高三总复习必备专题铝镁及其化合物Word下载.docx
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2Mg+CO2
[特别提醒]：
“CO2不能助燃”的说法是不全面的，CO2对绝大多数可燃物是良好的灭火剂，而对K、Ca、Na、Mg等可燃物却是助燃剂。
（2）铝热反应：
2Al+Fe2O3
2Fe+Al2O3
铝热反应可用于焊接钢轨和冶炼某些难熔金属，如：
V、Cr、等。
①铝热剂是指铝粉和某些金属氧化物的混合物，金属氧化物可以是：
Fe2O3、FeO、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2等。
②铝热反应的特点是反应放出大量的热，使生成的金属呈液态。
③要使用没有氧化的铝粉，氧化铁粉末要烘干。
④KClO3作为引燃剂，也可以用Na2O2代替。
实验时可以不用镁条点燃，而用在氯酸钾和白糖的混合物上滴加浓硫酸的方法来点燃。
5．与碱反应
镁不与碱反应，铝与碱液反应：
2Al+2NaOH+6H2O
2NaAlO2+4H2O+3H2↑
二.氢氧化铝
1．物理性质：
Al（OH）3是几乎不溶于水的白色胶状固体，具有吸附性。
2．化学性质
①与酸反应：
Al（OH）3+3HCl＝AlCl3+3H2O
离子反应方程式：
Al（OH）3+3H+＝Al3+＋3H2O
②与碱反应：
Al（OH）3＋NaOH＝NaAlO2+2H2O
Al（OH）3＋OH＝NaAlO2+2H2O
3．Al（OH）3的制取
①铝盐与碱反应：
实验室制取氢氧化铝时采用过量的氨水，而不用强碱与可溶性铝盐溶液反应是因为氢氧化铝是两性氢氧化物，能溶于强碱溶液，不溶于弱碱溶液
②偏铝酸盐与酸反应：
一般用向偏铝酸盐溶液中通入CO2的方法制取Al（OH）3。
当CO2不足或适量时：
2AlO2＋CO2＋3H2O＝2Al（OH）3↓＋CO32
当CO2过量时：
AlO2＋CO2+2H2O＝Al（OH）3↓＋HCO3
4．Al（OH）3的用途：
由于Al（OH）3具有吸附性，既能凝聚水中悬浮物，又能吸附色素，因此Al（OH）3可作净水剂和色素吸附剂。
（1）制取Al（OH）3也可用铝盐与强碱作用，但应严格控制加入碱的量，因为强碱过量会使制得的Al（OH）3转化为偏铝酸盐。
（2）一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的Al（OH）3溶解。
三．镁铝及其化合物的转化关系图
1.镁的知识主线
上图的1～13中的有关化学方程式如下：
1
点燃
2Mg+O2=2MgO
23Mg+N2===Mg3N2
3
熔融
Mg+Cl2====MgCl2、Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
4
△
电解
MgCl2====Mg+Cl2↑
5
MgO+H2O===Mg（OH）2
6Mg（OH）2===MgO+H2O
7Mg（OH）2+2HCl=MgCl2+2H2O
8MgCl2+2NaOH=Mg（OH）2↓+2NaCl
9
MgCO3===MgO+CO2↑
10MgCO3+H2O===Mg（OH）2+CO2↑
11Mg3N2+6H2O=3Mg（OH）2+2NH3↑
12Mg（OH）2+H2SO4=MgSO4+2H2O
13MgSO4+2NaOH=Mg（OH）2↓+Na2SO4
2.铝的知识主线
上图1～12的有关化学方程式如下：
14Al+3O2=2Al2O3
2
2Al2O3====4Al+3O2↑
32Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
加热
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
52Al（OH）3====Al2O3+3H2O
6Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O
7AlCl3+3NH3·
H2O+Al（OH）3↓+3NH4Cl
8Al（OH）3+3HCl=AlCl3+3H2O
9NaAlO2+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+NaHCO3
10Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O
112KAl（SO4）2+6NH3·
H2O=2Al（OH）3↓+K2SO4+3（NH4）2SO4
二典型例题
[例1]用铝箔包装0.1mol金属钠，用针扎出一些小孔，放入水中，完全反应后，用排水集气法收集产生的气体，则收集到的气体为（标准状况）（ ）
A．O2和H2的混合气体 B．1.12LH2 C．大于1.12LH2 D．小于1.12LH2
[解析]Na与水反应放出H2，并且生成NaOH，铝能与NaOH溶液反应，也生成H2，故最后收集到的气体是这两部分H2总和，显然比Na单独反应产生的H2多。
2Na+2H2O
2NaOH+H2↑2A1+6H2O
0.1mol 0.1mol 0.05mol0.1mol 0.15mol
若铝箔足量，共生成H2：
0.05mol＋0.15mol＝0.2mol
V（H2）＝0.2mol×
22.4mol／L＝4.48L。
[答案]C
[规律总结]铝和强碱溶液反应，不是铝直接和碱反应，而是铝先和强碱溶液中的水反应生成Al（OH）3，然后Al（OH）3再和强碱反应生成偏铝酸盐。
[例2]使溶液中Ba2+、Mg2+、Al3+、Ag+、Cu2+分步逐一沉淀析出，加入下列试剂的顺序正确的是（）
A．NaCl→Na2S→Na2SO4→NaOH→HNO3B．H2SO4→HCl→H2S→NaOH→CO2
C．HCl→H2SO4→H2S→NaOH→CO2D．Na2S→Na2SO4→NaCl→NaOH→HCl
[解析]SO42能同时除去Ba2+和Ag+，S2能同时除去Ag+和Cu2+，所以不能放在第一位，排除BD；
AC相比，在加入前四种试剂后，Al3+以AlO2形式存在，加酸可使AlO2以Al（OH）3形式沉淀。
但HNO3量不好控制，所以最好的选项为C。
[规律总结]解除杂题应注意①除杂试剂的选择。
本题要求将离子分步逐一除去，所以试剂要一一对应：
Ba2+～SO42，Mg2+～OH，Ag+～Cl，Cu2+～S2，②除杂的顺序。
为了将杂质除干净，除杂试剂一般是过量的，这样势必引入新杂质。
所以后续的除杂试剂在去除对应杂质的同时，还要有将前一过量除杂试剂清除的作用。
[例3]用铝箔包装0.1mol金属钠，用针扎出一些小孔，放入水中，完全反应后，用排水集气法收集产生的气体，则收集到的气体为（标准状况）（ ）
［例4］用瓷质坩埚盛镁粉在空气中进行强烈燃烧，充分反应后生成固体产物最多可能有
A．3种B．4种C．5种D．6种
【解析】镁粉在空气中燃烧与在瓷坩埚中高温燃烧的情况不同。
在空气中燃烧时，镁除与氧气，氮气化合生成MgO和Mg3N2外，还能与空气中CO2发生置换而生成炭黑C。
但在瓷坩埚里高温煅烧时，镁除发生上述反应外，还会与坩埚中的SiO2发生置换反应而生成硅：
SiO2+2Mg
2MgO+Si，此外，在高温下MgO还可能与酸性氧化物SiO2发生化合反应生成少量的MgSiO3，这样生成的固体最多可能有5种。
答案为C。
[例5]
（2006年上海）已知Ba（AlO2）2可溶于水。
右图表示的是向A12（SO4）3溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液时，生成沉淀的物质的量y与加人Ba（OH）2的物质的量x的关系。
下列有关叙述正确的是（）
A．a—b时沉淀的物质的量：
A1（OH）3比BaSO4多
B．c—d时溶液中离子的物质的量：
AlO2–比Ba2+多
C．a—d时沉淀的物质的量：
BaSO4可能小于A1（OH）3
D．d—e时溶液中离子的物质的量：
Ba2+可能等于OH–
[解析]采用定量法分析。
假设有1molA12（SO4）3则溶液中含有2molA13+、3molSO42–。
向溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液时发生的反应为：
Al3++3OH-
Al（OH）3↓、SO42–+Ba2+
BaSO4↓。
则当2molA13+完全沉淀时，消耗Ba（OH）23mol，此时3molSO42–全部沉淀；
生成沉淀为2molAl（OH）3和3molBaSO4共5mol，因此，在整个反应过程中BaSO4的物质的量始终大于Al（OH）3的物质的量；
再加入Ba（OH）2溶液时发生Al（OH）3+OH-=[Al（OH）4]-，沉淀的量将逐渐减少，因此b点是沉淀的最大值，b～d中Al（OH）3沉淀逐渐溶解转化为Ba（AlO2）2，由于AlO2-微弱水解，因此再b～d中AlO2-的物质的量大于Ba2+；
d点时Al（OH）3沉淀恰好完全溶解，此时溶液中只存在Ba（AlO2）2，因此随Ba（OH）2的加入在某一点，当d～e中加入的Ba（OH）2的物质的量等于Ba（AlO2）2的物质的量时，溶液中Ba2+与OH-的量相等。
[答案]BD
[规律总结]析图或作图时不仅要注意加入酸或碱的强弱，而且要注意所加入的量或滴加顺序，正因滴加顺序不同可产生的现象不同。
若产生沉淀有多种，则应细细分析相关量间的关系。
要持别关注沉淀是否同步完全，沉淀物是否溶于所加入的过量试剂中，同时要注意纵生标的物理量意义。
对于一些复杂问题可先分解后组合，进行图像的叠加工作。
抓住一些关键点（如最高点，最低点，转折点）和变化趋势，才能较顺利地解决图像问题。
三、课时作业
1．长期食用铝含量过高的膨化食品，会干扰人的思维、意识与记忆功能，引起神经系统病变。
摄入过量的铝，还能引发软骨症等。
下列有关说法正确的是（ ）
A．因为铝对人体有害，故禁止使用铝锅等饮具
B．一种治疗胃酸过多的药物的主要成分是Al（OH）3，因此铝元素超标对人体无影响
C．膨化食品中的铝元素超标可能来自添加剂明矾
D．土壤的主要成分是Al2O3·
2SiO2·
2H2O，因此粮食中含有较多的铝元素，人过多食用含铝元素的食品显然也没有影响
解析：
人体通过铝制炊具、药物摄入的铝元素很少，而土壤中的Al2O3不溶于水。
答案：
C
2．（2007·
海南）由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤：
①在一定条件下脱水干燥；
②加熟石灰；
③加盐酸；
④过滤；
⑤浓缩结晶。
其先后顺序正确的是（ ）
A．②④⑤③① B．③②④①⑤
C．③④②⑤①D．②④③⑤①
由海水制备无水氯化镁的一条途径为：
在苦卤或海水中加入熟石灰，使Mg（OH）2析出：
MgCl2＋Ca（OH）2===CaCl2＋Mg（OH）2↓，
再用盐酸溶解Mg（OH）2，然后将溶液浓缩，得到MgCl2·
6H2O晶体，将MgCl2晶体在HCl中加热除去结晶水，即得无水氯化镁。
D
3．（2005·
北京理综）将足量稀盐酸加到下列固体混合物中，只能发生一种反应的是（ ）
A．Mg、AlCl3、NaAlO2
B．KNO3、NaCl、CH3COONa
C．NaClO、Na2SO3、BaCl2
D．Ba（NO3）2、FeSO4、NH4HCO3
B项中只发生反应CH3COO－＋H＋CH3COOH。
B
4．用下列装置不能达到有关实验目的的是（ ）
A．用甲图装置电解精炼铝
B．用乙图装置制备Fe（OH）2
C．用丙图装置可制得金属锰
D．用丁图装置验证NaHCO3和Na2CO3的热稳定性
甲中实际发生反应为：
阳极：
2Al－6e－===2Al3＋；
阴极：
6H＋＋6e－===3H2↑；
电池总反应为2Al＋6H2O
2Al（OH）3↓＋3H2↑。
A
5．用稀硫酸、NaOH溶液、Al为原料制取Al（OH）3，甲、乙、丙3个学生分别用3种不同途径：
甲：
Al
Al2（SO4）3
Al（OH）3
乙：
NaAlO2
制得等量Al（OH）3，下列结论正确的是（ ）
A．甲用原料最少B．乙用原料最少
C．丙用原料最少D．三人用原料的量相同
例如制取1mol的Al（OH）3，甲用
mol的H2SO4和3mol的NaOH；
乙用1mol的NaOH和
mol的H2SO4；
丙用
mol的H2SO4和
mol的NaOH。
6．（2009·
福建）某研究性小组借助A～D的仪器装置完成有关实验。
[实验一]收集NO气体
（1）用装置A收集NO气体，正确的操作是________（填序号）
a．从①口进气，用排水法集气
b．从①口进气，用排气法集气
c．从②口进气，用排水法集气
d．从②口进气，用排气法集气
[实验二]为了探究镀锌薄铁板上的锌的质量分数ω（Zn）和镀层厚度，查询得知锌易溶于强碱：
Zn＋2NaOH===Na2ZnO2＋H2↑，据此，截取面积为S的双面镀锌薄铁板试样，剪碎、称得质量为m1g。
用固体烧碱和水作试剂，拟出下列实验方案并进行相关实验。
方案甲：
通过测量试样与碱反应生成的氢气体积来实现探究目标。
（2）选用B和________（填仪器标号）两个装置进行实验。
（3）测得充分反应后生成氢气的体积为VL（标准状况），则ω（Zn）＝________。
（4）计算镀层厚度，还需要检索的一个物理量是________。
（5）若将装置B的恒压分液漏斗改为普通分泌漏斗，测量结果将________（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。
方案乙：
通过称量试样与碱反应前后的质量实现探究目标。
选用仪器C做实验，试样经充分反应，滤出不溶物、洗涤、烘干，称得其质量为m2g。
（6）ω（Zn）＝________。
方案丙：
通过称量试样与碱反应前后仪器、试样和试剂的总质量（其差值即为H2的质量）实现探究目标。
实验同样使用仪器C。
（7）从实验误差角度分析，方案丙________（填“优于”“劣于”或“等同于”）方案乙。
（1）NO的相对分子质量为28，和空气平均相对分子质量接近，故不能用排空气法收集，而NO不溶于水，可用排水法收集，则洗气瓶中气流方向为从导气管短的一端进入，所以选c。
（2）方案甲中要测定收集的H2的体积只能用D装置。
（3）由Zn ～ H2
11
mol
mol
得w（Zn）＝
＝
。
（4）由m（Zn）＝ρ（Zn）·
V＝ρ（Zn）·
S·
d厚度可知，m、S已知，要求d厚度，则必须知道ρ（Zn）。
（5）若为普通分液漏斗，随着H2的增多，漏斗内气体压强增大，使得液面上升的高度增大，从而使V（H2）偏大。
（6）方案乙中加试样和碱反应，由于试样中的铁不与NaOH反应，故剩余质量为铁的质量，则（m1－m2）为锌的质量，w（Zn）＝
（1）c
（2）D （3）
（或
等其他合理答案）
（4）金属锌的密度（或其他合理答案） （5）偏大
（6）
（若其他合理答案） （7）劣于
7．（探究创新题）某混合金属粉末，除Mg外还含有Al、Zn中的一种或两种，含量都在10%以上。
某研究小组设计实验探究该混合金属粉末中铝、锌元素的存在。
所用试剂：
样品、pH试纸、稀H2SO4、NaOH溶液、稀NH3·
H2O
该小组探究过程如下：
查阅资料：
提出假设：
（1）假设1：
该混合金属粉末中除镁外还含有________元素
（2）假设2：
（3）假设3：
该混合金属粉末中除镁外还含有铝、锌元素
实验探究：
基于假设3，甲同学设计了如图1所示的实验方案，乙同学设计了如图2所示的实验方案：
（1）试剂M是________。
（2）写出操作Ⅰ的过程________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）丙同学认为乙同学的方案比甲同学的好，理由是_________________________
（4）丁同学研究了甲、乙两同学的方案后，用最简便的方法测定了Wg样品中金属镁（Mg）的质量分数，他的方法是_______________________________________________
（1）铝（或Al）
（2）锌（或Zn）（以上两空可颠倒）
（1）NaOH溶液（或氢氧化钠溶液）
（2）在滤液中加入稀硫酸，直至生成的沉淀刚好溶解，再加入足量的稀氨水
（3）步骤简单，节约试剂
（4）将沉淀C小心洗涤、干燥后称量、计算即可
四、课后作业
1．下列有关叙述正确的是（ ）
A．铝和铁在常温下遇硫酸或硝酸发生钝化现象
B．金属钠除保存在煤油中，也可以保存在汽油中
C．湿法冶炼就是指金属在溶液中的置换反应，如金属钠置换硫酸铜溶液中的铜
D．涂油层、电镀金属层、制合金等都是保护金属的措施
2．（2009·
潍坊模拟）元素的性质包含金属性和非金属性，其强弱可以通过该元素对应的某些化学性质体现出来。
某同学认为铝元素是金属元素，但是有一定的非金属性。
下列化学反应中，你认为能支持该同学观点的是（ ）
A．铝片与盐酸反应生成氢气
B．氢氧化铝溶于强碱溶液
C．氢氧化铝溶于强酸溶液
D．铝热反应
3．（2009·
平顶山模拟）下列操作所得物质为纯净物的是（ ）
A．将一块带有氧化膜的铝片与过量的浓NaOH溶液完全反应后，取澄清溶液将其蒸干，得纯净的NaAlO2固体
B．向NaAlO2溶液中加入过量的AlCl3溶液，将所得沉淀过滤洗涤，加热灼烧去掉水分，可得纯净的Al（OH）3固体
C．把铝块与适量的稀盐酸完全反应，将所得溶液蒸干，可得AlCl3固体
D．把AlCl3溶液与足量氨水反应，将沉淀过滤、洗涤、灼烧去掉水分可得Al2O3固体
4．将物质X逐渐加入（或通入）Y溶液中，生成沉淀的量与加入X的物质的量关系如图所示，符合图示情况的是（ ）
X
CO2
HCl
NaOH
AlCl3
Y
Ca（OH）2
5．双羟基铝碳酸钠是医疗上常用的一种抑酸剂，其化学式是NaAl（OH）2CO3。
关于该物质的说法正确的是（ ）
A．该物质属于两性氢氧化物
B．该物质是Al（OH）3和Na2CO3的混合物
C．1molNaAl（OH）2CO3最多可消耗3molH＋
D．该药剂不适合于胃溃疡患者服用
双羟基铝碳酸钠属于盐类，A错误；
它是一种化合物，属于纯净物，不是混合物，B错误；
1molNaAl（OH）2CO3最多可消耗4molH＋，C错误；
由于能与胃酸反应放出CO2气体，故不适合于胃溃疡患者服用。
6．A、B、C、D、E五种化合物均含有某种短周期常见元素，它们的转化关系如图所示，其中A为澄清溶液，C为难溶的白色固体，E则易溶于水，若取A溶液灼烧，焰色反应为浅紫色（透过蓝色钴玻璃）。
（1）写出化学式：
A________，B________，C________，D________，E________。
（2）写出下列反应的离子方程式：
A→B：
________________________________________________________________________；
A→D：
本题的突破口应在B、C两物质上，只要推断出B、C，其他物质的推断就很容易了。
在短周期元素的化合物中，既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的，必为两性物质，又因为B
C，故可知C为Al2O3，B为Al（OH）3，依次推出D是AlCl3，A与过量CO2反应生成Al（OH）3，且A溶液的焰色反应为浅紫色，则A为KAlO2，E为NaAlO2。
相应的化学反应方程式也不难写出。
（1）KAlO2 Al（OH）3 Al2O3 AlCl3 NaAlO2
（2）AlO
＋CO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO
AlO
＋4H＋===Al3＋＋2H2O
7．（2009·
六安模拟）某学校研究性学习小组设计实验探究铝等金属的性质：
将一置于空气中的铝片投入浓氯化铜溶液中，铝片表面出现一层海绵状暗红色物质，接下来铝片上产生大量气泡，产生的气体，具有可燃性，溶液温度迅速上升。
若用同样的铝片投入同浓度的硫酸铜溶液中，在短时间内铝片无明显变化。
（1）铝与氯化铜溶液能迅速反应，而与同浓度的硫酸铜溶液
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