【创新设计】高考化学一轮复习 第1节 镁和铝课件 大纲人教

第十一章几种重要的金属电化学复习目标展示1.了解镁和铝的物理性质及化学性质，了解镁和铝及其重要化合物的主要性质及镁和铝的工业制法。2．掌握镁和铝的重要化合物的性质、应用及相关计算。此类试题内容主要包括:(1)合金的概念；镁及其化合物的性质；(2)两性氧化物Al2O3的性质；(3)Al(OH)3的相关计算问题；(4)金属与酸、碱反应的过量计算问题。此考点在高考中主要以选择题的形式出现，考查镁和铝的重要化合物的性质应用和相关计算。题目注重对化合物性质的理解；其次以实验题的形式出现。第一节镁和铝知识点1金属概述问题1：常见的金属分类方法？1．金属的分类问题2：金属的共性？2．金属的共性具有

光泽(多数为银白色)，不透明，容易导电、导热，有延展性等等。问题3：合金及其特性？3．合金(1)定义：

或

以上的金属(或金属跟非金属)熔合而成的具有

的物质。(2)合金的特性：合金比它的成分金属具有良好的物理、化学或机械等方面的性能；合金没有

的熔点，一般地说，合金的熔点比其各成分金属的熔点

。镁、铝可和其他金属和非金属形成合金，其强度和硬度都

镁、铝。两种两种金属特性金属固定低大于【思维延伸】

金属的结构与金属通性之间的关系(1)最外层电子较少→大多数有较强的还原性；(2)金属晶体中存在自由电子→导电、导热；(3)金属晶体中存在阳离子与自由电子之间的作用→良好的延展性。知识点2镁和铝的性质问题4：镁和铝的性质的相似和差异？如何理解这种相似和差异？【思维延伸】从原子结构分析镁的化学性质比铝活泼

Mg、Al的原子结构都有三个电子层，但r(Mg)>r(Al)，对最外层电子吸引力Mg弱于Al，所以Mg比Al更易失去最外层电子。能够说明镁的化学性质比铝活泼的实验事实，如镁与盐酸反应比铝与盐酸反应剧烈。知识点3镁和铝的重要化合物问题5：比较镁和铝的氧化物的性质？5．镁和铝的氧化物问题6：比较镁和铝的氢氧化物的性质？6．镁和铝的氢氧化物考点1镁的性质和工业制法1．镁的燃烧镁条在空气中燃烧时，不仅能跟O2反应，还能跟N2和CO2反应：所以镁条在空气中燃烧的生成物有MgO、Mg3N2和C。由上述可知，1mol镁分别在①N2、②O2、③CO2三种气体中充分燃烧后，固体质量增加关系为③>②>①。2．镁与酸性溶液反应镁是活泼金属，不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。如镁粉与NH4Cl溶液反应：NH4＋＋H2ONH3·H2O＋H＋Mg＋2H＋Mg2＋＋H2↑由于c(H＋)不断减小，促使NH4＋的水解平衡不断右移，随着c(NH3·H2O)的增大而放出NH3,总反应方程式为：Mg＋2NH4＋Mg2＋＋2NH3↑＋H2↑。3．镁的工业业制法工业上以氯化化镁为原料制制得金属镁。。氯化镁可从光光卤石(KCl·MgCl2·6H2海水提取食盐后，在剩下的苦卤里(主要成分是MgCl2)加入熟石灰或石灰乳，沉淀出Mg(OH)2，再用盐酸溶解沉淀并浓缩过滤后，得到MgCl2晶体，通过电解熔融的MgCl2制得镁。MgCl2＋Ca(OH)2Mg(OH)2↓＋CaCl2Mg(OH)2＋2HClMgCl2＋2H2OMgCl2Mg＋Cl2↑电解熔融要点深化化镁在CO2中燃烧实验注注意问题：(1)要用坩坩埚钳夹持燃燃烧的镁条；；(2)集气瓶瓶底部要放一一些细沙，以以防止集气瓶瓶炸裂；(3)反应中中生成的白色色粉末是MgO，瓶壁壁上附着的黑黑色物质是碳碳的单质；(4)“二氧氧化碳不能助助燃”的说法法是不全面的的，二氧化碳碳对绝大多数可燃物物是良好的灭灭火剂，而对对K、Ca、、Na、Mg等可燃物却是助燃剂。。【例1】(2010·湖湖北宜昌调研研题)从海水中提取取镁的基本方方法是往海水中加碱，，得到Mg(OH)2沉淀，将沉淀淀分离出来后后再加入盐酸把它变成MgCl2之后，经过滤滤、干燥、电电解，即可得得到金属镁。下列对海海水中提取镁镁的有关说法法中正确的是是()A．往海水里里直接加NaOHB．镁蒸气应应在CO2氛围中中冷却却C．电电解MgCl2溶液即即可得得到金金属镁镁D．整整个过过程中中没有有涉及及置换换反应应解析：：A选项项应该该用石石灰乳乳，错错误；；镁在在加热热条件件下与与CO2反应，，B选项项错误误；电电解熔熔融的的氯化化镁才才能得得到金金属镁镁，C选项项错误误；提提取镁的的主要要反应应有：：MgCl2＋Ca(OH)2Mg(OH)2↓＋CaCl2，Mg(OH)2＋2HClMgCl2＋2H2O，MgCl2电解熔熔融Mg＋＋Cl2↑，没有置置换反反应，，D选选项正正确。。答案：：D变式练练习1．从从海水水中提提取单单质镁镁，下下列正正确的的途径径是()A．海海水Mg(OH)2MgB．海海水MgCl2MgC．海海水Mg(OH)2MgCl2MgD．海海水MgCl2Mg解析：：首先向向制盐盐剩下下的苦苦卤里里加入入熟石石灰，，得(OH)2，再用盐盐酸溶溶解Mg(OH)2得MgCl2，MgCl2电解制制得Mg。。答案：：CNaOH电解HCl电解石灰乳HCl电解Cl2电解【例2】已已知知Mg3N2是黄绿绿色固固体，，极易易与水水反应应，MgO和Mg(OH)2都是是白白色色固固体体。。(1)Mg在在空空气气中中燃燃烧烧有有哪哪些些物物质质生生成成？？以以何何者者为为主主？？你你是是如如何何判断断的的？？(2)1molMg在在干干燥燥的的空空气气中中燃燃烧烧完完全全，，生生成成物物的的质质量量40g(填填““>””、、““<””或或““＝＝””)。。(3)镁镁在在空空气气中中燃燃烧烧有有时时有有白白烟烟生生成成，，下下雨雨天天更更明明显显，，何何故故？？解析析：：(1)空空气气中中能能与与Mg反反应应的的有有N2、O2和极极少少量量的的CO2，所所以能能生生成成MgO、、Mg3N2和C。。因因镁镁易易与与氧氧气气反反应应,所所以以Mg在在空空气气中燃燃烧烧主主要要生生成成物物质质是是MgO。。反反应应现现象象是是有有大大量量白白烟烟，，也也可可判判断是是MgO，，因因Mg3N2是黄黄绿绿色色固固体体。。(2)镁镁在在空空气气中中燃燃烧烧既既生生成成氧氧化化镁镁又又生生成成氮氮化化镁镁。。Mg————MgOMg————Mg3N2244024<40所以以生生成成物物的的质质量量小小于于40g(3)由由题题意意知知，，氮氮化化镁镁易易与与水水反反应应生生成成氢氢氧氧化化镁镁固固体体颗颗粒粒，，所所以以有白白烟烟。。答案案：(1)有有MgO、、Mg3N2、C等等物物质质生生成成，，以以MgO为为主主；；由由实实验现现象象可可知知(2)<(3)下下雨雨天天Mg3N2水解，生生成白色色的Mg(OH)2,所以现现象更明明显(Mg3N2＋6H2O3Mg(OH)2↓＋2NH3↑)2．有一一块表面面被氧化化的镁块块，某学学生称取取0.8g该该固体和和一定体体积醋酸反应应后收集集氢气，，利用产产生氢气气的体积积计算该该固体中中镁的质质量分数。。他利用用下列装装置如图图1做实实验：(1)该该学生只只用水及及相关操操作就能能最简单单地检查查装置A的气密密，他的操作作是：,.关闭导管管活塞，，从分液液漏斗向向试管滴滴水，一段时间间后水滴滴不下,说明装装置不漏漏气(2)该该学生发发现装置置B有明明显错

,另外他对对装置B和装置置C做出出选择，，认为用用装置B比较安安全，原原因是：：,装置B通通入气体体的导管管太长，，导出水水的导管管太短装置C容容易造成成溶液倒倒吸(3)该该学生向向装置A的试管管中加该该固体，，正确的的操作是是：,.用镊子夹夹取固体体放在横横放着的的试管管管口，慢慢慢竖起起，让固固体慢慢慢滑落到试试管底部部(4)该该学生对对气体进进行收集集并利用用计时器器测定气气体产生生的速率率(如图图2)

,

,

,

此反应是是放热反反应，(5)根根据图示示可计算算出该固固体中镁镁的质量量分数是是(所有有体积都都在标准准状况下下测定)；写出该该反应的的离子方方程式：：,.90%MgO＋2CH3COOH2CH3COO－＋Mg2＋＋H2O

Mg＋2CH3COOH2CH3COO－＋Mg2＋＋H2↑考点2““铝三三角”及及其应用用1．“铝铝三角””是Al3＋、和和Al(OH)3之间的相相互转化化关系。。如图2．应用用(1)制取Al(OH)3①Al3＋＋3NH3·H2OAl(OH)3↓＋3NH4＋②AlO2－＋CO2＋2H2OAl(OH)3↓＋HCO3－③Al3＋＋3AlO2－＋6H2O4Al(OH)3↓(2)离离子共①与Al3＋不能大量共存的离子有OH－、S2－、AlO2－、HCO3－、ClO－、CO32－等。例如：Al3＋＋3ClO－＋3H2OAl(OH)3↓＋3HClOAl3＋＋3HCO3－Al(OH)3↓＋3CO2↑②与AlO2－不能大量共存的离子有H＋、NH4＋、Al3＋、Fe3＋、HCO3－、HSO3－等。例如：AlO2－＋NH4＋＋H2OAl(OH)3↓＋NH3↑3AlO2－＋Fe3＋＋6H2O3Al(OH)3↓＋Fe(OH)3↓AlO2－＋HCO3－＋H2OAl(OH)3↓＋CO32－要点深化化氢氧化铝铝沉淀量量的有关关图象图中横轴轴x表示示加入试试剂的物物质的量量,纵轴轴y表示示Al(OH)3沉淀的物质的量量。(1)向向AlCl3溶液中滴滴入NaOH溶溶液。现象：沉淀沉沉淀增加加减减少消消失(2)向NaOH溶液中滴入AlCl3溶液。现象：无明显现象沉沉淀淀沉沉淀增增加沉沉淀淀不变(3)向盐酸酸化的的AlCl3溶液中滴入NaOH溶液。现象：无明显现象沉淀沉淀增加减少消失(4)向NaAlO2溶液中滴入盐盐酸。现象：沉淀沉淀增多沉淀消失(5)向盐酸中滴入入NaAlO2溶液。【例3】(上海市高考试试题)已知Ba(AlO2)2可溶于水，右右图表示的是向Al2(SO4)3溶液中逐滴加加入Ba(OH)2溶液时，生成成沉淀的物质的量y与加入Ba(OH)2的物质的量x的关系。下列列有关叙述正正确的是()A．a—b时沉淀的物质质的量：Al(OH)3比BaSO4多B．c—d时溶液中离子子的物质的量量：AlO2－比Ba2＋多C．a—d时沉淀的物质质的量：BaSO4可能小于Al(OH)3D．d—e时溶液中离子子的物质的量量：Ba2＋可能等于OH－解析：Al2(SO4)3溶液与Ba(OH)2溶液的反应分分为如下几个个阶段：Ob段：Al2(SO4)3＋3Ba(OH)23BaSO4↓＋2Al(OH)3↓；bd段:2Al(OH)3＋Ba(OH)2Ba(AlO2)2＋4H2O;de段:Ba(OH)2已经过量,Al(OH)3完全转化为Ba(AlO2)2,沉淀只有BaSO4。选项A，a—b在Ob段内，根据Ob段的反应应方程式可知知，Al(OH)3沉淀的物质的的量始终小于BaSO4沉淀的物质的的量，A不正正确；选项B中，c点位位于bd的中中点，该点Al(OH)3已溶解一半，，在cd段中中，根据bd段的反应方方程式知AlO2－的物质的量大大于Ba2＋的物质的量(AlO2－的水解是微弱弱的)，B正正确；选项项C中，ad段中BaSO4沉淀的物质质的量始终终大于Al(OH)3沉淀的物质质的量，C不正确；；选项D中中，在d点点溶液中只只存在Ba(AlO2)2，当de段段中某点加加入的Ba(OH)2的物质的量量与bd段段加入的Ba(OH)2的物质的量量相等时，，可满足n(Ba2＋)＝n(OH－)，故D选选项正确。答案：BD3.将物质X逐逐渐加入到到Y溶液中中,生成沉沉淀的物质质的量n2与所加X的物质的量量n1的关系如图图所示，符符合图所示示情况的是是()变式练习ABCDXNaOHAlCl3HClNaAlO2YAlCl3NaOHNaAlO2HCl解析：从图中看出出所加物质质X能使沉沉淀[Al(OH)3]完全溶解解，排除选项B、D,其中得得到沉淀和和溶解沉淀淀消耗X的的物质的量量之比为1∶3。根据AlO2－＋H＋＋H2OAl(OH)3↓，Al(OH)3＋3H＋Al3＋＋3H2O可知选项C符合要求求。答案：C【例4】在50mLbmol··L－1的AlCl3溶液中加入入50mLamol··L－1NaOH溶溶液。(1)当a≤3b时，生成Al(OH)3沉淀的物质质的量为。(2)当a、b满足条件时，无无沉淀产生生。(3)当a、b满足条件时，先先有沉淀生生成，后又又有部分沉淀溶解，，此时Al(OH)3的质量为。a≥4b3b<a<4b3.9(4b－a)g解析：依题意知，，在AlCl3溶液中加入入NaOH溶液有如如下两反应应发生：AlCl3＋3NaOHAl(OH)3↓＋3NaCl①①AlCl3＋4NaOHNaAlO2＋3NaCl＋2H2O②②根据以上两两反应可以以看出：(1)当a≤3b时时只发生第第一个反应应，此时NaOH不不足量，产产生沉淀的的量取决于NaOH，，n[Al(OH)3]＝n(NaOH),所以答案案为：mol。(2)如果果无沉淀生生成，Al元素全部部以AlO2－形式存在，，n(AlCl3)∶n(NaOH)≤1∶4，即a∶∶b≥4∶∶1，所以以答案为：：a≥4b。(3)此种种情况应当当是两个反反应均发生生，铝元素素以Al(OH)3和AlO2－两种形式存在在符合关系：：，，即：：，，整理：3b<a<4b或<b<<<<<求沉淀的量量方法很多多解法一：联立方程法法。设反应应①中，AlCl3物质的量为为x，则Al(OH)3为x，NaOH为3x，反应②中AlCl3物质的量为y，NaOH为4y，解得x＝(0.2b－0.05a)mol＝0.05(4b－a)molm[Al(OH)3]＝78g/mol×0.05(4b－a)mol＝3.9(4b－a)g。molmol解法二：守恒法。此此种条件下下,溶液中中的离子有有Na＋、Cl－、AlO2－n(AlO2－)＝n(Na＋)－n(Cl－)＝0.05amol－0.05××3bmoln[Al(OH)3]＝n(Al3＋)总－n(AlO2－)＝0.05bmol－(0.05amol－0.15bmol)＝(0.2b－0.05a)mol＝0.05(4b－a)molm[Al(OH)3]＝78g/mol××0.05(4b－a)mol＝3.9(4b－a)g。变式式练练习习4．．(2010··无无锡锡调调研研)用稀稀H2SO4、NaOH溶溶液液和和金金属属铝铝为为原原料料制制取取Al(OH)3。甲甲、、乙乙、、丙丙三三个个学学生生的的制制备备途途径径分分别别是是：：甲：：AlAl2(SO4)3Al(OH)3乙：：AlNaAlO2Al(OH)3丙：：Al(OH)3H2SO4NaOHNaOHH2SO4H2SO4NaOHAl

Al

若要要得得到到等等量量的的Al(OH)3，则则()A．．三三者者消消耗耗的的原原料料相相同同B．．甲甲消消耗耗的的原原料料最最多多C．．乙乙消消耗耗的的原原料料最最少少D．．丙丙消消耗耗的的原原料料最最少少解析析：：甲：：生生产产1molAl(OH)3。有有：：答案：BD客观题铝和铝的化合合物计算因反反应比较复杂杂而成为热点点。准确的理解反应的的实质，灵活活利用各种量量的关系成为为解这类题的手段和方方法。【考题一】把铝粉和Fe3O4粉末配成铝热热剂并等分成成两份，第一一份在高温下恰好好完全反应,然后将生成成物与足量盐盐酸充分反应应；第二份直接加入足足量的氢氧化化钠溶液使之之充分反应，，前后两种情情况下生成的气体在在相同状况下下的体积比是是()A．1∶1B．9∶8C．3∶4D．．4∶3C审题视点：(1)该铝热热剂的成分为为铝粉和Fe3O4粉末。(2)两等份份的反应不同同。(3)盐酸和和氢氧化钠溶溶液都过量。。(4)所求：：两种情况下下生成H2的体积比(相相同状况)。。思路点拨：Al与Fe3O4配成的铝热剂剂恰好反应时时有：

8Al＋3Fe3O44Al2O3＋9Fe。第第一份铝热反反应的生成物物为Fe和Al2O3，只有Fe与与HCl反应应放出H2，由方程式8Al～9Fe～9H2，即生成9molH2；第二份Al和Fe3O4直接与NaOH溶液反应应，只有Al与之反应放放出H2，由电子得失失守恒8Al～12H2，即生成12molH2。故生成气体体在相同情况况下的体积之之比为9mol∶12mol＝＝3∶4。高温错因分析此题易错解为为1∶1。认认为上述两反反应过程中均均由Al失电电子转变为Al3＋，而误认为H＋得电子相等，，忽略了此过过程中Fe的的价态由原来来的＋价价(即＋2、、＋3价)，，与盐酸反应应后全部转变变为＋2价，，即生成H2的过程中除H＋得电子外，Fe3＋也得了部分Al所失的电电子。本题很很好地考查了了铝热反应及及铝、铁化合合物的性质，，是综合性很很强的题目。。主观题图象题可以借借助数学图象象把复杂的反反应过程中的的量的变化关系表示的的直观和形象象。解图象题题成为铝及其其化合物最常见题型，，常出现在各各类考题之中中。【考题二】把由NaOH、AlCl3、MgCl2三种固体组成成的混合物溶溶于足量水中中，有0.58g白色色难溶物析出出，向所得溶溶液中逐滴加加入0.5mol·L－1的盐酸，加入入盐酸的体积积和生成沉淀淀的质量如图图所示。(1)混合物物中NaOH的质量是g；AlCl3的质量是g；MgCl2的质量为g。(2)C点表表示盐酸加入入的体积为mL。2.61.3350.95130思路分析：分析图象中A、B、C、、D点的意义义；D→A点点表示先加10mLHCl是中中和原来过量量的NaOH；A→B表示加入20mL盐盐酸与NaAlO2反应，使之全全部转化成Al(OH)3沉淀；；B点点表示示沉淀淀最大大值。。且为为Mg(OH)2和Al(OH)3沉淀的的混合合物；；B→C表示加加入盐盐酸使使两沉沉淀完完全溶溶解。。再进进行计计算。。误区警警示图象题题应注注意起起点、、折点点、终终点、、线段段所表表示的的意义义。方法支支持图象分分析应应重点点抓住住图象象的““四点点”，，即原原点(起点点)、、交点点、转转折点点、终终点，，再结结合有有关化化学原原理综综合分分析，，确定定正确确答案案1．(5分分)(2010··常州州质检检)下列关关于金金属元元素特特征的的叙述述正确确的是是()①金属属元素素的原原子只只有还还原性性，离离子只只有氧氧化性性②②金属属元素素在化化合物物中一般般显正正价③③金金属性性越强强的元元素相相应的的离子子氧化化性越越弱④④金金属元元素只有有金属属性，，没有有非金金属性性⑤⑤价电电子越越多的的金属属原子子金属属性越越强⑥离子子化合合物一一定含含金属属元素素A．①①②③③B．．②③③C．．①⑤⑤⑥D．全全部解析：：变价金金属元元素中中较低低价态态的金金属阳阳离子子既有有氧化化性又又有还还原性性，如如Fe2＋，故①①错；；在元元素周周期表表中位位于金金属元元素与与非金金属元元素分分界线线下附附近的金金属元元素往往往表表现出出一定定的非非金属属性，，如Al，，故④④错；；比较较Mg和Al的的价电子子数可可知⑤⑤错；；铵盐盐属于于离子子化合合物但但不含含金属属元素素，故故⑥错错。答案：：B2．(5分分)下下列有有关金金属铝铝及其其化合合物的的叙述述正确确的是是()A．铝铝在常常温下下不能能与氧氧气反反应B．铝铝不能能与氯氯气反反应C．铝铝既能能溶于于酸，，又能能溶于于碱D．．氧化化铝只只能与与酸反反应，，不能能与碱碱反应应解析：：在常温温下铝铝与氧氧气作作用生生成致致密的的氧化化膜，，铝与与氯气气反应生生成AlCl3；Al2O3属两性性氧化化物，，可与与酸、、碱反反应。。答案：C3．(5分分)(2010·聊城模模拟)等体积、等等物质的量量浓度的硫硫酸、氢氧氧化钠溶液分别别放在甲、、乙两烧杯杯中，各加加等质量的的铝，生成成氢气的体体积比为5∶∶6，则甲甲、乙两烧烧杯中的反反应情况可可能分别是是()A．甲、乙乙中都是铝铝过量B．甲中铝铝过量，乙乙中碱过量量C．甲中酸酸过量，乙乙中铝过量量D．甲甲中酸过量量，乙中碱碱过量解析：某物质的量量的H2SO4(甲)和NaOH(乙)溶液液分别与等等质量的Al反应，生成成的H2体积比即物物质的量之之比为分析数据得得出结论：：甲中Al过量=＝＝mol；乙乙中NaOH过过量(5－4)mol＝＝1mol。答案：B4．(5分分)将一定定质量的Mg和Al的混合物物投入500mL稀硫酸中中，固体全全部溶解并产产生气体。。待反应完完全后，向向所得溶液液中加入NaOH溶溶液，生生成沉淀的的物质的量量与加入NaO