届高考化学一轮复习镁铝及其重要化合物学案1.docx

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届高考化学一轮复习镁铝及其重要化合物学案1

第7讲　镁、铝及其重要化合物

考纲要求

名师点拨

1.了解镁、铝及其重要化合物的制备方法。

2．掌握镁、铝的主要性质及应用。

3．掌握镁、铝的重要化合物的主要性质及应用。

元素及其化合物知识是考查基本概念和基本理论，以及思维能力、实验能力、计算能力的载体。

镁、铝及其化合物的性质是金属元素及其化合物的重要部分，备考时应侧重对单质及其化合物的性质及用途的掌握，着重提高综合运用能力。

考点一　镁单质及其重要化合物的性质及海水提镁

1．镁的原子结构和存在

镁位于元素周期表__第3周期第ⅡA族___，原子结构示意图为_____，镁性质活泼，在自然界中的镁全部以__化合___态存在。

2．镁的性质

（1）物理性质

①镁：

镁是__银白___色有金属光泽的固体，密度__较小___，硬度__较低___。

有良好的导电、传热和延展性。

②镁合金：

密度__较小___，硬度和强度都__较大___。

（2）化学性质

①与非金属单质的反应

A．镁条在O2中燃烧，发出耀眼的强光，生成白色固体物质，反应的化学方程式为__2Mg＋O22MgO___。

B．镁条在点燃的条件下能与N2反应，化学方程式为

__3Mg＋N2Mg3N2___。

②与水或酸的反应

A．镁与水反应：

镁不易与冷水反应，能与沸水反应

Mg＋2H2OMg（OH）2＋H2↑。

B．镁与酸的反应：

镁是活泼金属，能与盐酸、稀硫酸反应放出H2，反应的离子方程式为__Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑___。

③与某些氧化物的反应

镁能在CO2中燃烧，反应的化学方程式为

__2Mg＋CO22MgO＋C___。

3．镁的提取和用途

（1）从海水中提取镁

①工艺流程

②基本步骤及主要反应

制熟石灰

__CaCO3CaO＋CO2↑___，

CaO＋H2O===Ca（OH）2

沉淀

Mg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓

酸化

__Mg（OH）2＋2HCl===MgCl2＋2H2O___

蒸发结晶

析出MgCl2·6H2O

脱水

在氯化氢气流中使MgCl2·6H2O脱水制得无水氯化镁

电解

电解熔融氯化镁制得镁：

__MgCl2（熔融）Mg＋Cl2↑___

（2）镁的用途

镁合金

用于制造火箭、导弹和飞机的部件

镁

制造信号弹和焰火

氧化镁

耐高温材料

特别提醒：

（1）由MgCl2·6H2O到无水MgCl2，必须在HCl气流中加热，以防MgCl2水解。

（2）因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应，故工业电解MgCl2得到的镁，应在H2氛围中冷却。

4．镁的重要化合物

物质

主要性质

氧化镁

碱性氧化物

与盐酸反应的离子方程式：

__MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O___

氢氧

化镁

中强碱

与盐酸反应的离子方程式：

__Mg（OH）2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O___

难溶于水

Mg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓

溶解度小

于碳酸镁

MgCO3＋H2OMg（OH）2＋CO2↑

1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

（1）点燃的镁条能够在空气中剧烈燃烧，将点燃的镁条插入CO2气体中，镁条停止燃烧（　×　）

（2）镁条在空气中燃烧得到的灰白色物质为纯净物（　×　）

（3）在镁条参加的化学反应中，镁均作还原剂（　√　）

（4）从海水中提取镁所涉及的化学反应全都是氧化还原反应（　×　）

（5）将氯化镁晶体（MgCl2·6H2O）直接加热可制得无水氯化镁（　×　）

（6）镁着火时可用泡沫灭火器灭火（　×　）

（7）可以直接将MgCl2溶液蒸干获得无水MgCl2（　×　）

（8）可以通过电解MgCl2溶液的方法制取Mg（　×　）

（9）下列转化关系均可通过一步反应实现：

Mg―→MgO―→Mg（OH）2―→MgCl2（　×　）

（10）1molMg与足量盐酸反应时，转移2NA个电子（　√　）

2．“绿色化学”要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应。

据此，由单质镁制硝酸镁的下列四个方案中，你认为可行而且符合“绿色化学”要求的方案是（　C　）

A．MgMg（NO3）2

B．MgMgCl2Mg（OH）2Mg（NO3）2

C．MgMgOMg（NO3）2

D．MgMgSO4Mg（NO3）2

[解析]　据题意，“绿色化学”要求从经济、环保和技术三个方面设计可行的化学反应。

从经济角度考虑，B项最不合算，除Mg外还用了三种试剂；D项不合算，用了两种较贵的试剂浓硫酸和Ba（NO3）2。

从环保角度考虑，A、D两项分别产生了污染环境的氮氧化物和SO2，B项也使用了会对环境造成污染的Cl2。

从技术角度看，D项中Ba（NO3）2溶液的加入量较难控制。

综上所述，可知只有C项符合“绿色化学”的要求。

3．问题思考：

（1）镁在空气中燃烧，所得的固体产物可能有哪些？

提示：

Mg与空气中的O2、N2及CO2反应，所得固体产物可能是MgO、Mg3N2、C。

（2）如何除去粗盐溶液中含有的Ca2＋、Mg2＋、SO？

提示：

向粗盐溶液中先加入足量的BaCl2溶液至不再产生沉淀为止，再加入NaOH溶液至不再产生沉淀，最后加入Na2CO3溶液除去过量的Ca2＋和Ba2＋至不再产生沉淀，过滤，向滤液中加盐酸调节溶液为中性即可。

（注意：

除杂顺序只要保证Na2CO3在BaCl2之后加入即可，盐酸放到最后）

1．（2019·经典习题选萃）镁粉是焰火、闪光粉、鞭炮中不可缺少的原料。

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、②CO2、③Ar、④H2、⑤N2，其中可作为冷却气体的是（　C　）

A．①和②B．②和③

C．③和④D．②和④

[解析]　与镁蒸气不发生反应的Ar、H2均可作为冷却气体。

2．（2019·江西鹰潭一中期中）物质的量为0.10mol的镁条在一定量CO2和O2混合气体的容器中燃烧（产物不含碳酸镁），反应后容器内固体物质的质量不可能为（　D　）

A．3.2gB．4.0g

C．4.2gD．4.6g

[解析]　镁条在只含有CO2和O2混合气体的容器中燃烧，反应后容器内固体物质的质量可能为：

未反应的镁的质量、生成的碳的质量及生成的MgO的质量，若气体中无氧气，镁完全与二氧化碳反应时，反应后固体的质量最大：

2Mg＋CO2　　2MgO　＋　　　C

2　　2　　1

0.10mol　　0.10mol　　0.05mol

则0.1mol镁完全反应最多可生成固体的质量为0.10mol×40g·mol－1＋0.05mol×12g·mol－1＝4.6g，若金属镁没有反应，则固体的质量最少，固体质量最小为0.10mol×24g·mol－1＝2.4g，由于含有二氧化碳和氧气，且镁条也参加了反应，则反应后固体质量m的范围应为2.4g

3．（2019·河北衡水高三检测）世界上60%的镁是从海水中提取的，其提取步骤如下：

①把贝壳制成生石灰；②向海水中加入生石灰，过滤，洗涤沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤；④在氯化氢热气流中加热晶体；⑤电解上述所得盐（熔融条件下）。

下列说法正确的是（　A　）

A．向洗涤液中滴加碳酸钠溶液可检验沉淀是否洗涤干净

B．上述变化过程中包括了分解、化合、复分解、置换四种反应类型

C．在氯化氢热气流中干燥晶体是为了加快干燥速度

D．步骤⑤也可以采用电解该盐水溶液的方法

[解析]　洗涤液中如果含有Ca2＋，滴加碳酸钠溶液会生成白色沉淀，所以可检验沉淀是否洗涤干净，A正确。

提取镁的过程中涉及的反应主要有：

CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca（OH）2、Ca（OH）2＋MgCl2===CaCl2＋Mg（OH）2↓、Mg（OH）2＋2HCl===MgCl2＋2H2O、MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O↑、MgCl2（熔融）Mg＋Cl2↑。

上述反应中没有置换反应，故B错误。

在氯化氢热气流中干燥晶体是为了抑制MgCl2水解，故C错误。

电解MgCl2溶液将得到氢氧化镁，故D错误。

4．（2019·山东潍坊检测）从海水中提取镁的工艺流程图可表示如下：

下列说法不正确的是（　B　）

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到化合、分解和复分解反应

[解析]　选项A，海水中含有大量的镁元素，从海水中提取镁的优点之一是原料来源丰富。

选项B，电解熔融MgCl2时，阳极产生Cl2，阴极产生金属镁。

选项C，因MgCl2能水解：

MgCl2＋2H2OMg（OH）2＋2HCl，为此将MgCl2·6H2O晶体置于HCl气体氛围中加热脱水，其目的是防止MgCl2水解生成Mg（OH）2。

选项D，步骤①涉及CaCO3的分解反应得到CaO，CaO与H2O发生化合反应得到Ca（OH）2，步骤⑥是电解涉及分解反应，步骤③涉及MgCl2与Ca（OH）2发生复分解反应得到Mg（OH）2和CaCl2。

5．（2019·新题选萃）已知MgO、MgCl2的熔点分别为2800℃、604℃，将MgO、MgCl2加热熔融后通电电解，都可得到金属镁。

海水中含有MgCl2，工业上从海水中提取镁的方法是（　D　）

A．海水Mg（OH）2Mg

B．海水MgCl2溶液―→MgCl2（熔融）Mg

C．海水Mg（OH）2MgOMg

D．海水Mg（OH）2MgCl2溶液―→MgCl2（熔融）Mg

[解析]　工业上提取镁除从理论上可行外还要考虑设备、原料、成本等问题。

A项中使用NaOH成本高，且Mg（OH）2是一种难溶性碱，加热时会发生分解生成MgO，因此不可行；B项，海水中加入盐酸得不到MgCl2溶液；C项，由于MgO的熔点很高，电解MgO时耗能大，所以经济效益差。

6．（2019·山东滨州检测）镁在空气中点燃可以燃烧，放出大量的热并发出耀眼的白光，生成白色的氧化镁。

同时，镁在这样的高温条件下，还可与空气中的另一种主要成分反应，生成少量的物质A，气体C能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝。

已知A有以下一系列变化：

（1）写出A、C、D的化学式：

A__Mg3N2___，C__NH3___，D__Mg（OH）2___。

（2）写出下列变化的化学方程式：

①__Mg3N2＋8HCl===3MgCl2＋2NH4Cl___；

②__MgCl2＋2NaOH===Mg（OH）2↓＋2NaCl

NH4Cl＋NaOHNaCl＋H2O＋NH3↑___。

[解析]　镁在空气中燃烧时，主要和氧气反应生成MgO，还可以和氮气反应生成Mg3N2，结合题意可确定A为Mg3N2。

Mg3N2和盐酸反应得到的溶液B中一定含有Mg2＋和Cl－，所以沉淀D一定是Mg（OH）2，能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体应是氨气，NH能够和NaOH溶液反应，加热条件下放出NH3，所以溶液B中还含有NH。

7．（2019·山东潍坊高三检测）综合利用海水可以制备金属镁，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：

__MgCl2·6H2OMg（OH）Cl＋HCl↑＋5H2O↑，MgCl2·6H2OMgO＋2HCl↑＋5H2O↑或Mg（OH）ClMgO＋HCl↑___。

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__在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O，可抑制MgCl2水解，且能带走MgCl2·6H2O受热产生的水蒸气___。

（2）Mg（OH）2沉淀中混有的Ca