[原创]2017年《南方新高考》化学 第二单元 第7讲 铝、镁及其化合物[配套]

1、考纲定位选项示例 1.理解 Mg、Al 2.了解 Mg、Al 的重要化合 物的主要性质和用途。 1.Mg 在 CO2 中燃烧生成 MgO 和 C，下列说法正确的是：C.在该反应条件下，Mg 的还原性 强于 C 的还原性。(2016 年上海浦东新区一模) 2.电解 MgCl2 溶液可获得金属镁。 3.石墨在材料领域有重要应用，某初级石墨 中含 SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和 MgO(0.5%)等杂质。(2014年广东卷T32)铝、镁及其化合物第7讲考纲导视基础反馈(4)工业上电解熔融状态的 Al2O3制备Al涉及氧化还原反应()。(5)将 NaOH 溶液缓

2、慢倒入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成()。(6)将 Mg(OH)2 沉淀转入表面皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水 MgCl2 固体()。答案：(1)(2)(3)(4)(5) (6)2冶炼金属镁时为什么电解熔融的 MgCl2 而不是熔融的MgO?答案：因为 MgO 的熔点高达 2800 ，远远高于 MgCl2 的熔点，使之熔化需要消耗更多的能量。考点一铝的化学性质【知识梳理】1铝的结构和存在。三A铝位于周期表中第_周期第_族，原子结构示意图为_。铝元素在地壳中含量丰富，仅次于_。自然界中的铝全部以_态存在。氧和硅化合2物理性质。银白低小小良好良好铝是一种_色金属，熔点较_，密度

3、_，硬度较_，导电、导热性_，延展性_。化学性质化学方程式备注暴露在空气中(与 O2反应)_金属铝的熔点低，但其在空气中易被氧化生成致密的且熔点高的_，故在生活中可用铝制器皿来烹制或盛放食物燃烧(与 O2反应)4Al3O2 2Al2O3与酸反应(与 HCl反应)_当金属铝与冷浓硫酸、浓硝酸接触时会发生_，表面形成致密的_，故可用铝制容器来盛放冷浓硫酸、浓硝酸3化学性质。4Al3O2=2Al2O3氧化膜2Al6HCl=2AlCl33H2钝化氧化膜化学性质化学方程式备注与碱反应(与 NaOH反应)_铝热反应(与 Fe2O3反应)_铝的工业制备2Al2O3(熔融) 4Al3O2(续表)2NaAlO2

4、3H22AlFe2O3 Al2O32Fe2Al2NaOH2H2O=【考点集训】例1(2015 年湖南衡阳模拟)铝分别与足量的稀硫酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况体积相等时，反应中消耗的 H2SO4和NaOH物质的量之比为()。A1 4B2 3C3 2D4 1解析：根据方程式：2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，可知H2SO4、NaOH的物质的量的之比为3 2。答案：C归纳总结铝及其化合物的除杂(1)Mg(Al)：加足量NaOH 溶液。(2)Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH 溶液。(3)Mg(OH)2Al(OH

5、)3：加足量NaOH 溶液。(4)Mg2(Al3)：加过量NaOH 溶液，过滤，再加酸充分溶解。例2(2014 年山东卷节选)(1)为测定镀层厚度，用 NaOH 溶液溶解钢制品表面的铝镀层，当反应转移 6 mol 电子时，所得还原产物的物质的量为_ mol。(2)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验，需要的试剂还有_。aKClbKClO3cMnO2dMg取少量铝热反应所得到的固体混合物，将其溶于足量稀H2SO4，滴加 KSCN 溶液无明显现象，_(填“能”或“不能”)说明固体混合物中无 Fe2O3，理由是_(用离子方程式说明)。解析：(1)铝与NaOH 溶液反应的还原产物是H2，由化学方程式或离子

6、守恒可知，每转移6 mol 电子，生成3 mol H2；(2)铝热反应需要Mg和KClO3引发反应；滴加KSCN 溶液无明显现象，说明溶液中无Fe3，但是，固体溶于足量稀硫酸，由于Fe2O3 与H2SO4反应生成Fe2(SO4)3，生成的Fe2(SO4)3 能与Fe 反应，生成FeSO4，所以不能说明固体中无Fe2O3。例3铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，如图是从铝土矿中制备铝的工艺流程：已知：(1) 铝土矿的主要成分是Al2O3 ，此外还含有少量SiO2、Fe2O3 等杂质；(2)溶液中的 Na2SiO3 与 NaAl(OH)4反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学反应方程式为

7、：2Na2SiO32NaAl(OH)4=Na2Al2Si2O82H2O4NaOH回答下列问题：(1)写出向铝土矿中加入足量氢氧化钠溶液后，该步操作中主要发生反应的离子方程式：_；_。(2)滤渣 A 的主要成分为_；滤渣A 的用途是(只写一种)_。解析：(1)氧化铝属于两性氧化物，能和强碱NaOH 反应生成偏铝酸钠和水，；二氧化硅属于酸性氧化物，能和强碱NaOH反应生成硅酸钠和水。(2)铝土矿的成分有Al2O3、SiO2、Fe2O3，氧化铝、二氧化硅都能和NaOH 溶液反应生成可溶性的钠盐，氧化铁不反应且不溶于水，Na2SiO3 与NaAl(OH)4反应，能生成硅铝酸盐沉淀，所以滤渣成分为Fe2

8、O3、Na2Al2Si2O8，滤渣中含有铁元素、Si 元素，所以滤渣可以作炼铁的原料或生产硅酸盐产品的原料。考点二铝的重要化合物【知识梳理】1氧化铝。(1)物理性质：白色固体，难溶于水，有很高的熔点。(2)化学性质Al2O36H=2Al33H2O2氢氧化铝。(1)物理性质。白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。(2)化学性质。Al(OH)3的电离方程式为：Al(OH)33H = Al33H2OAl(OH)3OH = AlO2 2H2O受热分解：_。2Al(OH)3Al2O33H2O(3)制备。制取 Al(OH)3 一般不用强酸或强碱，因为强酸、强碱都能溶解生成的 Al(OH)3，而不易控制酸

9、、碱的用量。一般用氨水向铝盐中加入氨水，离子方程式为：_NaAlO2 溶液中通入足量CO2，离子方程式为：_。_。Al33NH3H2O= Al(OH)33NH4_。NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：3常见的铝盐。Al(OH)3(胶体)3H+(1)明矾KAl(SO4)212H2O。KAl(SO4)212H2O俗称明矾，是无色晶体，易溶于水，常用3H2O_。(2)偏铝酸钠。NaAlO2偏铝酸钠的化学式为_，加入同一种酸的量不同，生成物也不同。试写出偏铝酸钠与下列物质反应的离子方程式：作净水剂、吸附剂。用于净水时，反应的离子方程式：Al3少量盐酸：_。过量盐酸：_。少量 CO2：_。过量 CO2

10、：_。4“铝三角”，写反应的离子方程式。_。_。_。或Al33OH=Al(OH)3Al(OH)33H=Al33H2O_。_。_。【考点集训】A1 L 0.1 molL1 Al2(SO4)3 溶液中 Al3的数目小于 0.2NAB把 NaHSO4 溶液逐滴加入 NaAlO2 中生成白色沉淀，然后沉淀又溶解C氢氧化铝用于治疗胃酸过多D明矾水解形成的 Al(OH)3能杀死水中的细菌，可用于水的净化答案：D例5(2015 年山东卷)某化合物由两种单质直接反应生成，将其加入 Ba(HCO3)2 溶液中同时有气体和沉淀产生。下列化合物中符合上述条件的是()。AAlCl3 BNa2O CFeCl2DSiO2

11、解析：AlCl3可由单质Al与Cl2 反应制得，AlCl3与Ba(HCO3)2反应生成CO2 和Al(OH)3 沉淀，同时有气体和沉淀产生，A 正确；Na2O与Ba(HCO3)2 反应生成BaCO3沉淀、Na2CO3 和H2O，没有气体生成，B 错误；因为Cl2具有强氧化性，Cl2与Fe反应只能生成FeCl3，FeCl2 不能由两种单质直接反应生成，C 错误；SiO2不与Ba(HCO3)2 反应，D 错误。答案：A例6(2015 年宁夏银川检测)某同学研究铝及其化合物的性质时设计了如下两个实验方案。NaOH和HCl 的浓度均是3 molL1，如图是向 X 溶液和Y溶液中分别加入 NaOH 和

12、HCl 时产生沉淀的物质的量与加入盐酸和氢氧化钠溶液体积之间的关系，下列说法正确的是()。AX 溶液溶质为 AlCl3，Y 溶液溶质为 NaAlO2Bb 曲线表示的是向 X 溶液中加入 NaOH 溶液C在 O 点时两方案中所得溶液浓度相等Da、b 曲线表示的反应都是氧化还原反应解析：方案铝和盐酸恰好完全反应，溶液X 为AlCl3溶液；方案铝和氢氧化钠溶液反应，氢氧化钠有剩余，溶液Y为 NaOH 和NaAlO2 的混合溶液，A项错误；分析图象知，a曲线一开始就有氢氧化铝沉淀生成，则a曲线表示的是向X 溶液中加入NaOH 溶液，b 曲线表示的是向Y 溶液中加入盐酸，B项错误；O点所得溶液的溶质只是

13、NaCl，由于向 X 溶液和Y溶液中所加盐酸和氢氧化钠溶液的浓度及体积均相等，由原子守恒可知，在O点时两方案中所得NaCl 的物质的量相同，浓度也相同，C项正确；两曲线表示的反应都是非氧化还原反应，D 项错误。答案：C归纳总结考点三镁及其化合物【知识梳理】物理性质银白色金属，表面有致密的氧化膜化学性质与氧气反应2MgO2 2MgO(现象：_)与氮气反应3MgN2 _与二氧化碳反应 2MgCO2 _与沸水反应Mg2H2O _(酚酞变浅红色)与非氧化性酸反应(盐酸、稀硫酸)Mg2H+ =_1镁。发出耀眼的白光Mg3N22MgOCMg(OH)2H2Mg2H2注意：Mg在CO2中能够燃烧，所以活泼金属

14、着火不能用干冰灭火器和泡沫灭火器。2氧化镁和氢氧化镁。碱性物质MgOMg(OH)2类别_氧化物中强碱与水反应MgOH2O=Mg(OH)2 (缓慢化合)不反应与盐酸反应(离子方程式)_MgO2H=Mg2H2OMg(OH)22H=Mg22H2O【考点集训】例7从海水中提取镁的工艺流程图可表示如下：A用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富B步骤电解 MgCl2时阴极产生氯气C步骤，可将晶体置于 HCl 气体氛围中脱水D上述工艺流程中涉及到化合、分解和复分解反应例8(2016 年上海浦东新区一模)Mg 在 CO2 中燃烧生成MgO 和 C，下列说法正确的是()。解析：碳有金刚石、石墨、足球烯等多种同素异

15、形体，A错误；Mg、MgO中微粒的半径：r(Mg)r(O2)r(Mg2)，B错误；同一氧化还原反应中，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，该反应中Mg 是还原剂、C 是还原产物，所以Mg 的还原性大于C，C 正确；相同质量的镁在足量的CO2 和O2中完全燃烧，在二氧化碳中燃烧时固体质量增重的多于在氧气中燃烧增重，D 错误。答案：C例9MgSO47H2O 是一种重要的化工原料。某研究性学习小组设计了利用菱镁矿石(主要成分是 MgCO3，并含有 MnCO3、SiO2 杂质)制取 MgSO47H2O 的实验，流程如下。(1)第步研磨的目的是_，所得滤液主要含_、_等溶质。(2)第步反应的离子方程式为

16、：_。(3)第步浓缩结晶后，要经过_、洗涤、干燥等步骤才可得到 MgSO47H2O ，洗涤沉淀的基本操作是_。(4)若制得 MgSO47H2O 质量为 82.00 g，测得 MnO2 质量为1.74 g，且测得第步滤渣质量为 4.70 g，忽略各物质在溶液中的溶解损失，可计算出菱镁矿石中MgCO3的质量分数为_。答案：(1)使溶解充分并加快溶解速率MgSO4MnSO4(2)Mn2ClOH2O=MnO2Cl2H(3)过滤将沉淀置于过滤器中，加蒸馏水至刚好浸没沉淀，待水流尽，重复 23 次(4)80%规律方法以化工生产流程为载体考查 Mg、Al 的性质铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界主要以化

17、合态形式存在于氧化铝中。铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量 SiO2、Fe2O3等杂质，冶炼金属铝的一个重要过程是Al2O3的提纯。对于以提纯某一物质为实验目的的流程题，其实就是考查混合物的除杂、分离、提纯的有关知识。当遇到这一类题时，一般的思路是认真地在流程中找出得到的主要物质是什么，混有的杂质有哪些；认真分析当加入某一试剂后，能与什么物质发生反应，生成了什么产物，要用什么样的方法才能将杂质除去。只有这样才能明白每一步所加试剂或操作的目的。由于Al2O3是两性氧化物，而杂质SiO2是酸性氧化物，Fe2O3是碱性氧化物，因而可设计出两种提纯氧化铝的方案。方案一：碱溶法。讨论回答下列问

18、题：(1)写出、两步骤中可能发生反应的离子方程式。_。(2)步骤中不用盐酸(或 H2SO4)酸化的理由是_。(3)步骤中得到较纯的 Al2O3，可能含有_杂质，在电解时它不会影响铝的纯度的原因：_。方案二：酸溶法。讨论回答下列问题：(1)写出、中可能发生反应的离子方程式：_。(2)步骤中不用氨水沉淀 Fe3的原因：_。典例某混合物 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：据此回答下列问题：(1)、四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是_。(2)根据上述框图反应关系，写出下列B、C、D、E 所含物质的化学式(提示：可为混合物)。固体 B_