2018年高考化學(xué)考點一遍過專題15鎂鋁及其重要化合物

1、考點15 鎂、鋁及其重要化合物一、鎂和鋁的性質(zhì)金屬項目鎂(Mg)鋁(Al)原子結(jié)構(gòu)原子最外層2個電子原子最外層3個電子原子半徑1.601010 m1.431010 m化合價+2+3單質(zhì)性質(zhì)物 理性 質(zhì)鎂和鋁都是密度較小、熔點較低、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，熔點和沸點都是鋁比鎂的高活潑性較活潑較活潑抗 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硬的氧化物薄膜，都具有高腐蝕性能與O2反應(yīng)2Mg+O22MgO4Al+3O22Al2O3與鹵素單質(zhì)、硫等反應(yīng)Mg+ Cl2MgCl2Mg+SMgS2Al+3Cl22AlCl32Al+3SAl2S3與 酸反 應(yīng)Mg+

2、2H+Mg2+H22Al + 6H+2Al3+3H2 與水反應(yīng)Mg+2H2OMg(OH)2+H2不反應(yīng)與堿反應(yīng)不反應(yīng)2Al+2NaOH +2H2O2NaAlO2 +3H2 與氧化物反應(yīng)2Mg+CO22MgO+C2Al+Fe2O32Fe+Al2O3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、電纜等鋁熱反應(yīng)2Al+Fe2O32Fe+Al2O34Al+3MnO23Mn+2Al2O3在實驗室按如圖所示裝置

3、進(jìn)行鋁熱反應(yīng)，實驗現(xiàn)象是當(dāng)外露部分鎂條剛剛?cè)紵戤厱r，紙漏斗內(nèi)混合物立即劇烈反應(yīng)，發(fā)出耀眼的光芒，產(chǎn)生大量的煙。紙漏斗被燒破，有紅熱狀的液珠落入蒸發(fā)皿內(nèi)的細(xì)沙上，液珠冷卻后變?yōu)楹谏腆w(落下的是鐵珠)。鋁熱反應(yīng)是指工業(yè)上用鋁粉來還原一些金屬氧化物，得到Fe、V、Cr、Mn等難溶金屬的一類反應(yīng)。鋁熱反應(yīng)的實質(zhì)是鋁在高溫條件下將活動性比鋁弱的金屬從其氧化物中置換出來。二、氧化鋁和氫氧化鋁兩性氧化物：既能與酸反應(yīng)生成鹽和水，又能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物。兩性氫氧化物：既能與酸反應(yīng)生成鹽和水，又能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氫氧化物。名稱氧化鋁氫氧化鋁化學(xué)式Al2O3Al(OH)3類別兩性氧化物兩性氫氧化物

4、物理性質(zhì)高熔點，高沸點，高硬度，不溶于水的白色固體不溶于水的白色膠狀固體，具有吸附性化學(xué)性質(zhì)與強(qiáng)酸反應(yīng)：Al2O3+6H+2Al3+3H2O與強(qiáng)堿反應(yīng)：Al2O3+2OH-2+H2O兩性：Al(OH)3+3H+Al3+3H2OAl(OH)3+OH-+2H2O熱穩(wěn)定性：2Al(OH)3Al2O3+3H2O用途煉鋁原料、制作耐火材料可用作吸附劑、媒染劑和凈水劑；治療胃酸；可作為制造瓷釉、耐火材料、防水織物的原料三、“鋁三角”及其應(yīng)用1具體反應(yīng)Al(OH)3+OH+2H2OAl(OH)3+3H+Al3+3H2OAl3+3OHAl(OH)3+H+H2OAl(OH)3+4H+Al3+2H2OAl3+4O

5、H+2H2OAl3+3+6H2O4Al(OH)32應(yīng)用（1）判斷離子共存問題Al3+與OH及、S2等弱酸根陰離子或與H+、以及弱堿陽離子Al3+、Fe3+等因生成沉淀或發(fā)生水解相互促進(jìn)反應(yīng)而不能大量共存。（2）鑒別(利用滴加順序不同，現(xiàn)象不同)向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀溶解。向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，開始無明顯現(xiàn)象，后產(chǎn)生白色沉淀，沉淀不溶解。（3）分離提純利用Al能溶于強(qiáng)堿溶液，分離Al與其他金屬的混合物。利用Al2O3，能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，分離Al2O3與其他金屬氧化物。利用Al(OH)3能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，分離Al3+與其他金屬陽離子。四、硫酸鋁鉀K

6、Al(SO4)2（1）硫酸鋁鉀在水溶液中的電離方程式為KAl(SO4)2=K+Al3+2。（2）帶有十二個結(jié)晶水的硫酸鋁鉀稱為十二水合硫酸鋁鉀，俗稱明礬，化形式為KAl(SO4)212H2O，它是無色晶體，可溶于水。由于Al3+能水解生成具有強(qiáng)吸附性的膠體：Al3+3H2O=3H+Al(OH)3，故明礬是一種常用的凈水劑。明礬中含有Al3+和，向明礬溶液中滴入Ba(OH)2溶液，當(dāng)Al3+ 恰好完全沉淀時，離子方程式為2Al3+ +3+3Ba2+ +6OH=2Al(OH)3+3BaSO4，此時只沉淀了總量的四分之三，總的沉淀的物質(zhì)的量達(dá)到最大；當(dāng)完全沉淀時，離子方程式為Al3+2+2Ba2+4

7、OH=2BaSO4+2H2O，此時Al3+ 恰好完全轉(zhuǎn)化為，總的沉淀的質(zhì)量達(dá)到最大?？枷蛞?鋁及其化合物的轉(zhuǎn)化典例1 甲、乙、丙三種物質(zhì)均含有鋁元素，在溶液中的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是A若甲是Al，丙是Al(NO3)3，則乙一定是NaAlO2B若甲是Al2O3，丙是NaAlO2，則乙一定是Al(NO3)3C若甲是Al(NO3)3，丙是NaAlO2，則乙一定是Al(OH)3D若甲是Al(OH)3，丙是Al(NO3)3，則乙一定是NaAlO2【答案】C1鋁及其化合物在生產(chǎn)、生活等方面有廣泛的應(yīng)用。（1）鋁元素位于周期表中第_周期_族。硼、鎵與鋁位于同一主族，現(xiàn)有下列三種物質(zhì)：Na、Na、

8、Na，濃度相同的這三種物質(zhì)的溶液pH由大到小的順序為_(用序號表示)。Na也可表示偏鋁酸鈉，硼、鎵類似（2）將20.0 mL 0.1 mol/L Ba(OH)2溶液和20.0 mL 0.1 mol/L NH4Al(SO4)2溶液混合，所得溶液中Al3+、OH、H+的濃度由大到小的順序為 _。（3）氮化鋁(AlN)是一種新型的無機(jī)非金屬材料，可用作熱交換器材料。某AlN樣品中僅含有Al2O3雜質(zhì)，為測定AlN的含量，甲組同學(xué)設(shè)計了如下流程：已知：AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3。過濾時用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗和_。實驗過程中，稱得樣品的質(zhì)量為4.2 g，最后得到的固體為5.1 g

9、，則樣品中AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_。(不考慮整個過程中的損耗)考向二 鋁與酸、堿反應(yīng)的有關(guān)計算（1）鋁能與酸溶液反應(yīng)生成H2和鋁鹽(Al3+)，但與稀HNO3反應(yīng)不生成H2，且在濃HNO3、濃H2SO4中鈍化。（2）鋁與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成H2和偏鋁酸鹽()。（3）鋁與酸或堿溶液反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系：有關(guān)離子方程式為：2Al+6H+2Al3+3H22Al+2OH+2H2O2+3H2Al與酸、堿反應(yīng)的實質(zhì)都是：AlAl3+，2H+H2，故與酸或堿反應(yīng)時，鋁與氫氣的關(guān)系均為2Al3H2，利用此性質(zhì)可以方便地進(jìn)行有關(guān)計算。等量Al分別與足量酸(H+)和堿(OH)溶液反應(yīng)，生成H2之比為11，消耗H+和OH

10、之比為31。足量Al分別與所含H+和OH物質(zhì)的量相等的溶液反應(yīng)，生成H2之比為13。若產(chǎn)生H2之比為（2）c()c()c(Al3+)c(H+)c(OH)（3）玻璃棒 87.86%水解，c()c()c(Al3+)c(H+)c(OH)。（3） 過濾時用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒；設(shè)AlN的質(zhì)量為a g，根據(jù)關(guān)系式2AlNAl2O3 m82 102 20a 0.9a=0.369 g，AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為87.86%。2【答案】A【解析】本題考查了混合物計算。標(biāo)況下，11.2L氫氣的物質(zhì)的量為=0.5mol，假設(shè)金屬都為+2價，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，金屬物質(zhì)的量為0.5mol，金屬平均相對原子質(zhì)量為=

11、30。Fe的相對原子質(zhì)量為56，Zn的相對原子質(zhì)量為65，均大于30，不符合題意，故A錯，選A。如Al為+2價，其相對原子質(zhì)量為27=18，Cu不與鹽酸反應(yīng)，相對原子質(zhì)量視作無窮大，符合題意，故B正確，不選。如Al為+2價，其相對原子質(zhì)量為27=18，如Na為+2價，其相對原子質(zhì)量為232=46，符合條件，故C正確，不選。如Al為+2價，其相對原子質(zhì)量為27=18，F(xiàn)e的相對原子質(zhì)量為56，符合題意，故D正確，不選。3【答案】DAB為氯化鋁與氫氧化鋇的反應(yīng)，B點時溶液中Al3+完全沉淀，產(chǎn)生沉淀達(dá)最大值，溶液中溶質(zhì)為BaCl2，BC為氫氧化鋁與氫氧化鋇反應(yīng)，C點時氫氧化鋁完全溶解。A、C點時氫

12、氧化鋁完全溶解，轉(zhuǎn)化為偏鋁酸鹽，故C點鋁元素存在形式是，A正確；B、D點的溶液中含有Ba2+、，通入二氧化碳立即產(chǎn)生碳酸鋇、氫氧化鋁沉淀，B正確；C、前3 L Ba(OH)2溶液與溶液中Al2(SO4)3反應(yīng)，從3 L6 L為Ba(OH)2溶液與溶液中AlCl3反應(yīng)，二者消耗的氫氧化鋇的物質(zhì)的量相等為3 L1 mol/L=3 mol，由生成硫酸鋇可知3n= n ，故n=1 mol，由氯化鋁與氫氧化鋇生成氫氧化鋁可知3n(AlCl3)=2n =6 mol，故n(AlCl3)=2 mol，故原溶液中原混合液中cc(AlCl3)=12，C正確；D、OA段實質(zhì)為硫酸鋁與氫氧化鋇恰好發(fā)生反應(yīng)生成硫酸鋇、

13、氫氧化鋁沉淀，反應(yīng)離子方程式為：3Ba2+2Al3+6OH+3=3BaSO4+2Al(OH)3，D錯誤；答案選D。4【答案】（1）0.06440（2）400 mL（3）a1【解析】（1）由圖象可知：160 mL NaOH溶液與過量的稀硫酸反應(yīng)，則與Mg、Al反應(yīng)的H2SO4的物質(zhì)的量為n(H2SO4)=0.2 mol0.16 mol=0.12 mol。假設(shè)n(Mg)=x mol，n(Al)=y mol，則有方程組：，解得：x=0.06，y=0.04。當(dāng)加入V2 mL NaOH溶液時，得到Mg(OH)2沉淀和NaAlO2，關(guān)系式為Mg2+2OH，Al3+4OH，則V2=160+ 103=440。

14、（2）當(dāng)Mg2+、Al3+剛好沉淀完全時，溶液中只有Na2SO4，關(guān)系式為2NaOHH2SO4，則V(NaOH)=400 mL。（3）當(dāng)所得沉淀中無Al(OH)3時，反應(yīng)后生成的溶質(zhì)為Na2SO4、NaAlO2。根據(jù)鈉元素守恒：n(NaOH)=0.45 L1 mol/L0.1 L2 mol/L2+0.1 mol(1a)。解得a則滿足此條件的a的取值范圍是a1。1【答案】A【解析】A項正確；B項，金屬性強(qiáng)弱與熔點高低無因果關(guān)系，錯誤；C項，鈉投入到CuSO4溶液中先與H2O反應(yīng)，而不能置換出銅，錯誤；D項，鈉在空氣中燃燒生成Na2O2，故應(yīng)選A。2【答案】C正確。故選C。3【答案】A【解析】本題

15、考查了鎂鋁的性質(zhì)及計算。反應(yīng)的先后順序：Mg+2H+Mg2+H2，2Al+6H+2Al3+3H2，H+OHH2O，Mg2+2OHMg(OH)2，Al3+3OHAl(OH)3，Al(OH)3+OHAlO2+H2O，鎂鋁的質(zhì)量比89，即物質(zhì)的量之比為11，假設(shè)鎂和鋁物質(zhì)的量都為1 mol，沉淀達(dá)到最大，其質(zhì)量為1 mol58 g/mol+78 g/mol1 mol=136 g，繼續(xù)加入NaOH，氫氧化鋁溶解，當(dāng)全部溶解后，沉淀是氫氧化鎂，此時沉淀的質(zhì)量為58 g，比總質(zhì)量的一半還要小，符合題意的圖像是A，故該題選A。4【答案】D【解析】由圖像信息可知，混合液中至少含有H+、Al3+和另外一種金屬陽

16、離子(其可與NaOH溶液反應(yīng)生成沉淀，同時沉淀不溶于NaOH溶液)，A項正確；溶解0.05 mol Al(OH)3消耗的NaOH溶液的體積為 10 mL，由離子方程式Al(OH)3+OH+2H2O可知，NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度是5 molL1，B項正確；由圖像信息可知，另外一種沉淀為0.15 mol，若另外的金屬陽離子為二價，則消耗的NaOH溶液的體積為60 mL，又因為生成 Al(OH)3 消耗的NaOH溶液為30 mL，由此可知沉淀二價金屬陽離子、生成Al(OH)3、溶解Al(OH)3共消耗NaOH溶液的體積為100 mL，故a=110100=10，C項正確；由題目已知信息不能確定另外的

17、金屬陽離子，故不能確定最終沉淀的質(zhì)量，D項錯誤。5【答案】C方案中所得溶液濃度相等，C正確；a、b曲線中沒有電子轉(zhuǎn)移，不屬于氧化還原反應(yīng)，D錯誤。6【答案】D 【解析】Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中加入HCl溶液，先發(fā)生反應(yīng)：AlOHH2O=Al(OH)3，A正確；第二階段，AlO反應(yīng)完畢，發(fā)生反應(yīng)：COH=HCO，b線表示CO減少，c線表示HCO的增加，所以b和c曲線表示的離子反應(yīng)是相同的，B正確；加鹽酸50 mL時NaAlO2中鋁元素全部轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，加50100 mL鹽酸時CO轉(zhuǎn)化為HCO，加100150 mL時鹽酸與HCO反應(yīng)，氫氧化鋁沉淀不溶解，則M點沉淀的質(zhì)量和鹽酸5

18、0 mL時沉淀的質(zhì)量相同，由NaAlO2HClH2O=NaClAl(OH)3知，nn(NaAlO2)n(HCl)0.05 mol，m0.05 mol78 gmol13.9 g，C正確；第一、第二兩段消耗的鹽酸的體積都是50 mL，所以消耗的氯化氫的物質(zhì)的量相等，依據(jù)第一階段、第二階段發(fā)生反應(yīng)AlOHH2O=Al(OH)3，COH=HCO，可知CO與AlO的物質(zhì)的量之比為11，D錯誤。7【答案】C【解析】OA段是二氧化碳首先與氫氧化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀，AB段是氫氧化鉀與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鉀，BC段是偏鋁酸鉀與二氧化碳反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和碳酸鉀，CD段是碳酸根離子與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫根離

19、子，DE段是碳酸鋇溶解變成碳酸氫鋇，A、B錯誤；通入V L二氧化碳?xì)怏w時，溶液中存在碳酸氫鉀碳酸氫鋇，根據(jù)守恒可知，消耗二氧化碳共6 mol，體積為134.4 L，生成沉淀最大值是1 mol的碳酸鋇和2 mol氫氧化鋁，C正確；D點時溶液為碳酸氫鉀溶液，碳酸氫根離子濃度大于碳酸根離子濃度，D錯誤。8【答案】（1）Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O（2）SiO2（3）2Fe2+ H2O2+2H+=2Fe3+2H2O（4）N2 SO3、NH3 2+5SO2+2H2O=2Mn2+5+4H+氣；根據(jù)以上分析可知足量飽和NaHSO3溶液吸收的物質(zhì)除大部分H2O(g)外還有SO3、NH

20、3。二氧化硫被酸性高錳酸鉀溶液氧化而導(dǎo)致KMnO4溶液褪色，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成錳離子、硫酸根離子和氫離子，離子方程式為2+5SO2+2H2O=2Mn2+5+4H+。1【答案】D【解析】向集滿CO2的鋁罐中加入過量氫氧化鈉，首先CO2與氫氧化鈉反應(yīng)，表現(xiàn)為鋁罐變癟，接著過量的氫氧化鈉再與鋁罐反應(yīng)，因鋁罐表面有氧化膜Al2O3，Al2O3具有兩性可溶解于氫氧化鈉溶液，然后單質(zhì)Al與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成H2，罐壁又重新凸起。故可發(fā)生A、B、C的反應(yīng)。故選D。2【答案】AC【解析】氫氧化鋁是兩性氫氧化物，能溶于強(qiáng)堿氫氧化鈉溶液中，因此向混合液中慢慢通入CO2時反應(yīng)的先后順序為Ba2+2OH+CO2BaCO3+H