2019-2020年高考化学一轮复习 专题3.3 镁、铝及其化合物讲案（含解析）.doc

2019-2020年高考化学一轮复习 专题3.3 镁、铝及其化合物讲案（含解析）复习目标：1、掌握镁铝及其化合物之间的相互转化关系。2、掌握铝及其化合物的探究性实验3、了解镁铝图像的基本原理，掌握其中的量的关系，并运用于解题。4、掌握镁铝有关的实验问题。基础知识回顾：一、镁铝的性质1、铝的结构和存在铝位于元素周期表第三周期A族，原子结构示意图为。铝元素在地壳中含量丰富，仅次于硅。自然界中的铝全部以化合态存在；镁位于元素周期表中第三周期第A族。2、金属铝的物理性质银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和传热性等，密度较小，质地柔软。3、金属铝的化学性质图中有关反应的化学方程式或离子方程式：Al2Al3Cl22AlCl3Al2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H22AlFe2O3Al2O32Fe(铝热反应)4、对比记忆镁的化学性质铝镁与非金属反应能被Cl2、O2氧化2MgO22MgO3MgN2Mg3N2与水反应反应很困难能与沸水反应Mg2H2OMg(OH)2H2与碱反应能溶于强碱溶液不反应与某些氧化物反应能与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应能在CO2中燃烧：2MgCO22MgOC5、铝的用途纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。【典型例题1】下列关于铝的叙述中正确的是()A铝还原性强且亲氧性强，所以可通过铝热反应冶炼高熔点金属B铝在空气中极易锈蚀，所以铝制品的使用时间很短C铝能耐稀硫酸腐蚀，所以运送稀硫酸可用铝制槽车D铝的导电性比铜、银更强，所以常用以制造电线、电缆【迁移训练1】【浙江省苍南县巨人中学xx年度高三上学期第三次月考试卷】甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol/L的盐酸和氢氧化钠溶液，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甲:乙=1:2，则加入铝粉的质量为（ ）A5.4g B3.6g C2.7g D1.6g【答案】C【解析】二、铝的化合物1、氧化铝（1）物理性质：白色固体，难溶于水，有很高的熔点。（2）化学性质两性氧化物2、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(用化学方程式表示)Al(OH)3的电离方程式为两性氢氧化物受热分解：2Al(OH)3Al2O33H2O。（3）制备向铝盐中加入氨水，离子方程式为Al33NH3H2O=Al(OH)33NH。NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO。NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：3AlOAl36H2O=4Al(OH)3。3、常见的铝盐（1）硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。（2）明矾的化学式为KAl(SO4)212H2O，它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH7(填“”或“”)。明矾可以净水，其净水的原理是Al33H2OAl(OH)3(胶体)3H，Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。【典型例题2】将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是()A稀硝酸 B稀盐酸 C硝酸铜 D氢氧化钠【迁移训练2】【湖北部分重点中学xx第一次调研】将5.1g镁铝合金，投入到500mL2.0mol/L的盐酸中，金属完全溶解，再加入4.0mol/L的NaOH溶液，若要生成的沉淀最多，则NaOH溶液的体积是： （ ）A200mL B 250ml C 425mL D 560mL考点详析：考点一：铝的两性（1）铝与酸、碱反应生成H2的量的关系铝与酸、碱反应的化学方程式分别为：2Al6HCl=2AlCl33H22Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。从化学方程式可以看出Al与酸、碱反应时生成H2的实质都是AlAl3，所以无论与酸还是与碱反应，Al与H2的关系都是2Al3H2。等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气体积比11。足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比13。一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比，则必定是：a、铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；b、铝与氢氧化钠反应时，铝不足而氢氧化钠过量。解题时应充分利用上述过量关系。（2）铝的这种既能与酸(非氧化性酸)又能与强碱反应产生H2的性质常作为推断题的“题眼”。【典型例题3】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，放出氢气最多的是()A3 molL1 HCl B4 molL1 HNO3C8 molL1 NaOH D18 molL1 H2SO4【迁移训练3】足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，产生H2的体积之比是_。考点二：氧化铝、氢氧化铝的制备及分离提纯1、 氢氧化铝的制备氢氧化铝既能溶于强酸，又能溶于强碱，故在制取过程中不宜使用强酸（如NaOH）或强碱（如HCl），可以采用以下方法：Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NHAlO+CO2+2H2O= Al(OH)3+ HCO（CO2过量）2、氧化铝的分离提纯铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界主要以化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，冶炼金属铝很重要的一个过程是Al2O3的提纯。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。【典型例题4】【浙江省衢州一中xx年度高三第一学期期中考试卷】工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下： 下列叙述正确的是A反应的化学方程式为NaAlO2CO22H2OAl(OH)3NaHCO3B反应、过滤后所得沉淀为氢氧化铁C图中所示转化反应都不是氧化还原反应D试剂X可以是氢氧化钠溶液，也可以是盐酸【迁移训练4】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：请回答下列问题：（1）流程甲加入盐酸后生成Al3的离子方程式为_。（2）流程乙加入烧碱后生成SiO的离子方程式为_。（3）验证滤液B中含Fe3，可取少量滤液并加入_(填试剂名称)。（4）滤液E、K中溶质的主要成分是_(填化学式)，写出该溶液的一种用途：_。（5）已知298 K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp5.61012，取适量的滤液B，加入一定量的烧碱达到沉淀溶解平衡，测得pH13.00，则此温度下残留在溶液中的c(Mg2)_。考点三：铝三角之间的转化及镁铝图像1、Al3、Al(OH)3、AlO之间的转化关系上述转化的离子方程式。（1）Al33NH3H2O=Al(OH)33NHAl33AlO6H2O=4Al(OH)3Al33OH=Al(OH)3（2）Al(OH)33H=Al33H2O（3）Al34OH=AlO2H2O（4）AlO4H=Al32H2O（5）AlOCO22H2O=Al(OH)3HCOAlOHH2O=Al(OH)3（6）Al(OH)3OH=AlO2H2O2、镁铝图像实验操作实验现象反应原理坐标图像1、往AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量先产生白色沉淀，后溶解Al3+ + 3OH- = Al(OH)3Al(OH)3+OH- = AlO+ 2H2O2、往NaOH溶液中加入 AlCl3溶液至过量先无明显现象，后产生沉淀Al3+ + 4OH- = AlO+ 2H2OAl3+3AlO+6H2O=4Al(OH)33、往NaAlO2溶液中加入稀盐酸至过量先产生沉淀，后溶解AlO+ H+ + H2O =Al(OH)3Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O4、往稀盐酸溶液中加入NaAlO2至过量先无现象，后产生沉淀AlO+4H+ = Al3+ +2H2OAl3+3AlO+6H2O=4Al(OH)35、往NaAlO2和NaOH混合溶液中加入HCl溶液至过量无现象，产生沉淀，后溶解OH-+H+ = H2OAlO+ H+ + H2O =Al(OH)3Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O6、往AlCl3溶液中滴加入氨水至过量产生沉淀，后沉淀的量不变Al3+ + 3NH3H2O = Al(OH)3+3 NH4+7、往AlCl3溶液中加入NaAlO2溶液产生沉淀，后沉淀的量不变Al3+3AlO+ 6H2O=4Al(OH)38、往NaAlO2溶液中加入AlCl3溶液产生沉淀，后沉淀的量不变Al3+3AlO+6H2O= 4Al(OH)39、往NaAlO2溶液中通入CO2 (或过量)产生沉淀，后沉淀的量不变2AlO+CO2+3H2O=2Al(OH)3+CO32-或AlO+CO2 +2H2O =Al(OH)3+HCO32-10、往AlCl3和HCl混合溶液中加NaOH至过量先无明显现象，后产生沉淀，最后沉淀溶解OH-+H+ = H2OAl3+ + 3OH- = Al(OH)3 Al(OH)3 + OH- = AlO+ 2H2O11、往Al3+、Mg2+、H+各1mol的混合溶液中加NaOH溶液至过量先无明显现象，再产生沉淀，后部分溶解。OH-+H+ = H2OAl3+ + 3OH- = Al(OH)3 Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2 Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O12、往OH- 、AlO2- 、Mg(OH)2各1mol的混合溶液中加入盐酸至过量开始沉淀量不变，再增加，后完全溶解OH-+H+ = H2OAlO+ + H2O =Al(OH)3Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2OMg(OH)2+2H+ = Mg2+ +2H2O【典型例题5】向物质的量浓度均为1 molL1的AlCl3和盐酸的混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液，如图中n表示Al(OH)3的物质的量、V表示NaOH溶液的体积能正确表示这个反应过程的是() 【迁移训练5】【福建省漳州市七校xx届高三第二次联考化学试题】将足量的CO2不断通入NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2的混合溶液中，生成沉淀与通入CO2的量的关系可表示为 A B C D