20192020年高考一轮课程化学全国通用版镁铝及化合物教案

2019年高考一轮复习镁、铝及其化合物教材版本全国通用课时说明（建议）2课时知识点镁、铝的性质及用途氧化铝和氢氧化铝性质及用途铝盐和偏铝酸盐的性质用数形结合思想理解“铝三角·”化工生产中镁、铝及其化合物的转化关系复习目标1、掌握金属镁、铝及其重要化合物的主要性质。2、掌握铝及铝的化合物之间相互转化的应用。3、能规范解答利用图像、数据、实验等手段综合考查镁铝及其化合物的性质的题目。复习重点1、理解镁、铝的性质及用途。2、掌握铝及化合物间的相互转换。3、用图像分析铝及化合物之间的转换。复习难点化工生产中铝、镁及其化合物的转化关系一、自我诊断知己知彼1．（2017年郴州一模）下列有关金属及其化合物的说法正确的是（）A．铝和氢氧化钠溶液反应生成Al(OH)3和H2OB．钠在空气中燃烧生成淡黄色的Na2OC．铁在高温下与水蒸气反应生成Fe2O3和H2D．用碳酸钠和氢氧化钙反应制NaOH2．(2015年山东高考第10题)某化合物由两种单质直接反应生成，将其加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生。下列化合物中符合上述条件的是()A．AlCl3B．Na2OC．FeCl2D．SiO23．(2013年山东理综第9题)足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是()A．氢氧化钠溶液B．稀硫酸C．盐酸D．稀硝酸4.(2016届苏州一模)利用铝热反应可以焊接钢轨。下列说法正确的是（）A．铝、氧化铝中铝元素微粒的半径r(Al3+)＜r(Al)B．工业上可用铝热反应的方法提取镁C．在铝热反应中化学能全部转化为光能D．在铝热反应中铁的还原性大于铝的还原性5．(2015年天津高考改)向盛有10mL1mol·L－1NH4Al(SO4)2溶液的烧杯中滴加1mol·L－1NaOH溶液，沉淀物质的量随NaOH溶液体积的变化示意图如下：(1)写出m点反应的离子方程式：__________________________________________。(2)若在NH4Al(SO4)2溶液中改加20mL1.2mol·L－1Ba(OH)2溶液，充分反应后，溶液中产生沉淀的物质的量为________mol。【参考答案】1、D2、A3、A4、A5、(1)NH＋4＋OH－===NH3·H2O(2)0.022【解析】1、A、铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，错误，不选A；B、钠在空气中燃烧生成淡黄色的过氧化钠，错误，不选B；C、铁在高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，错误，不选C；D、碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，正确，选D。2、选A。AlCl3可由Al与Cl2反应制得，AlCl3与Ba(HCO3)2反应生成CO2和Al(OH)3沉淀，A正确；Na2O与Ba(HCO3)2反应没有气体生成，B错误；FeCl2不能由两种单质直接反应生成，C错误；SiO2不与Ba(HCO3)2反应，D错误。3、Al与稀硝酸反应生成NO气体，D项不符合题意；2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)2＋3H2↑，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，可知消耗溶质物质的量最少的是NaOH溶液，A项符合题意。4、A．铝离子含有2个电子层，铝原子含有3个电子层，则微粒的半径大小为：r(Al3+)＜r(Al)，故A正确；B．由于铝的还原性弱于镁，无法通过铝热反应提取镁，工业上通常采用电解熔融氯化镁的方法获得镁，故B错误；C．在铝热反应中，化学能除了转化成光能，还转化为热能等能量，故C错误；D．铝热反应中，被置换出的金属的还原性必须小于Al的，如铁的还原性小于铝的还原性，故D错误；故选A。5、(1)向NH4Al(SO4)2溶液中加入NaOH溶液，由图像分析，先发生Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，之后是NH＋4＋OH－===NH3·H2O，最后是沉淀的溶解：Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O，故m点的离子反应为NH＋4＋OH－===NH3·H2O。(2)因NH4Al(SO4)2的物质的量为0.01L×1mol·L－1＝0.01mol，Ba(OH)2的物质的量为0.02L×1.2mol·L－1＝0.024mol，产生沉淀的反应有两类，一是SO42−＋Ba2＋===BaSO4↓，n(SO42−)＝0.01mol×2＝0.02mol，0.02mol＜0.024mol，故n(BaSO4)＝0.02mol；二是OH－参与的反应，Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓0.01mol0.03mol0.01molOH－余0.024mol×2－0.03mol＝0.018mol，之后发生反应：NH＋4＋OH－===NH3·H2O，n(NH4＋)＝0.01mol，再消耗OH－0.01mol，则剩余OH－为0.018mol－0.01mol＝0.008mol，最后发生沉淀的溶解：Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O，OH－为0.008mol，溶解Al(OH)30.008mol，则剩余Al(OH)3为0.01mol－0.008mol＝0.002mol。溶液中产生沉淀的物质的量为0.02mol＋0.002mol＝0.022mol。二、温故知新夯实基础1、镁、铝的性质及用途（1）铝的结构和存在铝位于元素周期表第三周期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。（3）金属铝的化学性质图中有关反应的化学方程式或离子方程式：①②2Al＋3Cl2=====点燃2AlCl3③④2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑⑤2Al＋Fe2O3=====高温Al2O3＋2Fe(铝热反应)（4）对比记忆镁的化学性质铝镁与非金属反应能被Cl2、O2氧化2Mg＋O2=====点燃2MgO3Mg＋N2=====点燃Mg3N2（黄色）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=====点燃2MgO＋C（5）铝的用途及制备纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。2、氧化铝和氢氧化铝性质及用途（1）氧化铝的性质及制备①物理性质：白色固体，难溶于水，有很高的熔点。②化学性质对比氧化镁和氧化铝。MgOAl2O3(1)类型碱性氧化物两性氧化物(2)物理性质白色粉末，密度小，熔点高白色粉末，不溶于水，熔点高，天然Al2O3俗称刚玉(3)与水反应缓慢反应：MgO＋H2O===Mg(OH)2不反应(4)与酸反应MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2OAl2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O(5)与碱反应不反应Al2O3＋2OH－===2AlO2－＋H2O(6)制取Mg(OH)2=====△MgO＋H2O2Al(OH)3=====△Al2O3＋3H2O(7)主要用途熔点高(MgO熔点比Al2O3高)，都是优良的耐火材料Al2O3是冶炼铝的原料2Al2O3(熔融)=====电解冰晶石4Al＋3O2↑（2）氢氧化铝的性质及制备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：Al(OH)3的电离方程式为①②受热分解：2Al(OH)3=====△Al2O3＋3H2O。(3)制备①向铝盐中加入氨水，离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4。②NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3。③NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：3AlO－2＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓。3、铝盐和偏铝酸盐的性质1.铝盐的化学性质和强碱反应：Al3＋＋3OH－（少量）===Al(OH)3↓Al3＋＋4OH-（过量）===AlO－2＋2H2O和弱碱反应：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4常见的铝盐：:明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，其是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH7(填“”、“”或“＝”)。明矾可以净水，其净水的原理是Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。2.偏铝酸盐的化学性质和强酸反应：AlO－2＋H＋（少量）＋H2O===Al(OH)3↓AlO－2＋4H＋（过量）==Al3＋＋2H2O和弱酸反应：2AlO－2＋CO2（少量）＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO32−AlO－2＋CO2（过量）＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－34、用数形结合思想理解“铝三角”1.Al3＋、Al(OH)3、AlO－2之间的转化关系实现上述各步转化的离子方程式。(1)①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4②Al3＋＋3AlO－2＋6H2O===4Al(OH)3↓③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓(2)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O(3)Al3＋＋4OH－===AlO－2＋2H2O(4)AlO－2＋4H＋===Al3＋＋2H2O(5)①AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3②AlO－2＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓(6)Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O2.与Al(OH)3沉淀生成有关的图像分析(1)可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像(从上述转化关系中选择符合图像变化的离子方程式，下同)操作可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量现象立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失图像方程式序号AB：(1)③BD：(6)AB：(3)BC：(1)②(2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像操作偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量稀盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量现象立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失无沉淀→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失图像方程式序号AB：(5)②BC：(2)AB：(4)BC：(1)②3.拓展图像(1)向AlCl3溶液中逐滴加入氨水或NaAlO2溶液至过量，图像如图1所示。(2)向NaAlO2溶液中逐滴加入AlCl3溶液或通入CO2至过量，图像如图2所示。(3)向含MgCl2、AlCl3、盐酸、NH4Cl的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液至过量，沉淀图像如图3所示。则反应的先后顺序与图像关系为①H＋――→OH－H2O②Mg2＋、Al3＋――→OH－Mg(OH)2、Al(OH)3③NH＋4――→OH－NH3·H2O④Al(OH)3――→OH－AlO－25、化工生产中镁、铝及其化合物的转化关系1.从海水中提取镁的流程(1)流程：(2)主要化学反应：①制石灰乳：CaCO3=====高温CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca(OH)2；②沉淀Mg2＋：Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋Ca2＋；③制备MgCl2：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O；④电解MgCl2：MgCl2(熔融)=====电解Mg＋Cl2↑。2.工业炼铝的流程铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界主要以化合态的形式存在于氧化铝中。铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，冶炼金属铝很重要的一个过程是Al2O3的提纯。由于Al2O3是两性氧化物，而杂质SiO2是酸性氧化物，Fe2O3是碱性氧化物，因而可设计出两种提纯氧化铝的方案。方案一：碱溶法方案二：酸溶法三、典例剖析思维拓展考点一铝、镁的性质例1(2016届北京朝阳模拟)镁粉是焰火、闪光粉、鞭炮中不可少的原料。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