高三化学第一轮复习教学案 元素及其化合物镁、铝 人教版

1、江苏省高三化学第一轮复习教学案 元素及其化合物镁、铝考纲要求：1掌握镁、铝的重要物理性质和化学性质及重要用途2掌握Mg、Al重要化合物的性质及相互转化复习内容：（一）Mg、Al性质的相似性和差异性Mg和Al属于同周期相邻的两种金属元素，是第A、A族析重要代表元素。它们具有强的还原性，但Al正处在周期表中金属与非金属分界线旁，因而Al具有特殊性质。关于Mg、Al的物理学性质差异可从金属键的强弱分析入手。镁铝合金的特点是质轻而更度和强度都较大，且Mg、Al在常温下即可被空气中O2氧化，生成致密氧化物保护膜，具有一定的抗腐蚀性，因而它们具有广泛的用途。比较镁和铝物理性质光泽 密度MgAl银白色 轻金

2、属原子或离半径金属键能溶、沸点硬度化学性质露置于空气点燃 常温被氧化形成致密保护膜，具有一定抗腐蚀性常温很快被氧化形成致密保护膜，抗蚀性能强于镁燃烧（与O2反应条件及现象）2Mg+O2 2MgO点燃 空气中能点燃发出耀眼强光4Al+3O2=2Al2O3高温 在纯氧或高温下点燃也可发出强光与氧化物反应（置换）点燃 2Mg+CO2 2MgO+C+Q2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe+Q （铝热反应）与其它非金属反应 3Mg+N2 Mg3N22Al+3S Al2S3 （干法）与H2O反应Mg+2H2O(沸) Mg(OH)2+H22Al+6H2O(沸) 2Al(OH)3+3H2与非氧化性酸反应Mg

3、+2H+=Mg2+H22Al+6H+=2Al3+3H2与强氧化性酸反应能反应，无H2放出常温 被浓H2SO4、浓HNO3钝化与强碱液反应不反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO3+3H2存 在 光卤石（KClMgCl26H2O）HCl Ca(OH)2 菱镁矿MgCO3电解 铝土矿 Al(OH)3 Al2O3 Al冶 炼电解 海水 Mg(OH)2 MgCl2 Mg制合金、飞机、汽车、轮船部件、导线、日用品用 途制合金、飞机、汽车部件、烟火、照明弹等注意： O2 N2 CO2 1镁在空气中燃烧所得产物质种类电解 MgOMg Mg3N2 MgO+e想一想：为什么镁在空气中燃烧产生主要为MgO

4、？2比较Mg分别在O2、N2、CO2中燃烧所得产物质量的大小（1）等物质的量的Mg分别在足量的气体中燃烧 Mg O2 MgO1mol 40gMg N2 Mg3N2 产物质量大小顺序： 1mol g MgCO2 MgO+C 1mol 46g（2）等物质的量的气体与足量Mg反应O2 2MgO 1mol 80g 产物质量大小顺序N2 Mg3N2 1mol 100gCO2 2MgO+C3Al与NaOH溶液反应的电子转移情况。常见的错误有：6e 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2其实该反应的氧化剂只有水。为什么？从Al与NaOH溶液反应本质分析：2Al+6H2O = 2Al(OH)3+

5、3H2 2Al(OH)3+2NaOH=2NaAlO2+4H2O 6e +得 2Al+2NaOH+6H2O=2NaAlO2+3H2+4H2O其中NaOH所起的作用：上述反应通常条件是微弱的，但NaOH溶液能溶解Al(OH)3促使反应程度增大。故NaOH仅表现碱性。4铝热反应高温 （1）定义：Al+MxOy M+Al2O3 + 放出大量热 铝热剂 引发反应发生 特点 使高熔点金属熔化（2）原因： Al的强还原性Al的亲氧性强（3）应用： 冶炼高熔点金属（如Fe、Cr、V、Mn等）焊接金属。 （二）铝、硅的相似性铝、硅虽然不属于同主族，但因们于阶梯玫的两侧，故Al和Si及其人经合物的化学性质有许多相

6、似之外，被称为“孪生兄妹”现对其单质、氧化物及其水化物比较如下：单质高温 Al高温 Si与O2反应点燃 4Al+3O2 2Al2O3 Si+O2 SiO2与Cl2反应高温 2Al+3Cl2 2AlCl3高温 Si+2Cl SiCl4与氧化物反应2Al+Fe2O3 Al2O3+2FeSi+2FeO 2Fe+SiO2与酸反应2Al+6HF=2AlF3+3H2Si+4HF=SiF4+H2与碱液反应2Al+2H2+2NaOH=2NaAlO2+3H2Si+2H2O+2NaOH=Na2SiO3+2H2氧化物Al2O3SiO2与碱液反应Al2O3+2OH=2AlO2+H2OSiO2+2OH=SiO32+H2

7、O与酸液反应高温 Al2O3+6HCl=2AlCl3+H2O高温 SiO2+4HF=SiF4+2H2O与碱性氧化物反应Al2O3+CaO Ca(AlO2)2SiO2+CaO CaSiO3氧化物对应水化物 Al(OH)3 H2SiO3受热分解2Al(OH)3 Al2O3+3H2OH2SiO3 SiO2+H2O与酸反应Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O不反应与碱反应Al(OH)3+OH=AlO2+2H2OH2SiO3+2OH=SiO32+2H2O含氧酸盐NaAlO2Na2SiO3与强酸反应AlO2+H+H2O=Al(OH)3SiO32+2H+=H2SiO3与弱酸反应AlO2+CO2+2H2O

8、=Al(OH)33+HCO32AlO2+CO2+3H2O=2Al(OH)33+CO32SiO32+2CO2+H2O=H2SiO3+2HCO3SIo32+CO2+2H2O=H2SiO3+CO32水解呈碱性AlO2+3H2O Al(OH)3+OHSiO32+2H2O H2SiO3+2OH双水解反应AlO2+NH4+H2O=Al(OH)3+NH3SiO32+2NH4+=H2SiO3+2NH3 （三）Mg、Al及其化合物间的转化1Mg元素2Al元素注意（1）Al(OH)3为何既能与酸又能与强碱液反应？这是因为Al(OH)3在水中同时存在两种电充平衡： AlO2+H+H2O Al(OH)3 Al3+3O

9、H 酸式电离 碱式电离 促进 促进抑制 只能存在于中 抑制H+ 性或弱酸性或 OH弱碱性环境中（2）注意AlO2、Al(OH)3、Al3+转化条件及所需量的关系，即铝室双三角关系规律：左右物质的量相对称，对应边强弱相呼应（四）制取Al(OH)3的可能途径及最佳选择（1）铝盐与碱液反应OH 过量 OH 适量 Al3+ Al(OH)3 AlO2NH3H2O 过量 NH3H2O 适量 Al3+ Al(OH)3 不溶解 （2）偏铝酸盐与酸反应：H+过量 H+适量 AlO2 Al(OH)3 Al3+CO2 过量 CO2 适量 AlO2 Al(OH)3 不溶解（3）双水解反应：Al3+3AlO2+6H2O

10、=4Al(OH)3当nAl3+：nAlO2+1 ：3时，不用其它试剂即可将Al元素全部转成Al(OH)3沉淀。HCO3 CO32 Cl S2 Al(OH)3+CO2 Al(OH)3+CO2 Al(OH)3+HClO Al(OH)3+H2S H2O Al3+ NH4+ Fe3+ H2O Al(OH)3+NH3 AlO2 Al(OH)3+Fe(OH)3(两种沉淀)思考：如何将a mol AlCl3和b mol NaAlO2 溶液中的Al元素全部合理地转化成Al(OH)2？（提示：注意试剂用量）（五）典型的图像分析及应用以Al元素为核心的图像丰富多彩。析图或作图时不仅要注意加入酸或碱的强弱，而且要注

11、意所加入的量或滴加顺序，正因滴加顺序不同可转产生的现象不同，故可用相互滴加法来临别试剂如 AlCl3 NaAlO2 NaOH HCl若产生沉淀有多种，则应细细分析相关量间的关系。要持别关注沉淀是否同步完全，沉淀物是否溶于所加入的过量试剂中。同时要注意纵生标的物理量意义。对于一些复杂问题可先分解后组合，进行图像的叠加工作。抓住杂些关键点（如最高点，最低点，转折点）和变化趋势，才能较顺利地解决图像问题。现将基本或重要的有关图像归纳如下：（1）含1molAlCl3的溶液中滴加NaOH （2）含1molAlCl3的溶液中通入NH3（3）含1molNaOH的溶液中滴加AlCl3 （4）含1molNH3的

12、氨水滴加AlCl3（5）含1molNaAlO2的溶液中滴加HCl （6）含1molNaAlO3的溶液中通入CO2（7）1molHCl溶液中滴加NaAlO2（8）含各1molMg2+、Al3+混合液中滴加NaOH溶液（9）含各1molMg2+、Al3+、NH4+混合液中滴加NaOH溶液（10）含1molKAl(SO4)2的溶液中滴加Ba(OH)2溶液：A13+Ba(OH)2 Al(OH)3 SO42 Ba(OH)2 BaSO4 Al(OH)3、BaSO4求能同步沉淀完全mol mol mol 当加入molBa(OH)2时生成沉淀 1.0mol 78gBaSO4 1.5mol 349.5g总 2.

13、5mol 427.5g当加入Ba(OH)2 2mol时 Al(OH)3已完全溶解 BaSO4 2mol 总质量466g图像如下：三、典型例析：例1 7.5gMg、Al合金投入到200Ml5molL1的盐酸中，使其完全溶解，然后逐滴加入4molL1NaOH溶液。问当加入NaOH溶液多少mL时产生沉淀的质量最大？解析：要使沉淀质量最大，即Mg(OH)2和Al(OH)3沉淀完全时，此时溶液中酸或碱均不能过量，溶液中溶质仅为NaCl，根据Na+、Cl的来源及守恒原理可知：HCl NaOH NaCl1mol 1mol0.2L5mol/L VL4mol/L即 0.25=V4. V=0.25L=250mL此

14、类方法我们称之为“终态求解法”，抓住某个状态的特征，不追究具体过程。此法可大大简化解题过程。例2现有20g16%的氢氧化钠溶液和20mL 2mol/L的硫酸，若用它们与足量的铝屑反应生成氢氧化铝，理论上最多可生成多少氢氧化铝？NaOH H2SO4 解析：生成氢氧化铝有三个途径：H2SO4 NaOH （1）Al Al2(SO4)3 Al(OH)3H2SO4 （2）Al NaAlO2 Al(OH)3Al(OH)3 NaOH （3）Al Al2(SO4)3 Al NaAlO2通过比较可以确定生成氢氧化铝最多的方法为（3）n(NaOH)=0.08mol n(H2SO4)=0.04MOLNaOH Al

15、NaAlO20.08mol 0.08molH2SO4 Al Al2(SO4)3 Al3+ 0.04mol mol Al3+ + 3AlO2 + 6H2O = 4Al(OH)31mol 3mol 4molmol 0.08mol mol恰好反应mAl(OH)3= mol78g/mol =8.32g答：理论上最多可Al(OH)38.32g四、巩固练习（一）选择：1将下列金属分别放入冷的浓硝酸中，不能继续发生反应的是（ ）A镁 B铝 C铜 D银2下列物质地中，只能由单质直接化合而制得的是（ ）AFeCl3 BCuS CAl2S3 DFeS3自然界的镁、铝主要的存在形式是（ ）A游离态 B化合态 C合金

16、 D氧化态4下列不属于更水的是（ ）A矿泉水 B地下水 C蒸馏水 D海水5主要成分的镁盐的物质是（ ）A冰晶石 B重晶石 C光卤石 D明矾6欲从含少量Al3+的FeCl3溶液中除去Al3+，最好应加入的试剂是（ ）ANaOH溶液和盐酸 B KOH溶液和稀H2SO4C氨水和盐酸 D碳酸铵7为了除去MgCl2酸性溶液中的少量Fe3+，可在加热条件下加入一种试剂，过滤后，再加适量盐酸，这种试剂是（ ）ANH3H2O BNaOH CNa2CO3 DMgCO38在一定量的偏铝酸钠溶液中，加入下列哪一种溶液可使获得的沉淀量最大（ ）AAlCl3 BHCl CCO2 DNaHSO49镁、铝都是较活泼的金属，

17、下列描述正确的是（ ）A镁的硬度比铝稍大，熔沸点都比铝高B镁、铝都能跟稀盐酸、稀硫酸、强碱反应C镁在点燃条件下可以跟二氧化碳起反应，铝在一定条件下可以跟氧化铁发生氧化-还原反应D铝热剂是镁条、铝粉和氧化铁的混合物10在下列物质的水溶液中，加入稀H2SO4或AlCl3溶液时，都会有沉淀生成的是（ ）ABaCl2 BBa(OH)2 CNa2CO3 DNaAlO211镁粉在焰火、闪光粉中是不可少的原料，工业制造镁粉是将镁蒸气在气体中冷却，下列可作为冷却气体的是（ ）（1）空气 （2）CO2 （3）Ar （4）H2 （5）N2A（1）（2） B（2）（3） C（3）（4） D（4）（5）12把等质量的

18、金属镁分别放在（1）纯氧气中（2）空气中 （3）二氧化碳气体中，充分燃烧得到固体物质的总质量依次分别是W1、W2、W3，三者的大小关系是（ ）A无法判断 BW1一定小于W3 CW3一定大于W2 DW1等于W313将5克某金属加入100毫升4摩/升的硫酸溶液中，当硫酸浓度降到原浓度的一半时（设溶液体积不变），金属还没有全部溶解，该金属可能是（ ）A铝 B锌 C铁 D镁14现有Al(OH)3和Mg(OH)2的混合物，欲使Mg(OH)2溶解，Al(OH)3不溶解，可加入的物质是（ ）A(NH4)2SO4饱和溶液 BNaOH溶液 C盐酸 D氨水15把0.1mol铝投入到100mL 3mol/L的NaO

19、H溶液中充分反应后，再滴入1mol/L的H2SO4溶液120mL，其结果是（ ）A溶液的pH值7 B得到澄清透明溶液C沉淀未能完全溶解 D先有白色沉淀生成，后逐渐溶解16向明矾溶液里滴入Ba(OH)2溶液，当SO42沉淀完全时，铝元素的存在形式是（ ）A一部分为Al(OH)3沉淀，一部分以Al3+形式存在于溶液中B一部分为Al(OH)3沉淀，一部分以AlO2形式存在于溶液中C全部为Al(OH)3沉淀D几乎全部以AlO2形式存在于溶液中17既能跟明矾溶液反应，又能跟适量NH4HSO4溶液反应生成白色沉淀的是（ ）A FeCl3溶液 BNaHCO3溶液 CKalO2溶液 DBa(OH)2溶液18冶

20、金工业上常用电解熔融MgCl2而不用电解MgO的方法制取镁，其原因是（ ）A熔融的MgO不导电 BMgO分子间作用力很大CMgO熔点高 DMgO属原子晶体19将物质的量都为amol的Na和Al一同放入mg足量水中，所得溶液的密度为dg/cm3，则此溶液的物质的量浓度为（ ）Amol/L B mol/LCmol/L Dmol/L20现有20mLMgCl2和AlCl3的混合溶液，其中Mg2+=0.2mol/L、Cl=1.3mol/L.要使Mg2+转化成Mg(OH)2并使Mg2+、Al3+分离开来，至少需要4mol/L NaOH溶液（ ）A140mL B120mL C100mL D80mL二、填空题

21、21在水溶液中铝元素可以_或_两种离子存在，若以_离子存在水pH值必小于7，若以_离子存在于水溶液中，pH值必大于7，将分别含有上述离子的两种溶液混和时，析出白色沉淀物，发生反应的离子方程式是_。22有阳离子Al3+、Na+、Mg2+、Ba2+和阴离子CO32、AlO2、Cl、OH相互形成化合物A、B、C、D、E。试根据其主要性质填写下列分子式。并按要求写出有关离子方程式。（1）A可由明矾和氨水反应而制得。A_，离子方程式_。（2）B微溶于水，可溶于稀H2SO4，而生成无色澄清溶液，且放出气体。B_，离子方程式_。（3）C的水溶液的PH值大于7，通入过量CO2气体可产生沉淀。C_，离子方程式_

22、。（4）D的水溶液的PH值小于7，与C溶液混和只产生一种沉淀。D_，离子方程式_。（5）E的水溶液的PH值大于7，与D溶液混和产生白色沉淀和气体。E_，离子方程式_。23下图分别表示向I中的溶液逐渐加入（或通入）中的试剂的物质的量（横坐标）与产生沉淀的量（纵坐标）之间的关系。溶液：A饱和和石灰水B 氯化铝溶液C 偏铝酸钠溶液D 酸化的氯化铝、氯化镁溶液E 氢氧化钠溶液溶液：a氢氧化钠溶液 b稀盐酸 c氨水 d二氧化碳 e氯化铝溶液试将图号对应的溶液标号填入下表（注意：答案不能重复）图号（1）（2）（3）（4）（5）答案24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10mol/