1、第9讲镁、铝及其重要化合物考纲要求1.掌握镁、铝的主要性质及其应用。2.掌握镁、铝的重要化合物的主要性质及其应用。考点一镁、铝的性质及应用1铝(1)存在和物理性质铝是地壳中含量最多的金属元素。自然界中的铝全部以化合态的形式存在。铝是银白色、具有金属光泽的固体，硬度较小，具有良好的导电性、导热性和延展性。(2)化学性质写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：Al2Al3Cl22AlCl3Al2Al2OH6H2O=2Al(OH)43H22AlFe2O3Al2O32Fe(3)工业制备化学方程式为：2Al2O3(熔融)4Al3O2。(4)用途纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。2镁(
2、1)物理性质：具有银白色金属光泽的固体，密度、硬度均较小，熔点较低，有良好的导电、传热和延展性。(2)化学性质写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：Mg2MgCO22MgOCMg2H2OMg(OH)2H2Mg2H=Mg2H2(3)工业制备MgCl2(熔融)MgCl2(4)用途生产合金，冶金工业上用作还原剂和脱氧剂。(1)能与铝反应产生氢气的溶液可能呈酸性也可能呈强碱性。(2)Mg3N2极易水解，其化学方程式为：Mg3N26H2O=3Mg(OH)22NH3。(3)MgO熔点很高，可作耐火材料。 1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)铝在自然界中有游离态和化合态两种形式()(2)MgO
3、与Al粉的混合物也可称为铝热剂()(3)工业上制造镁粉时，可将镁蒸气在N2中冷却()(4)冶炼铝时常用焦炭作还原剂()(5)铝与少量NaOH溶液反应得到铝盐，与足量NaOH溶液反应生成四羟基合铝酸盐()2依据Mg、Al单质的性质，思考回答下列问题：(1)铝的化学性质活泼，为什么日常生活中广泛使用的铝制品通常具有较强的抗腐蚀性能？_。(2)铝与酸、碱反应的实质是什么？氧化剂是什么？_。(3)镁在空气中充分燃烧，所得固体产物可能有_(用化学式表示)。答案：(1)铝在常温下迅速被氧气氧化，形成一层致密的氧化膜，保护铝不再被氧化，因而铝制品通常具有较强的抗腐蚀性能(2)铝与酸、碱反应的实质都是lAl3
4、，2HH2，只不过碱中的H来源于水的电离。氧化剂分别为酸和水(3)MgO、Mg3N2、C1下列关于铝单质的叙述中，正确的是()A不能用铝制的器皿来盛放酸梅汤或碱水是因为铝会和酸或碱反应B铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为铝的化学性质很稳定C铝和NaOH溶液反应：Al2OH=Al(OH)42H2D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，熔化后的液态铝会滴落下来，是因为金属铝的熔点较低AA项，无论是铝还是其氧化物都能与酸或碱反应，正确；B项，铝表面形成致密的氧化膜，错误；C项，电荷、电子均不守恒，正确的离子方程式为2Al2OH6H2O=2Al(OH)43H2，错误；D项，打磨后的
5、铝箔在酒精灯上灼烧表面生成Al2O3，高熔点的Al2O3兜住了熔融的液态铝，不会滴落，错误。2将等物质的量的镁和铝混合，取等质量该混合物四份，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()A3 molL1 HClB4 molL1 HNO3C8 molL1 NaOH D18 molL1 H2SO4AB、D项中均不产生H2，Mg、Al与盐酸均反应生成H2，Mg与NaOH溶液不反应。3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：(1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是_。(2
6、)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，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，则加入铝粉的质量为_(填字母)。A5.4 g B3.6 g C2.7 g D1.8 g答案：(1)11(2)13(3)31(4)A铝与酸、碱反应的定量关系铝分别与盐酸、NaOH溶液反应的原理：2Al6H
7、Cl=2AlCl33H2，2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2。(1)等量的铝与足量盐酸和足量氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为。(2)足量铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为。(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸和NaOH溶液反应，若产生H2的体积比为”“”或“”“”或“3中学化学学习阶段接触到许多既能与酸反应又能与碱反应的物质，除了Al及其重要化合物外，你还知道哪些？答案：弱酸的铵盐，如：NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；弱酸的酸式盐，如：NaHCO3、KHS、NaHSO3等；氨基酸。两性物质是指既能与酸反应又能与碱反应生成盐和
8、水的化合物，上述物质中只有Al2O3、Al(OH)3、氨基酸是两性物质 题组一Al2O3和Al(OH)3的两性1(2020山东肥城期末)探究氢氧化铝的两性，最适宜的试剂是()AAl、NaOH溶液、稀盐酸BAl2O3、氨水、稀盐酸CAl2(SO4)3溶液、NaOH溶液、稀盐酸DAlCl3溶液、氨水、稀盐酸C可溶性的铝盐Al2(SO4)3溶液与少量NaOH溶液反应生成氢氧化铝沉淀，继续加过量的氢氧化钠，氢氧化铝沉淀会溶解，氢氧化铝沉淀中加盐酸也会溶解。2(2019安徽师大附中期中)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
9、性氢氧化物B该物质是Al(OH)3和Na2CO3的混合物C1 mol NaAl(OH)2CO3最多可消耗3 mol HD该药剂不适合胃溃疡患者服用D题组二探究制取Al(OH)3的最佳途径3甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备Al(OH)3。规定必用的药品如下：350 g 70%的H2SO4溶液、NaOH固体240 g、足量铝屑、水(不能用其他药品)。甲、乙、丙用各自设计的方案制得Al(OH)3的质量分别是W1、W2、W3。三种实验方案如下：甲：铝加NaOH溶液加H2SO4溶液W1 g Al(OH)3乙：铝加H2SO4溶液加NaOH溶液W2 g Al(OH)3丙：W3 g Al(OH)3试回答：(
10、1)从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素分析，实验方案最合理的是_。(2)三位学生制得的Al(OH)3的质量W1、W2、W3由大到小的顺序是_。(3)制得Al(OH)3的最大质量是_。解析：甲：2Al2OH6H2O=2Al(OH)43H2Al(OH)4H=Al(OH)3H2O乙：2Al6H=2Al33H2Al33OH=Al(OH)3丙：AlAl3，3Al3Al(OH)4所以Al33Al(OH)4=4Al(OH)3分析：(从化学方程式的计量数角度考虑)甲：制取2 mol Al(OH)3消耗H 2 mol、OH 2 mol。乙：制取2 mol Al(OH)3消耗H 6 mol、OH 6 mol
11、。丙：制取4 mol Al(OH)3消耗H 3 mol、OH 3 mol。既制取2 mol Al(OH)3消耗H 1.5 mol、OH 1.5 mol，结论是丙以较少的原料制出较多的Al(OH)3，最合理；乙以较多的原料制出较少的产品，最不合理。相同的原料制取的Al(OH)3质量应是W3W1W2。n(H)25 moln(OH)6 mol由电荷守恒：OH过量，按H计算按丙的方法：3H3OH4Al(OH)3 3 mol 312 g 5 mol xx520 g。答案：(1)丙(2)W3W1W2(3)520 g制备Al(OH)3的三种方法方法一：可溶性铝盐溶液与过量氨水反应离子方程式：Al33NH3H
12、2O=Al(OH)33NH方法二：向可溶性四羟基合铝酸盐溶液中通入过量CO2离子方程式：Al(OH)4CO2=Al(OH)3HCO方法三：相互促进水解法Al33Al(OH)4=4Al(OH)3 用数形结合思想理解Al3、Al(OH)3、Al(OH)4之间的转化1Al3、Al(OH)3、Al(OH)4之间的转化关系写出上述转化的离子方程式：(1)Al33NH3H2O=Al(OH)33NHAl33Al(OH)4=4Al(OH)3Al33OH=Al(OH)3(2)Al(OH)33H=Al33H2O(3)Al34OH=Al(OH)4(4)Al(OH)44H=Al34H2O(5)Al(OH)4CO2=A
13、l(OH)3HCOAl(OH)4H=Al(OH)3H2O(6)Al(OH)3OH=Al(OH)42与Al(OH)3沉淀生成有关的四个基本图像(1)把NaOH溶液滴加到AlCl3溶液中至过量现象：先有白色沉淀产生，然后沉淀逐渐溶解。图像有关反应：AB：Al33OH=Al(OH)3BD：Al(OH)3OH=Al(OH)4(2)把AlCl3溶液逐滴加入到NaOH溶液中至过量现象：先无明显现象，反应一段时间后逐渐产生大量的白色沉淀。图像有关反应：AB：Al34OH=Al(OH)4BC：Al33Al(OH)4=4Al(OH)3(3)把盐酸逐滴加入到NaAl(OH)4溶液中至过量现象：先生成白色沉淀，然后
14、沉淀逐渐溶解。图像有关反应：AB：Al(OH)4H=Al(OH)3H2OBD：Al(OH)33H=Al33H2O(4)把NaAl(OH)4溶液逐滴加入到盐酸中至过量现象：先无明显现象，反应一段时间后逐渐产生白色沉淀。图像有关反应：AB：4HAl(OH)4=Al34H2OBC：Al33Al(OH)4=4Al(OH)3集训1向一定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，生成沉淀Al(OH)3的量随AlCl3加入量的变化关系如图所示。则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是()Aa点对应的溶液中：Na、Fe3、SO、HCOBb点对应的溶液中：Na、S2、SO、ClCc点对应的溶液中：Ag、Ca
15、2、NO、FDd点对应的溶液中：K、NH、I、COB向NaOH溶液中逐渐加入AlCl3溶液时发生Al34OH=Al(OH)4，3Al(OH)4Al3=4Al(OH)3。a点时溶液中有大量OH，与Fe3、HCO不能大量共存。b点时溶质为NaCl和NaAl(OH)4，所有离子可以大量共存。c点时溶质为NaCl，与Ag不能大量共存。d点时溶质为NaCl和AlCl3，Al3与CO互相促进水解不能大量共存。集训2如图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加过程中微粒的量的关系曲线。下列判断错误的是()A线表示Al3的物质的量的变化Bx表示AlCl3的物质的量C线表示Al(OH)3的物质的量的变化D线表示
16、Al(OH)4的物质的量的变化BAlCl3溶液与NaOH溶液混合有两种方式：向AlCl3溶液中缓慢滴加NaOH溶液，开始有沉淀生成，后沉淀溶解，且生成沉淀与沉淀溶解消耗的NaOH的物质的量之比为31，则x表示NaOH的物质的量，B项符合题意；另一种方式是向NaOH溶液中缓慢滴加AlCl3溶液，开始没有沉淀，后有沉淀生成，与本题图示情况不符。集训3某混合溶液中可能含有HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl、Na2CO3、KCl中的一种或几种物质，往该溶液中逐滴加入NaOH溶液，产生沉淀的物质的量(n)与加入的NaOH溶液体积(V)的关系如图所示。回答下列问题：(1)溶液中一定含有的溶质是_(
17、填化学式，下同)，一定不含有的溶质是_。(2)溶液中可能含有的溶质是_(填名称)，判断该物质是否存在的实验方法是_，现象是_。(3)分别写出AB段、BC段发生反应的离子方程式：AB段为_；BC段为_。解析：首先分析图像中的拐点、斜线及水平线所表示的化学意义。OA段是NaOH溶液中和HCl；加入过量NaOH溶液，沉淀全部溶解，说明无MgCl2，所以沉淀只有Al(OH)3；BC段是NaOH溶液与NH4Cl反应，故原溶液中一定含有HCl和NH4Cl，一定无MgCl2；又因为HCl与Na2CO3不能大量共存，所以一定无Na2CO3，可能含有KCl，可用焰色反应进行确定。答案：(1)HCl、AlCl3、
18、NH4ClMgCl2、Na2CO3(2)氯化钾焰色反应 透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色是否为紫色(3)Al33OH=Al(OH)3NHOH=NH3H2O含Al3的混合溶液与碱反应的先后顺序当溶液中有多种离子时，要考虑离子之间的反应顺序，如向含有H、NH、Mg2、Al3的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，NaOH先与H反应，再与Al3、Mg2反应生成沉淀，再与NH反应，最后才溶解Al(OH)3沉淀 集训4向30 mL 1 molL1的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4 molL1的NaOH溶液，若产生0.78 g白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为()A3 mLB7.5 mLC15 mL D17.
19、5 mLB集训5现有AlCl3和MgSO4混合溶液，向其中不断加入NaOH溶液，得到沉淀的量与加入NaOH溶液的体积如图所示。原溶液中Cl与SO的物质的量之比为()A13 B23C61 D31COA上升的直线表示Al(OH)3和Mg(OH)2沉淀的生成，AB下降的直线表示Al(OH)3沉淀溶解，B点表示Al(OH)3完全溶解。AB段完全溶解Al(OH)3消耗NaOH 0.1 L，则Al3生成Al(OH)3消耗NaOH 0.3 L，沉淀Mg2消耗NaOH 0.1 L，因而n(AlCl3)n(MgSO4)21，所以，n(Cl)n(SO)61。判断铝元素的存在形式可溶性铝盐与强碱(如NaOH)溶液反
20、应，铝元素的存在形式化工生产中镁、铝及其化合物的化工流程1从海水中提取镁的流程(1)流程：(2)主要化学反应：制石灰乳：CaCO3CaOCO2、CaOH2O=Ca(OH)2；沉淀Mg2：Mg2Ca(OH)2=Mg(OH)2Ca2；制备MgCl2：Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O；电解MgCl2：MgCl2(熔融)MgCl2。2从铝土矿(含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)提取Al2O3的流程方案一：碱溶法讨论回答下列问题：(1)写出两步骤中可能发生反应的离子方程式。_。(2)步骤中不用盐酸(或H2SO4)酸化的理由是_。(3)步骤中得到较纯的Al2O3，可能含有_杂质，在电解时它不
21、会影响铝的纯度的原因：_。答案：(1)Al2O32OH3H2O=2Al(OH)4SiO22OH=SiOH2O。Al(OH)4CO2=Al(OH)3HCO，SiO2CO22H2O=H2SiO32HCO(2)因为Al(OH)4与酸反应生成的Al(OH)3具有两性，可溶于强酸，不易控制酸的量；CO2廉价而且生成的副产物NaHCO3用途广泛，经济效益好(3)SiO2由于SiO2的熔点很高，在加热到1 000 左右时不会熔化，因而不影响铝的纯度方案二：酸溶法讨论回答下列问题：(1)写出中可能发生反应的离子方程式。_。(2)步骤中不用氨水沉淀Fe3的原因：_。答案：(1)Al2O36H=2Al33H2O，
22、Fe2O36H=2Fe33H2OAl34OH=Al(OH)4Fe33OH=Fe(OH)3(2)Al(OH)3只能溶于强碱，不能溶于氨水，用氨水不能将Fe(OH)3和Al(OH)3分离集训1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B集训2(2019河南郑州外国语学校期中)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中除加试剂外，还需要进行过滤操作Ba、b中铝元素的化合价相同
23、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C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；a、b中Al元素分别以AlCl3和NaAl(OH)4形式存在，其中铝的化合价都是3价，B正确；由NaAl(OH)4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。集训3利用铝灰(主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等)制备铝鞣剂主要成分为Al(OH)2Cl的一种工艺如下：(1)气体A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。铝灰在90 时水解生成A的化学方程式为_，“水解”采用90 而不在室温下进
24、行的原因是_。(2)“酸溶”时，Al2O3发生反应的离子方程式为_。(3)“氧化”时，发生反应的离子方程式为_。(4)“废渣”的成分为_(填化学式)。(5)采用喷雾干燥而不用蒸发的原因是_。答案：(1)AlN3H2OAl(OH)3NH3加快AlN的水解反应速率，降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出(2)Al2O36H=2Al33H2O(3)2Fe22HClO=2Fe3ClH2O(4)Fe(OH)3(5)防止Al(OH)2Cl水解生成Al(OH)31(2018海南，10改编)絮凝剂有助于去除工业和生活废水中的悬浮物。下列物质可作为絮凝剂的是()ACoC2O42H2O BCaSO42H2OCP
25、b(CH3COO)23H2O DKAl(SO4)212H2OD2判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)向Mg(OH)2悬浊液中滴加足量FeCl3溶液出现红褐色沉淀3Mg(OH)22FeCl3=2Fe(OH)33MgCl2(2019全国卷，11D)()(2)Al2O3具有两性，可用于电解冶炼铝(2019江苏，3D)()(3)MgCl2(aq)Mg(OH)2(s)MgO(s)(2019江苏，9B)()(4)KAl(SO4)212H2O溶于水可形成Al(OH)3胶体(2018江苏，6B)()(5)向硫酸铝溶液中滴加碳酸钠溶液的离子方程式：2Al33CO=Al2(CO3)3(2017海南，6C)
26、()(6)泡沫灭火器灭火是利用了Al2(SO4)3和小苏打的反应(2016全国卷，7A)()(7)铝与Fe2O3发生铝热反应，反应后固体物质增重(2014全国卷，9C)()(8)氯化铝溶液滴入浓NaOH溶液中，产生大量白色沉淀(2015全国卷，13C)()3(2016海南，14)KAl(SO4)212H2O(明矾)是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐(主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的过程如图所示。回答下列问题：(1)为尽量少引入杂质，试剂应选用_(填标号)。aHCl溶液bH2SO4溶液c氨水 dNaOH溶液 (2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为_
27、。(3)沉淀B的化学式为_；将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是_。解析：(1)易拉罐的主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质，试剂的作用是将Al溶解并除去Fe、Mg杂质，HCl溶液和H2SO4溶液可溶解Al及Fe、Mg杂质，会引入Fe2、Mg2，氨水不溶解Al；NaOH溶液可溶解Al，但不溶解Fe、Mg杂质，故d项符合。(2)选用NaOH溶液溶解易拉罐，主要发生反应2Al2OH6H2O=2Al(OH)43H2。(3)滤液A中铝元素以Al(OH)4形式存在，与溶液中HCO发生复分解反应：Al(OH)4HCO=Al(OH)3COH2O，故沉淀B为Al(OH)3，明矾溶于水时，KAl(SO4
28、)2=KAl32SO，Al33H2OAl(OH)33H，使溶液呈弱酸性。答案：(1)d(2)2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2(3)Al(OH)3Al3水解，使溶液中H浓度增大42017天津，7 (1)(2)某混合物浆液含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置，使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。回答中的问题。固体混合物分离利用的流程图.固体混合物的分离和利用(流程图中的部分分离操作和反应条件未标明)(1)反应所加试剂NaOH的电子式为_，BC的反应条件为_，CAl的制备方法称为_。(2)该小组探究反应发生的条件。D与浓盐酸混合，不加热，无变化；加热有Cl2生成，当反应停止后，固体有剩余，此时滴加硫酸，又产生Cl2。由此判断影响该反应有效进行的因素有(填序号)_。a温度bCl的浓度c溶液的酸度答案：(1) 加热(或煅烧)电解法(2)ac
