高考化学一轮复习 专题十四 镁、铝及其化合物 考点一 镁、铝单质的性质及应用教学案.doc

专题十四镁、铝及其化合物考纲展示命题探究1镁(1)物理性质具有银白色金属光泽的固体，密度、硬度均较小，熔点较低，有良好的导电、传热和延展性。(2)结构(3)化学性质与非金属单质反应(O2、N2、Cl2)2MgO22MgO(产生耀眼的白光)3MgN2Mg3N2MgCl2MgCl2与水(反应)Mg2H2OMg(OH)2H2与酸反应Mg2H=Mg2H2与盐反应MgCu2=Mg2Cu与CO2反应2MgCO22MgOC(4)用途生产合金，冶金工业上用作还原剂和脱氧剂。(5)冶炼工业炼镁：MgCl2MgCl22铝(1)铝的物理性质及用途(2)铝的结构和存在铝位于元素周期表第3周期A族，原子结构示意图为。铝元素在地壳中含量丰富，仅次于硅。自然界中的铝全部以化合态存在。(3)化学性质与非金属单质反应(O2、Cl2、S)2Al3Cl22AlCl32Al3SAl2S3(水溶液不存在)与酸反应 与碱反应2Al2OH2H2O=2AlO3H2与盐反应Al3Ag=Al33Ag与氧化物反应(铝热反应)2AlFe2O32FeAl2O34Al3MnO23Mn2Al2O3Cr2O32Al2CrAl2O3(4)冶炼工业炼铝：2Al2O34Al3O2学霸巧学卡对镁、铝性质的深层理解(1)Mg在CO2中能够燃烧，所以活泼金属镁着火不能用干粉灭火器和泡沫灭火器灭火。同时镁与氮气反应生成Mg3N2。(2)常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生“钝化”，而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应。(3)能与铝反应产生氢气的溶液可能呈强酸性也可能呈强碱性。(4)铝与强碱溶液的反应中，水作氧化剂(NaOH不是氧化剂)：2Al2NaOH6H6e2O=2NaAlO23H24H2O。(5)铝热反应是在高温干态下进行的置换反应，铝只能与排在金属活动性顺序其后的金属氧化物反应。铝不能与MgO反应，铝热反应不能用来冶炼大量的金属铁、铜等(要考虑冶炼成本)。1.思维辨析(1)铝在自然界中有游离态和化合态两种形式。()(2)Mg、Al在空气中性质稳定，因而都具有很强的抗腐蚀性。()(3)MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂。()(4)能用铝槽车储运浓H2SO4与浓HNO3，是因为铝的化学性质稳定，不与浓H2SO4、浓HNO3反应。()(5)铝与盐酸反应时，盐酸作氧化剂，铝与氢氧化钠溶液反应时，氢氧化钠作氧化剂。()(6)铝制餐具可长时间存放酸性或碱性食物。()(7)金属镁在空气中燃烧可生成MgO和Mg3N2。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2下列叙述中正确的是()A氯化铝溶液中加入过量氨水，反应实质是Al33NH3H2O=Al(OH)33NHB在加入铝粉能放出氢气的溶液中，K、NH、CO、Cl一定能够大量共存C镁铝合金既可完全溶于过量盐酸又可完全溶于过量NaOH溶液D依据铝热反应原理，能发生反应：2Al3MgO3MgAl2O3答案A解析A项正确，氢氧化铝不溶于氨水等弱碱溶液；B项错误，铝粉与强酸或强碱溶液反应均能放出氢气，在强酸溶液中CO不能大量存在，在强碱溶液中NH不能大量存在；C项错误，镁只能溶于盐酸，而不能溶于过量NaOH溶液；D项错误，镁的还原性大于铝，铝不能置换出镁单质。考法综述镁、铝是中学化学中的两种重要的金属元素，尤其是考纲中明确规定了铝元素，主要考查铝单质的特殊性，如与碱反应，铝热反应等。题目往往难度不大，属基础题。但有关铝冶炼的化工流程题由于综合性较强，难度较大。命题法1铝单质的性质及应用典例1铝与酸、碱反应的计算甲、乙两烧杯各盛有100 mL 3 molL1的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为V(甲)V(乙)12，则加入铝粉的质量为()A5.4 g B3.6 gC2.7 g D1.8 g解析利用极值法分析，若盐酸恰好完全反应，消耗Al 2.7 g；若NaOH恰好完全反应，消耗Al 8.1 g。当Al2.7 g时，Al完全溶解，生成H2体积之比为11，当Al8.1 g时，Al足量，生成H2体积之比为13，现生成H2体积之比为12，故盐酸全部消耗完毕，铝有剩余；而NaOH溶液有剩余，Al粉不足。则产生气体的物质的量，n(甲)n(HCl)0.15 mol，n(乙)0.3 mol，Al全部与NaOH反应，由2Al3H2知，n(Al)n(乙)0.2 mol，其质量为5.4 g。答案A典例2有关铝单质的离子共存加入铝粉能放出H2的溶液中肯定不能大量共存的离子组是()Fe3、NO、Cl、NHBa2、Mg2、HCO、ClSO、Cl、K、NHSO、K、AlO、NaA BC D解析加铝粉能放出H2的溶液呈酸性或强碱性，若呈强碱性，则Fe3、NH不能存在；因存在NO，故溶液不可能呈酸性，因为Al与HNO3反应不可能生成H2；HCO无论在酸性或碱性条件下均不可能存在；在酸性条件下可共存；在碱性条件下可共存。答案C【解题法】铝与酸、碱反应的应用总结反应原理：2Al6HCl=2AlCl33H22Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(1)等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为。(2)足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为。(3)一定量的铝分别和一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，若产生氢气的体积比为r(Mg)C在该反应条件下，Mg的还原性强于C的还原性D该反应中化学能全部转化为热能答案C解析C还存在C60等其他同素异形体，A项错误；Mg的电子层数比Mg2多，所以半径：r(Mg)r(Mg2)，B项错误；反应方程式为2MgCO22MgOC，还原剂为Mg，还原产物为C，根据还原剂的还原性强于还原产物的还原性知，Mg的还原性强于C的还原性，C项正确；燃烧过程中化学能除转化为热能外，还转化为光能等其他能量，D项错误。2下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是()AK BNaCFe DAl答案D解析Fe在空气中被氧化为疏松的氧化铁，起不到保护内层金属的作用；金属铝的表面易形成致密的氧化物薄膜，保护内层金属不被腐蚀，选D。3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稀硝酸答案A解析Al与稀硝酸反应生成NO气体，D项不符合题意；2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H2，2Al6HCl=2AlCl33H2，可知消耗溶质物质的量最少的是NaOH溶液，A项符合题意。4(双选)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现象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答案AC解析A项有关反应原理为C12H22O1112C(黑色)11H2O，反应放热后促进反应：C2H2SO4(浓)=CO22SO22H2O，第一个反应说明浓H2SO4有脱水性，第二个反应说明浓H2SO4具有强氧化性，A正确；Al在浓HNO3中会发生“钝化”，而钝化是化学变化，B错误；Na与无水乙醇反应产生H2，H2来自OH，C正确；Fe在高温下与水蒸气反应生成黑色的Fe3O4，即粉末变黑，D错误。5某同学将某种金属分别与等体积的甲、乙两种溶液反应，所加金属的质量与相同条件下产生气体的体积关系如图所示，下列推论可能正确的是()A金属是镁，甲溶液为0.2 mol/L盐酸，乙溶液为0.1 mol/L盐酸B金属是铁，甲溶液为pH1的醋酸溶液，乙溶液为pH1的盐酸C金属是铝，甲溶液为0.1 mol/L盐酸，乙溶液为 0.1 mol/L 氢氧化钠溶液D金属是铝，甲溶液为0.1 mol/L氢氧化钠溶液，乙溶液为0.1 mol/L盐酸答案C解析金属是镁，甲溶液中氢离子浓度大，镁与甲的反应速率快，生成的氢气多，图象变化趋势和氢气生成量错误，A错误；金属是铁，加入醋酸溶液中随反应进行醋酸电离又生成氢离子，所以反应速率快，生成氢气多，图象变化趋势和氢气生成量错误，B错误；铝和氢离子、氢氧根反应，与等浓度等体积的盐酸和氢氧化钠溶液反应，盐酸中2HH2，氢氧化钠溶液中2OH3H2，氢氧化钠生成氢气多，C正确，D错误。6七铝十二钙(12CaO7Al2O3)是新型的超导材料和发光材料。用白云石(主要含CaCO3和MgCO3)和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下：(1)用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜，反应的离子方程式为_。(2)电解制备Al(OH)3时，电极分别为Al片和石墨，电解总反应方程式为_。(3)一种可超快充电的新型铝电池，充放电时AlCl和Al2C