2019届高考化学一轮复习教案：专题14考点一镁、铝单质的性质及应用Word版含解析

1、专题十四镁、铝及其化合物考纲展示命题探究若点展示轴要求广、岛考命题採究提*雷单怎的性腔及显用1一了解常见金翼的莊动flWo直了笹當见金電及兵乏妄叱 合物的主妾宓及其竝用=3,了樽含金的艇念及累臣妄 应用*4.収上邑邹分知识的嫁合应 .甲*内容掠究：鑲、拒单质垠耳优合物在苓考中出现领率较!5,两者比较，铝 三角是命題的出境点IB、麵化柜、爼塑彳出呂妙及的化学反应较多、考登 盘相对较瓠形武採兗：蹊、韬舍底单质的性贡录具萤晏化合物的!巨豆转化以选勰为三， 勻曰鳏题中以工业流寿题的琵IH化台栩的推断、甘關、握纯、检昨综合应 用対主*_/惟、铝弋会物的性1贾屜宜用_考点一镁、铝单质的性质及应用腿眞基础点

2、重难点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1与非金属单质反应(。2、N2、CI2) )占燃J、八八、2Mg+O2=2MgO(产生耀眼的白光) )占燃J八、3Mg+N2=Mg3N2占燃J八、Mg+CI2=MgCI22与水(反应) )Mg+2H2O=Mg(OH)2+出f3与酸反应Mg+2H =Mg2+H2f4与盐反应Mg+Cu2+=Mg2+Cu5与CO2反应点燃J八、2Mg+CO2=2MgO+C用途生产合金，冶金工业上用作还原剂和脱氧剂(5)冶炼通电工业炼镁：MgCI2=Mg+CI2f熔融2铝(1)铝的物理性

3、质及用途物理状态 色泽密度熔点沸点硬度导电、导热性延展性性质固态银白 2.7色 g * cm-3660. 4r2467较软C很好良好用途纯铝用作导线衷铝合金用于制备汽车、飞机、生活用品 等铝的结构和存在铝 位 于 元 素 周 期 表 第3周 期 皿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。工然界中的铝全 部以化合态存在。(3)化学性质3与碱反应2AI+2OH_+2H2O=2AIO2+3H2f4与盐反应AI+3Ag+=AI3+3Ag5与氧化物反应（铝热反应）高温2AI+FeoO3=2Fe+AI2O3高温4AI+3MnO2=3Mn+2AI2O3与非金属单质反应(。

4、2、CI2、S)A1（常温 A 形成致密的氧化膜加热4A1 + 3()22A12O32AI+3Cb=2AICl32AI+3S=Al2S3（水溶液不存在）与酸反应氧化性酸 Al + N07 + 4ir（稀 HNQ） N（）f _2H（）Al3+非氧化性酸PA1 + 6H+2A13+十 3比高温Cr2O3+2AI=2Cr+AI2Q3(4)冶炼通电工业炼铝：2Al2O3=4Al+302f熔融学霸巧学卡对镁、铝性质的深层理解(1) Mg在C02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

5、 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) )：2AI+2NaOH+6H6e_2O=2NaAIO2+3出f+4出0。(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) )。血-小题快做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AI粉的混合物也可

6、称为铝热剂。()()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)x(2)x(3)xx(5)xXV2.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AI3+3NH3H20=AI（0H）3J +3NH4B.在加入铝粉能放出氢气的溶液中，K+、NH4、C02一、C一定 能够大量共存C.镁铝合金既可完全溶于过量盐酸又

7、可完全溶于过量NaOH溶液高温D.依据铝热反应原理，能发生反应：2AI+3MgO=3Mg+AI2O3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CO3-不能大量 存在，在强碱溶液中NH4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。命题法解题法考法综述镁、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

8、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 mol L_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V （甲）:V （乙）=1:2,则加入铝粉的质量为（）（）A.5.4 g B.3.6 gC.2.7 g D.1.8 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Al8.1 g时，Al足量，生成H2体积之比为1:3,现生成H2体积之比为1:2,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

9、(甲)=*n(HCI)=0.15 mol,n(乙)=0.3 mol, Al全部与NaOH反应，由2AI23H2T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+NO3、C、NH4Ba2*、Mg2*、HCO3、CS&_、C、K*、NH4SO3_、K*、AlO2、Na*A.B.C.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*、NH4不能存在；因存在NO3，故溶液不可能呈酸性，因为Al与HNO3反应不可能生成H2;HCO3无论在酸性或碱性条件下均 不

10、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：2Al+6HCl=2AlCl3+3出f2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3战f(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1HClAl3+,2H+H2，故与酸或碱反应时，铝与氢气的关系均为2AI3H2f，利用此性质可以 方便地进行有关计算，也可用于离子共存的判断，即与铝反应放出氢 气的溶液可能呈酸性也可能呈碱性。铝的这种既能与酸( (非氧化性酸) )又能与强碱反应产生H2的性质也常作为推断题的“题眼

11、”。命题法2铝热反应典例3铝热反应实验操作某校化学兴趣小组在学习铝热反应的性质时，对教材中的实验产 生了深入研究的想法，他们准备对实验现象及产物组成进行研究，确 定了研究方案，研究过程如下：从教材中对“铝热反应”的现象描述入手，教材中有这样的描述：“反应放出大量热，并发出耀眼的光芒”“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。又已知：Al、Fe2O3、AI2O3、Fe的熔点、沸点数 据如下：物质AIF03AI2O3Fe熔点C)660146220541535沸点C)2467一(2980)2750(1)将铝热反应引发的方法是 _ 。(2)某同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是:该反应

12、放热能使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理？答： _ 填“合理”或“不合理”) )。(3)设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有 金属铝。填写下列表格：所用试剂实验操作及现象有关反应的化学方程式(4)_实验室欲溶解此熔融物，下列试剂中最好的是 _(填序号)，理由是_A.浓硫酸B.稀硫酸C.稀硝酸D.NaOH溶液解析本题解题的基本思路是依据铝热反应，即2AI+ 高温Fe23=Al2O3+2Fe,首先从引发铝热反应的方法入手，考查铝热 反应的实验步骤，引发铝热反应的方法有三个要点：在铝热剂表面铺一层KCIO3,在中间插入镁带，点燃镁带

13、。然后根据本实验的 两个重要现象，即“反应放出大量热，并发出耀眼的光芒 ”“纸漏斗 的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。”分析产物成分，结合相关熔点 数据资料，可得出当铁是熔融态时，铝一定是液态，二者可以熔合形 成合金，故(2)推测完全合理。证明该熔融物中含铝的方法是利用铝与 铁的性质区别，铝能与NaOH溶液反应，而铁不能，将固体溶于NaOH溶液中，若有气体产生，且有不溶于水的固体物质剩余，则说明是铝 铁合金，原理是2AI+2NaOH+2H2O=2NaAIO2+3出仁(4)需根据混合物本身的性质从能否溶解、环境保护、操作方便等 角度进行思考，熔融物是Al、Fe、Fe2O3、AI2O3等物质的混合物

14、，选 择的试剂必须能溶解上述所有物质，并且不能产生污染性气体，同时 试剂还应该是常见，操作应该是最简单。综合分析各种因素，可知稀 硫酸是最佳试剂。答案(1)在铝热剂表面铺一层KCIO3,在中间插入镁带， 点燃镁带合理(3)氢氧化钠溶液取样品置于试管中，加入NaOH溶液；有气体 产生2AI+2NaOH+2H2O=2NaAIO2+3出f(4) B稀硫酸能完全溶解此熔融物，并且不造成环境污染( (浓硫酸会 使铁、铝钝化；稀硝酸溶解金属时，会产生氮氧化物，污染空气；NaOH溶液不能溶解单质铁) )典例4铝热反应的有关计算(双选)实验室将9g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后，

15、所得固体中含金属单质为18 g,则该氧化物粉末可能是()()A.Fe2O3和MnO2B.MnO?和V2O5C.62O3和V2O5D.F6O4和FeO9g1解析n(Al)=27 g/m。厂mol,Al完全反应时转移电子的物质的1量为3 moix3=1 mol,则生成金属的摩尔电子质量( (转移1 mol e生成金属的质量) )为18 g/moLA项生成Fe的摩尔电子质量为35*=佃67 g/mol,生成Mn的摩尔电子质量为4厂佃.75 g/mo,根据平均值规 律，A项正确；B项生成锰的摩尔电子质量为13.75 g/mol,生成V的 摩尔电子质量为 醫詈厂102 g/mol,根据平均值规律，B项不

16、可能生成 金属单质18 g;同理，C项也不可能生成单质18 g;D项，Al完成反 应时生成Fe的质量大于18 g,当氧化物粉末不足量时，生成的金属可 能为18 g, D项正确。答案AD【解题法】铝热反应(1)原理铝将金属氧化物中化合态的金属还原为金属单质，如Fe2O3+咼温咼温2Al = 2Fe+AbO3、Cr2O3+2Al =2Cr+AbO3、3Co3O4+高温8Al=9Co+4Al2O3等。(2 )实验装置镁条氯酸钾氧化铁和铝粉的混合物(3)反应现象及结论剧烈燃烧，放出大量的热，导致混合物剧烈反应过后，纸漏斗的下 部被烧穿，有熔融物落入沙中；待熔融物冷却后，除去外层熔渣，可以 发现落下的是

17、铁珠。(4)应用1野外焊接钢轨。2冶炼高熔点金属。命题法3工业冶炼镁、铝的化工流程典例5有关铝冶炼的工业流程工业上用的铝土矿( (主要成分是氧化铝，含氧化铁杂质) )为原料冶炼 铝的工艺流程如下：下列叙述正确的是()()A.反应中试剂X是氢氧化钠溶液B.试剂Y是HCI，它与AI02反应生成氢氧化铝C.图中所示转化反应中包含2个氧化还原反应D.将X与Y试剂进行对换，最终可以达到相同结果解析B项，若试剂Y是HCI，它与AI02反应生成Al3十，错误；通电C项，图中所示转化只有一步是氧化还原反应：2Al2O3=4AI+302f，错误；D项，试剂X为氢氧化钠，沉淀为氧化铁，溶液为偏 铝酸钠和氢氧化钠混

18、合溶液，通入过量二氧化碳气体，NaAIO?+C02+2H2O=AI(OH) )3J+NaHC03，不能调换，错误。答案A【解题法】解答化工流程题的基本方法和铝冶炼流程总结(1)解答化工流程题的基本方法1明确目的，提取有用信息通过阅读题头，明确生产目的 制备什么物质，找到制备物质时 所需的原料及所含杂质，提取出所给的相关信息 一一化学反应方程式、 物质的稳定性和溶解性等。2分析流程，弄清各步作用对比分析流程图中的一种物质( (原料)与最后一种物质( (产品)，找出原 料与产品之间的关系，联系问题有针对性地思考：原料转化为产品的过 程中依次进行了什么反应？每一步除目标物质外还产生了什么杂质或 副产

19、物？杂质是否要除去，采用什么操作方法除去？3看清问题，准确规范作答这一步很关键，答题时要看清问题，不能答非所问，要注意语言表 达的科学性和准确性，如分清是要求回答实验操作名称还是具体操作步 骤。(2)从铝土矿中提取铝的流程 方案一：碱溶法氧化的是（）（）A.KB.NaC.FeD.Al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；2

20、AI+2NaOH+2H2O=2NaAIO2+3出f ,2AI+3H2SO4=Al2（SO4）3+3出匸,2AI+6HCI=2AICl3+3出匸，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（）（）铝土矿Sa(川溶液惡足量:co2悬浊液过滤.氧化铝电解冰品石方案二：酸溶法选项操作现象结论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AI片放入浓硝酸中无明显现象AI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咼温卜发生反应答案AC浓H2SO4解析

21、A项有关反应原理为C12H22O1112C（黑色）+IIH2O, 反应放热后促进反应：C+2H2SO4（浓）=CO2f+2SO2f+2H2O,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；AI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来自一OH,C正确；Fe在高温下与水蒸气反应生成黑色的F04,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 酸B.金属是铁，甲溶液为 盐酸C.

22、金属是铝，甲溶液为 氧化钠溶液D.金属是铝，甲溶液为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2H+H2，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（12CaO 7Al2O3）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：0.2 mol/L盐酸，乙溶液为0.1 mol