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第2讲 镁、铝及其重要化合物,【2019备考】 最新考纲：1.了解镁、铝及其重要化合物的制备方法。2.掌握镁、铝的主要性质及其应用。3.掌握镁、铝的重要化合物的主要性质及其应用。,考点一 镁及其重要化合物的性质及海水提镁 (频数： 难度：),1.镁的性质,(2)化学性质：,Mg2H=Mg2H2,镁也可在氮气中燃烧，生成氮化镁(Mg3N2)，氮化镁能与水剧烈反应生成Mg(OH)2沉淀并放出氨气。,2.海水提镁,Mg22OH=Mg(OH)2,Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O,由MgCl26H2O到无水MgCl2，必须在HCl气流中加热，以防MgCl2水解。 因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应，故工业电解MgCl2得到的镁，应在H2氛围中冷却。,3.用途,生产合金，冶金工业上用作还原剂和脱氧剂。,4.镁的重要化合物,1.教材图解,(LK必修1P99)图349 金属镁在二氧化碳中燃烧的实验,(1)Mg在CO2气体中燃烧的现象 _。 (2)判断下列对该反应的说法是否正确 在该反应条件下，Mg的还原性强于C的还原性( ) 该反应中化学能全部转化为热能( ) C元素的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体( ) Mg、MgO中镁元素微粒的半径：r(Mg2)r(Mg)( ) 答案 (1)镁剧烈燃烧，发生强烈的白光，同时生成白色固体和黑色颗粒状固体 (2) ,2.(RJ必修1P623改编)在MgCl2溶液中滴加少量NaOH溶液，现象为_，继续加入过量NaOH溶液，现象为_，涉及到的离子方程式为_。,答案 有白色沉淀生成 沉淀不溶解 Mg22OH=Mg(OH)2,探源：本考题源于教材LK必修1 P98“交流研讨”及其拓展，对镁及其化合物的性质进行考查。,题组一 镁及其重要化合物的性质、用途 1.基础知识判断，正确的打“”错误的打“”,(1)镁制容器可盛装热的浓硫酸( ) (2)镁的金属性比铝的金属性强( ) (3)氢氧化镁能溶于过量氨水( ) (4)镁在空气中燃烧生成的固体只有MgO( ) (5)镁在空气中燃烧发出耀眼白光，可用作照明弹( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5),2.某同学通过系列实验探讨Mg及其化合物的性质，下列说法正确的是( ),A.将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁片于其中探讨Mg的活泼性 B.将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成 C.将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀 D.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 解析 浓H2SO4稀释时应将浓H2SO4加到水中，A错误；过滤时用玻璃棒引流，C错误；由于MgCl2水解，故加热蒸干MgCl2溶液时，得不到MgCl2固体。 答案 B,题组二 海水提镁工艺 3.从海水中提取镁的工艺流程可表示如下：,下列说法不正确的是( ) 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化合、分解和复分解反应 解析 电解MgCl2时阳极产生氯气，阴极产生Mg。 答案 B,4.(1)海水提镁的一段工艺流程如下图：,浓海水的主要成分如下：,该工艺过程中，脱硫阶段主要反应的离子方程式为_，产品2的化学式为_，1 L浓海水最多可得到产品2的质量为_g。 (2)采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁，发生反应的化学方程式为_； 电解时，若有少量水存在会造成产品镁的消耗，写出有关反应的化学方程式_。,【微网构建】 镁及其化合物的转化关系图,考点二 铝的性质及用途 (频数： 难度：),1.铝的原子结构与物理性质,三,A,2.金属铝的化学性质,写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式： _ _ _ (铝热反应),2Al6HCl=2AlCl33H2,钝化,2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2,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发生“钝化”，而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应。 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。,3.铝的制备及用途,(1)制备：电解熔融Al2O3： _。 (2)用途： 纯铝用作导线。 铝合金制备汽车、飞机、生活用品等。,1.教材实验探究,(1)加热铝箔(RJ必修1P48) 将铝箔用酒精灯加热至熔化，观察到的现象为_，原因为_。 (2)铝热反应(LK必修1P116) 实验原理：_。,实验装置：铝粉还原氧化铁的实验装置如图所示。,实验现象：_。 镁条、氯酸钾的作用：_。 应用：_。,2.(RJ必修1P533改编)下列说法错误的是( ),A.铝是地壳中含量最多的金属元素 B.在反应中铝易失去3e，其还原性大于钠 C.铝制品表面有一层致密的氧化物薄膜，起保护作用 D.铝是一种比较活泼的金属 答案 B,探源：本考题源于教材RJ必修1 P51“实验34：铝与盐酸和氢氧化钠溶液反应”及其拓展，对铝及化合物和酸、碱的反应特点进行了考查。,题组一 铝的性质、用途判断 1.下列关于铝单质的叙述中正确的是( ),A.由于铝在空气中不会锈蚀，所以铝制品的使用寿命都很长 B.由于铝具有强还原性，所以常用铝来冶炼某些高熔点金属 C.常温下，铝被浓硫酸钝化，所以可用浓硫酸除去铝表面的铜镀层 D.由于铝的导电性能比铜强，所以常用铝制造电线、电缆 解析 铜在加热的条件下才能与浓硫酸反应，加热时浓硫酸能与氧化铝反应；铜的导电性能比铝强。 答案 B,2.下列由实验现象得出正确结论的是( ),解析 金属性的强弱可根据金属与酸反应时金属失电子的能力强弱判断，而不是与碱反应，故A错误；没有滴落表明氧化铝的熔点高，故B错误；氯化铵溶液显酸性，与铝反应时放出氢气，故C错误；氯化铝和氢氧化钠溶液反应先生成氢氧化铝白色沉淀，氢氧化铝再和氢氧化钠溶液反应生成可溶性的偏铝酸钠，故D正确。 答案 D,题组二 铝与酸或碱反应的定量计算 3.(2017保定联考)足量下列物质与等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 解析 设Al为1 mol，1 mol铝与氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2和H2消耗1 mol NaOH；1 mol铝与稀硫酸反应生成Al2(SO4)3和H2消耗1.5 mol H2SO4；1 mol铝与盐酸反应生成AlCl3和H2消耗3 mol HCl；硝酸与金属铝反应不生成氢气，综合以上分析可知反应放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是氢氧化钠溶液，选A。 答案 A,4.甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 molL1的盐酸和NaOH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)12，则加入铝粉的质量为_。( ),A.5.4 g B.3.6 g C.2.7 g D.1.8 g 解析 其反应原理分别为2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。可见当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多时，产生H2的体积比是13，而题设条件体积比为12，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于NaOH来说是不足的。,则Al与NaOH反应生成的H2为0.15 mol20.3 mol。,即投入的铝粉为5.4 g。 答案 A,【归纳总结】 铝与酸或碱反应生成H2的量的关系,考点三 铝的重要化合物 (频数： 难度：),1.氧化铝,4Al3O2,2.氢氧化铝,反应的化学方程式分别为： _； _； _。 (3)制备 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_ _。 NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：离子方程式为_。,Al(OH)33H=Al33H2O,Al(OH)3具有两性，能溶于强酸(如盐酸)、强碱(如NaOH溶液)，但不溶于弱酸(如H2CO3)、弱碱溶液(如氨水)。 既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应的物质有Al、Al2O3、Al(OH)3，多元弱酸的酸式盐(如NaHCO3、KHS、KHSO3、NaH2PO4等)及弱碱弱酸盐(如CH3COONH4等)。,3.常见的铝盐,(1)复盐：两种不同的金属离子(或金属离子或铵根)和一种酸根离子组成的盐。 (2)明矾净水 明矾的化学式：_， 净水原理涉及的离子方程式： _。,KAl(SO4)212H2O,1.教材基础知识判断,答案 (1) (2) (3) (4) (5),2.(RJ必修1P636改编)向下列物质的水溶液中滴加少量MgCl2溶液或AlCl3溶液，均有白色沉淀生成的是( ),A.BaCl2 B.FeCl3 C.Na2CO3 D.NaOH 答案 C,3.(溯源题)(福建理综)从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下：,探源：本高考题组源于RJ必修1 P57“铝的重要化合物”知识拓展，对陌生铝的化合物的反应特点进行了考查。,题组一 铝的重要化合物的性质、用途及转化 1.下列有关说法不正确的是( ),A.Al(OH)3在用于治疗胃酸过多类疾病时表现出弱碱性 B.明矾溶于水后可得到少量的有强吸附性的Al(OH)3胶体，故明矾可作净水剂 C.Al(OH)3可用于中和馒头制作过程(如发酵阶段)中产生的酸 D.Al2O3可用于制作耐火材料而Al(OH)3不能,解析 治疗胃酸过多时要消耗胃中的酸，因此Al(OH)3表现出弱碱性，A项正确；Al(OH)3胶体有强吸附性，能吸附水中悬浮的杂质并最终转化为沉淀而使水变澄清，B项正确；馒头制作过程中加小苏打是用于发泡和中和酸的，不用Al(OH)3，C项错误；耐火材料本身应对热稳定且熔点很高，而Al(OH)3受热易分解，D项正确。 答案 C,2.下列说法中错误的是( ),答案 A,3.将0.1 mol明矾溶于水形成100 mL溶液，以下说法正确的是( ),答案 D,题组二 含铝化合物提取工艺 4.工业上用某种氧化铝矿石(含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：,解析 A项，试剂X应为强碱溶液，使Al2O3溶解，A错误；B项，若用强酸代替CO2，强酸过量时，Al(OH)3会溶解，不能保证得到Al(OH)3沉淀，B错误；D项，因Al比Fe活泼，不能用Fe置换Al，D错误。 答案 C,5.(2018安徽江南十校联考)某冶金厂的矿渣含有较多的Al2O3、Fe2O3、MgO、SiO2，现欲进行综合利用以提取氧化铝、氧化镁、氧化铁作为工业原料，其设计的工艺流程如下：,已知：氧化镁与水反应生成氢氧化镁；硅酸的酸性比氢氧化铝强。饱和氯化铵溶液的pH约为5，氢氧化镁开始沉淀至沉淀完全的pH范围：9.012.0。氢氧化铁开始沉淀至沉淀完全的pH范围：2.74.0。 (1)写出过程中氧化铝发生反应的化学方程式：_ _。 (2)过程的名称是_，产品乙的俗名是_。 (3)过程中所用适量的B是一种气体，B是_(填化学式)，过程中所发生的反应的离子方程式为_ _。,解析 矿渣粉碎后与纯碱混合熔融，Al2O3、SiO2分别生成偏铝酸钠、硅酸钠。产品乙是红棕色固体，应是Fe2O3。根据已知信息MgO与水反应生成Mg(OH)2，即残渣甲是Fe2O3和Mg(OH)2的混合物。用饱和氯化铵溶液溶解，Mg(OH)2转化为氯化镁，过滤后与氢氧化钠反应生成Mg(OH)2沉淀，灼烧得到MgO，产品甲是MgO。溶液丙中含有硅酸钠和偏铝酸钠，通入适量CO2，因为硅酸的酸性比Al(OH)3强，则优先生成Al(OH)3沉淀，灼烧得到氧化铝。,【反思归纳】 根据物质类别，分离、提纯铝土矿,试题分析,考查意图：化学是在原子和分子水平上研究物质的组成、结构、性能及物质之间相互转化的学科。当组成物质的原子种类和数量发生变化时，物质发生转化，物质的性质和状态也有明显的变化。本题是一个联系生活实际的考题，废易拉罐是生活中随手可及的物品，作为一种金属(合金)，其具有金属所特有的性质。明矾KAl(SO4)212H2O亦是生活中常见的物质，二者在物质的种类和性质之间有着明显的差别。经过特定的化学反应二者之间可实现合成转化。本题的合成过程中不仅涉及多种物质的性质和反应、还涉及溶液中酸碱的电离平衡、盐类的水解、沉淀溶解平衡等化学原理，进而考查学生对化学基础知识的掌握，提高学生对物质及其性质的认识，锻炼分析思考问题的能力。 本题抽样统计难度系数为0.47。,正确答案：(1)d (2)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 (3)Al(OH)3 Al3水解，使溶液中H浓度增大 (4)20,真题演练,1.(20142017高考选项组合)下列关于铝及其化合物的叙述正确的是( ),答案 D,2.(2015山东理综，10)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( ),A.AlCl3 B.Na2O C.FeCl2 D.SiO2 解析 A项，AlCl3可由Al与Cl2反应制得，将AlCl3加入Ba(HCO3)2溶液中生成CO2 气体和Al(OH)3沉淀，正确；B项，Na2O 加入Ba(HCO3)2溶液中只产生碳酸钡沉淀而没有气体产生，错误；C项，Fe 与Cl2 反应生成FeCl3，错误；D项，SiO2 与Ba(HCO3)2不反应，错误。 答案 A,3.(2017江苏化学，16)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：,注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。,(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_ _。 (2)向“过滤”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH_(填“增大”、“不变”或“减小”)。 (3)“电解”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是_。,(4)“电解”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为_，阴极产生的物质A的化学式为_。,(5)铝粉在1 000 时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是_。,热点说明：高考大纲要求能够通过对实际事物、实验现象、实物、模型、图形的观察，以及对自然界、社会、生产、生活中的化学现象的观察，获取有关的感性知识和印象，并进行初步加工、吸收、有序存储的能力。以及能够将分析解决问题的过程和成果，用正确的化学术语及文字、图表、模型、图形等表达，并做出解释的能力。近年来，在高考化学试题尤其是新课程高考试题中凸现出了一种新的题型动态多变量图像题。此类试题的主要特点是：图像在一个坐标系上有多个变化量，图像较为复杂；图像中隐含信息量大，对学生读图获取信息能力的要求较高；由于多变量的存在，要求学生会多角度、多层面去思考和探究问题，有效的考查了学生综合分析、推理判断能力。,一、常见无机三大类图像 1.Na2CO3、NaHCO3、NaOH及其混合物与盐酸反应的图像,2.铝盐与碱、偏铝酸盐与酸反应的常见图像,3.含不同阳离子的混合盐(或复盐)与碱的反应,二、解答无机图像题思维模板,说明 前两“看”较直观，难度较小。第三“看”难度大些，只有在正确书写出变化过程中的反应方程式并理清化学方程式中化学计量数与题目相关量的数量关系才能顺利破题。,通过图像分析反应过程,模型解题,1.(2018怀化模拟)向四只盛有一定量NaOH溶液的烧杯中通入不同量的CO2气体，再在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量，并将溶液加热，产生的CO2气体与HCl物质的量的关系如图所示(忽略CO2的溶解和HCl的挥发)：,则下列分析都正确的组合是( ) 图对应溶液中的溶质为NaHCO3 图对应溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3，且二者的物质的量之比为11 图对应溶液中的溶质为NaOH和Na2CO3，且二者的物质的量之比为11 图对应溶液中的溶质为Na2CO3 A. B. C. D.,答案 A,2.室温下，在0.2 molL1 Al2(SO4)3溶液中，逐滴加入1.0 molL1 NaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如图，下列有关说法正确的是( ),答案 C,3.地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。文献报道某课题组模拟地下水脱氮过程，利用Fe粉和KNO3溶液反应，探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影响。如图表示足量Fe粉还原上述KNO3溶液过程中，测出的溶液中相关离子浓度、pH随时间的变化关系(部分副反应产物曲线略去)。请根据图中信息写出t1时刻前该反应的离子方程式_。,通过图像完成定量计算,4.(2018衡阳模拟)将一定质量的镁铝混合物投入200 mL硫酸中，固体全部溶解后，向所得溶液中加入5 molL1的NaOH溶液，生成沉淀的物质的量n与加入NaOH溶液的体积V的变化如图所示：,则下列说法不正确的是( ) A.镁和铝的总质量为9 g B.最初20 mL NaOH溶液用于中和过量的硫酸 C.硫酸的物质的量浓度为2.5 molL1 D.生成的氢气在标准状况下的体积为11.2 L,答案 D,5.(2015天津高考，节选)向盛有10 mL 1 molL1 NH4Al(SO4)2溶液的烧杯中滴加 1 molL1 NaOH溶液，沉淀的物质的量随NaOH溶液体积的变化示意图如下：,(1)写出m点反应的离子方程式：_。 (2)若在NH4Al(SO4)2溶液中改加20 mL 1.2 molL1 Ba(OH)2溶液，充分反应后，溶液中产生沉淀的物质的量为_mol。,
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