高考化学一轮复习课件8 铝、镁及其化合物（含解析）

这是一份高考化学一轮复习课件8 铝、镁及其化合物（含解析），共44页。PPT课件主要包含了镁及其化合物，铝的性质，铝的结构和存在，第三周期第ⅢA族，金属铝的物理性质，银白色，金属铝的化学性质，形成致密的氧化膜，铝的用途，补充铝热反应等内容，欢迎下载使用。

1.掌握铝、镁的主要性质及其应用2.掌握铝、镁的重要化合物的主要性质及其应用3.了解铝、镁及其化合物的制备方法
铝位于元素周期表 ，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。
铝是 有金属光泽的固体，密度较 (属轻金属)，质地柔软，熔、沸点 ，有良好的延展性、导电性和传热性等。
②______________________________________。③______________________________________； ______________________________________。④______________________________________。⑤______________________________________。
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：①
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2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。
反应现象:镁条剧烈燃烧，放出大量热，发出耀眼白光，纸漏斗内剧烈反应，纸漏斗被烧穿，有红热的熔融物落入沙中。
铝—还原剂（活泼金属—可作还原剂）
铝热反应的应用：(1)焊接钢轨(2)冶炼难熔的金属
判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)只有Al粉与Fe2O3的混合物才可称为铝热剂。(　　)(2)1 ml铝分别与含足量的盐酸或NaOH溶液充分反应，产生氢气的量相同。(　　)(3)工业上可用电解AlCl3溶液的方法冶炼铝。(　　)(4)将铝片放入到浓硝酸或浓硫酸中没有明显现象，说明铝与这两种溶液不能发生化学反应。(　　)(5)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” 属于两性物质。(　　)
1．(2019·福州质检)科技工作者提出用铝粉处理含亚硝酸盐废水的思路：调节亚硝酸盐废水的酸碱性，使其pH＞12，然后加入适量的铝粉、搅拌，从而达到预期目的。下列判断错误的是(　　)A．处理废水时铝单质转化为Al3＋B．处理废水时亚硝酸盐被还原C．处理过程中，OH－参与了反应D．铝粉颗粒大小影响废水处理的速率
2．(2018·四川眉山模拟)下列除去杂质的方法不正确的是(　　)A．镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥B．用过量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋C．Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量CO2后过滤D．MgO中混有少量Al2O3：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥得到MgO
5．铝是中学化学学习阶段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。就铝的这一特殊性质回答下列问题：(1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是________。(2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，产生H2的体积之比是________。(3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生H2的体积相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是_____________。
(1)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↑。(2)铝与盐酸、氢氧化钠反应的实质都是:Al——→Al3＋，2H+——→H2。所以无论与酸还是与碱反应，Al与H2的关系都是2Al～3H2，也可以直接利用得失电子守恒直接计算。
铝与酸、碱反应生成H2的量的关系
(3)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VHCl(H2)：VNaOH(H2)＝1∶1。
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VHCl(H2)：VNaOH(H2)＝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1/3＜VHCl(H2)：VNaOH(H2)＜1，则必定是铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足，铝与NaOH溶液反应时，铝不足而NaOH溶液过量。
(1)物理性质：白色固体，难溶于水，有很高的熔点。
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Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O 　
Al2O3＋2NaOH==2NaAlO2＋H2O 　
(3)用途：利用其高熔点常用作耐火材料，如制坩埚、高温炉管等。
(1)物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的______性。
(2)化学性质(用化学方程式表示)：
Al(OH)3的电离方程式：
Al(OH)3＋3HCl==AlCl3＋3H2O
Al(OH)3＋NaOH==NaAlO2＋2H2O
(3)用途：吸附剂、胃酸中和剂
(4)制备(用离子方程式表示)：
(1)向铝盐中加入氨水：______________________________________________________。(2)NaAlO2溶液中通入足量CO2：_____________________________________________________。(3)NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：_____________________________________________________。
3．常见的铝盐——明矾
(1)硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。(2)明矾的化学式为_____________，它是无色晶体，可溶于水,水溶液pH__(填“＜”“＞”或“＝”)7。明矾可以净水,其净水的原理是Al3+＋3H2O=Al(OH)3(胶体)＋3H+，Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。(3)明矾溶液与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式：①Al3＋恰好完全沉淀： _______________________________________________，②SO42-恰好完全沉淀：_______________________________________________。
KAl(SO4)2·12H2O　
2Al3+＋3SO42-＋3Ba2+＋6OH-=2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓
Al3+＋2SO42-＋2Ba2＋＋4OH-=AlO2-＋2BaSO4↓＋2H2O
3．常见的铝盐——Al3+
(1)Al3+易发生水解，生成胶状的氢氧化铝胶体，水解的离子方程式为： 。(2)Al3+与AlO2-、HS-、S2-、HCO3-、CO32-等会发生双水解反应。(可用于判断离子共存问题)
Al3+＋3H2O=Al(OH)3(胶体)＋3H+
4.偏铝酸盐——AlO2-
(1)偏铝酸钠与盐酸反应
NaAlO2+ HCl (少量) + H2O == Al(OH)3↓+ NaCl
NaAlO2+ 4HCl (过量) ==AlCl3+ NaCl + 2H2O
2NaAlO2+ CO2 (少量) + 3H2O = 2Al(OH)3↓ + Na2CO3
NaAlO2+ CO2(过量) + 2H2O = Al(OH)3↓+ NaHCO3
(2)往偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳
3NaAlO2+AlCl3+6H2O == 4Al(OH)3↓+ 3NaCl
(3)偏铝酸钠与氯化铝溶液反应
(4)AlO2-水解呈碱性,与H+、HCO3-、Al3+、Fe3+等不能大量共存。与OH-可以共存！
(1)Al2O3熔点高，所以可用作耐高温材料。(　　)(2)实验室制备Al(OH)3是用可溶性铝盐与过量氨水反应而不是过量NaOH溶液。(　　)(3) 向NaAlO2溶液中滴加NaHCO3溶液，有沉淀和气体生成。(　　)(4)向明矾溶液中滴加Ba(OH)2溶液，恰好使SO42-沉淀完全，此时反应的离子方程式为2Al3+＋3SO42-＋3Ba2+＋6OH－===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓。(　　)(5)明矾的净水作用与液氯对自来水的消毒作用原理相同。(　　)
1.工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：
下列叙述正确的是(　　)A．试剂X可以是氢氧化钠溶液，也可以是盐酸B．反应①过滤后所得沉淀为氢氧化铁C．图中所示转化反应都不是氧化还原反应D．反应②的化学方程式为NaAlO2＋CO2＋2H2O= Al(OH)3↓＋NaHCO3
2.用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝，下列操作步骤中最恰当的组合是(　　)①加盐酸溶解　 ②加烧碱溶液溶解　 ③过滤　④通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀　⑤加入盐酸生成Al(OH)3沉淀　⑥加入过量烧碱溶液A．①⑥⑤③　　B．②③④③C．②③⑤③　　D．①③⑤③
1.Al3＋、Al(OH)3、AlO之间的转化关系
写出实现上述各步转化的离子方程式。
(1)①________________________________； ②_________________________________； ③_________________________________。(2)__________________________________。(3)__________________________________。(4)__________________________________。(5)①_________________________________； ②_________________________________。(6)___________________________________。
Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓　
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O　
2．与Al(OH)3沉淀生成有关的图象分析
(1)可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图象
先有白色沉淀产生，然后沉淀逐渐溶解　
先无明显现象，然后逐渐产生大量的白色沉淀　
Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓　
Al(OH)3＋OH－=AlO2-＋2H2O
Al3＋＋4OH－=AlO2-＋2H2O
Al3＋＋AlO2-＋6H2O=4Al(OH)3↓
(2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图象。
先生成白色沉淀，随后沉淀逐渐溶解　
先无明显现象，反应一段时间后逐渐产生白色沉淀　
Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O　
AlO2-＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓
AlO2-＋4H+=Al3++2H2O
1.如图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加过程中微粒的量的关系曲线。下列判断错误的是(　　)A.①线表示Al3＋的物质的量的变化B.x表示AlCl3的物质的量C.③线表示Al(OH)3的物质的量的变化D.④线表示AlO2-的物质的量的变化
2.现有AlCl3和MgSO4混合溶液，向其中不断加入NaOH溶液，得到沉淀的量与加入NaOH溶液的体积如右图所示。原溶液中Cl-与SO42-的物质的量之比为(　　) A．1∶3　　 B．2∶3 C．6∶1　　 D．3∶1
铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界主要以化合态的形式存在于氧化铝中。铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，冶炼金属铝很重要的一个过程是Al2O3的提纯。由于Al2O3是两性氧化物，而杂质SiO2是酸性氧化物，Fe2O3是碱性氧化物，因而可设计出两种提纯氧化铝的方案。
讨论回答下列问题：(1)写出①③两步骤中可能发生反应的离子方程式：①______________________________________，______________________________________。③______________________________________，______________________________________。
Al2O3＋2OH－==2AlO2-＋H2O　
SiO2＋2OH－==SiO32-＋H2O
AlO2-＋CO2＋2H2O==Al(OH)3↓＋HCO3-
SiO32-＋2CO2＋2H2O==H2SiO3↓＋2HCO3-
(2)步骤③中不用盐酸(或H2SO4)酸化的理由是___________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)步骤④中得到较纯的Al2O3，可能含有________杂质，在电解时它不会影响铝的纯度的原因：___________________________________________________________________。
因为AlO2(－)与酸反应生成的Al(OH)3具有两性，可溶于强酸，不易控制酸的量；CO2廉价而且生成的副产物NaHCO3用途广泛，经济效益好
由于SiO2的熔点很高，在加热到1000 ℃ 左右时不会熔化，因而不影响铝的纯度
讨论回答下列问题：(1)写出①②中可能发生反应的离子方程式：①_____________________________________________________。②_____________________________________________________。(2)步骤②中不用氨水沉淀Fe3＋的原因：__________________________________________________________________________________。
Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
Al3＋＋4OH－===AlO2-＋2H2O
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
Al(OH)3只能溶于强碱，不能溶于氨水，用氨水不能将Fe(OH)3和Al(OH)3分离
1.以Al2O3为原料(含FeO杂质)制备高纯铝单质的一种工艺流程如下，下列说法正确的是(　　)
A.灼烧滤渣需要用到的硅酸盐仪器有酒精灯、蒸发皿、玻璃棒B．通入过量CO2发生的反应的离子方程式为AlO2－＋CO2＋2H2O==Al(OH)3↓＋HCO3-C．操作Ⅱ后所得滤渣需要洗涤，证明滤渣已洗涤干净，可用CaCl2溶液D．操作Ⅰ后的滤渣中铁元素的价态可用盐酸和KMnO4溶液检验
具有银白色金属光泽的固体，密度、硬度均较小，熔点较低，有良好的导电性、传热性和延展性。
(1)与非金属反应：①与O2反应：②与Cl2反应：③与N2反应：
Mg＋2H+ == Mg2++H2↑
镁制造信号弹和焰火；镁合金用于制造火箭、导弹和飞机的部件；氧化镁用于制耐高温材料。
(2)主要化学反应。①制石灰乳：CaCO3===CaO＋CO2↑、 CaO＋H2O==Ca(OH)2；②沉淀Mg2＋：Mg2+＋Ca(OH)2==Mg(OH)2↓＋Ca2+；③制备MgCl2：Mg(OH)2＋2HCl==MgCl2＋2H2O；④电解MgCl2：MgCl2(熔融)==Mg＋Cl2↑。
1.氧化镁：碱性氧化物，熔点很高，可用作耐火材料，难溶于水，与酸反应：MgO+2H+ == Mg2++H2O
2.氢氧化镁：中强碱，难溶于水，存在溶解平衡：Mg(OH)2(s) ⇌Mg2+(aq)+2OH-(aq)，溶解度小于碳酸镁，故碳酸镁水解生成氢氧化镁：MgCO3+H2O == Mg(OH)2+CO2↑
3.氯化镁：MgCl2可发生水解，由MgCl2·6H2O制备MgCl2时，要在HCl的气氛中脱水。
3.氮化镁：在水中剧烈水解，生成Mg(OH)2和NH3Mg3N2 +6H2O ==3Mg(OH)2+2NH3↑
(1)工业用电解熔融MgCl2得到的镁。(　　)(2)镁在空气中燃烧的产物只有氧化镁。(　　)(3)向粗盐溶液中加入Na2CO3以除去含有的Mg2＋杂质。(　　)(4)镁条在空气中易与氧气反应，保存时应浸泡于煤油中。(　　)(5)将MgCl2溶液加热蒸干制备无水MgCl2固体。(　　)
1.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(　　)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
2.从海水中提取镁的工艺流程如下图所示：
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
3.镁及其化合物是实验设计的热点载体，查阅资料。
Ⅰ.探究镁的性质。某学习小组设计实验探究镁与二氧化氮反应的产物，实验装置如图所示。
(1)B中试剂是______； D装置的作用是__________________________。(2)实验时，先启动A中反应，当C装置中充满红棕色气体时点燃酒精灯，这样操作的目的是______________________________________________________。(3)确定有N2生成的实验现象是__________________________________________________________________。(4)实验完毕后，设计实验确认产物中有Mg3N2，取少量C中残留固体于试管中，滴加蒸馏水，_____________________________________，则产物中有氮化镁。(5)经测定，Mg与NO2反应生成MgO、Mg3N2和N2，其中Mg3N2和N2的物质的量相等。C中发生反应的化学方程式为_________________________________________。
吸收E中挥发出来的水蒸气
排尽装置内的空气，避免O2、CO2、N2等与镁反应
E中产生气泡，瘪气球缓慢鼓起
产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
Ⅱ.探究Mg(OH)2在氯化铵溶液中溶解的原因。供选试剂有：氢氧化镁、蒸馏水、硝酸铵溶液、盐酸、醋酸铵溶液。取少量氢氧化镁粉末投入氯化铵溶液中，振荡、白色粉末全部溶解。为了探究其原因，他们提出两种假设。假设1：氯化铵溶液呈酸性，H＋＋OH－===H2O，促进Mg(OH)2溶解。假设2：NH4+＋OH－===NH3·H2O，促进Mg(OH)2溶解。(6)请你帮他们设计实验，探究哪一种假设正确： _________________________________________________________________________________________________________________。
取少量氢氧化镁于试管中，加入足量CH3COONH4溶液，若白色固体溶解，则假设2正确；若白色固体不溶解，则假设1正确