高考化學 第四章 鎂、鋁及其重要化合物 魯科版

鎂、鋁及其重要化合物欄目索引欄目索引考點一考點一 鎂、鋁的性質及應用鎂、鋁的性質及應用考點二考點二 鋁的重要化合物鋁的重要化合物 氧化鋁和氫氧化鋁氧化鋁和氫氧化鋁 考點三考點三 用數(shù)形結合思想理解用數(shù)形結合思想理解 Al Al3 3、Al(OH)Al(OH)3 3、AlOAlO2 2- -之間的轉化之間的轉化 課堂小結課堂小結 真題巧妙發(fā)掘真題巧妙發(fā)掘2 2化學性質化學性質寫出圖中有關反應的化學方程式或離子方程式：寫出圖中有關反應的化學方程式或離子方程式：考點一考點一 鋁的性質及應用鋁的性質及應用【知識梳理知識梳理】1 1物理性質物理性質 鋁是銀白色、具有金屬光澤的固體，硬度較小，具有良鋁是銀白色、具有金屬光澤的固體，硬度較小，具有良好的導電性、導熱性和延展性。好的導電性、導熱性和延展性。 結束放映結束放映返回導航頁返回導航頁結束放映結束放映返回導航頁返回導航頁1 1判斷正誤判斷正誤( (正確的打正確的打“”“”，錯誤的打，錯誤的打“”)”)(1)(1)鋁在自然界中有游離態(tài)和化合態(tài)兩種形式鋁在自然界中有游離態(tài)和化合態(tài)兩種形式 ( () )(2)Mg(2)Mg、AlAl在空氣中性質穩(wěn)定，因而都具有很強的在空氣中性質穩(wěn)定，因而都具有很強的抗腐蝕性抗腐蝕性( () )(3)MgO(3)MgO與與AlAl粉的混合物也可稱為鋁熱劑粉的混合物也可稱為鋁熱劑 ( () )(4)Mg(4)Mg是活潑金屬，而是活潑金屬，而AlAl是兩性金屬是兩性金屬( () ) 2 2依據(jù)依據(jù)MgMg、AlAl單質的性質，思考回答下列問題。單質的性質，思考回答下列問題。 (1)(1)鋁的化學性質活潑，為什么日常生活中廣泛使鋁的化學性質活潑，為什么日常生活中廣泛使用的鋁制品通常具有較好的抗腐蝕性能？用的鋁制品通常具有較好的抗腐蝕性能？(2)Al(2)Al既能溶于強酸，又能溶于強堿，所以說既能溶于強酸，又能溶于強堿，所以說“AlAl既有金屬性，又有非金屬性既有金屬性，又有非金屬性”你認為這種說法是否你認為這種說法是否恰當？為什么？恰當？為什么？(3)(3)鋁與氫氧化鈉溶液反應時，反應機理如何？請鋁與氫氧化鈉溶液反應時，反應機理如何？請用單線橋標出電子轉移的方向與數(shù)目。用單線橋標出電子轉移的方向與數(shù)目。(4)(4)等質量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉等質量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應，所得溶液反應，所得H H2 2的體積之比是多少？為什么？的體積之比是多少？為什么？提示：提示：(1)(1)鋁在常溫下迅速被氧氣氧化，形成一層致鋁在常溫下迅速被氧氣氧化，形成一層致密的氧化膜，保護鋁不再被氧化，因而鋁制品通常密的氧化膜，保護鋁不再被氧化，因而鋁制品通常具有較強的抗腐蝕性能。具有較強的抗腐蝕性能。提示：提示：(2)(2)不恰當。金屬性是指元素原子失電子的能力不恰當。金屬性是指元素原子失電子的能力，非金屬性是指元素的原子得電子的能力。鋁不論是，非金屬性是指元素的原子得電子的能力。鋁不論是與酸反應還是與堿反應，都是失去與酸反應還是與堿反應，都是失去3e3e，化合價升高，化合價升高為為3 3價，均是還原劑，因而鋁具有較強的金屬性。價，均是還原劑，因而鋁具有較強的金屬性。提示：提示：(4)11(4)11(或相等或相等) )；根據(jù)化學方程式：；根據(jù)化學方程式：2Al2Al6HCl=2AlCl6HCl=2AlCl3 33H3H2 2、2Al2Al2NaOH2NaOH2H2H2 2O=2NaAlOO=2NaAlO2 23H3H2 2得得AlAl與與H H2 2的關系式均為的關系式均為2Al2Al3H3H2 2，故只要參加，故只要參加反應的反應的AlAl相等，所得相等，所得H H2 2必相等。必相等。1 1鎂、鋁單質的化學性質以相似為主，但也存在某鎂、鋁單質的化學性質以相似為主，但也存在某些重大差異性，下列物質：些重大差異性，下列物質：COCO2 2 鹽酸鹽酸 NaOHNaOH溶溶液水。能用于證明二者存在較大差異性的是液水。能用于證明二者存在較大差異性的是( () ) A AB B C C D D2 2將等物質的量的鎂和鋁混合，取等質量該混合物將等物質的量的鎂和鋁混合，取等質量該混合物四份，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，放出氫氣最多的是出氫氣最多的是( () ) A A3 3 molLmolL1 1 HClHCl B B4 4 molLmolL1 1 HNO HNO3 3 C C8 8 molLmolL1 1 NaOHNaOH D D18 18 molLmolL1 1 H H2 2SOSO4 4題組一對比掌握鎂、鋁的性質題組一對比掌握鎂、鋁的性質C CA A 題組二鎂、鋁與酸題組二鎂、鋁與酸( (或堿或堿) )反應的定量計算反應的定量計算3 3鎂和鋁分別與等濃度、等體積的過量稀硫酸反鎂和鋁分別與等濃度、等體積的過量稀硫酸反應，產生氣體的體積應，產生氣體的體積( (V V) )與時間與時間( (t t) )關系如圖。反應關系如圖。反應中鎂和鋁的中鎂和鋁的( () )A A物質的量之比為物質的量之比為3232B B質量之比為質量之比為3232C C摩爾質量之比為摩爾質量之比為2323D D反應速率之比為反應速率之比為2323解析：由關系式：解析：由關系式：MgMgH H2 2,2Al,2Al3H3H2 2，可知產生等，可知產生等量量H H2 2時，消耗時，消耗MgMg、AlAl的物質的量之比為的物質的量之比為3232，故，故A A項項正確。二者質量之比為正確。二者質量之比為4343，摩爾質量之比為，摩爾質量之比為242724278989，反應速率之比為，反應速率之比為3232。A A解析：解析：MgMg、AlAl失去電子變?yōu)殡x子，離子再結合失去電子變?yōu)殡x子，離子再結合OHOH生成沉淀，則鎂鋁合金與鹽酸生成沉淀，則鎂鋁合金與鹽酸反應轉移電子的物質的量等于其生成沉淀時結合的反應轉移電子的物質的量等于其生成沉淀時結合的OHOH的物質的量，沉淀量最大時的物質的量，沉淀量最大時得到得到Mg(OH)Mg(OH)2 2和和Al(OH)Al(OH)3 3的混合物，則的混合物，則m m(OH(OH) )( (a a1.7)g1.7)ga a g g1.7 g1.7 g，n n(OH(OH) )0.1 mol0.1 mol，電子轉移總數(shù)是，電子轉移總數(shù)是0.10.1N NA A，A A、B B正確；正確；沉淀量最大時，溶液中沉淀量最大時，溶液中n n(Na(Na) )n n(Cl(Cl) )，此時，此時HClHCl和氫氧化鈉的物質的量相和氫氧化鈉的物質的量相等，即等，即2 2x xy y，C C錯；電子轉移總數(shù)是錯；電子轉移總數(shù)是0.10.1N NA A，若金屬全部是鎂，則鎂的質量，若金屬全部是鎂，則鎂的質量是是1.2 g 1.2 g ，若金屬全部是鋁，則鋁的質量是，若金屬全部是鋁，則鋁的質量是0.9 g0.9 g，D D對。對。 C C 考點二鋁的重要化合物考點二鋁的重要化合物氧化鋁和氫氧化鋁氧化鋁和氫氧化鋁【知識梳理知識梳理】1 1氧化鋁氧化鋁(1)(1)物理性質：物理性質：白白色固體，色固體，難難溶于水，有很高的熔點。溶于水，有很高的熔點。(2)(2)化學性質化學性質AlAl2 2O O3 3+6HCl=2AlCl+6HCl=2AlCl3 3+3H+3H2 2O OAlAl2 2O O3 3+2NaOH=2NaAlO+2NaOH=2NaAlO2 2+H+H2 2O O與與NaOHNaOH反應反應與與HClHCl反應反應兩性氧化物兩性氧化物2 2氫氧化鋁氫氧化鋁(1)(1)物理性質物理性質白白色膠狀不溶于水的固體，有較強的色膠狀不溶于水的固體，有較強的吸附吸附性。性。(2)(2)化學性質化學性質寫出圖中有關反應的化學方程式或離子方程式：寫出圖中有關反應的化學方程式或離子方程式：Al(OH)Al(OH)3 33H3H=Al=Al3 33H3H2 2O O；Al(OH)Al(OH)3 3OHOH=AlO=AlO2 2- -2H2H2 2O O；2Al(OH)2Al(OH)3V3V AlAl2 2O O3 33H3H2 2O O。=【思考與探究思考與探究】3 3明礬凈水原理明礬凈水原理明礬的化學式為明礬的化學式為 _，其凈水的原理涉及，其凈水的原理涉及到的離子方程式表示為：到的離子方程式表示為：_。KAl(SOKAl(SO4 4) )2 212H12H2 2O O AlAl3 33H3H2 2O Al(OH)O Al(OH)3 3( (膠體膠體) )3H3H =1 1在做鋁的燃燒實驗時，用坩堝鉗夾住一小塊在做鋁的燃燒實驗時，用坩堝鉗夾住一小塊鋁箔，在酒精燈上加熱至其熔化，會看到的現(xiàn)象是鋁箔，在酒精燈上加熱至其熔化，會看到的現(xiàn)象是鋁箔熔化，失去光澤，但熔化的鋁并不滴落。原因鋁箔熔化，失去光澤，但熔化的鋁并不滴落。原因是是_。2 2中學學習階段接觸到許多既能與酸反應又能中學學習階段接觸到許多既能與酸反應又能與堿反應的物質，除了與堿反應的物質，除了AlAl及其重要化合物外，你還及其重要化合物外，你還知道哪些？知道哪些？鋁箔加熱時與鋁箔加熱時與O O2 2發(fā)生反應生成熔點很高的發(fā)生反應生成熔點很高的AlAl2 2O O3 3薄膜，薄膜，使內部的鋁被使內部的鋁被AlAl2 2O O3 3包裹著，所以熔化的鋁不易滴下包裹著，所以熔化的鋁不易滴下 弱酸的銨鹽，如弱酸的銨鹽，如NHNH4 4HCOHCO3 3、CHCH3 3COONHCOONH4 4、(NH(NH4 4) )2 2S S等；弱酸的酸式鹽，如：等；弱酸的酸式鹽，如：NaHCONaHCO3 3、KHSKHS、NaHSONaHSO3 3；氨基酸。；氨基酸。3 3明礬的凈水作用與液氯對自來水的消毒作用原明礬的凈水作用與液氯對自來水的消毒作用原理是否相同？理是否相同？4 4如何分離如何分離AlAl2 2O O3 3和和FeFe2 2O O3 3的混合物？的混合物？( (用示意圖回用示意圖回答答) )不同。明礬凈水只能除去水中的懸浮雜質，不能殺菌不同。明礬凈水只能除去水中的懸浮雜質，不能殺菌消毒，而液氯只能殺菌消毒，不能沉淀懸浮的雜質消毒，而液氯只能殺菌消毒，不能沉淀懸浮的雜質題組一題組一AlAl2 2O O3 3、Al(OH)Al(OH)3 3的兩性的兩性1 1某氧化物某氧化物X X難溶于水，能與燒堿反應，生成易難溶于水，能與燒堿反應，生成易溶于水的化合物溶于水的化合物Y Y，將少量，將少量Y Y溶液滴入鹽酸中無沉淀溶液滴入鹽酸中無沉淀生成，則生成，則X X是是( () ) A ASiOSiO2 2B BAlAl2 2O O3 3 C CMgOMgOD DCuOCuO2 2向下列物質的水溶液中滴加少量向下列物質的水溶液中滴加少量MgClMgCl2 2溶液或溶液或AlClAlCl3 3溶液，均有白色沉淀生成的是溶液，均有白色沉淀生成的是( () ) A ABaClBaCl2 2 B BFeClFeCl3 3 C CNaNa2 2COCO3 3 D DNaOHNaOHB BC C題組二探究制取題組二探究制取Al(OH)Al(OH)3 3的最佳途徑的最佳途徑3 3甲、乙、丙三位同學用規(guī)定的藥品制備甲、乙、丙三位同學用規(guī)定的藥品制備Al(OH)Al(OH)3 3。規(guī)定必用的藥品如下：規(guī)定必用的藥品如下：350 g 70% H350 g 70% H2 2SOSO4 4溶液、溶液、NaOHNaOH固體固體240 g240 g、足量鋁屑、水、足量鋁屑、水( (不能用其他藥品不能用其他藥品) )。 甲、乙、丙用各自設計的方案制得甲、乙、丙用各自設計的方案制得Al(OH)Al(OH)3 3的質的質量分別是量分別是W W1 1、W W2 2、W W3 3。三種實驗方案如下：。三種實驗方案如下：(1)(1)從充分利用原料、降低成本和提高產率等因素從充分利用原料、降低成本和提高產率等因素分析，實驗方案最合理的是分析，實驗方案最合理的是_。(2)(2)三位學生制得的三位學生制得的Al(OH)Al(OH)3 3，W W1 1、W W2 2、W W3 3其質量由其質量由大到小的順序是大到小的順序是_。(3)(3)制得制得Al(OH)Al(OH)3 3的最大質量是的最大質量是_。丙丙 W W3 3WW1 1WW2 2 520 g520 g 考點三用數(shù)形結合思想理解考點三用數(shù)形結合思想理解 Al Al3 3、Al(OH)Al(OH)3 3、AlOAlO2 2- -之間的轉化之間的轉化【知識梳理知識梳理】 題組一題組一AlAl3 3、Al(OH)Al(OH)3 3、AlOAlO2 2- -轉化的圖象題轉化的圖象題1.1.向一定量的向一定量的NaOHNaOH溶液中逐滴加溶液中逐滴加入入AlClAlCl3 3溶液，生成沉淀溶液，生成沉淀Al(OH)Al(OH)3 3的量隨的量隨AlClAlCl3 3加入量的變化關系如加入量的變化關系如圖所示。則下列離子組在對應的圖所示。則下列離子組在對應的溶液中一定能大量共存的是溶液中一定能大量共存的是( () )B B B B 題組二題組二AlAl3 3、Al(OH)Al(OH)3 3、AlOAlO2 2- -轉化的計算轉化的計算解析：解析：解法一：把該題的信息轉化為圖象，用圖象法求解法一：把該題的信息轉化為圖象，用圖象法求解，如圖所示：解，如圖所示：當生成沉淀當生成沉淀0.01 mol0.01 mol時需時需NaOHNaOH 0.03 mol 0.03 mol或或0.11 mol0.11 mol，顯然，顯然B B項符合題意。項符合題意。B B 4 4現(xiàn)有現(xiàn)有AlClAlCl3 3和和MgSOMgSO4 4混合溶混合溶液，向其中不斷加入液，向其中不斷加入NaOHNaOH溶溶液，得到沉淀的量與加入液，得到沉淀的量與加入NaOHNaOH溶液的體積如下圖所示溶液的體積如下圖所示，原溶液中，原溶液中ClCl與與SOSO4 42-2-的物質的物質的量之比為的量之比為( () ) A A13 B13 B23 C23 C61 D61 D3131C C 題組三從鋁土礦中提煉鋁題組三從鋁土礦中提煉鋁解析：反應后的體系中含有固體二氧化硅，需要解析：反應后的體系中含有固體二氧化硅，需要過濾除去，反應后的體系中有氫氧化鐵沉淀，需過濾除去，反應后的體系中有氫氧化鐵沉淀，需要過濾除去，要過濾除去，A A正確；正確；C C a a、b b中中AlAl元素分別以元素分別以AlClAlCl3 3和和NaAlONaAlO2 2形式存在，其中鋁形式存在，其中鋁的化合價都是的化合價都是3 3價，價，B B正確；由正確；由NaAlONaAlO2 2制備制備Al(OH)Al(OH)3 3需需要通入過量要通入過量COCO2 2，C C錯誤；錯誤；由由Al(OH)Al(OH)3 3制備制備AlAl2 2O O3 3，加熱即可，加熱即可，D D正確。正確。C C 從鋁土礦中提取從鋁土礦中提取AlAl2 2O O3 3的方法的方法【高考還可以這樣考高考還可以這樣考】(1)(1)寫出反應寫出反應1 1的化學方程式為的化學方程式為_ _ _。 (2) (2)濾液濾液中含有中含有NaAlONaAlO2 2，通入氣體，通入氣體A A后得到后得到Al(OH)Al(OH)3 3沉淀。氣體沉淀。氣體A A是是_。 Al Al2 2O O3 32NaOH2NaOH=2NaAlO=2NaAlO2 2H H2 2O O、SiOSiO2 22NaOH=Na2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3H H2 2O OCOCO2 2【高考還可以這樣考高考還可以這樣考】(3)(3)往往NaAlONaAlO2 2溶液中通入過量溶液中通入過量COCO2 2時得到的鹽是時得到的鹽是NaNa2 2COCO3 3還是還是NaHCONaHCO3 3？_反應的離子方程式為反應的離子方程式為_。(4)(4)反應之中能否用鹽酸代替氣體反應之中能否用鹽酸代替氣體A A？_._.若使若使用過量鹽酸，則反應的離子方程式為用過量鹽酸，則反應的離子方程式為_。(5)(5)煅燒煅燒B B的化學方程式為的化學方程式為_。(6)(6)鋁在生產生活中的用途非常廣泛，請列舉一例并鋁在生產生活中的用途非常廣泛，請列舉一例并說明利用了鋁的何種性質？說明利用了鋁的何種性質？_ _。 鋁的用途廣泛，如：用鋁的用途廣泛，如：用鋁合金可以制造飛機、汽車等鋁合金可以制造飛機、汽車等( (利用鋁的密度小利用鋁的密度小) )；可；可以制導線以制導線( (利用鋁的導電性利用鋁的導電性) )；可以制炊具；可以制炊具( (利用鋁的利用鋁的導熱性導熱性) )；可以冶煉難熔金屬；可以冶煉難熔金屬( (利用鋁的還原性利用鋁的還原性) )等等NaHCONaHCO3 3AlOAlO2 2- -COCO2 22H2H2 2O=Al(OH)O=Al(OH)3 3HCOHCO3 3- -不能不能AlOAlO2 2- -4H4H=Al=Al3 32H2H2 2O O2Al(OH)2Al(OH)3 3=Al=Al2 2O O3 33H3H2 2O O (7)(7)電解氧化鋁制鋁的化學方程式為電解氧化鋁制鋁的化學方程式為_。電解時為什么要加入冰晶石？電解時為什么要加入冰晶石？ _ _。(8)(8)鋁鍋不宜長時間存放酸性或堿性食物的原因是什鋁鍋不宜長時間存放酸性或堿性食物的原因是什么？么？_。試分別寫出試分別寫出AlAl與鹽酸、與鹽酸、NaOHNaOH溶液反應的離子方程式：溶液反應的離子方程式：_。2Al2Al6H6H=2Al=2Al3 33H3H2 22Al2Al2OH2OH2H2H2 2O=2AlOO=2AlO3H3H2 22Al2Al2 2O O3 3 4Al4Al3O3O2 2由于由于AlAl2 2O O3 3的熔點很高，的熔點很高，直接加熱使其熔化需要消耗大量能量，在氧化鋁中直接加熱使其熔化需要消耗大量能量，在氧化鋁中添加冰晶石添加冰晶石(Na(Na3 3AlFAlF6 6) )，能使氧化鋁熔化溫度降低，能使氧化鋁熔化溫度降低，從而減少了電解過程中能量的消耗從而減少了電解過程中能量的消耗鋁鍋表面的氧化物膜及鋁均能與酸、堿反應而被腐蝕鋁鍋表面的氧化物膜及鋁均能與酸、堿反應而被腐蝕