2018届高考化学大一轮复习讲义：第3章 第2节 铝、镁及其化合物 Word版含解析

第二节 铝、镁及其化合物 考纲定位 考情播报 1.掌握铝、镁的主要性质及其应用。 2.掌握铝的重要化合物[Al2O3、Al(OH)3、Al3＋、AlO－2、KAl(SO4)2·12H2O]的主要性质及其应用。 3.了解镁、铝及其主要化合物的制备方法。

2016·全国乙卷T11(D)、T12/全国丙卷T7(A)、T28(3)

2015·全国卷ⅠT10(C)、T27(3)/全国卷Ⅱ

T13(B、C) 2014·全国卷ⅡT9(C) 2013·全国卷ⅠT27(2)

考点1| 铝的主要性质及应用 [基础知识自查] 1．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．主要性质(写出有关方程式) 铝是银白色固体，有金属光泽，易导电导热，有延展性。

(1)与O2的反应 常温下钝化形成氧化膜加热：4Al＋3O2=====△2Al2O3 3．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(O2、Cl2、N2等)

①2Mg＋O2=====点燃2MgO、②Mg＋Cl2=====点燃MgCl2、 ③3Mg＋N2=====点燃Mg3N2。 (2)与热水反应的化学方程式为Mg＋2H2O=====△Mg(OH)2＋H2↑。 (3)与酸反应 Mg＋2H＋===H2↑＋Mg2＋。

(4)与氧化物(CO2)反应的化学方程式为2Mg＋CO2=====点燃2MgO＋C。 [应用体验] 1．(1)浓H2SO4和浓HNO3能用铝制容器盛装的理由是什么？ (2)能与Al反应生成H2的溶液一定是酸性溶液吗？为什么？ (3)用砂纸除净氧化膜的铝箔加热有什么现象？为什么？ (4)Mg在空气中燃烧最多可得到哪几种产物？ [提示] (1)铝在常温下遇到浓H2SO4和浓HNO3时表面迅速形成一层致密的氧化膜保护层即“钝化”。 (2)不一定，Al与H＋或OH－均反应生成H2。 (3)加热熔化的铝箔并不滴落，好像一层膜兜着。即使打磨过的铝箔，在空气中又很快生成新的氧化膜，且Al2O3熔点比铝的高。 (4)MgO、Mg3N2、C。 2．足量下列物质与相同质量的镁铝合金反应，不放出H2的为________；放出氢气且消耗溶质物质的量由多到少的顺序为________。 ①氢氧化钠溶液 ②稀硫酸 ③盐酸 ④稀硝酸 [提示] ④ ③>②>① [考点多维探究] 角度1 铝、镁的主要性质及应用 1．易拉罐的主要成分为铝合金，其中以铝铁合金和铝镁合金最为常见。现 取几小块易拉罐碎片进行下列实验，其中实验方案与现象、结论正确的是( ) 序号 实验方案 现象、结论

A 加入盐酸 产生无色气体，含铝、铁、镁三种元素

B 加入NaOH溶液 有无色气体产生，含有镁、铝两种元素

C 加入盐酸后，所得溶液中再加入少量NaOH溶液 产生白色沉淀，含有镁元素

D 用盐酸溶解并放置一会儿后，加入KSCN溶液 溶液呈血红色，含有铁元素

D [A项，Al、Fe、Mg与盐酸均反应生成无色气体；B项，Mg与NaOH溶液不反应；C项，Al3＋与少量NaOH溶液反应也生成白色沉淀。] 2．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 D [A项，镁-铝制品在空气中稳定存在的原因是形成了一层致密氧化膜保护内部金属；B项，浓HNO3、浓H2SO4用铝制器皿盛装是因为铝遇浓HNO3、浓H2SO4钝化，不是不反应；C项，镁与NaOH溶液不反应。] 角度2 镁、铝与酸、碱反应的有关计算 3．将一定量的镁铝合金样品分成两等份，一份加入足量NaOH溶液中，充分反应后，收集到标准状况下气体6.72 L；另一份加入到足量稀盐酸中，充分反应后，收集到标准状况下气体11.2 L。则原合金样品中镁的质量为( ) A．4.8 g B．6 g C．9.6 g D．12 g A [由题意知Mg与盐酸反应生成的H2为11.2 L－6.72 L＝4.48 L，为0.2 mol；由Mg＋2H＋===H2↑＋Mg2＋知n(Mg)＝0.2 mol，则m(Mg)＝0.2 mol×24 g/mol＝4.8 g。] 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HCl、NaOH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HCl、NaOH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，则甲烧杯中剩余的反应物是________。 [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H2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===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2

＋3H2↑。可见当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多时，产生H2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。 [答案] (1)1∶1 (2)1∶3 (3)3∶1 (4)Al

铝与酸、碱反应生成H2的量的关系 (1)无论与酸还是与碱反应，Al与H2的关系都是2Al～3H2。 (2)等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应： ①产生H2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。 (3)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H2的物质的量之比为1∶3。 (4)一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积

比13化钠溶液反应时，铝不足而氢氧化钠过量。 考点2| 铝的重要化合物的主要性质及其应用 [基础知识自查] 1．氧化铝——两性氧化物 (1)物理性质：白色固体，难溶于水，熔沸点很高，可用作耐火材料。 (2)化学性质(写离子方程式)

②Al2O3制备Al：2Al2O3=====电解熔融4Al＋3O2↑ 2．氢氧化铝——两性氢氧化物 (1)化学性质(写离子方程式)

②Al(OH)3受热分解：2Al(OH)3=====△Al2O3＋3H2O (2)制备 ①向铝盐中加入足量氨水，离子方程式为 Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4； ②向偏铝酸盐中通入足量CO2，离子方程式为 AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3； ③NaAlO2与AlCl3的溶液混合，离子方程式为 3AlO－2＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓。 3．明矾 (1)化学式为KAl(SO4)2·12H2O。 (2)电离方程式为KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO2－4。 (3)应用：净水；净水原理为明矾电离出的Al3＋在水中水解生成Al(OH)3胶体，吸附水中悬浮物而沉淀，使水净化，其离子方程式为Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋。 [应用体验] 1．实验探究：(1)Al2(SO4)3溶液中逐滴加入氨水至过量有什么现象？ (2)Al2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量有什么现象？ (3)NaAlO2溶液中逐滴加入盐酸至过量有什么现象？ (4)NaAlO2溶液中通入CO2至过量有什么现象？ [提示] (1)生成白色胶状沉淀。 (2)开始生成白色沉淀，后又逐渐溶解完全。 (3)开始生成白色沉淀，后又逐渐溶解完全。 (4)生成白色沉淀。 2．Al(OH)3是一种医用的胃酸中和剂，其医用原理是什么？ [提示] Al(OH)3的碱性不强，不至于对胃壁产生强烈的刺激或腐蚀作用，但可以与胃酸反应，中和过多胃酸。 [考点多维探究] 角度1 铝的重要化合物的性质及其应用 1．下列有关说法中不正确的是( ) A．Al(OH)3在用于治疗胃酸过多类疾病时表现出弱碱性 B．明矾溶于水后可得到少量的有强吸附性的Al(OH)3，故明矾可作净水剂 C．Al(OH)3可用于中和馒头制作过程(如发酵阶段)中产生的酸 D．Al2O3可用于制作耐火材料而Al(OH)3不能 C [治疗胃酸过多时要消耗胃中的酸，因此Al(OH)3表现出弱碱性，A项正确；Al(OH)3有强吸附性，能吸附水中悬浮的杂质并最终转化为沉淀而使水变澄清，B项正确；馒头制作过程中加小苏打是用于发泡和中和酸的，不用Al(OH)3，因其不能与弱酸反应，C项错误；耐火材料本身具有热稳定性且熔点很高，而