高考化学一轮复习第3章金属及其化合物第2节镁铝及其化合物教学案新人教版

第二节 镁、铝及其化合物镁及其化合物性质与海水中提取镁1．镁的性质镁是银白色固体，易导热，导电，密度小，属于轻金属。

(1)与非金属(O 2、Cl 2、N 2等)的反应 ①2Mg ＋O 2=====点燃2MgO 、②Mg ＋Cl 2=====点燃MgCl 2、 ③3Mg ＋N 2=====点燃Mg 3N 2。

(2)与水或酸的反应①镁与水的反应：镁不易与冷水反应，能与沸水反应，反应的化学方程式为Mg ＋2H 2O=====△Mg(OH)2＋H 2↑。

②镁与酸的反应：镁是活泼金属，能与盐酸、稀硫酸反应放出H 2，反应的离子方程式为Mg ＋2H ＋===Mg 2＋＋H 2↑。

(3)与某些氧化物的反应镁能在CO 2中燃烧，反应的化学方程式为2Mg ＋CO 2=====点燃2MgO ＋C 。

现象为：剧烈燃烧，发出强烈的光，同时有白色固体和黑色固体生成。

2．从海水中提取镁 (1)工艺流程(2)基本步骤及主要反应 制熟石灰 CaCO 3=====高温CaO ＋CO 2↑，CaO ＋H 2O===Ca(OH)2 沉淀 Mg 2＋＋2OH －===Mg(OH)2↓ 酸化 Mg(OH)2＋2HCl===MgCl 2＋2H 2O 蒸发结晶 析出MgCl 2·6H 2O脱水 在氯化氢气流中使MgCl 2·6H 2O 脱水制得无水氯化镁 电解电解熔融氯化镁制得镁：MgCl 2(熔融)=====电解Mg ＋Cl 2↑(1)MgO ：碱性氧化物，熔点很高(可用作耐火材料)，难溶于水，与酸反应：MgO ＋2H ＋===Mg2＋＋H 2O 。

(2)Mg(OH)2：中强碱，难溶于水，存在溶解平衡Mg(OH)2(s) Mg 2＋(aq)＋2OH －(aq)，溶解度小于MgCO 3，故MgCO 3＋H 2O=====△Mg(OH)2＋CO 2↑。

(3)MgCO 3：微溶于水的盐，受热可分解，与酸反应。

(4)Mg 3N 2：在水中剧烈水解，其反应的化学方程式为Mg 3N 2＋6H 2O===3Mg(OH)2＋2NH 3↑。

(5)MgCl 2：MgCl 2可发生水解，由MgCl 2·6H 2O 制备MgCl 2时，要在HCl 的气氛中脱水。

[补短板](1)镁在空气中燃烧，可与空气中的O 2、N 2及CO 2反应，所得固体产物可能是MgO 、Mg 3N 2、C 的混合物。

(2)Na 、Mg 等活泼金属着火，不能用CO 2灭火。

(3)MgCl 2·6H 2O 加热脱水制取无水氯化镁时，要在HCl 的气流中进行。

主要目的是防止MgCl 2水解生成Mg(OH)2，Mg(OH)2加热分解得到MgO 。

(4)由于Mg(OH)2的溶解度比MgCO 3的小，故水垢的主要成分中是Mg(OH)2，而非MgCO 3。

(5)镁、铝在空气中易形成致密的氧化膜，不用密封保存。

命题点1 镁及其化合物的性质1．镁粉是焰火、闪光粉、鞭炮中不可缺少的原料。

工业上制造镁粉是将镁蒸气在某种气体中冷却，有下列气体：①空气；②CO 2；③Ar ；④H 2；⑤N 2，其中可作为冷却气体的是 ( )A．①和②B．②和③C．③和④D．④和⑤[答案] C2．如图所示的装置中，把X溶液逐滴滴下与Y物质反应，若X为浓硫酸，Y为第三周期金属元素中常温下与水难反应的单质。

Z为品红溶液。

实验中观察到Z褪色。

则Y为( )A．Na B．MgC．Al D．Mg或AlB [Na常温下与H2O反应，Al遇浓硫酸钝化。

]3．在CO2中，Mg燃烧生成MgO和C。

下列说法正确的是 ( )A．元素C的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体B．Mg、MgO中镁元素粒子的半径：r(Mg2＋)>r(Mg)C．在该反应条件下，Mg的还原性强于C的还原性D．该反应中化学能全部转化为热能[答案] C命题点2 自然界中提取镁4．从海水中提取镁的工艺流程可表示如下：下列说法不正确的是( )A．用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富B．③步骤反应的离子方程式为Mg2＋＋OH－===Mg(OH)2↓C．步骤⑤可将晶体置于HCl气体氛围中脱水D．上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应B [石灰乳为浊液，写离子方程式时Ca(OH)2不可拆分。

]5．如图是工业利用菱镁矿MgCO3(含杂质Al2O3、FeCO3)制取镁的工艺流程。

回答有关问题：(1)菱镁矿送入酸浸池前需要粉碎，目的是________________。

(2)氧化池中通入氯气的目的是氧化________，工业上不选用硝酸作氧化剂的原因是________和________。

(3)沉淀混合物为________和________(填化学式)。

(4)利用熔融氯化镁制取金属镁，选用的方法是________(填字母)。

A．电解法B．氧化还原法C．碳还原法D．分解法[解析] 加盐酸后，溶液中有Mg 2＋、Fe 2＋、Al 3＋、Cl －，用Cl 2氧化Fe 2＋生成Fe 3＋，用MgO 调节pH ，使Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀出来。

[答案] (1)提高酸浸速率 (2)Fe 2＋(或FeCl 2) 会产生污染性气体NO x 会引入杂质NO －3(3)Al(OH)3 Fe(OH)3 (4)A铝单质的性质及制备1．铝的结构和存在铝位于元素周期表第三周期ⅢA 族，原子结构示意图为。

铝元素在地壳中含量丰富，仅次于氧、硅。

自然界中的铝全部以化合态存在。

2．铝单质的主要化学性质(写出有关方程式)②2Al ＋3Cl 2=====△2AlCl 3④2Al ＋2OH －＋2H 2O===2AlO －2＋3H 2↑ ⑤Fe 2O 3＋2Al=====高温2Fe ＋Al 2O 3 ⑥2Al ＋3CuSO 4===3Cu ＋Al 2(SO 4)3 3．铝热反应实验探究(1)铝热反应的实验装置及试剂作用：(2)原理：利用Al 的还原性较强，高温下把金属氧化物中的金属置换出来。

(3)现象①镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。

(4)应用①冶炼难熔金属，如Cr 、Mn 、V 、W 、Cu 、Fe 等； ②金属焊接，如野外焊接钢轨等。

注意：引发铝热反应的操作是加少量KClO 3，插上镁条并点燃。

4．工业电解熔融Al 2O 3制备Al(1)电极反应⎩⎪⎨⎪⎧阴极：4Al 3＋＋12e －===4Al阳极：6O 2－－12e －===3O 2↑(2)总反应方程式2Al 2O 3(熔融)=====电解Na 3AlF 64Al ＋3O 2↑。

注意：电解Al 2O 3时Na 3AlF 6的作用是作助熔剂。

[基础判断](1)除去氧化膜的铝箔在空气中加热，铝箔熔化但不滴落，说明铝易氧化形成氧化膜保护铝。

( )(2)铝制容器可以用于盛装浓硫酸和浓硝酸，说明铝不与二者反应。

( ) (3)能与Al 反应生成H 2的溶液一定是酸性溶液。

( ) (4)Al 在高温下与MgO 发生铝热反应制备Mg 。

( )(5)加入Al 粉能产生H 2的溶液中，可能存在Al 3＋、NO －3。

( ) [答案] (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× [知识应用]Al 既能溶于强酸，又能溶于强碱，所以说“Al 既有金属性，又有非金属性”。

你认为这种说法是否恰当？为什么？[答案] 不恰当。

金属性是指元素的原子失电子的能力，非金属性是指元素的原子得电子的能力。

铝不论是与酸反应还是与碱反应，都是失去3e －，化合价升高为＋3价，均是还原剂，因而铝具有较强的金属性。

命题点1 铝的性质及应用1．镁、铝性质相似，下表中对两者的对比不正确的是( )铝镁A.与非金属反应 能被Cl 2、O 2氧化 能与N 2、O 2反应B.与水反应 能与沸水反应 反应很困难C.与碱反应 能溶于强碱溶液不反应 D.与某些氧化物反应能与Fe 2O 3、MnO 2、Cr 2O 3等金属氧化物发生铝热反应能在CO 2中燃烧2．(2019·福州质检)科技工作者提出用铝粉处理含亚硝酸盐废水的思路：调节亚硝酸盐废水的酸碱性，使其pH>12，然后加入适量的铝粉搅拌，从而达到预期目的。

下列判断错误的是 ( )A ．处理废水时铝单质转化为Al 3＋B ．处理废水时亚硝酸盐被还原C．处理过程中，OH－参与了反应D．铝粉颗粒大小影响废水处理的速率A [pH>12，溶液显碱性，则处理废水时，铝单质转化为AlO－2，A错误；铝是金属，具有还原性，因此处理废水时，亚硝酸盐被还原，B正确；处理废水时铝单质转化为AlO－2，这说明OH－参与了反应，C正确；固体反应物的表面积越大，反应速率越快，因此铝粉颗粒的大小影响废水处理的速率，D正确。

]3．根据如图的转化关系判断，下列说法正确的是(反应条件已略去)( )A．生成等质量H2时，①和②反应消耗n(HCl)＝n(NaOH)B．反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3C．反应③和④消耗等量的Al时，生成的n(Cu)∶ n(Fe)＝3∶2D．反应⑤的离子方程式为Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓C [根据得失电子守恒，生成氢气的质量相等则消耗铝的物质的量相等，根据铝守恒，设1 mol铝参加反应，则生成偏铝酸钠1 mol，则需氢氧化钠1 mol，铝与盐酸反应生成氯化铝1 mol，则需盐酸3 mol，所以①和②反应消耗n(HCl)＝3n(NaOH)，A项错误；铝与硫酸铜反应，铝是还原剂，硫酸铜是氧化剂，根据得失电子守恒，可知：硫酸铜与铝的物质的量之比为3∶2，B项错误；反应③和④消耗等量的Al时，失电子的物质的量相等，设2 mol 铝参加反应，由得失电子守恒可知：生成铜的物质的量为3 mol，生成铁的物质的量为2 mol，所以生成的n(Cu)∶n(Fe)＝3∶2，C项正确；一水合氨是弱电解质，书写离子方程式时用化学式，D项错误。

]命题点2 铝与酸、碱反应的有关计算4．取四等份铝，分别加入足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是( ) A．3 mol·L－1氨水B．4 mol·L－1HNO3C．8 mol·L－1 NaOH D．18 mol·L－1 H2SO4C [铝与氨水不反应，铝与HNO3反应不能放出H2，铝与18 mol·L－1的浓硫酸在常温下钝化。

]5．(1)足量的两份铝分别投入等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是________。

(2)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L－1的HCl和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为V(甲)∶V(乙)＝1∶2，则甲烧杯中剩余的反应物是________，加入铝粉质量为________g。