1、2021届高考新课改化学一轮复习全程考点透析（19）镁、铝及其化合物考纲要求:1.了解镁、铝及其重要化合物的制备方法。(宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想)2.掌握镁、铝单质及其重要化合物的主要性质及其应用。(科学探究与创新意识、科学态度与社会责任)一、镁1.结构和存在回归教材回归教材镁位于元素周期表,原子结构示意图为,镁性质活泼,在自然界中的镁全部以态存在。第3周期第A族化合2.物理性质:镁是具有金属光泽的固体,密度、硬度均较小,熔点较低,有良好的导电、导热性和延展性。银白色3.化学性质:与非金属反应,如与N2、Cl2、O2的反应:、。与CO2反应:。与H2O反应:Mg+2H2O Mg(
2、OH)2+H2。与强酸反应:。Mg+2H+=Mg2+H2 4.镁的重要化合物：MgO+2H+=Mg2+H2O Mg(OH)2+2H+=Mg2+2H2O 5.镁及其化合物的用途：镁应用于生产合金,冶金工业上用作还原剂和脱氧剂。MgO熔点很高,可作材料。耐火二、铝1.结构和存在铝的原子结构示意图为。铝位于元素周期表,自然界中的铝全部以态存在。第3周期第A族化合2.物理性质:铝是色、具有金属光泽的固体,硬度,具有良好的、导热性和延展性。3.化学性质:银白较小导电性写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：_。_。_。_。4Al3O22Al2O32Al6H=2Al33H22AlFe2O32FeAl2O
3、34.制备和用途(1)制备(2)用途纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。5.铝热反应(1)本质利用铝的还原性,将难熔金属从其氧化物中置换出来2mAl+3MnOm mAl2O3+3nM。(2)反应特点在高温下进行,反应迅速,放出大量的热。新生成的金属单质呈液态且易与Al2O3分离。(3)应用a.在生产上可用于焊接钢轨等。b.在冶金工业上可用于冶炼难熔金属。(4)铝热剂a.在铝热反应中,反应混合物(铝粉、金属氧化物)称为铝热剂。b.能与Al组成铝热剂的常见金属氧化物有Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、MnO2、V2O5等。特别提醒特别提醒(1)铝在常温下迅速被氧气氧化，形成一层致
4、密的氧化膜，保护铝不被继续氧化，因而铝制品通常具有较强的抗腐蚀性能。常温时，浓H2SO4 和浓 HNO3 能使铝钝化，因此可用铝制槽车储运浓H2SO4 或浓 HNO3。(2)铝与NaOH 溶液的反应体现了铝的金属性而不是非金属性，其氧化剂是H2O，而不是NaOH。(3)含铝元素的盐有两种：铝盐(即含铝离子的盐)和偏铝酸盐(即含偏铝酸根离子的盐)，铝元素的化合价均为3 价。6.铝的重要化合物（1）氧化铝和氢氧化铝(两性)名称氧化铝(Al2O3)氢氧化铝Al(OH)3物理性质白色固体,熔点很高白色胶状物质,难溶于水化学性质与酸反应Al2O3+6H+2Al3+3H2O_与碱反应_ _加热不分解2Al
5、(OH)3 Al2O3+3H2OAl(OH)3+3H+Al3+3H2OAl2O3+2OH-2Al+H2OAl(OH)3+OH-Al+2H2O制备方法Al(OH)3加热分解Al3+与氨水反应Al溶液中通入CO2可溶性铝盐和偏铝酸盐混合主要用途作耐火材料冶炼铝的原料制药 净水作用名称氧化铝(Al2O3)氢氧化铝Al(OH)3氢氧化铝的电离:_ Al(OH)3 _Al3+3OH-特别提醒特别提醒常见的既能与酸反应又能与碱反应的物质金属单质:Al;两性氧化物:Al2O3;两性氢氧化物:Al(OH)3;弱酸的铵盐:(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S等;弱酸的酸式盐:NaHCO3、KH
6、S、NaHSO3等;氨基酸。2.常见的铝盐明矾(1)明矾的化学式为,属于复盐。(2)明矾净水的原理明矾溶于水时发生电离,电离方程式为,其中Al3+发生水解反应,产生,其吸附能力很强,可以吸附水中的杂质并形成沉淀,使水澄清。KAl(SO4)212H2OAl(OH)3(胶体)特别提醒特别提醒(1)AlCl3 是共价化合物，熔融时不导电，不能通过电解AlCl3 制Al。AlCl3 溶液加热蒸干灼烧，最终得到Al2O3固体。(2)Al2O3、MgO 的熔点很高，可用作耐火材料，但氧化铝坩埚不能用于熔融NaOH 固体。基础测评基础测评1.判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)中国古代利用明矾溶液的
7、酸性清除铜镜表面的铜锈()。(5)氢氧化铝、NaHCO3、Na2CO3 均可作胃酸的中和 剂()。(6)氧化铝是金属氧化物，也是碱性氧化物()。(7)明矾水解时能生成具有吸附性的 Al(OH)3 胶粒，可用于净水和消毒()。(8)工业上可用电解熔融 AlCl3 制备单质 Al()。2.下列关于镁的性质叙述正确的是()A.能在空气中燃烧,但不能在二氧化碳中燃烧B.不能与氮气发生反应C.不与冷水反应,但与热水反应D.可用电解氯化镁溶液的方法来制取金属镁解析：镁能在空气中燃烧生成氧化镁,能在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳,故A项错误;镁和氮气反应生成氮化镁,故B项错误;镁较活泼,不与冷水反应,但与热水
8、反应生成氢氧化镁和氢气,故C项正确;镁是活泼金属,工业是采用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁,故D项错误。答案：C3.(2019四川成都调研)镁粉是焰火、闪光粉、信号弹中不可缺少的原料。工业上制造镁粉是将镁蒸气在某种气体中冷却,有下列气体:空气、CO2、Ar、H2、N2,其中可作为冷却气体的是()A.和B.和C.和 D.和解析：加热时O2、N2、CO2等都能与镁发生反应,因此可用还原性气体或稀有气体冷却镁的蒸气,C项正确。答案：C4.常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是()。5.下列反应中的离子方程式书写正确的是()。6.在 Al2(SO4)3 和 MgSO4 的混合溶液中，滴加 NaOH
9、 溶液，生成沉淀的量与滴入 NaOH 溶液的体积关系如图所示，则原混合液中 Al2(SO4)3 与 MgSO4 的物质的量浓度之比为()。A.61B.31C.21D.12解析：由图可知，溶解 Al(OH)3 消耗碱 10 mL，则生成Al(OH)3 消耗碱 30 mL，生成 Mg(OH)2 消耗碱(5030)mL20 mL，故 Al3与 Mg2的浓度之比为 11，则 Al2(SO4)3与 MgSO4 的物质的量浓度之比为 12。答案：D考点一考向1镁镁及其重要化合物的性质及应用高频考点典例1(2019安徽安庆月考)下列有关金属镁的说法不正确的是()A.Mg在CO2中燃烧生成MgO和C,是放热反
10、应B.工业上通过电解MgCl2溶液制取金属镁C.Mg和稀硫酸反应时,滴加少量硫酸铜溶液,能加快反应速率D.镁可以用来制造信号弹和焰火,MgO可用作耐高温材料解析：金属Mg可以在CO2中燃烧生成MgO和C,同时放出大量的热,A正确;工业上通过电解熔融MgCl2来制取金属镁,B错误;Mg和稀硫酸反应时,滴加少量硫酸铜溶液,Mg能置换出Cu,Mg和Cu形成原电池,化学反应速率加快,C正确;Mg在空气中燃烧发出耀眼的白光,常用来制造信号弹和焰火,MgO的熔点很高,常用作耐高温材料,D正确。答案：B方法技巧方法技巧镁及其化合物的转化关系考向2 海水提镁典例2(2019广西桂林月考)从海水中提取镁的工艺流
11、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.步骤电解MgCl2时阴极产生氯气C.步骤可将晶体置于HCl气体氛围中脱水D.上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应解析：海水中含有大量的镁元素,A项正确;电解熔融MgCl2时,阳极产生Cl2,B项错误;加热脱水过程中Mg2+水解生成Mg(OH)2,为防止Mg2+水解,应在HCl气体氛围中脱水,C项正确;、过程发生的反应分别为化合反应、复分解反应、分解反应,D项正确。答案：B方法技巧方法技巧海水中提取镁1.工艺流程:2.基本步骤及主要反应:【拓展演练拓展演练】1.某同学通过系列实验探究Mg及其化合物的性质,下列操作正确
12、且能达到目的的是()A.将水加入浓硫酸中得到稀硫酸,置镁片于其中探讨Mg的活泼性B.将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4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沉淀转入蒸发皿中,加足量稀盐酸,加热蒸干得无水MgCl2固体解析：A、浓硫酸溶于水放热，且密度大于水，因此稀释浓硫酸，应将浓硫酸加到水中，而不能将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，A错误；B、将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，镁离子与氢氧根离子反应生成氢氧化镁沉淀，B正确；C、过滤时应该用玻璃棒引流，C错误；D、应将Mg（OH）2沉淀转入蒸发皿中，加足量稀盐
13、酸，生成氯化镁。由于氯化镁水解生成氢氧化镁和氯化氢，水解吸热，且氯化氢易挥发，所以加热时促进镁离子水解，蒸干得不到无水MgCl2固体，为氢氧化镁固体，D错误，答案选B。答案：B2.某工厂用提取粗盐后的盐卤(主要成分为MgCl2)制备金属镁,其工艺流程如下。下列说法错误的是()A.在实验室实施操作需要的玻璃仪器是漏斗、烧杯、玻璃棒B.Mg(OH)2MgCl2的离子方程式为Mg(OH)2+2H+=Mg2+2H2OC.操作是将MgCl2溶液蒸干后冷却结晶D.操作阴极和阳极产物的质量比是2471解析：操作为过滤,A项正确;Mg(OH)2MgCl2发生中和反应,B项正确;由MgCl2溶液获得氯化镁晶体不
14、能用加热蒸干的方法,因为加热促进Mg2+水解,生成的HCl易挥发,蒸干后不能得到氯化镁晶体,C项错误;操作为电解熔融的氯化镁,阳极得到Cl2,阴极得到金属Mg,D项正确。答案：C考点二考向1铝铝的性质与应用典例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.足量铝分别与含 1 mol HCl、1 mol NaOH 的溶液反应，产生氢气的量相同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，铝片表面发生钝化解析：Mg 比Al 活泼，不能用铝粉与MgO 共热制取Mg，A 错误；根据关系式 2Al6HCl3H2,2Al2Na
15、OH3H2，当Al 足量时，等物质的量的HCl 和NaOH 产生 H2 的体积比为13，B 错误；浓H2SO4 溶于浓HNO3 中，溶液体积增大，放出大量热，促进HNO3 挥发，使两种酸的浓度减小，铝片不会钝化，D 错误。答案：C方法技巧方法技巧(1)铝热剂是铝与金属氧化物的混合物，其中金属氧化物中金属元素的还原性要比铝弱。例如：CuO 与Al 能发生铝热反应，而 Al 与 MgO 不能发生铝热反应。(2)镁、铝化学性质和制备上的差异铝在常温下遇浓H2SO4、浓 HNO3 易钝化，因此能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸，而镁不能。铝能与NaOH 等强碱反应而镁不能。工业上用电解熔融氧化铝制备铝，而
16、不用氯化铝，因为氯化铝是共价化合物；工业上用电解熔融氯化镁制备镁，而不用氧化镁，因为氧化镁的熔点高。考向2铝与酸、碱反应的定量分析典例4两份铝屑，第一份与过量的盐酸反应，第二份与过量的 NaOH 溶液反应，产生氢气的体积比为 13，则第一份铝屑与第二份铝屑的质量比为()。A.11B.13C.12D.21解析：根据 2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO2 3H2可知，Al 无论是与盐酸反应还是与NaOH 溶液反应，相同质量的铝屑完全反应生成的氢气的量相同。若产生氢气的体积比为13，说明两份铝的质量比为13，B 正确。答案：B方法技巧方法技巧 铝与酸或碱溶液反
17、应生成 H2 的量的关系有关离子方程式为【拓展演练拓展演练】3.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)关系如图所示。反应中镁和铝的()。A.物质的量之比为 32C.摩尔质量之比为 23B.质量之比为 32D.反应速率之比为 23解析：由关系式 MgH2，2Al3H2，可知产生等量 H2 时，消耗 Mg、Al 的物质的量之比为 32，故 A 正确。二者质量之比为 43，摩尔质量之比为 242789，反应速率之比为32。答案：A4.(2018 年浙江温州模拟)等体积、等 物 质 的 量 浓 度 的H2SO4、NaOH 溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加入等质量的铝
18、，生成 H2 的体积比为 56(相同条件下)，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能是()。A.甲、乙中都是铝过量C.甲中酸过量、乙中铝过量B.甲中铝过量、乙中碱过量D.甲中酸过量、乙中碱过量解析：若酸、碱过量，生成 H2 的体积比为 11，若铝均过量，生成 H2 的体积比为 23，可知反应情况为甲中铝过量，乙中碱过量。答案：B考向3Al(OH)3 的制备典例5(2018 年山东潍坊检测)用稀 H2SO4、NaOH 溶液和金属铝为原料制取 Al(OH)3。甲、乙、丙三位学生的制备途径分别如下：若要得到等量的 Al(OH)3，则()。A.三者消耗的原料相同B.甲消耗的原料的总物质的量最多C.乙消耗的原料
19、的总物质的量最少D.丙消耗的原料的总物质的量最多解析：从量的关系看，假定有 1 mol 铝，则甲消耗 1.5 molH2SO4 和 3 mol NaOH，乙消耗 1 mol NaOH 和 0.5 mol H2SO4，丙拆成四份，一份与 H2SO4 反应，消耗 H2SO4 0.375 mol，三份与 NaOH 反应，消耗 NaOH 0.75 mol，故甲消耗原料的总物质的量最多，丙消耗原料的总物质的量最少。答案：B考向4铝三角的转化关系及应用典例6(2018 年天津检测)A、B、C、D、E 五种化合物均含有某种短周期常见元素，它们的转化关系如图所示，其中 A的溶液为澄清溶液，C 为难溶的白色固体
20、，E 易溶于水，取 A的溶液灼烧，焰色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃)。(1)写出化学式：A_，B_，C_，D_，E_。(2)写出下列反应的离子方程式：AB：_；AD：_。方法技巧方法技巧有关反应的离子方程式为：2.铝三角的应用下列说法中错误的是(考向5从铝土矿中提炼铝典例7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：)。A.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.中需要通入过量的氨气D.进行的操作是加热，而且 d 一定是氧化铝.解析：反应后的体系中含有固体二氧化硅，需要过滤除去，反应后的体系中有氢氧化铁沉淀，需要过滤除去，A 正确；
21、a、b 中 Al 元素分别以 AlCl3 和 NaAlO2 形式存在，其中铝的化合价都是3 价，B 正确；由 NaAlO2 制备 Al(OH)3 需要通入过量 CO2，C 错误；由 Al(OH)3 制备 Al2O3，加热即可，D 正确。答案：C方法技巧方法技巧从铝土矿提取氧化铝的化工流程已知铝土矿含SiO2、Fe2O3、MgO 等杂质。【拓展演练拓展演练】5.(2018 年江苏卷)在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是()。解析：A 项，NaHCO3 受热分解成 Na2CO3、CO2 和 H2O，Na2CO3 与饱和石灰水反应生成 CaCO3 和 NaOH，两步反应均能实现；B 项
22、，Al 与 NaOH 溶液反应生成 NaAlO2 和 H2，NaAlO2与过量盐酸反应生成 NaCl、AlCl3 和 H2O，第二步反应不能实现；C 项，AgNO3 中加入氨水可获得银氨溶液，蔗糖中不含醛基，蔗糖不能发生银镜反应，第二步反应不能实现；D 项，Al与 Fe2O3 在高温下发生铝热反应生成 Al2O3 和 Fe，Fe 与 HCl 反应生成 FeCl2 和 H2，第二步反应不能实现。答案：A6.铝土矿(主要成分为 Al2O3，还有少量杂质)是提取氧化铝的原料。提取氧化铝的工艺流程如下：(1)请用离子方程式表示以上工艺流程中第步反应：_。(2)写出以上工艺流程中第步反应的化学方程式：_
23、。(3)金属铝与氧化铁混合点燃，会发生剧烈的反应。写出该反应的化学方程式：_。请举一例该反应的用途：_。(4)电解熔融氧化铝制取金属铝，若有 0.6 mol 电子发生转移，理论上能得到金属铝的质量是_。Al(OH)3 沉淀的计算与图象分析1.Al(OH)3 沉淀的计算(1)根据AlCl3 与NaOH 的量计算生成 Al(OH)3 的量，设n(Al3)a，n(OH)b。方法指导(2)根据 AlCl3 和 Al(OH)3 的量计算需要加入的 NaOH 的量。NaOH的量n(NaOH)当NaOH不足时n(NaOH)3nAl(OH)3当NaOH过量时n(NaOH)3n(Al3)n(Al3)nAl(OH
24、)34n(Al3)nAl(OH)3(4)根据 Al(OH)3 和 NaAlO2 的量计算需要加入的 HCl 的量。2.四个基本图象(1)可溶性铝盐溶液与 NaOH 溶液反应的图象(2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图象3.拓展图象(1)向 AlCl3 溶液中逐滴加入氨水或 NaAlO2 溶液至过量，图象如图所示。(2)向 NaAlO2 溶液中逐滴加入 AlCl3 溶液或通入 CO2 至过量，图象如图所示。(3)向 MgCl2、AlCl3 和 HCl 的混合溶液(即将 Mg、Al 溶于过量盐酸所得的溶液)中逐滴滴入 NaOH 溶液至过量，图象如图所示。(4)向 MgCl2、AlCl3 混合溶液中先加入
25、 NaOH 溶液，后加入盐酸(NaOH 与盐酸的物质的量浓度相等)，沉淀图象如图所示。典例2把 NaOH、MgCl2、AlCl3 三种固体组成的混合物溶于足量水后有 1.16 g 白色沉淀，在所得的悬浊液中逐滴加入 1molL1 HCl 溶液，加入 HCl 溶液的体积 V 与生成沉淀的质量m的关系如下图所示，试回答：(1)写出混合物溶于水时发生反应的离子方程式：_。(2)写出 AB 段反应的离子方程式：_，B 点的沉淀物的化学式为_。(3)原混合物中 AlCl3 的物质的量为_，NaOH的质量为_。(4)求 Q 点加入的 HCl 溶液体积：_。A.2 mol、3 mol、8 molC.2 mo
26、l、3 mol、4 molB.3 mol、2 mol、8 molD.3 mol、2 mol、4 mol解析：反应中生成的沉淀有Mg(OH)2、Al(OH)3，生成的气体 有 NH3和 O2。由 纵 坐 标 及 曲 线 n(沉 淀)可 知：n(Mg2)nMg(OH)23 mol，n(Al3)nAl(OH)32 mol，产物中n(气体)在加入n(Na2O2)8 mol前、后是两条斜率不同的直线，所以加入8 mol Na2O2前放出的气体为O2和NH3的混合气体，之后仅放出O2，由8 mol Na2O2与H2O反应可放出4 mol O2可知放出n(NH3)8 mol4 mol4 moln(NH4)。答案：C+
