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1、2019年高考化学 考点一遍过 专题15 镁、铝及其重要化合物一、镁和铝的性质金属项目镁(Mg)铝(Al)原子结构原子最外层2个电子原子最外层3个电子原子半径1.601010 m1.431010 m化合价+2+3单质性质物 理性 质镁和铝都是密度较小、熔点较低、硬度较小的银白色金属，但镁和铝相比较，铝的硬度比镁的稍大，熔点和沸点都是铝比镁的高活泼性较活泼较活泼抗 腐蚀 性在空气中都能跟氧气反应，表面覆盖一层致密而坚硬的氧化物薄膜，都具有高腐蚀性能与O2反应2Mg+O22MgO4Al+3O22Al2O3与卤素单质、硫等反应Mg+ Cl2MgCl2Mg+SMgS2Al+3Cl22AlCl32Al+
2、3SAl2S3与 酸反 应Mg+2H+Mg2+H22Al + 6H+2Al3+3H2 与水反应Mg+2H2OMg(OH)2+H2不反应与碱反应不反应2Al+2NaOH +2H2O2NaAlO2 +3H2 与氧化物反应2Mg+CO22MgO+C2Al+Fe2O32Fe+Al2O3结 论镁、铝均为较活泼的金属，但镁的金属性强于铝解 释核电荷数镁小于铝，而原子半径镁大于铝，故核对最外层的电子引力镁小于铝，即Al比Mg难失电子，金属性弱于Mg 主要用途镁合金汽车、飞机制造、照明弹等铝合金汽车、船舶、飞机制造、防锈油漆、导线、电缆等铝热反应2Al+Fe2O32Fe+Al2O34Al+3MnO23Mn+2
3、Al2O3在实验室按如图所示装置进行铝热反应，实验现象是当外露部分镁条刚刚燃烧完毕时，纸漏斗内混合物立即剧烈反应，发出耀眼的光芒，产生大量的烟。纸漏斗被烧破，有红热状的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体(落下的是铁珠)。铝热反应是指工业上用铝粉来还原一些金属氧化物，得到Fe、V、Cr、Mn等难溶金属的一类反应。铝热反应的实质是铝在高温条件下将活动性比铝弱的金属从其氧化物中置换出来。二、氧化铝和氢氧化铝两性氧化物：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物。两性氢氧化物：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物。名称氧化铝氢氧化铝化学式Al2O3Al(O
4、H)3类别两性氧化物两性氢氧化物物理性质高熔点，高沸点，高硬度，不溶于水的白色固体不溶于水的白色胶状固体，具有吸附性化学性质与强酸反应：Al2O3+6H+2Al3+3H2O与强碱反应：Al2O3+2OH-2+H2O两性：Al(OH)3+3H+Al3+3H2OAl(OH)3+OH-+2H2O热稳定性：2Al(OH)3Al2O3+3H2O用途炼铝原料、制作耐火材料可用作吸附剂、媒染剂和净水剂；治疗胃酸；可作为制造瓷釉、耐火材料、防水织物的原料三、“铝三角”及其应用1具体反应Al(OH)3+OH+2H2OAl(OH)3+3H+Al3+3H2OAl3+3OHAl(OH)3+H+H2OAl(OH)3+4
5、H+Al3+2H2OAl3+4OH+2H2OAl3+3+6H2O4Al(OH)32应用（1）判断离子共存问题Al3+与OH及、S2等弱酸根阴离子或与H+、以及弱碱阳离子Al3+、Fe3+等因生成沉淀或发生水解相互促进反应而不能大量共存。（2）鉴别(利用滴加顺序不同，现象不同)向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解。向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。（3）分离提纯利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的混合物。利用Al2O3，能与强碱溶液反应，分离Al2O3与其他金属氧化物。利用Al(OH)3能与强碱溶液反应，分离Al3+
6、与其他金属阳离子。四、硫酸铝钾KAl(SO4)2（1）硫酸铝钾在水溶液中的电离方程式为KAl(SO4)2=K+Al3+2。（2）带有十二个结晶水的硫酸铝钾称为十二水合硫酸铝钾，俗称明矾，化形式为KAl(SO4)212H2O，它是无色晶体，可溶于水。由于Al3+能水解生成具有强吸附性的胶体：Al3+3H2O=3H+Al(OH)3，故明矾是一种常用的净水剂。明矾中含有Al3+和，向明矾溶液中滴入Ba(OH)2溶液，当Al3+ 恰好完全沉淀时，离子方程式为2Al3+ +3+3Ba2+ +6OH=2Al(OH)3+3BaSO4，此时只沉淀了总量的四分之三，总的沉淀的物质的量达到最大；当完全沉淀时，离子
7、方程式为Al3+2+2Ba2+4OH=2BaSO4+2H2O，此时Al3+ 恰好完全转化为，总的沉淀的质量达到最大。考向一 铝及其化合物的转化典例1 甲、乙、丙三种物质均含有铝元素，在溶液中的转化关系如图所示。下列说法正确的是A若甲是Al，丙是Al(NO3)3，则乙一定是NaAlO2B若甲是Al2O3，丙是NaAlO2，则乙一定是Al(NO3)3C若甲是Al(NO3)3，丙是NaAlO2，则乙一定是Al(OH)3D若甲是Al(OH)3，丙是Al(NO3)3，则乙一定是NaAlO2【答案】C1铝及其化合物在生产、生活等方面有广泛的应用。（1）铝元素位于周期表中第_周期_族。硼、镓与铝位于同一主族
8、，现有下列三种物质：Na、Na、Na，浓度相同的这三种物质的溶液pH由大到小的顺序为_(用序号表示)。Na也可表示偏铝酸钠，硼、镓类似（2）将20.0 mL 0.1 mol/L Ba(OH)2溶液和20.0 mL 0.1 mol/L NH4Al(SO4)2溶液混合，所得溶液中Al3+、OH、H+的浓度由大到小的顺序为 _。（3）氮化铝(AlN)是一种新型的无机非金属材料，可用作热交换器材料。某AlN样品中仅含有Al2O3杂质，为测定AlN的含量，甲组同学设计了如下流程：已知：AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3。过滤时用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和_。实验过程中，称得样品的质量为4.2
9、 g，最后得到的固体为5.1 g，则样品中AlN的质量分数为_。(不考虑整个过程中的损耗)考向二 铝与酸、碱反应的有关计算（1）铝能与酸溶液反应生成H2和铝盐(Al3+)，但与稀HNO3反应不生成H2，且在浓HNO3、浓H2SO4中钝化。（2）铝与强碱溶液反应生成H2和偏铝酸盐()。（3）铝与酸或碱溶液反应生成H2的量的关系：有关离子方程式为：2Al+6H+2Al3+3H22Al+2OH+2H2O2+3H2Al与酸、碱反应的实质都是：AlAl3+，2H+H2，故与酸或碱反应时，铝与氢气的关系均为2Al3H2，利用此性质可以方便地进行有关计算。等量Al分别与足量酸(H+)和碱(OH)溶液反应，生
10、成H2之比为11，消耗H+和OH之比为31。足量Al分别与所含H+和OH物质的量相等的溶液反应，生成H2之比为13。若产生H2之比为，则必定是：与酸反应时，Al过量、H+不足，而与碱反应时，Al不足、OH过量。典例1 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【答案】A2有两种金属组成的混合物粉末15g与足量的稀盐酸反应，生成11.2L(标准状况下)H2，则该混合物的组成不可能是AFe、ZnBAl、CuCAl、NaDAl、Fe考向三 Al(OH)3沉淀的图象分析1四个基本图象（1）可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图象：操作可溶性铝
11、盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量现象立即产生白色沉淀渐多最多渐少消失无沉淀(有但即溶)出现沉淀渐多最多沉淀不消失图象离子方程式Al3+3OHAl(OH)3Al(OH)3+OH+2H2OAl3+4OH+2H2O3+Al3+6H2O4Al(OH)3（2）偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图象：操作偏铝酸盐溶液中逐滴加稀盐酸至过量稀盐酸中逐滴加偏铝酸盐溶液至过量现象立即产生白色沉淀渐多最多渐少消失无沉淀(有但即溶)出现沉淀渐多最多沉淀不消失图象离子方程式+H+H2OAl(OH)3Al(OH)3+3H+Al3+3H2O+4H+Al3+2H2O；Al3+3+6H2O4A
12、l(OH)32拓展图象（1）向AlCl3溶液中逐滴加入氨水或NaAlO2溶液至过量，图象如图1所示。（2）向NaAlO2溶液中逐滴加入AlCl3溶液或通入CO2至过量，图象如图2所示。（3）向MgCl2、AlCl3和盐酸的混合溶液(即将Mg、Al溶于过量盐酸所得的溶液)中逐滴滴入NaOH溶液至过量，图象如图3所示。（4）向MgCl2、AlCl3混合溶液中先加入NaOH溶液，后加入盐酸(NaOH与盐酸的物质的量浓度相等)，沉淀图象如图4所示。典例1 将NaOH溶液逐滴加入用盐酸酸化的AlCl3溶液中，若用y轴表示Al(OH)3沉淀的量，x轴表示NaOH溶液的体积，下列图像正确的是【思路解析】【答
13、案】D3向含Al2(SO4)3和AlCl3的混合溶液中逐滴加入1 mol/L Ba(OH)2溶液至过量，加入Ba(OH)2溶液的体积和所得沉淀的物质的量的关系如图，下列说法不正确的是A图中C点铝元素存在形式是B向D点溶液中通人CO2气体，立即产生白色沉淀C原混合液中cc(AlCl3)=12DOA段反应的离子方程式为：3Ba2+2Al3+8OH+3=3BaSO4+2+4H2O考向四 有关镁、铝合金的定量计算镁、铝都能与非氧化性酸反应生成相应的盐。镁和铝的化合物与强碱溶液反应时，一个重要的特征是它们相对量的不同，沉淀量也有所不同。沉淀量随强碱量的变化关系用文字很难表达清楚，但若用图象表示，不仅有助
14、于理解镁和铝的化合物与强碱反应的过程，也有助于解决有关计算问题。1.向含Mg2+与Al3+的混合溶液中逐滴加入强碱溶液（1）现象：出现沉淀渐多最多减少不变。（2）图象：如图甲。（3）量的关系：n(Al3+)=(ba) mol；n(Mg2+)= mol。2.向含Mg2+与Al3+的酸性溶液中逐滴加入强碱溶液（1）现象：无明显现象出现沉淀渐多最多减少不变。（2）图象：如图乙。典例1 把一块镁铝合金投入到20 mL 1 mol/L的HCl溶液里，待合金完全溶解后，往溶液里加入1 mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的物质的量随加入NaOH溶液体积(mL)变化的关系如图所示。下列说法中正确的是A镁铝合金具有很强的抗腐蚀能力，它不溶解在任何酸、碱或盐中Bc值越大，合金中Al的含量越高Cb值越
