2010年高三化学第一轮复习全套课件 第15讲 镁铝及其化合物(一)

第31讲1.下列有关厨房铝制品的使用中，你认为合理的是A.盛放食醋B.烧煮开水C.用金属丝擦洗表面的污垢D.用碱水洗涤课前体验【解析】铝单质既能与酸反应又能与强碱溶液反应，A、D错误；金属铝硬度小容易被坚硬物体磨损，C错。课前体验2.agNa和Al的混合物，加入到bg水中，待反应停止后，经测定体系中有不溶物cg，则滤液中的溶质是A.NaOHB.NaOH和Na[Al(OH)4]C.Na[Al(OH)4]D.无法判断【解析】金属钠与水反应生成NaOH和氢气，金属铝再与氢氧化钠溶液反应生成Na[Al(OH)4]和氢气，最后还有不溶物，只能是铝单质，说明溶液中没有NaOH，只有Na[Al(OH)4]。课前体验3.等体积、等物质的量浓度的稀硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为5∶6，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是A.甲、乙中都是铝过量B.甲中铝过量、乙中碱过量C.甲中酸过量、乙中铝过量D.甲中酸过量、乙中碱过量【解析】根据反应方程式可知：2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑如果酸碱均足量，产生氢气应为1∶1；如果酸碱均不足，产生氢气量(以酸、碱的量计算)应为2∶3，现在实际比例为5∶6，只能说明酸不足，碱过量。CO2+2NaOHNa2CO3+H2O课前体验4.(1)往一金属铝的易拉罐内充满CO2,然后往罐内注入足量的NaOH溶液，立即用胶布封罐口。经过一段时间后，罐壁内凹而瘪，而过一段时间后，瘪了的罐壁重新鼓起来。解释定述变化的实验现象，配平有关化学方程式。①罐壁内凹而瘪的原因:反应的化学方程式是：②罐再鼓起的原因:反应的化学方程式是:CO2被NaOH吸收,压强减小Al与NaOH反应生成H2,压强变大2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑罐壁内凹而瘪说明罐内气压减小，二氧化碳被碱吸收;罐壁重新鼓起来说明气压增大，铝单质与碱反应产生氢气.(2)请写出下列反应的化学方程式或离子方程式：氧化铝分别与强酸、强碱反应：金属镁分别与氮气、二氧化碳反应：金属铝与二氧化锰发生铝热反应：Al2O3+6H+2Al3++3H2O、Al2O3+2OH–+3H2O2[Al(OH)4]–课前体验4.N2+3MgMg3N2、2Mg+CO22MgO+C4Al+3MnO22Al2O3+3Mn要求书写的几个方程式都是易错常考的反应，必须熟练掌握课前体验5.某学习小组用下图装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。(1)A中试剂为(2)实验前，先将铝镁合金在稀硝酸中浸泡片刻，其目的是NaOH溶液除去铝镁合金表面氧化膜【解析】(1)依据题意可知由A向B中滴加足量试剂后，B中有剩余固体，说明镁铝合金中只有一种金属反应，所以A中试剂只能是强碱溶液如NaOH溶液，不能是酸。(2)由于镁铝表面都易被氧化生成氧化膜会使实验产生误差，必须先除去，由于氧化镁不溶于碱，故用酸溶解。课前体验(3)检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有：①记录C的液面位置；②将B中剩余固体过滤、洗涤、干燥，称重；③待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；④由A向B中滴加足量试剂；⑤检查气密性。上述操作的顺序是(填序号)；记录C的液面位置时，除视线平视外，还应⑤①④③②使D和C的液面相平实验结束后读取气体体积时必须使D和C的液面相平保证装置内外压强相等，所得体积即为室温和常压下的体积5.某学习小组用下图装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。(4)B中发生反应的化学方程式为(5)若实验用铝镁合金的质量为ag，测得氢气体积为bmL(已换算为标准状况)，B中剩余固体质量为cg，则铝的相对原子质量为2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑或2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑或2Al+2OH–+2H2O2AlO2–+3H2↑课前体验33600(a-c)/b【解析】铝的相对原子质量数值上等于铝的摩尔质量，依据铝的质量为(a-c)g，依据3n(Al)=2n(H2)可以求得铝的物质的量，进而求得铝的相对原子质量。5.某学习小组用下图装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。课前体验(6)实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将(填“偏大”、“偏小”、“不受影响”)。偏小【解析】过滤后不溶物表面沾有溶液，如果没有洗涤，干燥后就有部分溶质留在固体表面，导致剩余固体质量增大，参加反应的铝的质量(a-c)g将偏小。5.某学习小组用下图装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。典例精析【例1】将5.4gAl投入到200.0mL2.0mol·L–1的某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩余。该溶液可能为（）A.HNO3溶液B.Ba(OH)2溶液C.H2SO4溶液D.HCl溶液【解析】5.4g金属铝物质的量0.2mol,可以消耗H+0.6mol,消耗OH–0.2mol,依据题意反应后金属有剩余，说明溶液中提供的H+小于0.6mol,OH–物质的量小于0.2mol。硝酸与铝反应不产生氢气，A错；B中提供OH–0.8mol,C中提供H+0.8mol,D中提供氢离子0.4mol,所以只有D符合题意。D典例精析【评注】考查金属铝的化学性质，特别是金属铝与氢离子、氢氧根离子的定量关系；同时注意金属与硝酸反应没有氢气生成。【例1】将5.4gAl投入到200.0mL2.0mol·L–1的某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩余。该溶液可能为（）A.HNO3溶液B.Ba(OH)2溶液C.H2SO4溶液D.HCl溶液D等量镁铝合金粉末分别与下列4种过量的溶液充分反应，放出氢气最多的是()A.2mol·L–1H2SO4溶液B.18mol·L–1H2SO4溶液C.6mol·L–1KOH溶液D.3mol·L–1HNO3溶液典例精析变式1【解析】浓硫酸、硝酸(无论浓稀)与金属反应一般都不产生氢气，B、D错；金属铝既能与酸反应又能与碱反应生成氢气，但是镁只能与酸反应产生氢气，所以A正确。A典例精析【例2】某无色透明溶液，跟金属铝反应放出H2，试判断下列离子：Mg2+、Cu2+、Ba2+、H+、Ag+、SO42–、SO32–、HCO3–、OH–、NO3–，何者能存在于此溶液中?(1)当生成Al3+时，一定存在，可能存在。(2)当生成AlO2–时，一定存在，可能存在。H+、SO42–Mg2+OH–、Ba2+NO3–【解析】跟金属铝反应放出H2，原溶液可能含有大量的H+，也可能含有大量OH–，溶液无色透明，说明溶液中没有Cu2+。(1)当生成Al3+时，说明溶液中含有大量H+时，溶液中不能有NO3–，因为硝酸与铝反应无氢气产生；另外弱酸根离子SO32–、HCO3–以及OH–均能与氢离子反应，也不能大量共存；作为溶液，至少要有一种阴离子，因此必定含有SO42–，有硫酸根离子一定没有Ba2+，其他离子就不能确定了。典例精析(2)当生成AlO2–时，说明溶液中含有大量OH–时，Mg2+、Cu2+、H+、Ag+、HCO3–都能与OH–反应，这些离子一定不能大量共存，作为溶液，至少要有一种阳离子，因此必定含有Ba2+，其他离子就不能确定了。【例2】某无色透明溶液，跟金属铝反应放出H2，试判断下列离子：Mg2+、Cu2+、Ba2+、H+、Ag+、SO42–、SO32–、HCO3–、OH–、NO3–，何者能存在于此溶液中?(1)当生成Al3+时，一定存在，可能存在。(2)当生成AlO2–时，一定存在，可能存在。H+、SO42–Mg2+OH–、Ba2+NO3–【解析】跟金属铝反应放出H2，原溶液可能含有大量的H+，也可能含有大量OH–，溶液无色透明，说明溶液中没有Cu2+。典例精析【评注】本题属于离子大量共存问题的判断，必须熟悉离子之间的反应情况。思路是判断有什么离子后，必须思考还有什么离子不能共存。【例2】某无色透明溶液，跟金属铝反应放出H2，试判断下列离子：Mg2+、Cu2+、Ba2+、H+、Ag+、SO42–、SO32–、HCO3–、OH–、NO3–，何者能存在于此溶液中?(1)当生成Al3+时，一定存在，可能存在。(2)当生成AlO2–时，一定存在，可能存在。H+、SO42–Mg2+OH–、Ba2+NO3–典例精析变式2在与铝粉作用能放出H2的溶液中，一定能大量共存的离子组()A.K+、Na+、Cl–、SO42–B.K+、Na+、HCO3–、NO3–C.Ba2+、NH4+、NO3–、Cl–D.Na+、K+、Al[(OH)4]–、Cl–A【解析】与铝粉作用能放出H2的溶液中可能有大量氢离子，也可能有大量氢氧根离子，因此，能与氢离子或氢氧根离子反应的离子都不能大量与之共存。A中的离子都不会与氢离子或氢氧根离子反应，正确；B中既能与氢离子反应，又能与氢氧根离子反应，错误；C选项中铵根离子能与碱反应，在酸性条件下由于存在硝酸根，也不能产生氢气，错误；D中Al[(OH)4]–不能与氢离子大量共存，错误。典例精析【备选题】在标准状况下进行下列实验，甲、乙、丙各取30.0mL同浓度的盐酸，加入不同质量的同种镁、铝合金粉末产生气体，有关数据列表如下：实验序号甲乙丙合金质量(mg)255385459气体体积(mL)280336336(1)盐酸的物质的量浓度为mol·L–1，在表中可作为计算依据的是(填写实验序号，要求全部写出)。(2)根据实验序号中的数据，可计算出镁、铝合金中镁和铝的物质的量之比为。1乙、丙甲1∶1(1)图中可知实验乙和丙产生氢气量不再变化，说明盐酸已经反应完全，依据2HCl～H2即可求出HCl物质的量为336mL÷22400mL/mol×2=0.03mol,所以盐酸的物质的量浓度为1mol·L−1。【解析】(2)计算镁铝合金各成分质量，必须从实验甲分析，因为实验甲中盐酸过量，合金全部反应完。假设0.255g合金中镁和铝物质的量分别为x和y，可以列出代数式：典例精析【备选题】在标准状况下进行下列实验，甲、乙、丙各取30.0mL同浓度的盐酸，加入不同质量的同种镁、铝合金粉末产生气体，有关数据列表如下：实验序号甲乙丙合金质量(mg)255385459气体体积(mL)280336336(1)盐酸的物质的量浓度为mol·L–1，在表中可作为计算依据的是(填写实验序号，要求全部写出)。(2)根据实验序号中的数据，可计算出镁、铝合金中镁和铝的物质的量之比为。1乙、丙甲1∶1【解析】x+1.5y=0.280L÷22.4L/mol24x+27y=0.255联立两个方程可得x=0.005mol,y=0.005mol。典例精析【备选题】在标准状况下进行下列实验，甲、乙、丙各取30.0mL同浓度的盐酸，加入不同质量的同种镁、铝合金粉末产生气体，有关数据列表如下：实验序号甲乙丙合金质量(mg)255385459气体体积(mL)280336336(1)盐酸的物质的量浓度为mol·L–1，在表中可作为计算依据的是(填写实验序号，要求全部写出)。(2)根据实验序号中的数据，可计算出镁、铝合金中镁和铝的物质的量之比为。1乙、丙甲1∶1【解析】方法指导1.既能与强酸反应，又能与强碱反应的物质(1)两性物质金属铝氧化铝氢氧化铝(2)多元弱酸酸式盐HCO3−、HSO3−、HS−、HC2O4−等。弱酸根离子一定能与强酸反应生成弱酸，酸式根离子一定能与强碱发生中和反应，因此多元弱酸酸式盐既能与强酸反应，又能与强碱反应。方法指导1.既能与强酸反应，又能与强碱反应的物质(3)多元弱酸的铵盐(NH4)2CO3、(NH4)2S、(NH4)2SO3、CH3COONH4等。弱酸根离子一定能与强酸反应生成弱酸，铵根离子一定能与强碱发生反应生成氨水，因此多元弱酸的铵盐既能与强酸反应，又能与强碱反应。(4)氨基酸分子中的氨基能与酸反应，分子中的羧基能与碱反应。(5)二氧化硅既能与HF反应，又能与强碱溶液反应；SO2既能与氧化性酸如HClO、HNO3等反