通用版2020版高考化学一轮复习第三章第二节镁铝及其化合物学案含解析

1 镁、铝及其化合物 第二节 镁、铝及其化合物 1.了解铝、镁及其重要化合物的制备方法。

2.掌握铝、镁及其重要化合物的主要性质及其应用。

考点(一) 镁、铝 【点多面广精细研】

1．铝的性质和用途 (1)物理性质 色、态 密度 质地 导电、导热、延展性 存在 银白色，有金属 光泽的固体 较小 柔软 良好 自然界中以 化合态存在 [注意] 铝是地壳中含量最高的金属元素，仅次于硅元素。 (2)化学性质

写出图中标号反应的化学方程式或离子方程式：

④2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑。 ⑤2Al＋Fe2O3=====高温2Fe＋Al2O3(铝热反应)。 (3)制备及用途

制备 电解熔融Al2O3：2Al2O3=====电解Na3AlF64Al＋3O2↑

用途 ①纯铝用作导线 2

②铝合金制备汽车、飞机、生活用品等 2.镁的性质和用途 (1)物理性质 ①镁：镁是银白色有金属光泽的固体，密度较小，硬度较低。 ②镁合金：密度较小，硬度和强度都较大。 (2)对比记忆镁的化学性质 铝 镁

与非金属 反应 能被Cl2、O2氧化 2Mg＋O2=====点燃2MgO 3Mg＋N2=====点燃Mg3N2

与水反应 反应很困难 能与沸水反应：

Mg＋2H2O=====△Mg(OH)2＋H2↑ 与碱反应 能溶于强碱溶液 不反应 与某些 氧化物反应 能与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应 能在CO2中燃烧：

2Mg＋CO2=====点燃2MgO＋C (3)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。 [小题练微点] 判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)(2017·全国卷Ⅱ)2.4 g Mg与H2SO4完全反应，转移的电子数为0.1NA( ) (2)(2016·天津高考)用NaOH溶液除去镁粉中的杂质铝：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑( ) (3)(2015·全国卷Ⅰ)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，熔化后的液态铝滴落下来，说明铝的熔点较低( ) (4)(2015·全国卷Ⅱ)浓硝酸滴入用砂纸打磨过的铝条中，产生红棕色气体( ) (5)(2014·全国卷Ⅱ)铝与Fe2O3发生铝热反应，反应后固体物质增重( ) (6)Mg粉与浓NH4Cl溶液反应放出H2和NH3( ) (7)冶炼铝时常用焦炭作还原剂( ) (8)1 mol Al与足量的硫酸或足量的氢氧化钠溶液反应转移电子数相同( ) (9)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( ) (10)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( ) (11)工业上制造镁粉时，可将镁蒸气在N2中冷却( ) 3

答案：(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)√ (9)× (10)× (11)×

镁、铝的性质 1.铝制品具有较强的抗腐蚀性，主要是因为( ) A．铝的化学性质稳定 B．铝在常温时与氧气不反应 C．铝具有金属性，也具有非金属性 D．铝与氧气反应生成一层致密的氧化物薄膜 解析：选D 铝是活泼金属，化学性质活泼，故A错误；铝被氧气氧化生成氧化铝，而不是不反应，故B错误；铝具有金属性，不具有非金属性，故C错误；铝被氧气氧化生成氧化铝，氧化铝是致密的氧化物，能阻止铝进一步被氧化，故D正确。 2.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的单质，常温下难与水反应。Z为品红溶液，实验中观察到Z褪色。则Y为( ) A．Na B．Mg C．Al D．Mg或Al 解析：选B 实验中品红溶液褪色，说明反应中有SO2产生，因此该金属是Mg，因为Al在常温下遇浓硫酸钝化，而Na是活泼的金属，极易与水反应生成H2，B项正确。 铝与酸、碱反应的计算 3.(2019·石景山区模拟)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∶3 C．反应③和④消耗等量的Al时，生成的n(Cu)∶n(Fe)＝3∶2 D．反应⑤的离子方程式为Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ 解析：选C 根据得失电子守恒，生成氢气的物质的量相等则消耗铝的物质的量相等，根据铝原子守恒，设1 mol铝参加反应，则生成偏铝酸钠1 mol需氢氧化钠为1 mol，生成4

氯化铝1 mol需HCl为3 mol，所以①和②反应消耗n(HCl)＝3n(NaOH)，故A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，故B错误；反应③和④消耗等量的Al时，Al失电子的物质的量相等，设 2 mol 的铝参加反应，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，故C正确；一水合氨是弱电解质，书写离子方程式用化学式，氯化铝与氨水反应生成氢氧化铝沉淀和氯化铵，正确的离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4，故D错误。 4．新型镁铝合金(Mg17Al12)有储氢性能，它在一定条件下完全吸氢的反应为Mg17Al12＋17H2===17MgH2＋12Al，得到的混合物Y(17MgH2＋12Al)能与酸反应释放出大量氢气。下列说法正确的是( ) A．该合金应在氮气保护下，将一定比例的Mg、Al单质熔炼而成 B．该合金中含有离子键，铝元素呈正价 C．1 mol Mg17Al12 完全吸氢后得到的Y与盐酸完全反应放出的H2在标准状况下的体积为1 164.8 L D．合金的熔点高于金属镁、金属铝的熔点 解析：选C 镁和氮气反应，A错误；合金是金属的混合物，不存在离子键，B错误；1 mol Mg17Al12吸氢的反应为Mg17Al12＋17H2===17MgH2＋12Al，即吸收了17 mol的氢气，1 mol

Mg17Al12相当于17 mol镁和12 mol铝，和盐酸反应生成的氢气为12×32＋17mol＝35 mol，所以总共产生的氢气为(35＋17)mol＝52 mol，其标准状况下的体积为52 mol×22.4 L·mol－1＝1 164.8 L，C正确；合金的熔点低于各成分金属的熔点，D错误。

5．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，根据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________。 解析：(1)根据化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2

＋3H2↑，Al与H2的关系式均为2Al～3H2，故两份等质量的Al都完全反应时，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。 5

答案：(1)1∶1 (2)1∶3 (3)3∶1 [归纳拓展] 铝与酸、碱反应生成H2的量的关系 铝分别与盐酸、NaOH溶液反应的化学方程式为 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。

从化学方程式可以看出，Al与酸、碱反应时生成H2的实质是Al0 ――→失3e－Al＋3 ，所以不论是Al与酸还是与碱反应，Al与产生的H2的关系均是2Al～3H2。

(1)等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为VHCl2VNaOH2＝11。 (2)足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为VHCl2

VNaOH2

＝13。

(3)一定量的铝分别和一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，当产生氢气的体积比为13＜VHCl2

VNaOH2

＜11，则必定是①铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；②铝与氢氧化钠溶液反应

时，铝不足而氢氧化钠过量。 考点(二) 镁、铝的重要化合物 【点多面广精细研】

1．MgO和Al2O3 氧化物 MgO Al2O3

物理性质 白色固体，难溶，熔点高，密度小 白色固体，难溶，熔点高

化 学 性 质

类别 碱性氧化物 两性氧化物 与H2O 反应 MgO＋H2O=====△Mg(OH)2(反应缓

慢) 不反应

与H＋ 反应 MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O

与OH－ 反应 不反应 Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O

重要用途 制耐火、耐高温器材 制耐火、耐高温器材； 炼铝和人造宝石的原料 [注意] 不能用氧化铝坩埚熔融NaOH固体。