2022年高三化學一輪復習 鎂、鋁及其化合物學案

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1、2022年高三化學一輪復習 鎂、鋁及其化合物學案 〖復習目標〗 1．了解鎂、鋁及其重要化合物的主要性質和重要應用。 2．了解常見不同類型化合物之間轉化的條件和方法，認識金屬礦物等自然資源綜合利用方面的重要作用。 〖知識清單〗 考點一 鎂及其化合物 一．鎂的提取 ⑴向海水中加入石灰乳： 。 ⑵制取MgCl2·6H2O： 。 ⑶加熱蒸干MgCl2：

2、 。 ⑷電解MgCl2： 。 二．鎂的性質 ⑴物理性質 ⑵化學性質 ①能與O2、Cl2、N2等非金屬單質反應，產物分別為 、 、 。 ②與CO2反應 方程式為： 。 ③與酸反應 鎂與非氧化性酸如稀硫酸、鹽酸等反應生成氫氣，離子方程式為：

3、 。 鎂與氧化性酸如濃H2SO4、稀HNO3、濃硝酸在常溫下也能反應，但不生成H2。 ④與鹽溶液反應 與Zn的鹽溶液反應，其離子方程式為： 。 ⑶用途 〖典型例析〗 例1．海水的綜合利用可以制備金屬鎂，其流程如下圖所示： （1）若在空氣中加熱MgCl2·6H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，寫出相應反應的化學方程 。用電解法制取金屬鎂時，需要無水氯化鎂。在干燥的HCl氣流中加

4、熱MgCl2·6H2O時，能得到無水MgCl2，其原因是 。 （2）Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2應怎樣除去？寫出實驗步驟。 。 （3）實驗室里將粗鹽制成精鹽的過程中，在溶解、過濾、蒸發(fā)三個步驟的操作中都要用 到玻璃棒，分別說明在這三種情況下使用玻璃棒的目的； 溶解時： 。過濾時：

5、 。 蒸發(fā)時： 。 考點二 鋁及其化合物 一、鋁在元素周期表中的位置、結構及性質 1．與非金屬單質反應 ①與O2反應： ②在點燃或加熱的條件下與Cl2、S反應，化學反應方程式分別為 ； 。 2．與酸反應 ①常溫下鋁遇 、 能夠發(fā)生鈍化。 ②與鹽酸反應的化學方程式

6、 。 ③與熱的濃硝酸反應 。 3．與強堿（如NaOH）溶液反應的化學方程式為： 。 4．與某些鹽（如CuCl2）溶液反應的化學方程式為： 。 5．與金屬氧化物（如Fe2O3）反應（鋁熱反應）的化學方程式為： 。

7、 鋁的冶煉 工業(yè)上冶煉鋁的化學方程式為： 。 二、氧化鋁 氧化鋁屬于離子化合物，在室溫下，它是一種白色固體，熔點很高。氧化鋁是典型的 氧化物， ⑴與鹽酸反應的離子方程式為： 。 ⑵與NaOH溶液反應的離子方程式為： 。 三、氫氧化鋁 1．氫氧化鋁是兩性氫氧化物。這是因為氫氧化鋁在水溶液中存在兩種方式的電離，其電離方程式：

8、 有關的離子方程式為：與鹽酸的反應： 與NaOH的反應： 2．受熱分解，化學反應方程式為： 3．用途 ⑴治療胃酸過多，其原理可用離子方程式表示為： ⑵水解生

9、成的Al(OH)3膠體可凈水。 Al3+水解生成的膠體的離子方程式為： Al(OH)3膠粒有強吸附能力，可用于凈水。 4．制取 可溶性鋁鹽與氨水反應的離子方程式： 四、從鋁土礦中提取鋁 HCl（過量） NaOH溶液 1．工藝流程 鋁土礦（主要成分Al2O3、Fe2O3、SiO2） 溶液 高溫 電解 NH3·H2O（過量）

10、 溶液 沉淀 2．各步反應的化學方程式 五、明礬（化學式 ） 1．與NaOH溶液反應 NaOH量少： NaOH量多： 2．與Ba(OH)2溶液反應 Ba(OH)2量少：

11、 Ba(OH)2量多： 〖要點精析〗 一、“鋁三角”及其應用 1．“鋁三角” 2．應用 ⑴制A1(OH)3 A13++3NH3·H2O==A1(OH)3↓+3NH4+ AlO2－+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO3－ ⑵離子共存問題 Al3+與OH—、S2—、AlO2－、CO32—、HCO3－；AlO2－與H+、Al3+、Fe3+、NH4+因發(fā)生

12、反應或水解相互促進而不能大量共存。 二、鋁鹽和偏鋁鹽分別與堿和酸反應生成Al(OH)3沉淀的關系圖像 1．可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應的圖像 2．偏鋁酸鹽與鹽酸反應的圖像 3．向H+和Al3+、OH－和AlO2－混合溶液中分別滴加NaOH溶液、鹽酸的反應圖像 特別提醒：解答有關Al(OH)3的圖像和計算問題要注意以下兩點： ①

13、“鋁三角”關系圖中各物質轉化方程式中的計量數關系。 ②圖像分析時：首先要看清橫、縱坐標的含義、其次要對圖像進行全面的分析，尤其需要關注的是特殊點（起點、折點、頂點、終點）的含義 〖典型例析〗 例1．鋁是一種很重要的金屬，可以發(fā)生一系列反應制備物質，如下圖所示： 下列說法中錯誤的是（ ） A．反應①又稱鋁熱反應，可用于野外焊接鐵軌 B．反應②③都有氫氣生成，產生等量的氫氣時轉移的電子數相等 C．常用反應⑥制備Al(OH)3，方法是向Al2(SO4)3溶液中滴加足量的NaOH溶液 D．工業(yè)上用反應⑦制備鋁時，常加入冰晶石以降低氧化鋁的熔融溫度 例2．Al(OH

14、)3是治療胃酸過多的藥物胃舒平的主要成分。某課外興趣小組用鋁、稀硫酸、燒堿為原料，制備一定量的Al(OH)3。他們分別設計了兩種實驗方案： 方案一：AlAl2(SO4)3 Al(OH)3 方案二：AlNaAlO2Al(OH)3 ⑴從節(jié)約藥品的角度思考，你認為哪一種方案好？ 方案一和方案二共同存在的問題是 。 ⑵請用相同的原料設計一個更為節(jié)約藥品的方案，并寫出有關的化學方程式。 例3．將鎂鋁的混合物0.2 mol溶于100 mL 4 mol/L硫酸溶液中，然后再滴

15、加 2 mol/L 氫氧化鈉溶液。請回答： 沉淀 質 量 O a b V(NaOH) （1）滴加氫氧化鈉溶液的過程中，沉淀質量隨加入氫氧化鈉溶液的體積V變化如圖所示。當a=160 mL時，則金屬粉末中鎂的物質的量為 mol，b= mL。 （2）在滴加氫氧化鈉溶液的過程中，Mg2+、Al3+正 好完全沉淀時加入的氫氧化鈉溶液的體積 為 mL。 （3）若上述混合物中鎂的物質的量分數（以鎂的物質的量除以混合物的總物質的量）為x，在加入100 mL 4 mol/L硫酸溶液溶解后，然后又加入了2 mol/L 氫氧化鈉溶液4

16、50 mL，所得沉淀中無Al(OH)3。滿足此條件的x的取值范圍是 。 〖仿真練習〗 1．下列除去雜質的方法不正確的是(　　) A．鎂粉中混有少量鋁粉：加入過量燒堿溶液充分反應，過濾、洗滌、干燥 B．用過量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋ C．用新制的生石灰，通過加熱蒸餾，以除去乙醇中的少量水 D．Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量燒堿溶液，充分反應，過濾，向濾液中通入過量CO2后過濾 2．下列各組物質，前者逐滴滴加到后者中直至過量，先出現白色沉淀，后來沉淀又消失的是(　　) A．H2SO4滴入NaAl

17、O2溶液中 B．Ba(OH)2溶液滴入Al2(SO4)3溶液中 C．Al2(SO4)3溶液滴入NaOH溶液中 D．氨水滴入Al2(SO4)3溶液中 3．現有MgCl2、AlCl3、CuCl2、FeCl3、NH4Cl五種溶液，如果只用一種試劑把它們鑒別開來，應選用的試劑是(　　) A．氨水　　　　　B．AgNO3 C．濃NaOH D．Na2CO3溶液 4．若在加入鋁粉能放出氫氣的溶液中，下列各組離子可能共存的是(　　) A．NH　NO　CO　Na＋ B．Na＋　Ba2＋　

18、Mg2＋　HCO C．NO　K＋　AlO　OH－ D．NO　Ca2＋　K＋　Cl－ 5．下列有關鋁及其化合物的敘述正確的是(　　) A．鋁粉與氧化鎂共熱可制取金屬鎂 B．足量鋁分別與含1 mol HCl、1 mol NaOH的溶液反應，產生相同量的氫氣 C．工業(yè)上用電解熔融Al2O3的方法冶煉鋁 D．在濃硝酸中加入等體積的濃硫酸后，立即加入鋁片，鋁片表面發(fā)生鈍化 6．美、德兩國科學家現已成功合成出具有獨特化學特性的氫鋁化合物(Al2H6)，這一研究成果有助于人們開發(fā)出推力更強大的固體火箭燃料，也有望應用在氫動力汽車和其他能源方面。下列關于氫鋁化

19、合物的推測不正確的是(　　) A．氫鋁化合物與水反應生成氫氧化鋁和氫氣 B．氫鋁化合物中鋁顯＋3價，H顯－1價 C．氫鋁化合物具有強還原性 D．鋁與水蒸氣在高溫下可生成氫鋁化合物 7．將5.1 g鎂和鋁投入500 mL 2 mol/L的鹽酸中，生成氫氣0.5 g，金屬完全溶解；再加入4 mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的質量最多是(　　) A．22.1 g B．8.5 g C．10.2 g D．13.6 g 8．在Al2(SO4)3和MgSO4的混合

20、溶液中，滴加NaOH溶液，生成沉淀的量與滴入NaOH溶液的體積關系如右圖所示，則原混合液中Al2(SO4)3與MgSO4的物質的量濃度之比為(　　) A．6∶1 B．3∶1 C．2∶1 D．1∶2 9．(思維拓展)向一定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，生成沉淀Al(OH)3的量隨AlCl3加入量的變化關系如圖所示。則下列離子組在對應的溶液中一定能大量共存的是(　　) A．a點對應的溶液中：Na＋、Fe3＋、SO、HCO B．b點對應的溶液中：Na＋、S2－、SO、Cl－ C．c點對應的溶液中：Ag＋、Ca2＋、N

21、O、F－ D．d點對應的溶液中：K＋、NH、I－、CO 10．將AlCl3溶液和氫氧化鈉溶液等體積混合，得到的沉淀中含鋁元素與溶液中所含鋁元素相等，則原AlCl3與NaOH兩溶液的物質的量濃度之比可能是(　　) A．1∶3 B．2∶3 C．1∶4 D．2∶7 11．某溶液中只可能含有H＋、NH、Mg2＋、Fe3＋、Al3＋、CO、SO等離子，當向該溶液中加入某濃度的NaOH溶液時，發(fā)現生成沉淀的物質的量隨NaOH溶液的體積變化如圖

22、所示，由此可知，該溶液中肯定含有的離子是____________，且各離子的物質的量之比為____________。 12．將一定量的Mg、Al合金溶于1 mol/L的鹽酸中，然后用1 mol/L的NaOH溶液進行滴定，產生沉淀的量隨NaOH溶液的體積的變化圖像如圖。則 (1)Al的質量是________。 (2)鹽酸的體積為________。 (3)欲求a的值，還需要知道一個條件，這個條件可以是________。 A．合金的質量 B．Mg的質量 C．產生H2的體積 D．b點對應的沉淀量 E．c點對應的沉淀量 13．從鋁

23、土礦(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質)中提取氧化鋁的兩種工藝流程如下： 請回答下列問題： (1)流程甲加入鹽酸后生成Al3＋的離子方程式為_____________。 (2)流程乙加入燒堿后生成SiO的離子方程式為____________。 (3)驗證濾液B含Fe3＋，可取少量濾液并加入________(填試劑名稱)。 (4)濾液E、K中溶質的主要成分是________(填化學式)，寫出該溶質的一種用途____________________。 (5)已知298 K時，Mg(OH)2的溶度積常數Ksp＝5.6×10－12，取適量的濾液B，加入一定量的

24、燒堿至達到沉淀溶解平衡，測得pH＝13.00，則此溫度下殘留在溶液中的c(Mg2＋)＝________________。 14．日常生活中使用的鋁合金中的鋁來自于電解氧化鋁。工業(yè)上電解氧化鋁要求其純度不得低于98.2%，而天然鋁土礦的氧化鋁含量為50%～70%，雜質主要為SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O等。工業(yè)生產鋁錠的工藝流程示意圖如下： 一些氫氧化物沉淀的pH如下表： 沉淀物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Mg(OH)2 開始沉淀pH(離子初始濃度0.01 mol/L) 4 2.3 10.4 完全沉淀pH(離子濃度<10－5 mol/L) 5.2

25、 4.1 12.4 請回答下列問題： (1)加入鹽酸時，氧化鋁發(fā)生反應的離子方程式為_____________。 (2)實驗室進行步驟②③④的操作名稱為________。 (3)固體A的化學式為________，物質C的化學式為______________；溶液中的Na＋、Ca2＋、Mg2＋是在步驟________中分離出去的。 (4)步驟③調節(jié)pH的數值范圍為____，步驟④調節(jié)pH的數值范圍為_____。 (5)步驟⑥反應的化學方程式為____________。 〖答案〗 考點一： 例1．(1)MgCl2·6H2O==Mg(OH)Cl+HCl↑+5H2O↑、 MgC

26、l2·6H2O===MgO + 2HCl↑ + 5H2O↑或Mg(OH)Cl==MgO+ HCl↑； 在干燥的HCl氣流中，抑制了MgCl2水解，且?guī)ё進gCl26H2O受熱產生的水汽，故能得到無水MgCl2 (2)加入MgCl2溶液，充分攪拌，過濾，沉淀用水洗滌 (3)攪拌，加速溶解；使待濾液體沿玻璃棒流入漏斗，防止外灑；防止因局部過熱液滴或晶體飛濺 考點二 例1．C 例2．（1）方案二較好 方案一在加入NaOH溶液和方案二在加入H2SO4溶液時，均難以控制加入的量，確保Al元素全部進入沉淀 （2）將Al按1∶3分成兩份，第一份與硫酸溶液反應，第二份

27、與NaOH溶液反應，然后將所得溶液混合即可。有關反應的化學方程式為： 2Al +3 H2SO4====Al2（SO4）3 +3H2↑ 2Al +2NaOH+ 2H2O====2NaAlO2+ 3H2↑ Al2（SO4）3 +6NaAlO2+ 12H2O====8Al（OH）3↓ +3Na2SO4 例3 ． (1)0.12 440 （2）400 （3） 0.5≤a＜1 〖仿真練習〗 1.B 2.A 3.CD 4.C 5.C 6.D 7.D 8.D 9.B 10.BD 11. H＋、Al3＋、NH、SO　2∶

28、1∶3∶4 12. 解析：用NaOH溶液滴定溶解鎂鋁合金的鹽酸時的反應為： 0～a：HCl＋NaOH===NaCl＋H2O a～b：MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl b～c：Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O (1)合金中Al～NaAlO2～b～c間滴入的NaOH，即n(Al)＝n(NaOH)b～c＝1 mol·L－1×(90－80)×10－3L＝0.01 mol m(Al)＝27 g·mol－1×0.01 mol＝0.27 g (2)b點時溶液中只有NaCl，且Na＋來自于Na

29、OH溶液，Cl－來自于原鹽酸，故n(HCl)＝n(NaOH)0～b＝1 mol·L－1×80×10－3L＝0.08 mol，V鹽酸＝0.08 mol÷1 mol·L－1＝0.08 L，即為80 mL。 (3)在A～E五個條件中，再知其中任一個條件，就能求得a值。 答案： (1)0.27 g　(2)80 mL　(3)ABCDE 13. 解析：本題考查鋁、硅、鐵等的氧化物的性質，意在考查考生對兩性氧化物、氫氧化物概念的理解，離子方程式的書寫，物質的檢驗及離子積常數的計算能力。 (1)與HCl反應生成Al3＋，應為鋁土礦中Al2O3。(2)SiO2可以溶于NaOH溶液中生成Na2SiO3。(

30、3)檢驗Fe3＋的特征反應很多，如遇KSCN顯紅色，遇苯酚顯紫色，遇OH－有紅褐色沉淀等。(4)生成E、K時，CO2均是過量的，故應生成NaHCO3。(5)Mg(OH)2的溶度積常數Ksp＝c(Mg2＋)·c2(OH－)，c(Mg2＋)＝ 5.6×10－12/(0.1)2＝5.6×10－10(mol/L)。 答案：(1)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O (2)SiO2＋2OH－===SiO＋H2O (3)硫氰化鉀(或硫氰酸鉀、苯酚溶液等合理答案) (4)NaHCO3　制純堿(或做發(fā)酵粉等合理答案) (5)5.6×10－10 mol/L 14. 解析：②③④的操作均是分

31、離固體和液體，該操作應是過濾；SiO2不與鹽酸發(fā)生反應，固體A為SiO2，加入C調節(jié)pH值，中和鹽酸，并控制氫氧化物沉淀的pH，保證Fe3＋沉淀完全，分析表格數據，步驟③應控制在4.1