《備考指南一輪 化學(xué) 》課件-第3章 第2節(jié)

金屬及其化合物第三章第二節(jié)鎂、鋁及其重要化合物2017版課程標(biāo)準(zhǔn)素養(yǎng)目標(biāo)1.掌握鎂、鋁的主要性質(zhì)及其應(yīng)用2.掌握鎂、鋁的重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用3.能從物質(zhì)類別的視角分析、預(yù)測其性質(zhì)，說明其轉(zhuǎn)化路徑，能依托性質(zhì)認(rèn)識、設(shè)計其制備方案1.宏觀辨識與微觀探析：認(rèn)識鋁及其化合物的兩性，能從鋁化合物的多樣性，理解鋁及其化合物的性質(zhì)2.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識：能發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的有關(guān)鋁及其化合物性質(zhì)的探究方案，進行實驗探究欄目導(dǎo)航01必備知識關(guān)鍵能力03真題體驗領(lǐng)悟高考02研解素養(yǎng)悟法獵技04配套訓(xùn)練必備知識關(guān)鍵能力1鎂、鋁的性質(zhì)及應(yīng)用【基礎(chǔ)整合】1．鋁的原子結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)【答案】銀白三ⅢA2．重要化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑3．鋁的用途純鋁用作導(dǎo)線，鋁合金用于制造汽車、飛機、生活用品等。4．制備反應(yīng)______________________________________。5．對比記憶鋁、鎂的化學(xué)性質(zhì)Mg在CO2中能夠燃燒，所以活潑金屬著火時不能用二氧化碳滅火器和泡沫滅火器滅火。判斷正誤(正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)。(1)鋁在自然界中有游離態(tài)和化合態(tài)兩種形式(

)(2)鋁制餐具可長時間存放酸性或堿性食物(

)(3)常溫下，鋁遇濃硝酸，產(chǎn)生紅棕色氣體(

)(4)Mg、Al在空氣中性質(zhì)穩(wěn)定，因而都具有很強的抗腐蝕性(

)(5)工業(yè)制造鎂粉時，可將鎂蒸氣在N2中冷卻(

)(6)MgO與Al粉的混合物也可稱為鋁熱劑(

)(7)冶煉鋁時常用焦炭作還原劑(

)(8)1molAl與足量的硫酸或足量的氫氧化鈉溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同(

)(9)鋁與少量NaOH溶液反應(yīng)得到鋁鹽，與足量NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鹽(

)(10)相同質(zhì)量的鎂條分別在足量的CO2和O2中完全燃燒，所得固體的質(zhì)量相同(

)(11)Al2O3的熔點高，可做耐高溫材料，實驗室可用氧化鋁坩堝熔化NaOH、Na2CO3固體等(

)(12)明礬可做凈水劑，起到殺菌消毒的作用(

)【答案】(1)×

(2)×

(3)×

(4)×

(5)×(6)×

(7)×

(8)√

(9)×

(10)×

(11)×

(12)×【重難突破】【答案】A【解析】鎂能在CO2中燃燒，不能用泡沫滅火器滅火，B錯誤；鎂不是兩性金屬，不能與NaOH溶液反應(yīng)，C錯誤；金屬鎂在空氣中完全燃燒，大部分的鎂與氧氣反應(yīng)生成氧化鎂，少量的鎂與N2反應(yīng)生成Mg3N2，還有少量的鎂與二氧化碳反應(yīng)生成氧化鎂和碳，最后生成三種固體，D錯誤?！敬鸢浮緼C【解析】鋁在空氣中易在表面形成致密的氧化膜，B錯誤；打磨后的鋁箔在酒精燈上灼燒，表面生成Al2O3，高熔點的Al2O3兜住了熔融的液態(tài)鋁，不會滴落，D錯誤。3．(2018·四川眉山模擬)下列除去雜質(zhì)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(yīng)，過濾、洗滌、干燥B．用過量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋C．Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量燒堿溶液，充分反應(yīng)，過濾，向濾液中通入過量CO2后過濾D．MgO中混有少量Al2O3：加入足量燒堿溶液，充分反應(yīng)，過濾、洗滌、干燥得到MgO【答案】B【解析】氨水與Fe3＋和Al3＋均反應(yīng)生成氫氧化物沉淀，不符合除雜的要求?！敬鸢浮緾【解析】Mg、Al失去電子變?yōu)殡x子，離子再結(jié)合OH－生成沉淀，則鎂鋁合金與鹽酸反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量等于其生成沉淀時結(jié)合的OH－的物質(zhì)的量，沉淀量最大時得到Mg(OH)2和Al(OH)3的混合物，則m(OH－)＝(a＋1.7)g－ag＝1.7g，n(OH－)＝0.1mol，電子轉(zhuǎn)移總數(shù)是0.1NA，A，B均正確；沉淀量最大時，溶液中n(Na＋)＝n(Cl－)，此時HCl和氫氧化鈉的物質(zhì)的量相等，即2x＝y(tǒng)，C錯誤；電子轉(zhuǎn)移總數(shù)是0.1NA，若金屬全部是鎂，則鎂的質(zhì)量是1.2g，若金屬全部是鋁，則鋁的質(zhì)量是0.9g，D正確。5．鋁是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)階段的唯一一種既能與酸(非氧化性酸)反應(yīng)又能與強堿溶液反應(yīng)放出H2的金屬。就鋁的這一特殊性質(zhì)回答下列問題：(1)等質(zhì)量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)，所得H2的體積之比是________。(2)足量的兩份鋁分別投入到等體積、等物質(zhì)的量濃度的鹽酸、氫氧化鈉溶液中，產(chǎn)生H2的體積之比是________。(3)足量的兩份鋁分別投入到等體積、一定物質(zhì)的量濃度的HCl、NaOH溶液中，二者產(chǎn)生H2的體積相等，則HCl和NaOH的物質(zhì)的量濃度之比是_____________?！敬鸢浮?1)1∶1

(2)1∶3

(3)3∶1【解析】(1)根據(jù)化學(xué)方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑得Al與H2的關(guān)系式均為2Al～3H2，故只要參加反應(yīng)的Al相等，所得H2的量必相等。(2)因為在反應(yīng)中Al過量，產(chǎn)生的H2由HCl和NaOH的量決定。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中的關(guān)系式：6HCl～3H2,2NaOH～3H2，當(dāng)HCl、NaOH物質(zhì)的量相等時，二者產(chǎn)生H2的體積比為1∶3。(3)因為鋁足量且產(chǎn)生H2相等，根據(jù)關(guān)系式n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，又因為兩溶液體積相等，故物質(zhì)的量濃度c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。知識點2鋁的重要化合物【基礎(chǔ)整合】1．氧化鋁(1)物理性質(zhì)：白色固體，難溶于水，有很高的熔點。(2)化學(xué)性質(zhì)：Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O

Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O

2．氫氧化鋁(1)物理性質(zhì)：白色膠狀不溶于水的固體，有較強的______性。(2)化學(xué)性質(zhì)(用化學(xué)方程式表示)：Al(OH)3的電離方程式：吸附

【答案】(1)(2)①Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2OAl(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O3．氫氧化鋁的制備方法(用離子方程式表示)(1)向鋁鹽中加入氨水：______________________________________。(2)NaAlO2溶液中通入足量CO2：_____________________________________。(3)NaAlO2溶液與AlCl3溶液混合：_________________________________。4．常見的鋁鹽——明礬(1)硫酸鋁鉀是由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成的復(fù)鹽。(2)明礬的化學(xué)式為__________________，它是無色晶體，可溶于水，水溶液pH______(填“＜”“＞”或“＝”)7。明礬可以凈水，其凈水的原理是Al3＋＋3H2O===Al(OH)3(膠體)＋3H＋，Al(OH)3膠體吸附水中雜質(zhì)形成沉淀而凈水。(3)明礬溶液與Ba(OH)2溶液反應(yīng)的離子方程式：①Al3＋恰好完全沉淀：_______________________________________________，②SO恰好完全沉淀：_________________________________________________。KAl(SO4)2·12H2O

＜【答案】(1)×

(2)×

(3)√

(4)×

(5)×(6)×

(7)×

(8)×

(9)√

(10)√【重難突破】下列敘述正確的是(

)A．試劑X可以是氫氧化鈉溶液，也可以是鹽酸B．反應(yīng)①過濾后所得沉淀為氫氧化鐵C．圖中所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)都不是氧化還原反應(yīng)D．反應(yīng)②的化學(xué)方程式為NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3【答案】D【解析】試劑X只能是氫氧化鈉溶液，不能是鹽酸，A錯誤；反應(yīng)①過濾后所得沉淀為Fe2O3，B錯誤；電解氧化鋁制鋁的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，C錯誤。2．某校化學(xué)興趣小組用如圖所示過程除去AlCl3溶液中含有的Mg2＋、K＋雜質(zhì)離子并盡可能減少AlCl3的損失。下列說法正確的是(

)A．NaOH溶液可以用氨水來代替B．溶液a中含有Al3＋、K＋、Cl－、Na＋、OH－C．溶液b中只含有NaClD．向溶液a中滴加鹽酸需控制溶液的pH【答案】D【解析】NaOH溶液若用氨水來代替，不能溶解氫氧化鋁，A錯誤；Al3＋在足量NaOH溶液中轉(zhuǎn)化為AlO，B錯誤；溶液b中也含有KCl，C錯誤；向溶液a中滴加鹽酸需控制溶液的pH，防止生成的Al(OH)3溶解，D正確?！敬鸢浮緽【解析】若先加鹽酸，Mg，Al均溶解，制取Al(OH)3的步驟較多；以NaAlO2制備Al(OH)3，不容易控制加鹽酸的量的多少，故B項操作步驟為最佳順序。試回答：(1)從充分利用原料、降低成本和提高產(chǎn)率等因素分析，實驗方案最合理的是____________。(2)三位學(xué)生制得的Al(OH)3，其質(zhì)量W1、W2、W3由大到小的順序是____________________。(3)制得Al(OH)3的最大質(zhì)量是________?！敬鸢浮?1)丙(2)W3＞W(wǎng)1＞W(wǎng)2

(3)520g(3)Al(OH)3的三種制備方法：用數(shù)形結(jié)合的思想理解“鋁三角”【基礎(chǔ)整合】1．Al3＋、Al(OH)3、AlO之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系寫出實現(xiàn)上述各步轉(zhuǎn)化的離子方程式。(1)①___________________________________________。②____________________________________________。③____________________________________________。(2)____________________________________________。(3)____________________________________________。(4)____________________________________________。(5)①_________________________________________；②____________________________________________。(6)____________________________________________。Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓

Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O

2．與Al(OH)3沉淀生成有關(guān)的圖象分析(1)可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應(yīng)的圖象(從上述轉(zhuǎn)化關(guān)系中選擇符合圖象變化的離子方程式，下同)。操作可溶性鋁鹽溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量NaOH溶液中逐滴加入可溶性鋁鹽溶液至過量現(xiàn)象______________________________________________________________先有白色沉淀產(chǎn)生，然后沉淀逐漸溶解

先無明顯現(xiàn)象，然后逐漸產(chǎn)生大量的白色沉淀

(1)③

(6)

(3)

(1)②

先生成白色沉淀，隨后沉淀逐漸溶解

先無明顯現(xiàn)象，反應(yīng)一段時間后逐漸產(chǎn)生白色沉淀

操作偏鋁酸鹽溶液中逐滴加稀鹽酸至過量稀鹽酸中逐滴加偏鋁酸鹽溶液至過量離子方程式A→B：____________________B→D：___________________A→B：___________________B→C：____________________

(5)②

(2)

(4)

(1)②

基礎(chǔ)應(yīng)用1．下列各組物質(zhì)的無色溶液，不用其他試劑即可鑒別的是________(填序號)。①NaOH、AlCl3②NaHCO3、H2SO4③NaAlO2、NaHSO4④Na2CO3、HCl⑤Na2CO3、NaHCO3、Ca(OH)2【答案】①③④2．[H＋、Al3＋、Al(OH)3、NH競爭OH－能力順序考查]向HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl溶液中(假設(shè)各1mol)，逐滴加入NaOH溶液，沉淀的物質(zhì)的量隨NaOH溶液體積變化的圖象如圖。(假設(shè)Mg2＋、Al3＋結(jié)合OH－能力相同)?！局仉y突破】【答案】B【解析】AlCl3溶液與NaOH溶液混合有兩種方式：向AlCl3溶液中緩慢滴加NaOH溶液，開始有沉淀生成，后沉淀溶解，且生成沉淀與沉淀溶解消耗的NaOH的物質(zhì)的量之比為3∶1，顯然符合題意，則x表示NaOH的物質(zhì)的量，B錯誤；另一種方式是向NaOH溶液中緩慢滴加AlCl3溶液，開始沒有沉淀，后有沉淀生成，與本題圖示情況不符?！敬鸢浮緽C3．(2020·山東聊城質(zhì)檢)向30mL1mol·L－1的AlCl3溶液中逐漸加入濃度為4mol·L－1的NaOH溶液，若產(chǎn)生0.78g白色沉淀，則加入的NaOH溶液的體積可能為(

)A．3mL

B．7.5mLC．15mL

D．17.5mL【答案】B【解析】用圖象法求解，如圖所示：當(dāng)生成沉淀0.01mol時需NaOH0.03mol或0.11mol，顯然B符合題意?！敬鸢浮緾(2)求反應(yīng)物堿的量。①若堿不足(Al3＋未完全沉淀)：n(OH－)＝3n[Al(OH)3]；②若堿使生成的Al(OH)3部分溶解：n(OH－)＝4n(Al3＋)－n[Al(OH)3]。研解素養(yǎng)悟法獵技21．從海水中提取鎂的流程(1)流程?！舅季S導(dǎo)引】2．工業(yè)煉鋁的流程鋁是地殼中含量最多的金屬元素，在自然界主要以化合態(tài)的形式存在于氧化鋁中。鋁土礦的主要成分是Al2O3，此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì)，冶煉金屬鋁很重要的一個過程是Al2O3的提純。由于Al2O3是兩性氧化物，而雜質(zhì)SiO2是酸性氧化物，F(xiàn)e2O3是堿性氧化物，因而可設(shè)計出兩種提純氧化鋁的方案。方案一：堿溶法討論回答下列問題：(1)寫出①③兩步驟中可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：①______________________________________，______________________________________。③______________________________________，______________________________________。(2)步驟③中不用鹽酸(或H2SO4)酸化的理由是_________________________。(3)步驟④中得到較純的Al2O3，可能含有________雜質(zhì)，在電解時它不會影響鋁的純度的原因：________________________________________。方案二：酸溶法討論回答下列問題：(1)寫出①②中可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：①______________________________________，______________________________________。②______________________________________，______________________________________。(2)步驟②中不用氨水沉淀Fe3＋的原因：__________________________________________________________。物質(zhì)氧化鎂