高三化学第18讲 镁、铝及其重要化合物学案

1 / 24高三化学第 18 讲 镁、铝及其重要化合物学案本资料为 WoRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址莲山课件m 贵州省天赋中学 XX 届高三化学一轮复习精品学案第 18 讲镁、铝及其重要化合物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.镁铝及其化合物(1)镁是活泼金属，虽不跟碱性溶液反应，但能置换出酸中的氢，也能与水解呈酸性的盐溶液反应产生 H2。(2)注意对 Al2o3、Al(oH)3 两性的理解，以及对Al3+、Alo2-存在条件的认识。Al2o3、Al(oH)3 仅能溶于强酸和强碱溶液中（如在氨水和碳酸中均不溶） ，Al3+、Alo2-只能分别存在于酸性与碱性溶液中。Al3+与下列离子不能大量共存：oH-、co32-、Hco3-2 / 24、So32-、S2-、Alo2-，其中 oH-是因为直接反应，其余均是“双水解” 。Alo2-与下列离子不能大量共存：H+、Hco3-、NH4+、Al3+、mg2+、cu2+。其中 H+和 Hco3-是因为直接反应（Alo2-+Hco3-+H2o=Al(oH)3+co32-） ，其余也是“双水解” 。(3)注意正确理解图象的涵义。图示中每个曲线或每条曲线的转折点（拐点） ，都反映了特定的反应，若没有找对，或对生成沉淀和沉淀溶解所需加入（或通入）溶液（或气体）的量之比没搞清，易导致错误。注意研究以下几个实验现象及产生沉淀的量与加入物质的量的数量关系的图象：向 Alcl3 溶液中逐滴加入 NaoH 溶液直至过量；向Alcl3 和 mgcl2 混合中逐滴加入 NaoH 溶液直至过量；向Hcl、mgcl2、Alcl3 混合液中逐滴加入 NaoH 溶液直至过量；向 NaAlo2 溶液中逐滴加入 Hcl 溶液直至过量；向 Hcl溶液中逐滴加入 NaAlo2 溶液直至过量。这些是以化学知识为载体考查学生的综合能力的重要的命题内容，认真研究一定会有益处。(4)mg(oH)2 的溶解度小于 mgco3。所以在碱性溶液中mg2+总是转化为 mg(oH)2 沉淀，产生的 mgco3 也会在加热3 / 24的条件下逐渐转化为 mg(oH)2mgco3+H2o(沸水)=mg(oH)2+co2。第 1 课时镁、铝及其化合物1.镁的知识主线上图的 113 中的有关化学方程式如下：2mg+o2=2mgo3mg+N2=mg3N2mg+cl2=mgcl2、mg+2Hcl=mgcl2+H2mgcl2=mg+cl2mgo+H2o=mg(oH)2mg(oH)2=mgo+H2omg(oH)2+2Hcl=mgcl2+2H2omgcl2+2NaoH=mg(oH)2+2Naclmgco3=mgo+co2mgco3+H2o=mg(oH)2+co2mg3N2+6H2o=3mg(oH)2+2NH3mg(oH)2+H2So4=mgSo4+2H2o4 / 24mgSo4+2NaoH=mg(oH)2+Na2So42.铝的知识主线上图 112 的有关化学方程式如下：4Al+3o2=2Al2o32Al2o3=4Al+3o22Al+6Hcl=2Alcl3+3H22Al+2NaoH+6H2o=2NaAl(oH)4+3H22Al(oH)3=Al2o3+3H2oAl2o3+6Hcl=2Alcl3+3H2oAlcl3+3NH3H2o+Al(oH)3+3NH4clAl(oH)3+3Hcl=Alcl3+3H2oNaAl(oH)+co2=Al(oH)3+NaHco3Al(oH)3+NaoH=NAAl(oH)4H2o=2Al(oH)3+k2So4+3(NH4)2So4【例 1】 （XX 上海卷）甲、乙两烧杯中分别装有相同体积、5 / 24相同 pH 的氨水和 NaoH 溶液，各加入L-1Alcl3 溶液，两烧杯中都有沉淀生成。下列判断正确的是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答案：BD解析：此题考查了元素化合物知识。根据氢氧化铝的性质，其能溶于氢氧化钠但不溶于氨水，故此加入时，两烧杯中生成的都是氢氧化铝沉淀；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。解法点拨：此题解答时，选用的是讨论法，其多用在计算条件不足，据此求解时需要在分析推理的基础上通过某些假设条件，加以讨论才能正确解答；故此在应用讨论法解题时，关键是先要分析条件与求解问题之间的联系，形成正确的解题方法。【例 2】 （XX 重庆卷，8）下列叙述正确的是A铝制容器可盛装热的 H2So46 / 24BAgl 胶体在电场中自由运动ck 与水反应比 Li 与水反应剧烈D红磷在过量 cl2 中燃烧生成 Pcl38.答案 c【解析】本题考察物质的性质。A 项，铝与热的浓硫酸反应，错误。B 项，AgL 胶体吸附电荷而带电，故在电场作用下做定向移动，错误。c 项，k 比 Li 活泼，故与水反应剧烈，正确。D 项，P 与过量的反应，应生成,错误。【误区警示】铝在冷、热中发生钝化，但是加热则可以发生反应，胶体自身不带电，但是它可以吸附电荷而带电。由此警示我们，化学学习的平时学生一定要严谨，对细小知识点要经常记忆，并且要找出关键字、词。【例 3】 （XX 山东卷） （12 分）对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。（1）以下为铝材表面处理的一种方法：碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是_（用离子方程式表示） 。为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的_ 。aNH3bco2cNaoHdHNo3以铝材为阳极，在 H2So4 溶液中电解，铝材表面形成7 / 24氧化膜，阳极电极反应为_。取少量废电解液，加入NaHco，溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是_。（2）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是_。（3）利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。若 X 为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关 k 应置于_处。若 X 为锌，开关 k 置于 m 处，该电化学防护法称为_。解析：(1)冒气泡的原因是 Al 与 NaoH 反应了，方程式为：2Al+2oH-+4H2o=2Al(oH)4-+3H2；使 Al(oH)4-生成沉淀，最好是通入 co2，加 HNo3 的话，沉淀容易溶解。阳极是 Al 发生氧化反应，要生成氧化膜还必须有 H2o参加，故电极反应式为：2Al+3H2o-6e-Al2o3+6H+；加入NaHco3 溶液后产生气泡和白色沉淀，是由于废电解液中含有 Al3+，和 Hco3-发生了互促水解。(2)电镀时，阳极 cu 可以发生氧化反应生成 cu2+。(3)铁被保护，可以是做原电池的负极，或者电解池的阴极，故若 X 为碳棒，开关 k 应置于 N 处，Fe 做阴极受到保护；若 X 为锌，开关 k 置于 m 处，铁是做负极，称为牺牲8 / 24阳极保护法。答案：（1）2Al+2oH-+4H2o=2Al(oH)4-+3H2；c2Al+3H2o-6e-Al2o3+6H+；因为 Al3+和 Hco3-发生了互促水解；Al3+3Hco3-=Al(oH)3+co2(2)阳极 cu 可以发生氧化反应生成 cu2+(3)N 牺牲阳极保护法。第 2 课时镁、铝的图像基本坐标图像实验现象及反应原理衍生坐标图像化学反应原理铝盐溶液与强碱反应现象：先产生沉淀，后沉淀消失。原理：Al3+3oHAl(oH)3铝酸盐溶液与强酸反应现象：沉淀不断增多，而后沉淀溶解。原理：Al(oH)3+3H+Al3+3H2o9 / 24铝盐溶液与弱碱反应现象：产生沉淀。原理：Al3+3NH3H2oAl(oH)33NH4+铝酸盐溶液与弱酸反应现象：产生沉淀。原理：Al(oH)4co2Al(oH)3Hco3【例 1】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 与加人 Ba(oH)2 的物质的量 x 的关系。下列有关叙述正确的是（）Aab 时沉淀的物质的量：A1(oH)3 比 BaSo4 多Bcd 时溶液中离子的物质的量：Alo2比 Ba2+多cad 时沉淀的物质的量：BaSo4 可能小于 A1(oH)3Dde 时溶液中离子的物质的量：Ba2+可能等于 oH10 / 24解析采用定量法分析。假设有 1molA12(So4)3 则溶液中含有 2molA13+、3molSo42。向溶液中逐滴加入 Ba(oH)2 溶液时发生的反应为：Al3+3oH-Al(oH)3、So42+Ba2+BaSo4。则当 2molA13+完全沉淀时，消耗 Ba(oH)23mol，此时 3molSo42全部沉淀；生成沉淀为 2molAl(oH)3和 3molBaSo4 共 5mol，因此，在整个反应过程中 BaSo4 的物质的量始终大于 Al(oH)3 的物质的量；再加入 Ba(oH)2溶液时发生 Al(oH)3+oH-=Al(oH)4-，沉淀的量将逐渐减少，因此 b 点是沉淀的最大值，bd 中 Al(oH)3 沉淀逐渐溶解转化为 Ba(Alo2)2，由于 Alo2-微弱水解，因此再bd 中 Alo2-的物质的量大于 Ba2+；d 点时 Al(oH)3 沉淀恰好完全溶解，此时溶液中只存在 Ba(Alo2)2，因此随Ba(oH)2 的加入在某一点，当 de 中加入的 Ba(oH)2 的物质的量等于 Ba(Alo2)2 的物质的量时，溶液中 Ba2+与 oH-的量相等。答案BD规律总结析图或作图时不仅要注意加入酸或碱的强弱，而且要注意所加入的量或滴加顺序，正因滴加顺序不同可产生的现象不同。若产生沉淀有多种，则应细细分析相关量间的关系。要持别关注沉淀是否同步完全，沉淀物是否溶于所加入的过量试剂中，同时要注意纵生标的物理量意11 / 24义。对于一些复杂问题可先分解后组合，进行图像的叠加工作。抓住一些关键点（如最高点，最低点，转折点）和变化趋势，才能较顺利地解决图像问题。【例 2】向 mgSo4 和 Al2(So4)3 的混合溶液中,逐滴加入NaoH 溶液。下列图象中,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】(1)本题考查知识点为镁盐、铝盐的性质及氢氧化镁、氢氧化铝性质,涉及到的离子反应为 mg(oH)2+NaoH因此反应最终结果沉淀不为“o”所以敏捷判断 A、B 不为此题答案。(2)从(1)可以分析得出,此混合物与 NaoH 溶液反应过程中必有沉淀减少过程(氢氧化铝溶于 NaoH 溶液中)最终有mg(oH)2。c 不正确,D 为此题正确答案。【例 3】将下列各组物质,分别按等物质的量混合后加水溶解,有沉淀生成的是ANa2co3、NaAlo2、NaoHBAlcl3、k2So4、Hclccacl2、Na2co3、NaoHDAlcl3、Ba(oH)2、HNo312 / 24【解析】(1)本题解答关键知识点为离子反应的有关知识,只需分析等摩有关物质溶于水后,提供有关离子能否相互反应生成沉淀,如有沉淀生成即为本题答案。(2)A 选项分析:等摩 Na2co3、NaAlo2、NaoH 三种物质混合溶液中含有 Na+、这些离子能共存不能发生反应,当然不会有沉淀生成,不为此题答案。(3)Alcl3、k2So4、Hcl 溶于水后提供了这些离子仍可以共存,不会相互反应产生沉淀故不为答案。(4)等摩 cacl2、Na2co3、NaoH 混合溶于水,溶液中n(ca2+)n(cl)n(Na+)n()n(oH)=12311,其中 n(ca2+)n()=11,为此题答案。(5)等摩 Alcl3、Ba(oH)2、HNo3 混合溶于水,溶液中n(Al3+)n(cl)n(Ba2+)n(oH)n(H+)n()=131211,其中 n(Al3+)n(oH)n(H+)=121,n(Al3+)n(oH)=11,可以明显看出oH为适量有沉淀 Al(oH)3 产生为此题答案(不存在 Al(oH)3 溶于过量强碱问题)。答案为 c、D。镁、铝及其重要化合物单元测试1、下列物质中既能跟稀 H2So4 反应,又能跟氢氧化钠溶液反应的是13 / 24NaHco3(NH4)2SAl2o3Al(oH)3AlABcD全部2.下列物质能否在自然界中大量稳定存在AmgBmg(oH)2cmgcl2DkAlo23.在强碱性溶液中能大量共存，并且溶液为无色透明的离子组是ABcD4.现在五种溶液只用一种试剂把它们区别开，这种试剂是A氨水 BAgNo3c浓 NaoHDNacl5、往/L 的 Alcl3 溶液中加入金属钾，完全反应后恰好只形成 kcl 和 kAlo2 溶液。加入钾的物质的量是ABcD6.下列实验操作与实验现象不相符的是A将/LAlcl3 溶液逐滴加入/L 的等体积的 NaoH 溶液中振荡,现象为沉淀沉淀增多B将/LAlcl3 溶液逐滴加入/L 等体积的 NaoH 溶液中振荡,现象为沉淀沉淀增多c将/LAlcl3 溶液逐滴加入/L 等体积的 NaoH 溶液中振14 / 24荡,现象为沉淀沉淀增多D将/LNaoH 溶液逐滴加入/L 等体积的 Alcl3 溶液中振荡,现象为沉淀沉淀减少沉淀消失7.用稀 H2So4、NaoH 和 Al 为原料制取 Al(oH)3,有下列三种不同的途径。甲:乙:丙:若制取等量的 Al(oH)3 则A甲、乙消耗的原料同样多 B乙消耗的原料最少c丙消耗的原料最少 D三者消耗的原料同样多8.将溶液(或气体)y 逐滴加入(或通入)一定量的溶液 X 中(下表),产生沉淀的物质的量(用纵坐标表示)与加入 y 物质的量(用横坐标表示)的关系如图所示,则符合图中所示关系的一组物质是ABcDXAl2(So4)3ca(oH)2Alcl3NaAlo2yBacl2co2NaoHHcl二.选择题（下列各题均有二个合理答案）15 / 249.有 4mol 铝及足量稀盐酸和稀氢氧化钠溶液。若使铝完全转变为氢氧化铝,所需 Hcl 和 NaoH 的物质的量之和是A24molB36molc8molD16mol10.对于金属铝和过量的 NaoH 溶液反应,下列方程式中,符合既配平,又能正确表示电子转移方向和数目的为ABcD11.某无色溶液加入铝可以生成氢气,则在该溶液中不可能大量存在的离子组是ABcD12.下列叙述中,可以用来判断金属性强弱的是A一个金属原子失去电子的多少 B一摩金属与酸反应放出氢气的多少c金属最高价氧化物对应水化物的碱性强弱 D金属原子失电子的难易程度13.下列物质的溶液中，通入过量的 co2，发生化学反应，但不会析出沉淀的是ANa2Sio3BNaAlo2cNa2co3DNaoH14.为了除去粗盐中的及泥沙，可将粗盐溶解于水，然后16 / 24进行下列五项操作：过滤加过量 NaoH 溶液加适量盐酸加过量 Na2co3溶液加过量 Bacl2 溶液。正确的操作是ABcD15.有两种金属的合金克，与足量稀硫酸反应后，产生的气体在标况下占体积，则组成该合金的元素可能是Amg 和 AlBFe 和 Zncmg 和 cuDAl 和 cu三.本题有 3 小题16.有六瓶白色固体，它们是和无水，现仅用蒸馏水及已被检出物质对它们作出鉴别，根据以下实验步骤，请在空格内填写须加入的试剂，填写检出物质时须与实验现象上下对应。（1）（2）（3）17.在一定条件下可实现下图所示物质之间的变化请填写以下空白:(1)孔雀石的主要成份是 cuco3cu(oH)2(碱式碳酸铜)受热易分解。上图中的 F 是17 / 24(2)写出明矾溶液与过量的 NaoH 溶液反应的离子方程式(3)图中所得 G 和 D 都为固体混合后在高温下可发生反应写出该反应化学方程式(4)每生成 1molD 同时生成 molE18.含有下列离子的溶液进行以下实验,请写出步有关的离子方程式有关离子方程式:四、本题有 2 小题19.已知 A 为金属单质,根据下列变化判断A、B、c、D、E 各是什么物质？写出有关的化学方程式(离子反应要写离子方程式)(1)ABcDE(2)有关化学方程式(离子反应要写离子方程式)18 / 2420.有 A、B、c、D、E 五种化合物，其中A、B、c、D 都是含 Al 元素的化合物，F 是一种气体，在标准状况下，F 的密度是相同条件下空气密度的倍。化合物间的发生如下反应：A、B、c、D 的化学式分别为：A、B、c、D。1molc 和 2molE 在水溶液中发生反应的化学方程式为，其中氧化剂是，氧化产物是。已知 c 溶液和 D 溶液混合后，也有白色沉淀 B 析出，其化学方程式为。1、下列物质中既能跟稀 H2So4 反应,又能跟氢氧化钠溶液反应的是NaHco3(NH4)2SAl2o3Al(oH)3AlABcD全部2.下列物质能否在自然界中大量稳定存在AmgBmg(oH)2cmgcl2DkAlo23.在强碱性溶液中能大量共存，并且溶液为无色透明的离子组是AB19 / 24cD4.现在五种溶液只用一种试剂把它们区别开，这种试剂是A氨水 BAgNo3c浓 NaoHDNacl5、往/L 的 Alcl3 溶液中加入金属钾，完全反应后恰好只形成 kcl 和 kAlo2 溶液。加入钾的物质的量是ABcD6.下列实验操作与实验现象不相符的是A将/LAlcl3 溶液逐滴加入/L 的等体积的 NaoH 溶液中振荡,现象为沉淀沉淀增多B将/LAlcl3 溶液逐滴加入/L 等体积的 NaoH 溶液中振荡,现象为沉淀沉淀增多c将/LAlcl3 溶液逐滴加入/L 等体积的 NaoH 溶液中振荡,现象为沉淀沉淀增多D将/LNaoH 溶液逐滴加入/L 等体积的 Alcl3 溶液中振荡,现象为沉淀沉淀减少沉淀消失7.用稀 H2So4、NaoH 和 Al 为原料制取 Al(oH)3,有下列三种不同的途径。20 / 24甲:乙:丙:若制取等量的 Al(oH)3 则A甲、乙消耗的原料同样多 B乙消耗的原料最少c丙消耗的原料最少 D三者消耗的原料同样多8.将溶液(或气体)y 逐滴加入(或通入)一定量的溶液 X 中(下表),产生沉淀的物质的量(用纵坐标表示)与加入 y 物质的量(用横坐标表示)的关系如图所示,则符合图中所示关系的一组物质是ABcDXAl2(So4)3ca(oH)2Alcl3NaAlo2yBacl2co2NaoHHcl二.选择题（下列各题均有二个合理答案）9.有 4mol 铝及足量稀盐酸和稀氢氧化钠溶液。若使铝完全转变为氢氧化铝,所需 Hcl 和 NaoH 的物质的量之和是A24molB36molc8molD16mol10.对于金属铝和过量的 NaoH 溶液反应,下列方程式中,符合既配平,又能正确表示电子转移方向和数目的为AB21 / 24cD11.某无色溶液加入铝可以生成氢气,则在该溶液中不可能大量存在的离子组是ABcD12.下列叙述中,可以用来判断金属性强弱的是A一个金属原子失去电子的多少 B一摩金属与酸反应放出氢气的多少c金属最高价氧化物