2020高考化学一轮复习 专题33 镁 铝学案（无答案）苏教版

考点33 镁 铝考纲要求1.了解金属的通性，初步了解合金的概念。2.了解镁及其重要化合物和化学性质。3.掌握铝的化学性质。了解铝的重要化合物。考点透视一、金属概述大多数金属最外层仅有12个电子1.结构 同周期元素中原子半径较大单质通常由金属键作用形成的金属晶体单质具有金属光泽、导电性、导热性、延展性等共同物理性质2.性质 在化学反应中只能失电子（金属只有正价）作还原剂3.合金（1）概念：把两种或两种以上的金属（或金与非属金属）熔合而成的具有金属特性的物质。（2）特征：熔点比组合金属低；（2）特征：熔点比组合金属低；比组合金属有更好的硬、强度和机械加工性能。二、镁及其化合物1.镁的化学性质（1）跟非金属反应Mg+CI2MgCI23Mg+N2Mg3N2（2）跟水反应Mg+2H2O=Mg（OH）2+H2(3)跟若氧化性酸反应Mg+2H+=Mg2+H2（4）跟盐反应Mg+2NH4CI=MgCI2+2NH3+H2反应的实质是镁与NH4CI水解产生的H+反应，促进平衡向正向移动2氢气化镁的性质Ng（OH）2是一种难溶于水的中强碱，能使酚酸试液红色。（1）跟酸反应：Mg（OH）2+2H+=Mg2+2H2O（2）热稳定性差：Ma（OH）2MgO+H2O（3）溶解平衡：可溶解于含NH4+的盐溶液中Mg（OH）2+2NH4+=Mg2+2NH3H2O三、铝单质（1）跟非金属反应：4Al+302=2Al2O3 2Al+3SAl2S3（2）跟水反应：2Al+6H2O2Al（OH）3+3H2（3）跟酸反应：常温下在浓H2SO4、浓HNO3中发生钝化Al+6HCI=2AlCI3+3H2（4）跟强碱溶液反应：6e-2 Al+2FaOH+6H2O=2NaAlO2+4H2O+3H（5）跟某些氧化物反应2Al+Fe2O32Fe+Al2O3铝热剂反应此反应放出大量的热，用于治炼高熔点的金属或焊接金属。四、铝的重要化合物（1）氧化铝物理性质：白色难熔固体，可做耐火材料化学性质Al2O3+6H+=2Al+3H2OAl2O3+2OH-=2Al2-+H2O（2）氢氧化铝物理性质：不溶于水的白色胶状物质，能凝聚水中悬浮物，吸附色素。化学性质Al（OH）3+3H+=Al3+3H2OAl（OH）3+OH-=AlO2-+3H2O2Al（OH）3 Al2O3+3H2O.制备 Al3+3OH-= Al（OH）3Al3+3 NH3H2O= Al（OH）3+3NH4+AlO2-+H+H2O= Al（OH）32AlO2-+CO2+3H2O= Al（OH）3+CO32-（或AlO2-+ CO2+2H2O= Al（OH）3+HCO3-3AlO2-+Al3+6H2O=4Al（OH）（3）硫酸铝钾硫酸铝钾由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成，电离时能产生两种阳离子。明矾KAl（SO4）212H2O是无色晶体，可作净水剂硫酸铝钾具有Al3+、SO42-的性质。四、“铝三角”及其应用1“铝互依存的三角关系：有关离子方程式为：Al（OH）3+3H+=Al3+3H2OAl3+3OH-=Al（OH）3Al（OH）3+OH-AlO2-+2H2OAlO2-+H+H2O= Al（OH）3AlO2-+4H+= Al3+2H2OAl3+40H-=AlO2-+2H2OAl3+3AlO2-+6H2O=4Al（OH）3（双水解）2.应用（1）离子共存问题：Al3+与OH-、S2-、AlO2-HCO3-、CO 32-因生成沉淀或发生双水解反应而不能大量共存；AlO2-与H+、NH4+、Al3+、Fe3+等不能大量共存。Al3+3HCO3-=Al（OH）3+3CO2AlO2-+NH4+H2O=Al（OH）3+NH33AlO2-+Fe3+6H2O=3Al（OH）3+Fe（OH）3（2）图象题分析如图1所示，向AlCI3溶液中滴加NaOH溶液直至过量：Al3+3OH-=Al（OH）3Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O，现象：白色沉淀逐渐增多达最大值（A点），继续加NaOH溶液沉淀逐渐溶解，直至完全消失。如图2所示，向AlCI3溶液中滴加氨水直到过量：Al3+3NH3H2O=Al（OH）3=3NH4+，现象：白色沉淀逐渐增多直至达到最大值（A点），继续加NH3H2O,沉淀量不变。如图3所示，向NaOH溶液中滴加AlCI3溶液直至过量：Al3+40H-=AlO2-+2H2O，Al3+3AlO2-+6H2O=4Al（OH）现象：开始时无沉淀，接着产生沉淀，达最大值（A点）时，继续滴加AlCI3溶解，沉淀不增减。如图4所示，向AlCI3溶液中滴加NaAlO2溶液直至过量：Al3+3AlO2-+6H2O=4Al（OH）3，现象：白色沉淀逐渐增多直至达到最大值（A点）继续加入NaAlO2溶液，沉淀不增减。如图5所示，向NaAlO2溶液中滴加AlCI3溶液直至过量：现象与离子方程式同（4）。如图6所示，向NaAlO2溶液中滴加盐酸直至过量：AlO2+H+H2O=Al（OH）3Al（OH）3+3H+=Al3+3H2O现象：白色沉淀逐渐增多直至达到最大值（A点），继续加盐酸，沉淀逐渐减少，最后完全消失。如图7所示，向盐酸溶液中滴加NaAlO2溶液，直至过量：4H+AlO2-=Al3+2H2O，Al3+3AlO2-+6HO=4Al（OH）3，现象：开始无沉淀，接着产生白色沉淀，逐渐增多直至达到最大值（A点），继续加入NaAlO2溶液，沉淀不增减。如图8所示，向NaAlO2溶液中通人足量CO2；2AlO2-+ CO23H2O=2Al（OH）3+CO32-CO32-+CO2+H2O=2HCO3-现象：开始无沉淀，接着产生白色沉淀，逐渐增多直至达到最大值（A点），继续加入CO2,溶液，沉淀不增减。如图9所示，向NaCI2、AlCI3和盐酸的混合物溶液中滴加NaOH溶液，直至过量H+OH-=H2OMg2+2OH-=Mg（OH）2Al3+3OH-=Al（OH）3Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O现象：开始无沉淀，接着产生白色沉淀，当沉淀量达到最大值（A点）时，继续加入NaOH溶液，沉淀减少至E，继续滴加沉淀无变化。难点释疑1.跟非金属单质的反应：a、镁铝在常温下能很快被氧化，形成致密的氧化膜，因而具有一定的抗腐蚀性，铝的抗腐蚀性比镁强。同时，镁在空气中可点燃，Al在纯氧中或高温下可燃烧，都能放出大量热，发出耀眼的白光：2Mg+O2 2MgO；4Al+3O2 2Al2O3。b、与其它非金属单质反应：3Mg+N2 Mg3N2 Mg+S MgS Mg+Cl2 MgCl2 2Al+3S Al2S3 2Al+3Cl2 2AlCl32.跟碱的反应镁不能跟碱起反应，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氢氧化铝，然后再和强碱反应生成偏铝酸盐：2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2 Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O总反应：（标电子转移时就必须清楚地理解铝和NaOH溶液反应的实质）简写为：2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H23.有关氢氧化铝的两性问题 (1)氢氧化铝具有两性是由于氢氧化铝在酸碱度不同的溶液中电离平衡发生移动的结果。 氢氧化铝的电离方程式可表示为： H20+A102-+H+=Al(OH)3 =A13+30H一 酸式电离 碱式电离 氢氧化铝是一种弱电解质，它的电离程度很小，当加入强酸时，大量的H+与溶液中的OH一结合生成了水，促使上述平衡向碱式电离的方向移动，氢氧化铝溶解而生成了铝盐；当加入强碱时，大量的OH一与溶液中的H+结合生成了水，促使上述平衡向酸式电离的方向移动，氢氧化铝溶解而生成了偏铝酸盐，所以氢氧化铝既有酸性又有碱性。当加入的是弱酸或弱碱时，由于溶液中c(H+)和c(OH一)变化不大，氢氧化铝电离平衡的移动不明显，所以不能溶解。 (2)由于氢氧化铝具有两性，决定了铝盐与强碱，偏铝酸盐与强酸相互反应时，滴加顺序不同产生的现象也不同，因而要检验这两组物质时，不需要其他试剂，通过互滴即可区别。(3)由于氢氧化铝具有两性，实验室制氢氧化铝一般用铝盐溶液与氨水反应，而不用强碱溶液，避免氢氧化铝在过量碱中溶解。有关离子方程式为：Al3+3NHH20-A1(OH)3 +3NH4+。 (4)由于氢氧化铝的两性，在明矾溶液中滴加氢氧化钡溶液，当两者的物质的量比值不同时，产物有所不同。.命题趋势近年来在高考中，对与铝的两性是考查的重点，常以图象题或与原电池、电解池的题目相结合。有时以信息题出现，将课本知识迁移，或进行相关的计算。典型例析【例1】下列关于合金的叙述正确的是（）具有金属的特征通过熔合而成含有两种或两种以上金属（或金属与非金属）一般说来，合金的熔点比各组分的熔点都抵。A. B. C. D.全部【解析】合金是两种或两种以上金属熔合而成的，具有金属的特性，其熔点一般比各成分熔点都抵。【答案】D【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.【解析】本题考查Mg在O2，CO2中燃烧的反应以及定量分析问题的能力。对于Mg在空气中燃烧的产物质量比较，只要比较Mg+N2Mg3N2即可，没有1moIMg完全反应：【答案】C【例3】甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mL-1的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为甲：乙=1：2；则加入铝粉的质量为（）A.5.4 B.3.6g C.2.7g D.1.8g【解析】铝和盐酸的反应式为2Al+6HCI=2AlCI3+3H2；铝与NaOH溶液反应式为2A I+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2，若在等物质的量的盐酸和NaOH溶液中分别投入足量的铝粉，则产生的H2的体积之比为1：3。现在产生H2的体积之比为1：2，说明铝粉的量对盐酸来说是过量的，对氢氧化钠是不足的，所以与盐酸反应的铝粉是2：7g，与NaOH溶液反应的铝粉是5.4g，所以投入的铝粉质量约为5.4g【答案】A【例4】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 。【解析】铝及其化合物的性质与一般活泼金属元素的性质有差异之处，即Al2O3可熔于NaOH溶液，Fe2O3不能；KAl（SO4）2是一种复盐，可溶于水，完全电离，加入氨水可生成Al（OH）3沉淀Al（OH）3ZAl 强碱溶液中溶解，而在氨水中不溶解。要紧紧围绕这一中心，展开思维，那么困难就迎刃而解了。本题可用离子反应方程式描述从A开始的一系列变化：Al3+3NH3H2O=Al（OH）3+3NH4+2Al（OH）3=Al2O3+3H2OAl2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2OAlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3+HCO-3【答案】 （1）Al2O3 （2）（NH4）2SO4、K2SO4 （3）AlO1-+CO+2H2O=Al（OH）3+HCO2-【例5】今用铝、稀硫酸和NaOH溶液为原料，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+3H2 Al2（SO4）3+6HnaOH=2Al（OH）3+3Na2SO42Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 2NaAlO2+H2SO4+2H2O=2Al（OH）3+Na2SO4（1）请问上述哪一种方法比较节约试剂？（提示：试从每生产2molAl（OH）3所耗费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（以方程式表示，并说明其可以最节约试剂的根据）【解析】本题解题的重点是考虑减少副产物Na2SO4的生成，减少N2SO4和NaOH的耗量。铝即可跟稀H2SO反应，也可跟NaHO溶液反应，Al溶解并放出H2。溶解后如果再以NaOH溶液或H2SO4处理，实际上是调控pH，使之得到Al（OH）3，达到制备的目的。先用酸后用碱、还是先用酸后用碱，都是可行的，但是耗用的酸碱 用量却不同。同样的制备2molAl？（OH）3，前法需Al2mol、H2SO43mol、NaOH6mol；后法只需Al2mol、H2SO41mol、NaOH2mol。显然，后法较前法节约了酸碱试剂。第2小题，要求进一步思考，能否仍用同样的3种原料，设计出一种更为节约试剂的方法。仔细观察第一个方法，它第一步生成的是Al2（OH4）3，略有酸性，所以要用较多的NaOH。第二个方法，其第一步生成的是NaAlO2略有碱性，所以要用较多的酸H2SO4。因此，设想是否能用略有酸性的Al2（SO4）3和略有碱性的NaAlO2自己中和吗？联合两法组成第3 种方法2Al+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H22Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2Al2（SO4）3+6NaAlO2+12H2O=8Al（OH）3+3Na2SO4相当于制备2molAl（OH）3所用原料Al2mol，H2SO40.75mol，naoh1.5mol，确实节约了试剂。（1）第种方法比较节约试剂。从化学方程式看出，同样是制备2mol的Al（OH）3，方法所需原料为：2molAl，3molH2SO4，6mol NaOH；而方法所需为：2mollAl，1molH2SO4，6mol NaOH。 （2）2Al+3H2SO4=3+3H22Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2Al2（SO4）3+6NaAlO2+12H2O=8Al（OH）3+3Ha2SO4由方程式看出，制备8mol的Al（OH）3，所需原料为8molAl，3molH2SO4，6mol NaOH。相当于制备2mol Al（OH）3，所需量为：2mollAl，1molH2SO40.75mol，naoh1.5molNaOH，其用量为最少。【例6】将物质X逐渐加入r溶液中，生成沉淀物质的量n1的关系如下图所示情况的是（）ABCDXNaOHAlCI3HCINaAlO2YAlCI3NaOHNaAlO2HCI【解析】本题综合考查了Al3+、Al（OH）3和AlO-的相互转化。A、随着NaOH溶液的加入，先后发生两个反应 Al3+30H-=Al(OH) 3Al(OH)3+ H-=AlO2-+2H2O图象应为图（1）B.随着AlCI3溶液的加入，先后发生两个反应 Al3+40H-=Al O2-+2H2OAl3+3 Al O2-+62H2O=4Al(OH) 3图象应为图（2）图象应为图（2）C.随着HCI的加入，先后发生两个反应H+AlO2-+H2O=Al（OH）3Al（OH）3+3H+3H2O图象为题干图D.随着NaAlO2溶液的加入，先后发生两个反应 AO2-+4H+= Al3+2H2OAl3+3 Al O2-+6 H2O=4Al（OH）3图象应为图（3）保卫祖国【答案】C【例7】准确称取6g铝土矿样品（含Al2O3、Fe2O3、SiO2）放入盛有100mL某浓度的硫酸溶液的烧杯中，充分反应后过滤，向滤液中加入10molL-1的NaOH溶液，产生的沉淀的质量m与加入NaOH溶液中的体积V的关系如图所示。请填空回答；（1）H2SO4溶液物质的量浓度为 ；（2）若a=2.3用于沉淀Fe3+，消耗NaOH的体积是 Ml，铝土矿中各组成成分的质量分数；Al2O3为 ，Fe2O3为 ，SiO2为 ；（3）a值的范围应是 ，在这个范围内，a值越大， 的质量分数越小。【解析】弄清到35、45时沉淀的组成和质量，0到35时沉淀量增多，有Al（OH）3和Fe（OH）3，35到45时Al（OH）3溶解，45时沉淀仅剩Fe（OH）3。（1）35mL时，沉淀最多，溶液为Na2SO4溶液，据电荷守恒，n（Na+）=n（NaOH）=10molL-10.035mol，n（SO）=n(H2SO4)=c(H2SO4)0.1L。解得：c（H2SO4）=1.75molL-1。（2）沉淀Al3+所耗OH-的量，是使Al（OH）3溶解所耗OH-的3倍，即沉淀Al3+所耗NaOH溶液为30Ml。沉淀Al3+离子NaOH0.3mol沉淀Al3+离子和Fe3+离子共耗NaOH10（35a）10-3mol故沉淀Fe3+消耗NaOH （3）因为Al2O3的质量分数与a值无关，即为85%，则Fe2O3质量分数必然满足下列不等式解此不等式得：1. 625a5，结合w（Fe2O3）和w（SiO2）知，a值越大，w（Fe2O3）越小，（SiO2）越大，故（3）的答案为1. 625a5和Fe2O3。【答案】（1）1.75molL.。 （2）2.7Ml；85%；12%；3%（3）1. 625a5 ；Fe2O3过关检测1.下列各项叙述中，不属于金属通性的是（）导电导热性延展性光亮而透明熔点都很高A. B. C. D.2.根据下列金属的熔沸点：金属NaCuAlFe熔点（C）97.510836601535熔点（C）88.3259522003000其中不能形成合金的是（）A.Cu与Na B.Fe与Cu C.Fe与Na D.Al与Na3.在硫酸铝和硫酸镁的混合溶解中，逐渐加入稀氢氧化钠溶液，直至过量。下列表示氢氧化钠加入量（X）与溶液中沉淀物的量（y）的关系示意图中，正确的是（）4.下列各组物质中，将前者加入者时，无论前者是否过量，都能用一个化学方程式表示的是（）A.稀盐酸，碳酸钠溶液 B.稀H2SO4溶液，NaAlO2溶液C.钢，FeCI3溶液 D.浓氨水，AgNO3溶液5.等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中、各加等质量的铝，生成氢气的体积比为5：6，则甲、乙；两烧杯中的反应情况可能分别是（）A.甲、乙中都是铝过量 B.甲中铝过量、乙中碱过量C.甲中酸过量、乙中铝过量 D.甲中酸过量、乙中碱过量6.1molNa、Ng、Al分别与100mL5.0mLL-1的盐酸充分反应,所得的气体在同压下的体积关系正确的是()A.相同 B. 铝最多,钠最少 C. 铝最多,镁和钠相同 D.钠最多,镁、铝相同7.将50moI 0.1moIL-1的NgCI2溶液与50Ml 0.2moIL-1的NaHCO3溶液混合物后，加热煮浮一段时间（不断地补充蒸发的水），产生的白色沉淀是（）A.Mg（HCO3）2 B.MgCO3C.MgCI2和NgCO3 D.Mg（OH）2和NgCO3 8.已知反应BeCI2+Na2BeO2+2H2O=2NaCI+2Be（OH）2能完全进行，其下列推断中，正确的是（）A.BeCI2溶液的pH7，将其蒸干并灼烧后，得到的残留可能为BeOB.Na2BeCI2溶液的pH7，将其蒸干并灼烧后，得到的残留物可能为BeOC.Be（OH）2既能溶于盐酸又能溶于烧碱溶液D. BeCI2水溶液的导电性强，因此BeCI2一定是离子化合物9.镭是元素周期表中第A族元素，下列关于镭的叙述不正确的是（）A.镭比钙的金属性更强B.在化合物中呈+2价C.镭是一种放射性元素 D.氢氧化镭呈两性10.某无色透明溶液、能与铝作用放出氢气，此溶液中可以大量共存的离子组是（）A.H+、Na+、CI-、Ba2+ B.SO、Na+、HCO3-、K+C.NO3-、OH-、CI-、Ba2+ D.Ca2+、OH-、SO、Fe2+11.将5.1g镁、铝合金投入到500mo2moIL-1的盐酸中,金属完全溶解,再加入4molL-1的NaOH溶液,若要生成的沉淀最多,则应加入的这种NaOH溶液的体积是()A.200mL B.250Ml c.425mL D.560mL12.将100mL3moIL-1NaOH溶液与100mL3moIL-1的AlCI3溶液按下列两种方法混合(1)将NaOH逐滴滴入AlCI3溶液中(2)将AlCI3溶液逐滴滴入NaOH溶液中,对上叙实验所得结论正确的是()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13.将Ng、Cu组成的2.64g混合物投入适量稀硫酸中恰好反应，固体完全溶解时收集到的还原产物NO气体0.896L（标准状况），向反应后溶液中加入2moLnaOH溶液60mL时金属离子恰好沉淀完全。则形成沉淀质量为（）A.4.32g B.4.68g C.5.36g D.6.38g14用于飞机制造业的重要材料是 ( ) AMg-A1合金 BCu-Zn合金 CAl-Si合金 D不锈钢15下列溶液中溶质与镁不能发生反应的是 ( ) A浓硫酸 BNaOH溶液 C溴水 DFeCl2溶液16将镁、铝、硅的混合物分为等质量的两份。一份跟足量的NaOH溶液反应，另一份跟足量的盐酸反应，最终产生的H2一样多。则镁与硅物质的量之比为 ( ) A2：1 B4：1 C1：1 D3：117甲、乙两烧杯中各盛有100mL 3molL一1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甲：乙=1：2，则加入铝粉的质量为 ( ) A5.4g B3.6g C2.7g D1.8g18下列各项叙述中，不属于金属通性的是 ( ) 导电导热性延展性 光亮而透明 熔点都很高 A B C D19.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 D20.下列物质中既能跟盐酸反应，又能跟氢氧化钠溶液反应的是 ( ) AH2S BMgO CAl(OH)3 DAgN03 21.为了测定镁的相对原子质量，现提供如图所示仪器装置和充足的药品：Wg镁带（W1）、稀、H2SO4、无水硫酸铜、氧化铜和水。设计一个最简单的实验来测量镁的相对原子质量。（1）选择装置的序号是 。（2）将所选的装置从左到右连接起来，各导管的接口连接顺序是 。（3）为了尽量减少误差，加入试剂的操作方法是 。（4）若反应完毕后共收到VmLH2（标准状况），则镁的原子量为 。22.下图是用明矾KAl（SO4）212H2O制取硫酸铝和硫酸钾的操作步骤流程图（图中略去了沉淀物的洗涤操作），请在图中圆括号内填入适当的试剂名称，在方括号内填入适当的分离方法，并回答有关问题。（1）试剂a是 ，b是 ，C是 ，分离方法是 是 ，是 。（2）进行上述操作要用到的玻璃仪器有 。（1） 按上述操作，不考虑损耗，在理论上158g