高二化学镁和铝

学科：化学教学内容：高二化学镁和铝【基础知识精讲】镁及其化合物转化关系铝及其化合物转化关系在学习过程中我们一定要注意以下几点：1.注重理论知识的指导作用，培养思维能力.如学习镁、铝性质时，可用元素周期表及周期律的理论为指导；在学习Al(OH)3两性时，可运用电离理论和化学平衡理论进行分析.这样不仅可以巩固所学的理论知识，还可以培养自己分析问题解决问题的能力.2.温故知新，培养自己归纳总结的能力.如铝的一些性质在初三和高一曾学习过.要在复习有关知识的基础上学完本节后学会总结、归纳的方法，使所学的知识系统化、网络化.3.充分发挥主体作用，培养自学能力.如金属的通性、合金等内容通过自学，不仅可以获得知识，更重要的是学会读书的方法，培养自学能力.4.掌握图像题的解题技巧，如Al(OH)3两性的计算.【重点难点解析】重点：(1)镁、铝的化学性质(2)铝的特性(3)三氧化二铝、氢氧化铝的两性难点：铝的特性及氢氧铝的两性.1.铝和强碱溶液反应，不是铝直接和碱反应，而是铝先和强碱溶液中的水反应生成氢氧化铝，然后氢氧化铝再和强碱反应生成偏铝酸盐.如铝和氢氧化钠溶液反应分两步进行；2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O标电子转移时就可以更清楚地理解铝和氢氧化钠溶液反应的实质：上式可简写为2Al+2H2O+2NaOH2NaAlO2+3H2↑2.氢氧化铝具有两性，可用电离平衡移动的原理来解释：氢氧化铝的电离方程式可表示如下：H2O+--23AlO+H+Al(OH)3Al3++3OH-(酸式电离)(碱式电离)其电离程度相当微弱，只有加入强酸(或强碱)时，大量的H+(或OH-)才能破坏氢氧化铝的电离平衡，使平衡向右(或左)移动，生成铝盐(或偏铝酸盐)，所以氢氧化铝既能与酸反应，又能与碱反应.当加入弱酸或弱碱时，因H+或OH-浓度太小，不能使上述平衡移动，因此Al(OH)3只溶于强酸或强碱，而不溶于弱酸或弱碱.3.Al3+、Al(OH)3、AlO-2之间的转化关系Al3++--23AlO+6H2O4Al(OH)3↓Al3+只能存在于酸性溶液中，AlO-2只能存在碱性溶液中，若将两种溶液混和且适量将全部生成Al(OH)3沉淀.4.Al(OH)3的制备：①用弱碱氨水与可溶性铝盐反应.Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH+4.②用可溶性偏铝酸盐与CO2反应：AlO-2+2H2O+CO2(过量)Al(OH)3↓+--3HCO2AlO-2+3H2O+CO2(少量)Al(OH)3↓+--23CO【难题巧解点拨】例1：等物质的量的钠、镁、铝分别与1L1mol/L的盐酸作用产生氢气，可出现下列四种情况：①Na＜Mg＜Al;②Na＜Mg=Al;③Na=Mg=Al;④Na＞Mg=Al.讨讨论上述四种情况所需金属的物质的量分别在何范围?分析：本题可用分段讨论的方法，但比较繁琐，用作图法则方便快捷.化学反应中，反应物与生成物的量通常成线性关系，作图时可利用特殊点(如刚开始反应，恰好完全反应等)画出投入金属量与产生氢气量的关系图，各种情况一目了然.根据Na～H+～21H2Mg～2H+～H2Al～3H+～23H2对于Na:起点O(0，0)，盐酸恰好完全反应时为A点(1，21)；对于Mg:起点O(0，0)，盐酸恰好完全反应时为B点(21、21)；对于Al：起点O(0，0)，盐酸恰好完全反应时为C点(31，21)显然，当n＜21时，Na＜Mg＜Al当21≤n＜1时，Na＜Mg=Al当n=1时，Na=Mg=Al当n＞1时，Na＞Mg=Al.参考答案：①n＜21②21≤n＜1③n=1④n＞1例2：把等质量的金属镁分别放在①纯氧气(O2)中②二氧化碳气体中③空气中，完全燃烧后，得到的固体物质的质量分别对应的是w1g，w2g和w3g.以三者的关系正确的是()A.w1＞w2＞w3B.w3＞w1＞w2C.w3＞w2＞w1D.w2＞w1＞w3分析：镁在氧气，空气或二氧化碳中燃烧反应的化学方程式共有：2Mg+O22MgO3Mg+N2Mg3N22Mg+CO23MgO+C由于镁在氧气中燃烧只生成MgO，而镁在二氧化碳气体中燃烧生成MgO和C；所以W2＞W1.而镁在空气中燃烧，除生成MgO外，还有少量Mg3N2.设1mol镁完全与O2反应生成1molMgO，其固体质量为40g；1molMg与氮气完全反应，生成31molMg3N2.固体质量为33.3g，故题中生成的固体质量应在40g与33.3g之间.所以有W1＞W3.综合上述分析，得关系式为W2＞W1＞W3.例3：将一块10gMg和Al的合金完全溶解于500ml4mol/L的盐酸中，再往所得溶液中加入多少毫升8mol/L的NaOH溶液，得到的沉淀最多?分析：本题旨在考查读者思维的灵活性.分析题中反应过程：由上述分析可知，沉淀最多时应是Mg2+和Al3+全部以Mg(OH)2和Al(OH)3形式存在的情形.显然，此时溶液中只存在NaCl，而不可能有HCl或NaOH.所以当n(Na+)=n(Cl-)也就是n(NaOH)=n(HCl)时，沉淀量是最多的.该方法称离子守恒法.答案：由n(NaOH)=n(HCl)可得V(NaOH)=)()()(NaOHcHClVHClc=LmolmlLmlLmol/8/10500/43=0.25L=250ml【命题趋势分析】常考知识点：1.金属的物理性质的选择题居多，难度偏易.2.Mg、Al单质的性质以选择、计算题居多，难度偏低或居中.3.Mg、Al化合物的性质，特别是Al2O3、Al(OH)3的两性及其物质间的转化，多以填空题或计算题考查，难度偏高.4.有关实验考查.【典型热点考题】1.能正确描述金属通性的是()A.具有金属光泽B.易导电、导热C.具有高的熔点D.具有强还原性本题参考答案：AB2.下列物质中可用于治疗胃酸过多的是()A.Na2CO3B.Al(OH)3C.CaOD.BaCO3本题参考答案：B3.某碱式碳酸镁［Mg(OH)2·xMgCO3］固体31g恰好与100ml8mol·L-1的HCl反应生成MgCl2溶液，则x为()A.1B.2C.3D.4本题参考答案：C4.某混合物A含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现下列物质之间的变化：据此判断：(1)固体B所含物质的化学式为.(2)固体E所含物质的化学式为.(3)反应①的离子方程式为.本题参考答案：(1)Al2O3(2)(NH4)2SO4、K2SO4(3)AlO-2+CO2+2H2OAl(OH)3↓+--3HCO【同步达纲练习】1.铝的熔、沸点比镁高，主要是因为()A.铝的分子量较大B.铝的共价键较强C.铝分子间作用力大D.铝的原子半径小，而价电子数多2.关于铝的性质，错误的说法是()A.铝的表面能形成致密的氧化膜，因此铝难腐蚀B.铝能溶解于冷的浓硝酸氧化成为硝酸铝C.铝能溶解于NaOH溶液生成偏铝酸钠和氢气D.铝能在氯气中燃烧，生成氯化铝3.现代建筑的门窗框架，常用电解加工成古铜色的硬铝，硬铝是()A.表面有氧化铝膜的纯铝B.Al-Mg合金C.Al-Cu-Mg-Mn-Si合金D.Al-Si合金4.称取两份铝屑，第一份加NaOH溶液，第二份加盐酸，要使第一个反应和第二个反应中产生氢气比为2∶1，则两份铝屑的质量比为()A.1∶1B.2∶1C.1∶4D.1∶25.不能发生铝热反应的物质是()A.V2O5B.Cr2O3C.MnO2D.MgO6.下面四个表示铝与过量NaOH溶液反应的化学方程式，从氧化还原角度考虑，正确的是()7.在有固体Mg(OH)2存在的饱和溶液中，存在平衡Mg(OH)2(固)Mg2++2OH-，若要使Mg(OH)2固体减少，可在饱和溶液中加入()A.MgCl2B.NaOHC.NH4ClD.Na2S8.以硫酸铝溶液为原料之一，在实验室里制取少量Al(OH)3，并且易于分离，最好向溶液中加入()A.氢氧化钠溶液B.氢氧化钡溶液C.氨水溶液D.澄清的石灰水9.制取32ClAl的正确方法是()A.Na2S溶液与AlCl3溶液反应B.铝和FeS发生置换反应C.铝粉和硫粉在高温下反应D.Al2(SO4)3溶液吸收H2S.10.下列各组离子能在同一溶液里大量共存的是()A.Na+、Al3+、Cl-、AlO-2B.K+、H+、SO2-4、AlO-2C.Na+、Al3+、NO-3、S2-D.K+、Na+、AlO-2、CO2-311.下列实验现象，说明镁比铝的金属性更强的是()A.铝在冷浓HNO3中钝化而镁不能B.镁跟热水能反应，而铝跟热水也难反应C.镁不跟NaOH溶液反应而铝能D.镁能在空气中点燃，而铝在空气中，只有在高温下才能剧烈反应12.某无色溶液能与Al作用放出H2，则下列离子组合中可能的是()A.H+、Cl-、Mg2+、Ba2+；B.OH-、Ba2+、Cl-、NO-3；C.H+、Mg2+、Al3+、NO-3；D.OH-、Mg2+、CO2-3、NO-3.13.12g镁在空气中点燃，完全反应后，生成物的质量()A.大于20gB.等于20gC.小于20gD.无法确定14.将15g金属混合物粉末投入足量稀H2SO4中，充分反应后得到11.2LH2(在标准状况下)，此金属混合物可能组成是()A.Mg、AgB.Cu、NaC.Al、FeD.Mg、Al15.为了除去MgO中混有少量杂质Al2O3，可选用的试剂是()A.KOH溶液B.氨水C.稀盐酸D.NaOH溶液16.下列各组反应，最后不生成沉淀的是()A.NaAlO2溶液中加过量的盐酸B.Al(SO4)2溶液中加过量的氨水C.NaOH溶液中加入过量的AlCl3溶液D.AlCl3溶液中加入过量的NaOH溶液.17.下列关于Al(OH)3的性质叙述错误的是()A.Al(OH)3既是酸又是碱B.Al(OH)3是难溶于水的白色胶状物质，是弱电解质C.Al(OH)3能凝聚水中悬浮物，也能吸附色素D.Al(OH)3既溶于NaOH溶液、氨水，又能溶于盐酸，氢硫酸18.下列实验中有：Al3++3AlO-2+6H2O4Al(OH)3↓发生的是()A.向铝盐溶液中不断地加入NaOH溶液B.向NaOH溶液中不断地加入铝盐溶液C.向铝盐溶液中不断地加入Na2CO3溶液D.向铝盐溶液中不断地加入小苏打溶液19.下列各组物质的水溶液不用试剂无法鉴别出来的是()A.NaOH、AlCl3B.CuSO4、BaCl2C.NaAlO2、HClD.MgCl2、AlCl320.向含1molKAl(SO4)2的溶液中加入适量的Ba(OH)2溶液，使SO2-4沉淀完全，此时Al(OH)3沉淀的物质的量是()A.0molB.32molC.1molD.1.33mol21.镁不仅能在O2中燃烧，还能在N2、CO2气体中燃烧，镁也能在SO2气体中燃烧(与在CO2中燃烧相似)可推知现象为化学反应方程式为.22.从海水中提取镁有以下主要步骤，请写是每步化学方程式①燃烧贝壳②制取石灰乳③将石灰乳加入到引入蓄水池的海水里④滤出白色沉溶物并灼烧⑤用盐酸溶解灼烧产物⑥浓缩溶液、结晶、过滤、干燥后，对熔融物进行电解由此得金属镁.23.(1)分别取Wg，Na、Mg、Al与足量的盐酸反应，在相同条件下产生H2的体积比是(2)分别取0.1mol、Na、Mg、Al与足量的盐酸反应，在相同条件下产生H2的体积比是.(3)若产生相同物质的量的H2，所需Na、Mg、Al的质量比是，物质的量之比是.(4)若将0.2mol金属Na、Al、Fe分别投入10ml1mol/L盐酸中，在标准状况下产生H2的体积大小顺序是(5)若将足量的铝与下列各酸反应：①6mol/L盐酸20ml②1mol/L盐酸80ml③5mol/LHNO350ml，④18.4mol/LH2SO410ml，其中产生H2最多的是.(6)把0.5mol钠投入到m1克水(过量)中得到a溶液，把0.5mol镁投入到m2克盐酸(过量)中得到b溶液，若m1=m2，则a、b质量大小关系是.24.用一种试剂将Mg2+、Na+、Al3+、NH+4鉴别开，这种试剂