1、第二节铝、镁及其化合物考纲定位考情播报1.掌握铝、镁的主要性质及其应用。2.掌握铝的重要化合物Al2O3、Al(OH)3、Al3、AlO、KAl(SO4)212H2O的主要性质及其应用。3.了解镁、铝及其主要化合物的制备方法。2016全国乙卷T11(D)、T12/全国丙卷T7(A)、T28(3)2015全国卷T10(C)、T27(3)/全国卷T13(B、C)2014全国卷T9(C)2013全国卷T27(2)考点1| 铝的主要性质及应用基础知识自查1结构和存在铝位于元素周期表第三周期A族，原子结构示意图为 。铝元素在地壳中含量丰富，仅次于氧、硅。自然界中的铝全部以化合态存在。2主要性质(写出有关
2、方程式)铝是银白色固体，有金属光泽，易导电导热，有延展性。(1)与O2的反应3镁的性质镁是银白色固体，易导热、导电、密度小属于轻金属。(1)与非金属(O2、Cl2、N2等)2MgO22MgO、MgCl2MgCl2、3MgN2Mg3N2。(2)与热水反应的化学方程式为Mg2H2OMg(OH)2H2。(3)与酸反应Mg2H=H2Mg2。(4)与氧化物(CO2)反应的化学方程式为2MgCO22MgOC。应用体验1(1)浓H2SO4和浓HNO3能用铝制容器盛装的理由是什么？(2)能与Al反应生成H2的溶液一定是酸性溶液吗？为什么？(3)用砂纸除净氧化膜的铝箔加热有什么现象？为什么？(4)Mg在空气中燃
3、烧最多可得到哪几种产物？提示(1)铝在常温下遇到浓H2SO4和浓HNO3时表面迅速形成一层致密的氧化膜保护层即“钝化”。(2)不一定，Al与H或OH均反应生成H2。(3)加热熔化的铝箔并不滴落，好像一层膜兜着。即使打磨过的铝箔，在空气中又很快生成新的氧化膜，且Al2O3熔点比铝的高。(4)MgO、Mg3N2、C。2足量下列物质与相同质量的镁铝合金反应，不放出H2的为_；放出氢气且消耗溶质物质的量由多到少的顺序为_。氢氧化钠溶液稀硫酸盐酸稀硝酸提示考点多维探究角度1铝、镁的主要性质及应用1易拉罐的主要成分为铝合金，其中以铝铁合金和铝镁合金最为常见。现取几小块易拉罐碎片进行下列实验，其中实验方案与
4、现象、结论正确的是()序号实验方案现象、结论A加入盐酸产生无色气体，含铝、铁、镁三种元素B加入NaOH溶液有无色气体产生，含有镁、铝两种元素C加入盐酸后，所得溶液中再加入少量NaOH溶液产生白色沉淀，含有镁元素D用盐酸溶解并放置一会儿后，加入KSCN溶液溶液呈血红色，含有铁元素DA项，Al、Fe、Mg与盐酸均反应生成无色气体；B项，Mg与NaOH溶液不反应；C项，Al3与少量NaOH溶液反应也生成白色沉淀。2下列关于镁铝的说法正确的是()A镁铝制品在空气中能稳定存在是因为铝不活泼B浓HNO3、浓H2SO4能用铝制器皿盛装是因为铝与浓HNO3、浓H2SO4不反应C镁铝均与NaOH溶液反应D铝与F
5、e2O3发生铝热反应是利用了Al的还原性比Fe强DA项，镁铝制品在空气中稳定存在的原因是形成了一层致密氧化膜保护内部金属；B项，浓HNO3、浓H2SO4用铝制器皿盛装是因为铝遇浓HNO3、浓H2SO4钝化，不是不反应；C项，镁与NaOH溶液不反应。角度2镁、铝与酸、碱反应的有关计算3将一定量的镁铝合金样品分成两等份，一份加入足量NaOH溶液中，充分反应后，收集到标准状况下气体6.72 L；另一份加入到足量稀盐酸中，充分反应后，收集到标准状况下气体11.2 L。则原合金样品中镁的质量为()A4.8 gB6 gC9.6 gD12 gA由题意知Mg与盐酸反应生成的H2为11.2 L6.72 L4.4
6、8 L，为0.2 mol；由Mg2H=H2Mg2知n(Mg)0.2 mol，则m(Mg)0.2 mol24 g/mol4.8 g。4铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出H2的金属，就铝的这一特殊性质回答下列问题： 【导学号：95812039】(1)等质量的两份铝分别与足量的HCl、NaOH溶液反应，所得H2的体积之比是_。(2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，产生H2的体积之比是_。(3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比
7、是_。(4)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 molL1的盐酸和NaOH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V(甲)V(乙)12，则甲烧杯中剩余的反应物是_。解析(1)根据化学方程式：2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2得Al与H2的关系式均为2Al3H2，故只要参加反应的Al的量相等，所得H2的量必相等。(2)因为在反应中Al过量，产生的H2由HCl和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl3H2、2NaOH3H2，故当HCl、NaOH物质的量相等时，二者产生H2的体积比为13。(3)因为铝足量且
8、产生H2相等，根据关系式n(HCl)n(NaOH)31，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度c(HCl)c(NaOH)n(HCl)n(NaOH)31。(4)其反应原理分别为2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。可见当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多时，产生H2的体积比是13，而题设条件体积比为12，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的。答案(1)11(2)13(3)31(4)Al铝与酸、碱反应生成H2的量的关系(1)无论与酸还是与碱反应，Al与H2的关系都是2Al3H2。(2)等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应：产生H2的物质的
9、量相等。消耗H、OH的物质的量之比为n(H)n(OH)31。(3)足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应：消耗Al的物质的量之比为13。生成H2的物质的量之比为13。(4)一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比，则必定是a.铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；b.铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而氢氧化钠过量。考点2| 铝的重要化合物的主要性质及其应用基础知识自查1氧化铝两性氧化物(1)物理性质：白色固体，难溶于水，熔沸点很高，可用作耐火材料。(2)化学性质(写离子方程式)Al2O3制备Al：2Al2O34Al3O22氢氧化铝两性氢氧化物(1)化学性质(写离子方程
10、式)Al(OH)3受热分解：2Al(OH)3Al2O33H2O(2)制备向铝盐中加入足量氨水，离子方程式为Al33NH3H2O=Al(OH)33NH；向偏铝酸盐中通入足量CO2，离子方程式为AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO；NaAlO2与AlCl3的溶液混合，离子方程式为3AlOAl36H2O=4Al(OH)3。3明矾(1)化学式为KAl(SO4)212H2O。(2)电离方程式为KAl(SO4)2=KAl32SO。(3)应用：净水；净水原理为明矾电离出的Al3在水中水解生成Al(OH)3胶体，吸附水中悬浮物而沉淀，使水净化，其离子方程式为Al33H2OAl(OH)3(胶体)3H。应用
11、体验1实验探究：(1)Al2(SO4)3溶液中逐滴加入氨水至过量有什么现象？(2)Al2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量有什么现象？(3)NaAlO2溶液中逐滴加入盐酸至过量有什么现象？(4)NaAlO2溶液中通入CO2至过量有什么现象？提示(1)生成白色胶状沉淀。(2)开始生成白色沉淀，后又逐渐溶解完全。(3)开始生成白色沉淀，后又逐渐溶解完全。(4)生成白色沉淀。2Al(OH)3是一种医用的胃酸中和剂，其医用原理是什么？提示Al(OH)3的碱性不强，不至于对胃壁产生强烈的刺激或腐蚀作用，但可以与胃酸反应，中和过多胃酸。考点多维探究角度1铝的重要化合物的性质及其应用1下列有关说法
12、中不正确的是()AAl(OH)3在用于治疗胃酸过多类疾病时表现出弱碱性B明矾溶于水后可得到少量的有强吸附性的Al(OH)3，故明矾可作净水剂CAl(OH)3可用于中和馒头制作过程(如发酵阶段)中产生的酸DAl2O3可用于制作耐火材料而Al(OH)3不能C治疗胃酸过多时要消耗胃中的酸，因此Al(OH)3表现出弱碱性，A项正确；Al(OH)3有强吸附性，能吸附水中悬浮的杂质并最终转化为沉淀而使水变澄清，B项正确；馒头制作过程中加小苏打是用于发泡和中和酸的，不用Al(OH)3，因其不能与弱酸反应，C项错误；耐火材料本身具有热稳定性且熔点很高，而Al(OH)3受热易分解，D项正确。2下列除杂质的方法不
13、正确的是()A镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥BFeCl3溶液中混有少量AlCl3：加入过量的氨水，过滤洗涤沉淀，将沉淀再用适量盐酸溶解CFe2O3中混有少量Al2O3：加入过量NaOH溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥DAl(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量CO2后过滤BB项，加入过量氨水，Fe3、Al3均沉淀且均不溶于氨水，无法除去杂质。3. 现有Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(aq)6种物质，它们之间有如图所示转化关系，图中每条线两端的物质之间都可以发生反应，下列推断不合理的
14、是()AN一定是HCl(aq)BX可能为Al或Cl2CY一定为NaOH(aq)DQ、Z中的一种必定为Al2O3B由题图可知Y为NaOH(aq)，N一定是HCl(aq)，M为Al。既能与强酸反应又能与强碱反应的物质(1)单质Al；(2)两性氧化物Al2O3、ZnO；(3)两性氢氧化物Al(OH)3、Zn(OH)2；(4)多元弱酸的酸式盐(如NaHCO3、KHS、KHSO3、NaH2PO4等)；(5)弱碱弱酸盐(如CH3COONH4等)。角度2铝土矿提取铝与Al(OH)3的制备4工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图所示：下列叙述正确的是() 【导学号：
15、95812040】A试剂X可以是NaOH溶液，也可以是盐酸B反应过滤后所得沉淀为Fe(OH)3C图中所有转化反应都不是氧化还原反应D反应的化学方程式为NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3D根据流程图可知，X一定是NaOH，Y一定是CO2，加X后生成的沉淀为Fe2O3。5实验室可用铝屑、氨水、氢氧化钠溶液、稀硫酸等来制备氢氧化铝，某同学设计了三种实验方案：方案AlAl3Al(OH)3方案AlAlOAl(OH)3方案Al(OH)3(1)用方案制备Al(OH)3时使用的药品最好是铝屑、稀硫酸和氨水，不用氢氧化钠代替氨水的原因是_；写出该方案中有关的离子方程式_。(2)用方案来制备A
16、l(OH)3时，必须注意_的用量，以防止生成的Al(OH)3溶解。(3)三种方案中，你认为最好的是_(填序号)，原因是_。解析分析本题应从Al(OH)3的两性着手，过量的强酸、强碱均会降低Al(OH)3的产率，而Al3与AlO反应制取氢氧化铝，则不存在该问题，故方案最好。答案(1)若用NaOH溶液沉淀Al3，终点不易控制，因为Al(OH)3会溶于过量的NaOH溶液，从而影响Al(OH)3的生成量2Al6H=2Al33H2，Al33NH3H2O=Al(OH)33NH(2)稀硫酸(3) 药品用量最少，操作最为简单，产率高专项突破3“铝三角”的转化关系及图像分析命题点1“铝三角”转化与应用1Al3、
17、Al(OH)3、AlO之间的转化关系2“铝三角”转化的应用(1)判断离子共存问题：Al3与OH及AlO、CO、S2等弱酸根阴离子；AlO与H、HCO以及弱碱阳离子Al3、Fe3等因生成沉淀或发生水解相互促进反应而不能大量共存。(2)鉴别(利用滴加顺序不同，现象不同)。向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解。向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。对点训练1(2017青岛模拟)下列说法不正确的是()A铝箔插入稀硝酸中，无现象，说明铝箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜B. 如右图所示，中为AlCl3溶液，中为浓氨水，中有白色沉淀生
18、成CAl2O3NaAlO2(aq)Al(OH)3DAlCl3溶液中滴加NaOH溶液后铝的存在形式：A铝与稀HNO3发生反应有NO生成，不能形成氧化膜，A不正确；浓氨水挥发出的NH3被AlCl3溶液吸收生成白色沉淀Al(OH)3，B正确；Al2O3为两性氧化物与NaOH反应生成NaAlO2，NaAlO2溶液遇CO2生成Al(OH)3，C正确；当n(NaOH)n(AlCl3)3时，恰好生成Al(OH)3，当n(NaOH)n(AlCl3)4时，恰好生成NaAlO2，D正确。对点训练2(2016西安名校三检)某无色透明溶液与铝反应放出氢气，该溶液中可能含有Mg2、Cu2、Ba2、H、Ag、SO、SO、
19、HCO、OH、NO十种离子中的若干种，下列推断正确的是()A当溶液中有Al3生成时，溶液中可能存在：SO、NO、H、Mg2B当溶液中有Al3生成时，溶液中一定存在：H、SO；可能存在Mg2C当溶液中有AlO生成时，溶液中一定存在：OH、Ba2、NOD当溶液中有AlO生成时，溶液中可能存在：OH、Ba2、NO、SOB据题意，一定不含有Cu2、HCO。当溶液中有Al3生成时，原溶液中含有H，不含有NO(产生的气体为NO)、SO、OH，据电中性原理知其中必定含有SO，于是不能存在Ba2、Ag，可能含有Mg2，A项错误，B项正确；当溶液中有AlO生成时，原溶液含有OH，肯定没有H、Ag、Mg2，据电中
20、性原理知其中必定含有Ba2，于是不可能含有SO、SO，可能含有NO，C、D项错误。对点训练3下列各组物质，只用试管和胶头滴管就可鉴别的是_(填序号)。Al2(SO4)3溶液与NaOH溶液NaAlO2溶液与稀盐酸AlCl3溶液与氨水NaHCO3溶液与稀H2SO4Na2CO3溶液与稀盐酸Ca(HCO3)2溶液与NaOH溶液答案命题点2氢氧化铝沉淀图像分析与计算1四个基本图像(1)可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像操作可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量现象立即产生白色沉淀渐多最多渐少消失无沉淀出现沉淀渐多最多沉淀不消失图像离子方程式Al33OH=
21、 Al(OH)3Al(OH)3OH=AlO2H2OAl34OH=AlO2H2O3AlOAl36H2O=4Al(OH)3(2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像操作偏铝酸盐溶液中逐滴加稀盐酸至过量稀盐酸中逐滴加偏铝酸盐溶液至过量现象立即产生白色沉淀渐多最多渐少消失无沉淀出现沉淀渐多最多沉淀不消失图像离子方程式AlOHH2O=Al(OH)3Al(OH)33H=Al33H2OAlO4H=Al32H2O Al33AlO6H2O=4Al(OH)32.四个拓展图像(1)向AlCl3溶液中逐滴滴入氨水或NaAlO2溶液至过量，图像如图1所示。(2)向NaAlO2溶液中逐滴滴入AlCl3溶液或通入CO2至过量，图像
22、如图2所示。图1 图2(3)向MgCl2、AlCl3和盐酸的混合溶液(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，图像如图3所示。(4)向MgCl2、AlCl3混合溶液中先加入NaOH溶液，后加入盐酸(NaOH与盐酸的物质的量浓度相等)，沉淀图像如图4所示。图3 图4【注】领悟2个数量关系沉淀Al3所需n(OH)与Al(OH)3溶解所需n(OH)的比为31。Al(OH)3溶解所需n(OH)nAl(OH)3。对点训练4(2017长春模拟)在某无色溶液中缓慢地滴入NaOH溶液直至过量，产生沉淀的质量与加入的NaOH溶液体积的关系如图所示，由此确定，原溶液中含有的阳离子是()
23、AMg2、Al3、Fe2BH、Mg2、Al3CH、Ba2、Al3 D只有Mg2、Al3B开始无沉淀，说明含有H，后来沉淀部分溶解，说明含有Al3和Mg2。对点训练5将10 g Fe2O3、SiO2、Al2O3的混合物加入足量的100 mL x mol/L稀硫酸中，过滤，然后加入10 mol/L NaOH溶液，产生沉淀的质量和加入NaOH溶液的体积关系如图所示。下列叙述错误的是() 【导学号：95812041】A滤出的物质为SiO2B可求出x的值C可求出Al2O3的质量分数D可求出Fe2O3的质量分数DA项，SiO2与稀硫酸不反应，则滤出的物质为SiO2，不符合题意；B项，当加入NaOH溶液的体
24、积为100 mL时，沉淀为氢氧化铁和氢氧化铝，溶液中溶质为硫酸钠，根据H2SO4Na2SO42NaOH可知n(Na)2n(H2SO4)，进而可求出x的值，不符合题意；C项，加入NaOH溶液的体积为110 mL时，氢氧化铝全部溶解，则根据Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O可求出Al2O3的质量分数，不符合题意；D项，由于滤液中过量的酸的量和沉淀的总质量未知，则不能确定氧化铁的质量，符合题意。对点训练6(2017黄冈高三检测)某无色稀溶液X中，可能含有下表所列离子中的某几种。阴离子CO、SiO、AlO、Cl阳离子Al3、Fe3、Mg2、NH、Na现取该溶液适量，向其中加入某试剂Y，产生沉
25、淀的物质的量(n)与加入试剂体积(V)的关系如图所示。(1)若Y是盐酸，则Oa段转化为沉淀的离子(指来源于X溶液的，下同)是_，ab段发生反应的离子是_，bc段发生反应的离子方程式为_。(2)若Y是NaOH溶液，则X中一定含有的阳离子是_，其物质的量之比为_，ab段反应的离子方程式为_。解析溶液为无色，说明溶液X中不含Fe3；若Y为盐酸，由图像的特点判断溶液X中一定含有AlO、SiO、CO，其中Oa段发生的反应为：AlOHH2O=Al(OH)3，SiO2H=H2SiO3，故转化为沉淀的离子为SiO、AlO；ab段发生的反应为：COH=HCO，HCOH=H2OCO2，但仅有CO来源于X溶液；bc
26、段发生的反应为：Al(OH)33H=Al33H2O。若Y为NaOH溶液，由图像特点判断溶液中一定含有Mg2、Al3、NH。其中Oa段发生反应为：Al33OH=Al(OH)3，Mg22OH=Mg(OH)2；ab段发生的反应为：NHOH=NH3H2O；bc段发生的反应为：Al(OH)3OH=AlO2H2O；n(Al3)n(Mg2)n(NH)1(413)2214。答案(1)SiO、AlOCOAl(OH)33H=Al33H2O(2)Al3、Mg2、NH214NHOH=NH3H2O课堂小结反馈达标11 全新理念探究高考明确考向1一组判断，展示高考易误点(1)(2015全国卷)将浓HNO3滴入用砂纸打磨过
27、的铝条中，产生红棕色气体。()(2)(2015全国卷)用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝滴落下来，说明Al的熔点较低。()(3)(2015全国卷)氯化铝溶液滴入浓氢氧化钠溶液中，产生大量白色沉淀。()(4)(2015江苏高考)制备Al(OH)3悬浊液：向1 molL1 AlCl3溶液中加过量的6 molL1 NaOH溶液。()(5)(2014北京高考)Al片溶于NaOH溶液中，产生气体：2Al2OH2H2O=2AlO3H2。()(6)(2014四川高考)AlCl3溶液中加入过量稀氨水：Al34NH3H2O=AlO4NH2H2O。()(7)明矾净水的原理是明矾
28、水解生成Al(OH)3胶体吸附悬浮物同时杀菌消毒。()(8)(2013广东高考)常温下将Al片放入浓HNO3中无明显现象可得出Al与浓HNO3不反应。()(9)(2013重庆高考)向NaAlO2溶液中滴加NaHCO3溶液，有沉淀和气体生成。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)2一题串知，覆盖高考考什么(2017福建四地六校联考)用铝土矿(主要成分为Al2O3，含有Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下： (1)流程中的X、Y分别是_、_。考查物质的推断(2)流程中反应、的离子方程式分别为_、_。考查Al2O3、AlO的化学性质(3)若试剂X为稀盐酸时，反应的离子方程式为_。考查Al2O3、Fe2O3的化学性质(4)若“流程”中Y为少量，反应的离子方程式为_。考查AlO与CO2的反应(5)另一工艺流程为：X、Y分别是_、_。考查物质的推断流程步反应的离子方程式为_。考查Al3、Al(OH)3的化学性质答案(1)NaOH溶液CO2(2)Al2O32OH=2AlOH2OAlOCO22H2O=Al(OH)3HCO(3)Al2O36H=2Al33H2O、Fe2O36H=2Fe33H2O(4)2AlOCO23H2O=2Al(OH)3CO(5)Fe(OH)3CO2Al34OH=AlO2H2O、Fe33OH=Fe(OH)3
