高届高级高中化学第一轮复习配套学案第三章第12讲.docx

1、高届高级高中化学第一轮复习配套学案第三章第12讲第12讲镁、铝、铜及其化合物金属冶炼考纲要求1.了解镁、铝、铜单质及其重要化合物的性质、用途和制备方法。2.了解常见金属的活动顺序。3.了解合金的概念及金属材料的重要应用。一、镁、铝单质的性质1.镁、铝的结构和存在镁、铝分别位于元素周期表的第三周期A族和A族,原子结构示意图为和,它们都是活泼的金属,在自然界中全部以化合态的形式存在。铝是地壳中含量最多的金属元素。2.金属铝的物理性质银白色有金属光泽的固体,有良好的延展性、导电性和导热性等,密度较小,质地柔软。铝的熔点比镁高,硬度比镁大。3.对比掌握镁、铝的化学性质铝镁与非金属反应能被Cl2、O2氧

2、化2MgO22MgO3MgN2Mg3N2与水反应反应很困难能与沸水反应Mg2H2OMg(OH)2H2与酸(H)反应能与H反应产生H2反应速度比Al快Mg2H=Mg2H2与碱反应能溶于强碱溶液产生H2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：2MgCO22MgOC问题思考铝的化学性质用以下转化关系表示写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：_。_。_。_。答案4Al3O22Al2O32AlFe2O32FeAl2O32Al6H=2Al33H22Al2OH2H2O=2AlO3H24.铝的制备(1)铝土矿Al2O3。(2)2Al2O3(熔融)

3、4Al3O2。二、铝的重要化合物1.氧化铝和氢氧化铝(两性)名称氧化铝(Al2O3)氢氧化铝Al(OH)3物理性质白色固体,熔点很高白色胶状物质,难溶于水化学性质与酸反应Al2O36H=2Al33H2OAl(OH)33H=Al33H2O与碱反应Al2O32OH=2AlOH2OAl(OH)3OH=AlO2H2O加热不分解2Al(OH)3Al2O33H2O制备方法Al(OH)3加热分解Al3与氨水反应AlO溶液中通入CO2可溶性铝盐和偏铝酸盐混合主要用途作耐火材料冶炼铝的原料制药净水作用2.常见的铝盐明矾(1)明矾的化学式为KAl(SO4)212H2O,属于复盐。(2)明矾净水的原理明矾溶于水时发

4、生电离,电离方程式为KAl(SO4)2=KAl32SO,其中Al3发生水解反应,产生Al(OH)3(胶体),其吸附能力很强,可以吸附水中的杂质并形成沉淀,使水澄清。问题思考1.铝与氢氧化钠溶液反应时,反应机理是怎样的？请用双线桥法标出该反应电子转移的方向与数目。答案铝先与强碱溶液中的水反应生成H2和Al(OH)3,Al(OH)3可溶于NaOH生成NaAlO2和H2O,反应中Al为还原剂,水为氧化剂。2.中学化学学习阶段接触到许多既能与酸反应又能与碱反应的物质,除了Al及其重要化合物外,你还知道哪些？答案弱酸的铵盐,如：NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；弱酸的酸式盐,如：Na

5、HCO3、KHS、NaHSO3等；氨基酸。(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)冶炼铝时常用焦炭作还原剂()(4)铝与少量NaOH溶液反应得到铝盐,与足量NaOH溶液反应生成偏铝酸盐()(5)相同质量的镁条分别在足量的CO2和O2中完全燃烧,所得固体的质量相同()(6)工业上制造镁粉时,可将镁蒸气在N2中冷却()(7)Al2O3的熔点高,可作耐高温材料,实验室可用氧化铝坩埚熔化NaOH、Na2CO3固体等()(8)明矾可作净水剂,起到杀菌消毒的作用()(9)AlO、HCO在水溶液中因发生双水解反应而不能大量共存()(10)AlO与NH

6、在水溶液中因发生双水解反应不能大量共存()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)题组一镁、铝单质的性质及应用1.镁是一种活泼的金属单质,下列关于金属镁的说法中正确的是()A.镁能与NaOH溶液反应生成Mg(OH)2沉淀B.大量镁条燃烧引起的火灾不能用干冰灭火器灭火C.镁在任何条件下都不能与水反应D.镁能在N2中燃烧,且生成MgN答案B【解析】镁不是两性金属,不能与NaOH溶液反应,故A错误；镁能在CO2中燃烧,故B正确；镁在加热条件下能与水反应生成氢氧化镁和氢气,故C错误；镁能在N2中燃烧,且生成Mg3N2,故D错误。2.下列关于铝单质的叙述中,正确的是()A.不能

7、用铝制的器皿来盛放酸梅汤或碱水是因为铝会和酸或碱反应B.铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为铝的化学性质很稳定C.铝和NaOH溶液反应：Al2OH=AlO2H2D.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,熔化后的液态铝会滴落下来,是因为金属铝的熔点较低答案A【解析】A项,无论是铝还是其氧化物都能与酸或碱反应,正确；B项,铝表面形成致密的氧化膜,错误；C项,电荷、原子均不守恒,正确的离子方程式为2Al2OH2H2O=2AlO3H2,错误；D项,打磨后的铝箔在酒精灯上灼烧表面生成Al2O3,高熔点的Al2O3兜住了熔融的液态铝,不会滴落,错误。3.铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能

8、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和氢氧化钠溶液中,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100 mL 3 molL1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,测得生成的气体体积比为V(甲)V(乙)12,则加入铝粉的质量为_(填字母)

9、。A.5.4 g B.3.6 g C.2.7 g D.1.8 g答案(1)11(2)13(3)31(4)A【解析】(1)根据化学方程式：2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2,得Al与H2的关系式均为2Al3H2,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：6HCl3H2、2NaOH3H2,故当HCl、NaOH物质的量相等时,二者产生H2的体积比为13。(3)因为铝足量且产生H2的量相等,根据关系式n(HCl)n(NaOH)31,又因为两溶液体积相等,故物

10、质的量浓度c(HCl)c(NaOH)n(HCl)n(NaOH)31。(4)其反应原理分别为2Al6HCl=2AlCl33H2,2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。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13,而题设条件体积比为12,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。2Al6HCl =2AlCl33H2 6 mol 3 mol 3 molL10.1 L 0.15 mol则Al与NaOH反应生成的H2为0.15 mol20.3 mol。2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2227 g3 mol5.4 g 0.3 mo

11、l即投入的铝粉为5.4 g。铝与酸或碱反应生成H2的量的关系2Al6HCl=2AlCl33H22Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(1)等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应：产生H2的物质的量相等。消耗H、OH的物质的量之比为n(H)n(OH)31。(2)足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应：消耗Al的物质的量之比为13。生成H2的物质的量之比为13。(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应：若产生氢气的体积比为1,则必定铝与盐酸反应时,铝过量而HCl不足。 铝与氢氧化钠溶液反应时,铝不足而NaOH过量。题组二氧化铝、氢氧化铝的特性及应用4.下列除去杂质

12、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Al3C.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答案B【解析】Al(OH)3不溶于氨水,故向含少量Al3的Fe3溶液中加入过量氨水时,Fe3、Al3均转化为氢氧化物沉淀,达不到除杂的目的。5.(2020内江高三月考)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()加盐酸溶解加烧碱溶液溶解过滤通入过量CO2

13、生成Al(OH)3沉淀加入盐酸生成Al(OH)3沉淀加入过量烧碱溶液A. B.C. D.答案B6.工业上以铝土矿(主要成分是氧化铝,含氧化铁杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：下列叙述正确的是()A.反应中试剂X是氢氧化钠溶液B.试剂Y是HCl,它与AlO反应生成氢氧化铝C.图中所示转化反应中包含2个氧化还原反应D.将X与Y试剂进行对换,最终可以达到相同结果答案A【解析】B项,若试剂Y是HCl,它与AlO反应生成Al3,错误；C项,图中所示转化只有一步是氧化还原反应2Al2O34Al3O2,错误；D项,试剂X为氢氧化钠,滤渣C为氧化铁,滤液A为偏铝酸钠和氢氧化钠混合溶液,通入过量二氧化碳气体,发生反应：NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3,不能对换,错