(好資料)考點(diǎn)36鎂和鋁--【精品資料】高考化學(xué)知識(shí)點(diǎn)全程講解

考點(diǎn)36鎂和鋁1復(fù)習(xí)重點(diǎn)1鎂和鋁單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)；2。鎂和鋁的重要化合物的化學(xué)性質(zhì)。3重點(diǎn)是Al2O3、Al(OH)3的兩性。2難點(diǎn)聚焦一、金屬的通性項(xiàng)目?jī)?nèi)容周期表中的分布位于從硼到砹的左下方，在已知的109種元素中有87種是金屬元素原子結(jié)構(gòu)的特征（最外層電子）最外層電子數(shù)一般少于4個(gè)（AA的某些金屬元素有45個(gè)，但核外電子層數(shù)較多，原子半徑較大）組成微粒及通常狀態(tài)金屬離子和自由電子通常情況下都是金屬晶體，只有汞在常溫下呈液態(tài)分類冶金工業(yè)黑色金屬：鐵、鉻、錳有色金屬：除鐵、鉻、錳以外的金屬密度輕金屬：密度小于4.5g/cm3重金屬：密度大于4.5g/cm3從與人的接觸分常見(jiàn)金屬：如鐵、銅、鋁等稀有金屬：如鋯、鉿、鈮等物理性質(zhì)（通性）有金屬光澤、不透明，熱和電的良導(dǎo)體，有良好的延性和展性1金屬的晶體結(jié)構(gòu)：金屬具有一些共同性質(zhì)，是由它們的原子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)的相似性決定的。金屬的價(jià)電子較少，容易失去價(jià)電子變成金屬離子，這些釋出的價(jià)電子，不在屬于那個(gè)或那幾個(gè)指定的金屬離子，而是整體金屬的“集體財(cái)富”。它們?cè)谡麄€(gè)晶體內(nèi)自由移動(dòng)，人稱“自由電子”。有人描述金屬晶體內(nèi)的實(shí)際情況是“金屬離子沉浸在自由電子的海洋中”。換言之，是金屬離子和自由電子之間存在著較強(qiáng)的電性作用，使許多金屬離子和自由電子相互結(jié)合在一起形成晶體。但是金屬晶體中的“金屬離子和自由電子之間存在著較強(qiáng)的電性作用”有相對(duì)強(qiáng)弱之分。一般來(lái)說(shuō)，價(jià)電子數(shù)越多，原子半徑越小，“作用”愈強(qiáng)，其熔沸點(diǎn)相對(duì)較高，密度、硬度也相對(duì)較大。例如：同一主族金屬元素的原子，價(jià)電子數(shù)目相同，從上到下隨原子序數(shù)的遞增，電子層數(shù)增多，原子半徑增大，金屬晶體中金屬陽(yáng)離子與自由電子的作用逐漸減弱，因此，它們的熔點(diǎn)逐漸降低，硬度逐漸減小。如：堿金屬熔點(diǎn)鈉比鉀高，硬度鈉比鉀大。同一周期金屬元素的原子的電子層數(shù)相同，從左到右隨原子序數(shù)的遞增，價(jià)電子數(shù)增多，原子半徑減小，金屬晶體中金屬陽(yáng)離子與自由電子的作用逐漸增強(qiáng)。因此它們的熔點(diǎn)逐漸升高，硬度逐漸增大。如：按鈉、鎂、鋁的順序熔點(diǎn)依次升高，硬度逐漸增大。2.金屬的物理特性及解釋（1）金屬都是電的良導(dǎo)體，通常情況下，自由電子在金屬晶體內(nèi)部的自由電子在金屬內(nèi)部作無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，當(dāng)金屬的兩端存在電勢(shì)差的時(shí)候，在電場(chǎng)力的作用下，這些自由電子便作定向的移動(dòng)，酷似人的定向移動(dòng)就形成“人流”一樣，電子的定向移動(dòng)也便成了電流。（2）在金屬晶體內(nèi)，自由電子運(yùn)動(dòng)時(shí)與金屬離子相碰撞，引起兩者的能量交換，致使整塊金屬達(dá)到了同樣的溫度，這是金屬導(dǎo)熱的原因。大多數(shù)金屬有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，是由于這兩種性質(zhì)都與自由電子有關(guān)，所以善于導(dǎo)電的金屬也善于導(dǎo)熱。常見(jiàn)的幾種金屬的導(dǎo)電、導(dǎo)熱能力由大到小的順序?yàn)椋篈g、Cu、Au、Al、Zn、Pt、Sn、Fe、Pb、Hg。（3）金屬受外力作用晶體中各層之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，但金屬離子與自由電子間的較強(qiáng)的相互作用仍然存在，也就金屬雖發(fā)生變形而不致破碎。金屬的延性，是指金屬可以抽成絲。例如：最細(xì)的白金絲直徑不過(guò)1/5000mm；金屬又有展性，指的是可以壓成薄片，最薄的金箔，只有1/10000mm厚。延展性最好的金屬是金。但也有少數(shù)金屬，如銻、鉍、錳等，性質(zhì)較脆，沒(méi)有延展性。3.金屬晶體與其它常見(jiàn)晶體的比較晶體類型離子晶體原子晶體分子晶體金屬晶體實(shí)例NaCl晶體金剛石干冰鎂構(gòu)成晶體的微粒陰、陽(yáng)離子原子分子金屬離子、自由電子微粒間的相互作用離子鍵共價(jià)鍵范得華力金屬鍵物理性質(zhì)硬度較大很大很小較小熔沸點(diǎn)較高很高低、很低多數(shù)較高導(dǎo)電性晶體不導(dǎo)電（熔化時(shí)或水溶液中導(dǎo)電）一般為非導(dǎo)體非導(dǎo)體（有的水溶液能導(dǎo)電）良導(dǎo)體4.為什么整塊金屬會(huì)具有金屬光澤而金屬粉末常呈暗灰色或黑色？由于金屬原子以最緊密狀態(tài)堆積排列，內(nèi)部存在自由電子，所以當(dāng)光線投射到它的表面時(shí)，自由電子可以吸收所有頻率的光，然后很快放出各種頻率的光，這就使絕大多數(shù)金屬呈現(xiàn)鋼灰色以至銀白色光澤。而金顯黃色，銅顯赤紅色，鉍為淡紅色，銫為淡黃色，鉛為灰藍(lán)色，是由于它們較易吸收某些頻率的光。在粉末狀態(tài)時(shí)，金屬的晶面取向雜亂，晶格排列的不規(guī)則，吸收可見(jiàn)光后輻射不出去，所以為黑色。二、鎂和鋁的性質(zhì)金屬項(xiàng)目鎂（Mg）鋁（Al）原子結(jié)構(gòu)原子半徑1.601010m1.431010m化合價(jià)+2+3晶體結(jié)構(gòu)金屬晶體金屬晶體單質(zhì)物理性質(zhì)鎂和鋁都是密度較小、熔點(diǎn)較低、硬度較小的銀白色金屬，但鎂和鋁相比較，鋁的硬度比鎂的稍大，熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都是鋁比鎂的高活潑性較活潑：Mg2e=Mg2+較活潑：Al3e=Al3+抗腐蝕性在空氣中都能跟氧氣反應(yīng)，表面覆蓋一層致密而堅(jiān)硬的氧化物薄膜，都具有搞腐蝕性能與O2反應(yīng) 點(diǎn)燃2Mg+O2 = 2MgO 4Al+3O2 = 2Al2O3與酸反應(yīng)Mg+2H+=Mg2+H22Al+6H+=Al3+3H2與堿反應(yīng)不反應(yīng)2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2與氧化物反應(yīng)點(diǎn)燃2Mg+CO2 = 2MgO+C 2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe結(jié)論鎂、鋁均為較活潑的金屬，但鎂的金屬性強(qiáng)于鋁解釋核電荷數(shù)鎂小于鋁，而原子半徑鎂大于鋁，故核對(duì)最外層的電子引力鎂小于鋁，即Al比Mg難失電子，金屬性弱于Mg主要用途鎂合金汽車、飛機(jī)制造、照明彈等鋁合金汽車、船舶、飛機(jī)制造、防銹油漆、導(dǎo)線、電纜等1我們要善于從鎂和鋁的原子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)的相同和相似的一面認(rèn)識(shí)它們性質(zhì)的相似性；從結(jié)構(gòu)上不同的一面提示和把握它的性質(zhì)上相異性以及遞變。鎂和鋁都是較活潑的金屬。在一定條件下，它們都可以和水反應(yīng)，置換出水中的氫。鎂跟冷水便緩慢地反應(yīng)，加熱時(shí)反應(yīng)更為顯著。鋁和沸水也能微弱的反應(yīng)，但現(xiàn)象不明顯。這一方面是因?yàn)殒V的金屬活動(dòng)性較鋁相對(duì)較強(qiáng)，另一個(gè)不可忽視的原因是它們的氫氧化物雖然都難溶于水，但Mg(OH)2較Al(OH)3的溶解性相對(duì)較大，所以與水反應(yīng)時(shí)生成的Mg(OH)2在鎂條表面的覆蓋要小，尤其是在加熱的條件下（加熱時(shí)水中的氫離子濃度也相對(duì)較大）。但在像在NaOH溶液的強(qiáng)堿性條件下，情況就不一樣了。在強(qiáng)堿溶液中，Mg(OH)2的溶解度大為減小，水中的氫離子濃度也減小了，事實(shí)證明，鎂和強(qiáng)堿溶液不反應(yīng)，而鋁則不然，由于Al(OH)3是典型的兩性氫氧化物，它可溶于強(qiáng)堿溶液。即：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O由上分析可知：鋁是一種較活潑的金屬，它并不能直接與堿反應(yīng)，而是先與水反應(yīng)，2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2生成的Al(OH)3是典型的兩性氫氧化物，它溶于強(qiáng)堿Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O將兩反應(yīng)按+2合并，即得總反應(yīng)方程式：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2所以在上述反應(yīng)中鋁是還原劑，而氧化劑是H2O，不是NaOH。2.鋁熱劑、鋁熱反應(yīng)某些金屬氧化物粉末，與鋁粉混合后在較高溫度下劇烈反應(yīng)生成Al2O3和其它金屬并放出大量的熱的反應(yīng)，叫鋁熱反應(yīng)。能作鋁熱劑的不只是Fe2O3,還可以是V2O5、Cr2O3、MnO2等與Al粉形成鋁熱劑，鋁熱反應(yīng)較多的應(yīng)用于生產(chǎn)上，如：焊接鋼軌，熔煉難熔金屬V、Cr等。3.鎂、鋁在自然界中均以化合態(tài)存在，鋁是地殼里存在最多的金屬元素。工業(yè)上用電解熔融的MgCl2制取Mg,用電解熔融的Al2O3制取Al。三、鎂和鋁的重要化合物1.鎂及其化合物轉(zhuǎn)化關(guān)系2.鋁及其化合物轉(zhuǎn)化關(guān)系3.MgO與Al2O3的比較MgOAl2O3物理性質(zhì)均為白色粉末，不溶于水，熔點(diǎn)高（MgOAl2O3），是優(yōu)良的耐火材料化學(xué)性質(zhì)與熱水反應(yīng)MgO+H2O=Mg(OH)2與水不反應(yīng)堿性氧化物MgO+2H+=Mg2+H2O兩性氧化物Al2O3+6H+=2Al3+3H2OAl2O3+2OH-=2AlO2-+H2O4.Mg(OH)2與Al(OH)3的比較Mg(OH)2Al(OH)3物理性質(zhì)均為白色固體，不溶于水化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定性Mg(OH)2=MgO+ H2O不穩(wěn)定性2Al(OH)3=Al2O3+3H2O堿性Mg(OH)2+2H+=Mg2+H2O兩性Al(OH)3+3H+=Al3+3H2OAl(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O制備Mg2+2OH-= Mg(OH)2Mg2+2NH3H2O =Mg(OH)2+2NH4+Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NH4+不用強(qiáng)堿AlO2-+CO2+2H2O= Al(OH)3+HCO3-不用強(qiáng)酸 1在學(xué)習(xí)過(guò)程中一定要注意以下幾點(diǎn)：（1）注重理論知識(shí)的指導(dǎo)作用，培養(yǎng)思維能力.如學(xué)習(xí)鎂、鋁性質(zhì)時(shí)，可用元素周期表及周期律的理論為指導(dǎo)；在學(xué)習(xí)Al(OH)3兩性時(shí)，可運(yùn)用電離理論和化學(xué)平衡理論進(jìn)行分析.這樣不僅可以鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，還可以培養(yǎng)自己分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力.（2）溫故知新，培養(yǎng)自己歸納總結(jié)的能力.如鋁的一些性質(zhì)在初三和高一曾學(xué)習(xí)過(guò).要在復(fù)習(xí)有關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上學(xué)完本節(jié)后學(xué)會(huì)總結(jié)、歸納的方法，使所學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化.（3）充分發(fā)揮主體作用，培養(yǎng)自學(xué)能力.如金屬的通性、合金等內(nèi)容通過(guò)自學(xué)，不僅可以獲得知識(shí)，更重要的是學(xué)會(huì)讀書的方法，培養(yǎng)自學(xué)能力.（4）掌握?qǐng)D像題的解題技巧，如Al(OH)3兩性的計(jì)算. 2.兩性物質(zhì)與物質(zhì)的兩性兩性物質(zhì)指即能與酸反應(yīng)，又能與堿作用生成鹽和水的化合物，如Al2O3、ZnO、Zn（OH）2、Al(OH)3、氨基酸、蛋白質(zhì)等。物質(zhì)的兩性，如強(qiáng)堿弱酸鹽（NaHCO3、KHS、Na2HPO4等）弱酸弱堿鹽（CH3COONH4、NH4HS）等，既能與強(qiáng)酸反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿作用，但只能說(shuō)這種物質(zhì)的性質(zhì)有兩性，不能將它們稱為兩性物質(zhì)，因?yàn)檫@些化合物不是由本身直接電離出的H+和OH-參加反應(yīng)，并且生成物不全是鹽和水。Al既能與酸作用，又能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，但不屬于兩性物質(zhì)，也不能說(shuō)它具有兩性，因?yàn)锳l與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的本質(zhì)是：2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2，Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，兩式相加為：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2，由以上反應(yīng)可知：Al不直接與NaOH溶液反應(yīng)，Al仍然為金屬元素。Al(OH)3具有兩性，是兩性物質(zhì)，可用電離平衡移動(dòng)的原理來(lái)解釋：Al(OH)3的電離方程式可表示如下：AlO2-+H+H2OAl(OH)3Al3+3OH-其電離程度相當(dāng)微弱，只有加入強(qiáng)酸（或強(qiáng)堿）時(shí)，大量的H+（或OH-）才能破壞Al(OH)3的電離平衡，使平衡向右（或左）移動(dòng)，生成鋁鹽（或偏鋁酸鹽），所以Al(OH)3即具有堿性，又具有酸性。當(dāng)加入弱酸或弱堿時(shí)，因H+（或OH-）濃度太小，不能使上述平衡移動(dòng)，因此Al(OH)3只溶于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿，而不溶于弱酸或弱堿（如碳酸、氨水）。Al3+只能在酸性溶液中大量存在，如AlCl3、Al2(SO4)3溶液均是酸性溶液；鋁元素在堿性溶液中能以AlO2-離子大量存在，所以AlO2-與OH-、Al3+與H+ 不能大量共存，AlO2-與Al3+也不能大量共存，其離子方程式是：Al3+3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3。3試劑的滴加順序不同產(chǎn)生的現(xiàn)象不同（1）NaOH和AlCl3向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先出現(xiàn)白色沉淀后消失：Al3+3OH-=Al(OH)3 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，開始無(wú)現(xiàn)象后出現(xiàn)白色沉淀：Al3+4OH-= AlO2-+2H2O Al3+3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3（2）NaAlO2和鹽酸向NaAlO2溶液中滴加鹽酸，先出現(xiàn)白色沉淀后消失：NaAlO2+HCl+H2O= Al(OH)3+NaCl Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O向鹽酸中滴加NaAlO2溶液，開始無(wú)現(xiàn)象后出現(xiàn)白色沉淀：4HCl+NaAlO2= NaCl+AlCl3+2H2O AlCl3+3NaAlO2+6H2O=4Al(OH)3+3NaCl(3)Na2CO3和鹽酸向Na2CO3溶液中滴加鹽酸，開始無(wú)現(xiàn)象，后產(chǎn)生氣泡Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2向鹽酸中滴加Na2CO3溶液，立即產(chǎn)生氣泡Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2四、合金與復(fù)鹽 1合金的組成成份，可以是不同的金屬，也可以是金屬和非金屬，不要望文生義，把合金理解為只是金屬與金屬的熔合，從而使合金的外延變窄。一般來(lái)說(shuō)，合金的硬度一般比它的各成份金屬的大，如硬鋁（含少量的Cu、Mg、Mn、Si等）；合金的熔點(diǎn)比它的各成份金屬的熔點(diǎn)都低，如KNa合金可以作原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑；又如做保險(xiǎn)絲材料的“伍德合金”，是錫、鉍、鎘、鉛按1：4：1：2質(zhì)量比組成的合金，熔點(diǎn)僅為67，比水的沸點(diǎn)還低，因此，當(dāng)電路上電流過(guò)大，電線發(fā)熱到70左右，保除絲即可熔化，自動(dòng)切斷電路，保證電路安全。合金可以分為三種類型：（1）金屬固熔體：這是一種金屬均勻地分布在另一種金屬內(nèi)形成的復(fù)合體，是固態(tài)溶液。如黃銅（67Cu、33%Zn），銀與金的合金都是金屬固溶體。（2）金屬互化物：金屬與金屬之間形成的化合物。其組成有的是固定不變的，如銅化鋅（ZnCu）、碳化鐵（Fe3C）等，有的是可變的，如銅錫合金就有Cu5Sn、Cu31Sn8、Cu3Sn等多種不同組成。金屬互化物不能用通常的化合價(jià)來(lái)解釋。（3）機(jī)械混合物：其晶體由兩種或兩種以上的晶體結(jié)構(gòu)混合而成的，每一小晶體中只有一種金屬。同前兩類合金不同，機(jī)械混合物的組成是非均一的。鋼、生鐵、青銅等屬于這一類合金。從以上介紹可以看出籠統(tǒng)的說(shuō)合金是混合物還是化合物都是不合適的。2.復(fù)鹽可以看作是兩種簡(jiǎn)單的鹽復(fù)合而成的，但復(fù)鹽屬于純凈物，復(fù)鹽與普通正鹽或酸式鹽的區(qū)別在于復(fù)鹽電離時(shí)，可以電離出兩種不同的金屬離子（或一種是銨根離子）。例如：KAl(SO4)2=K+Al3+2SO42- (兩種金屬離子)明礬KAl(SO4)212H2O、光鹵石KClMgCl26H2O等均為復(fù)鹽。絡(luò)鹽：指含有絡(luò)離子的鹽類，象Na3AlF6，Ag(NH3)2OH等，絡(luò)鹽中絡(luò)離子在溶液中十分穩(wěn)定，很難電離。如：Na3AlF6=3Na+AlF6-,這是絡(luò)鹽與復(fù)鹽的明顯區(qū)別。3.明礬是一種凈水劑，明礬溶于水后Al3+能與水反應(yīng)：Al3+3H2OAl(OH)3+3H+有膠狀A(yù)l(OH)3沉淀生成，可以吸附水中懸浮的雜質(zhì)，而不能除去溶解在水中的物質(zhì)。礬是一價(jià)金屬（M+）或銨根離子（NH4+）和三價(jià)金屬（M3+）硫酸鹽的含水復(fù)鹽的總稱。它的種類很多，其通式為（M2SO4M2(SO4)324H2O）,例如：明礬K2SO4Al2(SO4)324H2O,鐵銨礬（NH4）2SO4Fe2(SO4)324H2O等。習(xí)慣上把某些含有結(jié)晶水的硫酸鹽也稱為礬，如膽礬（CuSO45H2O），綠礬（FeSO47H2O）等，它們不屬于真正的礬，完全是人們的習(xí)慣稱呼。3例題精講例1 下列敘述中，正確的是：A：某物質(zhì)中只含有一種元素，該物質(zhì)一定是純凈物。B：某晶體中含有陽(yáng)離子，則必定含有陰離子。C：金屬晶體的自由電子屬整個(gè)晶體所共有。D:金屬晶體發(fā)生形變時(shí)其內(nèi)部金屬離子與自由電子的相互作用消失了。解析：由同素異形體（如金剛石、石墨）組成的混合物中只含有一種元素，故A的敘述是錯(cuò)誤的；在金屬晶體中含有金屬陽(yáng)離子卻不含有陰離子，故B的敘述是錯(cuò)誤的；金屬雖發(fā)生形變，只是“各層之間發(fā)生了相對(duì)的滑動(dòng)”，但不致斷裂，就是因?yàn)椤敖饘匐x子和自由電子之間較強(qiáng)的相互作用仍然存在”，故B的敘述也同樣是錯(cuò)誤的，所以只有C項(xiàng)是正確的，應(yīng)選C。例2 下列金屬晶體中，金屬離子和自由電子的相互作用最弱的是：A:鈉 B:鉀 C:鎂 D:鋁解析：鈉、鎂、鋁屬于同一周期，在同一周期中，從左到右，“作用”增強(qiáng)，故鈉、鎂、鋁中，“鈉”最弱；在同一主族中，從上到下，“作用”減弱，鈉和鉀同屬堿金屬元素，鉀在鈉的下方，“作用”不如鈉，故選B。例3.下列各組物質(zhì)中，按熔點(diǎn)由低到高排列正確的是 （ ）A.O2、I2、Hg B.CO2、KCl、SiO2C.Na、K、Rb D.SiC、NaCl、SO2解析：本題主要考查離子晶體、原子晶體、分子晶體、金屬晶體四類典型晶體熔點(diǎn)的關(guān)系。一般的分子晶體的熔點(diǎn)低于金屬晶體與離子晶體，這兩種晶體的熔點(diǎn)又低于原子晶體。同一類型晶體間，其微粒之間的作用力越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高。A組中O2、I2、Hg常溫下分別是氣體、固體和液體，所以熔點(diǎn)應(yīng)為O2HgI2，A不符合題意。B中CO2、KCl、SiO2分別屬于分子晶體、離子晶體和原子晶體，它們的熔點(diǎn)由低到高的順序?yàn)椋篊O2KClKRb，C不符合題意。D中SiC、NaCl、SO2分別屬于原子晶體、離子晶體和分子晶體，它們的熔點(diǎn)為SiCNaClSO2。故選B。例4 將相同質(zhì)量的鎂條分別在氧氣中空氣中氮?dú)庵卸趸贾型耆紵?，燃燒后所得固體產(chǎn)物的質(zhì)量由小到大的順序是 （ ）A. B.C. D.思路: 本題考查Mg在O2、N2、CO2中燃燒的反應(yīng)以及定量分析問(wèn)題的能力,只要能利用質(zhì)量守恒定律,逐一分析其質(zhì)量關(guān)系,即可解題。解析： Mg在氧氣中：2Mg+O2 = 2MgOMg在氮?dú)庵校?Mg+O2 = 2MgO（主） 3Mg+N2 = Mg3N2（微量）Mg在二氧化碳中：2Mg+CO2 = 2MgO+C依元素守恒法，1mol Mg燃燒生成1mol MgO，質(zhì)量增加16g；1mol Mg燃燒生成1/3mol Mg3N2，質(zhì)量增加28/3g；1molMg在二氧化碳中燃燒，固體產(chǎn)物分別為1/2mol在C和1mol的MgO，質(zhì)量增加6g+16g=22g。因此，相同質(zhì)量的鎂粉若分別在上述氣體中燃燒，所得固體產(chǎn)物的質(zhì)量的大小關(guān)系是在二氧化碳中燃燒最大，應(yīng)選C。注意：Mg在二氧化碳中燃燒時(shí)，不存在2Mg+CO2 = 2MgO+C的反應(yīng)，這是因?yàn)樵诳諝庵械闹饕煞质荖2和O2，只含微量的CO2，O2的氧化性遠(yuǎn)強(qiáng)于CO2，所以存在過(guò)量O2的條件下，不可能發(fā)生與CO2的反應(yīng)（即使假定發(fā)生了此反應(yīng)，生成的C也會(huì)繼續(xù)與O2反應(yīng)生成CO2，最終結(jié)果也相當(dāng)于沒(méi)反應(yīng)）。例5、如何用化學(xué)方法除去下列物質(zhì)中的雜質(zhì)，寫出有關(guān)的化學(xué)方程式：（1）鋁中含少量的鎂 （2）鎂中含少量的鋁思路：提純物質(zhì)主要應(yīng)考慮：利用被提純物質(zhì)與雜質(zhì)的不同化學(xué)性質(zhì)，所加試劑最好只與雜質(zhì)作用，不改變被提純的物質(zhì)，不要引入新雜質(zhì)，反應(yīng)較快，操作方便，被提純物質(zhì)易于分離出來(lái)。解析本題所給物質(zhì)為金屬混合物，主要從金屬活潑性來(lái)考慮。（1）中的鎂比鋁活潑，可利用金屬與鹽的轉(zhuǎn)換反應(yīng)除雜。（2）中的鋁能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，鎂不能，可選用強(qiáng)堿溶液作試劑。答案：（1）將混合物加入足量的氯化鋁溶液中，充分反應(yīng)后過(guò)濾。3Mg+2AlCl3=3MgCl2+3Al(2) 將混合物加入足量的氫氧化鈉溶液中，充分反應(yīng)后過(guò)濾。2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2例6.若鎂粉著火，請(qǐng)注意不要用泡沫滅火器滅火，也不要用干粉滅火器滅火。簡(jiǎn)述理由（提示：泡沫滅火器產(chǎn)生CO2和H2O等，干粉滅火器中含NaHCO3）。思路：本題應(yīng)從Mg活潑的化學(xué)性質(zhì)入手。解析:在泡沫滅火器噴射出CO2和H2O的混合物時(shí)，Mg可與CO2和H2O反應(yīng)，會(huì)促進(jìn)燃燒，事與愿違。2Mg+CO2 = 2MgO+C Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2 2H2+O2=2H2O干粉滅火器中：2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O,Mg仍在CO2中燃燒，所以不能使用。例7：等物質(zhì)的量的鈉、鎂、鋁分別與1L1mol/L的鹽酸作用產(chǎn)生氫氣，可出現(xiàn)下列四種情況：NaMgAl;NaMg=Al;Na=Mg=Al;NaMg=Al.討討論上述四種情況所需金屬的物質(zhì)的量分別在何范圍?思路：本題可用分段討論的方法，但比較繁瑣，用作圖法則方便快捷.解析:化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物與生成物的量通常成線性關(guān)系，作圖時(shí)可利用特殊點(diǎn)(如剛開始反應(yīng)，恰好完全反應(yīng)等)畫出投入金屬量與產(chǎn)生氫氣量的關(guān)系圖，各種情況一目了然. 根據(jù)NaH+ H2 Mg2H+H2Al3H+ H2對(duì)于Na:起點(diǎn)O(0，0)，鹽酸恰好完全反應(yīng)時(shí)為A點(diǎn)(1，1/2 )；對(duì)于Mg:起點(diǎn)O(0，0)，鹽酸恰好完全反應(yīng)時(shí)為B點(diǎn)( 1/2、1/2 )；對(duì)于Al：起點(diǎn)O(0，0)，鹽酸恰好完全反應(yīng)時(shí)為C點(diǎn)(1/3 ，1/2 )顯然，當(dāng)n1/2 時(shí)，NaMgAl當(dāng) 1/2n1時(shí)，NaMg=Al當(dāng)n=1時(shí)，Na=Mg=Al當(dāng)n1時(shí)，NaMg=Al.參考答案：n1/2 1/2n1n=1 n1例8下列各組離子在溶液中可以大量共存，且加入氨水后也不產(chǎn)生沉淀的是 （ ）A.Na+ Ba2+ Cl- SO42- B.K+ AlO2- NO3- OH-C.H+ NH4+ Al3+ SO42- D.H+ Cl- CH3COO- NO3-思路：離子共存問(wèn)題，一直是高考的“熱點(diǎn)”。解決這類問(wèn)題，只要考慮兩大方面即可：（1）能否發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，（2）能否發(fā)生氧化還原反應(yīng)。若兩類反應(yīng)均不發(fā)生，則可共存。解析:Al3+只能存在于酸性條件下，故C可共存，但加入氨水后可生成Al(OH)3沉淀，且不溶于溶液中銨鹽；AlO2-存在于堿性環(huán)境中，加入氨水后不會(huì)產(chǎn)生沉淀；A答案中Ba2+、SO42-不共存，而D中的H+ 和CH3COO-不能共存。故選B。例9.下列離子方程式正確的是 （ ）A.稀硫酸與氫氧化鋇溶液反應(yīng)H+SO42-+Ba2+OH-=BaSO4+H2OB.硫酸鋁溶液中滴入氨水Al3+3OH-=Al(OH)3 C.碳酸氫鎂溶液中加入氫氧化鈉溶液Mg2+2HCO3-+4OH-=Mg(OH)2+CO32-+2H2OD.硝酸鋁溶液中滴加少量的氫氧化鈉溶液Al3+3OH-=Al(OH)3 思路與解析：A式錯(cuò)在若一種物質(zhì)中有兩種或兩種以上的離子參加反應(yīng)，必須維持在原物質(zhì)中的微粒數(shù)比，在稀硫酸中1個(gè)SO42-離子對(duì)應(yīng)兩個(gè)H+離子，在氫氧化鋇中1個(gè)Ba2+對(duì)應(yīng)2個(gè)OH-離子，故該反應(yīng)的離子方程式為：2H+SO42-+Ba2+2OH-=BaSO4+2H2OB項(xiàng)中氨水（NH3H2O）為一元弱堿，是弱電解質(zhì)，應(yīng)該保留分子式，故該反應(yīng)的離子方程式為：Al3+3 NH3H2O=Al(OH)3+3NH4+C項(xiàng)中的碳酸氫鎂屬易溶且易電離的物質(zhì)，它與NaOH溶液反應(yīng)，屬酸式鹽與堿的反應(yīng)。變成的是正鹽MgCO3，而Mg2+和OH-結(jié)合生成的Mg(OH)2因其溶解度較MgCO3低的多，根據(jù)離子反應(yīng)總是向著離子減少的方向進(jìn)行的規(guī)律，Mg2+變成Mg(OH)2而不會(huì)生成MgCO3，該離子方程式是正確的。D項(xiàng)在過(guò)量的硝酸鋁溶液中滴加少量的NaOH溶液，生成的Al(OH)3沉淀不會(huì)溶解，故該離子方程式是正確的。故選C、D。例10 今有鋁、稀硫酸和氫氧化鈉溶液為原料，在實(shí)驗(yàn)室制備一定量的氫氧化鋁?？煞謩e采用如下化學(xué)方程式所表示的兩種方法：2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2 Al2(SO4)3+6NaOH=2Al(OH)3+3Na2SO42Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 2NaAlO2+2H2O+H2SO4=2Al(OH)3+Na2SO4（1）上述那一種方法比較節(jié)約試劑？（提示：試從每生產(chǎn)2molAl(OH)3所耗費(fèi)的試劑用量給予說(shuō)明）（2）原料相同，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種更為節(jié)約試劑的方法（以方程式表示，并說(shuō)明其可以最節(jié)約試劑的根據(jù)）。思路與解析：（1）Al即可以跟稀硫酸，也可跟氫氧化鈉溶液反應(yīng)放出氫氣。反應(yīng)后如果再以H2SO4或NaOH溶液處理，實(shí)際上是調(diào)控pH，使之得到Al(OH)3，達(dá)到制備的目的。先用酸，后用堿，還是先用堿，后用酸，都是可行的，但是耗用的酸、堿用量卻不同。同樣是制備2molAl(OH)3，前法需2molAl、3molH2SO4、6molNaOH；后法只需2molAl、1molH2SO4、2molNaOH，顯然，后法較前法節(jié)約了酸、堿試劑。（2）仔細(xì)觀察第一種方法，它第一步生成的是Al2(SO4)3，略有酸性，所以要用較多的NaOH。第二種方法生成的是NaAlO2，略有堿性，所以要用較多的硫酸。因此，設(shè)想是否能用略有酸性的Al2(SO4)3和略有堿性的NaAlO2自己中和呢？聯(lián)合兩法可設(shè)計(jì)出第三種方法。2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H22Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2Al2(SO4)3+6NaAlO2+12H2O=8Al(OH)3+3Na2SO4相當(dāng)于制備2molAl(OH)3需要的原料為2molAl、0.75molH2SO4、1.5molNaOH,確實(shí)節(jié)約了試劑。例11：某復(fù)鹽的化學(xué)式AxB(ED4)yz H2O,已知x、y、z均為正整數(shù)，且x+y+z=10，用該晶體完成下列實(shí)驗(yàn)：稱取晶體40.2g，加熱至質(zhì)量不再改變，質(zhì)量減少了10.8g，將剩余固體溶于水，配成200mL溶液，取出20mL，向其中加入過(guò)量的Ba(OH)2溶液，ED4離子和B離子完全沉淀，經(jīng)測(cè)定為5.24g，將沉淀物加到足量的鹽酸中，固體質(zhì)量又減少了0.580g。試通過(guò)計(jì)算和推理回答A、B是何種元素及晶體的化學(xué)式。思路：所謂復(fù)鹽，即含有兩種或兩種以上的金屬離子（含NH4+ ）和一種酸根離子的鹽。題設(shè)復(fù)鹽的化學(xué)式為AxB(ED4)yz H2O，顯然A、B為簡(jiǎn)單金屬離子；ED4離子和B離子與過(guò)量的Ba(OH)2溶液反應(yīng)得到兩種沉淀物，顯然是陰離子ED4離子與Ba2+ 結(jié)合得一沉淀，陽(yáng)離子B離子與OH-結(jié)合得一沉淀，且可溶于鹽酸的必為B離子與OH-結(jié)合得到的金屬B的難溶氫氧化物，另一不溶于鹽酸的必為ED4離子與Ba2+ 結(jié)合得到的難溶性鋇鹽，而且從陰離子的形式使我們想起了SO42-，即初步確認(rèn)難溶性鋇鹽為BaSO4。解析：這類問(wèn)題的解決，一般還要輔之于定量的計(jì)算，由題給實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在4.02g復(fù)鹽中：結(jié)晶水的物質(zhì)的量為：10.8g18g/mol=0.600mol初步確認(rèn)的SO42-的物質(zhì)的量為：（5.24g-0.580g）233g/mol200mL/20mL=0.200mol這樣，該復(fù)鹽中y：z=0.200：0.600=1：3這就找到了解決問(wèn)題的突破口，因?yàn)橛辛藋：z=1：3，加之題給x+y+z=10，就創(chuàng)造了利用數(shù)學(xué)手段，結(jié)合化學(xué)意義進(jìn)行討論進(jìn)而確認(rèn)的機(jī)會(huì)。討論：當(dāng)y=1時(shí)，z=3，則x=6，依該結(jié)論，則該復(fù)鹽的化學(xué)式當(dāng)初步確定為A6B(ED4)3H2O，這顯然與化合價(jià)法則相矛盾。原假設(shè)不能成立。當(dāng)y=2時(shí)，z=6，則x=2，依該結(jié)論，則該復(fù)鹽的化學(xué)式當(dāng)初步確定為A2B(ED4)26H2O，且可能成立的情況必然為A為+1價(jià)，則B必為+2價(jià)。依上述推論推得的40.2g中含結(jié)晶水0.600mol，則含A為0.200mol、B為0.100mol，可知生成金屬B的氫氧化物的化學(xué)式為B（OH）2,且其摩爾質(zhì)量為：（0.58g200mL/20mL）/0.100mol=58.0g/mol易得金屬B的相對(duì)原子質(zhì)量為58.0-17.02=24.0，顯然B元素為Mg。40.2g復(fù)鹽中A元素的質(zhì)量為：40.2g-10.8g-96g/mol0.2mol-2.4g=7.80g金屬A的摩爾質(zhì)量為：7.80g0.2mol=39.0g/mol,所以A元素為K元素。這樣復(fù)鹽的化學(xué)式是K2Mg(SO4)26H2O。例12.向已知含有Zn2+的溶液中滴加氨水，有白色沉淀Zn(OH)2生成，繼續(xù)滴加氨水使其過(guò)量，沉淀溶解，生成了Zn(NH3)4(OH)2。此外Zn(OH)2即可溶于鹽酸，又可溶于NaOH溶液，生成ZnO22-,所以Zn(OH)2是一種兩性氫氧化物?，F(xiàn)有四種離子，每組有兩種金屬離子。請(qǐng)各選一種試劑，將它們兩者分開?？晒┻x擇的試劑有：A.硫酸 B.鹽酸 C.硝酸 D.氫氧化鈉溶液 E.氨水 根據(jù)上述內(nèi)容填寫下表：離子組選用試劑代號(hào)沉淀物化學(xué)式保留在溶液中的離子Zn2+和Al3+Zn2+和Mg2+Zn2+和Ba2+Mg2+和Al3+思路：本題給出的知識(shí)性信息是Zn(OH)2兩性和可生成溶于水的Zn(NH3)4(OH)2。運(yùn)用它們的化學(xué)性質(zhì)，選擇適當(dāng)?shù)脑噭┘右苑蛛x。解析：Zn2+和Al3+的分離：由于Al(OH)3和Zn(OH)2均為兩性氫氧化物，不能用酸堿加以區(qū)分，但是Zn2+可與過(guò)量的氨水反應(yīng)，生成Zn(NH3)42+，Al3+無(wú)此性質(zhì)，可選用氨水（E）為試劑，生成沉淀Al(OH)3，留在溶液中的為Zn(NH3)42+。Zn2+和Mg2+的分離：因Zn(OH)2為兩性氫氧化物，Mg(OH)2無(wú)兩性且為難溶于水的沉淀，可選用NaOH（D）為試劑。沉淀為Mg(OH)2，留在溶液中的離子為：ZnO22-。Zn2+和Ba2+的分離：由于BaSO4難溶于水且不溶于酸，而ZnSO4則能溶于水，可選用H2SO4（A）為試劑。沉淀為BaSO4，保留在溶液中的離子為Zn2+。Mg2+和Al3+的分離：Al(OH)3有兩性，能溶于過(guò)量的NaOH溶液中，Mg(OH)2無(wú)兩性且為難溶于水的沉淀，可選用NaOH（D）為試劑。沉淀為Mg(OH)2，留在溶液中的離子為：AlO2-。4實(shí)戰(zhàn)演練一、選擇題1.(2001年春季高考題）將一定質(zhì)量的Mg、Zn、Al混合物與足量稀H2SO4反應(yīng)，生成H2 2.8 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，原混合物中的質(zhì)量可能是A.2 g B.14 gC.8 gD.10 g2.將某物質(zhì)的量的鎂和鋁相混合，取等質(zhì)量的該混合物四份，分別加到足量的下列溶液中，充分反應(yīng)后，放出氫氣最多的是A.3 molL1 HClB.4 molL1的HNO3C.8 molL1 NaOHD.18 molL1 H2SO43.人的純凈的胃液是一種強(qiáng)酸性液體，pH在0.91.5左右，氫氧化鋁是一種治療胃液過(guò)多的胃藥的主要成分，目前這種胃藥已不常用，原因主要是A.長(zhǎng)期攝入鋁元素不利于人體健康B.它不能中和胃液C.它不易溶于胃液D.它的療效太差4.下列氣體逐漸通入NaAlO2溶液中，開始時(shí)產(chǎn)生沉淀，繼續(xù)通入氣體時(shí)沉淀又溶解，該氣體是A.NO2B.NOC.CO2D.H2S5.在硝酸鋁和硝酸鎂的混合溶液中，逐滴加入稀氫氧化鈉溶液，直至過(guò)量。下列表示氫氧化鈉加入量()與溶液中沉淀物的量（）的關(guān)系示意圖中正確的是6.在氯化鎂和硫酸鎂的混合液中，若Mg2與Cl的物質(zhì)的量濃度之比為43時(shí)，下列判斷正確的是A.溶液中Mg2與SO的物質(zhì)的量濃度相等B.溶液中Mg2與SO物質(zhì)的量濃度之比為58C.溶液中Mg2與SO物質(zhì)的量濃度之比為85D.溶液中氯化鎂和硫酸鎂物質(zhì)的量相等7.將AlCl3溶液和NaOH溶液等體積混合得到的沉淀物和溶液中所含鋁元素的質(zhì)量相等，則原AlCl3溶液和NaOH溶液物質(zhì)的量濃度之比可能是A.23B.13C.14D.278. 鈉、鋁混合物，放入n 水中，反應(yīng)停止后，仍有不溶物a ，則溶液中溶質(zhì)為ANaOHBNaAlO2CNaOH和NaAlO2無(wú)法確定9.將鋁粉放入燒堿溶液中，若反應(yīng)過(guò)程中有15mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則參加反應(yīng)的水為A9B18C05molD mol10.將物質(zhì)X逐漸加入Y溶液中，生成沉淀物質(zhì)的量n2與所加X(jué)的物質(zhì)的量n1的關(guān)系如圖所示。符合圖示情況的是ABCDXNaOHAlCl3HClNaAlO2YAlCl3NaOHNaAlO2HCl二、非選擇題（共50分）11.(12分)在50LbmolL1 AlCl3溶液中加入50LamolL1NaOH溶液。(1)當(dāng)a3b時(shí)，生成Al（OH）3沉淀的物質(zhì)的量為 。(2)當(dāng)a、b滿足 條件時(shí)，先有沉淀，后又有部分沉淀溶解，此時(shí)Al（OH）3的質(zhì)量為 。12.(12分)今用鋁、稀硫酸和氫氧化鈉溶液為原料，在實(shí)驗(yàn)室制備一定量的氫氧化鋁?？煞謩e采用如下化學(xué)方程式所表示的兩種方法：2Al3H2SO4=Al2（SO4）33H2Al2（SO4）36NaOH=2Al（OH）33Na2SO42Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H22NaAlO2H2SO42H2O=2Al（OH）3Na2SO4(1)上述哪一種方法比較節(jié)約試劑?提示：試從每生產(chǎn)2molAl（OH）3所耗費(fèi)的試劑用量予以說(shuō)明(2)原料相同，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種更為節(jié)約試劑的方法(以方程式表示，并說(shuō)明其可以最節(jié)約試劑的根據(jù))。13.(10分)鎂是一種很活潑的金屬，常用作脫硫劑、脫氧劑。在電子工業(yè)中利用鎂制取硅的反應(yīng)為：2MgSiO22MgOSi同時(shí)有副反應(yīng)發(fā)生：2MgSiMg2SiMg2Si遇鹽酸迅速反應(yīng)生成SiH4(硅烷）。SiH4在常溫下是一種不穩(wěn)定、易分解的氣體。（1）圖（甲）是進(jìn)行Mg與SiO2反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置。.由于O2的存在對(duì)該實(shí)驗(yàn)有較大影響，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)通入X氣體作為保護(hù)氣。X氣體應(yīng)選用CO2、N2、H2中的 。.實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，必須先通入X的氣體，再接通電源加熱反應(yīng)物，其理由是 ；當(dāng)反應(yīng)引發(fā)后，切斷電源，反應(yīng)能繼續(xù)進(jìn)行，其原因是 。.反應(yīng)結(jié)束時(shí)，待冷卻至常溫后，關(guān)閉K，從分液漏斗處加入稀鹽酸，可觀察到導(dǎo)管口a處有閃亮的火星。據(jù)此現(xiàn)象可推知 在空氣中能自燃。（2）圖（乙）所示裝置進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)如下：先關(guān)