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高考化学一轮复习：第11讲镁、铝、铜及其重要化合物金属冶炼一、选择题1．(2021·北京西城区高三测试)我国出土的文物呈现了瑰丽的历史文化。
下列文物中，主要成分属于合金的是( )A．西夏佛经纸本B．西汉素纱禅衣C．唐兽首玛瑙杯D．东汉青铜奔马解析：选D A项错误；西汉素纱禅衣是丝绸的一种，主要成分不属于合金，故B项错误；唐兽首玛瑙杯的主要成分是二氧化硅，不属于合金，故C项错误；东汉青铜奔马是铜合金，主要成分属于合金，故D项正确。
2．中华人民共和国勋章使用铜胎镀金材质，主要元素为国徽、五角星、中国结、如意、兰花等，主色调为红色和金色。
下列关于金属材料的说法正确的是( ) A．铁是人类在生产、生活中最早使用的金属材料B．金、银、铜是应用最广泛的金属材料C．钛被誉为“21世纪的金属”，应用前景很广阔D．铜是导电性、导热性最好的有色金属解析：选C。
铜是人类最早使用的金属材料，A错；铁、铝及其合金是应用最广泛的金属材料，B错；银的导电性比铜好，D错。
3．下列关于铝及其化合物的说法不正确的是( )A．Al既可用于食品包装，也可用作建筑材料B．Al2O3既可用来冶炼金属Al，也可用作耐火材料C．明矾[KAl(SO4)2·12H2O]既可用作净水剂，也可用作消毒剂D．Al(OH)3既可用作治疗胃酸过多的药物，也可用来制备一些铝盐解析：选C。
A项，金属铝具有良好的延展性，因此铝可以制成铝箔用于食品包装，金属铝也可用作建筑材料，如铝合金门窗等，正确；B项，电解熔融的Al2O3可冶炼金属Al，由于Al 2O 3具有耐高温的性质，也可用作耐火材料，正确；C 项，明矾[KAl(SO 4)2·12H 2O]溶于水后，Al 3＋能发生水解反应，生成的Al(OH)3胶体具有吸附作用，可用作净水剂，但 Al(OH)3 并不具有消毒作用，错误；D 项，Al(OH)3与胃酸中的盐酸反应生成氯化铝和水，正确。
第11讲金属镁、铝及及其化合物一镁、铝单质的性质1.镁、铝的结构和存在形态2.镁、铝的物理性质镁、铝都是银白色、有金属光泽的固体，密度较小，硬度较低，均具有良好的延展性、导电性和导热性等。
3.铝的化学性质特别强调：1.常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生“钝化”，而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应。
2.能与铝反应产生氢气的溶液可能呈强酸性也可能呈强碱性。
4.对比掌握镁的化学性质特别强调：1.Mg在CO2中能够燃烧，所以活泼金属镁着火不能用干粉灭火器和泡沫灭火器灭火。
2.镁也可在氮气中燃烧，生成氮化镁(Mg3N2)，氮化镁能与水剧烈反应生成Mg(OH)2沉淀并放出氨气。
5.从海水中提取镁(1)工艺流程(2)基本步骤及主要反应特别强调：1.由MgCl2·6H2O得到无水MgCl2，必须在HCl气流中加热，以防MgCl2水解。
2.因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应，故工业电解MgCl2得到的镁，应在H2氛围中冷却。
3.Mg在空气中燃烧得到的固体物质主要为MgO和少量Mg3N2及C的混合物。
4.Mg(OH)2为难溶于水的白色沉淀，故常用NaOH溶液检验Mg2＋的存在。
5.由于Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小，故水垢的主要成分中含有的是Mg(OH)2，而非MgCO3。
6.镁的用途(1)镁合金用于制造火箭、导弹和飞机的部件；(2)镁制造信号弹和焰火；(3)MgO作耐火材料。
课堂检测011．科学家发明的透明坚硬镁铝氧化物新型材料，可以用作显示器和手机屏幕，下列关于镁、铝的说法正确的是()A．镁铝制品在空气中能稳定存在是因为铝不活泼B．浓HNO3、浓H2SO4能用铝制器皿盛装是因为铝与浓HNO3、浓H2SO4不反应C．镁、铝均能与NaOH溶液反应D．铝与Fe2O3发生铝热反应是利用了Al的还原性比Fe强答案：D2．小明家中收藏着一件清末的铝制品佛像，该佛像至今仍保存完好。
第11讲 铝及其重要化合物考点一 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三周期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：①②2Al＋3Cl 2=====点燃2AlCl 3 ③④2Al＋2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑⑤2Al＋Fe 2O 3=====高温Al 2O 3＋2Fe(铝热反应) 4.对比记忆镁的化学性质 铝 镁 与非金属反应 能被Cl 2、O 2氧化2Mg ＋O 2=====点燃2MgO 3Mg ＋N 2=====点燃Mg 3N 2与水反应 反应很困难 能与沸水反应Mg ＋2H 2O=====△Mg(OH)2＋H 2↑与碱反应能溶于强碱溶液 不反应 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：2Mg ＋CO 2=====点燃2MgO ＋C 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。
深度思考依据Mg 、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？答案 铝在常温下迅速被氧气氧化，形成一层致密的氧化膜，保护铝不再被氧化，因而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，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。
(3)铝与酸、碱反应的实质是什么？氧化剂是什么？答案 铝与酸、碱反应的实质都是Al 0――→失3e －Al 3＋，2H ＋――→得2e －H 2，只不过碱中的H ＋来源于水的电离。
铝及其化合物【学习目标】1.铝及其化合物的性质及用途2.铝三角及图像问题3.铝热反应◆感知高考1. [2020·江苏]下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是A. 铝的金属活泼性强，可用于制作铝金属制品B. 氧化铝熔点高，可用作电解冶炼铝的原料C. 氢氧化铝受热分解，可用于中和过多的胃酸D. 明矾溶于水并水解形成胶体，可用于净水【答案】D【解析】A．铝在空气中可以与氧气反应生成致密氧化铝，致密氧化铝包覆在铝表面阻止铝进一步反应，铝具有延展性，故铝可用于制作铝金属制品，A错误；B．氧化铝为离子化合物，可用作电解冶炼铝的原料，B错误；C．氢氧化铝为两性氢氧化物，可以用于中和过多的胃酸，C错误；D．明矾溶于水后电离出的铝离子水解生成氢氧化铝胶体，氢氧化铝胶体能吸附水中的悬浮物，用于净水，D正确；故选D。
2.[2020·浙江1月选考，12]下列关于铝及其化合物说法，不正确的是（）A. 明矾可用作净水剂和消毒剂B. 利用铝热反应可冶炼高熔点金属C. 铝可用作包装材料和建筑材料D. 氢氧化铝可用作治疗胃酸过多的药物【答案】A【解析】A.明矾溶于水可生成具有吸附性的氢氧化铝胶体，可以净水但不能消毒，故A错误；B.铝热反应是金属铝和沸点较高的金属氧化物之间反应冶炼高熔点金属的过程，故B正确。
C.铝具有良好的延展性，铝箔可以做包装材料，铝合金硬度大密度小常用做建筑材料，故C正确；D.胃酸主要成分为HCl，氢氧化铝具有弱碱性可中和过多胃酸，故D正确；故答案为A。
◆核心知识1．铝的结构和存在铝位于元素周期表，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。
【答案】第3周期ⅢA族，。
2．金属铝及其化合物的化学性质（1）转化关系①理清知识主线Al→Al2O3←Al(OH)3→⎩⎪⎨⎪⎧NaAlO2AlCl3Al2（SO4）3KAl（SO4）2·12H2O②形成网络构建（2）重要反应方程式（用方程式回答下列问题）①用化学方程式表示除去铁粉中的铝粉。
第11讲 铝及其重要化合物考纲要求 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三周期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 3 ②2Al ＋Fe 2O 3=====高温2Fe ＋Al 2O 3 ③2Al ＋6H ＋===2Al 3＋＋3H 2↑④2Al ＋2OH －＋2H 2O===2AlO －2＋3H 2↑ 4.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。
5.对比记忆镁的化学性质(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)冶炼铝时常用焦炭作还原剂( )(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CO 2和O 2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N 2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。
答案 (1)铝在常温下迅速被氧气氧化，形成一层致密的氧化膜，保护铝不再被氧化，因而铝制品通常具有较强的抗腐蚀性能。
(2)不恰当。
金属性是指元素原子的失电子能力，非金属性是指元素原子的得电子能力。
铝无论是溶于强酸，还是强碱溶液，都是Al 失去3e －，化合价升高(为＋3价)，均作还原剂，因而铝具有较强的金属性。
(3)铝先与强碱溶液中的水反应生成H 2和Al(OH)3，Al(OH)3可溶于NaOH 生成NaAlO 2和H 2O ，反应中Al 为还原剂，水为氧化剂。
2.镁粉能溶于浓氯化铵溶液，且产生两种气体，请结合镁单质的性质及平衡移动理论解释这事实。
答案在氯化铵溶液中存在水解平衡：NH＋4＋H2O NH3·H2O＋H＋，溶液呈酸性，Mg是活泼的金属，能与H＋反应产生H2，使上述水解平衡向右移动，逸出氨气。
题组一镁、铝单质的性质及应用1.镁是一种活泼的金属单质，下列关于金属镁的说法中正确的是()A.镁能与NaOH溶液反应生成Mg(OH)2沉淀B.大量镁条燃烧引起的火灾不能用干冰灭火器灭火C.镁在任何条件下都不能与水反应D.镁能在N2中燃烧，且生成MgN答案 B解析镁不是两性金属，不能与NaOH溶液反应，故A错误；镁能在CO2中燃烧，故B正确；镁在加热条件下能与水反应生成氢氧化镁和氢气，故C错误；镁能在N2中燃烧，且生成Mg3N2，故D错误。
2.下列关于铝单质的叙述中，正确的是()A.不能用铝制的器皿来盛放酸梅汤或碱水是因为铝会和酸或碱反应B.铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为铝的化学性质很稳定C.铝和NaOH溶液反应：Al＋2OH－===AlO－2＋2H2↑D.用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝会滴落下来，是因为金属铝的熔点较低答案 A解析A项，无论是铝还是其氧化物都能与酸或碱反应，正确；B项，铝表面形成致密的氧化膜，错误；C项，电荷、电子均不守恒，正确的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑，错误；D项，打磨后的铝箔在酒精灯上灼烧表面生成Al2O3，高熔点的Al2O3兜住了熔融的液态铝，不会滴落，错误。
题组二铝与酸、碱反应的定量分析3.Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应，产生标准状况下的氢气4.48 L，下列推断中不正确的是()A.参加反应的Mg、Al共0.2 molB.参加反应的HCl为0.4 molC.Mg、Al在反应中共提供0.4 mol电子D.若与足量的稀硫酸反应能产生0.2 mol H2答案 A解析反应的实质为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，n(H2)＝4.48 L＝0.2 mol，则参加反应的n(HCl)＝n(H＋)＝0.4 mol。
因为盐酸过量，故产生H2 22.4 L·mol－1的量取决于金属的量，所以若换成过量的稀H2SO4，同样产生0.2 mol H2。
依据得失电子守恒，由2H＋→H2得电子总数为0.4 mol。
0.2 mol Mg在反应中提供0.4 mol电子，0.2 mol Al 在反应中提供0.6 mol电子，0.2 mol Mg、Al混合物提供的电子应大于0.4 mol而小于0.6 mol，A项不正确。
4.铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出H2的金属，就铝的这一特殊性质回答下列问题：(1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是________。
(2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，产生H2的体积之比是___________________________________________________。
(3)足量的两份铝分别投入到等体积、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________。
(4)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L－1的盐酸和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，则加入铝粉的质量为________(填字母)。
A.5.4 gB.3.6 gC.2.7 gD.1.8 g答案(1)1∶1(2)1∶3(3)3∶1(4)A解析(1)根据化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，得Al与H2的关系式均为2Al～3H2，故只要参加反应的Al的量相等，所得H2的量必相等。
(2)因为在反应中Al过量，产生的H2由HCl和NaOH的量决定。
根据化学反应中的关系式：6HCl～3H2、2NaOH～3H2，故当HCl、NaOH物质的量相等时，二者产生H2的体积比为1∶3。
(3)因为铝足量且产生H 2的量相等，根据关系式n (HCl)∶n (NaOH)＝3∶1，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度c (HCl)∶c (NaOH)＝n (HCl)∶n (NaOH)＝3∶1。
(4)其反应原理分别为2Al ＋6HCl===2AlCl 3＋3H 2↑，2Al ＋2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑。
可见当参加反应的HCl 和NaOH 的物质的量一样多时，产生H 2的体积比是1∶3，而题设条件体积比为1∶2，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于NaOH 来说是不足的。
2Al ＋6HCl=== 2AlCl 3 ＋ 3H 2↑ 6 mol 3 mol 3 mol·L －1×0.1 L 0.15 mol则Al 与NaOH 反应生成的H 2为0.15 mol ×2＝0.3 mol 。
2Al ＋2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑ 2×27 g 3 mol 5.4 g 0.3 mol 即投入的铝粉为5.4 g 。
铝与酸或碱反应生成H 2的量的关系2Al ＋6HCl===2AlCl 3＋3H 2↑2Al ＋2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑(1)等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应： ①产生H 2的物质的量相等。
②消耗H ＋、OH －的物质的量之比为n (H ＋)∶n (OH －)＝3∶1。
(2)足量的铝分别与等物质的量的HCl 和NaOH 反应： ①消耗Al 的物质的量之比为1∶3。
②生成H 2的物质的量之比为1∶3。
(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应： 若产生氢气的体积比为13＜V HCl (H 2)V NaOH (H 2)＜1，则必定①铝与盐酸反应时，铝过量而HCl 不足。
②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而NaOH 过量。
考点二 铝的重要化合物1.氧化铝(1)物理性质：白色固体，难溶于水，熔点很高。
(2)化学性质2.氢氧化铝(1)物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。
(2)化学性质(用化学方程式表示) Al(OH)3的电离方程式为写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式： ①Al(OH)3＋3H ＋===Al 3＋＋3H 2O 。
②Al(OH)3＋OH －===AlO －2＋2H 2O 。
③2Al(OH)3=====△Al 2O 3＋3H 2O 。
(3)制备①向铝盐中加入氨水，离子方程式为Al 3＋＋3NH 3·H 2O ===Al(OH)3↓＋3NH ＋4。
②NaAlO 2溶液中通入足量CO 2，离子方程式为AlO －2＋CO 2＋2H 2O===Al(OH)3↓＋HCO －3。
③NaAlO 2溶液与AlCl 3溶液混合：3AlO －2＋Al 3＋＋6H 2O===4Al(OH)3↓。
3.常见的铝盐(1)硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。
(2)明矾的化学式为KAl(SO 4)2·12H 2O ，它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH ＜(填“＜”“>”或“＝”)7。
