2019版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第3章金屬及其化合物第2節(jié)鎂鋁及其化合物學(xué)案

1、第二節(jié)鎂、鋁及其化合物考綱定位全國卷5年考情1.掌握鎂、鋁的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。2.掌握鎂、鋁的重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。3.了解鎂、鋁及其重要化合物的制備方法。2017年：卷T8(B)、T9(C)、T26(3)2016年：卷T11(D)、T12；卷T7(A)、T28(3)2015年：卷T10(C)、T27(3)；卷T13(B、C)2014年：卷T9(C)、T272013年：卷T27(2)考點1| 鎂及其化合物性質(zhì)與海水中提取鎂(對應(yīng)學(xué)生用書第41頁) 考綱知識整合1鎂的性質(zhì)鎂是銀白色固體，易導(dǎo)熱、導(dǎo)電，密度小屬于輕金屬。(1)與非金屬(O2、Cl2、N2等)的反應(yīng)2MgO22MgO、MgC

2、l2MgCl2、3MgN2Mg3N2。(2)與水或酸的反應(yīng)鎂與水反應(yīng)：鎂不易與冷水反應(yīng)，能與沸水反應(yīng)，Mg2H2OMg(OH)2H2。鎂與酸的反應(yīng)：鎂是活潑金屬，能與鹽酸、稀硫酸反應(yīng)放出H2，反應(yīng)的離子方程式為Mg2H=Mg2H2。(3)與某些氧化物的反應(yīng)鎂能在CO2中燃燒，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2MgCO22MgOC。提醒：(1)鎂著火不能用CO2滅火；(2)鎂在空氣中燃燒可生成MgO、Mg3N2、C。2從海水中提取鎂(1)工藝流程(2)基本步驟及主要反應(yīng)制熟石灰CaCO3CaOCO2，CaOH2O= Ca(OH)2沉淀Mg22OH=Mg(OH)2酸化Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O蒸

3、發(fā)結(jié)晶析出MgCl26H2O脫水在氯化氫氣流中使MgCl26H2O脫水制得無水氯化鎂電解電解熔融氯化鎂制得鎂：MgCl2(熔融)MgCl2提醒：因為Mg在加熱時與O2、N2、CO2等氣體反應(yīng)，高溫電解MgCl2得到的Mg應(yīng)在H2氛圍中冷卻。3鎂的重要化合物(1)MgO：堿性氧化物，熔點很高(可用作耐火材料)，難溶于水，與酸反應(yīng)：MgO2H=Mg2H2O。(2)Mg(OH)2：中強(qiáng)堿，難溶于水，存在溶解平衡Mg(OH)2(s) Mg2(aq)2OH(aq)，溶解度小于MgCO3，故MgCO3H2OMg(OH)2CO2。(3)MgCO3：微溶于水的鹽，受熱可分解，與酸反應(yīng)。(4)Mg3N2：在水中

4、劇烈水解，其反應(yīng)為Mg3N26H2O=3Mg(OH)22NH3。(5)MgCl2：MgCl2可發(fā)生水解，由MgCl26H2O制備MgCl2時，要在HCl的氣氛中脫水。高考命題點突破命題點1鎂及其重要化合物的性質(zhì)與制備1下列說法正確的是_(填序號)。 【導(dǎo)學(xué)號：】(1)(2017全國卷)2.4 g Mg與H2SO4完全反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.1NA(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)(2)鎂制容器可盛裝熱的濃硫酸(3)氫氧化鎂能溶于過量NaOH溶液(4)鎂在空氣中燃燒生成的固體只有MgO(5)鎂在空氣中燃燒發(fā)出耀眼白光，可用作照明彈(6)Mg3N2和MgO均不與H2O反應(yīng)(7)Mg在CO2中燃燒發(fā)生置

5、換反應(yīng)(8)將Mg(OH)2沉淀轉(zhuǎn)入表面皿中，加足量稀鹽酸，加熱蒸干得無水MgCl2固體(9)鎂表面能形成氧化膜對內(nèi)部金屬起保護(hù)作用，因此實驗室對鎂條不需要特殊保護(hù)(10)MgO的熔點很高，可用作耐火材料(11)同質(zhì)量的Mg分別在足量的O2、N2、CO2三種氣體中充分燃燒，所得固體產(chǎn)物Mg3N2的質(zhì)量最大(12)MgCl2溶液中加入過量氨水，不能得到Mg(OH)2沉淀【答案】(5)(7)(9)(10)命題點2海水中提取Mg2從海水中提取鎂的工藝流程可表示如下：下列說法不正確的是()A用此法提取鎂的優(yōu)點之一是原料來源豐富B步驟電解MgCl2時陰極產(chǎn)生氯氣C步驟可將晶體置于HCl氣體氛圍中脫水D上

6、述工藝流程中涉及化合、分解和復(fù)分解反應(yīng)B電解MgCl2時陽極產(chǎn)生氯氣，陰極產(chǎn)生Mg。3(2014全國卷，節(jié)選)(1)海水提鎂的一段工藝流程如下圖：濃海水的主要成分如下：離子NaMg2ClSO濃度/(gL1)63.728.8144.646.4該工藝過程中，脫硫階段主要反應(yīng)的離子方程式為_，產(chǎn)品2的化學(xué)式為_，1 L濃海水最多可得到產(chǎn)品2的質(zhì)量為_g。(2)采用石墨陽極、不銹鋼陰極電解熔融的氯化鎂，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_；電解時，若有少量水存在會造成產(chǎn)品鎂的消耗，寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。【解析】(1)工藝流程中，脫硫加入的是得到產(chǎn)品2過程中過濾時的濾液，而此濾液中所含的能夠脫硫的離子來源于

7、合成步驟中的石灰乳，故脫硫階段的主要離子方程式為Ca2SO=CaSO4；而產(chǎn)品2是由加入石灰乳之后得到的沉淀得來的，即Mg2Ca(OH)2=Mg(OH)2Ca2，故產(chǎn)品2為Mg(OH)2；1 L濃海水中Mg2為28.8 g，故可得到產(chǎn)品2即Mg(OH)2的質(zhì)量為58 gmol169.6 g。(2)電解熔融MgCl2會得到Mg和Cl2，故化學(xué)方程式為MgCl2(熔融) MgCl2。因為Mg會與H2O發(fā)生反應(yīng)生成Mg(OH)2和H2，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg2H2OMg(OH)2H2。【答案】(1)Ca2SO=CaSO4Mg(OH)269.6(2)MgCl2MgCl2Mg2H2O Mg(OH)2

8、H2考點2| 鋁及其氧化物的性質(zhì)和應(yīng)用(對應(yīng)學(xué)生用書第42頁) 考綱知識整合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13 。鋁元素在地殼中含量豐富，僅次于氧、硅。自然界中的鋁全部以化合態(tài)存在。2鋁的主要性質(zhì)(寫出有關(guān)方程式)鋁是銀白色固體，有金屬光澤，易導(dǎo)電導(dǎo)熱，有延展性。(1)與O2的反應(yīng)(3)與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)(寫離子方程式)2Al2OH2H2O=2AlO3H2。(4)鋁熱反應(yīng)鋁熱劑為Al和Fe2O3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2AlFe2O3Al2O32Fe，此反應(yīng)體現(xiàn)了鋁的較強(qiáng)還原性。提醒：鋁熱反應(yīng)的實驗裝置及試劑作用鋁熱反應(yīng)的原理應(yīng)用a制取熔點較高、活潑性弱于Al的金屬鉻、

9、錳、鎢等；b金屬焊接，如野外焊接鋼軌等。3鋁的氧化物(Al2O3)兩性氧化物(1)物理性質(zhì)：白色固體，難溶于水，熔、沸點很高，可用作耐火材料。(2)化學(xué)性質(zhì)(寫離子方程式)Al2O3制備Al：2Al2O34Al3O2。(3)用途：耐火材料，工業(yè)冶煉鋁。應(yīng)用體驗1(1)濃H2SO4和濃HNO3能用鋁制容器盛裝的理由是什么？(2)能與Al反應(yīng)生成H2的溶液一定是酸性溶液嗎？為什么？(3)用砂紙除凈氧化膜的鋁箔加熱有什么現(xiàn)象？為什么？(4)鋁在空氣中易鈍化形成氧化膜，能否用稀H2SO4或NaOH溶液洗去鈍化膜？為什么？【提示】(1)常溫下，鋁遇到濃H2SO4和濃HNO3時表面迅速形成一層致密的氧化膜

10、保護(hù)層即“鈍化”。(2)不一定，Al與H或OH均反應(yīng)生成H2。(3)加熱熔化的鋁箔并不滴落，好像一層膜兜著。即使打磨過的鋁箔，在空氣中又很快生成新的氧化膜，且Al2O3熔點比鋁的高。(4)可以，Al2O3為兩性氧化物，與強(qiáng)酸強(qiáng)堿均可反應(yīng)。2足量下列物質(zhì)與相同質(zhì)量的鎂鋁合金反應(yīng)，不放出H2的為_；放出氫氣且消耗溶質(zhì)物質(zhì)的量由多到少的順序為_。氫氧化鈉溶液稀硫酸鹽酸稀硝酸【提示】高考命題點突破命題點1鋁及其氧化物的性質(zhì)和應(yīng)用1(2018福州質(zhì)檢)科技工作者提出用鋁粉處理含亞硝酸鹽廢水的思路：調(diào)節(jié)亞硝酸鹽廢水的酸堿性，使其pH12，然后加入適量的鋁粉攪拌，從而達(dá)到預(yù)期目的。下列判斷錯誤的是 ()A處

11、理廢水時鋁單質(zhì)轉(zhuǎn)化為Al3B處理廢水時亞硝酸鹽被還原C處理過程中，OH參與了反應(yīng)D鋁粉顆粒大小影響廢水處理的速率ApH12，溶液顯堿性，則處理廢水時，鋁單質(zhì)轉(zhuǎn)化為AlO，A錯誤；鋁是金屬，具有還原性，因此處理廢水時，亞硝酸鹽被還原，B正確；處理廢水時鋁單質(zhì)轉(zhuǎn)化為AlO，這說明OH參與了反應(yīng)，C正確；固體反應(yīng)物的表面積越大，反應(yīng)速率越快，因此鋁粉顆粒的大小影響廢水處理的速率，D正確。2下列關(guān)于鎂鋁的說法正確的是()A鎂鋁制品在空氣中能穩(wěn)定存在是因為鋁不活潑B濃HNO3、濃H2SO4能用鋁制器皿盛裝是因為鋁與濃HNO3、濃H2SO4 不反應(yīng)C鎂、鋁均與NaOH溶液反應(yīng)D鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng)是

12、利用了Al的還原性比Fe強(qiáng)DA項，鎂鋁制品在空氣中穩(wěn)定存在的原因是形成了一層致密氧化膜保護(hù)內(nèi)部金屬；B項，濃HNO3、濃H2SO4用鋁制器皿盛裝是因為常溫下鋁遇濃HNO3、濃H2SO4鈍化，不是不反應(yīng)；C項，鎂與NaOH溶液不反應(yīng)。3(2018福州質(zhì)檢)科學(xué)家發(fā)明的透明堅硬鎂鋁氧化物新型材料，可以用作顯示器和手機(jī)屏幕。下列有關(guān)鎂和鋁的說法正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號：】A鎂的金屬性比鋁弱B鎂和鋁的氧化物都可以與鹽酸反應(yīng)C鎂和鋁原子的最外層電子數(shù)都為3D鎂和鋁的氧化物都可以與氫氧化鈉溶液反應(yīng)BA項，鎂的金屬性比鋁強(qiáng)，錯誤；B項，鎂和鋁的氧化物都可以與鹽酸反應(yīng)，正確；C項，鎂和鋁原子的最外層電子數(shù)分別是

13、2和3，錯誤；D項，氧化鋁是兩性氧化物，可以與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，氧化鎂是堿性氧化物，與氫氧化鈉溶液不反應(yīng)，錯誤。命題點2鋁與酸、堿反應(yīng)的有關(guān)計算4(2018保定聯(lián)考)足量下列物質(zhì)與等質(zhì)量的鋁反應(yīng)放出氫氣，且消耗溶質(zhì)物質(zhì)的量最少的是 ()A氫氧化鈉溶液B稀硫酸C鹽酸D稀硝酸A設(shè)Al為1 mol,1 mol鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成NaAlO2和H2，消耗1 mol NaOH；1 mol鋁與稀硫酸反應(yīng)生成Al2(SO4)3和H2，消耗1.5 mol H2SO4；1 mol鋁與鹽酸反應(yīng)生成AlCl3和H2，消耗3 mol HCl；硝酸與金屬鋁反應(yīng)不生成氫氣，綜合以上分析可知反應(yīng)放出氫氣且消耗溶質(zhì)物質(zhì)的

14、量最少的是氫氧化鈉溶液，故選A。5鋁是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)階段的唯一一種既能與酸(非氧化性酸)反應(yīng)又能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)放出H2的金屬，就鋁的這一特殊性質(zhì)回答下列問題：(1)等質(zhì)量的兩份鋁分別與足量的HCl、NaOH溶液反應(yīng)，所得H2的體積之比是_。(2)足量的兩份鋁分別投入到等體積、等物質(zhì)的量濃度的HCl、NaOH溶液中，產(chǎn)生H2的體積之比是_。(3)足量的兩份鋁分別投入到等體積、一定物質(zhì)的量濃度的HCl、NaOH溶液中，二者產(chǎn)生的H2相等，則HCl和NaOH的物質(zhì)的量濃度之比是_。(4)甲、乙兩燒杯中各盛有100 mL 3 molL1的HCL和NaOH溶液，向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉，反應(yīng)結(jié)束后，

15、測得生成的氣體體積比為V(甲)V(乙)12，則甲燒杯中剩余的反應(yīng)物是_?！窘馕觥?1)根據(jù)化學(xué)方程式：2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，得Al與H2的關(guān)系式均為2Al3H2，故只要參加反應(yīng)的Al的量相等，所得H2的量必相等。(2)因為在反應(yīng)中Al過量，產(chǎn)生的H2由HCl和NaOH的量決定。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中的關(guān)系式：6HCl3H2、2NaOH3H2，故當(dāng)HCl、NaOH物質(zhì)的量相等時，二者產(chǎn)生H2的體積比為13。(3)因為鋁足量且產(chǎn)生H2相等，根據(jù)關(guān)系式n(HCl)n(NaOH)31，又因為兩溶液體積相等，故物質(zhì)的量濃度c(HCl)c(NaOH)n

16、(HCl)n(NaOH)31。(4)其反應(yīng)原理分別為2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2?？梢姰?dāng)參加反應(yīng)的HCl和NaOH的物質(zhì)的量一樣多時，產(chǎn)生H2的體積比是13，而題設(shè)條件體積比為12，說明此題投入的鋁粉對鹽酸來說是過量的。【答案】(1)11(2)13(3)31(4)Al(1)無論與酸還是與堿反應(yīng)，Al與H2的關(guān)系都是2Al3H2。(2)等質(zhì)量的鋁與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液分別反應(yīng)：產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量相等。消耗H、OH的物質(zhì)的量之比為n(H)n(OH)31。(3)足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的HCl和NaOH反應(yīng)：消耗Al的物質(zhì)的量之比為13。生成

17、H2的物質(zhì)的量之比為13。(4)一定量的鋁分別與一定量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的體積比則必定是鋁與鹽酸反應(yīng)時，鋁過量而鹽酸不足；鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時，鋁不足而氫氧化鈉過量。將一定量的鎂鋁合金樣品分成兩等份，一份加入足量NaOH溶液中，充分反應(yīng)后，收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體6.72 L；另一份加入到足量稀鹽酸中，充分反應(yīng)后，收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體11.2 L。則原合金樣品中鎂的質(zhì)量為()A4.8 gB6 gC9.6 gD12 gA由題意知Mg與鹽酸反應(yīng)生成的H2為11.2 L6.72 L4.48 L，為0.2 mol；由Mg2H=H2Mg2，知n(Mg)0.2 mol，則m(Mg)0.2 m

18、ol24 g/mol4.8 g。考點3| 鋁的氫氧化物與鹽的性質(zhì)及應(yīng)用(對應(yīng)學(xué)生用書第43頁) 考綱知識整合1鋁的氫氧化物Al(OH)3兩性氫氧化物。(1)主要性質(zhì)白色膠狀固體，難溶于水，有較強(qiáng)的吸附性寫出上圖標(biāo)號中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：Al(OH)33H=Al33H2O；Al(OH)3OH=AlO2H2O；2Al(OH)3Al2O33H2O。提醒：(1)Al(OH)3兩性的電離Al(OH)3具有兩性，能溶于強(qiáng)酸(如鹽酸)、強(qiáng)堿(如NaOH溶液)，但不溶于弱酸(如H2CO3)、弱堿溶液(如氨水)。(2)既能與鹽酸反應(yīng)，又能與NaOH溶液反應(yīng)的物質(zhì)有：Al、Al2O3、Al(OH)3

19、，多元弱酸的酸式鹽(如NaHCO3、NaHSO3、NaH2PO4等)，弱酸的銨鹽(如CH3COONH4等)。(2)制備向鋁鹽中加入足量氨水，離子方程式為Al33NH3H2O=Al(OH)33NH；向偏鋁酸鹽中通入足量CO2，離子方程式為AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO；NaAlO2與AlCl3的溶液混合，離子方程式為3AlOAl36H2O=4Al(OH)3。2明礬(1)化學(xué)式為KAl(SO4)212H2O。(2)電離方程式為KAl(SO4)2=KAl32SO。(3)應(yīng)用：凈水，凈水原理為明礬電離出的Al3在水中水解生成Al(OH)3膠體，吸附水中懸浮物而沉淀，使水凈化，其離子方程式為

20、Al33H2OAl(OH)3(膠體)3H。應(yīng)用體驗1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)。(1)(2016全國卷)泡沫滅火器滅火是利用了Al2(SO4)3和小蘇打的反應(yīng)。()(2)(2017全國卷)Al的氧化物的水化物是強(qiáng)堿。()(3)(2016江蘇高考)向Al2(SO4)3溶液中加入過量氨水的離子方程式：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH。()(4)(2015全國卷)氯化鋁溶液滴入濃NaOH溶液中，產(chǎn)生大量白色沉淀。()(5)明礬凈水時起殺菌消毒作用。()(6)NaAlO2溶液中通入過量CO2，可生成Al(OH)3。()(7)(2015江蘇高考)制備Al(OH)3的方法是向1 mo

21、lL1 AlCl3溶液中加入過量的6 molL1 NaOH溶液。()(8)氫氧化鋁可作胃酸的中和劑。()【提示】(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)2實驗探究：(1)Al2(SO4)3溶液中逐滴加入氨水至過量有什么現(xiàn)象？(2)Al2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量有什么現(xiàn)象？(3)NaAlO2溶液中逐滴加入鹽酸至過量有什么現(xiàn)象？(4)NaAlO2溶液中通入CO2至過量有什么現(xiàn)象？【提示】(1)生成白色膠狀沉淀。(2)開始生成白色沉淀，后又逐漸溶解完全。(3)開始生成白色沉淀，后又逐漸溶解完全。(4)生成白色沉淀。高考命題點突破命題點1鋁的重要化合物的性質(zhì)、制備及其應(yīng)用1

22、下列關(guān)于鋁的化合物在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用的說法不正確的是()AAl(OH)3在用于治療胃酸過多類疾病時表現(xiàn)出弱堿性B明礬溶于水后可得到少量的有強(qiáng)吸附性的Al(OH)3，故明礬可作凈水劑CAl(OH)3可用于中和饅頭制作過程(如發(fā)酵階段)中產(chǎn)生的酸DAl2O3可用于制作耐火材料而Al(OH)3不能C治療胃酸過多時要消耗胃中的酸，因此Al(OH)3表現(xiàn)出弱堿性，A項正確；Al(OH)3有強(qiáng)吸附性，能吸附水中懸浮的雜質(zhì)并最終轉(zhuǎn)化為沉淀而使水變澄清，B項正確；饅頭制作過程中加小蘇打是用于發(fā)泡和中和酸的，不用Al(OH)3，因其不能與弱酸反應(yīng)，C項錯誤；耐火材料本身具有熱穩(wěn)定性且熔點很高，而Al(OH)3

23、受熱易分解，D項正確。2現(xiàn)有Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(aq)6種物質(zhì)，它們之間有如圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系，圖中每條線兩端的物質(zhì)之間都可以發(fā)生反應(yīng)，下列推斷不合理的是()AN一定是HCl(aq)BX可能為Al或Cl2CY一定為NaOH(aq)DQ、Z中的一種必定為Al2O3B由題圖可知Y為NaOH(aq)，N一定是HCl(aq)，M為Al。3(2016海南高考)KAl(SO4)212H2O(明礬)是一種復(fù)鹽，在造紙等方面應(yīng)用廣泛。實驗室中，采用廢易拉罐(主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質(zhì))制備明礬的過程如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)為盡量少引入雜質(zhì)，試劑應(yīng)選用_(填標(biāo)號)。aHCl溶液bH2SO4溶液c氨水dNaOH溶液(2)易拉罐溶解過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(3)沉淀B的化學(xué)式為_；將少量明礬溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是_?！窘馕觥扛鶕?jù)題意知試劑溶解Al進(jìn)而除去Fe、Mg，由此可知A中含有AlO，AlO與NH4HCO3作用生成沉淀B