2019-2020年高三化学一轮复习 镁、铝及其化合物学案.doc

2019-2020年高三化学一轮复习 镁、铝及其化合物学案复习目标1了解镁、铝及其重要化合物的主要性质和重要应用。2了解常见不同类型化合物之间转化的条件和方法，认识金属矿物等自然资源综合利用方面的重要作用。知识清单考点一 镁及其化合物一镁的提取向海水中加入石灰乳： 。制取MgCl26H2O： 。加热蒸干MgCl2： 。电解MgCl2： 。二镁的性质物理性质化学性质能与O2、Cl2、N2等非金属单质反应，产物分别为 、 、 。与CO2反应 方程式为： 。与酸反应镁与非氧化性酸如稀硫酸、盐酸等反应生成氢气，离子方程式为： 。镁与氧化性酸如浓H2SO4、稀HNO3、浓硝酸在常温下也能反应，但不生成H2。与盐溶液反应与Zn的盐溶液反应，其离子方程式为： 。用途典型例析例1海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：（1）若在空气中加热MgCl26H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，写出相应反应的化学方程 。用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在干燥的HCl气流中加热MgCl26H2O时，能得到无水MgCl2，其原因是 。（2）Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤。 。（3）实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的；溶解时： 。过滤时： 。蒸发时： 。考点二 铝及其化合物一、铝在元素周期表中的位置、结构及性质1与非金属单质反应与O2反应：在点燃或加热的条件下与Cl2、S反应，化学反应方程式分别为 ； 。2与酸反应 常温下铝遇 、 能够发生钝化。与盐酸反应的化学方程式 。与热的浓硝酸反应 。3与强碱（如NaOH）溶液反应的化学方程式为： 。4与某些盐（如CuCl2）溶液反应的化学方程式为： 。5与金属氧化物（如Fe2O3）反应（铝热反应）的化学方程式为： 。铝的冶炼工业上冶炼铝的化学方程式为： 。二、氧化铝氧化铝属于离子化合物，在室温下，它是一种白色固体，熔点很高。氧化铝是典型的 氧化物，与盐酸反应的离子方程式为： 。与NaOH溶液反应的离子方程式为： 。三、氢氧化铝1氢氧化铝是两性氢氧化物。这是因为氢氧化铝在水溶液中存在两种方式的电离，其电离方程式： 有关的离子方程式为：与盐酸的反应： 与NaOH的反应： 2受热分解，化学反应方程式为： 3用途治疗胃酸过多，其原理可用离子方程式表示为： 水解生成的Al(OH)3胶体可净水。Al3+水解生成的胶体的离子方程式为： Al(OH)3胶粒有强吸附能力，可用于净水。4制取可溶性铝盐与氨水反应的离子方程式： 四、从铝土矿中提取铝HCl（过量）NaOH溶液1工艺流程铝土矿（主要成分Al2O3、Fe2O3、SiO2） 溶液 高温电解NH3H2O（过量） 溶液 沉淀 2各步反应的化学方程式五、明矾（化学式 ）1与NaOH溶液反应NaOH量少： NaOH量多： 2与Ba(OH)2溶液反应Ba(OH)2量少： Ba(OH)2量多： 要点精析一、“铝三角”及其应用1“铝三角”2应用制A1(OH)3 A13+3NH3H2O=A1(OH)3+3NH4+ AlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3离子共存问题 Al3+与OH、S2、AlO2、CO32、HCO3；AlO2与H+、Al3+、Fe3+、NH4+因发生反应或水解相互促进而不能大量共存。二、铝盐和偏铝盐分别与碱和酸反应生成Al(OH)3沉淀的关系图像1可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像2偏铝酸盐与盐酸反应的图像3向H+和Al3+、OH和AlO2混合溶液中分别滴加NaOH溶液、盐酸的反应图像特别提醒：解答有关Al(OH)3的图像和计算问题要注意以下两点：“铝三角”关系图中各物质转化方程式中的计量数关系。 图像分析时：首先要看清横、纵坐标的含义、其次要对图像进行全面的分析，尤其需要关注的是特殊点（起点、折点、顶点、终点）的含义典型例析例1铝是一种很重要的金属，可以发生一系列反应制备物质，如下图所示：下列说法中错误的是（ ）A反应又称铝热反应，可用于野外焊接铁轨B反应都有氢气生成，产生等量的氢气时转移的电子数相等C常用反应制备Al(OH)3，方法是向Al2(SO4)3溶液中滴加足量的NaOH溶液D工业上用反应制备铝时，常加入冰晶石以降低氧化铝的熔融温度例2Al(OH)3是治疗胃酸过多的药物胃舒平的主要成分。某课外兴趣小组用铝、稀硫酸、烧碱为原料，制备一定量的Al(OH)3。他们分别设计了两种实验方案：方案一：AlAl2(SO4)3 Al(OH)3方案二：AlNaAlO2Al(OH)3从节约药品的角度思考，你认为哪一种方案好？ 方案一和方案二共同存在的问题是 。请用相同的原料设计一个更为节约药品的方案，并写出有关的化学方程式。例3将镁铝的混合物0.2 mol溶于100 mL 4 mol/L硫酸溶液中，然后再滴加2 mol/L 氢氧化钠溶液。请回答：沉淀质量OabV(NaOH)（1）滴加氢氧化钠溶液的过程中，沉淀质量随加入氢氧化钠溶液的体积V变化如图所示。当a=160 mL时，则金属粉末中镁的物质的量为 mol，b= mL。（2）在滴加氢氧化钠溶液的过程中，Mg2+、Al3+正 好完全沉淀时加入的氢氧化钠溶液的体积为 mL。（3）若上述混合物中镁的物质的量分数（以镁的物质的量除以混合物的总物质的量）为x，在加入100 mL 4 mol/L硫酸溶液溶解后，然后又加入了2 mol/L 氢氧化钠溶液450 mL，所得沉淀中无Al(OH)3。满足此条件的x的取值范围是 。仿真练习1下列除去杂质的方法不正确的是()A镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥B用过量氨水除去Fe3溶液中的少量Al3C用新制的生石灰，通过加热蒸馏，以除去乙醇中的少量水DAl(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量CO2后过滤2下列各组物质，前者逐滴滴加到后者中直至过量，先出现白色沉淀，后来沉淀又消失的是()AH2SO4滴入NaAlO2溶液中 BBa(OH)2溶液滴入Al2(SO4)3溶液中CAl2(SO4)3溶液滴入NaOH溶液中 D氨水滴入Al2(SO4)3溶液中3现有MgCl2、AlCl3、CuCl2、FeCl3、NH4Cl五种溶液，如果只用一种试剂把它们鉴别开来，应选用的试剂是()A氨水BAgNO3 C浓NaOH DNa2CO3溶液4若在加入铝粉能放出氢气的溶液中，下列各组离子可能共存的是()ANHNOCONa BNaBa2Mg2HCOCNOKAlOOH DNOCa2KCl5下列有关铝及其化合物的叙述正确的是()A铝粉与氧化镁共热可制取金属镁B足量铝分别与含1 mol HCl、1 mol NaOH的溶液反应，产生相同量的氢气C工业上用电解熔融Al2O3的方法冶炼铝D在浓硝酸中加入等体积的浓硫酸后，立即加入铝片，铝片表面发生钝化6美、德两国科学家现已成功合成出具有独特化学特性的氢铝化合物(Al2H6)，这一研究成果有助于人们开发出推力更强大的固体火箭燃料，也有望应用在氢动力汽车和其他能源方面。下列关于氢铝化合物的推测不正确的是()A氢铝化合物与水反应生成氢氧化铝和氢气B氢铝化合物中铝显3价，H显1价C氢铝化合物具有强还原性D铝与水蒸气在高温下可生成氢铝化合物7将5.1 g镁和铝投入500 mL 2 mol/L的盐酸中，生成氢气0.5 g，金属完全溶解；再加入4 mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的质量最多是()A22.1 g B8.5 gC10.2 g D13.6 g8在Al2(SO4)3和MgSO4的混合溶液中，滴加NaOH溶液，生成沉淀的量与滴入NaOH溶液的体积关系如右图所示，则原混合液中Al2(SO4)3与MgSO4的物质的量浓度之比为()A61 B31C21 D129(思维拓展)向一定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，生成沉淀Al(OH)3的量随AlCl3加入量的变化关系如图所示。则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是()Aa点对应的溶液中：Na、Fe3、SO、HCOBb点对应的溶液中：Na、S2、SO、ClCc点对应的溶液中：Ag、Ca2、NO、FDd点对应的溶液中：K、NH、I、CO10将AlCl3溶液和氢氧化钠溶液等体积混合，得到的沉淀中含铝元素与溶液中所含铝元素相等，则原AlCl3与NaOH两溶液的物质的量浓度之比可能是()A13 B23C14 D2711某溶液中只可能含有H、NH、Mg2、Fe3、Al3、CO、SO等离子，当向该溶液中加入某浓度的NaOH溶液时，发现生成沉淀的物质的量随NaOH溶液的体积变化如图所示，由此可知，该溶液中肯定含有的离子是_，且各离子的物质的量之比为_。12将一定量的Mg、Al合金溶于1 mol/L的盐酸中，然后用1 mol/L的NaOH溶液进行滴定，产生沉淀的量随NaOH溶液的体积的变化图像如图。则(1)Al的质量是_。(2)盐酸的体积为_。(3)欲求a的值，还需要知道一个条件，这个条件可以是_。A合金的质量 BMg的质量C产生H2的体积 Db点对应的沉淀量Ec点对应的沉淀量13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)，写出该溶质的一种用途_。(5)已知298 K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp5.61012，取适量的滤液B，加入一定量的烧碱至达到沉淀溶解平衡，测得pH13.00，则此温度下残留在溶液中的c(Mg2)_。14日常生活中使用的铝合金中的铝来自于电解氧化铝。工业上电解氧化铝要求其纯度不得低于98.2%，而天然铝土矿的氧化铝含量为50%70%，杂质主要为SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O等。工业生产铝锭的工艺流程示意图如下：一些氢氧化物沉淀的pH如下表：沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Mg(OH)2开始沉淀pH(离子初始浓度0.01 mol/L)42.310.4完全沉淀pH(离子浓度105 mol/L)5.24.112.4请回答下列问题：(1)加入盐酸时，氧化铝发生反应的离子方程式为_。(2)实验室进行步骤的操作名称为_。(3)固体A的化学式为_，物质C的化学式为_；溶液中的Na、Ca2、Mg2是在步骤_中分离出去的。(4)步骤调节pH的数值范围为_，步骤调节pH的数值范围为_。(5)步骤反应的化学方程式为_。答案考点一：例1(1)MgCl26H2O=Mg(OH)Cl+HCl+5H2O、MgCl26H2O=MgO + 2HCl + 5H2O或Mg(OH)Cl=MgO+ HCl；在干燥的HCl气流中，抑制了MgCl2水解，且带走MgCl26H2O受热产生的水汽，故能得到无水MgCl2 (2)加入MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，沉淀用水洗涤 (3)搅拌，加速溶解；使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗，防止外洒；防止因局部过热液滴或晶体飞溅 考点二例1C例2（1）方案二较好 方案一在加入NaOH溶液和方案二在加入H2SO4溶液时，均难以控制加入的量，确保Al元素全部进入沉淀（2）将Al按13分成两份，第一份与硫酸溶液反应，第二份与NaOH溶液反应，然后将所得溶液混合即可。有关反应的化学方程式为： 2Al +3 H2SO4=Al2（SO4）3 +3H2 2Al +2NaOH+ 2H2O=2NaAlO2+ 3H2 Al2（SO4）3 +6NaAlO2+ 12H2O=8Al（OH）3 +3Na2SO4例3 (1)0.12 440 （2）400 （3） 0.5a1仿真练习1.B 2.A 3.CD 4.C 5.C 6.D 7.D 8.D 9.B 10.BD11. H、Al3、NH、SO213412. 解析：用NaOH溶液滴定溶解镁铝合金的盐酸时的反应为：0a：HClNaOH=NaClH2Oab：MgCl22NaOH=Mg(OH)22NaClAlCl33NaOH=Al(OH)33NaClbc：Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O(1)合金中AlNaAlO2bc间滴入的NaOH，即n(Al)n(NaOH)bc1 molL1(9080)103L0.01 molm(Al)27 gmol10.01 mol0.27 g(2)b点时溶液中只有NaCl，且Na来自于NaOH溶液，Cl来自于原盐酸，故n(HCl)n(NaOH)0b1 molL180103L0.08 mol，V盐酸0.08 mol1 molL10.08 L，即为80 mL。(3)在AE五个条件中，再知其中任一个条件，就能求得a值。答案： (1)0.27 g(2)80 mL(3)ABCDE13. 解析：本题考查铝、硅、铁等的氧化物的性质，意在考查考生对两性氧化物、氢氧化物概念的理解，离子方程式的书写，物质的检验及离子积常数的计算能力。(1)与HCl反应生成Al3，应为铝土矿中Al2O3。(2)SiO2可以溶于NaOH溶液中生成Na2SiO3。(3)检验Fe3的特征反应很多，如遇KSCN显红色，遇苯酚显紫色，遇OH有红褐色沉淀等。(4)生成E、K时，CO2均是过量的，故应生成NaHCO3。(5)Mg(OH)2的溶度积常数Kspc(Mg2)c2(OH)，c(Mg2)5.61012/(0.1)25.61010(mol/L)。答案：(1)Al2O36H=2Al33H2O(2)SiO22OH=SiOH2O(3)硫氰化钾(或硫氰酸钾、苯酚溶液等合理答案)(4)NaHCO3制纯碱(或做发酵粉等合理答案)(5)5.61010 mol/L14. 解析：的操作均是分离固体和液体，该操作应是过滤；SiO2不与盐酸发生反应，固体A为SiO2，加入C调节pH值，中和盐酸，并控制氢氧化物沉淀的pH，保证Fe3沉淀完全，分析表格数据，步骤应控制在4.1pH4.5，步骤5.2pH10.4(或6pH10)；控制范围决定了Na、Ca2、Mg2是在步骤中除去的；步骤为工业上电解氧化铝。答案：(1)Al2O36H=2Al33H2O(2)过滤(3)SiO2NaOH或Ca(OH)2(4)4.1pH4.5(或略大于4.1，损失一点儿Al3，保证Fe3沉淀完全)5.2pH10.4(或6pH10)(5)2Al2O3(熔融)4Al3O2