2017届高三化学复习（镁铝）.doc

2017届高三化学复习——（金属及其化合物） 编辑：孟昭君 审核：叶梁 2016、9
第三讲 镁、铝及其化合物
知识回顾：
一、镁和铝
2、物理性质
共同点：密度 ，熔点较 ，硬度较 ， 色金属.
　　不同点：Al的上述性质都比镁略 。
3、化学性质

Mg
Al
与
非
金
属
反
应
O2

常温下：
点燃：
点燃：
N2

S

Cl2

与氧化物反应
H2O

CO2

Fe2O3

与酸反应
氧化性酸（浓硫酸，浓硝酸）

H+

与碱反应

自然界存在

冶炼

用途

二、镁和铝的重要化合物
1、氧化镁和氧化铝

MgO
Al2O3
物理性质
白色粉末、熔点高
白色固体、熔点高
类别
氧化物
氧化物
跟水的反应

跟酸反应

跟碱反应

用途
耐火材料
治炼铝原料，耐火材料
思考1：钠和铝在空气中表面都能生成一层氧化物，它们对内层金属的保护作用一样吗？

思考2：氧化铝是碱性氧化物吗？

2、氢氧化镁和氢氧化铝

Mg(OH)2
Al(OH)3
物理性质
白色粉末，难溶于水
白色固体，难溶于水
类别

跟酸反应

跟碱反应

受热分解

实验室制法

三、重点提示
1.Al(OH)3的两性
　　在溶液中同时发生酸式电离和碱式电离的方程式是：
思考1：在实验室，用可溶性铝盐制取氢氧化铝沉淀是用氨水方便，还是用氢氧化钠方便？为什么？

思考2：Al(OH)3能否在氨水及碳酸水中溶解？
2、氢氧化铝的用途
（1）氢氧化铝因其碱性不强，是治疗胃酸（化学式 ）过多的中和剂之一。常见的胃药有 。
（2）明矾（化学式 ）溶于水后，生成Al(OH)3（胶体）（是 变化），可以吸附悬浮于水中的泥沙形成沉淀（是 变化）。使水澄清。Al(OH)3还能吸附色素。
思考：氢氧化铁胶体能净水吗？
3.写出下列反应各阶段的离子方程式，并作出图像。
①向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至过量； 向NaOH溶液中滴加AlCl3 溶液直至过量

思考：将NaOH溶液换成氨水的图象一样吗？
②向NaAlO2溶液中滴加HCl溶液直至过量； 向HCl溶液中滴加NaAlO2 溶液直至过量

思考：将盐酸溶液换成通入CO2的图象一样吗？

对比：NaAlO2溶液中通入CO2及苯酚钠溶液中通入CO2的现象和化学反应方程式，并用电离平衡常数理论加以解释。
4、含铝杂质的提纯方法归类
利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于强碱的特性，可除去许多物质中的含铝杂质，如：
(1)Mg(Al)：加足量NaOH溶液；
(2)Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液；
(3)Mg(OH)2[Al(OH)3]：加足量NaOH溶液；
(4)Mg2＋(Al3＋)：加过量NaOH溶液，过滤，再加酸充分溶解。
四、专题
【专题一】氢氧化铝的制取
例题1：今用铝、稀硫酸和氢氧化钠溶液为原料，在实验室制备一定量的氢氧化铝。分别采用哪两种方法：（写出制取的化学方程式）
①
②
（1）上述哪一种方法比较节约试剂？（提示：试从每生产1 mol Al（OH）3所耗费的试剂用量予以说明）

（2）原料相同，请设计一种更为节约试剂的方法（用化学方程式表示，并说明其可以最节约试剂的根据）。

【专题二】铝的化合物图像题
例题2：（1）向NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量，符合下列图像 。
（2）向稀盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量，符合下列图像 。

纵坐标表示Al(OH)3沉淀量，横坐标表示所加溶液的体积

④ ⑤ ⑥
例题3：2. 在“向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至过量”过程中，含铝的微粒的物质的量的变化如图所示,则：
A线表示 的物质的量变化。
B线表示 的物质的量变化。
C线表示 的物质的量变化。
D线表示 的物质的量变化。
例题4：(2006上海卷)已知Ba(AlO2)2可溶于水。右图表示的是向A12(SO4)3溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液时，生成沉淀的物质的量y与加入Ba(OH)2的物质的量x的关系。下列有关叙述正确的是
A a－b时沉淀的物质的量：
A1(OH)3比BaSO4多
B c－d时溶液中离子的物质的量：
AlO2－比Ba2＋多
C a－d时沉淀的物质的量：
BaSO4可能小于A1(OH)3
D d－e时溶液中离子的物质的量：Ba2＋可能等于OH－
例题5：在Al2(SO4)3，MgSO4和硫酸的混合溶液中，向其中滴加NaOH溶液，生成沉淀的量与滴入NaOH溶液的量关系如右图所示，则原混合液中H+ ，Al3+与Mg2+的物质的量浓度之比为 。
例题6：向盛有10 mL 1 mol·L－1NH4Al(SO4)2溶液的烧杯中滴加1 mol·L－1NaOH溶液，沉淀物质的量随NaOH溶液体积的变化示意图如下：

(1)写出m点反应的离子方程式：_______________________。
(2)若在NH4Al(SO4)2溶液中改加20 mL 1.2 mol·L－1 Ba(OH)2溶液，充分反应后，溶液中的沉淀为 （填化学式），产生沉淀的物质的量为________mol。
【专题三】铝热反应
1、参《指南I》P26内容
2、例题7：某教科书对“铝热反应”实验的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”，“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。已知：Al、Fe的熔点、沸点数据如下：
物质
Al
Fe
熔点（℃）
660
1535
沸点（℃）
2467
2750
（1）某同学猜测，铝热反应所得到的熔融物是铁铝合金。根据已有知识找出一种验证产物中有Fe的方法： 。
（2）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的熔融物中含有金属铝。请填写下列表格：
所用试剂

实验操作及现象

有关反应的化学方程式

（3）实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低。某同学取一定量上述的熔融物与一定量很稀的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中，逐滴加入4mol·L－1的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。试回答下列问题：
①图中OC段没有沉淀生成，此阶段发生反应的离子方程式为 。
②在DE段，沉淀的物质的量没有变化，则此阶段发生反应的离子方程式
为 ；
③B与A的差值为 mol。
【专题四】工业冶炼铝
1、方案一：碱溶法——参《指南I》P115内容（工业使用）
方案二：酸溶法

讨论回答下列问题：
(1)写出①、②中可能发生反应的离子方程式。

(2)步骤②中不用氨水沉淀Fe3＋的原因：
________________________________________________________________________。
2、例题8：铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝：

下列说法中错误的是
A．①②中除加试剂外，还需要进行过滤操作 B．a、b中铝元素的化合价相同
C．③中需要通入过量的氨气 D．④进行的操作是加热，而且d一定是氧化铝
【专题五】海水提镁
1、参《指南I》P112内容
2、例题9：（2004广东）海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：

（1）若在空气中加热MgCl2·6H2O生成的是Mg(OH)Cl或MgO，写出相应反应的化学方程式___________________________；用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在干燥的氯化氢气流中加热MgCl2·6H2O时，能得到无水氯化镁，其原因是____________________。
（2）Mg(OH)2沉淀中混有Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤。
__________________________________________________________________________
（3）实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明这三种情况下使用玻璃棒的目的：
溶解时：_________________________________________________________；
过滤时：_________________________________________________________；
蒸发时：_________________________________________________________。
五、练习
1．(高考选项组合题)下列关于铝及其化合物的叙述正确的是
A．铝罐可久盛食醋(2014·福建理综，6C)
B．氢氧化铝可作胃酸的中和剂(2014·四川理综，1D)
C．明矾用作净水剂不涉及化学变化(2014·重庆理综，1A)
D．铝与Fe2O3发生铝热反应，反应后固体物质增重(2014·新课标全国卷Ⅱ，9C)
2.用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝，下列操作步骤中最恰当的组合是
①加盐酸溶解 ②加烧碱溶液溶解 ③过滤 ④通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀 ⑤加入盐酸生成Al(OH)3沉淀 ⑥加入过量烧碱溶液
A．①⑥⑤③ B．②③④③ C．②③⑤③ D．①③⑤③
3.下列各项操作中,发生“先产生沉淀，然后沉淀又溶解”现象的是
①向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2；②向NaAlO2溶液中逐滴加入过量的稀盐酸；
③向AlCl3溶液中逐滴加入过量稀氢氧化钠溶液；④向硅酸钠溶液中逐滴加入过量的盐酸
A.①② B.①③ C.①④ D.②③
4.甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol/L的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为甲∶乙＝1∶2(同温、同压下)，则加入的铝粉的质量为
A.3.6g B.2.7g C.5.4g D.1.8g
5．(2012重庆.11)向10mL 0.1mol·L−1NH4Al(SO4)2溶液中，滴加等浓度Ba(OH)2溶液x mL。下列叙述正确的是
A．x=10时，溶液中有NH4＋、Al3＋、SO42－，且c(NH4＋)>c(Al3＋)
B．x=10时，溶液中有NH4＋、AlO2－、SO42－，且c(NH4＋)>c(SO42－)
C．x=30时，溶液中有Ba2＋、AlO2－、OH－，且c(OH－)＜c(AlO2－)
D．x=30时，溶液中有Ba2＋、Al3＋、OH－，且c(OH－) = c(Ba2＋)
43
30
33
35
x
y
n(沉淀)/mol
V(NaOH)/mL
0
6．在200 mL含Mg2+、Al3+、NH4+、H+、Cl-等离子的溶液中，逐滴加入5mol•L-1的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量(mol)关系如下图所示。下列叙述正确的是:( )
A．x与y的差值为0.01 mol
B．原溶液中c(Cl-)=0.75 mol·L-1
C．原溶液的pH=0
D．原溶液中n(Mg2+)∶n(Al3+)=5∶2

7.室温下,在0.2 mol·L-1Al2(SO4)3溶液中,逐滴加入1.0 mol·L-1NaOH溶液,实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如下图,下列有关说法正确的是　
A.a点时,溶液呈酸性的原因是Al3+水解,离子方程式为:
Al3++3OH-Al(OH)3
B.a→b段,溶液pH增大,Al3+浓度不变
C.b→c段,加入的OH-主要用于生成Al(OH)3沉淀
D.d点时,Al(OH)3沉淀开始溶解
8.将足量的CO2不断通入KOH、Ca(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀与通入CO2的量的关系可表示为：

9．从海水中提取镁的工艺流程如图所示，下列说法错误的是

A．用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富
B．步骤⑥电解MgCl2时阴极产生氯气
C．步骤⑤可将晶体置于HCl气体氛围中脱水
D．上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应
10．下列各组物质的无色溶液，不用其他试剂即可鉴别的是________。
①NaOH、AlCl3　②NaHCO3、H2SO4　③NaAlO2、NaHSO4　④Na2CO3、HCl　
⑤Na2CO3、NaHCO3、Ca(OH)2
11.(2013·大纲全国卷，29)铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。
①铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下：

②以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下：

回答下列问题：
(1)写出反应1的化学方程式___________________________________________________。
(2)滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是________，反应2的离子方程式为_____________。
(3)E可作为建筑材料，化合物C是________，写出由D制备冰晶石的化学方程式____________________________________________________________________。
(4)电解法制铝的化学方程式是________，以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成分是
12、在标准状况下进行甲、乙、丙三组实验：各取30mL同浓度的盐酸溶液，加入不同质量的同一种镁铝合金粉末，产生气体，有关数据记录如下：

试回答：（1）甲组实验中盐酸__________________，乙组实验中盐酸__________________（均填“过量”、“适量”或“不足量”）。
（2）要推导出盐酸的物质的量浓度，所提供的数据中作计算依据的是_______________，计算出盐酸的物质的量浓度为____________mol/L。
（3）要求出合金中镁、铝的物质的量之比，可作计算依据的数据是____________ ，镁、铝的物质的量之比为________________________。
13、（2008重庆卷27）某学习小组用题27图装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量.
（1）A中试剂为 .

（2）实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是 .
（3）检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有：①记录C的液面位置；②将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；③待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；④由A向B中滴加足量试剂；⑤检查气密性，上述操作的顺序是 ；（填序号）记录C的液面位置时，除视线平视外，还应 .
（4）B中发生反应的化学方程式为 .
（5）若实验用铝镁合金的质量为a g,测得氢气体积为b ml（已换算为标准状况），B中剩余固体的质量为cg，则铝的相对原子质量为 .
（6）实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将 .（填“偏大”、“偏小”、“不受影响”）
14、实验室用空气和下图所示药品、仪器装置制取少量氮化镁。

⑴如果所制气体从左向右流向时，上述仪器装置正确连接顺序是 （填装置序号）。
⑵各个装置中导管连接的顺序正确的是 。
⑶实验开始时，应先在 处接通自来水管，然后依次点燃装有 粉的装置的酒精灯和装有 粉的装置的酒精灯。
⑷装置②中浓硫酸的作用是 ；装置③中饱和NaOH溶液的作用是 ；装置⑤的作用是 。
⑸实验装置①处的气体是 ；装置①中发生反应的化学方程式是：
。
15、将一定质量的镁铝合金投入100mL一定浓度的盐酸中，合金全部溶解，向所得溶液中滴加5mol/LNaOH溶液到过量，生成沉淀的质量与加入NaOH溶液体积关系如图所示。

由图中数据分析计算：
⑴原合金中镁、铝的质量各为多少？

⑵盐酸的物质的量浓度。