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第03讲 镁、铝及其重要化合物(讲义)(含答案) 2025年高考化学一轮复习讲练测(新教材新高考)
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\l "_Tc25396" 02 知识导图·思维引航 PAGEREF _Tc25396 \h 3
\l "_Tc16995" 03 考点突破·考法探究 PAGEREF _Tc16995 \h 4
\l "_Tc25028" 考点一 镁及其化合物 PAGEREF _Tc25028 \h 4
\l "_Tc32650" 知识点1 镁的性质 PAGEREF _Tc32650 \h 4
\l "_Tc23148" 知识点2 镁的氧化物MgO PAGEREF _Tc23148 \h 5
\l "_Tc30040" 知识点3 镁的氢氧化物Mg(OH)2 PAGEREF _Tc30040 \h 6
\l "_Tc2378" 知识点4 镁的其他化合物 PAGEREF _Tc2378 \h 6
\l "_Tc10498" 考向1 考查镁及其化合物的结构、性质及应用 PAGEREF _Tc10498 \h 6
\l "_Tc23076" 考向2 考查镁及其化合物制备的工艺流程 PAGEREF _Tc23076 \h 7
\l "_Tc27914" 考点二 铝及其化合物 PAGEREF _Tc27914 \h 8
\l "_Tc31717" 知识点1 铝的性质 PAGEREF _Tc31717 \h 8
\l "_Tc2398" 知识点2 氧化铝 PAGEREF _Tc2398 \h 10
\l "_Tc16579" 知识点3 氢氧化铝 PAGEREF _Tc16579 \h 11
\l "_Tc4439" 知识点4 常见的铝盐 PAGEREF _Tc4439 \h 11
\l "_Tc14536" 知识点5 数形结合与“铝三角” PAGEREF _Tc14536 \h 12
\l "_Tc16025" 考向1 考查铝及其化合物的结构、性质及其应用 PAGEREF _Tc16025 \h 15
\l "_Tc8613" 考向2 考查铝热反应及其应用 PAGEREF _Tc8613 \h 16
\l "_Tc8242" 考向3 考查铝及其化合物制备的工艺流程 PAGEREF _Tc8242 \h 16
\l "_Tc24040" 考向4 考查铝及其化合物与强酸、强碱反应有关计算 PAGEREF _Tc24040 \h 17
\l "_Tc10084" 04 \l "_Tc7416" 真题练习·命题洞见 PAGEREF _Tc10084 \h 19
考点一 镁及其化合物
知识点1 镁的性质
1.镁的原子结构及存在
(1)镁的原子结构:镁元素在元素周期表中位于第______周期第______族,原子结构示意图为__________。镁是较活泼的金属,在金属活动性顺序中位于铝、锌、铁的前面。镁在化学反应中,能表现出较强的______性,即______电子的能力强,是常用的______剂。
(2)镁的存在:镁蕴藏量丰富,在宇宙中含量第______,在地壳中含量丰度2%。含镁矿物主要来自白云岩[CaMg(CO3)2]、菱镁矿(MgCO3)、水镁矿[Mg(OH)2]、光卤石(KCl·MgCl2·6H2O)和橄榄石[(Mg,Fe)2SiO4]等。海水、天然盐湖水也是含镁丰富的资源。
2.镁的物理性质
具有______色金属光泽的固体,密度、硬度均较______,熔点较______,有良好的导______、传______和______性。
3.镁的化学性质
①与非金属反应
A.镁条在O2中燃烧,发出耀眼的______,生成白色固体物质,反应的化学方程式为__________________;
B.镁条能与N2反应,化学方程式为3Mg+N2Mg3N2(镁在空气中燃烧得到______、______和______的混合物)。
【易错提醒】Mg3N2能与水剧烈反应生成Mg(OH)2沉淀,放出氨气,所以只能在干态下制取。
C.镁条能与Cl2反应,化学方程式为________________________
②与CO2反应:______________________________(镁着火不能用______灭火)
③与H2O反应:______________________________(镁与冷水反应很______,镁在沸水中反应较______。)
④与H+反应:______________________________
4.镁的用途
①______用于制造信号弹和焰火;
②______用于制造火箭、导弹和飞机的部件;
③______用于制耐高温材料;氢氧化镁用做阻燃剂;
④冶金工业上______用作还原剂和脱氧剂。
5.镁的工业制备——海水提镁
【易错提醒】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。
知识点2 镁的氧化物MgO
知识点3 镁的氢氧化物Mg(OH)2
【易错提醒】碳酸镁水解生成氢氧化镁,反应的化学方程式:______________________________,镁元素在水垢中的存在形式是______。
知识点4 镁的其他化合物
1.氯化镁:MgCl2可发生水解,由MgCl2·6H2O制备MgCl2时,要在____________中脱水,MgCl2·6H2OMgCl2+6H2O,无水MgCl2用于电解制备金属______。
2.氮化镁:在水中剧烈水解,其反应的化学方程式为________________________,与酸反应生成两种盐:________________________。
考向1 考查镁及其化合物的结构、性质及应用
例1(2024·湖北·模拟预测)是一种新型储氢合金,该合金在一定条件下完全吸氢的化学方程式为,得到的混合物在4.0ml⋅L-1HCl溶液中能完全释放出氢气。下列说法正确的是
A.该合金的熔点介于金属镁和金属铝的熔点之间
B.中,两种元素的化合价均为零价
C.在氮气保护下,将一定比例的Mg、Al单质熔炼可获得该合金
D.一定条件下,17ml和12mlAl与盐酸完全反应,释放氢气的总量为52ml
【易错提醒】Mg在CO2中能够燃烧,所以活泼金属镁着火不能用干粉灭火器和泡沫灭火器灭火。同时镁与氮气反应生成Mg3N2。
【变式训练1】(2024·上海松江·二模)科学家们创造出了最轻的镁同位素18Mg,18Mg与24Mg具有
A.不同电子数
B.不同物理性质
C.不同核电荷数
D.不同化学性质
【变式训练2】(2024·浙江舟山·三模)关于镁的性质,下列说法错误的是
A.金属镁着火,可以用CO2灭火
B.镁是一种具有银白色光泽的金属
C.镁可以与热水反应生成氢气
D.镁可以与盐酸剧烈反应生成氢气
考向2 考查镁及其化合物制备的工艺流程
例2(2024·山东潍坊·二模)以水泥厂的废料(主要成分为,含少量等杂质)为原料制备的工艺流程如下:
已知:下列说法正确的是
A.为提高酸浸速率,可使用浓硫酸
B.试剂X可以是
C.滤渣为
D.操作a所得滤液经处理后可循环利用
【变式训练1】(23-24高三上·北京·阶段考试)为模拟海水制备MgO的工业过程,用氯化钠、氯化镁、氯化钙、碳酸氢钠等试剂配成模拟海水,制得了MgO,实验过程如下:
已知:ⅰ.模拟海水中主要离子的浓度
ⅱ.溶液中某种离子的浓度小于,可认为该离子已完全沉淀;ⅲ.实验过程中,忽略溶液体积的变化;ⅳ.;;;。
下列说法正确的是
A.沉淀物X为
B.滤液M中已完全沉淀
C.滤液N中、均已完全沉淀
D.②中若改为加入4.2gNaOH固体,沉淀物Y为和的混合物
【变式训练2】(23-24高三上·浙江·期末)某兴趣小组在定量分析了镁渣[含有、、、、和]中Mg含量的基础上,按如流程制备六水合氯化镁()。
相关信息如下:
①700℃只发生和的分解反应。
②溶液仅与体系中的MgO反应,且反应程度不大。
③“蒸氨”是将氨从固液混合物中蒸出来,且须控制合适的蒸出量。
下列说法错误的是
A.步骤Ⅱ,反应的方程式是:
B.步骤Ⅲ,可以将固液混合物C先过滤,再蒸氨
C.步骤Ⅲ,蒸氨促进平衡正向移动,提高MgO的溶解量
D.溶液F经盐酸酸化、蒸发、结晶、过滤、洗涤和低温干燥得到产品。取少量产品溶于水后发现溶液呈碱性,可能是结晶时过度蒸发导致氯化镁水解,部分生成碱式氯化镁
考点二 铝及其化合物
知识点1 铝的性质
1.铝的原子结构和存在
(1)铝的原子结构:铝位于元素周期表第______周期______族,原子结构示意图为____________。
(2)铝的存在:自然界中的铝______以化合态的形式存在,地壳中铝含量位列金属第______位,以铝土矿的形式存在,主要成分是______,含少量Fe2O3和SiO2。
2.金属铝的物理性质
______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______,质地______。
3.金属铝的化学性质
①常温下,铝与氧气形成致密氧化膜,加热发生:________________________,铝片在空气中加热,铝片卷曲而不滴落,是因为氧化铝的熔点______铝。
②______________________________
③______下铝遇氧化性酸——浓硫酸、浓硝酸______,
与非氧化酸发生反应生成______:____________________________________
④______________________________或______________________________
⑤______________________________
4.铝热反应
5.铝的制备和用途
(1)制备原理:铝土矿eq \(――→,\s\up7(提纯))______eq \(――→,\s\up7(电解))Al,电解____________:________________________。
【特别提醒】工业上冶炼Al用电解熔融Al2O3而不用AlCl3的原因:AlCl3是共价化合物,熔融态不导电。
(2)铝的用途:______用作导线,______用于制造汽车、飞机、生活用品等,______还用作还原剂。
6.铝与酸或碱反应生成H2的量的关系
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑
2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑
(1)等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应:
①产生H2的物质的量______。
②消耗H+、OH-的物质的量之比为n(H+)∶n(OH-)=______。
(2)足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应:
①消耗Al的物质的量之比为______。
②生成H2的物质的量之比为______。
(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eq \f(1,3)<eq \f(VHClH2,VNaOHH2)<1,则必定
①铝与盐酸反应时,铝过量而______不足。
②铝与氢氧化钠溶液反应时,铝不足而______过量。
【易错警示】(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)铝与稀硝酸反应时生成的气体是NO而不是H2。
(3)铝不但能与酸(H+)反应,还能够与碱溶液反应,表现为特殊性。2Al+2OH-+2H2O===2AlOeq \\al(-,2)+3H2↑。其反应机理应为:铝先与强碱溶液中的水反应生成H2和Al(OH)3,然后Al(OH)3再与NaOH反应生成H2O和NaAlO2,反应中铝作还原剂,水作氧化剂,NaOH无电子得失。
(4)铝热反应是在高温状态下进行的置换反应,铝只能与排在金属活动性顺序其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)。
(5)Mg在CO2中能够燃烧,所以活泼金属镁着火不能用干粉灭火器和泡沫灭火器灭火。同时镁与氮气反应生成Mg3N2。
知识点2 氧化铝
1.物理性质:白色固体,难溶于水,熔点很高。
2.化学性质——______氧化物
①与酸反应:Al2O3+6H+===2Al3++3H2O
②与碱反应:Al2O3+2OH-===2AlOeq \\al(-,2)+H2O
【易错警示】这里的酸碱是指______酸、______碱。
3.用途:①作______材料②冶炼______的原料
4.制备:Al(OH)3加热分解:______________________________
知识点3 氢氧化铝
1.物理性质:______色胶状______溶于水的固体,有较强的______性。
2.化学性质——______氢氧化物
Al(OH)3的电离方程式为
(______式电离)________________________Al(OH)3_____________________(______式电离)
①与酸反应:____________________________________
②与碱反应:____________________________________
③受热分解:____________________________________
【总结归纳】既能与酸反应又能与碱反应的物质: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;④铝及铝的氧化物、氢氧化物。
3.用途①制______ ②______作用
4.制备Al(OH)3的三种方法
①向铝盐中加入氨水,离子方程式为______________________________。
②NaAlO2溶液中通入足量CO2,离子方程式为______________________________。
③可溶性铝盐和偏铝酸盐水溶液中混合:______________________________。
知识点4 常见的铝盐
1.明矾
1)硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的______盐。
2)明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O,它是______色晶体,______溶于水,水溶液pH______7。
3)明矾净水的原理:明矾可以净水,其净水的原理是______________________________,Al(OH)3胶体吸附水中的杂质形成沉淀而净水,使水澄清。
【易错警示】(1)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。
(2)Al(OH)3具有两性,能溶于强酸(如盐酸)、强碱(如NaOH溶液),但不溶于弱酸(如H2CO3)、弱碱溶液(如氨水)。
(3)由Al(OH)3的两式电离以及与酸和碱反应的离子方程式可知:与酸反应时相当于三元碱,与碱反应时相当于一元酸。
(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。
2.AlCl3的结构与性质
1)AlCl3熔点、沸点都很______,且会______,______溶于乙醚等有机溶剂,因为它是一种______型化合物。熔化的AlCl3不易导电,AlCl3晶体属于______晶体,故制备铝时______用AlCl3电解。
2) AlCl3的蒸汽或处于熔融状态时,都以AlCl3______分子形式存在。AlCl3二聚分子的形成原因是铝原子的缺电子结构。AlCl3二聚分子结构示意图如图,其中每个铝原子均为______杂化,各有1条空的轨道,氯原子处于以铝原子为中心的四面体的4个顶点位置。分子中有桥式氯原子存在,桥式氯原子在与其中一个铝原子成σ键的同时,与另一个铝原子的空轨道发生配位,形成σ配位键。
3)AlCl3能与Cl-生成AlCl4-:AlCl3(aq)+ Cl-(aq)=AlCl4-(aq)
4)与Al2Cl6类似,AlCl4-、Na3AlF6、Al(OH)4-中均存在配位键。
知识点5 数形结合与“铝三角”
1.Al3+、Al(OH)3、[Al(OH)4]-之间的转化关系
(1)①Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NHeq \\al(+,4)②Al3++3[Al(OH)4]-===4Al(OH)3↓③Al3++3OH-===Al(OH)3↓
(2)Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
(3)Al3++4OH-===[Al(OH)4]-
(4)[Al(OH)4]-+4H+===Al3++4H2O
(5)①[Al(OH)4]-+CO2===Al(OH)3↓+HCOeq \\al(-,3)
②[Al(OH)4]-+H+===Al(OH)3↓+H2O
(6)Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-
2.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)
(2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像
(3)突破Al(OH)3沉淀图像三个秘诀
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、AlOeq \\al(-,2)三者之间的转化比例:
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+)=。
图B中,若已知原溶液中含有Mg2+。则可推出:
n(Mg2+)∶n(Al3+)=。
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+)=。
3.铝三角的应用
(1)选择制备Al(OH)3的最佳途径
①由Al3+制备Al(OH)3,宜用Al3+与氨水反应:
Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NHeq \\al(+,4)
②由NaAlO2制备Al(OH)3宜用CO2与AlOeq \\al(-,2)反应:
2H2O+AlOeq \\al(-,2)+CO2===Al(OH)3↓+HCOeq \\al(-,3)
③从节约原料角度,由Al制备Al(OH)3,宜用eq \f(1,4)Al制备Al3+,eq \f(3,4)Al制备AlOeq \\al(-,2),然后将二者混合:
Al3++3AlOeq \\al(-,2)+6H2O===4Al(OH)3↓
(2)有关离子共存问题
①与Al3+不能大量共存的(阴)离子有:OH-、AlOeq \\al(-,2)、HS-、SiOeq \\al(2-,3)、COeq \\al(2-,3)、HCOeq \\al(-,3)、SOeq \\al(2-,3)等。
②与AlOeq \\al(-,2)不能大量共存的(阳)离子有:H+、Al3+、NHeq \\al(+,4)、Fe2+、Fe3+等。
③AlOeq \\al(-,2)与HCOeq \\al(-,3)因发生(相对)强酸制弱酸的反应而不能共存。
(3)分析离子反应顺序
①向含有Al3+、NHeq \\al(+,4)、H+的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,反应顺序是:
Ⅰ.________________________;Ⅱ.________________________(若先与NHeq \\al(+,4)反应,则生成的NH3·H2O又使Al3+沉淀且生成NHeq \\al(+,4));Ⅲ.________________________[若先溶解Al(OH)3,则产生的AlOeq \\al(-,2)又与NHeq \\al(+,4)反应生成沉淀];
Ⅳ.______________________________。
②向含有AlOeq \\al(-,2)、COeq \\al(2-,3)、OH-的混合溶液中逐滴加入盐酸,反应顺序是:
Ⅰ.______________________________;
Ⅱ.______________________________(AlOeq \\al(-,2)比COeq \\al(2-,3)先反应);
Ⅲ.______________________________;
Ⅳ.______________________________[HCOeq \\al(-,3)比Al(OH)3先反应];
Ⅴ.______________________________。
(4)有关Al(OH)3的计算
1)求产物Al(OH)3的量
①当n(OH-)≤3n(Al3+)时,n[Al(OH)3]=______;
②当3n(Al3+)
2)求反应物碱的量
①若碱不足(Al3+未完全沉淀):n(OH-)=____________;
②若碱使生成的Al(OH)3部分溶解:n(OH-)=____________。
考向1 考查铝及其化合物的结构、性质及其应用
例1(23-24高三下·广东·阶段考试)生活中处处有化学。下列生活中及其化合物相关反应的离子方程式书写不正确的是
A.胃舒平[主要成分为]治疗胃酸过多:
B.泡沫灭火器灭火原理:
C.某主要成分为苛性钠、铝粉的管道疏通剂:
D.明矾净水原理:(胶体)
【易错提醒】(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)铝与稀硝酸反应时生成的气体是NO而不是H2。
(3)铝不但能与酸(H+)反应,还能够与碱溶液反应,表现为特殊性。2Al+2OH-+2H2O===2AlOeq \\al(-,2)+3H2↑。其反应机理应为:铝先与强碱溶液中的水反应生成H2和Al(OH)3,然后Al(OH)3再与NaOH反应生成H2O和NaAlO2,反应中铝作还原剂,水作氧化剂,NaOH无电子得失。
【变式训练1】(2024·广东广州·模拟预测)“价类”二维图体现了元素的分类观、转化观,下图是及其部分化合物的“价类”二维图。下列说法错误的是
A.反应③④⑤⑥⑦均属于复分解反应B.反应①⑥所加试剂可能相同
C.物质的类别处“”代表偏铝酸盐D.反应④⑤均可以通过加入盐酸实现转化
【变式训练2】(2024·浙江·三模)明矾应用广泛,下列说法不正确的是
A.明矾属于复盐
B.明矾溶液和小苏打溶液混合可以生成气体
C.明矾大晶体的培养可以通过形状完整的小晶体作为晶核
D.明矾可以用作净水剂,是因为明矾溶于水生成了氢氧化铝沉淀
考向2 考查铝热反应及其应用
例2(2024·上海崇明·一模)工业上可用铝热反应冶炼锰、钒等金属,其原因与下列无关的是
A.铝还原性较强B.铝能形成多种合金
C.锰、钒熔点高D.反应放出大量热
【易错提醒】铝热反应是在高温状态下进行的置换反应,铝只能与排在金属活动性顺序其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)。
【变式训练1】(2024·湖北·二模)化学焊接技术的原理之一是利用焊剂(主要成分为Al与CuO)在高温下反应制得液态金属(或合金),凝固后,除去焊接点表面的焊渣,实现焊件金属的焊接。下列说法错误的是
A.Al与Fe2O3也能发生类似反应
B.焊渣的主要成分是Al(OH)3
C.焊接前可用还原性气体在加热条件下除去焊件金属表面的氧化膜
D.若在反应体系中加入低熔点金属,则可形成低熔点液态合金便于焊接
【变式训练2】(2024·江苏·二模)反应2Al+Fe2O32Fe+Al2O3可用于焊接钢轨。下列有关说法不正确的是
A.该反应吸收大量热B.铝在反应中作还原剂
C.该反应属于置换反应D.Al2O3 属于两性氧化物
考向3 考查铝及其化合物制备的工艺流程
例3(2024·广西南宁·二模)明矾是一种常用的净水剂,以废易拉罐(主要成分为铝和少量不溶于碱性溶液的物质)为原料制取明矾的实验流程如图所示。
下列说法错误的是
A.“碱溶”步骤中有H2产生
B.“沉铝”步骤所得滤液呈酸性
C.用浓硫酸配制9ml/L H2SO4溶液,将浓硫酸缓慢加入到水中,并用玻璃棒搅拌
D.“一系列操作”中还需要加入K2SO4
【题后归纳】含铝杂质的提纯方法归类:利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于强碱的特性,可除去许多物质中的含铝杂质,如:
(1)Mg(Al):加足量NaOH溶液;
(2)Fe2O3(Al2O3):加足量NaOH溶液;
(3)Mg(OH)2[Al(OH)3]:加足量NaOH溶液;
(4)Mg2+(Al3+):加过量NaOH溶液,过滤,再加酸充分溶解。
【变式训练1】(2024·河北唐山·模拟预测)铝土矿是生产金属铝的最佳原料,其用量占世界铝土矿总产量的90%以上。以铝土矿(主要成分为,含和等杂质)为原料制备有机合成中的重要还原剂铝氢化钠()的一种工业流程如图(已知二氧化硅在“碱溶”时生成硅酸钠沉淀):
下列说法中错误的是
A.为了提高“碱溶”效率,在“碱溶”前对铝土矿进行粉碎
B.“反应Ⅰ”的部分化学原理与泡沫灭火器的原理相同
C.“电解Ⅱ”中阳极的电极反应式为:
D.“反应Ⅲ”的化学方程式为
【变式训练2】(2024·湖北黄冈·二模)铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下:
下列说法正确的是
A.陶瓷耐高温,可作吸收塔内衬材料
B.工业采用电解冰晶石制备金属铝
C.合成槽中产物主要有和
D.采用溶液喷淋法可提高烟气吸收效率
考向4 考查铝及其化合物与强酸、强碱反应有关计算
例4(23-24高三上·江西宜春·阶段考试)把一小块镁铝合金溶于100mL盐酸中,然后向其中滴入1ml∙L-1NaOH溶液,生成沉淀的质量和加入NaOH溶液的体积如图所示,下列说法正确的是
A.镁铝合金溶于盐酸时一共产生448mLH2
B.盐酸的浓度为0.6ml∙L-1
C.反应至B点时,所得沉淀的质量为1.07g
D.合金中镁和铝的物质的量之比为1:1
【变式训练1】(23-24高三上·江苏淮安·阶段考试)将5.10g镁铝合金加入120mL4.0ml·L-1的盐酸中,待合金完全溶解后,得到溶液X。下列说法一定正确的是
A.合金完全溶解后产生的H2的物质的量为0.24ml
B.合金中的镁与铝的物质的量之比小于1
C.若向溶液X中加入270mL2.0ml·L-1NaOH溶液,充分反应,所得沉淀为Mg(OH)2
D.若向溶液X中加入足量的氨水,充分反应,所得沉淀经过过滤、洗涤后充分灼烧,则残留固体质量大于8.50g.
【变式训练2】(23-24高三上·浙江·阶段考试)硝酸与金属反应时,浓度越稀还原产物价态越低。现用一定量的铝粉与镁粉组成的混合物与100mL硝酸钾溶液与硫酸组成的混合溶液充分反应,反应过程中无任何气体放出,向反应后的溶液中逐滴加入4.00ml/L的NaOH溶液,加入的溶液体积与产生的沉淀质量的关系如图所示:
下列结论正确的是
A.铝与混合溶液反应的离子方程式为8Al+30H++3NO3−=8Al3++3NH4++9H2O
B.参加反应硝酸根离子物质的量为0.06 ml
C.参加反应的铝与镁的质量之比为4:3
D.混合液中硫酸的物质的量的浓度为0.72 ml/L
1.(2023·天津卷)下列常见物质及用途,错误的是
A.氢氧化铝可用于治疗胃酸过多
B.SiO2可用于制造光导纤维
C.Fe2O3是铁红,可以用作染料
D.钠起火,可以使用水基灭火器扑灭
2.(2023·湖南卷)取一定体积的两种试剂进行反应,改变两种试剂的滴加顺序(试剂浓度均为),反应现象没有明显差别的是
3.(2022·河北卷)NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.3.9gNa2O2与足量水反应,转移电子个数为0.1NA
B.1.2gMg在空气中燃烧生成MgO和Mg3N2,转移电子个数为0.1NA
C.2.7gAl与足量NaOH溶液反应,生成H2的个数为0.1NA
D.6.0gSiO2与足量NaOH溶液反应,所得溶液中SiO的个数为0.1NA
4.(2022·浙江卷)下列说法不正确的是
A.晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间,常用于制造光导纤维
B.高压钠灯发出的黄光透雾能力强、射程远,可用于道路照明
C.氧化铝熔点高,常用于制造耐高温材料
D.用石灰石-石膏法对燃煤烟气进行脱硫,同时可得到石膏
5.(2022·全国卷)能正确表示下列反应的离子方程式为
A.硫化钠溶液和硝酸混合:S2-+2H+=H2S↑
B.明矾溶液与过量氨水混合:Al3++4NH3+2H2O=AlO+4NH
C.硅酸钠溶液中通入二氧化碳:SiO+CO2+H2O=HSiO+HCO
D.将等物质的量浓度的Ba(OH)2和NH4HSO4溶液以体积比1∶2混合:Ba2++2OH-+2H++SO=BaSO4↓+2H2O
6.(2022·海南卷)依据下列实验,预测的实验现象正确的是
7.(2021·浙江卷)下列说法不正确的是
A.硅酸钠是一种难溶于水的硅酸盐B.镁在空气中燃烧可生成氧化镁和氮化镁
C.钠与水反应生成氢氧化钠和氢气D.常温下,铝遇浓硝酸或浓硫酸时会发生钝化
8.(2021·浙江卷)下列反应的方程式不正确的是
A.石灰石与醋酸反应:CO+2CH3COOH=2CH3COO- +CO2↑+H2O
B.铜片上电镀银的总反应(银作阳极,硝酸银溶液作电镀液):Ag(阳极)Ag(阴极)
C.铜与稀硝酸反应:3Cu+2NO+8H+=3Cu2+ +2NO↑+4H2O
D.明矾溶液中加入少量氢氧化钡溶液:2Al3+ +3SO+ 3Ba2++6OH-=2Al(OH)3↓+ 3BaSO4↓
考点要求
考题统计
考情分析
镁、铝及其化合物的性质与应用
2023天津卷第题,分
2023浙江1月卷第12题,2分
2023浙江卷6月卷第4题,2分
2023湖南卷第7题,3分
2022全国甲卷第9题,6分
2022海南卷第6题,2分
2022河北卷第4题,3分
2022湖北卷第1题,3分
2022浙江1月卷第8题,2分
2022浙江6月卷第8题,2分
2021重庆卷第6题,3分
2021浙江1月卷第8题,2分
2021浙江6月卷第9题,2分
从近三年高考试题来看,铝、镁及其化合物的性质与应用仍是高考的命题点。高考中一方面考查铝及其化合物的性质在日常生活、生产中的应用,另一方面以“铝三角”转化关系为载体,考查图像分析和计算能力等。
预测新的一年高考可能会在选择题或化工流程图题中考查金镁、铝、氧化镁、氧化铝及氢氧化镁、氢氧化铝的性质与应用,如化学方程式或离子方程式的正误判断,或在化工流程图中考查铝及其重要化合物的的转化或去除,题目难度中等偏大。
镁、铝及其化合物的制备的工艺流程
2023辽宁卷第16题,3分
2022全国卷第26题,1分
2022湖南卷第6题,3分
2021湖南卷第6题,3分
复习目标:
1.能列举、描述、辨识镁、铝及其化合物重要的物理和化学性质及实验现象。
2.能根据镁、铝及其化合物的性质分析实验室、生产、生活及环境中的某些常见问题,说明妥善保存、合理使用化学品的常见方法。
3.能说明镁、铝及其化合物的应用对社会发展的价值、对环境的影响。
4.了解铝土矿制备铝、海水制镁的原理。
工艺流程
基本步骤及主要反应
制石灰乳:化学方程式为________________________、________________________
沉淀:化学方程式为________________________
酸化:化学方程式为________________________
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,氯化氢的作用抑制Mg2+的水解,________________________
电解:电解熔融氯化镁制得镁,化学方程式为________________________
物理性质
______色固体,______溶于水,熔点______,密度______
化学
性质
类别
______氧化物
与H2O反应
________________________(反应缓慢)
与H+反应
________________________
与浓铵盐溶液反应
________________________
与OH-反应
不反应
重要用途
制耐______、耐______器材
物理性质
______色固体,______溶于水,溶解度______碳酸镁
电离性
______碱,悬浊液使酚酞变______:Mg(OH)2____________
与H+反应
______________________________
与OH-反应
不反应
与铵盐浓溶液反应
______________________________
热稳定性
______________________________
重要用途
治疗______过多,作______剂
离子
0.439
0.050
0.011
0.560
0.001
实验装置
实验现象
①镁带剧烈______,放出大量的______,并发出耀眼的______,氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应;②纸漏斗的下部被烧穿,有______落入沙中
实验结论
高温下,铝与氧化铁发生反应,放出大量的______:________________________
原理应用
①制取熔点较______、活动性______于Al的金属,如铁、______、锰、______等,
3MnO2+4Aleq \(=====,\s\up7(高温))3Mn+2Al2O3;
②金属______,如野外____________等
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)③
BD:(6)
AB:(3)
BC:(1)②
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)②
BC:(2)
AB:(4)
BC:(1)②
选项
试剂①
试剂②
A
氨水
溶液
B
溶液
溶液
C
溶液
酸性溶液
D
溶液
溶液
选项
实验内容
预测的实验现象
A
溶液中滴加NaOH溶液至过量
产生白色沉淀后沉淀消失
B
溶液中滴加KSCN溶液
溶液变血红色
C
AgI悬浊液中滴加NaCl溶液至过量
黄色沉淀全部转化为白色沉淀
D
酸性溶液中滴加乙醇至过量
溶液紫红色褪去
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