2019届一轮复习人教版第7讲镁、铝及其重要化合物学案

2019届一轮复习人教版第7讲镁、铝及其重要化合物学案

第7讲　镁、铝及其重要化合物 考纲要求 学法点拨 ‎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 Z ‎ ‎1．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__。‎ ‎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__。‎ ‎2．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。‎ X ‎ ‎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(　×　)‎ ‎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．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。‎ 题组一　镁的性质及应用 ‎1．(2018·经典习题选萃)某同学通过系列实验探讨Mg及其化合物的性质， 下列对整个过程说法正确的是(　B　)‎ 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 ‎[解析]　稀释浓硫酸时，应将浓硫酸慢慢加入水中，并用玻璃棒不断搅拌，A项错误；B项正确；应将Mg(OH)2浊液沿玻璃棒慢慢引流到漏斗中过滤，C项错误；Mg(OH)2与稀盐酸反应得到MgCl2溶液，若直接加热，Mg2＋会水解生成Mg(OH)2，从而得不到纯净的无水MgCl2固体，加热时应不断通入HCl气体，这样才能得到纯净的无水MgCl2固体，D项错误。‎ ‎2．等质量的金属镁分别在下列气体中充分燃烧：①O2、②CO2、③N2、④空气，燃烧后固体的质量分别是W‎1 g、W‎2 g、W‎3 g、W‎4 g，试比较它们的大小：__W2>W1>W4>W3__。 题组二　海水中提取镁 ‎3．(2018·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．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＋2H2O??Mg(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．(2018·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(OH)2应怎样除去？写出实验步骤：__加入MgCl2溶液或Mg(NO3)2溶液，充分搅拌、过滤，沉淀用蒸馏水洗涤__。‎ ‎(3)实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的。‎ 溶解时：__搅拌，加速溶解__；‎ 过滤时：__引流，使浊液沿玻璃棒注入漏斗，防止外洒__；‎ 蒸发时：__搅拌，防止因局部过热使液滴或晶体飞溅__。‎ ‎[解析]　(1)根据Cl、H、O三种元素守恒可知，在空气中加热MgCl2·6H2O，除生成Mg(OH)Cl或MgO外，还有HCl和H2O生成。(2)为防止引入新杂质，可用MgCl2溶液或Mg(NO3)2溶液将Ca(OH)2转化为Mg(OH)2，然后过滤、洗涤Mg(OH)2。(3)溶解固体时使用玻璃棒是为了加速溶质的扩散，提高溶解速率；在过滤时使用玻璃棒是为了引流液体，防止外洒；蒸发结晶过程中使用玻璃棒是为了防止因局部过热而使液滴或晶体飞溅。‎ 考点二　铝单质的性质及其制备 Z ‎ ‎1．铝的原子结构和存在 铝的原子结构示意图为____。铝位于元素周期表__第3周期第ⅢA族__，自然界中的铝全部以__化合__态存在。‎ ‎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．铝的化学性质 写出上图中有关反应的化学方程式或离子方程式：‎ ‎①Al形成致密的氧化膜，__4Al＋3O2===2Al2O3__‎ ‎②__2Al＋3Cl22AlCl3__‎ ‎③Al ‎④离子方程式：__2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑__‎ ‎⑤__2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3__‎ ‎4．铝的制备及用途 ——电解熔融Al2O3：__2Al2O34Al＋3O2↑__‎ ——纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、‎ ‎ 　 　生活用品等。‎ X ‎ ‎1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 ‎(1)铝制餐具可长时间存放酸性或碱性食物。(　×　)‎ ‎(2)铝箔插入稀硝酸中无现象，说明铝箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜。(　×　)‎ ‎(3)工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al。(　√　)‎ ‎(4)1 mol Al与足量的硫酸或足量的氢氧化钠溶液反应转移电子数相同。(　√　)‎ ‎(5)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。(　×　)‎ ‎2．铝的化学性质活泼，为什么日常生活中广泛使用的铝制品通常具有较强的抗腐蚀性能？常温下为什么能用铝制槽车来储运浓H2SO4或浓HNO3？ 答案：铝在常温下迅速被氧气氧化，形成一层致密的氧化膜，保护铝不再被氧化，因而铝制品通常具有较强的抗腐蚀性能。常温时，浓H2SO4和浓HNO3能使铝钝化，因此可用铝制槽车储运浓H2SO4或浓HNO3。‎ 题组一　铝的性质与应用 ‎1．化学与科学、技术、社会、环境密切相关。下列说法不正确的是(　B　)‎ A．常温下浓硝酸与铝发生钝化，可用铝制容器存放浓硝酸 B．MgCl2、AlCl3溶液中分别加入过量的氨水来比较镁、铝的金属性强弱 C．铝合金的大量使用归功于人们能使用电解法从氧化铝中获得铝 D．明矾在水中能形成Al(OH)3胶体，可用作净水剂 ‎[解析]　MgCl2和AlCl3分别加入过量氨水，均会产生白色沉淀，故无法用氨水比较Mg、Al金属性的强弱。‎ ‎2．镁、铝单质的化学性质以相似为主，但也存在某些重大差异性，下列物质能用于证明两者存在较大差异性的是(　C　)‎ ‎①CO2　 ②盐酸　③NaOH溶液　④水 A．①④　 B．①②③　‎ C．①③　 D．②③④‎ 题组二　铝与酸、碱反应的定量分析 ‎3．两份铝屑，第一份与过量的盐酸反应，第二份与过量的NaOH溶液反应，产生氢气的体积比为1∶3，则第一份铝屑与第二份铝屑的质量比为(　B　)‎ A．1∶1　 B．1∶3　‎ C．1∶2　 D．2∶1‎ ‎[解析]　根据2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知，Al无论是与盐酸反应还是与NaOH溶液反应，相同质量的铝屑完全反应生成的氢气的量相同。若产生氢气的体积比为1∶3，说明两份铝的质量比为1∶3，B正确。‎ ‎4．(2018·试题调研)将‎5.4 g Al投入到200.0 mL 2.0 mol/L的某溶液中有氢气产生、充分反应后有金属剩余。该溶液可能为(　D　)‎ A．HNO3溶液　 B．Ba(OH)2溶液 C．H2SO4溶液　 D．HCl溶液 ‎[解析]　因HNO3具有强氧化性，与Al反应不产生H2，故A项首先排除。Al与碱反应的关系为Al～OH－，Al与酸反应的关系为Al～3H＋，溶解0.2 mol的Al需OH－、H＋的物质的量分别为0.2 mol、0.6 mol，Ba(OH)2提供0.8 mol OH－，H2SO4提供0.8 mol H＋而HCl只提供0.4 mol H＋，故“剩余金属的情况”只能为D项。‎ ‎5．(2018·广东高三检测)镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积(V)与时间(t)关系如图。反应中镁和铝的(　A　)‎ A．物质的量之比为3∶2 B．质量之比为3∶2‎ C．摩尔质量之比为2∶3 D．反应速率之比为2∶3‎ ‎[解析]　由图象可知，两个反应中生成的氢气一样多，说明两种金属提供的电子数目一样多，则镁、铝的物质的量之比为3∶2，质量之比为4∶3，故A项正确，B项错误。 镁、铝的摩尔质量之比为8∶9，C项错。由图象镁、铝与硫酸反应需要的时间之比为2∶3，则二者的速率之比为3∶2，D项错。‎ ‎6．(2018·辽宁抚顺模拟)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3mol·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，测得生成的气体体积比为V(甲)∶V(乙)＝1∶2，则加入铝粉质量为(　A　)‎ A．‎5.4 g　 B．‎3.6 g　‎ C．‎2.7 g　 D．‎‎1.8 g ‎[解析]　金属铝无论是与酸还是与碱溶液反应，反应实质均是：AlAl3＋，2H＋H2，故与酸或与碱溶液反应时铝与氢气的关系式均为2Al～3H2。‎ 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↑‎ ‎　　6mol　　　　　　3mol ‎3mol·L－1×‎0.1L　　0.15mol 则Al与NaOH反应生成的H2为0.15 mol×2＝0.3mol。‎ ‎2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑‎ ‎2×‎27g　　　　　　　　　　　　3mol ‎5．‎4g　　　　　　　　　　　　0.3mol 即投入的铝粉为‎5.4g。‎ ‎7．(2017·甘肃平凉一模)将一定量的钠铝合金置于水中，合金全部溶解，得到20 mL pH＝14的溶液，然后用1 mol·L－1的盐酸滴定，沉淀质量与消耗盐酸的体积关系如图所示，则下列选项正确的是(　D　)‎ A．原合金质量为‎0.92 g B．标准状况下产生氢气896 mL C．图中V2＝60 D．图中m＝1.56‎ ‎[解析]　由图像可知，向合金溶解后的溶液中加盐酸，先发生反应NaOH＋HCl===NaCl＋H2O，后发生反应NaAlO2＋HCl＋H2O===NaCl＋Al(OH)3↓，最后发生反应Al(OH)3＋3HCl＝AlCl3＋3H2O。‎ 合金溶解后所得溶液中氢氧化钠的物质的量为 ‎0．‎02 L×1 mol·L－1＝0.02 mol，‎ 由NaOH＋HCl===NaCl＋H2O，‎ 则V1＝＝‎0.02 L＝20 mL，‎ 生成沉淀消耗的盐酸的体积为40 mL－20 mL＝20 mL，‎ HCl物质的量为‎0.02 L×1 mol·L－1＝0.02 mol，‎ 由NaAlO2＋HCl＋H2O===NaCl＋Al(OH)3↓‎ ‎0.02 mol　0.02 mol　　　　　0.02 mol 由钠元素及铝元素守恒可知，合金的质量为0.04 mol×‎23 g·mol－1＋0.02 mol×‎27 g·mol－1＝‎1.46 g，A项错误；由2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、2Al＋2H2O＋2NaOH===2NaAlO2＋3H2↑，生成氢气的物质的量为0.02 mol＋0.03 mol＝0.05 mol，标准状况下的体积为0.05 mol×‎22.4 L·mol－1＝‎1.12 L，B项错误；由Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O可知，溶解沉淀需要0.06 mol HCl，需1 moI·L－1盐酸的体积为60 mL，则V2＝40 mL＋60 mL＝100 mL，C项错误；由上述计算可知，生成Al(OH)3沉淀的物质的量为0.02 mol，其质量为0.02 mol×‎78 g·mol－1＝‎1.56 g，D项正确。‎ 萃取精华：‎ 铝与酸、碱反应生成H2的量的关系 ‎(1)无论与酸还是与碱反应，Al与H2的关系都是2Al～3H2。‎ ‎(2)等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为＝1∶1。‎ ‎(3)足量的铝分别与等物质的量的HCl和氢氧化钠反应，产生氢气的体积比为＝1∶3。‎ ‎(4)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<‎ eq f(VHCl(H2),VNaOH(H2))<，则必定是a.铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；b.铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而氢氧化钠过量。‎ 考点三　铝的重要化合物 Z ‎ ‎1．氧化铝 ‎(1)化学性质(用离子方程式表示)：‎ — ‎(2)用途：熔点很高，是一种比较好的耐火材料，还可制作各种宝石。‎ ‎2．氢氧化铝 ‎(1)化学性质：‎ 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：‎ ‎①__Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O__；‎ ‎②__Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O__；‎ ‎③__2Al(OH)3Al2O3＋3H2O__。‎ ‎(2)制备：‎ ‎①向铝盐中加入NH3·H2O，离子方程式为 ‎__Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH__；‎ ‎②向偏铝酸盐中通入足量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__，其净水的原理涉及的离子方程式表示为__Al3＋＋3H2O??Al(OH)3(胶体)＋3H＋__。‎ 特别提醒：‎ ‎(1)Al(OH)3的电离方程式为：‎ ‎(2)Al2O3、MgO的熔点很高，可用作耐火材料，但氧化铝坩埚不能用于熔融NaOH固体。‎ ‎(3)中学化学中常见的既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的物质有①Al、‎ ‎②Al2O3、③Al(OH)3、④多元弱酸的酸式盐(如NaHCO3)、⑤弱酸的铵盐[如(NH4)2CO3]。‎ X ‎ ‎1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 ‎(1)MgO、Al2O3的熔点很高，可制作耐高温材料，工业上也用其电解冶炼对应的金属(　×　)‎ ‎(2)AlCl3溶液中加入过量稀氨水：Al3＋＋4NH3·H2O===AlO＋4NH＋2H2O(　×　)‎ ‎(3)下列物质的转化在给定条件下能够实现：‎ Al2O3NaAlO2(aq)Al(OH)3(　√　)‎ ‎(4)向NaAlO2溶液中通入过量CO2的离子方程式：2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO(　×　)‎ ‎(5)用可溶性铝盐制取Al(OH)3最好选用NaOH溶液而不选用氨水(　×　)‎ ‎(6)AlO与HCO可能大量共存(　×　)‎ ‎(7)氢氧化铝、NaHCO3、Na2CO3均可作胃酸的中和剂(　×　)‎ ‎(8)氧化铝是金属氧化物，也是碱性氧化物(　×　)‎ ‎(9)铝抗腐蚀能力较强的主要原因是铝与氧气反应使表面生成一层致密的氧化膜。(　√　)‎ ‎(10)用氢氧化钠溶液可以除去铝片表面的氧化膜。(　√　)‎ ‎(11)Al(OH)3既溶于酸溶液又溶于碱溶液。(　×　)‎ ‎(12)强酸性溶液中铝元素以Al3＋形式存在，强碱性溶液中铝元素以AlO形式存在。(　√　)‎ ‎2．问题思考： ‎(1)制备Al(OH)3时为什么不用NaOH溶液，而使用氨水？‎ 答案：(1)NaOH溶液可以溶解Al(OH)3，而氨水不能溶解Al(OH)3。‎ ‎(2)明矾的净水作用与液氯对自来水的消毒作用是否相同？‎ 答案：不同。明矾净水只是除去水中的悬浮杂质，不能杀菌消毒，而液氯只能杀菌消毒。不能沉淀悬浮的杂质。‎ ‎(3)在做铝的燃烧实验时，用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热至其熔化，会看到的现象是铝箔熔化，失去光泽，但熔化的铝并不滴落。原因是__铝箔加热时与O2发生反应生成熔点很高的Al2O3薄膜，内部的铝被Al2O3包裹着，所以熔化的铝不易滴下__。‎ ‎(4)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：①弱酸的铵盐，如 NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；②‎ 弱酸的酸式盐，如NaHCO3、KHS、NaHSO3等；③氨基酸等 题组一　铝及其化合物的性质及应用 ‎1．(2018·江西九江高三模拟)下列各组物质，不能按“bca”(“→”表示反应一步完成)关系转化的是(　C　)‎ 选项 a b c A Al2O3‎ NaAlO2‎ Al(OH)3‎ B AlCl3‎ Al(OH)3‎ NaAlO2‎ C Al Al(OH)3‎ Al2O3‎ D MgCl2‎ Mg(OH)2‎ MgO ‎2.下列关于铝及其化合物的叙述中错误的是(　A　)‎ A．常温下铝与浓硝酸反应制得大量的NO2‎ B．Al、Al2O3、Al(OH)3都可溶于NaOH溶液和盐酸中 C．向AlCl3溶液中滴加氨水，产生白色沉淀；再加过量NaHSO4溶液，沉淀消失 D．能用同一个离子方程式表示氨水滴入Al2(SO4)3溶液和Al2(SO4)3溶液滴入浓氨水的反应 ‎[解析]　常温下铝遇浓HNO3发生钝化，A错误。‎ ‎3．(双选)下列说法中正确的是(　AB　)‎ A．Al2(SO4)3和小苏打反应是泡沫灭火器的原理 B．Al2O3熔点高，可用作耐高温材料 C．Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应 D．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，是因为铝的熔点较低 E．将浓硝酸滴入用砂纸打磨过的铝条中，会产生红棕色气体 F．将氯化铝溶液滴入浓氢氧化钠溶液中，会产生大量白色沉淀 G．铝与Fe2O3发生铝热反应，反应后固体质量增加 ‎[解析]　泡沫灭火器的原理是：Al3＋与HCO发生相互促进水解反应，产生大量泡沫，A项正确；Al2O3熔点高，可用作耐高温材料，B项正确。‎ ‎4．(2017·芜湖模拟)某校化学兴趣小组用如图所示过程除去AlCl3溶液中含有的Mg2＋、K＋杂质离子并尽可能减少AlCl3的损失。‎ 下列说法正确的是(　D　)‎ A．NaOH溶液可以用氨水来代替 B．溶液a中含有Al3＋、K＋、Cl－、Na＋、OH－‎ C．溶液b中只含有NaCl D．向溶液a中滴加盐酸需控制溶液的pH ‎[解析]　A项用氨水将会使Al3＋、Mg2＋均沉淀下来，达不到分离的目的；B项溶液a中，Al3＋已转化为AlO不再含有Al3＋；C项b中含有KCl、NaCl、HCl等物质；D项若不控制pH，沉淀a[Al(OH)3]将不能分离出来。‎ 萃取精华：‎ ‎1．两性物质的概念辨析 两性物质是指既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的化合物，既能与酸反应又能与碱反应的物质不一定是两性物质，Al2O3、Al(OH)3、氨基酸是两性物质。‎ ‎2．Al(OH)3与Al2O3两性的重要应用 ‎(1)用过量NaOH溶液检验Al3＋的存在。‎ ‎(2)用过量NaOH溶液鉴别Al3＋和Mg2＋。‎ ‎(3)用互滴法鉴别Al3＋与OH－、AlO与H＋。‎ ‎(4)用过量NaOH溶液和相应酸溶液分离Al3＋与Mg2＋、Fe3＋等离子或分离MgO、Al2O3。‎ 题组二　Al(OH)3的制备 ‎5．用含少量镁粉的铝粉制取纯净的Al(OH)3，下列操作步骤中最恰当的组合是(　B　)‎ ‎①加足量盐酸溶解 ‎②加足量烧碱溶液溶解 ‎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 A．①②⑤③　　　　　　 B．②③④③‎ C．②③⑤③　 D．①③⑤③‎ ‎[解析]　Al(Mg) ‎6．(2018·山东潍坊高三检测)用稀H2SO4、NaOH溶液和金属铝为原料制取Al(OH)3。甲、乙、丙三位学生的制备途径分别是 甲：AlAl2(SO4)3Al(OH)3‎ 乙：AlNaAlO2Al(OH)3‎ 丙：→Al(OH)3‎ 若要得到等量的Al(OH)3，则(　B　)‎ A．三者消耗的原料相同 B．甲消耗的原料的总物质的量最多 C．乙消耗的原料的总物质的量最少 D．丙消耗的原料的总物质的量最多 ‎[解析]　从量的关系看，假定有1 mol铝，则甲耗1.5 mol H2SO4和3 mol NaOH，乙耗1 mol NaOH和0.5 mol H2SO4，丙拆成四份，一份与H2SO4反应，耗H2SO4 0.375 mol，三份与NaOH反应，耗NaOH 0.75 mol，故甲消耗原料的总物质的量最多，丙消耗原料的总物质的量最少。‎ ‎7．若甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备Al(OH)3。规定必用的药品如下：‎350 g 70%H2SO4溶液，NaOH固体‎240 g，足量铝屑、水(不能用其他药品)。 甲、乙、丙用各自设计的方案制得Al(OH)3的质量分别是W‎1 g、W‎2 g、W‎3 g。三种实验方案如下：‎ 甲：铝→加NaOH溶液→加H2SO4溶液→W‎1 g Al(OH)3‎ 乙：铝→加H2SO4溶液→加NaOH溶液→W‎2 g Al(OH)3‎ 丙：→W‎3 g Al(OH)3‎ 试回答：‎ ‎(1)从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素分析，实验方案最合理的是__丙__。‎ ‎(2)三位学生制得的Al(OH)3的质量由大到小的顺序是__W3>W1>W2__。‎ ‎(3)制得Al(OH)3的最大质量约是__520_g__。‎ ‎[解析]　甲：制取2 mol Al(OH)3消耗H＋ 2 mol，OH－ 2 mol。‎ 乙：制取2 mol Al(OH)3消耗H＋ 6 mol，OH－ 6 mol。‎ 丙：制取2 mol Al(OH)3消耗H＋ 1.5 mol，OH－ 1.5 mol。‎ 结论是丙以较少的原料制出较多的Al(OH)3；乙以较多的原料制出较少的产品；相同的原料制取的Al(OH)3质量应是W3>W1>W2。‎ 萃取精华：‎ Al(OH)3的三种制备方法 制取Al(OH)3时，一般不用强酸或强碱溶液，因为强酸、强碱能溶解生成的Al(OH)3，而又无法控制酸碱的用量，一般使用氨水或CO2制取。‎ 题组三　铝三角的转化关系及应用 ‎8．(2018·天津高三检测)A、B、C、D、E五种化合物均含有某种短周期常见元素，它们的转化关系如图所示，其中A的溶液为澄清溶液，C为难溶的白色固体，E易溶于水，取A的溶液灼烧，焰色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃)。 ‎(1)写出化学式：A__KAlO2__，B__Al(OH)3__，C__Al2O3__，D__AlCl3__，E__NaAlO2__。‎ ‎(2)写出下列的的离子方程式：‎ A→B：__AlO＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO__；‎ A→D：__AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O__。‎ ‎[解析]　在短周期元素形成的化合物中，既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的物质必为两性物质。又因为B受热时转化为C，故可知C为Al2O3，B为Al(OH)3，由此推出D是AlCl3，E为NaAlO2；A与过量CO2反应生成Al(OH)3，且A的溶液的焰色反应为浅紫色，则A为KAlO2。‎ 萃取精华：‎ Al3＋、Al(OH)3、AlO之间的转化关系 有关反应的离子方程式为：‎ ‎①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)↓＋3NH ‎②Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓‎ ‎③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓‎ ‎④Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O ‎⑤Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O ‎⑥AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O ‎⑦AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO ‎⑧AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓‎ ‎⑨Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O 题组四　与铝有关的图象分析 ‎ 9.(2018·经典习题选萃)下列图像中，纵坐标为沉淀量，横坐标为某溶液中加入的反应物的物质的量，选择合适图像对应的序号填空。 ‎(1)向AlCl3溶液中加入氨水至过量__③__。‎ ‎(2)向AlCl3溶液中加入NaOH溶液至过量__⑥__。‎ ‎(3)向AlCl3、MgCl2混合溶液中加入NaOH溶液至过量__①__。‎ ‎(4)向澄清石灰水中通入过量CO2__②__。‎ ‎(5)向含有少量盐酸的AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液__⑤__。‎ ‎(6)向含有少量HCl的AlCl3溶液中加入过量氨水__④__。‎ ‎10．(2017·成都模拟)如图所示为向一定量AlCl3溶液中加入NaOH溶液后，产生Al(OH)3白色沉淀的质量与OH－的物质的量之间的关系曲线。 请回答下列问题：‎ ‎(1)A点时已参加反应的AlCl3和NaOH的物质的量之比为__1∶3__。‎ ‎(2)AB段曲线所表示的反应的离子方程式为__Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O__。‎ ‎(3)向B处生成的溶液中通入二氧化碳，可观察到的现象是__生成白色沉淀__。‎ ‎[解析]　(1)OA段发生反应：AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl，到达A点时，生成沉淀量最大，即n(AlCl3)∶n(NaOH)＝1∶3。‎ ‎(2)AB段发生的反应为Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。‎ ‎(3)B点所得的溶液的溶质为NaAlO2、NaCl，通入CO2后发生的反应：AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO，现象是有白色沉淀生成。‎ ‎11．将一定质量的镁、铝合金投入100 mL一定物质的量浓度的HCl中，合金全部溶解，向所得溶液中滴加5 mol·L－1NaOH溶液到过量，生成沉淀的质量与加入的NaOH体积关系如图： ‎(1)原合金中镁、铝质量各多少？‎ ‎(2)HCl的浓度为多少？‎ ‎[答案]　(1)镁、铝的质量分别为‎4.8 g、‎‎2.7 g ‎(2)8 mol·L－1‎ ‎[解析]　(1)BC段发生反应Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，B点时n[Al(OH)3]＝(180－160)×10－‎3L×5 mol·L－1＝0.1 mol。AB段发生反应：①Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、②Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓其中反应①消耗n(NaOH)＝3n[Al(OH)3]＝3×0.1 mol＝0.3 mol，而AB段共消耗n(NaOH)＝(160－20)×10－‎3 L×5 mol·L－1＝0.7 mol，故A点n(Mg2＋)＝(0.7 mol－0.3 mol)＝0.2 mol 所以合金中Mg、Al的物质的量分别为0.2 mol、0.1 mol，m(Mg)＝0.2 mol×‎24 g·mol－1＝‎‎4.8 g m(Al)＝0.1 mol×‎27 g·mol－1＝‎2.7 g。‎ ‎(2)OA段发生反应：H＋＋OH－===H2O，O点溶液中n(HCl)＝20×10－‎3L×5 mol·L－1＝0.1 mol ‎100 mL盐酸中，n(HCl)＝0.1 mol＋2n(Mg)＋3n(Al)＝0.1 mol＋2×0.2 mol＋3×0.1 mol＝0.8 mol c(HCl)＝＝8 mol·L－1。‎ 萃取精华：‎ 突破Al(OH)3沉淀图像的三个秘诀 ‎(1)明晰横、纵坐标含义，然后通过曲线变化特点分析反应原理。‎ ‎(2)掌握Al3＋、Al(OH)3、AlO三者之间的转化比例。‎ Al3＋Al(OH)3AlO4OH－4H＋‎ ‎(3)明晰Al3＋溶液中加碱(OH－)的几种常见变形图像，如：‎ 图A中，n(H＋)∶n(Al3＋)＝2∶1。‎ 图B中，若已知原溶液中含有Mg2＋，则可推出：‎ n(Mg2＋)∶n(Al3＋)＝1∶1。‎ 图C中，若已知原溶液中含有H＋和Mg2＋，则可推导出：n(H＋)∶n(Al3＋)∶n(Mg2＋)＝2∶2∶1。‎ 要点速记：‎ ‎1．牢记一种地壳中含量最多的金属元素：Al。‎ ‎2．熟记二种两性化合物：Al2O3、Al(OH)3。‎ ‎3．掌握三种制备Al(OH)3的方法：‎ ‎①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH；‎ ‎②AlO＋CO2(足量)＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO；‎ ‎③Al3＋＋3AlO＋6H2O=== 4Al(OH)3↓。‎ ‎4．掌握与Al相关的六个离子方程式：‎ ‎①2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑‎ ‎②2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑‎ ‎③Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O ‎④Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O ‎⑤Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓‎ ‎⑥Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O ‎5．牢记与Mg相关的八个化学方程式：‎ ‎(1)2Mg＋O22MgO　3Mg＋N2Mg3N2‎ ‎(2)2Mg＋CO22MgO＋C ‎(3)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑‎ MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O ‎(4)Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑‎ ‎(5)MgCl2Mg＋Cl2↑‎ ‎6．在Al3＋、Al(OH)3、AlO之间的定性分析和定量计算问题中应注意：‎ ‎(1)分析图象或作图时不仅要注意加入的酸或碱的强弱，还要注意所加入的量和滴加的顺序，因为滴加的顺序不同可能产生的现象不同。‎ ‎(2)若产生的沉淀有多种，则应仔细分析相关量间的关系，要特别关注沉淀是否同步生成，沉淀物是否溶于所加入的过量试剂中，同时要注意横纵坐标的意义。‎