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1、第 14 讲 铝、镁及其化合物第三单元元素及化合物2011 考纲展示2012 高考导视掌握金属铝、镁及其重要化合物的主要性质，了解金属铝、镁及其化合物的应用。1.铝能与碱反应而其他金属一般不能；氧化铝、氢氧化铝作为中学化学中两种两性化合物，在离子方程式书写、离子共存及实验除杂等方面的应用已成为高考的热点。2虽然镁在必修课本上没有研究，但海水中制取镁的实验探究是高考的热点之一。考点考点 1 1铝铝三A氧化膜4Al+3O22Al2O32Al+6H+2Al3+3H2钝化2Al+2OH-+ 2H2O2AlO-2+3H22Al+Fe2O3 2Fe+Al2O31Al 既能与强酸反应，又能与强碱溶液反应，等
2、物质的量的铝与足量强酸、强碱反应，所生成氢气的物质的量比为_。答：112Al 与氢氧化钠溶液反应的氧化剂、还原剂是什么？答：氧化剂是 H2O，还原剂是 Al。3铝热反应是否能冶炼出所有金属？答：不能，只能冶炼比铝不活泼的金属的氧化物 ( 例如Fe2O3、Cr2O3、V2O5 等)。1下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是()A铝在常温下不能与氧气反应B铝不能与氯气反应C铝既能溶于酸，又能溶于碱D氧化铝只能与酸反应，不能与碱反应解析：铝在常温下可和 O2 反应，A 错误；铝与氯气反应，B 错误；氧化铝是两性氧化物，既能与酸反应又能与强碱反应，D 错误。答案：C2向 pH1 的某酸溶液和 pH13
3、 的氢氧化钠溶液中，加入足量的铝片，放出 H2 的物质的量之比为 31 其原因可能是()A两溶液的体积相同，酸是多元强酸B若酸为一元强酸，酸溶液的体积是碱溶液体积的 3 倍C两溶液的体积相同，酸是弱酸D.酸是强酸，且酸溶液的浓度比 NaOH 溶液浓度大解析：由图象可知，两个反应中生成的氢气一样多，说明两种金属提供的电子数目一样多，则镁、铝的物质的量之比为32，质量之比为 43，故 A 项正确，B 错误；镁、铝的摩尔质量之比为 89，C 错误；由图象镁、铝与硫酸反应需要的时间之比为 23，则二者的速率之比为 32，D 错误。答案：A考点考点 2 2铝的氧化物与氢氧化物铝的氧化物与氢氧化物1天然的
4、 Al2O3 俗名是什么？答：天然产 Al2O3 称为刚玉(也是红宝石、蓝宝石的成分)。2Al(OH)3 有哪些制备方法？可溶性偏铝酸盐与二氧化碳：可溶性铝盐与可溶性偏铝酸盐双水解答：可溶性铝盐与氨水：3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C硝酸铜B稀盐酸D氢氧化钠解析：铝被钝化后生成物为 Al2O3，Al2O3 与酸碱均反应，与 Cu(NO3)2 不反应。答案：C至体系中均无固体物质，消耗碱量最多的是()AAlBAl(OH)3CAlCl3DAl2O34相同质量的下列物质分别与等浓度的 NaOH 溶液反应，明矾与偏铝酸盐明矾与偏铝酸盐Al(OH)3(胶体)3H+
5、考点考点 3 31明矾KAl(SO4)212H2O俗称明矾，是无色晶体，易溶于水，常用作净水剂、吸附剂等。用于净水时，反应的离子方程式：_。Al3+3H2ONaAlO22偏铝酸钠偏铝酸钠的化学式为_，加入同一种酸的量不同，生成物也不同，试写出与下列物质反应的离子方程式：(1)少量盐酸：_。(2)过量盐酸：_。(3)少量 CO2：_。(4)过量 CO2：_。AlO2 H+H2O=Al(OH)3CO22AlO2 3H2O=2Al(OH)3 CO32-AlO2 4H+=Al3+2H2OCO2AlO2 2H2O=Al(OH)3 HCO32明矾与 Ba(OH)2 溶液反应，若硫酸根离子完全沉淀，Al元素
6、的存在形式是什么？(物理、化学)?1明矾作净水剂的原理什么？净水过程包括什么变化过程A明矾水解形成的 Al(OH)3 胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化B在海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀速率CMgO 的熔点很高，可用于制作耐高温材料D电解 MgCl2 饱和溶液，可制得金属镁解析：船体材料一般为铁，锌比铁活泼，故形成原电池时锌被腐蚀，从而保护船体；MgO 熔点高，且高温下化学性质稳定，可作为耐高温材料；电解 MgCl2 溶液无法制取单质镁。答案：D正确的是()5.化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不6在下列各物质中，加入过量盐酸后，最终不产生沉淀或浑浊的是()A偏铝酸钠溶液B
7、苯酚钠溶液C硅酸钠溶液D硫代硫酸钠溶液解析：加入适量盐酸后，各选项产物依次为 Al(OH)3 、C6H5OH、H2SiO3、S，因 Al(OH)3 是两性氢氧化物，能溶于过量的盐酸中，故选 A。答案：A考点考点 4 4镁及其化合物镁及其化合物1镁物质 MgOMg(OH)2类别 碱性氧化物中强碱与水反应 MgOH2O=Mg(OH)2 (缓慢化合)不反应与盐酸反应 Mg(OH)22H+=Mg2+ 2H2O2. 氧化镁和氢氧化镁MgO+2H+ =Mg2+H2O1镁也能与一些酸性的盐溶液反应产生氢气，如 NH4Cl溶液中撒入镁粉有气泡放出，写出反应的方程式。答：Mg2NH4Cl=MgCl22NH3H2
8、2从海水中提取镁的一般流程图 3141回答问题：(1)为什么选择消石灰作沉淀剂？(2)从 MgCl2 溶液中得到 MgCl26H2O 晶体需要哪几个实验 步骤？(3)MgCl26H2O 脱水过程要采取什么措施？目的是什么？答：(1)原料易得，价廉。(2)加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤四个步骤。(3)在 HCl 气体中加热脱水，目的防止 MgCl2 水解。7(双选)从海水中提取镁，可按如下步骤进行：把贝壳制成石灰乳；在引入的海水中加入石灰乳，沉降、过滤、洗涤沉淀物；将沉淀物与盐酸反应，结晶过滤、在 HCl 气体氛围中干燥产物；将得到的产物熔融电解得到镁。下列说法不正确的是()A此法的优点之一是原
9、料来源丰富B第步电解时阴极产生氯气C步骤的目的是从海水中提取 MgCl2D以上提取镁的过程中涉及化合、分解、置换和复分解反应解析：因为是从海水中提取镁，所以来源丰富，A 正确；阴极产生镁，阳极产生氯气，B 错误； 步骤是使镁离子提取出来，C 正确；整个过程中没有出现单质与化合物反应生成新的单质与新的化合物，所以没有置换反应，D 错误。答案：BD分析以上数据，下列有关叙述错误的是()AMgO 的干燥性能比 CaO 好B干燥效率可能与干燥剂的阴、阳离子的半径大小有关CMgCl2 可能是比 CaCl2 更好的干燥剂D上述干燥剂中阳离子对干燥性能的影响比阴离子小解析：根据题中信息，分析给出的数据，Mg
10、O 和 CaO 阳离子不同阴离子相同，干燥性能相差极大，而 ZnCl2 和 ZnBr2 阳离子相同阴离子不同，干燥性能差异不大，所以阳离子对干燥性能影响大于阴离子，据此可以判断 ABC 正确，而 D 错误。答案：D物质MgOCaOZnCl2ZnBr2干燥效率0.0080.20.81.18干燥剂的干燥性能可用干燥效率(1 m3 空气中实际余留水蒸气的质量)来衡量。某些干燥剂的干燥效率数据如下：热点热点 1 1“铝三角铝三角”相互转化关系及图像分析相互转化关系及图像分析1“铝三角”图 3142(1)向 AlCl3 溶液中加入 NaOH 溶液至过量2图像分析上面四种基本图像可衍生出四种相应的情况：(
11、)A13B32C14D27以上四种情况因两种离子的物质的量关系不同，图像会发生相应的变化，要具体问题具体分析。【典例 1】将氯化铝溶液和氢氧化钠溶液等体积混合，得到的沉淀物中铝元素的质量与溶液中所含铝元素的质量相等，则原氯化铝溶液和氢氧化钠溶液的物质的量浓度之比可能是解析：本题应对两种情况进行讨论：若AlCl3过量,NaOH的量不足,溶液中铝元素的存在形1 mol3 mol1 molc(AlCl3)c(NaOH)(11) mol3 mol23。NaOH 量稍多，AlCl3 完全反应，溶液中铝元素的存在形AlCl31 molAlCl33NaOH3 mol4NaOHAl(OH)31 molNaAl
12、O2AlCl33NaOH=Al(OH)33NaCl式为Al3+。依题意，若溶液中剩余1 mol Al3+，则式为AlO2-，设有2 mol Al3+反应，依据题意有关系式：1 mol4 mol1 mol则 c(AlCl3)c(NaOH)(11) mol(34) mol27。答案：D错误的是()图 31431(双选)图 3143 中横坐标为加入反应物的物质的量，纵坐标为产生沉淀的物质的量。下列选项序号对应的曲线编号A向澄清石灰水中通入 CO2 至过量B向 NaAlO2 溶液中滴入 HCl 至过量C向含有盐酸的 AlCl3 溶液中滴入 NaOH 溶液至过量D向含有等物质的量的 Ca(OH)2、KO
13、H 的混合溶液中通入 CO2 至沉淀消失解析：要注意反应物量的关系，CO2 与澄清石灰水是先沉淀后溶解，前后消耗 CO2 的物质的量的比例 11；NaAlO2 溶液例为 13。答案：AB热点热点 2 2利用滴加顺序不同鉴别物质利用滴加顺序不同鉴别物质(1)NaOH 和 AlCl3：向 AlCl3 溶液中逐滴滴加 NaOH 溶液，先出现白色沉淀后消失：向 NaOH 溶液中逐滴滴加 AlCl3 溶液，开始无现象后出现白色沉淀：(2)NaAlO2 和盐酸：向 NaAlO2 溶液中逐滴滴加盐酸，先出现白色沉淀后消失：向盐酸中逐滴滴加 NaAlO2 溶液，开始无现象后出现白色沉淀：(3)Na2CO3 和
14、盐酸：向 Na2CO3 溶液中逐滴滴加盐酸，开始无现象，后产生气泡：【典例 2】(2011 年广东深圳检测)下列各组溶液，只要用试管和胶头滴管，不用任何试剂就可以鉴别的是()AKOH 和 Al2(SO4)3CCaCl2 和 Na2CO3B稀 H2SO4 和 NaHCO3DBa(OH)2 和 NaHSO4解析：向 Al2(SO4)3 溶液中逐滴滴加 KOH 溶液，先出现白色沉淀后消失；向 KOH 溶液中逐滴滴加 Al2(SO4)3 溶液，开始无现象后出现白色沉淀。答案：AA硝酸钾、硫酸钠、氯化钙、氯化钡B硫酸、硫酸铝、氯化钠、氢氧化钠C盐酸、硫酸钠、碳酸钠、氢氧化钠D硫酸氢钠、硫酸镁、碳酸钠、氢
15、氧化钠解析：B 中因 Al2(SO4)3 和 NaOH 的混合顺序不同，反应现象不同，可首先鉴别出这两种物质；向 Al2(SO4)3 中加入少量NaOH 溶液可产生白色沉淀，再向沉淀中加入另两种物质，能使沉淀溶解的为 H2SO4。D 中硫酸氢钠与碳酸钠相互滴加即可鉴别；碳酸钠与硫酸镁可产生白色沉淀，氢氧化钠无现象。答案：BD溶液间的相互反应，就可以将它们区别开的是()2(双选)下列各组稀溶液，不用其它试剂或试纸，仅利用1(2011 年广东广州五校联考)镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积(V)与时间(t)关系如图 3144。反应中镁和铝的()图 3144A转移电子数之比为
16、 23B摩尔质量之比为 23C物质的量之比为 32D反应速率之比为 23解析：观察图像，二者反应产生的氢气体积相同，则反应转移的电子数相同，镁和铝的物质的量之比为 32，摩尔质量之比为 242789，反应速率之比为 1/21/332，故应选 C。答案：C2(2009 年广东理基)下列有关金属及其合金的说法不正确的是()A目前我国流通的硬币是由合金材料制造的B生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加C镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作照明弹D日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用解析：生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量是依次降低。答案：B解析：滴入的 NaOH 首先与 HCl 反应，即
17、开始时无沉淀生成，观察图像只有 D 符合。答案：D系如下图，其中正确的是()3(2011 年广东惠州调研)向含有盐酸的 AlCl3 溶液中慢慢滴入 NaOH 溶液，生成沉淀 W(g)与所加 NaOH 溶液体积 V 的关AMg 和 Al 都可以用电解法冶炼得到BNa2O 和 Na2O2 与 CO2反应产物相同CMgO 和 Al2O3 均只能与酸反应，不能与碱反应DMg 和 Fe 在一定条件下与水反应都生成 H2 和对应的碱答案：A解析：B 项中 Na2O2 与CO2 反应还原O2 生成：C 项中 Al2O3是两性氧化物；D 项中 Fe 和水在高温下反应生成氢气和 Fe3O4。正确的是()4(20
18、11 年广东广州调研)下列有关金属及其化合物的说法5(2010 年广东佛山模拟)某实验室对煤矸石的综合利用课题展开如下探究：【资料检索】煤矸石主要含 Al2O3、SiO2 及 Fe2O3。聚合氯化铝(Al2(OH)nCl6nm (1n5，m10)，商业代号 PAC)是一种新型、高效絮凝剂和净水剂。【探究思路】用煤矸石为原料，采用铝盐水解絮凝法，可制得聚合氯化铝。【探究实验】图 3145【交流讨论】(1)用浓盐酸配 20%的盐酸所需的玻璃仪器有_。(2)加 20%的盐酸酸浸，有关的离子方程式为_。(3)残渣 2 的主要成分是 _，设计实验证明你的结论(从“操作”、“现象”两个方面)：_。(4)从
19、澄清的 PAC 稀溶液获得聚合氯化铝固体，该实验操作是_，得到 PAC 粗产品中可能含有主要杂质离子是_。(5)从不引入杂质去考虑，调节溶液的 pH 可改为_(填序号)。ANaOHBAlC氨水DAl2O3解析：(1)注意配制一定物质的量浓度与一定质量分数的溶液所用仪器及操作的区别。(2)按实验流程物质的变化如图 3146图 3146(5)能够与H反应使Fe3形成沉淀，而且不引入杂质的只有BD。(3)Fe(OH)3取少量残渣 2 于小试管中，加入适量稀盐酸使其完全溶解，再加入 KSCN 溶液，溶液呈(血)红色。(4)蒸发浓缩，冷却结晶 Ca2+(5) BD1(2007 广东)下列有关金属铝及其化
20、合物的叙述正确的是()A铝在常温下不能与氧气反应B铝不能与氯气反应C铝既能溶于酸，又能溶于碱D氧化铝只能与酸反应，不能与碱反应解析：铝是一种较活泼金属单质，在常温可以与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化物薄膜，起保护作用；在一定条件下可与其他的非金属反应；铝既能溶于酸，又能溶于碱，且均反应放出氢气；氧化铝和氢氧化铝均是两性化合物。答案：C2下列关于铝的叙述中正确的是()A由于铝具有强还原性，所以可以通过铝热反应冶炼某些高熔点金属B由于铝在空气中容易锈蚀，所以铝制品的使用寿命都很短C常温下，由于铝与浓硫酸钝化时不反应，所以可用铝制槽车运送浓硫酸D由于铝的导电性比铜、银都强，所以常用其制造电线、电
21、缆解析：铝在空气中形成致密的氧化膜；钝化是形成致密的氧化膜；铝的导电性比铜、银都弱。答案：A3(双选)用坩埚钳夹住一小块刚用酸处理过的铝箔，在酒精灯上加热至熔化，发现熔化的铝并不滴落。下列关于上述实验现象的解释不正确的是()A铝箔表面温度低，未熔化B铝在空气中能很快形成氧化膜C氧化铝的熔点比铝低D氧化铝薄膜包住了熔化的铝解析：在加热条件下，铝在空气中能很快形成致密的氧化膜(氧化铝)，氧化铝的熔点比铝高，当铝熔化时氧化铝还没有熔化，像个网一样兜住了熔化的铝，不滴落。答案：AC4(双选) 某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：方案：铜铝混合物方案：铜铝混合物下列
22、有关判断中不正确的是(测定生成气体的体积测定剩余固体的质量)A溶液 A 和 B 只可以是盐酸，不能是 NaOH 溶液B若溶液 B 选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏小C溶液 A 和 B 均可选用稀硝酸D实验室中方案更便于实施解析：A 项铜与盐酸或 NaOH 均不反应，故均可选用；B项浓 HNO3 使铝钝化表面生成致密的氧化膜，导致铝质量大，Cu 的质量分数偏小；D 项称质量比测气体体积更易实施。答案：AC液，充分反应。下列说法不正确的是()A当 Al3恰好完全沉淀时，消耗氢氧化钡 1.5 molB当 SO42恰好完全沉淀时，Al3全部转化为偏铝酸根C当向溶液中加入 1.5 mol 氢氧化钡时，反
23、应可用下列离子方程式表示：2Al33SO423Ba26OH=2Al(OH)3 3BaSO4D随加入的氢氧化钡的物质的量不断增大，沉淀的物质的量不断增大5向含有 1 mol KAl(SO4)2 的溶液中逐滴加入氢氧化钡溶解析：1 mol KAl(SO4)2 溶液中含 Al31 mol、SO422 mol，逐滴加入氢氧化钡溶液，开始有 Al(OH)3 和 BaSO4 沉淀，当加入 1.5 mol 氢氧化钡时，Al3沉淀完全，SO42有剩余；继续滴加氢氧化钡溶液，Al(OH)3 转化为偏铝酸根(四羟基合铝酸根)，剩余的 SO42继续沉淀，至SO42沉淀完全，Al3全部转化为偏铝酸根(四羟基合铝酸根)
24、。答案：D6用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁(如图 3149)，将试管浸入硝酸汞溶液中，片刻取出，然后置于空气中，不久铝箔表面生出“白毛”，红墨水柱右端上升，)根据实验现象判断下列说法错误的是(图 3149A实验中发生的反应都是氧化还原反应B铝是一种较活泼的金属C铝与氧气反应放出大量的热量D铝片上生成的白毛是氧化铝和氧化汞的混合物解析：本题中涉及的反应有：2Al3Hg(NO3)2=2Al(NO3)33Hg,4Al3O2=2Al2O3，两个反应均为氧化还原反应；由题中所述现象“红墨水柱右端上升”，可推知试管中气体体积受热膨胀，意味着铝与氧气反应是放热反应；铝片上生成的“白毛”是氧化铝。答案：D7双羟基铝碳酸钠是医疗上常用的一种抑酸剂，其化学式是 NaAl(OH)2CO3。关于该物质的说法正确的是()A该物质属于两性氢氧化物B该物质是 Al(OH)3 和 Na2CO3 的混合物C1 mol NaAl(OH)2CO3 最多可消耗 3 mol HD该药剂不适合于胃溃疡患者服用解析：双羟基铝碳酸钠属于盐类，A 错误；它是一种化合物，属于纯净物，不是混合物，B 错误；1 mol NaAl(OH)2CO3最多可消耗 4 mol H，C 错误；由于能与胃酸反应放出 CO2气体，故不适合于胃溃疡患者服用。答案：D
