第二单元 第7讲 铝、镁及其化合物.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,7,讲,铝、镁及其化合物,考纲定位,选项示例,1.,理解,Mg,、,Al,的化学性质。,2,了解,Mg,、,Al,的重要化合物的主要性质和用途。,3,了解金属的通性，金属冶炼的一般原理，金属的回收和资源保护。,1.,将铝片加入到烧碱溶液中：,2Al,2OH,。,(2011,年广东湛江模拟,T,7A,),2,镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作照明弹。,(2009,年广东高考,T,23C,),3,Mg,和,Al,都可以用电解法冶炼得到。,(2011,年广东广州调研,T,9A,),4,Al,与,Fe,2,O,3,能发生铝热反应，则与,MnO,2,也能发生铝热反应。,(2011,年广东深圳模拟,T,11D,),一、铝,1,物理性质,铝位于周期表中第,_,周期第,_,族，是一种,_,色,金属，熔点较,_,，密度,_,，硬度较,_,，导电、导热性,_,，延展性,_,。,2,化学性质,铝的化学性质比较,_,，具有较强的,_,性，在,化学反应中易,_,电子，自然界中铝只以,_,存在。,三,A,银白,低,小,小,良好,良好,活泼,还原,失去,化合态,(1),与,O,2,反应。,铝在空气中与,O,2,反应形成致密的,_,，铝在纯氧,中 点 燃 后,_,燃 烧，发 出 耀 眼 的 光，化学方程式：,_,。,(2),与水反应。,铝在沸水中反应,_,，滴加酚酞无明,显现象。,(3),与盐酸、稀硫酸反应。,铝与盐酸、稀硫酸反应较镁慢，离子方程式：,_,。,氧化膜,剧烈,缓慢,2Al,6H,=2Al,3,3H,2,(4),铝遇冷的浓硝酸、浓硫酸发生,_,，表面生成了,致密的,_,。利用该性质，可用铝,制器具盛放冷的浓硫,酸、浓硝酸。,(5),与碱反应,(,NaOH,溶液,),。,离子方程式：,_,。,(6),与某些氧化物反应,(,铝热反应,),。,例如铝与,Fe,2,O,3,反应，化学方程式：,_,，,在反应过程中，铝表现出较强的,_,性。铝热反应可用于,焊接钢轨和,冶炼某些难熔金属，如：,V,、,Cr,等。,(7),冶炼方法。,工业上主要用电解含有冰晶石的熔融氧化铝来冶炼铝：,_,。,钝化,氧化膜,还原,电解,冰晶石,二、铝的氧化物与氢氧化物,化学式,Al,2,O,3,Al(OH),3,类别,_,氧化物,_,氢氧化物,颜色状态,白色固体,白色粉末,溶解性,_,溶于水,_,溶于水,热稳定性,稳定,_,与强酸反应,(,离子方程式,),_,_,与强碱反应,(,离子方程式,),_,_,制备方法,(,化学方程式,),AlCl,3,3NH,3,H,2,O=,_,用途,耐火材料,净水剂、胃酸中和剂,两性,两性,难,难,Al,2,O,3,3H,2,O,Al,2,O,3,6H,=2Al,3,3H,2,O,Al(OH),3,3H,=Al,3,3H,2,O,三、明矾与偏铝酸盐,1,明矾,KAl(SO,4,),2,12H,2,O,KAl(SO,4,),2,12H,2,O,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：,Al,3,3H,2,O,_,。,2,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，试写出偏铝酸钠与下列物质反应的离子方,程式：,Al(OH),3,(,胶体,),3H,NaAlO,2,(1),少量盐酸：,_,。,(2),过量盐酸：,_,。,(3),少量,CO,2,：,_,。,(4),过量,CO,2,：,_,。,四、镁及其化合物,1,镁,物理性质,银白色金属，表面有致密的氧化膜,化学,性质,与氧气反应,与氮气反应,与二氧化碳反应,与沸水反应,与非氧化性酸反应,(,盐酸、稀硫酸,),发出耀眼的白光,Mg,3,N,2,2MgO,C,Mg(OH),2,H,2,Mg,2,H,2,2.,氧化镁和氢氧化镁,物质,MgO,Mg(OH),2,类别,_,氧化物,中强碱,与水反应,MgO,H,2,O=,Mg(OH),2,(,缓慢化合,),不反应,与盐酸反应,(,离子方程式,),_,_,碱性,MgO,2H,=,Mg,2,H,2,O,Mg(OH),2,2H,=,Mg,2,2H,2,O,【,基础导练,】,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：,铝在常温下可与,O,2,反应，,A,错误；铝能与氯气反应，,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。,C,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，其表面的,Al,2,O,3,与酸、碱均反应，与,Cu(NO,3,),2,不反应。,2,将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生,C,3,下列气体逐渐通入,NaAlO,2,溶液中，开始时产生沉淀，,继续通入气体时沉淀又溶解，该气体是,(,),。,A,A,NO,2,B,NO C,CO,2,D,H,2,S,解析：,NO,2,与水反应生成了硝酸，先与,NaAlO,2,生成氢氧化,铝沉淀，而继续通入,NO,2,，生成的硝酸又与两性的氢氧化铝反,应，生成可溶的硝酸铝；而,NO,与水不反应，,CO,2,和,H,2,S,与水,均生成弱酸，虽然能生成氢氧化铝沉淀，但不能使氢氧化铝溶,解。,4,镁粉是制造烟花的重要原料之一。生产镁粉时，将镁蒸,气在某种气体中冷却。下列可作为冷却气体的是,(,),。,A,空气,B,氮气,C,氩气,D,二氧化碳,解析：,镁在温度较高的条件下，与氧气、氮气、二氧化碳,均能发生反应，分别生成氧化镁、氮化镁、氧化镁，但不与氩,气反应。,C,正确的是,(,5,化学在日常生产和生活中有着重要的应用。下列说法不,),。,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,C,MgO,的熔点很高，可用于制作耐高温材料,D,电解,MgCl,2,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,MgCl,2,溶液无法制取单质镁。,D,考点,1 “,铝三,角”的相互转化关系及图像分析,1,“铝三角”,图,2,7,1,2,图像分析,基本坐标图像,化学反应原理,基本坐标图像,化学反应原理,基本坐标图像,化学反应原理,上面六种基本图像可衍生出以下几种情况：,滴加顺序不同，应用于强碱与铝盐的鉴别；,滴加顺序不同，应用于强酸与偏铝酸盐的鉴别。,以上六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。,3,“铝三角”的应用,(1),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,Al,2,O,3,能与强碱反应，分离,Al,2,O,3,与其他金属氧化物,利用,Al(OH),3,的两性，分离,Al,3,与其他金属阳离子。,的混合物。,(2),混合离子的分析。,【,例,1,】,将一定质量的镁、铝合金,投入一定浓度的,100,mL,盐酸中，使合金全部溶解，向所得溶液中滴加,5.00 mol/L,的,NaOH,溶液至过量，生成沉淀的质量与加入,NaOH,溶液的体积,的关系如图,2,7,2,所示。,图,2,7,2,试求：,(1),原合金,中铝的质量分数。,(2),盐酸的物质的量浓度。,解析：,观察图像可知：,镁、铝溶于盐酸后，盐酸过量，,中和过量的盐酸消耗,NaOH,溶液,20,mL,。,当沉淀质量不变时，,此时沉淀,(11.6 g),只有,Mg(OH),2,，则沉淀达到最大量时，,Al(OH),3,的质量为,(19.4,11.6)g,，沉淀减少的过程中，消耗的,NaOH,溶,液用于溶解,Al(OH),3,。,【,变式训练,】,A,1 000,mL,C,100,mL,B,500,mL,D,1 500,mL,A,1,有,Mg,、,Al,粉末,10.2 g,，将它溶于,500,mL,4,molL,1,的,盐酸中，要使得到的沉淀最多，则加入,2,molL,1,的,NaOH,溶液,的体积为,(,),。,解析：,沉淀最多时，,Mg,2,、,Al,3,全部沉淀，此时,HCl,和,NaOH,的物质的量相等。,考点,2,利用滴,加顺序不同鉴别物质,2,NaAlO,2,和盐酸：向,NaAlO,2,溶液中逐滴滴加盐酸，先出,现白色沉淀后消失：,3,Na,2,CO,3,和盐酸：向,Na,2,CO,3,溶液中逐滴滴加盐酸，开始,无现象，后产生气泡：,【,例,2,】,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,(,A,KOH,和,Al,2,(SO,4,),3,C,CaCl,2,和,Na,2,CO,3,),。,B,稀,H,2,SO,4,和,NaHCO,3,D,Ba(OH),2,和,NaHSO,4,思路指导：,做题时，要认真阅读题干信息，由,“不用任何,试剂,”,、“只用试管和胶头滴管”,可知，只能通过物理性质,(,如,颜色、状态等,),或滴加顺序不同进行鉴别。,解析：,向,Al,2,(SO,4,),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,Al,2,(SO,4,),3,溶液，开始,无现象后出现白色沉淀。,答案：,A,物质之间反应用量比例不同，产物可能不同；试剂滴加的,顺序不同，产物可能不同，现象也可能不同，要正确地描述有,关实验现象。据此进行不用试剂进行物质间的鉴别，但要特别,注意的是，在滴加过程中一定要注意是,“,逐滴滴加”，这样不,同的顺序，才可能有明显的不同现象。,【,变式训练,】,2,(,双选,),下列各组稀溶液，不用其他试剂或试纸,，仅利用,),。,溶液间的相互反应，就可以将它们区别开的是,(,A,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、氢氧化钠,解析：,B,中因为,硫酸铝和氢氧化钠滴加顺序不同，反应现,象不同，可首先鉴别出这两种物质：向硫酸铝加入少量氢氧化,钠溶液可产生的白色沉淀，再向沉淀中分别加入另外两种物质，,能使沉淀溶解的是硫酸；,D,中利用硫酸镁与碳酸钠和氢氧化钠,反应都产生沉淀确定是硫酸镁，然后再用与硫酸镁混合无现象,的溶液滴加到另外两种溶液中确定碳酸钠和氢氧化钠。,答案：,BD,离子，而综合,性题目中主要考查除杂，利用铝元素的,铝及其化合物在化学工艺流程题中的考查,考向分析,铝是一种典型的两性元素，其单质及化合物一,直都是高,考中的热点，选择题主要考查离子共存问题，考查,两性进行分离、提纯。,【,典例,】,(2011,年广东高,考,),由熔盐电解法获得的粗,铝含有,一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产,生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下：,图,2,7,3,(,注：,NaCl,熔点为,801,；,AlCl,3,在,181,升华,),(1),精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼,时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程,式为：,_,和,_,。,(2),将,Cl,2,连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除,去。气泡的主要成分除,Cl,2,外还含有,_,；固态杂质粘附于,气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在,_,。,(3),在用废碱液处理,A,的过程中，所发生反应的离子方程,式,为：,_,。,(4),镀铝电解池中，金属铝为,_,极，熔融盐电镀中铝,电极反应式为：,_,。,(5),钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐,蚀，其原因是,_,。,思路指导：,这是一道工艺流程图，要对工艺流程形成整体,感知；以流程图为主线，抓住出题的目的,粗铝除杂用于钢,材镀铝，结合流程图中每一步的信息和一些重要的注释，弄清,每,一步的原理和作用，逐步解决问题。,解析：,(1),铝属于活泼金属，在高温下可置换某些金属或非,金属。,(2),在高温下，氯气可与氢气、金属钠和铝反应分别生成,HCl,、,NaCl,和,AlCl,3,，由于温度是,700,，所以,AlCl,3,会升华变,成气体，因此气泡的主要成分除,Cl,2,外还含有,HCl,和,AlCl,3,；,NaCl,熔点为,801,，此时,NaCl,不会熔化，只能在浮渣中存在，即浮,渣中肯定存在,NaCl,。,(3),尾气经冷凝后分为气体,A,和,B,，由框图可知,A,是氯气和,氯化氢的混合气体，,B,是,AlCl,3,。,【,实验变式,】,1,聚合氯化铝晶体的化学式为,Al,2,(OH),n,Cl,6,n,x,H,2,O,m,，它,是一种高效无机水处理剂，它的制备原理是调节,AlCl,3,溶液的,pH,，通过促进其水解而结晶析出。其制备原料主要是铝,加工行,业的废渣,铝灰，它主要含,Al,2,O,3,、,Al,，还有,SiO,2,等杂质。,聚合氯化铝生产的工艺流程如下：,图,2,7,4,(1),搅 拌 加 热 操 作 过 程 中 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式：,_,、,_,。,(2),生产过程中操作,B,和,D,的名称均为,_(B,和,D,为,简单操作,),。,(3),反应中副产品,a,是,_(,用化学式表示,),。,(4),生产过程中可循环使用的物质是,_(,用化学式表示,),。,(5),调节,pH4.0,4.5,的目的是,_,。,(6),实验室要测定该水处理剂产品中,n,和,x,的值。为使测定,结果更准确，需得到的晶体较纯净。生产过程中,C,物质可选用,_(,填字母,),。,A,NaOH,B,Al,C,氨水,D,Al,2,O,3,E,NaAlO,2,解析：,由于铝灰中含,Al,2,O,3,、,Al,，还有,SiO,2,等杂质，加入,盐酸搅拌使,Al,元素形成,Al,3,进入溶液，发生反应：,Al,2,O,3,6H,=2Al,3,3H,2,O,2Al,6H,=2Al,3,3H,2,，和,SiO,2,等杂质,分离。采取过滤的方法得到,AlCl,3,溶液，溶液降温熟化并调节,pH4.0,4.5,，增大,AlCl,3,溶液的,pH,，通过促进其水解而结晶析,出。,AlCl,3,水解生成的,HCl,易挥发，挥发出的,HCl,经水喷淋吸收,又生成盐酸这个过程中可以循环利用盐酸。,(6),为了不引入新,的杂质，可以选择,B,和,D,。,答案：,(1)Al,2,O,3,6H,=2Al,3,3H,2,O,2Al,6H,=2Al,3,3H,2,(2),过滤,(3)H,2,(4)HCl,(5),促进,AlCl,3,水解，使晶体析出,(6)BD,题组一 镁及其化合物,1,将相同质量的镁条分别在氧,气中；空气中；氮气,中；二氧化碳中完全燃烧，燃烧后所得固体产物的质量由小,),。,到大的顺序是,(,A,C,B,D,解析：,Mg,在氧气中燃烧：,2Mg,O,2,=2MgO,；,Mg,在空气中燃烧：,2Mg,O,2,=2MgO(,主,),，,3Mg,N,2,=,Mg,3,N,2,(,微量,),；,Mg,在氮气中燃烧：,3Mg,N,2,=Mg,3,N,2,；,Mg,在二氧化碳中燃烧：,2Mg,CO,2,=2MgO,C,；,依元素守恒法，,1 mol Mg,燃烧生成,1 mol,MgO,，质量增加,16 g,；,1 mol Mg,燃烧生成,1/3 mol Mg,3,N,2,，质量增加,28/3 g,；,1 mol,Mg,在二氧化碳中燃烧，固体产物分别为,1/2 mol C,和,1 mol,MgO,，,质量增加,6 g,16 g,22 g,。因此，相同质量的镁粉若分别在上,述气体中燃烧，所得固体产物的质量的大小关系是在二氧化碳,中燃烧最大，应选,C,。,答案：,C,2,(2011,年广,东高考,),某同学通过系列实验,探究,Mg,及其化,合物的性质，操作正确且能达到目的的是,(,),。,A,将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁片于其中探究,Mg,的活泼性,B,将,NaOH,溶液缓慢滴入,MgSO,4,溶液中，观察,Mg(OH),2,沉淀的生成,C,将,Mg(OH),2,浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，,洗涤并收集沉淀,D,将,Mg(OH),2,沉淀转入表面皿中，加足量稀盐酸，加热,蒸干得无水,MgCl,2,固体,解析：,稀释浓硫酸时，应将浓硫酸沿着器壁慢慢加入水中，,并及时搅拌，,A,是错误的；过滤时需要用玻璃棒引流，因此,C,不正确；蒸发溶液时应该用蒸发皿而不是表面皿，因为,MgCl,2,水解，所以加热时必须在,HCl,的气氛中才能得到,MgCl,2,固体，,D,不正确。,答案：,B,题组二 铝的性质与应用,3,将等物质的量的镁和铝相混合，,取等质量的该混合物四,份，分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多,的是,(,),。,解析：,镁、铝与,HNO,3,、浓,H,2,SO,4,反应不产生,H,2,；,Mg,不,与,NaOH,反应，,Al,能；,Mg,、,Al,都能与盐酸反应产生,H,2,。,A,3,molL,1,HCl,B,4,molL,1,HNO,3,C,8,molL,1,NaOH,D,18,molL,1,H,2,SO,4,A,4,下列关于铝的叙述中正确的是,(,),。,A,铝还原性强且亲氧性强，所以可通过铝热反应冶炼高,熔点金属,B,铝在空气中极易锈蚀，所以铝制品的使用时间很短,C,铝能耐稀硫酸腐蚀，所以运送稀硫酸可用铝制槽车,D,铝的导电性比铜、银更强，所以常用来制造电线、电,缆,解析：,铝在空气中形成致密的氧化膜，保护内层金属不被,氧化，,B,错；铝易被稀硫酸腐蚀，,C,错；铝的导电性不如铜、,银，,D,错。,A,题组三 铝的氧化物与氢氧化物,(,),。,解析：,MgSO,4,和,Al,2,(SO,4,),3,都能与,NaOH,溶液反应生成沉淀，,但只有,Al(OH),3,能与,NaOH,反应生成可溶的,NaAlO,2,，所以沉淀,只会部分溶解。,5,向,MgSO,4,和,Al,2,(SO,4,),3,的混合溶液中，逐滴加入,NaOH,溶液。下列图像中，能正确表示上述反应的是,(,横坐标表示加,入,NaOH,溶液的体积，纵坐标表示反应生成沉淀的质量,),D,6,治胃病的药物中通常含有氢氧化铝。某研究性学习小组,根据化学原理设计了如下五种制备方案：,A,铝屑与硫酸反应，然后再加入氢氧化钠溶液沉淀铝离,子；,B,铝屑与硫酸反应，然后再加氨水沉淀铝离子；,C,铝屑与足量氢氧化钠溶液反应，再加入硫酸生成氢氧,化铝；,D,铝屑与足量氢氧化钠溶液反应，再通入二氧化碳生成,氢氧化铝；,E,铝屑先分别与硫酸、氢氧化钠溶液反应，然后将二者反,应后的溶液混合，生成氢氧化铝。,(1),你认为,_,方案最佳。,(2),在你选择的最佳方案中，如何调整反应物的比例，从理,论上使铝全部转化成氢氧化铝：,_,。,(3),科学研究发现，长期服用含氢氧化铝药剂，会造成一些,副作用，如,_(,填字母,),。,A,重金属中毒,C,智力低下,B,引起甲状腺肿,D,贫血症,解析：,(1),方案,A,中过量的,NaOH,溶液能溶解,Al(OH),3,，,题组四 高频计算题,7,将,5.1 g,镁铝合金溶于,60,mL,5.0 mol/L H,2,SO,4,溶液中。,完全溶解后再加入,65,mL,10.0 mol/L,的,NaOH,溶液，得到沉淀,9.7 g,，继续滴加,NaOH,溶液时沉淀会减少。,(1),当加入,_,mL,NaOH,溶液，可使溶解在硫酸中的,Mg,2,和,Al,3,恰好完全沉淀。,(2),计算合金溶于硫酸时产生的氢气在标准状况下的体积。,解析：,(1),当沉淀的量达到最大值的时，溶质只有,Na,2,SO,4,，,答案：,(1)60,mL,(2),解：,硫酸是过量,的，氢气不能直接用硫酸中的,H,来算。,根据第一问的结论，当加入氢氧化钠溶液的体积为,65,mL,时，,此时沉淀的质量不是最大值，有一部分的,Al(OH),3,被过量的,5,mL,NaOH,溶解。,8,把由,NaOH,、,AlCl,3,、,MgCl,2,三种固体组成的混合物，溶,于足量水中，有,0.58 g,白色沉淀析出，向所得的浊液中，逐滴,加入,0.5 mol/L,的盐酸，加入盐酸的体积和生成沉淀的质量如图,2,7,5,所示。,图,2,7,5,(1),混合物中,NaOH,的质量是,_g,。,(2)P,点所表示盐酸加入体积为,_,mL,。,解析：,(1),分析图像可知：盐酸加到,10,mL,开始又生成沉淀，,说明原混合物中,NaOH,过量，溶于水时发生反应为：,MgCl,2,2NaOH=Mg(OH),2,2NaCl,；,AlCl,3,4NaOH=NaAlO,2,3NaCl,2H,2,O,，因此,0.58 g,为,Mg(OH),2,沉淀，,AB,段反应为：,NaAlO,2,HCl,H,2,O=Al(OH),3,NaCl,，所以原混合物中,n,(NaOH,),2,n,Mg(OH),2,4,n,(NaAlO,2,),n,(NaOH,),过量,。,答案：,(1)2.,6 (2)130,