高考化学一轮复习-第3章 金属及其化合物 第2讲 镁、铝及其化合物课件

考点二 铝的性质
1．铝的结构和存在 铝位于元素周期表第三周期ⅢA 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
电性和导热性等，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：
答案：B
2．镁、铝单质的化学性质以相似性为主，但也存 在某些重大差异性，下列物质能用于证明二者存在 较大差异性的是( )
①CO2 ②盐酸 ③NaOH溶液 ④CuSO4溶液
A．①④
B．②③
C．①③
D．②③④
解析：镁能与CO2反应而铝不能，铝能与NaOH 溶液反应而镁不能。
答案：C
题组二 镁的提取工艺及其原理
Ca2＋＋SO24－===CaSO4↓，即产品 1 为 CaSO4。由表中数据，可
知 1 L 浓海水中含有 28.8 g Mg2＋，则最多可得到产品 2 的
质
量
为
：
m[Mg(OH)2]
＝
28.8 24
g·L－1×1 g·mol－1
L ×58
g · mol － 1 ＝
69.6 g。
(3)采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁，发生反 应的化学方程式为：MgCl2(熔融)=电==解==Mg＋Cl2↑，熔融 MgCl2 中若有少量的水存在，则会发生 Mg＋2H2O=高==温==
浓度/(g·L－1) 63.7 28.8 144.6 46.4
该工艺过程中，脱硫阶段主要反应的离子方程式为 __________，产品2的化学式为________，1 L浓海水 最多可得到产品2的质量为________g。
(3)采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁， 发生反应的化学方程式为__________________；电解 时，若有少量水存在会造成产品镁的消耗，写出有关 反应的化学方程式_________________。
答案：B
2．(高考选项组合题)下列说法错误的是( ) A．铝与 Fe2O3 发生铝热反应后固体物质增重 B ． Al 片 溶 于 NaOH 溶 液 ， 产 生 气 体 ： 2Al ＋ 2OH － ＋ 2H2O===2AlO－ 2 ＋3H2↑ C．工业上电解熔融状态的 Al2O3 制备 Al D．铝制容器可盛装浓 H2SO4 解析：铝与 Fe2O3 发生铝热反应：2Al＋Fe2O3=高==温==Al2O3＋2Fe， 反应前后固体物质的质量不变。 答案：A
回答下列问题：
(1)下列改进和优化海水综合利用工艺的设想和做法可 行的是________(填序号)。
①用混凝法获取淡水 ②提高部分产品的质量 ③ 优化提取产品的品种 ④改进钾、溴、镁等的提取 工艺 (2)海水提镁的一段工艺流程如下图：
浓海水的主要成分如下：
离子
Na＋ Mg2＋ Cl－ SO24－
(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VVNHaOClH（（HH2）2）＝1∶3。 (3)一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生 氢气的体积比13＜VVNHaOClH（（HH2）2）＜11，则必定是①铝与盐酸反应 时，铝过量而盐酸不足；②铝与氢氧化钠反应时，铝不足而氢 氧化钠过量。解题时应充分利用上述过量关系。 铝的这种既能与酸(非氧化性酸)又能与强碱反应产生 H2 的性 质常作为推断题的“题眼”。
答案：A
4．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( ) A．3 mol·L－1 HCl B．4 mol·L－1 HNO3 C．8 mol·L－1 NaOH D．18 mol·L－1 H2SO4
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。
解析：本题考查镁及其化合物的性质、常见的基本 实验操作。稀释浓硫酸时，应将浓硫酸沿着器壁或 玻璃棒慢慢加入水中，并及时搅拌，A是错误的； 过滤时需要用玻璃棒引流，因此C不正确；蒸发溶 液时应该用蒸发皿而不是表面皿，由于MgCl2会发 生水解，所以加热时必需在HCl的气氛中加热才能 得到MgCl2固体，所以D不正确。
3．海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如图 所示：
(1) 若 在 空 气 中 加 热 MgCl2·6H2O ， 生 成 的 是 Mg(OH)Cl或MgO，写出相应反应的化学方程式： ___________________。
用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在干燥 的 HCl 气 流 中 加 热 MgCl2·6H2O 时 ， 能 得 到 无 水 MgCl2，其原因是_____________。
A．将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁片于其中探 讨Mg的活泼性
B ． 将 NaOH 溶 液 缓 慢 滴 入 MgSO4 溶 液 中 ， 观 察 Mg(OH)2沉淀的生成
C．将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗 中过滤，洗涤并收集沉淀
D．将Mg(OH)2沉淀转入表面皿中，加足量稀盐 酸，加热蒸干得无水MgCl2固体
题组一 铝的性质及用途
1．下列关于铝的叙述中正确的是( ) A．由于铝在空气中不会锈蚀，所以铝制品的使用 寿命都很长
B．由于铝具有强还原性，所以常用铝来冶炼某些 高熔点金属
C．常温下，铝被浓硫酸钝化，所以可用浓硫酸除 去铝表面的铜镀层
D．由于铝的导电性能比铜强，所以常用铝制造电 线、电缆
解析：铝在空气中与O2反应，生成致密的氧化物薄 膜，本身就易于锈蚀，A错误；铜与浓硫酸常温下不 反应，C错误；铝的导电性能虽然比铜差但价格相对 低廉且密度较小，故常用铝制造电线、电缆，D错误； 由于铝具有强还原性，可利用铝热反应来冶炼难熔 金属，B正确。
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，铝片表面发生钝化
解析：镁比铝活泼，不能用铝粉制取镁，A错误； 根据关系式2Al～6HCl～3H2，2Al～2NaOH～3H2， 当铝足量时，等量的HCl和NaOH产生H2的体积比 为1∶3，B错误；浓H2SO4可吸收浓HNO3中的水分， 并放出大量热，促进HNO3挥发，使两种酸的浓度 减小，铝片不再钝化，D错误。
④与 H＋反应：Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑。
2．海水提镁
3．用途 生产合金，冶金工业上用作还原剂和脱氧剂。
4．镁的重要化合物
【典例1】 (2014·新课标Ⅱ卷)将海水淡化与浓海水资 源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一。一般 是先将海水淡化获得淡水，再从剩余的浓海水中通过 一系列工艺流程提取其他产品。
Mg(OH)2＋H2↑，从而造成产品镁的消耗。
答案：(1)②③④
(2)Ca2＋＋SO24－===CaSO4↓ Mg(OH)2 69.6 (3)MgCl2=电==解==Mg＋Cl2↑ Mg＋2H2O=高==温==Mg(OH)2＋H2↑
镁及其化合物的转化关系图
题组一 镁及其化合物的转化关系
1．(高考经典题)某同学通过系列实验探讨Mg及其化 合物的性质，操作正确且能达到目的的是( )
解析：(1)利用混凝法只能除去海水中的悬浮物不能获 取淡水，故设想和做法可行的是②③④。 (2)根据浓海水的成分及工艺流程可知，脱硫后的澄清 液中主要含有 Na＋、Mg2＋、Cl－，则加入石灰乳发生 反应，Ca(OH)2＋Mg2＋===Ca2＋＋Mg(OH)2，经过沉 降过滤，滤渣干燥得到产品 2，即 Mg(OH)2，滤液主 要含有 Na＋、Cl－和大量的 Ca2＋，用于浓海水脱硫， 则脱硫阶段的主要离子反应为
题组二 铝与酸或碱反应的定量分析
3．足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气 且消耗溶质物质的量最少的是( )
A．氢氧化钠溶液
B．稀硫酸
C．盐酸
D．稀硝酸
解析：A 项 ， 2Al ＋ 2NaOH ＋ 2H2O===2NaAlO2 ＋ 3H2↑，1 mol Al消耗1 mol NaOH；B项，2Al＋ 3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑，1 mol Al消耗1.5 mol H2SO4；C项，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，1 mol Al消耗3 mol HCl；D项，Al和稀硝酸反应不产生H2。 综上所述，符合题意的是A项。
(2)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？写 出实验步骤：________________________。
(3)实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过 滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别 说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的。
溶解时：_____________； 过滤时：_____________； 蒸发时：_____________。
答案：A
考点三 铝的化合物的性质与应用
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。
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的电盐 中 加 入 氨 水 ， 离 子 方 程 式 为 Al3 ＋ ＋
解析：(1)根据Cl、H、O三种元素守恒可知，在空气 中加热MgCl2·6H2O，除生成Mg(OH)Cl或MgO外， 还有HCl和H2O生成。
(2)为防止引入新杂质，可用MgCl2溶液或Mg(NO3)2 溶液将Ca(OH)2转化为Mg(OH)2，然后过滤、洗涤。
(3)溶解固体时使用玻璃棒是为了加速溶质的扩散， 提高溶解速率；在过滤时使用玻璃棒是为了引流液体， 防止外洒；蒸发结晶过程中使用玻璃棒是为了防止因 局部过热而使液滴或晶体飞溅。
答案：C
铝与酸、碱反应生成 H2 的量的关系 铝与盐酸、氢氧化钠反应的化学方程式分别为 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 的实质都是 Al―失―3e→－ Al3＋，所以无论与酸还是与碱反应，Al 与 H2 的关系都是 2Al～3H2。 (1)等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气体 积比VVNHaOClH（（HH2） 2）＝1∶1。
答 案 ： (1)MgCl2 · 6H2O ==△=== Mg(OH)Cl ＋ HCl↑ ＋ 5H2O ↑ ， MgCl2·6H2O==△===MgO＋2HCl↑＋5H2O↑或 Mg(OH)Cl==△=== MgO＋HCl↑ 在干燥的 HCl 气流中，抑制了 MgCl2 水解，且 带走 MgCl2·6H2O 受热产生的水汽，能得到无水 MgCl2 (2)加入 MgCl2 溶液或 Mg(NO3)2 溶液，充分搅拌、过滤，沉淀用 蒸馏水洗涤 (3)搅拌，加速溶解 使浊液沿玻璃棒注入漏斗，防止外洒 搅 拌，防止因局部过热造成液滴或晶体飞溅
第2讲 镁、铝及其化合物
【最新考纲】 1.了解镁、铝的主要性质及其应用。 2.了解镁、铝的重要化合物的主要性质及其应用。
考点一 镁及其重要化合物的主要性质及应用
1．镁的性质 (1)物理性质。 具有银白色金属光泽的固体，密度、硬度均较小， 熔点较低，有良好的导电、传热和延展性。 (2)化学性质。
①与非金属反应：
与O2反应：2Mg＋O2=点==燃==2MgO（产生强烈白光） 与Cl2反应：Mg＋Cl2=点==燃==MgCl2 与N2反应：3Mg＋N2=点==燃==Mg3N2
②与 CO2 反应：2Mg＋CO2=点==燃==2MgO＋C。 ③与 H2O 反应：Mg＋2H2O==△===Mg(OH)2＋H2↑。
4．制备
2Al2O3(熔融) 5．铝的用途
4Al＋3O2↑
纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活 用品等。
【典例2】 (2015·哈尔滨高三模拟)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．足量铝分别与含1 mol HCl、1 mol NaOH的溶液 反应，产生相同量的氢气