2020年高考化学一轮复习 第三章 第二节 镁、铝及其重要化合物课件 新人教版

第二节镁、铝及其重要化合物考向一镁、铝的性质及应用【通考点·融会贯通】铝与酸、碱反应的规律分析(1)等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应:①生成H2的物质的量之比为1∶1。②消耗H+、OH-的物质的量之比为n(H+)∶n(OH-)=3∶1。(2)足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应:①生成H2的物质的量之比为1∶3。②消耗Al的物质的量之比为1∶3。(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①铝与盐酸反应时,铝过量而HCl不足。②铝与氢氧化钠溶液反应时,铝不足而NaOH过量。HCl2NaOH2VH13VH【通考题·触类旁通】角度1铝的性质及应用1.(新题预测)常温下可用铝质容器储运的试剂是()A.浓硝酸B.硫酸铜溶液C.石灰水D.稀盐酸【解析】选A。常温下,Al和浓硝酸反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步被氧化,所以可以用铝制容器储运浓硝酸,故A正确;Al和硫酸铜溶液发生置换反应,故B错误;石灰水呈碱性,Al能溶于强碱溶液,所以不能盛放石灰水,故C错误;Al和稀盐酸反应生成氯化铝和氢气,所以不能盛放稀盐酸,故D错误。2.(2019·潍坊模拟)某无色溶液含有下列离子中的若干种:H+、、Ba2+、Al3+、、C1-、OH-、。向该溶液中加入铝粉,只放出H2,则溶液中能大量存在的离子最多有()A.3种B.4种C.5种D.6种23CO4NH3NO【解析】选C。向该溶液中加入铝粉,只放出H2,若该溶液为酸性溶液,则含有的离子可以有H+、、Ba2+、Al3+、C1-5种离子,注意不能含有,否则会产生NO;若该溶液为碱性溶液,则含有的离子有OH-、Ba2+、C1-、4种离子。故能大量存在的离子最多有5种,C项正确。3NO4NH3NO角度2铝与酸、碱反应的定量分析3.(2019·哈尔滨模拟)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多的是()A.氢氧化钠溶液B.稀硫酸C.盐酸D.稀硝酸【解析】选C。硝酸与金属铝反应不生成氢气,排除D项;氢氧化钠溶液、稀硫酸、盐酸分别与金属铝反应生成偏铝酸钠、硫酸铝、氯化铝,通过物料守恒可直接判断出1mol的铝消耗氢氧化钠物质的量为1mol,消耗稀硫酸物质的量为1.5mol,消耗盐酸物质的量为3mol,通过比较等量的铝消耗盐酸物质的量最多,故C正确。4.甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol·L-1的盐酸和氢氧化钠溶液,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之比为1∶2,则加入的铝粉的质量为()A.5.4gB.3.6gC.2.7gD.1.8g【解析】选A。由2Al+6HCl====2AlCl3+3H2↑,2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑可知,两份等质量的Al都完全反应时,生成H2的量相等,消耗HCl与NaOH的量不相等。题中已知HCl、NaOH的物质的量均为0.3mol,且生成H2的体积之比为1∶2,所以实际发生反应时的情况分别为HCl的量不足,Al过量;NaOH过量,Al的量不足。由生成H2的体积之比为1∶2可知,反应的Al的量之比也为1∶2,即与0.3mol盐酸完全反应的Al为2.7g,与NaOH溶液反应的Al为5.4g。角度3镁的性质及应用5.下列关于镁的性质叙述正确的是()A.镁能在空气中燃烧,可以用干冰灭火器灭火B.在由镁铝形成的原电池中,负极反应一定是Mg-2e-====Mg2+C.MgCl2、AlCl3溶液分别加热蒸发、灼烧,均可得到氧化镁和氧化铝D.因为氧化镁和氧化铝都是高熔点的物质,所以工业上分别用电解熔融MgCl2和AlCl3的方法制取镁和铝【解析】选C。镁在空气中燃烧能和二氧化碳反应生成氧化镁和碳,故不可用干冰灭火器灭火,A错误;Mg、Al和NaOH溶液构成的原电池中,铝易失电子作负极,Mg作正极,故B错误;MgCl2、AlCl3溶液分别加热蒸发,二者水解生成氢氧化物和HCl,加热促进HCl挥发,所以加热后得到氢氧化物固体,然后灼烧得到金属氧化物,故C正确;氯化铝以共价键结合,熔融状态下以分子存在,所以不能采用电解熔融氯化铝的方法冶炼铝,工业上采用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝,故D错误。6.(2019·晋江模拟)某研究性学习小组为了探索镁粉与溴水反应的机理,做了如下四组实验:①将镁粉投入冷水中,未见任何现象;②将镁粉放入溴水中,观察到只是开始时产生极少量的气泡,但溴水的颜色逐渐褪去;③将镁粉放入液溴中,未观察到任何明显现象;④向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水,观察到溴的红棕色很快褪去。则下列关于镁与溴水的反应机理论述中正确的是()A.镁粉只直接与溴水中的溴反应B.镁粉只与溴水中的酸反应C.产生极少量的气泡是由于镁粉与水反应得到D.镁粉在水的催化下与溴发生反应【解析】选D。根据实验现象可得出结论:①镁不易与冷水反应。②当水中放入溴时与镁粉缓慢发生反应,溴逐渐消耗。③镁与液溴不反应。④镁粉和滴加几滴水的液溴,迅速反应,溴很快消耗完全。综上所述镁与溴水的反应机理是:镁粉在水的催化下与溴发生反应。【加固训练】1.下列金属中,表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是()A.KB.NaC.FeD.Al【解析】选D。K、Na易与O2反应,A、B错误;铁易生锈,生成的Fe2O3不能保护内部金属,C错误;在空气中Al表面形成致密的Al2O3保护层,保护内层金属不被氧化,D正确。2.(2019·大庆模拟)有些物质既能与强酸溶液反应又能与强碱溶液反应,下列物质不具有此类性质的是()A.NaHCO3B.(NH4)2CO3C.AlD.AlCl3【解析】选D。NaHCO3属于弱酸的酸式盐,可以与强酸反应生成二氧化碳,与强碱反应转化为碳酸盐,A错误;(NH4)2CO3属于弱酸的铵盐,可以与强酸反应生成二氧化碳,与强碱反应转化为碳酸盐,铵根离子与强碱生成一水合氨,B错误;Al既能与强酸(如盐酸)反应,生成氯化铝和氢气,又能和强碱(如氢氧化钠溶液)反应生成偏铝酸钠和氢气,C错误;AlCl3与强碱反应生成氢氧化铝沉淀,强碱过量可以溶解生成的氢氧化铝,但AlCl3不与酸反应,D正确。3.常温下,取四等份铝,分别加入足量的下列溶液中,充分反应后,放出氢气最多的是()A.3mol·L-1氨水B.4mol·L-1HNO3C.8mol·L-1NaOHD.18mol·L-1H2SO4【解析】选C。A项,氨水与铝不反应,不产生氢气;B项,铝与HNO3反应不放出氢气;C项,铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气;D项,铝与浓硫酸发生钝化,不产生氢气。4.易拉罐的主要成分为铝合金,其中以铝铁合金和铝镁合金最为常见。现取几小块易拉罐碎片进行下列实验,其中实验方案与现象、结论正确的是()选项实验方案现象、结论A加入盐酸产生无色气体;含铝、铁、镁三种金属B加入NaOH溶液有无色气体产生;含有镁、铝两种金属C加入盐酸后,所得溶液中再加入少量NaOH溶液产生白色沉淀;含有金属镁D用盐酸溶解并放置一会儿后,加入KSCN溶液溶液呈红色;含有铁元素【解析】选D。因铝、铁、镁都能和盐酸反应生成气体,其中任意组合都能产生气体,A错误;铝、铁、镁中只有铝可与NaOH溶液反应生成无色气体,B错误;加入盐酸后,向所得溶液中再加入少量NaOH溶液产生白色沉淀,也可能含有铝,C错误;铁单质与酸反应生成亚铁离子,放置一段时间后亚铁离子被氧化为铁离子,铁离子遇KSCN溶液呈血红色,D正确。5.(2016·浙江高考节选)化合物Mg5Al3(OH)19(H2O)4可作环保型阻燃材料,受热时按如下化学方程式分解:2Mg5Al3(OH)19(H2O)427H2O↑+10MgO+3Al2O3(1)写出该化合物作阻燃剂的两条依据___________。(2)用离子方程式表示除去固体产物中Al2O3的原理____________________________________。(3)已知MgO可溶于NH4Cl的水溶液,用化学方程式表示其原理______________________________。【解析】(1)该化合物受热分解时吸收热量,降低温度,同时生成的固体氧化物隔绝空气,水蒸气稀释空气,从而能够起到阻燃的作用。(2)固体产物为MgO、Al2O3,用NaOH溶液除去Al2O3,离子方程式为Al2O3+2OH-====2Al+H2O。(3)NH4Cl溶液由于水解显酸性,因此可以溶解MgO,化学方程式为MgO+2NH4Cl+H2O====MgCl2+2NH3·H2O。2O4NH答案:(1)反应吸热降低温度,固体氧化物隔绝空气,水蒸气稀释空气(2)Al2O3+2OH-====2Al+H2O(3)MgO+2NH4Cl+H2O====MgCl2+2NH3·H2O(或NH4Cl+H2ONH3·H2O+HCl、MgO+2HCl====MgCl2+H2O)2O考向二铝及其化合物的转化及应用【通考点·融会贯通】1.Al3+、Al、Al(OH)3的转化关系2O2.可溶性铝盐与强碱(如NaOH)溶液反应,铝元素的存在形式3.应用(1)判断离子共存问题。Al3+与OH-及Al、、S2-等弱酸根阴离子或Al与H+、以及弱碱阳离子Al3+、Fe3+等因生成沉淀或发生相互促进的水解反应而不能大量共存。2O23CO2O3HCO(2)鉴别(利用滴加试剂顺序不同,现象不同)。①向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液,先产生白色沉淀,后沉淀溶解。②向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液,开始无明显现象,后产生白色沉淀,沉淀不溶解。【通考法·一通百通】制备Al(OH)3的四种方法1.可溶性铝盐溶液与过量氨水反应离子方程式:Al3++3NH3·H2O====Al(OH)3↓+32.向可溶性偏铝酸盐溶液中通入过量CO2离子方程式:Al+2H2O+CO2====Al(OH)3↓+2O4NH3HCO3.相互促进水解法Al+2H2O+====Al(OH)3↓+NH3·H2O2O4NH4.可溶性偏铝酸盐溶液与碳酸氢钠溶液反应Al与发生反应,离子方程式:Al++H2O====Al(OH)3↓+,此反应不是相互促进的水解反应。2O3HCO2O3HCO23CO【通考题·触类旁通】角度1Al2O3和Al(OH)3的两性1.(2019·日照模拟)将表面已完全钝化的铝条,插入下列溶液中,不会发生反应的是()A.稀硝酸B.稀盐酸C.硝酸铜D.氢氧化钠【解析】选C。钝化的实质是Fe、Al在浓硫酸或浓硝酸作用下其表面被氧化成一层致密的氧化物保护膜。由于铝的氧化物Al2O3是一种两性氧化物,既可与强酸反应,又可与强碱反应,故A、B、D三项皆不符合题意,只有C选项中的Cu(NO3)2不与Al2O3反应,故不可能与钝化的铝条发生反应。2.(2019·郑州模拟)下列除去杂质的方法不正确的是()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.FeCl3溶液中混有少量AlCl3:用过量氨水除去C.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【解析】选B。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。角度2“铝三角”转化关系的应用3.下列各组物质,不能按abc(“”表示反应一步完成)关系转化的是()选项abcAAl2O3NaAlO2Al(OH)3BAlCl3Al(OH)3NaAlO2CAlAl(OH)3Al2O3DMgCl2Mg(OH)2MgO【解析】选C。氧化铝溶于氢氧化钠溶液生成偏铝酸钠,偏铝酸钠溶液通入二氧化碳生成氢氧化铝,故A正确;氯化铝与氨水反应生成氢氧化铝,氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液生成偏铝酸钠,故B正确;铝不能直接生成氢氧化铝,故C错误;氯化镁与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁,氢氧化镁加热分解生成氧化