高三化学一轮复习镁铝知识点及练习题词.doc

高三化学一轮复习镁铝知识点及练习题词

镁
铝
在周期表中位置
第3周期 第ⅡA族
第3周期 第ⅢA族
原子结构示意图

色态
较低
较低但大于镁
熔点
较小
较小但大于镁
密度
较小
较小但大于镁
硬度
较小
较小但大于镁
　　⑵镁铝的化学性质
项目
Mg
Al
与非金属反应
O2
方程式
2Mg+O22MgO
4Al+3O22Al2O3
现象
剧烈反应、耀眼白光、放出大量热
S
Mg+SMgS
2Al+3SAl2S3
N2
3Mg+N2Mg3N2

与H2O
方程式
Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑
2Al+6H2O＝2Al(OH)3↓+3H2↑
现象
冷水慢，沸水快
一般不反应，只有氧化膜被破坏后反应
与酸反应
Mg+2H+=Mg2++H2↑
2Al+6H+＝2Al3++3H2↑(常温下，在浓H2SO4、浓HNO3中钝化)
与NaOH溶液

2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑
与某些氧化物
2Mg+CO22MgO+C
2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
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
工业制备
MgCl2 Mg+Cl2↑
2Al2O3 4Al+3O2↑
2．镁和铝氧化物的对比
氧化物
MgO
Al2O3
属类
碱性氧化物
两性氧化物
色态
白色粉末、熔点高
白色粉末、熔点高
化学
性质
H2O
MgO+H2O＝Mg(OH)2↓(反应缓慢进行)
不溶解也不反应
酸液
MgO+2H+＝Mg2++H2O
Al2O3+6H+＝ 2Al3++3H2O
NaOH溶液
不溶解也不反应
Al2O3+2NaOH＝2NaAlO2+H2O
重要用途
制造耐火、耐高温材料
制造耐火、耐高温器材，冶炼铝
3．镁和铝的氢氧化物
氢氧化物
Mg(OH)2
Al(OH)3
属类
碱
两性氢氧化物
色态
白色固体
白色固体
溶解性
难溶
难溶
电离方程式
Mg(OH)2Mg2++2OH－
H2O+AlO2－+H+Al(OH)3Al3++3OH－
与HCl等酸溶液
Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
(可溶于NH4Cl等强酸弱碱盐)
Al(OH)3+3HCl = AlCl3+3H2O
与NaOH溶液
不反应
Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
热不稳定性
Mg(OH)2 MgO+H2O
2Al(OH)3Al2O3+3H2O
实验室制法
可溶性镁盐加NaOH溶液　 Mg2++2OH- ＝ Mg(OH)2↓
可溶性铝盐加氨水
Al3++3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+3NH+4

4．铝及其化合物间相互转化、铝三角及相关图象

实验操作
实验现象
图象
离子方程式
①向可溶性铝盐溶液中滴加NaOH溶液至过量
先生成沉淀又溶解

Al3++3OH-＝Al(OH)3↓；Al(OH)3＋OH-＝AlO2-＋2H2O
②向可溶性铝盐溶液中滴加稀氨水至过量
出现白色沉淀

Al3++3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+3NH4＋
③向NaOH溶液中滴加可溶性铝盐溶液至过量
开始无明显变化，一段时间后出现沉淀

Al3++4OH-=AlO2-+2H2O；
3AlO2-+Al3++6H2O＝4Al(OH)3↓
④向可溶性偏铝酸盐溶液中滴加盐酸至过量
先沉淀又溶解

H++AlO2-+H2O = Al(OH)3↓；
Al(OH)3 +3H+=Al3++3H2O
⑤向可溶性偏铝酸盐溶液中逐渐通入CO2气体至过量
先无明显变化，后出现沉淀

AlO-2+2H2O+CO2(过量) =Al(OH)3↓+HCO-3
2AlO2-+3H2O+CO2(少量) =Al(OH)3↓+CO2-3
⑥向盐酸中滴加可溶性偏铝酸盐溶液至过量
出现白色沉淀

4 H++AlO2-=Al3+＋2H2O；
3AlO2-+Al3++6H2O＝4Al(OH)3 ↓
　　知识拓展：
　　⑴Al〔OH3〕的两性：H2O+AlO2－+H+Al〔OH〕3Al3++3OH－
　　　　　　　　　　　酸式电离　　　　 　　　 碱式电离
　　当向Al〔OH〕3中加入酸溶液，平衡向碱式电离方向移动，使Al〔OH〕3溶解.当向Al〔OH〕3中加入强碱溶液时，平衡向酸式电离方向移动，使Al〔OH〕3溶解.

　　⑵铝热反应及应用：2Al + Fe2O32Fe + Al2O3 ；4Al + 3MnO23Mn + 2Al2O3
　　铝热剂――铝粉和金属氧化物；助燃剂――KClO3；引燃剂――镁条.
　　铝热反应应用：焊接钢轨，冶炼熔点较高的金属如：钒、铬、锰等.

　　⑶既能与强酸又能与强碱反应的物质：
　　①金属单质：Al；②两性氧化物：Al2O3；③两性氢氧化物Al〔OH〕3；④弱酸的酸式盐：NaHCO3、NH4HCO3等；⑤弱酸铵盐：〔NH4〕2CO3、〔NH4〕2S等.

知能训练
一、选择题
1．氧化还原反应在生产、生活中具有广泛的用途.下列做法中涉及到铝元素的还原性的是〔　　〕
A．明矾净化水
B．用氢氧化铝治疗胃酸过多
C．用铝制容器存放浓硫酸
D．电解熔融氧化铝制单质铝
2．下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是〔　　〕
A．铝在冷的浓H2SO4或浓HNO3中不发生化学反应
B．铝既能与酸反应，又能与碱反应，因此铝是两性金属
C．工业上制取铝是通过H2还原Al2O3得到
D．铝粉在氧气中剧烈燃烧并产生耀眼的白光
3．下列有关铝及其化合物的叙述正确的是〔　　〕
A．铝粉与氧化镁共热可制取金属镁
B．足量的铝分别与含1 mol HCl、1 mol NaOH的溶液反应，产生等量的氢气
C．工业上用电解熔融Al2O3的方法冶炼铝
D．在浓硝酸中加入等体积的浓硫酸后，立即加入铝片，铝片表面放出氢气
4．下列各种物质既能与强酸溶液反应又能与强碱溶液反应的是〔　　〕
①Al　②AlCl3　③Na[Al〔OH〕4]　④Al〔OH〕3　⑤Al2O3
⑥NaHCO3
A．①②③④⑤⑥　　　　　B．①③④⑤
C．④⑤ D．①④⑤⑥
5．下列离子方程式正确的是〔　　〕
A．铝与NaOH溶液反应：Al＋6OH－===[Al〔OH〕4]－＋H2↑
B．向AlCl3溶液中滴入过量氨水：Al3＋＋4NH3·H2O===
[Al〔OH〕4]－＋4NH
C．Al2O3与NaOH溶液反应：Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al〔OH〕4]－
D．Ba〔OH〕2溶液与明矾溶液反应至Al3＋完全沉淀：Ba2＋＋3OH－＋Al3＋＋SO===Al〔OH〕3↓＋BaSO4↓
6．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
C．1 mol NaAl〔OH〕2CO3最多可消耗3 mol H＋ D．该药剂不适合于胃溃疡患者服用
7.

如图，在Al2〔SO4〕3和MgSO4的混合溶液中，滴加NaOH溶液，当滴入50 mL NaOH溶液时沉淀量达到最大值，当滴入60 mL以后，沉淀量保持不变，则原混合液中Al3＋与Mg2＋的物质的量之比为〔　　〕
A．1∶2 B．1∶1
C．2∶1 D．3∶1
8．甲、乙两烧杯中分别装有相同体积、相同pH的氨水和NaOH溶液，各加入10 mL 0.1 mol·L－1AlCl3溶液，两烧杯中都有沉淀生成.下列判断正确的是〔　　〕
A．甲中沉淀一定比乙中的多
B．甲中沉淀可能比乙中的多
C．甲中沉淀一定比乙中的少
D．甲中和乙中的沉淀一定一样多
9．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
二、非选择题
10．某无色溶液X，由Na＋、Ag＋、Ba2＋、Al3＋、[Al〔OH〕4]－、MnO、CO、SO中的若干种离子组成，取溶液进行如下连续实验：

〔1〕气体A的成分是〔填化学式，下同〕______________________，
气体B的成分是________.
〔2〕X溶液中一定存在的离子是__________________.
〔3〕写出步骤①发生所有反应的离子方程式_____________________________.
〔4〕写出步骤②形成白色沉淀甲的离子方程式______________________.
〔5〕通过上述实验，溶液X中还有未完全确定的离子是
________；只要设计一个简单的后续实验就可以确定该离子是否存在，该方法是______________________________________________________________.
11．短周期元素组成的单质A、B、C和甲、乙、丙、丁四种化合物，它们之间有图示的转化关系，已知C为密度最小的气体，甲俗称刚玉，是红宝石的主要成分.

〔1〕写出丙的名称：____________________________________.
〔2〕组成单质A的元素在周期表中的位置是____________________.
〔3〕写出下列反应的方程式：
①A与NaOH溶液反应的化学方程式________________________
②乙溶液与过量CO2反应的离子方程式_____________________________
〔4〕A与Fe2O3反应的反应类型为__________________________.
12．铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，下图是从铝土矿中制备铝的工艺流程：

已知：〔1〕铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质；
〔2〕溶液中的硅酸钠与四羟基合铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学反应方程式为：2Na2SiO3＋2Na[Al〔OH〕4]===Na2Al2Si2O8↓＋4NaOH＋2H2O
回答下列问题：
〔1〕写出向铝土矿中加入足量氢氧化钠溶液操作中发生反应的离子方程式：_______________________________________________
______________________________________________________.
〔2〕滤渣A的主要成分为____________；滤渣A的用途是________〔只写一种〕；实验室过滤时使用玻璃棒，其作用是________________.
〔3〕在工艺流程第三步中，选用二氧化碳作酸化剂的原因是
______________________________________________________
______________________________________________________.
〔4〕若将铝溶解，下列试剂中最好选用________〔填编号〕.理由是__________________________________________________________
______________________________________________________.
A．浓硫酸　　　B．稀硫酸　　　C．稀硝酸
13．将一定质量的镁和铝的混合物投入500 mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体.待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示.则固体混合物中镁的质量为________；NaOH溶液的物质的量浓度为______.

知能训练
一、选择题
1．【答案】　C2．【答案】　D
3．【解析】　铝不能还原MgO中的镁，A项错；2Al3H2↑,2Al3H2↑，故1 mol HCl溶液与铝反应产生0.5 mol H2，而1 mol NaOH溶液与铝反应产生1.5 mol H2，B项错；Al在浓硫酸或浓硝酸中钝化，D项错.
【答案】　C
4．【解析】　“√”表示能反应，“×”表示不反应

①Al
②AlCl3
③Na[Al(OH)4]
④Al(OH)3
⑤Al2O3
⑥NaHCO3
强酸
√
×
√
√
√
√
强碱
√
√
×
√
√
√
【答案】　D
5．【解析】　A中铝与NaOH溶液反应的离子方程式为：2Al＋
2OH－＋6H2O===2[Al〔OH〕4]－＋3H2↑；B中AlCl3溶液与氨水反应后生成的Al〔OH〕3不溶于氨水；D中当Al3＋完全沉淀时，离子方程式为：2Al3＋＋3SO＋6OH－＋3Ba2＋===2Al〔OH〕3↓＋3BaSO4↓.【答案】　C
6．【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
7.【解析】　由50 mL→60 mL时，NaOH溶液将Al〔OH〕3溶解，由关系式：Al3＋Al〔OH〕3[Al〔OH〕4]－可知，生成这些Al〔OH〕3沉淀需30 mL NaOH溶液，故50 mL NaOH溶液中有20 mL与Mg2＋反应生成Mg〔OH〕2，所以n〔Al3＋〕∶n〔Mg2＋〕＝1∶1.【答案】　B
8．【解析】　①若AlCl3过量，由于相同体积、相同pH的氨水比NaOH提供的OH－物质的量大，所以甲比乙生成的Al〔OH〕3沉淀多；②若AlCl3电离出的Al3＋与氨水或NaOH溶液电离出的OH－恰好完全反应，生成沉淀相等；③若AlCl3少量，由于在NaOH溶液中生成的Al〔OH〕3可继续与NaOH反应而溶解，乙中的沉淀量小于甲.【答案】　B
9．【解析】　反应①后的体系中含有固体二氧化硅，需要过滤除去，反应②后的体系中有氢氧化铁沉淀，需要过滤除去，A正确；a、b中Al元素分别以AlCl3和Na[Al〔OH〕4]形式存在，其中铝的化合价都是＋3价，B正确；由Na[Al〔OH〕4]制备氢氧化铝需要通入过量二氧化碳，C错误；由氢氧化铝制备氧化铝，加热即可，D正确.【答案】　C
二、非选择题
10．【解析】　该无色溶液中一定不含MnO；加入过量盐酸生成气体，说明溶液中肯定有CO，则肯定无Ag＋、Ba2＋、Al3＋，气体A为CO2；溶液Ⅰ中含有NaCl、HCl，可能含有AlCl3、SO，再加入过量碳酸氢铵溶液，产生白色沉淀应为Al〔OH〕3，说明X中含有[Al〔OH〕4]－，溶液Ⅱ加过量氢氧化钡溶液，放出的气体为NH3，产生的白色沉淀应为BaCO3，可能含有BaSO4.再加入足量盐酸，看沉淀是否完全溶解，便可确定X中是否有SO.
【答案】　〔1〕CO2　NH3〔2〕CO、[Al〔OH〕4]－、Na＋
〔3〕[Al〔OH〕4]－＋4H＋===Al3＋＋4H2O、CO＋2H＋===H2O＋CO2↑〔4〕Al3＋＋3HCO===Al〔OH〕3↓＋3CO2↑
〔5〕SO　在沉淀乙中加入稀盐酸，若白色沉淀完全溶解，则X中不存在SO，若不能完全溶解，则存在SO
11．【解析】　由“C为密度最小的气体”知，C为H2；由“甲俗称刚玉，是红宝石的主要成分”知，甲为Al2O3，根据各物质之间的相互转化关系得，A为Al，B为O2，乙为Na[Al〔OH〕4]，丙为水，丁为Al〔OH〕3.Al与NaOH溶液反应的化学方程式为：2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al〔OH〕4]＋3H2↑；Na[Al〔OH〕4]与过量CO2反应的离子方程式为：[Al〔OH〕4]－＋CO2===Al〔OH〕3↓＋HCO；Al与Fe2O3反应的化学方程式为：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3.
【答案】　〔1〕水　〔2〕第3周期第ⅢA族〔3〕①2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al〔OH〕4]＋3H2↑②[Al〔OH〕4]－＋CO2===Al〔OH〕3↓＋HCO〔4〕置换反应〔或氧化还原反应〕
12．【解析】　〔1〕Al2O3属于两性氧化物，SiO2属于酸性氧化物，都能与强碱反应.
〔2〕利用题目给出的信息——“硅铝酸盐沉淀”，可以知道滤渣A的主要成分是Fe2O3、Na2Al2Si2O8.对于滤渣A的用途一般很容易想到其可以作为炼铁的原料.
〔3〕因为Al〔OH〕3是两性氢氧化物，若用强酸酸化滤液时，无法保证将全部铝元素转化为Al〔OH〕3过滤出来.
〔4〕分析问题时，一般要同时考虑生产效益〔原料利用率〕和环保问题.
【答案】　〔1〕Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al〔OH〕4]－、SiO2＋
2OH－===SiO＋H2O
〔2〕Fe2O3、Na2Al2Si2O8　作炼铁的原料〔或作生产硅酸盐产品的原料〕　引流
〔3〕经过足量氢氧化钠溶液的溶解，大部分铝元素均以Na[Al〔OH〕4]的形式存在于滤液中，通入过量二氧化碳可以将Na[Al〔OH〕4]完全转化为Al〔OH〕3
〔4〕B　铝与浓硫酸在常温下发生钝化，加热溶解会产生有毒气体SO2，原料利用率低；稀硝酸能溶解铝但会产生NO气体，污染空气，硝酸利用率低；而铝与稀硫酸反应速率较快，产生的H2对空气无污染
13．【解析】　由图象知n〔Mg〕＝n[Mg〔OH〕2]＝0.15 mol，
故m〔Mg〕＝0.15 mol×24 g·mol－1＝3.6 g.
溶解0.20 mol Al〔OH〕3耗NaOH的物质的量可由以下化学方程式计算
Al〔OH〕3＋NaOH===Na[Al〔OH〕4]
＝
c〔NaOH〕＝5 mol·L－1.
【答案】　3.6 g　5 mol·L－1

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