2019-2020年高考化學一輪復習 專題3.3 鎂、鋁及其化合物講案（含解析）復習目標：1、掌握鎂鋁及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化關系。2、掌握鋁及其化合物的探究性實驗3、了解鎂鋁圖像的基本原理，掌握其中的量的關系，并運用于解題。4、掌握鎂鋁有關的實驗問題。基礎知識回顧：一、鎂鋁的性質(zhì)1、鋁的結(jié)構(gòu)和存在鋁位于元素周期表第三周期A族，原子結(jié)構(gòu)示意圖為。鋁元素在地殼中含量豐富，僅次于硅。自然界中的鋁全部以化合態(tài)存在；鎂位于元素周期表中第三周期第A族。2、金屬鋁的物理性質(zhì)銀白色有金屬光澤的固體，有良好的延展性、導電性和傳熱性等，密度較小，質(zhì)地柔軟。3、金屬鋁的化學性質(zhì)圖中有關反應的化學方程式或離子方程式：Al2Al3Cl22AlCl3Al2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H22AlFe2O3Al2O32Fe(鋁熱反應)4、對比記憶鎂的化學性質(zhì)鋁鎂與非金屬反應能被Cl2、O2氧化2MgO22MgO3MgN2Mg3N2與水反應反應很困難能與沸水反應Mg2H2OMg(OH)2H2與堿反應能溶于強堿溶液不反應與某些氧化物反應能與Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金屬氧化物發(fā)生鋁熱反應能在CO2中燃燒：2MgCO22MgOC5、鋁的用途純鋁用作導線，鋁合金用于制造汽車、飛機、生活用品等?！镜湫屠}1】下列關于鋁的敘述中正確的是()A鋁還原性強且親氧性強，所以可通過鋁熱反應冶煉高熔點金屬B鋁在空氣中極易銹蝕，所以鋁制品的使用時間很短C鋁能耐稀硫酸腐蝕，所以運送稀硫酸可用鋁制槽車D鋁的導電性比銅、銀更強，所以常用以制造電線、電纜【遷移訓練1】【浙江省蒼南縣巨人中學xx年度高三上學期第三次月考試卷】甲、乙兩燒杯中各盛有100mL3mol/L的鹽酸和氫氧化鈉溶液，向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉，反應結(jié)束后測得生成的氣體體積比為甲:乙=1:2，則加入鋁粉的質(zhì)量為（ ）A5.4g B3.6g C2.7g D1.6g【答案】C【解析】二、鋁的化合物1、氧化鋁（1）物理性質(zhì)：白色固體，難溶于水，有很高的熔點。（2）化學性質(zhì)兩性氧化物2、氫氧化鋁（1）物理性質(zhì)白色膠狀不溶于水的固體，有較強的吸附性。（2）化學性質(zhì)(用化學方程式表示)Al(OH)3的電離方程式為兩性氫氧化物受熱分解：2Al(OH)3Al2O33H2O。（3）制備向鋁鹽中加入氨水，離子方程式為Al33NH3H2O=Al(OH)33NH。NaAlO2溶液中通入足量CO2，離子方程式為AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO。NaAlO2溶液與AlCl3溶液混合：3AlOAl36H2O=4Al(OH)3。3、常見的鋁鹽（1）硫酸鋁鉀是由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成的復鹽。（2）明礬的化學式為KAl(SO4)212H2O，它是無色晶體，可溶于水，水溶液pH<7(填“<”、“>”或“”)。明礬可以凈水，其凈水的原理是Al33H2OAl(OH)3(膠體)3H，Al(OH)3膠體吸附水中雜質(zhì)形成沉淀而凈水。【典型例題2】將表面已完全鈍化的鋁條，插入下列溶液中，不會發(fā)生反應的是()A稀硝酸 B稀鹽酸 C硝酸銅 D氫氧化鈉【遷移訓練2】【湖北部分重點中學xx第一次調(diào)研】將5.1g鎂鋁合金，投入到500mL2.0mol/L的鹽酸中，金屬完全溶解，再加入4.0mol/L的NaOH溶液，若要生成的沉淀最多，則NaOH溶液的體積是： （ ）A200mL B 250ml C 425mL D 560mL考點詳析：考點一：鋁的兩性（1）鋁與酸、堿反應生成H2的量的關系鋁與酸、堿反應的化學方程式分別為：2Al6HCl=2AlCl33H22Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。從化學方程式可以看出Al與酸、堿反應時生成H2的實質(zhì)都是AlAl3，所以無論與酸還是與堿反應，Al與H2的關系都是2Al3H2。等量鋁分別與足量鹽酸和氫氧化鈉溶液反應，產(chǎn)生氫氣體積比11。足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應，產(chǎn)生氫氣的體積比13。一定量的鋁分別與一定量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應，產(chǎn)生氫氣的體積比<<，則必定是：a、鋁與鹽酸反應時，鋁過量而鹽酸不足；b、鋁與氫氧化鈉反應時，鋁不足而氫氧化鈉過量。解題時應充分利用上述過量關系。（2）鋁的這種既能與酸(非氧化性酸)又能與強堿反應產(chǎn)生H2的性質(zhì)常作為推斷題的“題眼”?！镜湫屠}3】將等物質(zhì)的量的鎂和鋁混合，取等質(zhì)量該混合物四份，分別加到足量的下列溶液中，充分反應后，放出氫氣最多的是()A3 molL1 HCl B4 molL1 HNO3C8 molL1 NaOH D18 molL1 H2SO4【遷移訓練3】足量的兩份鋁分別投入到等體積、等物質(zhì)的量濃度的鹽酸、氫氧化鈉溶液中，產(chǎn)生H2的體積之比是_?？键c二：氧化鋁、氫氧化鋁的制備及分離提純1、 氫氧化鋁的制備氫氧化鋁既能溶于強酸，又能溶于強堿，故在制取過程中不宜使用強酸（如NaOH）或強堿（如HCl），可以采用以下方法：Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NHAlO+CO2+2H2O= Al(OH)3+ HCO（CO2過量）2、氧化鋁的分離提純鋁是地殼中含量最多的金屬元素，在自然界主要以化合態(tài)形式存在于氧化鋁中。鋁土礦的主要成分是Al2O3，此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì)，冶煉金屬鋁很重要的一個過程是Al2O3的提純。由于Al2O3是兩性氧化物，而雜質(zhì)SiO2是酸性氧化物，F(xiàn)e2O3是堿性氧化物，因而可設計出兩種提純氧化鋁的方案?！镜湫屠}4】【浙江省衢州一中xx年度高三第一學期期中考試卷】工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，含F(xiàn)e2O3雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如下： 下列敘述正確的是A反應的化學方程式為NaAlO2CO22H2OAl(OH)3NaHCO3B反應、過濾后所得沉淀為氫氧化鐵C圖中所示轉(zhuǎn)化反應都不是氧化還原反應D試劑X可以是氫氧化鈉溶液，也可以是鹽酸【遷移訓練4】從鋁土礦(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質(zhì))中提取氧化鋁的兩種工藝流程如下：請回答下列問題：（1）流程甲加入鹽酸后生成Al3的離子方程式為_。（2）流程乙加入燒堿后生成SiO的離子方程式為_。（3）驗證濾液B中含F(xiàn)e3，可取少量濾液并加入_(填試劑名稱)。（4）濾液E、K中溶質(zhì)的主要成分是_(填化學式)，寫出該溶液的一種用途：_。（5）已知298 K時，Mg(OH)2的溶度積常數(shù)Ksp5.61012，取適量的濾液B，加入一定量的燒堿達到沉淀溶解平衡，測得pH13.00，則此溫度下殘留在溶液中的c(Mg2)_?？键c三：鋁三角之間的轉(zhuǎn)化及鎂鋁圖像1、Al3、Al(OH)3、AlO之間的轉(zhuǎn)化關系上述轉(zhuǎn)化的離子方程式。（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、鎂鋁圖像實驗操作實驗現(xiàn)象反應原理坐標圖像1、往AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量先產(chǎn)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溶液至過量先無明顯現(xiàn)象，后產(chǎn)生沉淀Al3+ + 4OH- = AlO+ 2H2OAl3+3AlO+6H2O=4Al(OH)33、往NaAlO2溶液中加入稀鹽酸至過量先產(chǎn)生沉淀，后溶解AlO+ H+ + H2O =Al(OH)3Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O4、往稀鹽酸溶液中加入NaAlO2至過量先無現(xiàn)象，后產(chǎn)生沉淀AlO+4H+ = Al3+ +2H2OAl3+3AlO+6H2O=4Al(OH)35、往NaAlO2和NaOH混合溶液中加入HCl溶液至過量無現(xiàn)象，產(chǎn)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過量產(chǎn)生沉淀，后沉淀的量不變Al3+ + 3NH3H2O = Al(OH)3+3 NH4+7、往AlCl3溶液中加入NaAlO2溶液產(chǎn)生沉淀，后沉淀的量不變Al3+3AlO+ 6H2O=4Al(OH)38、往NaAlO2溶液中加入AlCl3溶液產(chǎn)生沉淀，后沉淀的量不變Al3+3AlO+6H2O= 4Al(OH)39、往NaAlO2溶液中通入CO2 (或過量)產(chǎn)生沉淀，后沉淀的量不變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至過量先無明顯現(xiàn)象，后產(chǎn)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溶液至過量先無明顯現(xiàn)象，再產(chǎn)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的混合溶液中加入鹽酸至過量開始沉淀量不變，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【典型例題5】向物質(zhì)的量濃度均為1 molL1的AlCl3和鹽酸的混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液，如圖中n表示Al(OH)3的物質(zhì)的量、V表示NaOH溶液的體積能正確表示這個反應過程的是() 【遷移訓練5】【福建省漳州市七校xx屆高三第二次聯(lián)考化學試題】將足量的CO2不斷通入NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2的混合溶液中，生成沉淀與通入CO2的量的關系可表示為 A B C D