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第三章金属及其化合物第7讲铝、镁及其化合物微考点•大突破微充电•提素养微真题•大揭秘考纲微解读考向微预测1.掌握Al2O3、Al(OH)3的两性及Al3＋、AlO－2、Al(OH)3之间的转化关系2．结合Al(OH)3的制备实验、化学计算及在生产生活中的应用进行综合考查3．了解镁及其化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用有关Al及其化合物知识在高考中出现频率较高，“铝三角”是命题的出发点。问题常以工业生产流程为载体考查化学方程式、离子方程式、离子共存、物质鉴别、制取、计算等。高考对本专题内容的考查将以铝及其化合物的性质在日常生活、生产中的应用为主，题型以选择题、综合推断题、实验题为主。镁是比铝更强的还原剂，要善于利用“氧化还原”的观念，将其制备迁移到新的真实情境中。微考点•大突破A基础篇微考点1铝的性质及用途1．铝的物理性质及用途2.铝的化学性质写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：②_______________________________________④_________________________________________________⑤______________________________________________3．铝的制备及用途2Al＋3Cl2=====△2AlCl32Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑2Al＋Fe2O3=====高温2Fe＋Al2O3微助学1．常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生“钝化”，而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应。2．能与铝反应产生氢气的溶液可能呈强酸性也可能呈强碱性。3．铝与强碱溶液的反应中，水作氧化剂(NaOH不是氧化剂)。4．铝热反应是在高温干态下进行的置换反应，铝只能与排在金属活动性顺序表中铝之后的金属氧化物反应。铝不能与MgO反应，铝热反应不能用来冶炼大量的金属铁、铜等(要考虑冶炼成本)。微诊断判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。1．铝合金门窗及餐具坚固耐用，所以铝不易与氧气反应。()提示铝易与氧气反应形成致密氧化膜。2．加入铝粉能产生H2的溶液中，可能存在大量的Na＋、Ba2＋、AlO－2、NO－3。()提示如果溶液显碱性，Na＋、Ba2＋、AlO－2、NO－3可以大量共存。√×3．在酒精灯上加热铝箔，铝箔熔化但不滴落，说明熔点：铝＞氧化铝。()提示说明氧化铝的熔点更高。4．因为Al能与强碱溶液反应，所以Al有一定的非金属性。()提示Al能与酸反应，表现一定的金属性，与强碱溶液反应表现出一定的非金属性。×√根据如图的转化关系判断，下列说法正确的是(反应条件已略去)()A．生成等质量H2时，①和②反应消耗n(HCl)＝n(NaOH)B．反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3C．反应③和④消耗等量的Al时，生成的n(Cu)∶n(Fe)＝3∶2D．反应⑤的离子方程式为Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓【调储备】①2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑；②2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑；③2Al＋3CuSO4===3Cu＋Al2(SO4)3；④2Al＋Fe2O3=====高温2Fe＋Al2O3；⑤Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋2NH＋4。【获答案】根据得失电子守恒，生成氢气的物质的量相等则消耗铝的物质的量相等，根据铝守恒，设1mol铝参加反应，则生成偏铝酸钠1mol，则需氢氧化钠1mol，铝与盐酸反应生成氯化铝1mol，则需盐酸3mol，所以①和②反应消耗n(HCl)＝3n(NaOH)，A项错误；铝与硫酸铜反应，铝是还原剂，硫酸铜是氧化剂，根据得失电子守恒，可知：硫酸铜与铝的物质的量之比为3∶2，B项错误；反应③和④消耗等量的Al时，失电子的物质的量相等，设2mol铝参加反应，由得失电子守恒可知：生成铜的物质的量为3mol，生成铁的物质的量为2mol，所以生成的n(Cu)∶n(Fe)＝3∶2，C项正确；一水合氨是弱电解质，书写离子方程式时用化学式，D项错误；故选C。微练一铝的化学性质及应用1．为了除去铁粉中的少量铝粉，可以选取下列哪种溶液()A．浓盐酸B．浓硝酸C．浓硫酸D．浓氢氧化钠溶液解析浓盐酸与铁、铝都能反应，A项错误；浓硫酸和浓硝酸均能使铝钝化，不能将二者分离开，B、C两项错误；氢氧化钠溶液只能与铝粉反应，可使二者分离，D项正确。答案D2．下列说法正确的是()A．用坩埚钳夹住一小块经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B．Al、盐酸、NaOH溶液三者之间两两均能发生反应C．铝与Fe2O3发生铝热反应后固体物质增重D．常温下，相同的铝片中分别加入足量的浓、稀硝酸，浓硝酸中铝片先溶解完解析加热时，因为铝箔表面生成Al2O3，且Al2O3的熔点很高，把熔化的液态铝包裹在里面，不会滴落下来，A项错误；Al既能与强酸反应又能与强碱反应，B项正确；铝与Fe2O3发生铝热反应生成Al2O3和铁，固体质量不会增加，C项错误；常温下，铝在浓HNO3中“钝化”，D项错误。答案B微练二从定性和定量的角度理解铝与酸、碱反应的实质3．铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(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、NaOH溶液反应，所得H2的体积之比是________。(2)足量的两份铝分别投入等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，在相同状况下，产生H2的体积之比是________。(3)足量的两份铝分别投入等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2的量相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是________。1∶11∶33∶1(4)甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol·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，则加入铝粉的质量为________(填选项字母)。A．5.4gB．3.6gC．2.7gD．1.8gA解析(1)根据化学方程式2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑得，Al与H2的关系式均为2Al～3H2，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：6HCl～3H2、2NaOH～3H2，故当HCl、NaOH物质的量相等时，在相同状况下，二者产生H2的体积比为1∶3。(3)因为铝足量且产生H2相等，根据关系式n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。(4)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，而题设条件体积比是1∶2，说明投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对NaOH来说是不足的。根据盐酸的量求出生成气体的体积：则Al与NaOH反应生成的H2的物质的量为0.15mol×2＝0.3mol。即投入的铝粉为5.4g。金属与酸或碱反应生成H2的量的关系1．金属与酸反应的计算(1)实质：M＋nH＋===Mn＋＋n2H2↑。(2)规律①金属与酸反应失去电子的物质的量等于产生氢气的物质的量的2倍。②相同物质的量的金属与足量酸反应产生H2的物质的量之比等于反应后对应金属呈现的化合价之比。(3)常用方法①守恒法。守恒法是化学计算中常用的方法，包括原子守恒、电荷守恒、电子守恒等。②平均值法。平均值法是混合物组分含量求解的常用方法，可设平均摩尔质量，要注意结合化合价进行转化。2．铝与酸或碱反应生成H2的量的关系铝分别与盐酸、氢氧化钠溶液反应的原理：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。(1)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(相同条件下)。(2)足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为1∶3(相同条件下)。微考点2铝的重要化合物的主要性质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；②；③。Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O2Al(OH)3=====△Al2O3＋3H2O(2)制备①向铝盐中加入NH3·H2O，离子方程式为；②向偏铝酸盐中通入足量CO2，离子方程式为。3．明矾净水原理明矾的化学式为，其净水的原理涉及的离子方程式为。Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3KAl(SO4)2·12H2OAl3＋＋3H2O===Al(OH)3(胶体)＋3H＋微助学1．Al2O3、Al(OH)3只与强酸、强碱溶液反应，与氨水和碳酸溶液不反应。2．Al3＋只能存在于酸性溶液中，AlO－2只能存在于碱性溶液中。若将分别含Al3＋和AlO－2的盐溶液混合，发生反应：Al3＋＋3AlO－2＋6H2O===4Al(OH)3↓。3．Al2O3、Al(OH)3是中学阶段接触的唯一与碱反应的金属氧化物和氢氧化物，经常应用到除杂、计算题中，所以一定要熟记这两个反应的离子方程式。4．明矾净水只能除去水中的悬浮杂质，不能杀菌消毒，与氯气消毒原理不同。微诊断判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。1．新制氧化铝溶于氢氧化钠溶液的离子方程式为Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O。()提示Al2O3属于两性氧化物，能与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和水。2．向NaAlO2溶液中通入过量CO2的离子方程式为2AlO－2＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO2－3。()提示往NaAlO2溶液中通入过量CO2时生成Al(OH)3和NaHCO3而不是Al(OH)3和Na2CO3。×√3．由铝盐制取氢氧化铝最好选用氨水，而不用NaOH溶液。()提示由于氢氧化铝能溶于强碱但不溶于氨水，故由铝盐制取氢氧化铝最好选用氨水。4．冶炼铝时常用焦炭作还原剂。()提示铝是活泼金属，不能被焦炭还原出来，应用电解的方法冶炼铝。5．铝粉与氧化镁混合共热能冶炼出镁。()提示镁的还原性强于铝，铝不能置换出MgO中的镁。√××微练三既能与酸反应又能与碱反应的物质4．下列物质既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的是()①SiO2②Al③Al2O3④Al(OH)3⑤Na2CO3溶液⑥Ca(HCO3)2溶液⑦NH4HCO3溶液⑧KHSO4溶液A．④⑥⑦⑧B．②③④⑥⑦C．①②③④⑦D．②③④⑤⑧解析SiO2只能与NaOH溶液反应，与盐酸不反应；Al、Al2O3、Al(OH)3、Ca(HCO3)2、NH4HCO3既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应；Na2CO3只能与盐酸反应，与NaOH溶液不反应；KHSO4只能与NaOH溶液反应，与盐酸不反应。答案B既能和酸反应又能和碱溶液反应的物质1．两性物质：是指既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的化合物，上述物质中只有Al2O3、Al(OH)3、氨基酸是两性物质。2．中学学习阶段接触到的既能与酸反应又能与碱反应的物质有：①金属单质：Al等；②两性氧化物：Al2O3等；③两性氢氧化物：Al(OH)3等；④弱酸的铵盐：(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；⑤弱酸的酸式盐：NaHCO3、KHS、NaHSO3等；⑥氨基酸等。微练四Al2O3、Al(OH)3溶于酸或碱相关考查5．铝、氧化铝、氢氧化铝和可溶性铝盐与过量强碱溶液的反应，其生成物有一