专题15 镁、铝及其重要化合物-高考全攻略之备战2018年高考化学考点一遍过.doc

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1、考点15 镁、铝及其重要化合物一、镁和铝的性质金属项目镁(Mg)铝(Al)原子结构原子最外层2个电子原子最外层3个电子原子半径1.601010 m1.431010 m化合价+2+3单质性质物 理性 质镁和铝都是密度较小、熔点较低、硬度较小的银白色金属，但镁和铝相比较，铝的硬度比镁的稍大，熔点和沸点都是铝比镁的高活泼性较活泼较活泼抗 腐蚀 性在空气中都能跟氧气反应，表面覆盖一层致密而坚硬的氧化物薄膜，都具有高腐蚀性能与O2反应2Mg+O22MgO4Al+3O22Al2O3与卤素单质、硫等反应Mg+ Cl2MgCl2Mg+SMgS2Al+3Cl22AlCl32Al+3SAl2S3与 酸反 应Mg+

2、2H+Mg2+H22Al + 6H+2Al3+3H2 与水反应Mg+2H2OMg(OH)2+H2不反应与碱反应不反应2Al+2NaOH +2H2O2NaAlO2 +3H2 与氧化物反应2Mg+CO22MgO+C2Al+Fe2O32Fe+Al2O3结 论镁、铝均为较活泼的金属，但镁的金属性强于铝解 释核电荷数镁小于铝，而原子半径镁大于铝，故核对最外层的电子引力镁小于铝，即Al比Mg难失电子，金属性弱于Mg 主要用途镁合金汽车、飞机制造、照明弹等铝合金汽车、船舶、飞机制造、防锈油漆、导线、电缆等铝热反应2Al+Fe2O32Fe+Al2O34Al+3MnO23Mn+2Al2O3在实验室按如图所示装置

3、进行铝热反应，实验现象是当外露部分镁条刚刚燃烧完毕时，纸漏斗内混合物立即剧烈反应，发出耀眼的光芒，产生大量的烟。纸漏斗被烧破，有红热状的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体(落下的是铁珠)。铝热反应是指工业上用铝粉来还原一些金属氧化物，得到Fe、V、Cr、Mn等难溶金属的一类反应。铝热反应的实质是铝在高温条件下将活动性比铝弱的金属从其氧化物中置换出来。学.科.网二、氧化铝和氢氧化铝两性氧化物：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物。两性氢氧化物：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物。名称氧化铝氢氧化铝化学式Al2O3Al(OH)3类别两性氧化物两

4、性氢氧化物物理性质高熔点，高沸点，高硬度，不溶于水的白色固体不溶于水的白色胶状固体，具有吸附性化学性质与强酸反应：Al2O3+6H+2Al3+3H2O与强碱反应：Al2O3+2OH-2+H2O两性：Al(OH)3+3H+Al3+3H2OAl(OH)3+OH-+2H2O热稳定性：2Al(OH)3Al2O3+3H2O用途炼铝原料、制作耐火材料可用作吸附剂、媒染剂和净水剂；治疗胃酸；可作为制造瓷釉、耐火材料、防水织物的原料三、“铝三角”及其应用1具体反应Al(OH)3+OH+2H2OAl(OH)3+3H+Al3+3H2OAl3+3OHAl(OH)3+H+H2OAl(OH)3+4H+Al3+2H2OA

5、l3+4OH+2H2OAl3+3+6H2O4Al(OH)32应用（1）判断离子共存问题Al3+与OH及、S2等弱酸根阴离子或与H+、以及弱碱阳离子Al3+、Fe3+等因生成沉淀或发生水解相互促进反应而不能大量共存。（2）鉴别(利用滴加顺序不同，现象不同)向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解。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）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，能与强碱溶液反应，分离Al2O3与其他金属氧化物。利用Al(OH)3能与强碱溶液反应，分离Al3+与其他金属阳离子。四、

6、硫酸铝钾KAl(SO4)2（1）硫酸铝钾在水溶液中的电离方程式为KAl(SO4)2=K+Al3+2。（2）带有十二个结晶水的硫酸铝钾称为十二水合硫酸铝钾，俗称明矾，化形式为KAl(SO4)212H2O，它是无色晶体，可溶于水。由于Al3+能水解生成具有强吸附性的胶体：Al3+3H2O=3H+Al(OH)3，故明矾是一种常用的净水剂。明矾中含有Al3+和，向明矾溶液中滴入Ba(OH)2溶液，当Al3+ 恰好完全沉淀时，离子方程式为2Al3+ +3+3Ba2+ +6OH=2Al(OH)3+3BaSO4，此时只沉淀了总量的四分之三，总的沉淀的物质的量达到最大；当完全沉淀时，离子方程式为Al3+2+2

7、Ba2+4OH=2BaSO4+2H2O，此时Al3+ 恰好完全转化为，总的沉淀的质量达到最大。考向一 铝及其化合物的转化典例1 甲、乙、丙三种物质均含有铝元素，在溶液中的转化关系如图所示。下列说法正确的是A若甲是Al，丙是Al(NO3)3，则乙一定是NaAlO2B若甲是Al2O3，丙是NaAlO2，则乙一定是Al(NO3)3C若甲是Al(NO3)3，丙是NaAlO2，则乙一定是Al(OH)3D若甲是Al(OH)3，丙是Al(NO3)3，则乙一定是NaAlO2【答案】C1铝及其化合物在生产、生活等方面有广泛的应用。（1）铝元素位于周期表中第_周期_族。硼、镓与铝位于同一主族，现有下列三种物质：N

8、aAl(OH)4、NaB(OH)4、NaGa(OH)4，浓度相同的这三种物质的溶液pH由大到小的顺序为_(用序号表示)。NaAl(OH)4也可表示偏铝酸钠，硼、镓类似（2）将20.0 mL 0.1 mol/L Ba(OH)2溶液和20.0 mL 0.1 mol/L NH4Al(SO4)2溶液混合，所得溶液中Al3+、OH、H+的浓度由大到小的顺序为 _。（3）氮化铝(AlN)是一种新型的无机非金属材料，可用作热交换器材料。某AlN样品中仅含有Al2O3杂质，为测定AlN的含量，甲组同学设计了如下流程：已知：AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3。过滤时用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和_。实

9、验过程中，称得样品的质量为4.2 g，最后得到的固体为5.1 g，则样品中AlN的质量分数为_。(不考虑整个过程中的损耗)考向二 铝与酸、碱反应的有关计算（1）铝能与酸溶液反应生成H2和铝盐(Al3+)，但与稀HNO3反应不生成H2，且在浓HNO3、浓H2SO4中钝化。（2）铝与强碱溶液反应生成H2和偏铝酸盐()。（3）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：2Al+6H+2Al3+3H22Al+2OH+2H2O2+3H2Al与酸、碱反应的实质都是：AlAl3+，2H+H2，故与酸或碱反应时，铝与氢气的关系均为2Al3H2，利用此性质可以方便地进行有关计算。学&科.网等量Al分

10、别与足量酸(H+)和碱(OH)溶液反应，生成H2之比为11，消耗H+和OH之比为31。足量Al分别与所含H+和OH物质的量相等的溶液反应，生成H2之比为13。若产生H2之比为（2）c()c()c(Al3+)c(H+)c(OH)（3）玻璃棒 87.86%水解，c()c()c(Al3+)c(H+)c(OH)。（3） 过滤时用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒；设AlN的质量为a g，根据关系式2AlNAl2O3 m82 102 20a 0.9a=0.369 g，AlN的质量分数为87.86%。2【答案】A【解析】本题考查了混合物计算。标况下，11.2L氢气的物质的量为=0.5mol，假设金属都为+2

11、价，根据电子转移守恒，金属物质的量为0.5mol，金属平均相对原子质量为=30。Fe的相对原子质量为56，Zn的相对原子质量为65，均大于30，不符合题意，故A错，选A。如Al为+2价，其相对原子质量为27=18，Cu不与盐酸反应，相对原子质量视作无穷大，符合题意，故B正确，不选。如Al为+2价，其相对原子质量为27=18，如Na为+2价，其相对原子质量为232=46，符合条件，故C正确，不选。如Al为+2价，其相对原子质量为27=18，Fe的相对原子质量为56，符合题意，故D正确，不选。3【答案】DAB为氯化铝与氢氧化钡的反应，B点时溶液中Al3+完全沉淀，产生沉淀达最大值，溶液中溶质为Ba

12、Cl2，BC为氢氧化铝与氢氧化钡反应，C点时氢氧化铝完全溶解。A、C点时氢氧化铝完全溶解，转化为偏铝酸盐，故C点铝元素存在形式是，A正确；B、D点的溶液中含有Ba2+、，通入二氧化碳立即产生碳酸钡、氢氧化铝沉淀，B正确；C、前3 L Ba(OH)2溶液与溶液中Al2(SO4)3反应，从3 L6 L为Ba(OH)2溶液与溶液中AlCl3反应，二者消耗的氢氧化钡的物质的量相等为3 L1 mol/L=3 mol，由生成硫酸钡可知3nAl2(SO4)3= n Ba(OH)2，故nAl2(SO4)3=1 mol，由氯化铝与氢氧化钡生成氢氧化铝可知3n(AlCl3)=2n Ba(OH)2=6 mol，故n

13、(AlCl3)=2 mol，故原溶液中原混合液中cAl2(SO4)3c(AlCl3)=12，C正确；D、OA段实质为硫酸铝与氢氧化钡恰好发生反应生成硫酸钡、氢氧化铝沉淀，反应离子方程式为：3Ba2+2Al3+6OH+3=3BaSO4+2Al(OH)3，D错误；答案选D。4【答案】（1）0.06440（2）400 mL（3）a1【解析】（1）由图象可知：160 mL NaOH溶液与过量的稀硫酸反应，则与Mg、Al反应的H2SO4的物质的量为n(H2SO4)=0.2 mol0.16 mol=0.12 mol。假设n(Mg)=x mol，n(Al)=y mol，则有方程组：，解得：x=0.06，y=

14、0.04。当加入V2 mL NaOH溶液时，得到Mg(OH)2沉淀和NaAlO2，关系式为Mg2+2OH，Al3+4OH，则V2=160+ 103=440。（2）当Mg2+、Al3+刚好沉淀完全时，溶液中只有Na2SO4，关系式为2NaOHH2SO4，则V(NaOH)=400 mL。（3）当所得沉淀中无Al(OH)3时，反应后生成的溶质为Na2SO4、NaAlO2。根据钠元素守恒：n(NaOH)=0.45 L1 mol/L0.1 L2 mol/L2+0.1 mol(1a)。解得a则满足此条件的a的取值范围是a1。考点冲关1【答案】A【解析】A项正确；B项，金属性强弱与熔点高低无因果关系，错误；

15、C项，钠投入到CuSO4溶液中先与H2O反应，而不能置换出铜，错误；D项，钠在空气中燃烧生成Na2O2，故应选A。2【答案】C正确。故选C。3【答案】A【解析】本题考查了镁铝的性质及计算。反应的先后顺序：Mg+2H+Mg2+H2，2Al+6H+2Al3+3H2，H+OHH2O，Mg2+2OHMg(OH)2，Al3+3OHAl(OH)3，Al(OH)3+OHAlO2+H2O，镁铝的质量比89，即物质的量之比为11，假设镁和铝物质的量都为1 mol，沉淀达到最大，其质量为1 mol58 g/mol+78 g/mol1 mol=136 g，继续加入NaOH，氢氧化铝溶解，当全部溶解后，沉淀是氢氧化镁

16、，此时沉淀的质量为58 g，比总质量的一半还要小，符合题意的图像是A，故该题选A。4【答案】D【解析】由图像信息可知，混合液中至少含有H+、Al3+和另外一种金属阳离子(其可与NaOH溶液反应生成沉淀，同时沉淀不溶于NaOH溶液)，A项正确；溶解0.05 mol Al(OH)3消耗的NaOH溶液的体积为 10 mL，由离子方程式Al(OH)3+OH+2H2O可知，NaOH溶液的物质的量浓度是5 molL1，B项正确；由图像信息可知，另外一种沉淀为0.15 mol，若另外的金属阳离子为二价，则消耗的NaOH溶液的体积为60 mL，又因为生成 Al(OH)3 消耗的NaOH溶液为30 mL，由此可

17、知沉淀二价金属阳离子、生成Al(OH)3、溶解Al(OH)3共消耗NaOH溶液的体积为100 mL，故a=110100=10，C项正确；由题目已知信息不能确定另外的金属阳离子，故不能确定最终沉淀的质量，D项错误。5【答案】C方案中所得溶液浓度相等，C正确；a、b曲线中没有电子转移，不属于氧化还原反应，D错误。6【答案】D学*科.网【解析】Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中加入HCl溶液，先发生反应：AlOHH2O=Al(OH)3，A正确；第二阶段，AlO反应完毕，发生反应：COH=HCO，b线表示CO减少，c线表示HCO的增加，所以b和c曲线表示的离子反应是相同的，B正确；加盐酸50 mL

18、时NaAlO2中铝元素全部转化为氢氧化铝沉淀，加50100 mL盐酸时CO转化为HCO，加100150 mL时盐酸与HCO反应，氢氧化铝沉淀不溶解，则M点沉淀的质量和盐酸50 mL时沉淀的质量相同，由NaAlO2HClH2O=NaClAl(OH)3知，nAl(OH)3n(NaAlO2)n(HCl)0.05 mol，mAl(OH)30.05 mol78 gmol13.9 g，C正确；第一、第二两段消耗的盐酸的体积都是50 mL，所以消耗的氯化氢的物质的量相等，依据第一阶段、第二阶段发生反应AlOHH2O=Al(OH)3，COH=HCO，可知CO与AlO的物质的量之比为11，D错误。7【答案】C【

19、解析】OA段是二氧化碳首先与氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀，AB段是氢氧化钾与二氧化碳反应生成碳酸钾，BC段是偏铝酸钾与二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钾，CD段是碳酸根离子与二氧化碳反应生成碳酸氢根离子，DE段是碳酸钡溶解变成碳酸氢钡，A、B错误；通入V L二氧化碳气体时，溶液中存在碳酸氢钾碳酸氢钡，根据守恒可知，消耗二氧化碳共6 mol，体积为134.4 L，生成沉淀最大值是1 mol的碳酸钡和2 mol氢氧化铝，C正确；D点时溶液为碳酸氢钾溶液，碳酸氢根离子浓度大于碳酸根离子浓度，D错误。8【答案】（1）Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O（2）SiO2（3）2Fe2+

20、H2O2+2H+=2Fe3+2H2O（4）N2 SO3、NH3 2+5SO2+2H2O=2Mn2+5+4H+气；根据以上分析可知足量饱和NaHSO3溶液吸收的物质除大部分H2O(g)外还有SO3、NH3。二氧化硫被酸性高锰酸钾溶液氧化而导致KMnO4溶液褪色，二者发生氧化还原反应生成锰离子、硫酸根离子和氢离子，离子方程式为2+5SO2+2H2O=2Mn2+5+4H+。直通高考1【答案】D【解析】向集满CO2的铝罐中加入过量氢氧化钠，首先CO2与氢氧化钠反应，表现为铝罐变瘪，接着过量的氢氧化钠再与铝罐反应，因铝罐表面有氧化膜Al2O3，Al2O3具有两性可溶解于氢氧化钠溶液，然后单质Al与氢氧化

21、钠溶液反应生成H2，罐壁又重新凸起。故可发生A、B、C的反应。故选D。2【答案】AC【解析】氢氧化铝是两性氢氧化物，能溶于强碱氢氧化钠溶液中，因此向混合液中慢慢通入CO2时反应的先后顺序为Ba2+2OH+CO2BaCO3+H2O 1mol 1mol 1mol2OH+CO2+H2O 2mol 1mol 1mol2Al(OH)4+CO22Al(OH)3+H2O2mol 1mol 2mol 1mol+CO2+H2O2 2mol 2molBaCO3+CO2+H2OBa2+21mol 1mol则A、当通入2 mol CO2时，生成1 mol碳酸钡，A正确；B、当通入3 mol CO2时，生成1 mol碳

22、酸钡和2 mol氢氧化铝沉淀，共计是3 mol，B不正确；C、当通入4 mol CO2时，生成1 mol碳酸钡和2 mol氢氧化铝沉淀，共计是3 mol，C正确；D、当通入6 mol CO2时，只有2mol氢氧化铝沉淀，D不正确，答案选AC。3【答案】D 4【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（2）Al2O3+2OH2+H2O（3）MgO+2NH4Cl+H2OMgCl2+2NH3H2O(或NH4Cl+H2ONH3H2O+HClMgO+2HClMgCl2+H2O)【解析】（1）由题中所给的化学方程式知，该化合物可作阻燃剂，原因在于：反应吸热降低温度，固体氧化物隔绝空气，水蒸气稀释空气。（2）因氧化镁为碱性氧化物，不溶于强碱，而氧化铝为两性氧化物，可溶于强碱，离子方程式为：Al2O3+2OH2+H2O。（3）氯化铵为强酸弱碱盐，在水溶液中发生水解NH4Cl+H2ONH3H2O+HCl，溶液呈酸性，能把氧化镁溶解：MgO+2HClMgCl2+H2O。或两者相加即得：MgO+2NH4Cl+H2OMgCl2+2NH3H2O。21汇聚名校名师，奉献精品资源，打造不一样的教育！