气破坏了nh4cl水解平衡 nh3 h2o浓度不断增大而分解放出nh3 同时还产生mg oh 2白色沉淀 反应的化学方程式可表示为 mg 2nh4cl 2nh3 mgcl2 h2 mg2 2oh mg oh 2 2 试分析铝与强碱溶液反应的实质 该反应还原剂 氧化剂分别是何物质 解析 铝和强碱溶液反应 通常认为是铝先和强碱溶液中的水反应生成氢氧化铝 然后氢氧化铝再和强碱反应生成偏铝酸盐 2al 6h2o 2al oh 3 3h2 2al oh 3 2naoh 2naalo2 4h2o2al 6h2o 2naoh 2naalo2 3h2 4h2o此反应中 还原剂是 氧化剂是 铝 水 例1 下列叙述正确的是 a 铝制槽车可用来贮运浓硫酸 浓硝酸是因为常温下铝和浓硫酸 浓硝酸不反应 b 两份相同质量的铝粉 分别与足量的稀硫酸和氢氧化钠溶液反应 产生的氢气前者多 c 合金的熔点一般比组成它的各成分的熔点都低 d 工业上常利用铝热反应冶炼难熔金属 如钒 铬 锰 cd 例2 将相同质量的镁条分别在 氧气中 空气中 氮气中 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 b c d c 例3 某学生用铝片分别与c h 均为3mol l的稀盐酸和稀硫酸反应 其实验过程 往装有相同铝片的2支试管中分别加入等体积 且c h 3 0mol l的盐酸和硫酸 观察反应进行到1 2 5 15 20min时铝片与酸反应的情况 实验结果如下表 通过上述实验可知 铝片与盐酸和硫酸反应存在较大的差异 这和课本中 铝能与稀盐酸和稀硫酸反应生成氢气 的说法不一致 假如你将开展实验探究铝片与稀盐酸和稀硫酸反应差异的原因 为设计实验 你将对差异的原因作出哪些假设或猜想 填2种即可 假设 猜想 一 假设 猜想 二 cl 能够促进金属铝与h 反应 so42 对h 与金属铝的反应起阻碍作用 3 mg al的化合物 1 mg al的氧化物 al2o3 2oh 2alo2 h2o 碱性氧化物 两性氧化物 2 mg al的氢氧化物 al oh 3 oh alo2 2h2o 中强碱 溶解部分电离出的oh 可使酚酞变红 两性氢氧化物 练习 写出al al2o3 al oh 3分别和naoh溶液反应的化学方程式 2al 2h2o 2naoh 2naalo2 3h2 al2o3 2naoh 2naalo2 h2oal oh 3 naoh naalo2 2h2o 思考 3 al oh 3为何既能与酸又能与强碱液反应 4 制取al oh 3的可能途径有那些 解析 1 铝盐与碱液反应 2 偏铝酸盐与酸反应 3 相互促进水解反应 al3 3alo2 6h2o 4al oh 3 例6 今用铝 稀硫酸和氢氧化钠溶液为原料 在实验室制备一定量的氢氧化铝 可分别采用如下化学方程式所表示的两种方法 2al 3h2so4 al2 so4 3 h2 al2 so4 3 6naoh 2al oh 3 3na2so4 2al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 2naalo2 h2so4 2h2o 2al oh 3 na2so4 1 上述哪一种方法比较节约试剂 提示 试从每生产2molal oh 3所消耗的试剂用量予以说明 2 原料相同 请设计一种更为节约试剂的方法 用化学方程式表示 并说明其可以最节约试剂的根据 解析 1 法较 法节约了酸 碱试剂 因为同样是制备2molal oh 3 法需2molal 3molh2so4 6molnaoh 法只需2molal 1molh2so4 2molnaoh 2 利用al3 和alo2 的双水解反应制备al oh 32al 3h2so4 al2 so4 3 3h2 2al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 2mol 相当于制备2molal oh 3所用原料为2molal 0 75molh2so4 1 5molnaoh 确实节约了试剂 al2 so4 3 6naalo2 12h2o 8al oh 3 3na2so4 例7 在100ml1mol l的alcl3溶液与60ml6mol l的koh溶液混合后 生成沉淀的质量是g 200ml0 5mol l的al2 so4 3溶液中加入2mol l的naoh溶液 可得到7 8gal oh 3沉淀 则naoh体积为ml 3 12 150或350 例8 某混合物a 含有kal so4 2 al2o3和fe2o3 在一定条件下可实现下图所示的物质之间的变化 据此判断 1 固体b所含物质的化学式为 2 固体e所含物质的化学式为 3 反应 的离子方程式为 al2o3 nh4 2so4 k2so4 alo2 2h2o co2 过量 al oh 3 hco3 或 2alo2 3h2o co2 不足 2al oh 3 co32 4 铝三角 关系及其应用 写出上述转化的化学方程式 镁及其重要化合物之间的转化 试作出下列反应图像 并写出各阶段离子方程式 向alcl3溶液中滴加naoh溶液直至过量 向naoh溶液中滴加alcl3溶液直至过量 al3 3oh 少量 al oh 3 al oh 3 oh alo2 2h2o al3 4oh 过量 alo2 2h2o al3 3alo2 6h2o 4al oh 3 思考 5 向naalo2溶液中滴加hcl溶液直至过量 向hcl溶液中滴加naalo2溶液直至过量 alo2 h2o h 少量 al oh 3 al oh 3 3h al3 3h2o alo2 4h 过量 al3 2h2o al3 3alo2 6h2o 4al oh 3 向hcl酸化的alcl3溶液中滴加naoh溶液直至过量 向含mg2 al3 的混合溶液中滴加naoh溶液直至过量 h oh h2o al3 3oh 少量 al oh 3 al oh 3 oh alo2 2h2o al3 3oh 少量 al oh 3 al oh 3 oh alo2 2h2o mg2 2oh mg oh 2 解析 本题涉及的化学反应有 mg 2h mg2 h2 2al 6h 2al3 3h2 h oh h2o mg2 2oh mg oh 2 al3 3oh al oh 3 al oh 3 oh alo2 2h2o 1 n mg n al 0 1mol2n mg 3n al 1mol l 0 16l 0 4mol 解得 n mg 0 06moln al 0 04mol当发生 时 消耗的碱为 n naoh 2n mg 4n al 2 0 06mol 4 0 04mol 0 28mol 故v2 v1 v naoh 440ml 例9 将0 1mol的镁 铝混合物溶于100ml2mol lh2so4溶液中 然后再滴入1mol lnaoh溶液 请回答 1 若在滴加naoh溶液的过程中 沉淀质量m随加入naoh溶液的体积v变化如图所示 当v1 160ml时 则金属粉末中n mg mol v2 ml 0 06 440 2 若在滴加naoh溶液过程中 欲使mg2 al3 刚好沉淀完全 则滴入naoh溶液的体积v naoh ml 例9 将0 1mol的镁 铝混合物溶于100ml2mol lh2so4溶液中 然后再滴入1mol lnaoh溶液 请回答 1 若在滴加naoh溶液的过程中 沉淀质量m随加入naoh溶液的体积v变化入图所示 当v1 160ml时 则金属粉末中n mg mol v2 ml 0 06 440 400 解析 2 当刚好发生至 反应时 消耗的碱为 n naoh 2n mg 3n al 2 0 06mol 3 0 04mol 0 24mol 所需naoh体积为0 24l 故v naoh 160ml 240ml 400ml 2 若在滴加naoh溶液过程中 欲使mg2 al3 刚好沉淀完全 则滴入naoh溶液的体积v naoh ml 3 若混合物仍为0 1mol 其中mg粉的物质的量分数为a 用100ml2mol l的硫酸溶解此混合物后 再加入450ml1mol l的naoh溶液 所得沉淀中无al oh 3 满足此条件的a的取值范围是 例9 将0 1mol的镁 铝混合物溶于100ml2mol lh2so4溶液中 然后再滴入1mol lnaoh溶液 请回答 1 若在滴加naoh溶液的过程中 沉淀质量m随加入naoh溶液的体积v变化入图所示 当v1 160ml时 则金属粉末中n mg mol v2 ml 0 06 440 400 解析 3 根据方程式计算加入450ml1mol l的naoh溶液 完全反应后naoh过量0 45mol 0 40mol 0 05mol 若要完全溶解al oh 3 则nal oh 3 0 05mol 1 a 0 05mol解得 a 1 2 a 至a点消耗naoh 1 2 a 1 a的取值范围是 2 若在滴加naoh溶液过程中 欲使mg2 al3 刚好沉淀完全 则滴入naoh溶液的体积v naoh ml 3 若混合物仍为0 1mol 其中mg粉的物质的量分数为a 用100ml2mol l的硫酸溶解此混合物后 再加入450ml1mol l的naoh溶液 所得沉淀中无al oh 3 满足此条件的a的取值范围是 例9 将0 1mol的镁 铝混合物溶于100ml2mol lh2so4溶液中 然后再滴入1mol lnaoh溶液 请回答 1 若在滴加naoh溶液的过程中 沉淀质量m随加入naoh溶液的体积v变化入图所示 当v1 160ml时 则金属粉末中n mg mol v2 ml 0 06 440 400 1 2 a 1 例10 向含1molkal so4 2的溶液中 滴加ba oh 2溶液 请分别以沉淀物质的量n mol 沉淀质量m g 对ba oh 2的物质的量x mol 作图 解析 写出各阶段反应的离子方程式oa ab bc cd 例11 在20 0ml0 500mol l的明矾溶液中 逐滴加入0 1mol l的ba oh 2溶液的体积 x轴 与生成的沉淀的质量 y轴 的关系如图中实线所示 当生成的沉淀质量达以最大量b点时停止加入ba oh 2溶液 改为逐滴加入0 200mol l的盐酸 加入盐酸的体积 x轴 和生成沉淀质量 y轴 的关系如图中虚线所示 al oh 3 3h al3 3h2o 2al3 3so42 3ba2 6oh 3baso4 2al oh 3 so42 ba2 2oh 2al oh 3 baso4 2alo2 4h2o alo2 h h2o al oh 3 填写当反应分别进行到a b c d各点时的有关内容 计算结果保留3位有效数字 150 200 baso44 66g 50 0 al oh 30 780gbaso44 66g 200 baso44 66g 例12 现有一定量的铝粉和铁粉的混合物与一定量稀hno3充分反应 反应过程中无任何气体放出 反应结束侯的溶液中 逐渐加入4mol lnaoh溶液 所naoh溶液的体积 ml 与产生沉淀的物质的量 mol 关系如图所示 求 1 a的数值 mol 2 b的数值 mol 3 c的数值 ml 0 024 0 032 7 例13 如何从铝土矿 含fe2o3 al2o3 sio2 中获得纯净的al2o3 供选用的试剂有 盐酸 co2 氢氧化钠 氨水 注意每种试剂不能重复使用 解析 例14 06上海 已知ba alo2 2可溶于水 右图表示的是向a12 so4 3溶液中逐滴加入ba oh 2溶液时 生成沉淀的物质的量y与加入ba oh 2的物质的量x的关系 下列有关叙述正确的是 a a b时沉淀的物质的量 a1 oh 3比baso4多b c d时溶液中离子的物质的量 alo2 比ba2 多c a d时沉淀的物质的量 baso4可能小于a1 oh 3d d e时溶液中离子的物质的量 ba2 可能等于oh bd 5 镁和铝单质的制备 1 以海水为原料 写出mgcl2的提取和mg的制备流程 海水 熟石灰 过滤 mg oh 2 盐酸 mgcl2溶液 结晶 mgcl2 6h2o hcl干燥气流 加热 mgcl2 熔融 电解 mg 此处若有较多的金属离子 如fe3 cu2 等 用什么试剂除杂效果最好 抑制水解 2 以铝土矿 主要成分是al2o3含有fe2o3 sio2等杂质 为原料 写出al的制备流程 铝土矿 浓naoh 过滤 滤液 沉淀 过量盐酸 过滤 沉淀 滤液 过量氨水 过滤 沉淀 滤液 加热 al2o3 电解 熔融 al 2 以铝土矿 主要成分是al2o3含有fe2o3 sio2等杂质 为原料 写出al的制备流程 铝土矿 过量盐酸 过滤 滤液 沉淀 过量naoh 过滤 沉淀 滤液 通入co2 过滤 沉淀 滤液 加热 al2o3 电解 熔融 al 如何进一步制备al 熔点 20450c 10000c 常加入少量caf2 铝热反应 反应现象 镁条剧烈燃烧 放出大量的热 发出耀眼的白光 纸漏斗内剧烈反应 纸漏斗被烧穿 有熔融物落入沙中 1 镁条的作用是什么 2 氯酸钾的作用是什么 铝热剂 结论 铝也是还原剂 在一定的条件下与某些金属氧化物反应 把其中的金属还原成单质 所以一些活泼的金属也可作还原剂 问题 反应现象 剧烈反应 发出强光 纸漏斗被烧穿 沙子上落有黑色铁珠 fe2o3 2al 2fe al2o3 高温 其它铝热反应 3mno2 4al 3mn 2al2o3 高温 cr2o3 2al 2cr al2o3 高温 3co3o4 8al 9co 4al2o3 高温 铝热反应的应用 铝热反应的原理可以应用在生产上 如用于焊接钢轨等 在冶金工业上也常用这一反应原理 使铝与金属氧化物反应 冶炼钒 铬 锰等 硫酸铝钾 kal so4 2 由两种不同的