2021年高考化学一轮复习全程考点透析19镁铝及其化合物课件

（19）镁、铝及其化合物ꢀ
考纲要求:1.了解镁、铝及其重要化合物的制备方法。

(宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想)ꢀ
2.掌握镁、铝单质及其重要化合物的主要性质及其应用。

(科学探究与创新意识、科学态度与社会责任)
回归教材
一、镁
1.结构和存在
第3周期第ⅡA 族ꢀꢀ镁位于元素周期表ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ,原子结构示意图
化合ꢀꢀ,镁性质活泼,在自然界中的镁全部以ꢀꢀꢀ态
为ꢀ
存在。

ꢀ
2.物理性质:
银白色ꢀ
ꢀꢀꢀꢀ镁是具有ꢀꢀꢀꢀ金属光泽的固体,密度、硬度均较小,熔点较低,有良好的导电、导热性和延展性。

ꢀ
3.化学性质:
①与非金属反应,如与N、Cl、O的反应:
222
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ、
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ、
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ。

ꢀ
②与CO2反应:ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ。

ꢀ
③与H O反应:Mg+2H OꢀMg(OH)+H↑。

2222
Mg+2H+==Mg2++H↑ꢀ
④与强酸反应:ꢀ2。

ꢀ
4.镁的重要化合物：
MgO+2H+==Mg2++H2O
Mg(OH)+2H+==Mg2++2H O
22
5.镁及其化合物的用途：
ꢀꢀꢀ镁应用于生产合金,冶金工业上用作还原剂和脱氧剂。

耐火ꢀ
MgO熔点很高,可作ꢀꢀꢀꢀ材料。

ꢀ
二、铝
1.结构和存在
铝的原子结构示意图为ꢀꢀꢀꢀ。

铝位于元素周期第3周期第ⅢA族化合表ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ,自然界中的铝全部以ꢀꢀꢀ态
存在。

2.物理性质:
银白ꢀ较小ꢀꢀꢀꢀꢀ铝是ꢀꢀꢀꢀ色、具有金属光泽的固体,硬度ꢀꢀꢀ,具有
良好的ꢀꢀ导ꢀ电ꢀ性ꢀꢀ、导热性和延展性。

ꢀ
3.化学性质:
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
4Al＋3O2Al O
①_________2______________________________________。

23
2Al＋Fe O2Fe＋Al O
②_______________________________________________。

2323
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H↑
③_______________________________________________。

2
④______________。

4.制备和用途
(1)制备
(2)用途
纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。

5.铝热反应
(1)本质
利用铝的还原性,将难熔金属从其氧化物中置换出来
2mAl+3M O mAl2O3+3nM。

n m
(2)反应特点
在高温下进行,反应迅速,放出大量的热。

新生成的金属
O3分离。

单质呈液态且易与Al
2
(3)应用
a.在生产上可用于焊接钢轨等。

b.在冶金工业上可用于冶炼难熔金属。

(4)铝热剂
a.在铝热反应中,反应混合物(铝粉、金属氧化物)称为铝热剂。

b.能与Al组成铝热剂的常见金属氧化物有Fe O、Fe O、
2334
Cr O、MnO、V O等。

23225
[特别提醒](1)铝在常温下迅速被氧气氧化，形成一层致密的氧化膜，保护铝不被继续氧化，因而铝制品通常具有较强的抗腐蚀性能。

常温时，浓H SO和浓HNO能使铝钝化，因此
243
可用铝制槽车储运浓H SO或浓HNO。

243
(2)铝与NaOH 溶液的反应体现了铝的金属性而不是非金属性，其氧化剂是H
O，而不是NaOH。

2
(3)含铝元素的盐有两种：铝盐(即含铝离子的盐)和偏铝酸盐(即含偏铝酸根离子的盐)，铝元素的化合价均为＋3 价。

6.铝的重要化合物
（1）氧化铝和氢氧化铝(两性)
名称氧化铝(Al
2O3)氢氧化铝[Al(OH)
3
]
物理性质白色固体,熔点很高白色胶状物质,难溶于水
与酸化反应学与碱性反应
Al(OH)+3H+Al3++3H O
Al O+6H+2Al3++3H O__________________________
32 232
Al(OH)+OH-Al+2H O
Al O+2OH-2Al+H O
___________________________________3________________2___ 232
质
加热不分解2Al(OH)
3Al O+3H O 232
名称氧化铝(Al O )氢氧化铝[Al(OH)3]
23①Al 3+与氨水反应
②Al 溶液中通入CO 2
制备方法Al(OH)3加热分解③可溶性铝盐和偏铝酸盐混合
①作耐火材料
主要用途①制药ꢀ②净水作用
②冶炼铝的原料
氢氧化铝的电离:
Al3++3OH-
_____________ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀAl(OH)
3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ________________
[特别提醒]常见的既能与酸反应又能与碱反应的物质
①金属单质:Al;②两性氧化物:Al O;③两性氢氧化物:Al(OH);
233
④弱酸的铵盐:(NH)CO、CH COONH、(NH)S等;⑤弱酸的
4233442
酸式盐:NaHCO、KHS、NaHSO等;⑥氨基酸。

33
2.常见的铝盐——明矾
KAl(SO )·12H O (1)明矾的化学式为ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ4ꢀꢀꢀ2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2ꢀꢀꢀ,属于复盐。

ꢀ
(2)明矾净水的原理
明矾溶于水时发生电离,电离方程式为ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ,
Al(OH)(胶体)其中Al 3+发生水解反应,产生ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ,其吸附能力很强3
,可以吸附水中的杂质并形成沉淀,使水澄清。

ꢀ
[特别提醒](1)AlCl3是共价化合物，熔融时不导电，不能通过电解AlCl制Al。

AlCl溶液加热蒸干灼烧，最终得到Al O
3323固体。

(2)Al2O3、MgO 的熔点很高，可用作耐火材料，但氧化铝坩埚不能用于熔融NaOH 固体。

基础测评
1.判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。

(1) 中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈(√)。

×
√
×
(5) 氢氧化铝、NaHCO、Na CO均可作胃酸的中和剂
323
(×)。

(6)氧化铝是金属氧化物，也是碱性氧化物(×)。

(7)明矾水解时能生成具有吸附性的Al(OH)3胶粒，可用于净水和消毒(×)。

(8)工业上可用电解熔融AlCl3制备单质Al(×)。

2.下列关于镁的性质叙述正确的是(ꢀꢀ)
A.能在空气中燃烧,但不能在二氧化碳中燃烧
B.不能与氮气发生反应
C.不与冷水反应,但与热水反应
D.可用电解氯化镁溶液的方法来制取金属镁
解析：镁能在空气中燃烧生成氧化镁,能在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳,故A项错误;镁和氮气反应生成氮化镁,故B项错误;镁较活泼,不与冷水反应,但与热水反应生成氢氧化镁和氢气,故C项正确;镁是活泼金属,工业是采用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁,故D项错误。

答案：C
3.(2019四川成都调研)镁粉是焰火、闪光粉、信号弹中不可缺少的原料。

工业上制造镁粉是将镁蒸气在某种气体中冷却,有下列气体:
①空气、②CO、③Ar、④H、⑤N,
222
其中可作为冷却气体的是(ꢀꢀ)
A.①和②
B.②和③
C.③和④
D.④和⑤
解析：加热时O、N、CO等都能与镁发生反应,因此可
222
用还原性气体或稀有气体冷却镁的蒸气,C项正确。

答案：C
4. 常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是()。

5.下列反应中的离子方程式书写正确的是()。

6.在Al(SO)和MgSO的混合溶液中，滴加NaOH 溶液，
2434
生成沉淀的量与滴入NaOH 溶液的体积关系如图所示，则原混
合液中Al(SO)与MgSO的物质的量浓度之比为()。

2434
A.6∶1
B.3∶1
C.2∶1
D.1∶2
解析：由图可知，溶解Al(OH)
消耗碱10 mL，则生成
3
Al(OH)消耗碱30 mL，生成Mg(OH)消耗碱(50－30) mL＝32
20 mL，故Al3＋与Mg2＋的浓度之比为1∶1，则Al2(SO)
43与MgSO
的物质的量浓度之比为1∶2。

4
答案：D
高频考点
考点一镁
镁及其重要化合物的性质及应用
考向1
[典例1](2019安徽安庆月考)下列有关金属镁的说法不正确的是(ꢀꢀ)
A.Mg在CO2中燃烧生成MgO和C,是放热反应
B.工业上通过电解MgCl2溶液制取金属镁
C.Mg和稀硫酸反应时,滴加少量硫酸铜溶液,能加快反应速率
D.镁可以用来制造信号弹和焰火,MgO可用作耐高温材料
解析：金属Mg 可以在CO 2中燃烧生成MgO 和C,同时放出大量的热,A 正确;工业上通过电解熔融MgCl 2来制取金属镁,B 错误;Mg 和稀硫酸反应时,滴加少量硫酸铜溶液,Mg 能置换出Cu,Mg 和Cu 形成原电池,化学反应速率加快,C 正确;Mg 在空气中燃烧发出耀眼的白光,常用来制造信号弹和焰火,MgO 的熔点很高,常用作耐高温材料,D 正确。

答案：B
[方法技巧]镁及其化合物的转化关系
考向2ꢀ海水提镁
[典例2](2019广西桂林月考)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⑥电解MgCl2时阴极产生氯气
C.步骤⑤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
解析：海水中含有大量的镁元素,A项正确;电解熔融MgCl
2 ,B项错误;加热脱水过程中Mg2+水解生成
时,阳极产生Cl
2
Mg(OH)2,为防止Mg2+水解,应在HCl气体氛围中脱水,C项正确;①、③、⑥过程发生的反应分别为化合反应、复分解反应、分解反应,D项正确。

答案：B
[方法技巧]海水中提取镁1.工艺流程:
2.基本步骤及主要反应:
【拓展演练】
1.某同学通过系列实验探究Mg及其化合物的性质,下列操作正确且能达到目的的是()
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MgSO溶液中,观察Mg(OH)沉
42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沉淀转入蒸发皿中,加足量稀盐酸,加热蒸干得无水MgCl
固体
2
解析：A、浓硫酸溶于水放热，且密度大于水，因此稀释浓硫酸，应将浓硫酸加到水中，而不能将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，A错误；B、将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，镁离子与氢氧根离子反应生成氢氧化镁沉淀，B正确；C、过滤时应该用玻璃棒引流，C错误；D、应将Mg（OH）2沉淀转入蒸发皿中，加足量稀盐酸，生成氯化镁。

由于氯化镁水解生成氢氧化镁和氯化氢，水解吸热，且氯化氢易挥发，所以加热时促进镁离子水解，蒸干得不到无水MgCl2固体，为氢氧化镁固体，D错误，答案选B。

答案：B
2.某工厂用提取粗盐后的盐卤(主要成分为MgCl2)制备金属镁,其工艺流程如下。

下列说法错误的是()
A.在实验室实施操作①需要的玻璃仪器是漏斗、烧杯、玻璃棒
B.Mg(OH)→MgCl的离子方程式为Mg(OH)+2H+==Mg2++2H O
2222
C.操作②是将MgCl2溶液蒸干后冷却结晶
D.操作④阴极和阳极产物的质量比是24∶71
解析：操作①为过滤,A项正确;Mg(OH)→MgCl发生中和
22
溶液获得氯化镁晶体不能用加热蒸干的反应,B项正确;由MgCl
2
方法,因为加热促进Mg2+水解,生成的HCl易挥发,蒸干后不能得到氯化镁晶体,C项错误;操作④为电解熔融的氯化镁,阳极得到Cl2,阴极得到金属Mg,D项正确。

答案：C
考点二铝
考向1铝的性质与应用
)。

[典例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.足量铝分别与含1 mol HCl、1 mol NaOH 的溶液反应，产生氢气的量相同
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：Mg 比Al 活泼，不能用铝粉与MgO 共热制取Mg，A 错误；根据关系式2Al～6HCl～3H,2Al～2NaOH～3H，当
22
Al 足量时，等物质的量的HCl 和NaOH 产生H2的体积比为
1∶3，B 错误；浓H SO溶于浓HNO中，溶液体积增大，放
243
出大量热，促进HNO
挥发，使两种酸的浓度减小，铝片不会
3
钝化，D 错误。

答案：C
[方法技巧](1)铝热剂是铝与金属氧化物的混合物，其中金属氧化物中金属元素的还原性要比铝弱。

例如：CuO 与Al 能发生铝热反应，而Al 与MgO 不能发生铝热反应。

(2)镁、铝化学性质和制备上的差异
①铝在常温下遇浓H SO、浓HNO易钝化，因此能用铝
243
制容器盛放浓硫酸、浓硝酸，而镁不能。

②铝能与NaOH 等强碱反应而镁不能。

③工业上用电解熔融氧化铝制备铝，而不用氯化铝，因为氯化铝是共价化合物；工业上用电解熔融氯化镁制备镁，而不用氧化镁，因为氧化镁的熔点高。

考向2铝与酸、碱反应的定量分析
[典例4]两份铝屑，第一份与过量的盐酸反应，第二份与过量的NaOH 溶液反应，产生氢气的体积比为1∶3，则第一份铝屑与第二份铝屑的质量比为()。

A.1∶1
B.1∶3
C.1∶2
D.2∶1
解析：根据2Al＋6HCl===2AlCl＋3H↑，2Al＋2NaOH＋
32
2H O===2NaAlO＋3H↑可知，Al 无论是与盐酸反应还是与222
NaOH 溶液反应，相同质量的铝屑完全反应生成的氢气的量相同。

若产生氢气的体积比为1∶3，说明两份铝的质量比为1∶3，B 正确。

答案：B
[方法技巧]铝与酸或碱溶液反应生成H2 的量的关系有关离子方程式为
【拓展演练】
3.镁和铝分别与等浓度等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积(V)与时间(t)关系如图所示。

反应中镁和铝的()。

A.物质的量之比为3∶2 C.摩尔质量之比为2∶3
B.质量之比为3∶2 D.反应速率之比为2∶3
解析：由关系式Mg～H，2Al～3H，可知产生等量H时，
222
消耗Mg、Al 的物质的量之比为3∶2，故A 正确。

二者质量之
比为4∶3，摩尔质量之比为24∶27＝8∶9，反应速率之比为
3∶2。

答案：A
4.(2018 年浙江温州模拟) 等体积、等物质的量浓度的
H SO、NaOH 溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加入等质量的
24
的体积比为5∶6(相同条件下)，则甲、乙两烧杯中铝，生成H
2
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
解析：若酸、碱过量，生成H
的体积比为1∶1，若铝均
2
的体积比为2∶3，可知反应情况为甲中铝过量，过量，生成H
2
乙中碱过量。

答案：B
考向3Al(OH)
的制备
3
[典例5](2018 年山东潍坊检测)用稀H SO、NaOH 溶液和
24
金属铝为原料制取Al(OH)。

甲、乙、丙三位学生的制备途径
3
分别如下：
若要得到等量的Al(OH)
，则()。

3
A.三者消耗的原料相同
B.甲消耗的原料的总物质的量最多
C.乙消耗的原料的总物质的量最少
D.丙消耗的原料的总物质的量最多
解析：从量的关系看，假定有1 mol 铝，则甲消耗1.5 mol
H SO和3 mol NaOH，乙消耗1 mol NaOH 和0.5 mol H SO，
2424
丙拆成四份，一份与H SO反应，消耗H SO0.375 mol，三份
2424
与NaOH 反应，消耗NaOH 0.75 mol，故甲消耗原料的总物质的量最多，丙消耗原料的总物质的量最少。

答案：B
考向4铝三角的转化关系及应用
[典例6](2018 年天津检测)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 的溶液为澄清溶液，C 为难溶的白色固体，E 易溶于水，取A 的溶液灼烧，焰色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃)。