【2019最新】精选高考化学一轮复习 专题3-2 镁铝及其重要化合物教学案【考试说明】1掌握铝及其重要化合物的主要性质及其应用。2掌握镁及其重要化合物的主要性质及其应用。3了解铝、镁及其重要化合物的制备方法。【命题规律】有关Al及其化合物知识在高考中出现频率较高，“铝三角”是命题的出发点。高考中常以选择题型结合离子方程式的书写正误判断、离子共存问题考查Al及其化合物的转化；以化工流程图中铝土矿的开发为载体以填空题型考查镁、铝及其化合物的性质、制备等。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A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、导电性和传热性等，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：Al2Al3Cl22AlCl3Al2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H22AlFe2O3Al2O32Fe(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Cl2、O2氧化2MgO22MgO3MgN2Mg3N2与水反应反应很困难能与沸水反应Mg2H2OMg(OH)2H2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、M nO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应能在CO2中燃烧：2MgCO22MgOC5.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。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，有很高的熔点。(2)化学性质两性氧化物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的电离方程式为受热分解：2Al(OH)3Al2O33H2O。(3)制备向铝盐中加入氨水，离子方程式为Al33NH3H2O=Al(OH)33NH。NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为AlOCO22H2O=Al (OH)3HCO。NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：3AlOAl36H2O=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(SO4)212H2O，它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH7(填“”或“”)。明矾可以净水，其净水的原理是Al33H2OAl(OH)3(胶体)3H，Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。三、用数形结合思想理解Al3、Al(OH)3、AlO之间的转化关系1Al3、Al(OH)3、AlO之间的转化关系写出上述转化的离子方程式。【答案】(1)Al33NH3H2O=Al(OH)33NHAl33AlO6H2O=4Al(OH)3Al33OH=Al(OH)3(2)Al(OH)33H=Al33H2O(3)Al34OH=AlO2H2O(4)AlO4H=Al32H2O(5)AlOCO22H2O=Al(OH)3HCOAlOHH2O=Al(OH)3(6)Al(OH)3OH=AlO2H2O2与Al(OH)3沉淀生成有关的图像分析(1)把强碱溶液逐滴加入到铝盐(Al3)溶液中至过量现象：先有白色沉淀产生，然后沉淀逐渐溶解。图像有关反应：AB：Al33OH=Al(OH)3BD：Al(OH)3OH=AlO2H2O(2)把铝盐(Al3)溶液逐滴加入到强碱溶液中至过量现象：先无明显现象，反应一段时间后逐渐产生大量的白色沉淀。图像有关反应：AB：Al34OH=AlO2H2OBC：Al33AlO6H2O=4Al(OH)3(3)把强酸溶液逐滴加入到AlO溶液中至过量现象：先生成白色沉淀，然后沉淀逐渐溶解。图像有关反应：AB：AlOHH2O=Al(OH)3BD：Al(OH)33H=Al33H2O(4)向强酸溶液中逐滴加入AlO溶液至过量现象：先无明显现象，反应一段时间后逐渐产生白色沉淀。图像有关反应：AB：4HAlO=Al32H2OBC：Al33AlO6H2O=4Al(OH)3(5)往等物质的量的AlCl3、MgCl2混合溶液中加入NaOH溶液至过量现象：开始出现白色沉淀，后沉淀量增多，最后沉淀部分溶解。图像有关反应：OA：Al33OH=Al(OH)3，Mg22OH=Mg(OH)2AB：Al(OH)3OH=AlO2H2O四、化工生产中镁、铝及其化合物的转化关系1从海水中提取镁的流程(1)流程：(2)主要化学反应：制石灰乳：CaCO3CaOCO2、CaOH2O=Ca(OH)2；沉淀Mg2：Mg22Ca(OH)2=Mg(OH)2Ca2；制备MgCl2：Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O；电解MgCl2：MgCl2(熔融)MgCl2。2工业炼铝的流程铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界主要以化合态形式存在于氧化铝中。铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，冶炼金属铝很重要的一个过程是Al2O3的提纯。由于Al2O3是两性氧化物，而杂质SiO2是酸性氧化物，Fe2O3是碱性氧化物，因而可设计出两种提纯氧化铝的方案。高频考点一镁的性质及其应用例1镁粉在焰火、闪光粉、鞭炮中是不可缺少的原料，工业制造镁蒸气在某气体中冷却。下列可作为冷却气体的是()空气CO2ArH2N2A和 B和C和 D和答案C【变式探究】从海水中提取镁的工艺流程如图所示：下列说法错误的是()A用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富B步骤电解MgCl2时阴极产生氯气C步骤可将晶体置于HCl气体氛围中脱水D上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应答案B高频考点二 铝的性质及其应用例2、常温下可用铝质容器储运的试剂是()A浓硝酸 B食醋C石灰水 D稀盐酸答案A解析常温下，Al和浓硝酸反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步被氧化，可以用铝制容器储运浓硝酸，A正确；食醋显酸性能与铝质容器反应，B错误；石灰水呈碱性，Al能溶于强碱溶液，不能盛放石灰水，C错误；Al和稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，不能盛放稀盐酸，D错误。【变式探究】将等物质的量的镁和铝混合，取等质量该混合物四份，分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是()A3 molL1盐酸 B4 molL1 HNO3溶液C8 molL1 NaOH溶液 D18 molL1 H2SO4溶液答案A解析在镁、铝混合物中加入HNO3和浓H2SO4都不产生H2；加入NaOH溶液，只有Al与之反应生成H2，而镁不反应；加入盐酸，镁、铝都与盐酸反应生成H2，所以放出H2的量最多。高频考点三铝与酸或碱反应的特点例3. 相同质量的镁和铝分别与足量的盐酸反应，生成的氢气在相同条件下的体积比是()A11 B12 C23 D34答案D【变式探究】甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol/L盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得甲、乙两烧杯中产生的气体体积之比为12，则加入铝粉的质量为()A5.4 g B3.6 g C2.7 g D1.6 g答案A【变式探究】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 molL1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)12，则加入铝粉的质量为_。A.5.4 g B.3.6 g C.2.7 g D.1.8 g答案(1)11(2)13(3)31(4)A解析(1)根据化学方程式：2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，得Al与H2的关系式均为2Al3H2，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：6HCl3H2、2NaOH3H2，故当HCl、NaOH物质的量相等时，二者产生H2的体积比为13。(3)因为铝足量且产生H2相等，根据关系式n(HCl)n(NaOH)31，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)31。(4)其反应原理分别为2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。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13，而题设条件体积比为12，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。2Al6HCl=2AlCl33H2 6 mol 3 mol3 molL10.1 L 0.15 mol则Al与NaOH反应生成的H2为0.15 mol20.3 mol。2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2227 g 3 mol5.4 g 0.3 mol即投入的铝粉为5.4 g。【感悟提升】铝分别与盐酸、NaOH溶液反应的原理：2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。(1)等量的铝与足量盐酸和足量氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为。(2)足量铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为。(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸和NaOH溶液反应，若产生H2的体积比为，则必定是：铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；铝与NaOH溶液反应时，铝不足而NaOH溶液过量。高频考点四Al2O3和Al(OH)3的两性例4. 下列除去杂质的方法不正确的是()A镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥B用过量氨水除去Fe3溶液中的少量Al3CAl(OH