高考化学 第四章 镁、铝及其重要化合物 鲁科版

镁、铝及其重要化合物栏目索引栏目索引考点一考点一 镁、铝的性质及应用镁、铝的性质及应用考点二考点二 铝的重要化合物铝的重要化合物 氧化铝和氢氧化铝氧化铝和氢氧化铝 考点三考点三 用数形结合思想理解用数形结合思想理解 Al Al3 3、Al(OH)Al(OH)3 3、AlOAlO2 2- -之间的转化之间的转化 课堂小结课堂小结 真题巧妙发掘真题巧妙发掘2 2化学性质化学性质写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：考点一考点一 铝的性质及应用铝的性质及应用【知识梳理知识梳理】1 1物理性质物理性质 铝是银白色、具有金属光泽的固体，硬度较小，具有良铝是银白色、具有金属光泽的固体，硬度较小，具有良好的导电性、导热性和延展性。好的导电性、导热性和延展性。 结束放映结束放映返回导航页返回导航页结束放映结束放映返回导航页返回导航页1 1判断正误判断正误( (正确的打正确的打“”“”，错误的打，错误的打“”)”)(1)(1)铝在自然界中有游离态和化合态两种形式铝在自然界中有游离态和化合态两种形式 ( () )(2)Mg(2)Mg、AlAl在空气中性质稳定，因而都具有很强的在空气中性质稳定，因而都具有很强的抗腐蚀性抗腐蚀性( () )(3)MgO(3)MgO与与AlAl粉的混合物也可称为铝热剂粉的混合物也可称为铝热剂 ( () )(4)Mg(4)Mg是活泼金属，而是活泼金属，而AlAl是两性金属是两性金属( () ) 2 2依据依据MgMg、AlAl单质的性质，思考回答下列问题。单质的性质，思考回答下列问题。 (1)(1)铝的化学性质活泼，为什么日常生活中广泛使铝的化学性质活泼，为什么日常生活中广泛使用的铝制品通常具有较好的抗腐蚀性能？用的铝制品通常具有较好的抗腐蚀性能？(2)Al(2)Al既能溶于强酸，又能溶于强碱，所以说既能溶于强酸，又能溶于强碱，所以说“AlAl既有金属性，又有非金属性既有金属性，又有非金属性”你认为这种说法是否你认为这种说法是否恰当？为什么？恰当？为什么？(3)(3)铝与氢氧化钠溶液反应时，反应机理如何？请铝与氢氧化钠溶液反应时，反应机理如何？请用单线桥标出电子转移的方向与数目。用单线桥标出电子转移的方向与数目。(4)(4)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得溶液反应，所得H H2 2的体积之比是多少？为什么？的体积之比是多少？为什么？提示：提示：(1)(1)铝在常温下迅速被氧气氧化，形成一层致铝在常温下迅速被氧气氧化，形成一层致密的氧化膜，保护铝不再被氧化，因而铝制品通常密的氧化膜，保护铝不再被氧化，因而铝制品通常具有较强的抗腐蚀性能。具有较强的抗腐蚀性能。提示：提示：(2)(2)不恰当。金属性是指元素原子失电子的能力不恰当。金属性是指元素原子失电子的能力，非金属性是指元素的原子得电子的能力。铝不论是，非金属性是指元素的原子得电子的能力。铝不论是与酸反应还是与碱反应，都是失去与酸反应还是与碱反应，都是失去3e3e，化合价升高，化合价升高为为3 3价，均是还原剂，因而铝具有较强的金属性。价，均是还原剂，因而铝具有较强的金属性。提示：提示：(4)11(4)11(或相等或相等) )；根据化学方程式：；根据化学方程式：2Al2Al6HCl=2AlCl6HCl=2AlCl3 33H3H2 2、2Al2Al2NaOH2NaOH2H2H2 2O=2NaAlOO=2NaAlO2 23H3H2 2得得AlAl与与H H2 2的关系式均为的关系式均为2Al2Al3H3H2 2，故只要参加，故只要参加反应的反应的AlAl相等，所得相等，所得H H2 2必相等。必相等。1 1镁、铝单质的化学性质以相似为主，但也存在某镁、铝单质的化学性质以相似为主，但也存在某些重大差异性，下列物质：些重大差异性，下列物质：COCO2 2 盐酸盐酸 NaOHNaOH溶溶液水。能用于证明二者存在较大差异性的是液水。能用于证明二者存在较大差异性的是( () ) A AB B C C D D2 2将等物质的量的镁和铝混合，取等质量该混合物将等物质的量的镁和铝混合，取等质量该混合物四份，分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放四份，分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是出氢气最多的是( () ) A A3 3 molLmolL1 1 HClHCl B B4 4 molLmolL1 1 HNO HNO3 3 C C8 8 molLmolL1 1 NaOHNaOH D D18 18 molLmolL1 1 H H2 2SOSO4 4题组一对比掌握镁、铝的性质题组一对比掌握镁、铝的性质C CA A 题组二镁、铝与酸题组二镁、铝与酸( (或碱或碱) )反应的定量计算反应的定量计算3 3镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积应，产生气体的体积( (V V) )与时间与时间( (t t) )关系如图。反应关系如图。反应中镁和铝的中镁和铝的( () )A A物质的量之比为物质的量之比为3232B B质量之比为质量之比为3232C C摩尔质量之比为摩尔质量之比为2323D D反应速率之比为反应速率之比为2323解析：由关系式：解析：由关系式：MgMgH H2 2,2Al,2Al3H3H2 2，可知产生等，可知产生等量量H H2 2时，消耗时，消耗MgMg、AlAl的物质的量之比为的物质的量之比为3232，故，故A A项项正确。二者质量之比为正确。二者质量之比为4343，摩尔质量之比为，摩尔质量之比为242724278989，反应速率之比为，反应速率之比为3232。A A解析：解析：MgMg、AlAl失去电子变为离子，离子再结合失去电子变为离子，离子再结合OHOH生成沉淀，则镁铝合金与盐酸生成沉淀，则镁铝合金与盐酸反应转移电子的物质的量等于其生成沉淀时结合的反应转移电子的物质的量等于其生成沉淀时结合的OHOH的物质的量，沉淀量最大时的物质的量，沉淀量最大时得到得到Mg(OH)Mg(OH)2 2和和Al(OH)Al(OH)3 3的混合物，则的混合物，则m m(OH(OH) )( (a a1.7)g1.7)ga a g g1.7 g1.7 g，n n(OH(OH) )0.1 mol0.1 mol，电子转移总数是，电子转移总数是0.10.1N NA A，A A、B B正确；正确；沉淀量最大时，溶液中沉淀量最大时，溶液中n n(Na(Na) )n n(Cl(Cl) )，此时，此时HClHCl和氢氧化钠的物质的量相和氢氧化钠的物质的量相等，即等，即2 2x xy y，C C错；电子转移总数是错；电子转移总数是0.10.1N NA A，若金属全部是镁，则镁的质量，若金属全部是镁，则镁的质量是是1.2 g 1.2 g ，若金属全部是铝，则铝的质量是，若金属全部是铝，则铝的质量是0.9 g0.9 g，D D对。对。 C C 考点二铝的重要化合物考点二铝的重要化合物氧化铝和氢氧化铝氧化铝和氢氧化铝【知识梳理知识梳理】1 1氧化铝氧化铝(1)(1)物理性质：物理性质：白白色固体，色固体，难难溶于水，有很高的熔点。溶于水，有很高的熔点。(2)(2)化学性质化学性质AlAl2 2O O3 3+6HCl=2AlCl+6HCl=2AlCl3 3+3H+3H2 2O OAlAl2 2O O3 3+2NaOH=2NaAlO+2NaOH=2NaAlO2 2+H+H2 2O O与与NaOHNaOH反应反应与与HClHCl反应反应两性氧化物两性氧化物2 2氢氧化铝氢氧化铝(1)(1)物理性质物理性质白白色胶状不溶于水的固体，有较强的色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附吸附性。性。(2)(2)化学性质化学性质写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：Al(OH)Al(OH)3 33H3H=Al=Al3 33H3H2 2O O；Al(OH)Al(OH)3 3OHOH=AlO=AlO2 2- -2H2H2 2O O；2Al(OH)2Al(OH)3V3V AlAl2 2O O3 33H3H2 2O O。=【思考与探究思考与探究】3 3明矾净水原理明矾净水原理明矾的化学式为明矾的化学式为 _，其净水的原理涉及，其净水的原理涉及到的离子方程式表示为：到的离子方程式表示为：_。KAl(SOKAl(SO4 4) )2 212H12H2 2O O AlAl3 33H3H2 2O Al(OH)O Al(OH)3 3( (胶体胶体) )3H3H =1 1在做铝的燃烧实验时，用坩埚钳夹住一小块在做铝的燃烧实验时，用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热至其熔化，会看到的现象是铝箔，在酒精灯上加热至其熔化，会看到的现象是铝箔熔化，失去光泽，但熔化的铝并不滴落。原因铝箔熔化，失去光泽，但熔化的铝并不滴落。原因是是_。2 2中学学习阶段接触到许多既能与酸反应又能中学学习阶段接触到许多既能与酸反应又能与碱反应的物质，除了与碱反应的物质，除了AlAl及其重要化合物外，你还及其重要化合物外，你还知道哪些？知道哪些？铝箔加热时与铝箔加热时与O O2 2发生反应生成熔点很高的发生反应生成熔点很高的AlAl2 2O O3 3薄膜，薄膜，使内部的铝被使内部的铝被AlAl2 2O O3 3包裹着，所以熔化的铝不易滴下包裹着，所以熔化的铝不易滴下 弱酸的铵盐，如弱酸的铵盐，如NHNH4 4HCOHCO3 3、CHCH3 3COONHCOONH4 4、(NH(NH4 4) )2 2S S等；弱酸的酸式盐，如：等；弱酸的酸式盐，如：NaHCONaHCO3 3、KHSKHS、NaHSONaHSO3 3；氨基酸。；氨基酸。3 3明矾的净水作用与液氯对自来水的消毒作用原明矾的净水作用与液氯对自来水的消毒作用原理是否相同？理是否相同？4 4如何分离如何分离AlAl2 2O O3 3和和FeFe2 2O O3 3的混合物？的混合物？( (用示意图回用示意图回答答) )不同。明矾净水只能除去水中的悬浮杂质，不能杀菌不同。明矾净水只能除去水中的悬浮杂质，不能杀菌消毒，而液氯只能杀菌消毒，不能沉淀悬浮的杂质消毒，而液氯只能杀菌消毒，不能沉淀悬浮的杂质题组一题组一AlAl2 2O O3 3、Al(OH)Al(OH)3 3的两性的两性1 1某氧化物某氧化物X X难溶于水，能与烧碱反应，生成易难溶于水，能与烧碱反应，生成易溶于水的化合物溶于水的化合物Y Y，将少量，将少量Y Y溶液滴入盐酸中无沉淀溶液滴入盐酸中无沉淀生成，则生成，则X X是是( () ) A ASiOSiO2 2B BAlAl2 2O O3 3 C CMgOMgOD DCuOCuO2 2向下列物质的水溶液中滴加少量向下列物质的水溶液中滴加少量MgClMgCl2 2溶液或溶液或AlClAlCl3 3溶液，均有白色沉淀生成的是溶液，均有白色沉淀生成的是( () ) A ABaClBaCl2 2 B BFeClFeCl3 3 C CNaNa2 2COCO3 3 D DNaOHNaOHB BC C题组二探究制取题组二探究制取Al(OH)Al(OH)3 3的最佳途径的最佳途径3 3甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备Al(OH)Al(OH)3 3。规定必用的药品如下：规定必用的药品如下：350 g 70% H350 g 70% H2 2SOSO4 4溶液、溶液、NaOHNaOH固体固体240 g240 g、足量铝屑、水、足量铝屑、水( (不能用其他药品不能用其他药品) )。 甲、乙、丙用各自设计的方案制得甲、乙、丙用各自设计的方案制得Al(OH)Al(OH)3 3的质的质量分别是量分别是W W1 1、W W2 2、W W3 3。三种实验方案如下：。三种实验方案如下：(1)(1)从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素分析，实验方案最合理的是分析，实验方案最合理的是_。(2)(2)三位学生制得的三位学生制得的Al(OH)Al(OH)3 3，W W1 1、W W2 2、W W3 3其质量由其质量由大到小的顺序是大到小的顺序是_。(3)(3)制得制得Al(OH)Al(OH)3 3的最大质量是的最大质量是_。丙丙 W W3 3WW1 1WW2 2 520 g520 g 考点三用数形结合思想理解考点三用数形结合思想理解 Al Al3 3、Al(OH)Al(OH)3 3、AlOAlO2 2- -之间的转化之间的转化【知识梳理知识梳理】 题组一题组一AlAl3 3、Al(OH)Al(OH)3 3、AlOAlO2 2- -转化的图象题转化的图象题1.1.向一定量的向一定量的NaOHNaOH溶液中逐滴加溶液中逐滴加入入AlClAlCl3 3溶液，生成沉淀溶液，生成沉淀Al(OH)Al(OH)3 3的量随的量随AlClAlCl3 3加入量的变化关系如加入量的变化关系如图所示。则下列离子组在对应的图所示。则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是溶液中一定能大量共存的是( () )B B B B 题组二题组二AlAl3 3、Al(OH)Al(OH)3 3、AlOAlO2 2- -转化的计算转化的计算解析：解析：解法一：把该题的信息转化为图象，用图象法求解法一：把该题的信息转化为图象，用图象法求解，如图所示：解，如图所示：当生成沉淀当生成沉淀0.01 mol0.01 mol时需时需NaOHNaOH 0.03 mol 0.03 mol或或0.11 mol0.11 mol，显然，显然B B项符合题意。项符合题意。B B 4 4现有现有AlClAlCl3 3和和MgSOMgSO4 4混合溶混合溶液，向其中不断加入液，向其中不断加入NaOHNaOH溶溶液，得到沉淀的量与加入液，得到沉淀的量与加入NaOHNaOH溶液的体积如下图所示溶液的体积如下图所示，原溶液中，原溶液中ClCl与与SOSO4 42-2-的物质的物质的量之比为的量之比为( () ) A A13 B13 B23 C23 C61 D61 D3131C C 题组三从铝土矿中提炼铝题组三从铝土矿中提炼铝解析：反应后的体系中含有固体二氧化硅，需要解析：反应后的体系中含有固体二氧化硅，需要过滤除去，反应后的体系中有氢氧化铁沉淀，需过滤除去，反应后的体系中有氢氧化铁沉淀，需要过滤除去，要过滤除去，A A正确；正确；C C a a、b b中中AlAl元素分别以元素分别以AlClAlCl3 3和和NaAlONaAlO2 2形式存在，其中铝形式存在，其中铝的化合价都是的化合价都是3 3价，价，B B正确；由正确；由NaAlONaAlO2 2制备制备Al(OH)Al(OH)3 3需需要通入过量要通入过量COCO2 2，C C错误；错误；由由Al(OH)Al(OH)3 3制备制备AlAl2 2O O3 3，加热即可，加热即可，D D正确。正确。C C 从铝土矿中提取从铝土矿中提取AlAl2 2O O3 3的方法的方法【高考还可以这样考高考还可以这样考】(1)(1)写出反应写出反应1 1的化学方程式为的化学方程式为_ _ _。 (2) (2)滤液滤液中含有中含有NaAlONaAlO2 2，通入气体，通入气体A A后得到后得到Al(OH)Al(OH)3 3沉淀。气体沉淀。气体A A是是_。 Al Al2 2O O3 32NaOH2NaOH=2NaAlO=2NaAlO2 2H H2 2O O、SiOSiO2 22NaOH=Na2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3H H2 2O OCOCO2 2【高考还可以这样考高考还可以这样考】(3)(3)往往NaAlONaAlO2 2溶液中通入过量溶液中通入过量COCO2 2时得到的盐是时得到的盐是NaNa2 2COCO3 3还是还是NaHCONaHCO3 3？_反应的离子方程式为反应的离子方程式为_。(4)(4)反应之中能否用盐酸代替气体反应之中能否用盐酸代替气体A A？_._.若使若使用过量盐酸，则反应的离子方程式为用过量盐酸，则反应的离子方程式为_。(5)(5)煅烧煅烧B B的化学方程式为的化学方程式为_。(6)(6)铝在生产生活中的用途非常广泛，请列举一例并铝在生产生活中的用途非常广泛，请列举一例并说明利用了铝的何种性质？说明利用了铝的何种性质？_ _。 铝的用途广泛，如：用铝的用途广泛，如：用铝合金可以制造飞机、汽车等铝合金可以制造飞机、汽车等( (利用铝的密度小利用铝的密度小) )；可；可以制导线以制导线( (利用铝的导电性利用铝的导电性) )；可以制炊具；可以制炊具( (利用铝的利用铝的导热性导热性) )；可以冶炼难熔金属；可以冶炼难熔金属( (利用铝的还原性利用铝的还原性) )等等NaHCONaHCO3 3AlOAlO2 2- -COCO2 22H2H2 2O=Al(OH)O=Al(OH)3 3HCOHCO3 3- -不能不能AlOAlO2 2- -4H4H=Al=Al3 32H2H2 2O O2Al(OH)2Al(OH)3 3=Al=Al2 2O O3 33H3H2 2O O (7)(7)电解氧化铝制铝的化学方程式为电解氧化铝制铝的化学方程式为_。电解时为什么要加入冰晶石？电解时为什么要加入冰晶石？ _ _。(8)(8)铝锅不宜长时间存放酸性或碱性食物的原因是什铝锅不宜长时间存放酸性或碱性食物的原因是什么？么？_。试分别写出试分别写出AlAl与盐酸、与盐酸、NaOHNaOH溶液反应的离子方程式：溶液反应的离子方程式：_。2Al2Al6H6H=2Al=2Al3 33H3H2 22Al2Al2OH2OH2H2H2 2O=2AlOO=2AlO3H3H2 22Al2Al2 2O O3 3 4Al4Al3O3O2 2由于由于AlAl2 2O O3 3的熔点很高，的熔点很高，直接加热使其熔化需要消耗大量能量，在氧化铝中直接加热使其熔化需要消耗大量能量，在氧化铝中添加冰晶石添加冰晶石(Na(Na3 3AlFAlF6 6) )，能使氧化铝熔化温度降低，能使氧化铝熔化温度降低，从而减少了电解过程中能量的消耗从而减少了电解过程中能量的消耗铝锅表面的氧化物膜及铝均能与酸、碱反应而被腐蚀铝锅表面的氧化物膜及铝均能与酸、碱反应而被腐蚀