第7讲 镁、铝及其化合物

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第7讲 │ 要点探究
【要点深化】
1．“铝三角”的转化关系及应用 (1)“铝三角”的转化关系
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(2)“铝三角”的应用 ①鉴别(利用滴加顺序不同，现象不同) AlCl3溶液中滴入NaOH溶液现象为：先生成白色沉淀， 后沉淀又溶解。 NaOH溶液中滴入AlCl3溶液现象为：开始无明显现象， 后产生白色沉淀，不溶解。 ②分离提纯 利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的混合物。 利用Al2O3能与强碱反应，分离Al2O3与其他金属氧化物。 利用Al(OH)3的两性，分离Al3＋与其他金属离子。
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3．明矾净水原理 KAl(SO4)2 · 12H2O 明矾的化学式为__________________，其净水原理涉 及的离子方程式为 Al3＋＋3H2O Al(OH)(胶体)＋3H + _________________________________________________。 3
[Al(OH)4]－＋H＋＝Al(OH)3↓ ＋H2O Al(OH)3＋3H＋＝Al3＋＋3H2O
铝热反应（与Fe2O3）：
Mg＋2HCl=== MgCl2＋H2↑
2Al＋6HCl=== 2AlCl3＋3H2↑
不反应
2Al＋2NaOH＋6H2O=== 2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
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2.海水中提取镁 (1)流程：
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(2)上述流程图中①～⑥的化学方程式为： ①_________________________________________________， ②_________________________________________________， ③_________________________________________________， ④_________________________________________________， ⑤_________________________________________________， ⑥ __________________________________________________。
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例1 (1)铝 因为氧化物中必有一种既能溶于盐酸又 能溶于氢氧化钠溶液
(2)Mg(OH)2 ＋ 2－ (3)SiO3 ＋2H ＋H2O===H4SiO4↓或 2 SiO3－＋2H＋===H2SiO3↓
[解析] (1)根据信息①，氧化物中必有一种既能溶于 盐酸又能溶于氢氧化钠溶液，铝的氧化物为两性氧化物， 故必有铝元素。(2)单质能溶于盐酸，加入足量氢氧化钠 溶液生成的沉淀必为氢氧化镁。(3)单质能溶于氢氧化钠 溶液，加入足量盐酸生成的沉淀必为硅酸。
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(1)这三种元素中一定含有的元素为________；作出这种 判断的原因是 ___________________________________________________。 (2)②中白色沉淀物的化学式为_____________________。 (3)③中生成白色沉淀物的离子方程式为 ____________________________________________________ ____________________________________________________。
高温 3Mg＋N2=====Mg3N2 ______________________
Mg ＋ 2H2O( 热 水 )=== Mg(OH)2＋H2↑ ____________________(缓慢)
△ 2Al＋3Cl2=====2AlCl3 △ 2Al＋3S=====Al2S3 ______________________
B 由2Al＋3H2SO4===Al2 (SO4) 3＋3H2↑，2Al＋2NaOH ＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑可知，等物质的量的铝完 全反应生成等量的H2；等物质的量的H2SO4和NaOH与足 量铝反应放出H2的体积比为2∶3；因本题H2体积比为5∶6， 只能是一种溶液中Al不足，另一种溶液中Al过量，因一定 物质的量的NaOH比H2SO4消耗Al多，因此，只能是碱中 Al不足，酸中铝过量，答案为B。
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【典例精析】 例1 根据下面的信息，推断元素及有关物质，按要求 回答问题。 信息①：有X、Y、Z三种常见元素的单质，其中X、Y 为金属，Z为非金属单质；三种单质均能在足量的氧气中燃 烧，生成的三种氧化物中，有两种能溶于稀硫酸，两种能溶 于浓氢氧化钠溶液，氧化物的相对分子质量都大于26。 信息②：向上述三种元素单质组成的混合物中加入足量 盐酸，固体部分溶解，过滤，向滤液中加入过量的烧碱溶液， 最终溶液中析出白色沉淀。 信息③：向上述三种元素单质组成的混合物中加入足量 烧碱溶液，固体部分溶解，过滤，向滤液中加入过量的盐酸 溶液，最终溶液中析出白色沉淀。
与O2反应
与其他非 金属反应 与H2O反 应
与Cl2、S反应：
不反应
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镁的化学性质 与氧化物 反应 与非氧化性 酸反应（以 盐酸为例） 与强碱溶液 反应（以 NaOH为例） 在CO2中燃烧： 铝的化学性质
高温 点燃 2Al＋Fe2O3===== 2Mg＋CO2=====2MgO+C _______________________ ______________________ Al2O3＋2Fe
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等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分 别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积 比为5∶6，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能是( ) A．甲、乙中都是铝过量 B．甲中铝过量，乙中碱过量 C．甲中酸过量，乙中铝过量 D．甲中酸过量，乙中碱过量
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2．氢氧化铝 (1)化学性质 ①两性氢氧化物 与HCl反应： Al(OH) 3＋3HCl===AlCl3＋3H2O ______________________________________________。 与NaOH反应： Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4] ______________________________________________。 ②受热分解： △ 2Al(OH)3=====Al2O3＋3H2O ______________________________________________。 (2)制备 ①向铝盐溶液中加入氨水，离子方程式为 ＋ ＋ Al3 ＋3NH3· 2O===Al(OH)3↓＋3NH4 H ______________________________________________。 ②向四羟基合铝酸盐溶液中通入过量的CO2，离子方程式为 [Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO－ 3 ______________________________________________。

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(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸和 NaOH 溶液反 1 VHClH2 1 应，若产生 H2 的体积比为 ＜ ＜ ，则必定是： 3 VNaOHH2 1 铝与 HCl 反应时，铝过量而 HCl 不足；铝与 NaOH 溶液 反应时，铝不足而 NaOH 溶液过量。 4．铝热剂为铝粉与 Fe2O3、Fe3O4 等活泼性弱于金属铝 的金属的氧化物组成。铝粉与氧化镁粉末不能组成铝热 剂。
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► 探究点二 铝的重要化合物
【知识梳理】 1．氧化铝 (1)两性氧化物 与HCl反应：(写出化学方程式，下同) 2Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O _________________________________________________。 与NaOH反应： Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4] _________________________________________________。 (2)用途 耐火材料 熔点很高，是一种比较好的____________；工业上利 电解熔融的氧化铝 用___________________的方法冶炼铝。
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► 探究点一 镁和铝的性质 【知识梳理】 1. 镁、铝的化学性质(写出有关的化学方程式)
镁的化学性质 铝的化学性质 常温下生成氧化膜，点燃： 常温下生成氧化膜点燃： 点燃 点燃 2Mg＋O2=====2MgO 2Al＋3O2=====Al2O3 ________________________ ______________________ 与N2反应：
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3．Al(OH)3沉淀的图象的分析
操作 可溶性铝盐溶液中逐滴加入 NaOH溶液至过量 立即产生白色沉淀→渐多→ 最多→渐少→消失 四羟基合铝酸酸盐溶液中逐滴 加入稀盐酸至过量 立即产生白色沉淀→渐多→最 多→渐少→消失
现象
图象
离子 方 程式
Al3＋＋3OH－＝Al(OH)3↓ Al(OH)3＋OH－＝[Al(OH)4]－
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铝盐与强碱溶液作用生成Al(OH)3沉淀的量的关系 主要反应关系有： Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－
Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－
(1)定量分析 可溶性铝盐与强碱(如NaOH溶液)反应，Al元素的存在形式
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【要点深化】 1．Al是中学阶段学习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。该点常常作 为推断题的“题眼”。
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2．与Al反应的碱溶液必须是强碱溶液，如Al不能与氨 水反应放出氢气。Al与NaOH等强碱溶液的反应中，NaOH 既不做氧化剂，也不做还原剂。其反应的机理为：2Al＋ 6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2↑，Al(OH)3＋NaOH=== Na[Al(OH)4] ，将这两个方程式叠加消去Al(OH)3，可得总反 应方程式：2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑。 该反应的电子转移方向和数目可表示为：