2022年高考总复习 化学 模块3 第七单元 第2节 镁、铝及其化合物课件PPT

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镁及其重要化合物的性质及海水提镁
1.镁及其化合物的性质
①镁：镁是________色有金属光泽的固体，密度较小，硬度较低，有延展性，是电和热的良导体。②镁合金：密度较小，硬度和强度都较大。
(3)镁的重要化合物的性质
2.镁及其化合物的用途
3.从海水中提取镁(1)工艺流程
(2)基本步骤及主要反应
[ 自主测评 ]1.易错易混辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)镁表面能形成氧化膜对内部金属起保护作用，因此实验
室对镁条不需要特殊保护(
(2)镁失火可用 CO2 灭火器灭火(
(3)2.4 g Mg 在足量 O2 中燃烧，转移的电子数为 0.1NA((4)工业上制造镁粉时，可将镁蒸气在 N2 中冷却(
(5)有下列物质间转化：MgCO3
(6)海水中提取镁所涉及的化学反应全都是氧化还原反应
)(7)将氯化镁晶体(MgCl2·6H2O)直接加热可制得无水氯化镁)
2.【深度思考】化合物 Mg5Al3(OH)19(H2O)4 可作环保型阻燃材料，受热时按如下化学方程式分解：
(1)写出该化合物作阻燃剂的两条依据：____________________________________________________________________。(2)已知 MgO 可溶于 NH4Cl 的水溶液，用化学方程式表示其原理：________________________________________。
答案：(1)反应吸热降低温度，固体氧化物隔绝空气，水蒸气稀释空气(任选两条，合理即可)(2)MgO＋2NH4Cl＋H2O===MgCl2＋2NH3·H2O(或 NH4Cl＋
NH3·H2O＋HCl、MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O)
(1)镁在空气中燃烧，可与空气中的O2、N2 及CO2 反应，
所得固体产物可能是MgO、Mg3N2、C 的混合物。(2)Na、Mg 等活泼金属着火，不能用CO2 灭火器灭火。(3)MgCl2·6H2O 加热脱水制取无水氯化镁时，要在HCl 的气流中进行 。 主要目的是防止MgCl2 水解生成Mg(OH)2 ，Mg(OH)2 加热分解得到 MgO。
(4)由于Mg(OH)2 的溶解度比MgCO3 的小，故水垢的主要
成分是Mg(OH)2，而非MgCO3。
(5)镁、铝在空气中易形成致密的氧化膜，不用密封保存。
镁及其化合物的性质与应用
1.(2020 年河北模拟)如图所示的装置中，把 X 溶液逐滴滴下与 Y 物质反应，若 X 为浓硫酸，Y 为第三周期金属元素中常温下与水难反应的单质，Z 为品红溶液，实验中观察到 Z 褪色。
解析：Na 常温下与 H2O 反应，A 错误；Al 遇浓硫酸钝化，故 C、D 错误。答案：B
A.碱式氯化镁受热分解可以产生氧化镁、氯化氢和水B.结束反应时，先停止加热，通一段时间 N2 后再关闭活塞 KC.①②中依次盛装氢氧化钠溶液、浓硫酸
D.只需称取原样品质量、反应结束后硬质玻璃管中剩余固
体质量以及装置①增重的质量即可推出其化学式
解析：碱式氯化镁在硬质玻璃管中分解成氧化镁、HCl 和水，氧化镁留在硬质玻璃管中，硬质玻璃管中剩余的质量即为分解得到的 MgO 的质量，水蒸气被①吸收，①增重的质量即为分解产生的水的质量，HCl 被②吸收，②中增加的质量即为分解产生的 HCl 的质量，干燥管中的碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置引起实验误差，据此分析回答。
加热蒸干氯化镁溶液时因水解不完全得到碱式氯化镁，碱式氯化镁的分解产物为 MgO、HCl、H2O，A 正确；反应后继续通入 N2，使产生的气体充分吸收，提高实验的准确性，B 正确；①中盛装浓硫酸先吸收水分，②中为氢氧化钠溶液，吸收 HCl，C 错误；通过称量反应结束后硬质玻璃管中剩余固体质量可知生成 MgO，称量装置①增重的质量可知 H2O 的质量，原样品总质量减去 MgO 和 H2O 的质量即为 HCl 质量，故可以求算碱式氯化镁的分子式，D 正确。
镁及其化合物的制备工艺
3.如图是工业“从海水中提取镁”的简易流程示意图。下
A.流程中试剂 a 为 NaOH 溶液，试剂 b 为盐酸B.操作 2 的具体方法是加热浓缩、冷却结晶C.操作 3 是将晶体置于 HCl 气体氛围中脱水D.电解 MgCl2 时，阳极生成 Cl2，阴极生成 Mg
结晶，B正确；为抑制Mg2+水解，在氯化氢气流中加热氯化镁
解析：试剂 a 为氢氧化钙，加入海水或苦卤中沉淀镁离子，通过过滤得到氢氧化镁沉淀，加入试剂 b 盐酸溶解，通过加热浓缩、冷却结晶得到氯化镁晶体，然后在氯化氢气流中脱水得到氯化镁固体，电解熔融氯化镁制备镁。试剂 a 应为氢氧化钙，氢氧化钠碱性强，价格高，A 错误；Mg(OH)2 沉淀与盐酸反应生成 MgCl2 溶液，要得到氯化镁晶体的方式是加热浓缩、冷却
晶体失去结晶水，C 正确；电解熔融氯化镁，阳极是氯离子失电子生成氯气，镁离子在阴极上得到电子生成镁，D 正确。
4.(2020 年葫芦岛模拟)制备氮化镁的装置如图所示。实验时在不锈钢舟内加入镁粉，通氮气 15 min，升温至 1073 K，加
热半小时，冷却至室温，停止通氮气。下列说法正确的是(
A.1 中的试剂是饱和食盐水，便于观察气泡，调节气流速
B.6 的作用是缓冲加热后未反应的氮气，7 的作用是防止空
C.氮化镁是共价化合物，露置于空气中有刺激性气味的气
D.实验中氮气是反应物，仅起到氧化镁粉的作用
解析：由图可知，反应在不锈钢舟中进行，为避免水和氧气的干扰，在发生装置两端都需要进行干燥，故 1、7 中盛放的试剂为浓硫酸，用于吸收水蒸气，氮气除了作为反应物之外还用于排尽装置中的空气，6 中未盛放任何试剂，通过观察 5 和 7可知，6 的作用为安全瓶，起缓冲作用。1 中试剂为浓硫酸，用于除去氮气中的水蒸气，并可以通过观察气泡，调节气流速度，A 错误；6 的作用是安全瓶，起缓冲作用，7 中盛放浓硫酸，防止外界空气中的水分进入装置，B 正确；氮化镁是离子化合物，露置于空气中与水反应生成有刺激性气味的氨气，C 错误；氮气除了作为反应物之外还用于排尽装置中的空气，D 错误。
1.铝的原子结构与铝的物理性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
①_______________________________________________。②_______________________________________________。③_______________________________________________。④_______________________________________________。
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
[ 自主测评 ]1.易错易混辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1)铝在自然界中有游离态和化合态两种形式((2)MgO 与 Al 粉的混合物也可称为铝热剂(
(3)将浓 HNO3 滴入用砂纸打磨过的铝条中，产生红棕色气
)(4)用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精
灯上加热，熔化后的液态铝滴落下来，说明 Al 的熔点较低(
(5)1 ml Al 与足量的稀硫酸或足量的氢氧化钠溶液反应转
2.【深度思考】Al 既能溶于强酸，又能溶于强碱，所以说“Al 既有金属性，又有非金属性”。你认为这种说法是否恰当？为什么？
答案：不恰当。金属性是指元素的原子失电子的能力，非金属性是指元素的原子得电子的能力。铝不论是与酸反应还是
与碱反应，都是失去 3e－，化合价升高为＋3 价，均是还原剂，
因而铝具有较强的金属性。
(1)铝在常温下迅速被氧气氧化，在表面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能力。常温时，浓H2SO4 和浓HNO3 能使铝钝化，因此可用铝制槽车储运浓 H2SO4 或浓 HNO3。
(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H2O，而不是NaOH。
(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。(4)工业上制备 Al 用电解熔融Al2O3 而不用AlCl3 的原因是AlCl3 是共价化合物，熔融状态不导电，电解Al2O3 时Na3AlF6的作用是作助熔剂。工业上制备镁用电解熔融MgCl2，而不用MgO 的原因是MgO 的熔点高。
1.(2020 年广州期末)对于 Al 与重氢氧化钠(NaOD)的水溶液
的反应，下列说法正确的是(
A.生成的氢气中只含有 D2B.生成的氢气中含有 H2、HD、D2C.生成的氢气中只含有 H2D.以上判断都不正确
解析：Al 与重氢氧化钠(NaOD)的水溶液反应的过程中，水是氧化剂，金属铝是还原剂，根据铝与氢氧化钠溶液反应生成溶于水的偏铝酸钠和氢气(2Al＋2H2O＋2NaOH===2NaAlO2 ＋3H2↑)，Al(OH)3 与 NaOD 反应，Al(OH)3 中的 H 与 NaOD 中的D 可结合，生成的氢气中含有 H2、HD、D2。
熔金属，其原因与下列无关的是(
2.(2020 年上海一模)工业上可用铝热反应冶炼锰、钒等难
A.铝还原性较强C.铝相对锰、钒较廉价
B.铝能形成多种合金D.反应放出大量的热
解析：铝是活泼金属，具有强的还原性，可以作还原剂，A 不符合题意；铝能形成多种合金，与铝热反应无关，B 符合题意；铝相对锰、钒较廉价，可以用铝来还原锰、钒等金属，C 不符合题意；铝热反应会放出大量的热，可以制取少量难熔金属，D 不符合题意。答案：B
注意：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。
400 mL，其结果错误的是(
从定性和定量的角度理解铝与酸、碱反应的实质
3.(2020 年唐山第一次联考)把 2.7 g 铝投入 100 mL 3 ml·L－1 的 NaOH 溶液中充分反应后，再滴入 1 ml·L－1 的盐酸溶液
A.溶液显酸性B.得到澄清透明溶液C.得到浑浊溶液D.溶液中铝元素有两种微粒存在形式
剩余 HCl 的物质的量为 0.2 ml，然后发生反应：
盐酸不足，完全反应，氢氧化铝还有剩余，根据上述分析，溶液中有 AlCl3，AlCl3 为强酸弱碱盐，溶液显酸性，故 A 说法正确；根据上述分析，氢氧化铝还有剩余，得到浑浊溶液，故 B 说法错误；根据 B 选项分析，故 C 说法正确；铝元素存在 Al(OH)3 和 Al3＋两种形式，故 D 说法正确。答案：B
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(
解析：根据 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2 ＋3H2↑可知，Al 无论是与盐酸反应还是与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
[归纳提升] 铝与酸、碱溶液反应生成 H2 的量的关系有关离子方程式为
Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
2.氢氧化铝(1)物理性质
白色胶状固体，有较强的________性。(2)化学性质
①_______________________________________________。②_______________________________________________。③_______________________________________________。
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
十二水合硫酸铝钾俗称明矾，化学式为________________，
其净水的原理涉及的离子方程式表示为 Al3＋＋3H2O
Al(OH)3(胶体)＋3H＋，因______________可吸附水中悬浮的杂
质形成沉淀，故明矾可用作净水剂。
KAl(SO4)2·12H2O
元素以 AlO2 形式存在(
(4) 中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈
)(5)强酸性溶液中铝元素以 Al3＋形式存在，强碱性溶液中铝
(6)氢氧化铝可用于中和过多胃酸(
(7)泡沫灭火器中所用试剂为 Al2(SO4)3 溶液和小苏打溶液
(5)√ (6)√
2.【深度思考】设计实验除去下列物质中的杂质(括号内为
(1)Mg(OH)2[Al(OH)3]_______________________________；(2)Al(OH)3[Mg(OH)2]_______________________________；(3)MgSO4溶液[Al2(SO4)3]___________________________；(4)Al2(SO4)3溶液(MgSO4)___________________________。
答案：(1)向混合物中加入过量 NaOH 溶液，过滤(其他答案
(2)向混合物中加入过量 NH4Cl 溶液，过滤(其他答案合理
(3)向溶液中加入过量 MgO，过滤(向溶液中加入过量 NaOH
溶液后过滤，向所得沉淀中加入稀硫酸溶解亦可)
(4)向溶液中加入过量 NaOH 溶液，过滤，向滤液中通入过量 CO2，过滤，再向所得沉淀中加入稀硫酸溶解即可
①Al(OH)3 具有两性，能溶于强酸(如盐酸)、强碱(如NaOH溶液)，但不溶于弱酸(如H2CO3)、弱碱溶液(如氨水)。
②从平衡角度认识Al(OH)3 的两性
(2)既能与盐酸反应又能与NaOH 溶液反应的物质有Al、Al2O3 、Al(OH)3 ，多元弱酸的酸式盐(如NaHCO3 、NaHSO3 、NaH2PO4 等)及弱碱弱酸盐(如CH3COONH4 等)。
(3)明矾净水是除去水中的悬浮杂质，而液氯对自来水的消
毒是杀菌消毒，不能沉淀悬浮的杂质。
　　解析：氯化镁与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为MgCl2＋2NaOH===2NaCl＋Mg(OH)2↓，10 mL 0.1 ml·L－1氯化镁溶液消耗氢氧化钠的物质的量为0.01 L×0.1 ml·L－1×2＝2× 10－3 ml，氯化铝与少量氢氧化钠溶液反应的化学方程式为AlCl3＋3NaOH===3NaCl＋Al(OH)3↓，10 mL 0.1 ml·L－1氯化铝溶液消耗氢氧化钠的物质的量为0.01 L×0.1 ml·L－1×3＝3×10－3 ml，生成氢氧化铝的物质的量为1×10－3 ml，由题意可知过量的氢氧化钠的物质的量为(6×10－3 ml－5×10－3 ml)
　　解析：Al2O3溶于NaOH溶液生成NaAlO2，NaAlO2溶液中通入CO2生成Al(OH)3，A正确；AlCl3与氨水反应生成Al(OH)3，Al(OH)3溶于NaOH溶液生成NaAlO2，B正确；铝不能直接生成Al(OH)3，C错误；MgCl2与NaOH溶液反应生成Mg(OH)2，Mg(OH)2加热分解生成MgO，D正确。
含铝化合物转化关系的应用
(2)鉴别(利用滴加试剂顺序不同，现象不同)。
①向AlCl3 溶液中滴加 NaOH 溶液，先产生白色沉淀，后
②向NaOH 溶液中滴加AlCl3 溶液，开始无明显现象，后
产生白色沉淀，沉淀不溶解。
(3)Al(OH)3 的制备。
铝的重要化合物的制备工艺
3.(2020 年山东齐鲁名校教科研协作体、湖北省部分重点中学联考)铝土矿的主要成分为 Al2O3 和 SiO2(含有少量不溶性杂质)，利用铝土矿制备 Al(OH)3 流程如下(所用化学试剂均过量)。
A.Al(OH)3 可用于治疗胃酸过多B.加 CaO 除 Si 得到的沉淀主要成分可能为 H2SiO3
C.气体 a 成分可能为 CO2
D.滤液Ⅲ中溶质可能为 Ca(HCO3)2 和NaHCO3
解析：Al(OH)3 具有弱碱性，可与盐酸反应，可用于治疗胃酸过多，A 正确；加 CaO 除 Si 得到的沉淀主要成分为 CaSiO3，B 错误；偏铝酸钠生成氢氧化铝，应加入弱酸，避免氢氧化铝溶解，则可通入二氧化碳，C 正确；滤液Ⅱ中含有氢氧化钠、偏铝酸钠、氢氧化钙等，通入过量的二氧化碳，可生成Ca(HCO3)2和 NaHCO3，D 正确。
种工艺流程如图。下列有关说法不正确的是(
4.(2020 年河北一模)铝是应用广泛的金属，以铝土矿(主要成分为Al2O3，含 SiO2 和 Fe2O3 等杂质)为原料制备氧化铝的一
A.滤渣 1 中 X 为 Fe2O3B.“反应”步骤中加入 NaHCO3 溶液后，溶液的 pH 增大
C.滤液中溶质的主要成分为 Na2CO3
解析：由工艺流程分析，向铝土矿中加入氢氧化钠溶液，Fe2O3不溶解，SiO2转化为硅铝酸钠，Al2O3溶解发生反应：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2 ＋H2O，过滤后得到含硅铝酸钠、Fe2O3的滤渣 1 和 NaAlO2 的溶液，再向 NaAlO2 溶液中加入 NaHCO3溶液，生成 Al(OH)3 沉淀，过滤，将滤渣 2 进行灼烧得到 Al2O3。根据上述分析可知，过滤后得到含硅铝酸钠、Fe2O3 的滤渣 1，
A.明矾可用作净水剂和消毒剂B.利用铝热反应可冶炼高熔点金属C.铝可用作包装材料和建筑材料D.氢氧化铝可用作治疗胃酸过多的药物
解析：明矾溶于水可生成具有吸附性的氢氧化铝胶体，可以净水但不能消毒，A 错误；铝热反应是金属铝和沸点较高的金属氧化物之间反应冶炼高熔点金属的过程，B 正确；铝具有良好的延展性，铝箔可以做包装材料，铝合金硬度大密度小常用做建筑材料，C 正确；胃酸主要成分为 HCl，氢氧化铝具有弱碱性可中和过多胃酸，D 正确。
2.(2020 年江苏卷)下列有关物质的性质与用途具有对应关
A.铝的金属活泼性强，可用于制作铝金属制品B.氧化铝熔点高，可用作电解冶炼铝的原料C.氢氧化铝受热分解，可用于中和过多的胃酸D.明矾溶于水并水解形成胶体，可用于净水