高三化學(xué)第一輪復(fù)習(xí)教學(xué)案 元素及其化合物鎂、鋁 人教版

1、江蘇省高三化學(xué)第一輪復(fù)習(xí)教學(xué)案 元素及其化合物鎂、鋁考綱要求：1掌握鎂、鋁的重要物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)及重要用途2掌握Mg、Al重要化合物的性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化復(fù)習(xí)內(nèi)容：（一）Mg、Al性質(zhì)的相似性和差異性Mg和Al屬于同周期相鄰的兩種金屬元素，是第A、A族析重要代表元素。它們具有強(qiáng)的還原性，但Al正處在周期表中金屬與非金屬分界線旁，因而Al具有特殊性質(zhì)。關(guān)于Mg、Al的物理學(xué)性質(zhì)差異可從金屬鍵的強(qiáng)弱分析入手。鎂鋁合金的特點(diǎn)是質(zhì)輕而更度和強(qiáng)度都較大，且Mg、Al在常溫下即可被空氣中O2氧化，生成致密氧化物保護(hù)膜，具有一定的抗腐蝕性，因而它們具有廣泛的用途。比較鎂和鋁物理性質(zhì)光澤 密度MgAl銀白色 輕金

2、屬原子或離半徑金屬鍵能溶、沸點(diǎn)硬度化學(xué)性質(zhì)露置于空氣點(diǎn)燃 常溫被氧化形成致密保護(hù)膜，具有一定抗腐蝕性常溫很快被氧化形成致密保護(hù)膜，抗蝕性能強(qiáng)于鎂燃燒（與O2反應(yīng)條件及現(xiàn)象）2Mg+O2 2MgO點(diǎn)燃 空氣中能點(diǎn)燃發(fā)出耀眼強(qiáng)光4Al+3O2=2Al2O3高溫 在純氧或高溫下點(diǎn)燃也可發(fā)出強(qiáng)光與氧化物反應(yīng)（置換）點(diǎn)燃 2Mg+CO2 2MgO+C+Q2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe+Q （鋁熱反應(yīng)）與其它非金屬反應(yīng) 3Mg+N2 Mg3N22Al+3S Al2S3 （干法）與H2O反應(yīng)Mg+2H2O(沸) Mg(OH)2+H22Al+6H2O(沸) 2Al(OH)3+3H2與非氧化性酸反應(yīng)Mg

3、+2H+=Mg2+H22Al+6H+=2Al3+3H2與強(qiáng)氧化性酸反應(yīng)能反應(yīng)，無H2放出常溫 被濃H2SO4、濃HNO3鈍化與強(qiáng)堿液反應(yīng)不反應(yīng)2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO3+3H2存 在 光鹵石（KClMgCl26H2O）HCl Ca(OH)2 菱鎂礦MgCO3電解 鋁土礦 Al(OH)3 Al2O3 Al冶 煉電解 海水 Mg(OH)2 MgCl2 Mg制合金、飛機(jī)、汽車、輪船部件、導(dǎo)線、日用品用 途制合金、飛機(jī)、汽車部件、煙火、照明彈等注意： O2 N2 CO2 1鎂在空氣中燃燒所得產(chǎn)物質(zhì)種類電解 MgOMg Mg3N2 MgO+e想一想：為什么鎂在空氣中燃燒產(chǎn)生主要為MgO

4、？2比較Mg分別在O2、N2、CO2中燃燒所得產(chǎn)物質(zhì)量的大小（1）等物質(zhì)的量的Mg分別在足量的氣體中燃燒 Mg O2 MgO1mol 40gMg N2 Mg3N2 產(chǎn)物質(zhì)量大小順序： 1mol g MgCO2 MgO+C 1mol 46g（2）等物質(zhì)的量的氣體與足量Mg反應(yīng)O2 2MgO 1mol 80g 產(chǎn)物質(zhì)量大小順序N2 Mg3N2 1mol 100gCO2 2MgO+C3Al與NaOH溶液反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移情況。常見的錯(cuò)誤有：6e 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2其實(shí)該反應(yīng)的氧化劑只有水。為什么？從Al與NaOH溶液反應(yīng)本質(zhì)分析：2Al+6H2O = 2Al(OH)3+

5、3H2 2Al(OH)3+2NaOH=2NaAlO2+4H2O 6e +得 2Al+2NaOH+6H2O=2NaAlO2+3H2+4H2O其中NaOH所起的作用：上述反應(yīng)通常條件是微弱的，但NaOH溶液能溶解Al(OH)3促使反應(yīng)程度增大。故NaOH僅表現(xiàn)堿性。4鋁熱反應(yīng)高溫 （1）定義：Al+MxOy M+Al2O3 + 放出大量熱 鋁熱劑 引發(fā)反應(yīng)發(fā)生 特點(diǎn) 使高熔點(diǎn)金屬熔化（2）原因： Al的強(qiáng)還原性Al的親氧性強(qiáng)（3）應(yīng)用： 冶煉高熔點(diǎn)金屬（如Fe、Cr、V、Mn等）焊接金屬。 （二）鋁、硅的相似性鋁、硅雖然不屬于同主族，但因們于階梯玫的兩側(cè)，故Al和Si及其人經(jīng)合物的化學(xué)性質(zhì)有許多相

6、似之外，被稱為“孿生兄妹”現(xiàn)對(duì)其單質(zhì)、氧化物及其水化物比較如下：單質(zhì)高溫 Al高溫 Si與O2反應(yīng)點(diǎn)燃 4Al+3O2 2Al2O3 Si+O2 SiO2與Cl2反應(yīng)高溫 2Al+3Cl2 2AlCl3高溫 Si+2Cl SiCl4與氧化物反應(yīng)2Al+Fe2O3 Al2O3+2FeSi+2FeO 2Fe+SiO2與酸反應(yīng)2Al+6HF=2AlF3+3H2Si+4HF=SiF4+H2與堿液反應(yīng)2Al+2H2+2NaOH=2NaAlO2+3H2Si+2H2O+2NaOH=Na2SiO3+2H2氧化物Al2O3SiO2與堿液反應(yīng)Al2O3+2OH=2AlO2+H2OSiO2+2OH=SiO32+H2

7、O與酸液反應(yīng)高溫 Al2O3+6HCl=2AlCl3+H2O高溫 SiO2+4HF=SiF4+2H2O與堿性氧化物反應(yīng)Al2O3+CaO Ca(AlO2)2SiO2+CaO CaSiO3氧化物對(duì)應(yīng)水化物 Al(OH)3 H2SiO3受熱分解2Al(OH)3 Al2O3+3H2OH2SiO3 SiO2+H2O與酸反應(yīng)Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O不反應(yīng)與堿反應(yīng)Al(OH)3+OH=AlO2+2H2OH2SiO3+2OH=SiO32+2H2O含氧酸鹽NaAlO2Na2SiO3與強(qiáng)酸反應(yīng)AlO2+H+H2O=Al(OH)3SiO32+2H+=H2SiO3與弱酸反應(yīng)AlO2+CO2+2H2O

8、=Al(OH)33+HCO32AlO2+CO2+3H2O=2Al(OH)33+CO32SiO32+2CO2+H2O=H2SiO3+2HCO3SIo32+CO2+2H2O=H2SiO3+CO32水解呈堿性AlO2+3H2O Al(OH)3+OHSiO32+2H2O H2SiO3+2OH雙水解反應(yīng)AlO2+NH4+H2O=Al(OH)3+NH3SiO32+2NH4+=H2SiO3+2NH3 （三）Mg、Al及其化合物間的轉(zhuǎn)化1Mg元素2Al元素注意（1）Al(OH)3為何既能與酸又能與強(qiáng)堿液反應(yīng)？這是因?yàn)锳l(OH)3在水中同時(shí)存在兩種電充平衡： AlO2+H+H2O Al(OH)3 Al3+3O

9、H 酸式電離 堿式電離 促進(jìn) 促進(jìn)抑制 只能存在于中 抑制H+ 性或弱酸性或 OH弱堿性環(huán)境中（2）注意AlO2、Al(OH)3、Al3+轉(zhuǎn)化條件及所需量的關(guān)系，即鋁室雙三角關(guān)系規(guī)律：左右物質(zhì)的量相對(duì)稱，對(duì)應(yīng)邊強(qiáng)弱相呼應(yīng)（四）制取Al(OH)3的可能途徑及最佳選擇（1）鋁鹽與堿液反應(yīng)OH 過量 OH 適量 Al3+ Al(OH)3 AlO2NH3H2O 過量 NH3H2O 適量 Al3+ Al(OH)3 不溶解 （2）偏鋁酸鹽與酸反應(yīng)：H+過量 H+適量 AlO2 Al(OH)3 Al3+CO2 過量 CO2 適量 AlO2 Al(OH)3 不溶解（3）雙水解反應(yīng)：Al3+3AlO2+6H2O

10、=4Al(OH)3當(dāng)nAl3+：nAlO2+1 ：3時(shí)，不用其它試劑即可將Al元素全部轉(zhuǎn)成Al(OH)3沉淀。HCO3 CO32 Cl S2 Al(OH)3+CO2 Al(OH)3+CO2 Al(OH)3+HClO Al(OH)3+H2S H2O Al3+ NH4+ Fe3+ H2O Al(OH)3+NH3 AlO2 Al(OH)3+Fe(OH)3(兩種沉淀)思考：如何將a mol AlCl3和b mol NaAlO2 溶液中的Al元素全部合理地轉(zhuǎn)化成Al(OH)2？（提示：注意試劑用量）（五）典型的圖像分析及應(yīng)用以Al元素為核心的圖像豐富多彩。析圖或作圖時(shí)不僅要注意加入酸或堿的強(qiáng)弱，而且要注

11、意所加入的量或滴加順序，正因滴加順序不同可轉(zhuǎn)產(chǎn)生的現(xiàn)象不同，故可用相互滴加法來臨別試劑如 AlCl3 NaAlO2 NaOH HCl若產(chǎn)生沉淀有多種，則應(yīng)細(xì)細(xì)分析相關(guān)量間的關(guān)系。要持別關(guān)注沉淀是否同步完全，沉淀物是否溶于所加入的過量試劑中。同時(shí)要注意縱生標(biāo)的物理量意義。對(duì)于一些復(fù)雜問題可先分解后組合，進(jìn)行圖像的疊加工作。抓住雜些關(guān)鍵點(diǎn)（如最高點(diǎn)，最低點(diǎn)，轉(zhuǎn)折點(diǎn)）和變化趨勢，才能較順利地解決圖像問題?，F(xiàn)將基本或重要的有關(guān)圖像歸納如下：（1）含1molAlCl3的溶液中滴加NaOH （2）含1molAlCl3的溶液中通入NH3（3）含1molNaOH的溶液中滴加AlCl3 （4）含1molNH3的

12、氨水滴加AlCl3（5）含1molNaAlO2的溶液中滴加HCl （6）含1molNaAlO3的溶液中通入CO2（7）1molHCl溶液中滴加NaAlO2（8）含各1molMg2+、Al3+混合液中滴加NaOH溶液（9）含各1molMg2+、Al3+、NH4+混合液中滴加NaOH溶液（10）含1molKAl(SO4)2的溶液中滴加Ba(OH)2溶液：A13+Ba(OH)2 Al(OH)3 SO42 Ba(OH)2 BaSO4 Al(OH)3、BaSO4求能同步沉淀完全mol mol mol 當(dāng)加入molBa(OH)2時(shí)生成沉淀 1.0mol 78gBaSO4 1.5mol 349.5g總 2.

13、5mol 427.5g當(dāng)加入Ba(OH)2 2mol時(shí) Al(OH)3已完全溶解 BaSO4 2mol 總質(zhì)量466g圖像如下：三、典型例析：例1 7.5gMg、Al合金投入到200Ml5molL1的鹽酸中，使其完全溶解，然后逐滴加入4molL1NaOH溶液。問當(dāng)加入NaOH溶液多少mL時(shí)產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量最大？解析：要使沉淀質(zhì)量最大，即Mg(OH)2和Al(OH)3沉淀完全時(shí)，此時(shí)溶液中酸或堿均不能過量，溶液中溶質(zhì)僅為NaCl，根據(jù)Na+、Cl的來源及守恒原理可知：HCl NaOH NaCl1mol 1mol0.2L5mol/L VL4mol/L即 0.25=V4. V=0.25L=250mL此

14、類方法我們稱之為“終態(tài)求解法”，抓住某個(gè)狀態(tài)的特征，不追究具體過程。此法可大大簡化解題過程。例2現(xiàn)有20g16%的氫氧化鈉溶液和20mL 2mol/L的硫酸，若用它們與足量的鋁屑反應(yīng)生成氫氧化鋁，理論上最多可生成多少氫氧化鋁？NaOH H2SO4 解析：生成氫氧化鋁有三個(gè)途徑：H2SO4 NaOH （1）Al Al2(SO4)3 Al(OH)3H2SO4 （2）Al NaAlO2 Al(OH)3Al(OH)3 NaOH （3）Al Al2(SO4)3 Al NaAlO2通過比較可以確定生成氫氧化鋁最多的方法為（3）n(NaOH)=0.08mol n(H2SO4)=0.04MOLNaOH Al

15、NaAlO20.08mol 0.08molH2SO4 Al Al2(SO4)3 Al3+ 0.04mol mol Al3+ + 3AlO2 + 6H2O = 4Al(OH)31mol 3mol 4molmol 0.08mol mol恰好反應(yīng)mAl(OH)3= mol78g/mol =8.32g答：理論上最多可Al(OH)38.32g四、鞏固練習(xí)（一）選擇：1將下列金屬分別放入冷的濃硝酸中，不能繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)的是（ ）A鎂 B鋁 C銅 D銀2下列物質(zhì)地中，只能由單質(zhì)直接化合而制得的是（ ）AFeCl3 BCuS CAl2S3 DFeS3自然界的鎂、鋁主要的存在形式是（ ）A游離態(tài) B化合態(tài) C合金

16、 D氧化態(tài)4下列不屬于更水的是（ ）A礦泉水 B地下水 C蒸餾水 D海水5主要成分的鎂鹽的物質(zhì)是（ ）A冰晶石 B重晶石 C光鹵石 D明礬6欲從含少量Al3+的FeCl3溶液中除去Al3+，最好應(yīng)加入的試劑是（ ）ANaOH溶液和鹽酸 B KOH溶液和稀H2SO4C氨水和鹽酸 D碳酸銨7為了除去MgCl2酸性溶液中的少量Fe3+，可在加熱條件下加入一種試劑，過濾后，再加適量鹽酸，這種試劑是（ ）ANH3H2O BNaOH CNa2CO3 DMgCO38在一定量的偏鋁酸鈉溶液中，加入下列哪一種溶液可使獲得的沉淀量最大（ ）AAlCl3 BHCl CCO2 DNaHSO49鎂、鋁都是較活潑的金屬，

17、下列描述正確的是（ ）A鎂的硬度比鋁稍大，熔沸點(diǎn)都比鋁高B鎂、鋁都能跟稀鹽酸、稀硫酸、強(qiáng)堿反應(yīng)C鎂在點(diǎn)燃條件下可以跟二氧化碳起反應(yīng)，鋁在一定條件下可以跟氧化鐵發(fā)生氧化-還原反應(yīng)D鋁熱劑是鎂條、鋁粉和氧化鐵的混合物10在下列物質(zhì)的水溶液中，加入稀H2SO4或AlCl3溶液時(shí)，都會(huì)有沉淀生成的是（ ）ABaCl2 BBa(OH)2 CNa2CO3 DNaAlO211鎂粉在焰火、閃光粉中是不可少的原料，工業(yè)制造鎂粉是將鎂蒸氣在氣體中冷卻，下列可作為冷卻氣體的是（ ）（1）空氣 （2）CO2 （3）Ar （4）H2 （5）N2A（1）（2） B（2）（3） C（3）（4） D（4）（5）12把等質(zhì)量的

18、金屬鎂分別放在（1）純氧氣中（2）空氣中 （3）二氧化碳?xì)怏w中，充分燃燒得到固體物質(zhì)的總質(zhì)量依次分別是W1、W2、W3，三者的大小關(guān)系是（ ）A無法判斷 BW1一定小于W3 CW3一定大于W2 DW1等于W313將5克某金屬加入100毫升4摩/升的硫酸溶液中，當(dāng)硫酸濃度降到原濃度的一半時(shí)（設(shè)溶液體積不變），金屬還沒有全部溶解，該金屬可能是（ ）A鋁 B鋅 C鐵 D鎂14現(xiàn)有Al(OH)3和Mg(OH)2的混合物，欲使Mg(OH)2溶解，Al(OH)3不溶解，可加入的物質(zhì)是（ ）A(NH4)2SO4飽和溶液 BNaOH溶液 C鹽酸 D氨水15把0.1mol鋁投入到100mL 3mol/L的NaO

19、H溶液中充分反應(yīng)后，再滴入1mol/L的H2SO4溶液120mL，其結(jié)果是（ ）A溶液的pH值7 B得到澄清透明溶液C沉淀未能完全溶解 D先有白色沉淀生成，后逐漸溶解16向明礬溶液里滴入Ba(OH)2溶液，當(dāng)SO42沉淀完全時(shí)，鋁元素的存在形式是（ ）A一部分為Al(OH)3沉淀，一部分以Al3+形式存在于溶液中B一部分為Al(OH)3沉淀，一部分以AlO2形式存在于溶液中C全部為Al(OH)3沉淀D幾乎全部以AlO2形式存在于溶液中17既能跟明礬溶液反應(yīng)，又能跟適量NH4HSO4溶液反應(yīng)生成白色沉淀的是（ ）A FeCl3溶液 BNaHCO3溶液 CKalO2溶液 DBa(OH)2溶液18冶

20、金工業(yè)上常用電解熔融MgCl2而不用電解MgO的方法制取鎂，其原因是（ ）A熔融的MgO不導(dǎo)電 BMgO分子間作用力很大CMgO熔點(diǎn)高 DMgO屬原子晶體19將物質(zhì)的量都為amol的Na和Al一同放入mg足量水中，所得溶液的密度為dg/cm3，則此溶液的物質(zhì)的量濃度為（ ）Amol/L B mol/LCmol/L Dmol/L20現(xiàn)有20mLMgCl2和AlCl3的混合溶液，其中Mg2+=0.2mol/L、Cl=1.3mol/L.要使Mg2+轉(zhuǎn)化成Mg(OH)2并使Mg2+、Al3+分離開來，至少需要4mol/L NaOH溶液（ ）A140mL B120mL C100mL D80mL二、填空題

21、21在水溶液中鋁元素可以_或_兩種離子存在，若以_離子存在水pH值必小于7，若以_離子存在于水溶液中，pH值必大于7，將分別含有上述離子的兩種溶液混和時(shí)，析出白色沉淀物，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_。22有陽離子Al3+、Na+、Mg2+、Ba2+和陰離子CO32、AlO2、Cl、OH相互形成化合物A、B、C、D、E。試根據(jù)其主要性質(zhì)填寫下列分子式。并按要求寫出有關(guān)離子方程式。（1）A可由明礬和氨水反應(yīng)而制得。A_，離子方程式_。（2）B微溶于水，可溶于稀H2SO4，而生成無色澄清溶液，且放出氣體。B_，離子方程式_。（3）C的水溶液的PH值大于7，通入過量CO2氣體可產(chǎn)生沉淀。C_，離子方程式_

22、。（4）D的水溶液的PH值小于7，與C溶液混和只產(chǎn)生一種沉淀。D_，離子方程式_。（5）E的水溶液的PH值大于7，與D溶液混和產(chǎn)生白色沉淀和氣體。E_，離子方程式_。23下圖分別表示向I中的溶液逐漸加入（或通入）中的試劑的物質(zhì)的量（橫坐標(biāo)）與產(chǎn)生沉淀的量（縱坐標(biāo)）之間的關(guān)系。溶液：A飽和和石灰水B 氯化鋁溶液C 偏鋁酸鈉溶液D 酸化的氯化鋁、氯化鎂溶液E 氫氧化鈉溶液溶液：a氫氧化鈉溶液 b稀鹽酸 c氨水 d二氧化碳 e氯化鋁溶液試將圖號(hào)對(duì)應(yīng)的溶液標(biāo)號(hào)填入下表（注意：答案不能重復(fù)）圖號(hào)（1）（2）（3）（4）（5）答案24準(zhǔn)確稱取6g鋁土礦樣品（含Al2O3、Fe2O3、SiO2）放入盛有100mL某濃度的硫酸溶液的燒杯中，充分反應(yīng)后過濾，向?yàn)V液中加入10mol/