版高考化学大一轮复习 第三章 金属及其重要化合物 第二讲 镁铝及其重要化合物讲义doc.docx

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2019版高考化学大一轮复习第三章金属及其重要化合物第二讲镁、铝及其重要化合物讲义

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考纲要求

真题统计

命题趋势

1.了解金属铝的主要性质及其应用。

2．了解铝的重要化合物的主要性质及其应用。

3．了解“铝三角”和铝热反应。

2015，卷Ⅰ10T（C）、27T（6）；

2015，卷Ⅱ13T（BC）；

2014，卷Ⅱ9T（C）；

2013，卷Ⅰ28T

（1）

铝及其化合物与生产、生活有较多联系，高考在本部分中往往以铝及其化合物知识为载体，考查对化学基本概念、基本理论的掌握。

预计2017年高考中，重点仍会放在铝与碱的反应、氧化铝的两性等基础知识上，还可能涉及铝的重要化合物的用途，如明矾净水、与铝有关的药品、食物的摄入等与生活联系密切的内容。

复习备考时注意Al3＋、AlO

、Al（OH）3的相互转化。

考点一　镁、铝的性质及应用[学生用书P59]

1．铝的结构和存在

铝位于元素周期表的第三周期ⅢA族，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。

2．金属铝的物理性质

铝是银白色、具有金属光泽的固体，硬度较小，具有良好的导电性、导热性和延展性。

3．金属铝的化学性质

写出图中有关反应的方程式（能写离子方程式的写离子方程式）：

②2Al＋3Cl2

2AlCl3

④2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO

＋3H2↑

⑤2Al＋Fe2O3

Al2O3＋2Fe（铝热反应）

4．铝的用途

纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。

5．对比记忆铝、镁的化学性质

铝

镁

与非金属反应

能被Cl2、O2氧化

2Mg＋O2

2MgO

3Mg＋N2

Mg3N2

与水反应

反应很困难

能与沸水反应：

Mg＋2H2O

Mg（OH）2＋H2↑

与碱反应

能溶于强碱溶液

不反应

与某些氧化物反应

能与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应

能在CO2中燃烧：

2Mg＋CO2

2MgO＋C

　Mg在CO2中能够燃烧，所以活泼金属着火时不能用二氧化碳灭火器和泡沫灭火器灭火。

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）

（1）铝在自然界中有游离态和化合态两种形式。

（　　）

（2）Mg、Al在空气中性质稳定，因而都具有很强的抗腐蚀性。

（　　）

（3）MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂。

（　　）

（4）Mg是活泼金属，而Al是两性金属。

（　　）

答案：

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）×

2．镁、铝单质的化学性质以相似性为主，但也存在某些重大差异性，下列物质能用于证明二者存在较大差异性的是（　　）

①CO2　②盐酸　③NaOH溶液　④CuSO4溶液

A．①④B．②③

C．①③D．②③④

解析：

选C。

镁能与CO2反应而铝不能，铝能与NaOH溶液反应而镁不能。

名师点拨

1Mg、Al在常温下均易在其表面形成致密的氧化膜。

2常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生“钝化”，而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应。

3铝与稀硝酸反应时生成的气体是NO而不是H2。

4用铝箔包裹的钠与水反应时既考虑Na与水的反应，又考虑Al与NaOH溶液的反应。

5铝热剂发生铝热反应

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的混合物不能发生铝热反应。

　（2016·郑州模拟）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，在相同状况下，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，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是________。

（4）甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol·L－1的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体在相同状况下体积之比为V（甲）∶V（乙）＝1∶2，则加入铝粉的质量为________。

A．5.4g　　　　　　　　B．3.6g

C．2.7gD．1.8g

[解析]　

（1）根据化学方程式：

2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑得Al与H2的关系式均为2Al～3H2，故只要参加反应的Al的量相等，所得H2的量必相等。

（2）因为在反应中Al过量，产生的H2由HCl和NaOH的量决定。

根据化学反应中的关系式：

6HCl～3H2、2NaOH～3H2，故当HCl、NaOH物质的量相等时，二者产生H2的体积比为1∶3。

（3）因为铝足量且产生H2相等，根据关系式：

n（HCl）∶n（NaOH）＝3∶1，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度c（HCl）∶c（NaOH）＝n（HCl）∶n（NaOH）＝3∶1。

（4）其反应原理分别为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。

可见当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多时，产生H2的体积比是1∶3，而题设条件体积比为1∶2，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于NaOH来说是不足的。

2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑

6mol3mol

3mol·L－1×0.1L0.15mol

则Al与NaOH反应生成的H2为0.15mol×2＝0.3mol。

2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

2×27g3mol

5．4g0.3mol

即投入的铝粉为5.4g。

[答案]　

（1）1∶1　

（2）1∶3　（3）3∶1　（4）A

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。

铝与酸、碱反应生成H2的量的关系

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↑。

从化学方程式可以看出Al与酸、碱反应时生成H2的实质都是Al

Al3＋，所以无论与酸还是与碱反应，Al与H2的关系都是2Al～3H2。

（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

＝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

＝

。

（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，则必定是①铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；②铝与氢氧化钠反应时，铝不足而氢氧化钠过量。

解题时应充分利用上述过量关系。

铝的这种既能与酸（非氧化性酸）又能与强碱反应产生H2的性质常作为推断题的“题眼”。

题组　镁、铝的性质及计算

1．（2015·高考江苏卷）在CO2中，Mg燃烧生成MgO和C。

下列说法正确的是（　　）

A．元素C的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体

B．Mg、MgO中镁元素微粒的半径：

r（Mg2＋）>r（Mg）

C．在该反应条件下，Mg的还原性强于C的还原性

D．该反应中化学能全部转化为热能

解析：

选C。

A选项，元素C还存在足球烯等其他同素异形体，所以错误；B选项，镁离子比镁原子少一个电子层，其半径比镁原子的小，所以错误；C选项，该反应中镁作还原剂，其还原性强于还原产物的还原性，所以正确；D选项，该反应发光，因此化学能不可能全部转化为热能，所以错误。

2．下列关于铝的叙述中正确的是（　　）

A．由于铝在空气中不会锈蚀，所以铝制品的使用寿命都很长

B．由于铝具有强还原性，所以常用铝来冶炼某些高熔点金属

C．常温下，铝被浓硫酸钝化，所以可用浓硫酸除去铝表面的铜镀层

D．由于铝的导电性能比铜强，所以常用铝制造电线、电缆

解析：

选B。

铝在空气中与O2反应，生成致密的氧化物薄膜，Al本身易于锈蚀，A错误；由于铝具有强还原性，可利用铝热反应来冶炼难熔金属，B正确；铜与浓硫酸常温下不反应，C错误；铝的导电性能比铜差，但价格相对低廉且密度较小，故常用铝制造电线、电缆，D错误。

3．用盐酸和NaOH溶液将4mol金属Al全部转化为Al（OH）3，共计消耗HClamol，NaOHbmol，则a＋b的最小值为（　　）

A．4　　　　　　　　　　　　　B．6

C．8D．16

解析：

选B。

4molAl分别与HCl、NaOH反应全部转化为Al（OH）3，按如下方案分配a＋b值最小，此方案逆推如下：

Al3＋＋3AlO

＋6H2O===4Al（OH）3↓

1mol3mol4mol

2Al3＋～6HCl；NaOH～AlO

1mol　3mol　3mol　3mol

a＋b的最小值为3＋3＝6。

考点二　铝的重要化合物[学生用书P60]

1．氧化铝

（1）物理性质：

白色固体，难溶于水，有很高的熔点。

（2）化学性质（填化学方程式）

2．氢氧化铝

（1）物理性质：

白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。

（2）化学性质

写出图中有关反应的方程式（能写离子方程式的写离子方程式）

①Al（OH）3＋3H＋===Al3＋＋3H2O；

②Al（OH）3＋OH－===AlO

＋2H2O；

③2Al（OH）3

Al2O3＋3H2O。

（3）制备

①向铝盐溶液中加入NH3·H2O，离子方程式为

Al3＋＋3NH3·H2O===Al（OH）3↓＋3NH

；

②向偏铝酸盐溶液中通入足量CO2，离子方程式为

AlO

＋CO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO

。

3．明矾净水原理

明矾的化学式为KAl（SO4）2·12H2O，其净水原理涉及的离子方程式表示为Al3＋＋3H2O

Al（OH）3（胶体）＋3H＋。

判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）

（1）（2015·高考全国卷Ⅰ，10－C）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，说明金属铝的熔点较低。

（　　）

（2）（2014·高考四川卷）AlCl3溶液中加入过量稀氨水：

Al3＋＋4NH3·H2O===AlO

＋4NH

＋2H2O。

（　　）

（3）（2014·高考北京卷）Al片溶于NaOH溶液中，产生气体：

2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO

＋3H2↑。

（　　）

（4）向明矾溶液中滴加Ba（OH）2溶液，恰好使SO

沉淀完全：

2Al3＋＋3SO

＋3Ba2＋＋6OH－===2Al（OH）3↓＋3BaSO4↓。

（　　）

（5）0.10mol·L－1的氨水与AlCl3溶液发生反应的离子方程式为Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓。

（　　）

（6）明矾溶于水产生Al（OH）3胶体：

Al3＋＋3H2O===Al（OH）3↓＋3H＋。

（　　）

（7）新制的氧化铝可溶于氢氧化钠溶液：

Al2O3＋2OH－===2AlO