高考化学一轮复习专题十四镁、铝及其化合物考点一镁、铝单质的性质及应用教学案
- 格式:doc
- 大小:89.50 KB
- 文档页数:14
2019-2020年高三化学一轮复习镁、铝及其化合物学案〖复习目标〗1.了解镁、铝及其重要化合物的主要性质和重要应用。
2.了解常见不同类型化合物之间转化的条件和方法,认识金属矿物等自然资源综合利用方面的重要作用。
〖知识清单〗考点一镁及其化合物一.镁的提取⑴向海水中加入石灰乳:。
⑵制取MgCl2·6H2O:。
⑶加热蒸干MgCl2:。
⑷电解MgCl2:。
二.镁的性质⑴物理性质⑵化学性质①能与O2、Cl2、N2等非金属单质反应,产物分别为、、。
②与CO2反应方程式为:。
③与酸反应镁与非氧化性酸如稀硫酸、盐酸等反应生成氢气,离子方程式为:。
镁与氧化性酸如浓H2SO4、稀HNO3、浓硝酸在常温下也能反应,但不生成H2。
④与盐溶液反应与Zn的盐溶液反应,其离子方程式为:。
⑶用途〖典型例析〗例1.海水的综合利用可以制备金属镁,其流程如下图所示:(1)若在空气中加热MgCl2·6H2O,生成的是Mg(OH)Cl或MgO,写出相应反应的化学方程。
用电解法制取金属镁时,需要无水氯化镁。
在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O时,能得到无水MgCl2,其原因是。
(2)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去?写出实验步骤。
(3)实验室里将粗盐制成精盐的过程中,在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒,分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的;溶解时:。
过滤时:。
蒸发时:。
考点二铝及其化合物一、铝在元素周期表中的位置、结构及性质1.与非金属单质反应①与O2反应:②在点燃或加热的条件下与Cl2、S反应,化学反应方程式分别为;。
2.与酸反应①常温下铝遇、能够发生钝化。
②与盐酸反应的化学方程式。
③与热的浓硝酸反应。
3.与强碱(如NaOH)溶液反应的化学方程式为:。
4.与某些盐(如CuCl2)溶液反应的化学方程式为:。
5.与金属氧化物(如Fe2O3)反应(铝热反应)的化学方程式为:。
铝、镁及其重要化合物最新考纲 1.掌握铝、镁及其重要化合物的主要性质及其应用。
2.了解铝、镁及其重要化合物的制备方法。
考点一 铝、镁的性质及应用1.铝的结构和存在铝位于元素周期表第3周期ⅢA 族,原子结构示意图为。
铝是地壳中含量最多的金属元素。
自然界中的铝全部以化合态的形式存在。
2.金属铝的物理性质银白色有金属光泽的固体,有良好的延展性、导电性和导热性等,密度较小,质地柔软。
3.金属铝的化学性质写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式:①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
④________________________________________________________________________。
答案 ①4Al +3O 2=====△2Al 2O 3②2Al +Fe 2O 3=====高温2Fe +Al 2O 3③2Al +6H +===2Al 3++3H 2↑④2Al +2OH -+6H 2O===2[Al(OH)4]-+3H 2↑5.铝的用途纯铝用作导线,铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。
6.(1)铝在自然界中有游离态和化合态两种形式()(2)MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂()(3)冶炼铝时常用焦炭做还原剂()(4)铝与少量NaOH溶液反应得到铝盐,与足量NaOH溶液反应生成偏铝酸盐()(5)相同质量的镁条分别在足量的CO2和O2中完全燃烧,所得固体的质量相同()(6)工业上制造镁粉时,可将镁蒸气在N2中冷却()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×1.依据Al单质的性质,思考回答下列问题:(1)铝的化学性质活泼,为什么日常生活中广泛使用的铝制品通常具有较强的抗腐蚀性能?(2)Al既能溶于强酸,又能溶于强碱,有人说“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?(3)铝与氢氧化钠溶液反应时,反应机理是怎样的?请用双线桥法标出该反应电子转移的方向与数目。
考点二镁、铝化合物的性质及应用1 镁的重要化合物(1)氧化铝和氢氧化铝(2)复盐——硫酸铝钾①复盐定义:由两种不同的金属离子(或NH+4)与一种酸根离子组成的盐叫复盐。
②明矾明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O,可溶于水,电离方程式为KAl(SO4)2===K++Al3++2SO2-4。
水溶液的pH<7(填“>”“<”或“=”),原因是Al3++3H23+3H+。
明矾可用于净水,其原因是Al3+水解产生Al(OH)3胶体,Al(OH)3胶体可以和悬浮于水中的泥沙形成絮状不溶物而沉降下来,使水澄清。
(1)由于Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小,故水垢的主要成分中是Mg(OH)2,而非MgCO3。
(2)Al2O3、Al(OH)3只与强酸、强碱溶液反应,与氨水和碳酸溶液不反应。
(3)Al3+只能存在于酸性溶液中,AlO-2只能存在于碱性溶液中。
若将分别含Al3+和AlO-2的盐溶液混合,发生反应:Al3++3AlO-2+6H2O===4Al(OH)3↓。
(4)Al2O3、Al(OH)3是中学阶段接触的唯一与碱反应的金属氧化物和氢氧化物,经常应用到除杂、计算题中,所以一定要熟记这两个反应的离子方程式。
(5)明矾净水只能除去水中的悬浮杂质,不能杀菌消毒,与氯气消毒原理不同。
1.思维辨析(1)在加热情况下利用氢气还原氧化铝的方法得到金属铝。
( )(2)将Al(OH)3沉淀转入蒸发皿中,加足量稀硫酸,加热蒸干得无水Al 2(SO 4)3固体。
( ) (3)将NaOH 溶液缓慢滴入Al 2(SO 4)3溶液中至过量,最终观察到有沉淀生成。
( ) (4)日用铝制品表面覆盖着氧化膜对内部金属起保护作用。
( ) (5)Al 2O 3的熔点很高,可用作耐高温材料。
( )(6)明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中的悬浮物,可用于对水的杀菌、消毒。
( ) 答案 (1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)√ (6)×2.将等体积的AlCl 3溶液和NaOH 溶液混合后,沉淀物中含铝元素的物质的量与溶液中含铝元素的物质的量相等,则原AlCl 3溶液与NaOH 溶液的物质的量浓度之比是 ( )A .1∶3B .2∶5C .1∶4D .2∶7 答案 D解析 设AlCl 3和NaOH 的物质的量分别为a 、b 。
镁铝及其化合物课 题 镁、铝及其化合物教学目的1.掌握镁、铝的重要物理性质和化学性质及重要用途; 2.掌握Mg 、Al 重要化合物的性质及相互转化。
教学内容一、上节课作业检查及纠错二、课前回顾 1.铝热反应是什么?2.Mg(OH)2与Al(OH)3的比较?3.怎样理解两性物质与物质的两性?三、针对上节课的练习1.按右图装置持续通入X 气体,并在管口P 处点燃,实验结果使澄清的石灰水变浑浊。
则X 、Y 可以是( ) A .H 2、NaHCO 3 B .CO 、Na 2CO 3 C .CO 、Na 2O 2 D .H 2、Fe 2O 32.下图中A 至F 是化合物,G 是单质。
高考化学考试大纲(节选) (三) 常见无机物及其应用。
1.常见金属元素(如Na 、Al 、Fe 、Cu 等) (1) 了解常见金属的活动顺序。
(2) 了解常见金属及其重要化合物的主要性质及其应用。
写出A、B、E、F的化学式:A________、B________、E________、F________。
参考答案:二、课前回顾1.某些金属氧化物粉末,与铝粉混合后在较高温度下剧烈反应生成Al2O3和其它金属并放出大量的热的反应,叫铝热反应。
2.Mg(OH)2Al(OH)3物理性质均为白色固体,不溶于水化学性质不稳定性Mg(OH)2===MgO+ H2O 不稳定性2Al(OH)3===Al2O3+3H2O碱性Mg(OH)2+2H+===Mg2++H2O 两性Al(OH)3+3H+===Al3++3H2OAl(OH)3+OH- ===AlO2-+2H2O制备Mg2++2OH–=== Mg(OH)2↓Mg2++2NH3·H2O===Mg(OH)2↓+2NH4+Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4+ 不用强碱AlO2–+CO2+2H2O=== Al(OH)3↓+HCO3–不用强酸3.(1)两性物质指即能与酸反应,又能与碱作用生成盐和水的化合物,如Al2O3、ZnO、Zn(OH)2、Al(OH)3、氨基酸、蛋白质等。
2023年高二化学教案镁、铝及其化合物(精选3篇)教案一:镁的性质及其化合物教学目标:1. 了解镁的性质和应用。
2. 掌握镁与氧、硫和氯的反应。
3. 熟悉镁的几种常见化合物的命名和性质。
教学过程:1. 引入:通过实验演示和图片展示介绍镁的性质和应用,如镁的轻便性、燃烧性、导电性和腐蚀性等。
2. 镁与氧的反应:- 展示镁与氧反应的实验现象,并解释反应过程。
- 写出反应方程式:2Mg + O2 → 2MgO。
- 引导学生分析反应类型、反应物和生成物。
3. 镁与硫的反应:- 展示镁与硫反应的实验现象,并解释反应过程。
- 写出反应方程式:Mg + S → MgS。
- 引导学生分析反应类型、反应物和生成物。
4. 镁与氯的反应:- 展示镁与氯反应的实验现象,并解释反应过程。
- 写出反应方程式:Mg + Cl2 → MgCl2。
- 引导学生分析反应类型、反应物和生成物。
5. 镁的常见化合物:- 介绍镁的几种常见化合物,如氯化镁、硫酸镁和碳酸镁等。
- 分析这些化合物的性质和应用。
- 让学生完成相关的实验操作或观察,加深对这些化合物的理解。
6. 总结:总结镁的性质和与氧、硫、氯反应的特点,以及常见化合物的命名和性质。
教案二:铝的性质及其化合物教学目标:1. 了解铝的性质和应用。
2. 掌握铝与氧、硫和氯的反应。
3. 熟悉铝的几种常见化合物的命名和性质。
教学过程:1. 引入:通过实验演示和图片展示介绍铝的性质和应用,如铝的轻便性、导电性和耐腐蚀性等。
2. 铝与氧的反应:- 展示铝与氧反应的实验现象,并解释反应过程。
- 写出反应方程式:4Al + 3O2 → 2Al2O3。
- 引导学生分析反应类型、反应物和生成物。
3. 铝与硫的反应:- 展示铝与硫反应的实验现象,并解释反应过程。
- 写出反应方程式:2Al + 3S → Al2S3。
- 引导学生分析反应类型、反应物和生成物。
4. 铝与氯的反应:- 展示铝与氯反应的实验现象,并解释反应过程。
镁、铝、铁及其化合物教学目标:学习镁、铝、铁单质及其化合物的重要性质。
教学重点:铝、氧化铝、氢氧化铝的两性,铝三角,Fe、Fe2+、Fe3+之间的相互转化关系。
Fe2+、Fe3+的检验。
铜化合物之间的转化。
一、镁、铝及其化合物的性质1、物理性质:镁、铝都是密度小、熔点低、硬度较小的银白色金属,但镁与铝相比较,铝的硬度、密度都比镁大,熔沸点都比镁高。
二者都有良好的导热、导电性能及韧性和延展性。
2、镁、铝化学性质及用途比较镁铝与非金属反应与X2、O2、S、N2等反应,如:Mg+S MgS,2Mg+O 22MgO 与X2、O2、S等反应,如:2Al+3S Al2S3,4Al+3O22Al2O3与酸反应Mg+2H+=Mg2++H2↑,与氧化性酸浓H2SO4、HNO3反应较为复杂2Al+6H+=2Al3++3H2↑,室温时,在浓硫酸、浓硝酸中钝化与水反应Mg+2H2O Mg(OH)2+H2↑生成的Mg(OH)2能使酚酞试液变红去掉氧化膜的Al与沸水缓慢反应2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑与碱反应不反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑与氧化物反应(干态置换) 2Mg+CO22MgO+C镁着火,不能用CO2灭之2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe(铝热反应)用途照明弹,制合金等导线、电缆、炊具、化工、合金3、Al2O3Al2O3是一种白色难熔的物质,不溶于水,是冶炼金属铝的原料,也是一种比较好的耐火材料。
是典型的两性氧化物,Al2O3+6H+=2Al3++3H2O,Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O 4、Al(OH)3Al(OH)3是几乎不溶于水的白色胶状物质,能凝聚水中的悬浮物,又能吸附色素,是典型的两性氢氧化物,在酸或强碱中都能溶解,能用平衡移动原理解释,其两性电离方程式如下:H2O+AlO2-+H+Al(OH)3Al3++3OH-酸式电离碱式电离5、“铝三角”及其应用――典型复分解关系(1)“铝三角”系指Al3+、Al(OH)3、AlO2-相互依存的三角关系;有关离子方程式为:Al3++3OH-=Al(OH)3↓或Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,AlO2-+4H+=Al3++2H2O;Al3++4OH-=AlO2-+2H2O,AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓或AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3-,Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O(2)应用①制取Al(OH)3,最好用铝盐与氨水作用或将CO2通人偏铝酸盐中;②离子共存问题:Al3+与S2-、AlO2-、HCO3-、CO32-因相互促进水解而不能大量共存,AlO2- 与H+、NH4+、Al3+、Fe3+等不能大量共存。
镁、铝及其重要化合物考点一 镁、铝单质的性质与应用[知识梳理]一、镁及其重要化合物的性质与应用1.镁的性质(1)物理性质:银白色、具有金属光泽的固体,密度、硬度均较小,熔点较低,有良好的导电性、导热性和延展性。
(2)化学性质①与N 2反应:3Mg +N 2=====点燃Mg 3N 2;②与CO 2反应:2Mg +CO 2=====点燃2MgO +C ; ③与热水反应:Mg +2H 2O=====△Mg(OH)2+H 2↑;④与稀硫酸反应:Mg +H 2SO 4===MgSO 4+H 2↑。
Mg 在CO 2中能燃烧,所以Mg 着火时不能用二氧化碳灭火器和泡沫灭火器灭火。
2.海水提镁从MgCl 2溶液中得到无水MgCl 2固体需要两步。
第一步:将MgCl 2溶液用浓盐酸酸化,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到MgCl 2·6H 2O ; 第二步:在干燥的HCl 气流中加热MgCl 2·6H 2O 晶体使其脱水得到无水MgCl 2。
3.镁的用途生产合金,冶金工业上用作还原剂和脱氧剂。
4.镁的重要化合物物质主要性质及反应方程式氧化镁碱性氧化物MgO+2H+===Mg2++H2O氢氧化镁中强碱Mg(OH)2+2H+===Mg2++2H2O溶解度小于碳酸镁MgCO3+H2O=====△Mg(OH)2+CO2↑氮化镁盐Mg3N2+6H2O=== 3Mg(OH)2+2NH3↑二、铝单质的性质与应用1.铝的结构和存在形式(1)铝位于元素周期表的第三周期ⅢA族,原子结构示意图为(2)铝是地壳中含量最多的金属元素,自然界中的铝全部以化合态的形式存在。
2.铝的物理性质铝是银白色、具有金属光泽的固体,硬度较小,具有良好的导电性、导热性和延展性。
3.铝的化学性质根据上图写出以下序号对应的有关反应的方程式(能写离子方程式的写离子方程式):4.铝的用途纯铝可用作导线,铝合金可用于制造汽车、飞机、生活用品等。
[自主检测]1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
专题十四 镁、铝及其化合物考纲展示 命题探究考点一 镁、铝单质性质及应用1 镁(1)物理性质具有银白色金属光泽固体,密度、硬度均较小,熔点较低,有良好导电、传热与延展性。
(2)构造――→-2e -(3)化学性质①与非金属单质反响(O 2、N 2、Cl 2)2Mg +O 2=====点燃2MgO (产生耀眼白光)3Mg +N 2=====点燃Mg 3N 2Mg +Cl 2=====点燃MgCl 2②与水(反响)Mg +2H 2O=====△Mg(OH)2+H 2↑③与酸反响Mg +2H +===Mg 2++H 2↑④与盐反响Mg +Cu 2+===Mg 2++Cu⑤与CO 2反响2Mg +CO 2=====点燃2MgO +C(4)用途生产合金,冶金工业上用作复原剂与脱氧剂。
(5)冶炼工业炼镁:MgCl 2=====通电熔融Mg +Cl 2↑ 2 铝(1)铝物理性质及用途(2)铝构造与存在铝位于元素周期表第3周期ⅢA 族,原子构造示意图为。
铝元素在地壳中含量丰富,仅次于硅。
自然界中铝全部以化合态存在。
(3)化学性质①与非金属单质反响(O 2、Cl 2、S)2Al +3Cl 2=====△2AlCl 32Al +3S=====△Al 2S 3(水溶液不存在)②与酸反响③与碱反响2Al +2OH -+2H 2O===2AlO -2+3H 2↑④与盐反响Al +3Ag +===Al 3++3Ag⑤与氧化物反响(铝热反响)2Al +Fe 2O 3=====高温2Fe +Al 2O 34Al +3MnO 2=====高温3Mn +2Al 2O 3Cr 2O 3+2Al=====高温2Cr +Al 2O 3(4)冶炼工业炼铝:2Al 2O 3=====通电熔融4Al +3O 2↑ 学霸巧学卡 对镁、铝性质深层理解(1)Mg 在CO 2中能够燃烧,所以活泼金属镁着火不能用干粉灭火器与泡沫灭火器灭火。
同时镁与氮气反响生成Mg 3N 2。
(2)常温下,能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸原因是二者能使铝发生“钝化〞,而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反响。
(3)能与铝反响产生氢气溶液可能呈强酸性也可能呈强碱性。
(4)铝与强碱溶液反响中,水作氧化剂(NaOH 不是氧化剂): 2Al +2NaOH +6H6e -2O===2NaAlO 2+3H 2↑+4H 2O 。
(5)铝热反响是在高温干态下进展置换反响,铝只能与排在金属活动性顺序其后金属氧化物反响。
铝不能与MgO 反响,铝热反响不能用来冶炼大量金属铁、铜等(要考虑冶炼本钱)。
(1)铝在自然界中有游离态与化合态两种形式。
( )(2)Mg 、Al 在空气中性质稳定,因而都具有很强抗腐蚀性。
( )(3)MgO 与Al 粉混合物也可称为铝热剂。
( )(4)能用铝槽车储运浓H 2SO 4与浓HNO 3,是因为铝化学性质稳定,不与浓H 2SO 4、浓HNO 3反响。
( )(5)铝与盐酸反响时,盐酸作氧化剂,铝与氢氧化钠溶液反响时,氢氧化钠作氧化剂。
( )(6)铝制餐具可长时间存放酸性或碱性食物。
( )(7)金属镁在空气中燃烧可生成MgO 与Mg 3N 2。
( )答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)√2.以下表达中正确是( )A .氯化铝溶液中参加过量氨水,反响实质是Al 3++3NH 3·H 2O===Al(OH)3↓+3NH +4B .在参加铝粉能放出氢气溶液中,K +、NH +4、CO 2-3、Cl -一定能够大量共存C .镁铝合金既可完全溶于过量盐酸又可完全溶于过量NaOH 溶液D .依据铝热反响原理,能发生反响:2Al +3MgO=====高温3Mg +Al 2O 3答案 A解析 A 项正确,氢氧化铝不溶于氨水等弱碱溶液;B 项错误,铝粉与强酸或强碱溶液反响均能放出氢气,在强酸溶液中CO 2-3不能大量存在,在强碱溶液中NH +4不能大量存在;C 项错误,镁只能溶于盐酸,而不能溶于过量NaOH 溶液;D 项错误,镁复原性大于铝,铝不能置换出镁单质。
[考法综述] 镁、铝是中学化学中两种重要金属元素,尤其是考纲中明确规定了铝元素,主要考察铝单质特殊性,如与碱反响,铝热反响等。
题目往往难度不大,属根底题。
但有关铝冶炼化工流程题由于综合性较强,难度较大。
命题法1 铝单质性质及应用典例1 铝与酸、碱反响计算甲、乙两烧杯各盛有100 mL 3 mol·L -1盐酸与氢氧化钠溶液,向两烧杯中分别参加等质量铝粉,反响完毕后,测得生成气体体积比为V (甲)∶V (乙)=1∶2,那么参加铝粉质量为( )A .5.4 gB .3.6 gC .2.7 gD .1.8 g[解析] 利用极值法分析,假设盐酸恰好完全反响,消耗Al 2.7 g ;假设NaOH 恰好完全反响,消耗Al 8.1 g 。
当Al≤2.7 g 时,Al 完全溶解,生成H 2体积之比为1∶1,当Al≥8.1 g 时,Al 足量,生成H 2体积之比为1∶3,现生成H 2体积之比为1∶2,故盐酸全部消耗完毕,铝有剩余;而NaOH 溶液有剩余,Al 粉缺乏。
那么产生气体物质量,n (甲)=12n (HCl)=0.15 mol ,n (乙)=0.3 mol ,Al 全部与NaOH 反响,由2Al ~3H 2↑知,n (Al)=23n (乙)=0.2 mol ,其质量为5.4 g 。
[答案] A典例2 有关铝单质离子共存参加铝粉能放出H 2溶液中肯定不能大量共存离子组是( )①Fe 3+、NO -3、Cl -、NH +4 ②Ba 2+、Mg 2+、HCO -3、Cl -③SO 2-4、Cl -、K +、NH +4 ④SO 2-3、K +、AlO -2、Na +A .①③B .②④C .①②D .③④[解析] 加铝粉能放出H 2溶液呈酸性或强碱性,①假设呈强碱性,那么Fe 3+、NH +4不能存在;因存在NO -3,故溶液不可能呈酸性,因为Al 与HNO 3反响不可能生成H 2;②HCO -3无论在酸性或碱性条件下均不可能存在;③在酸性条件下可共存;④在碱性条件下可共存。
[答案] C【解题法】 铝与酸、碱反响应用总结反响原理:2Al +6HCl===2AlCl 3+3H 2↑2Al +2NaOH +2H 2O===2NaAlO 2+3H 2↑(1)等量铝分别与足量盐酸与氢氧化钠溶液反响,产生氢气体积比为V HCl H 2V NaOH H 2=11。
(2)足量铝分别与等物质量盐酸与氢氧化钠溶液反响,产生氢气体积比为V HCl H 2V NaOH H 2=13。
(3)一定量铝分别与一定量盐酸与氢氧化钠溶液反响,假设产生氢气体积比为13<V HCl H 2V NaOH H 2<11,那么必定是: ①铝与盐酸反响时,铝过量而盐酸缺乏;②铝与氢氧化钠溶液反响时,铝缺乏而氢氧化钠过量。
Al 与酸、碱反响实质都是Al ――→失去3e -Al 3+,2H +――→得到2e -H 2,故与酸或碱反响时,铝与氢气关系均为2Al ~3H 2↑,利用此性质可以方便地进展有关计算,也可用于离子共存判断,即与铝反响放出氢气溶液可能呈酸性也可能呈碱性。
铝这种既能与酸(非氧化性酸)又能与强碱反响产生H 2性质也常作为推断题“题眼〞。
命题法2 铝热反响典例3 铝热反响实验操作某校化学兴趣小组在学习铝热反响性质时,对教材中实验产生了深入研究想法,他们准备对实验现象及产物组成进展研究,确定了研究方案,研究过程如下:从教材中对“铝热反响〞现象描述入手,教材中有这样描述:“反响放出大量热,并发出耀眼光辉〞“纸漏斗下部被烧穿,有熔融物落入沙中〞。
又:Al 、Fe 2O 3、Al 2O 3、Fe 熔点、沸点数据如下:(1)(2)某同学推测,铝热反响所得到熔融物应是铁铝合金。
理由是:该反响放热能使铁熔化,而铝熔点比铁低,此时液态铁与铝熔合形成铁铝合金。
你认为他解释是否合理?答:________(填“合理〞或“不合理〞)。
(3)设计一个简单实验方案,证明上述所得块状熔融物中含有金属铝。
填写以下表格:号),理由是______________________________。
A .浓硫酸B .稀硫酸C .稀硝酸D .NaOH 溶液[解析] 此题解题根本思路是依据铝热反响,即2Al +Fe 2O 3=====高温Al 2O 3+2Fe ,首先从引发铝热反响方法入手,考察铝热反响实验步骤,引发铝热反响方法有三个要点:①在铝热剂外表铺一层KClO 3,②在中间插入镁带,③点燃镁带。
然后根据本实验两个重要现象,即“反响放出大量热,并发出耀眼光辉〞“纸漏斗下部被烧穿,有熔融物落入沙中。
〞分析产物成分,结合相关熔点数据资料,可得出当铁是熔融态时,铝一定是液态,二者可以熔合形成合金,故(2)推测完全合理。
证明该熔融物中含铝方法是利用铝与铁性质区别,铝能与NaOH 溶液反响,而铁不能,将固体溶于NaOH 溶液中,假设有气体产生,且有不溶于水固体物质剩余,那么说明是铝铁合金,原理是2Al +2NaOH +2H 2O===2NaAlO 2+3H 2↑。
(4)需根据混合物本身性质从能否溶解、环境保护、操作方便等角度进展思考,熔融物是Al 、Fe 、Fe 2O 3、Al 2O 3等物质混合物,选择试剂必须能溶解上述所有物质,并且不能产生污染性气体,同时试剂还应该是常见,操作应该是最简单。
综合分析各种因素,可知稀硫酸是最正确试剂。
[答案] (1)①在铝热剂外表铺一层KClO 3,②在中间插入镁带,③点燃镁带(2)合理(3)氢氧化钠溶液 取样品置于试管中,参加NaOH 溶液;有气体产生 2Al +2NaOH +2H 2O===2NaAlO 2+3H 2↑(4)B 稀硫酸能完全溶解此熔融物,并且不造成环境污染(浓硫酸会使铁、铝钝化;稀硝酸溶解金属时,会产生氮氧化物,污染空气;NaOH 溶液不能溶解单质铁)典例4 铝热反响有关计算(双选)实验室将9 g 铝粉跟一定量金属氧化物粉末混合形成铝热剂。
发生铝热反响之后,所得固体中含金属单质为18 g ,那么该氧化物粉末可能是( )A .Fe 2O 3与MnO 2B .MnO 2与V 2O 5C .Cr 2O 3与V 2O 5D .Fe 3O 4与FeO[解析] n (Al)=9 g 27 g/mol =13mol ,Al 完全反响时转移电子物质量为13 mol×3=1 mol ,那么生成金属摩尔电子质量(转移1 mol e -生成金属质量)为18 g/mol 。
A 项生成Fe 摩尔电子质量为56 g 3 mol=18.67 g/mol ,生成Mn 摩尔电子质量为55 g 4 mol=13.75 g/mol ,根据平均值规律,A 项正确;B 项生成锰摩尔电子质量为13.75 g/mol ,生成V 摩尔电子质量为51 g 5 mol=10.2 g/mol ,根据平均值规律,B 项不可能生成金属单质18 g ;同理,C 项也不可能生成单质18 g ;D 项,Al 完成反响时生成Fe 质量大于18 g ,当氧化物粉末缺乏量时,生成金属可能为18 g ,D 项正确。