镁、铝及其化合物1镁与铝原子结构及物理性质镁铝在周期表中位置第 3 周期第 A 族第 3 周期第 A 族原子结构示意图色态较低较低但大于镁熔点较小较小但大于镁密度较小较小但大于镁硬度较小较小但大于镁镁铝的化学性质项目Mg Al 与非金属反应O2方程式2Mg+O22MgO 4Al+3O22Al2O3现象剧烈反应、耀眼白光、放出大量热S Mg+SMgS 2Al+3SAl2S3N23Mg+N2Mg3N2与 H2O 方程式Mg+2H2OMg(OH)2+H22Al+6H2O2Al(OH)3+3H2现象冷水慢，沸水快一般不反应，只有氧化膜被破坏后反应与酸反应Mg+2H+=Mg2+H22Al+6H+2Al3+3H2(常温下，在浓H2SO4、浓 HNO3中钝化 ) 与 NaOH 溶液2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2与某些氧化物2Mg+CO22MgO+C 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3主要用途镁合金汽车、飞机制造、照明弹等铝合金汽车、船舶、飞机制造、防锈油漆、导线、电缆等工业制备MgCl2Mg+Cl22Al2O34Al+3O2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 8 页2镁和铝氧化物的对比氧化物MgO Al2O3属类碱性氧化物两性氧化物色态白色粉末、熔点高白色粉末、熔点高化学性质H2O MgO+H2OMg(OH)2 (反应缓慢进行) 不溶解也不反应酸液MgO+2H+Mg2+H2O Al2O3+6H+2Al3+3H2O NaOH 溶液不溶解也不反应Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2O 重要用途制造耐火、耐高温材料制造耐火、耐高温器材，冶炼铝3镁和铝的氢氧化物氢氧化物Mg(OH)2Al(OH)3属类碱两性氢氧化物色态白色固体白色固体溶解性难溶难溶电离方程式Mg(OH)2Mg2+2OHH2O+AlO2+H+Al(OH)3Al3+3OH与 HCl 等酸溶液Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O (可溶于 NH4Cl 等强酸弱碱盐 ) Al(OH)3+3HCl = AlCl3+3H2O 与 NaOH 溶液不反应Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O 热不稳定性Mg(OH)2 MgO+H2O 2Al(OH)3Al2O3+3H2O 实验室制法可溶性镁盐加NaOH 溶液Mg2+2OH- Mg(OH)2可溶性铝盐加氨水Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3NH+44铝及其化合物间相互转化、铝三角及相关图象精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 8 页实验操作实验现象图象离子方程式向可溶性铝盐溶液中滴加NaOH 溶液至过量先生成沉淀又溶解Al3+3OH-Al(OH)3；Al(OH)3OH-AlO2-2H2O 向可溶性铝盐溶液中滴加稀氨水至过量出现白色沉淀Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3NH4向 NaOH 溶液中滴加可溶性铝盐溶液至过量开始无明显变化，一段时间后出现沉淀Al3+4OH-=AlO2-+2H2O；3AlO2-+Al3+6H2O4Al(OH)3向可溶性偏铝酸盐溶液中滴加盐酸至过量先沉淀又溶解H+AlO2-+H2O = Al(OH)3；Al(OH)3 +3H+=Al3+3H2O 向可溶性偏铝酸盐溶液中逐渐通入CO2气体至过量先无明显变化， 后出现沉淀AlO-2+2H2O+CO2(过量 ) =Al(OH)3+HCO-32AlO2-+3H2O+CO2(少量 ) =Al(OH)3+CO2-3向盐酸中滴加可溶性偏铝酸盐溶液至过量出现白色沉淀4 H+AlO2-=Al3+2H2O；3AlO2-+Al3+6H2O4Al(OH)3精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 8 页知识拓展：Al(OH3)的两性： H2O+AlO2+H+Al(OH)3Al3+3OH酸式电离碱式电离当向 Al(OH)3中加入酸溶液， 平衡向碱式电离方向移动，使 Al(OH)3溶解。当向 Al(OH)3中加入强碱溶液时，平衡向酸式电离方向移动，使Al(OH)3溶解。铝热反应及应用：2Al + Fe2O32Fe + Al2O3；4Al + 3MnO23Mn + 2Al2O3铝热剂铝粉和金属氧化物；助燃剂KClO3；引燃剂镁条。铝热反应应用：焊接钢轨，冶炼熔点较高的金属如：钒、铬、锰等。既能与强酸又能与强碱反应的物质：金属单质：Al；两性氧化物：Al2O3；两性氢氧化物Al(OH)3；弱酸的酸式盐：NaHCO3、NH4HCO3等；弱酸铵盐：(NH4)2CO3、(NH4)2S 等。知能训练一、选择题1氧化还原反应在生产、生活中具有广泛的用途。下列做法中涉及到铝元素的还原性的是 () A明矾净化水B用氢氧化铝治疗胃酸过多C用铝制容器存放浓硫酸D电解熔融氧化铝制单质铝2下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是() A铝在冷的浓H2SO4或浓 HNO3中不发生化学反应B铝既能与酸反应，又能与碱反应，因此铝是两性金属C工业上制取铝是通过H2还原 Al2O3得到D铝粉在氧气中剧烈燃烧并产生耀眼的白光3下列有关铝及其化合物的叙述正确的是() A铝粉与氧化镁共热可制取金属镁B足量的铝分别与含1 mol HCl 、1 mol NaOH 的溶液反应，产生等量的氢气C工业上用电解熔融Al2O3的方法冶炼铝D在浓硝酸中加入等体积的浓硫酸后，立即加入铝片，铝片表面放出氢气4下列各种物质既能与强酸溶液反应又能与强碱溶液反应的是() AlAlCl3NaAl(OH)4Al(OH)3Al2O3NaHCO3AB精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 8 页CD5下列离子方程式正确的是() A铝与 NaOH 溶液反应： Al6OH=Al(OH)4 H2B向 AlCl3溶液中滴入过量氨水：Al34NH3 H2O= Al(OH)44NH4CAl2O3与 NaOH 溶液反应： Al2O32OH3H2O=2Al(OH)4D Ba(OH)2溶液与明矾溶液反应至Al3完全沉淀：Ba2 3OH Al3 SO24=Al(OH)3 BaSO46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C1 mol NaAl(OH)2CO3最多可消耗3 mol HD该药剂不适合于胃溃疡患者服用7. 如图，在 Al2(SO4)3和 MgSO4的混合溶液中，滴加NaOH 溶液，当滴入50 mL NaOH 溶液时沉淀量达到最大值，当滴入60 mL 以后，沉淀量保持不变，则原混合液中Al3与 Mg2的物质的量之比为() A12 B11 C21 D31 8 甲、乙两烧杯中分别装有相同体积、相同 pH 的氨水和NaOH 溶液，各加入 10 mL 0.1 mol L1AlCl3溶液，两烧杯中都有沉淀生成。下列判断正确的是() A甲中沉淀一定比乙中的多B甲中沉淀可能比乙中的多C甲中沉淀一定比乙中的少D甲中和乙中的沉淀一定一样多9铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝：下列说法中错误的是() A中除加试剂外，还需要进行过滤操作Ba、b 中铝元素的化合价相同C中需要通入过量的氨气D进行的操作是加热，而且d 一定是氧化铝二、非选择题10某无色溶液X，由Na、Ag、Ba2、Al3、Al(OH)4、MnO4、CO23、SO24中的若干种离子组成，取溶液进行如下连续实验：(1)气体 A 的成分是 (填化学式，下同)_，气体 B 的成分是 _。(2)X 溶液中一定存在的离子是_。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 8 页(3)写出步骤发生所有反应的离子方程式_ 。(4)写出步骤形成白色沉淀甲的离子方程式_。(5)通过上述实验，溶液X 中还有未完全确定的离子是_；只要设计一个简单的后续实验就可以确定该离子是否存在，该方法是_ 。11短周期元素组成的单质A、 B、C 和甲、乙、丙、丁四种化合物，它们之间有图示的转化关系，已知C 为密度最小的气体，甲俗称刚玉，是红宝石的主要成分。(1)写出丙的名称：_ 。(2)组成单质A 的元素在周期表中的位置是_。(3)写出下列反应的方程式：A 与 NaOH 溶液反应的化学方程式_ 乙溶液与过量CO2反应的离子方程式_ (4)A 与 Fe2O3反应的反应类型为_ 。12铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，下图是从铝土矿中制备铝的工艺流程：已知： (1)铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、 Fe2O3等杂质；(2)溶液中的硅酸钠与四羟基合铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学反应方程式为：2Na2SiO32NaAl(OH)4=Na2Al2Si2O8 4NaOH 2H2O 回答下列问题：(1) 写 出 向 铝 土 矿 中 加 入 足 量 氢 氧 化 钠 溶 液 操 作 中 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 ：_ _ 。(2)滤渣 A 的主要成分为_；滤渣 A 的用途是 _(只写一种 )；实验室过滤时使用玻璃棒，其作用是_。(3)在工艺流程第三步中，选用二氧化碳作酸化剂的原因是_ _ 。(4) 若 将 铝 溶 解 ， 下 列 试 剂 中 最 好 选 用 _( 填 编 号 ) 。 理 由 是_ _ 。A浓硫酸B稀硫酸C稀硝酸13将一定质量的镁和铝的混合物投入500 mL 稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH 溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH 溶液的体积关系如图所示。则固体混合物中镁的质量为_；NaOH 溶液的物质的量浓度为_。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 8 页知能训练一、选择题1 【答案】C2 【答案】D 3【解析】铝不能还原MgO 中的镁， A 项错；2Al 6H3H2 ,2Al 2OH3H2 ， 故 1 mol HCl 溶液与铝反应产生0.5 mol H2，而 1 mol NaOH 溶液与铝反应产生1.5 mol H2，B 项错；Al 在浓硫酸或浓硝酸中钝化，D 项错。【答案】C 4 【解析】“”表示能反应，“”表示不反应Al AlCl3NaAl(OH)4 Al(OH)3Al2O3NaHCO3强酸强碱【答案】D 5 【解析】A 中铝与 NaOH 溶液反应的离子方程式为：2Al 2OH 6H2O=2Al(OH)43H2 ； B 中 AlCl3溶液与氨水反应后生成的Al(OH)3不溶于氨水；D 中当 Al3完全沉淀时， 离子方程式为： 2Al33SO246OH3Ba2=2Al(OH)33BaSO4 。 【答案】C 6 【解析】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； 1 mol NaAl(OH)2CO3最多可消耗4 mol H，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。【答案】D 7.【解析】由 50 mL 60 mL 时， NaOH 溶液将 Al(OH)3溶解，由关系式：Al33OHAl(OH)3OHAl(OH)4可知，生成这些Al(OH)3沉淀需 30 mL NaOH 溶液，故 50 mL NaOH溶液中有20 mL 与 Mg2反应生成Mg(OH)2，所以 n(Al3)n(Mg2)11。 【答案】B 8 【解析】若 AlCl3过量，由于相同体积、相同pH 的氨水比NaOH 提供的 OH物质的量大， 所以甲比乙生成的Al(OH)3沉淀多；若AlCl3电离出的Al3与氨水或NaOH 溶液电离出的OH恰好完全反应， 生成沉淀相等； 若 AlCl3少量， 由于在 NaOH 溶液中生成的 Al(OH)3可继续与NaOH 反应而溶解，乙中的沉淀量小于甲。【答案】B 9 【解析】反应后的体系中含有固体二氧化硅，需要过滤除去，反应后的体系中有氢氧化铁沉淀，需要过滤除去，A 正确； a、b 中 Al 元素分别以AlCl3和 NaAl(OH)4形式存在，其中铝的化合价都是3 价， B 正确；由NaAl(OH)4制备氢氧化铝需要通入过量二氧化碳， C 错误；由氢氧化铝制备氧化铝，加热即可，D 正确。 【答案】C 二、非选择题10 【解析】该无色溶液中一定不含MnO4；加入过量盐酸生成气体，说明溶液中肯定有 CO23，则肯定无Ag、Ba2、Al3，气体 A 为 CO2；溶液中含有NaCl、HCl ，可能含有 AlCl3、 SO24，再加入过量碳酸氢铵溶液，产生白色沉淀应为Al(OH)3，说明 X 中含有Al(OH)4，溶液加过量氢氧化钡溶液，放出的气体为NH3，产生的白色沉淀应为BaCO3，可能含有 BaSO4。再加入足量盐酸，看沉淀是否完全溶解，便可确定X 中是否有SO24。【答案】(1)CO2NH3(2)CO23、Al(OH)4、Na(3)Al(OH)4 4H=Al3 4H2O 、 CO23 2H=H2O CO2 (4)Al3 3HCO3=Al(OH)3 3CO2(5)SO24在沉淀乙中加入稀盐酸，若白色沉淀完全溶解，则 X 中不存在SO24，若不能完全溶解，则存在SO2411 【解析】由“C为密度最小的气体” 知，C 为 H2；由“ 甲俗称刚玉，是红宝石的主要成分 ” 知， 甲为 Al2O3， 根据各物质之间的相互转化关系得，A 为 Al ， B为 O2， 乙为 NaAl(OH)4，丙 为 水 ， 丁 为Al(OH)3。 Al与NaOH溶 液 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ： 2Al 2NaOH 6H2O=2NaAl(OH)43H2 ；NaAl(OH)4与过量 CO2反应的离子方程式为：Al(OH)4精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 8 页CO2=Al(OH)3 HCO3；Al 与 Fe2O3反应的化学方程式为：2Al Fe2O3=高温2FeAl2O3。【答案】(1)水(2)第 3 周期第 A 族(3)2Al 2NaOH 6H2O=2NaAl(OH)43H2 Al(OH)4CO2=Al(OH)3 HCO3(4)置换反应 (或氧化还原反应) 12 【解析】(1)Al2O3属于两性氧化物，SiO2属于酸性氧化物，都能与强碱反应。(2)利用题目给出的信息“ 硅铝酸盐沉淀 ” ，可以知道滤渣A 的主要成分是Fe2O3、Na2Al2Si2O8。对于滤渣A 的用途一般很容易想到其可以作为炼铁的原料。(3)因为 Al(OH)3是两性氢氧化物， 若用强酸酸化滤液时，无法保证将全部铝元素转化为Al(OH)3过滤出来。(4)分析问题时，一般要同时考虑生产效益(原料利用率 )和环保问题。【答案】(1)Al2O3 2OH 3H2O=2Al(OH)4、SiO22OH=SiO23H2O (2)Fe2O3、Na2Al2Si2O8作炼铁的原料(或作生产硅酸盐产品的原料)引流(3)经过足量氢氧化钠溶液的溶解，大部分铝元素均以NaAl(OH)4的形式存在于滤液中，通入过量二氧化碳可以将NaAl(OH)4完全转化为Al(OH)3(4)B铝与浓硫酸在常温下发生钝化，加热溶解会产生有毒气体SO2，原料利用率低；稀硝酸能溶解铝但会产生NO 气体，污染空气， 硝酸利用率低； 而铝与稀硫酸反应速率较快，产生的 H2对空气无污染13 【解析】由图象知n(Mg) nMg(OH)20.15 mol，故 m(Mg) 0.15 mol 24 g mol13.6 g。溶解 0.20 mol Al(OH)3耗 NaOH 的物质的量可由以下化学方程式计算Al(OH)3NaOH=NaAl(OH)4 1 mol0.20 mol1 molc(NaOH) 5 mol L1。【答案】3.6 g5 mol L1精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 8 页