高三一轮复习镁铝及其化合物

高三一轮复习镁、铝及其化合物1.掌握镁、铝性质、用途及其冶炼方法；2.掌握MgO、Al2O3、Mg(OH)2、Al(OH)3Al3+盐、AlO2—盐的性质；3.熟练应用镁、铝及其化合物的性质来解决相关图像、推断等问题。学习目标一.Mg、Al的物理性质铝比镁硬度稍大、熔沸点稍高（铝中金属键比镁强）（1）共性:银白色轻金属固体，熔点较低，硬度较小，密度较小，有良好的导电、导热、延展性和韧性。（2）异性：二.Mg、Al的原子结构MgAl原子序数周期表中位置原子结构示意图电子式化合价三.Mg、Al的化学性质反应剧烈程度化学反应方程式MgAl与冷水缓慢反应与沸水显著反应与冷水不反应与沸水缓慢反应2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑△1.和水反应考虑：镁条着火时，应采取何措施将其扑灭？能否用水？能否用泡沫灭火器？Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑2.和碱反应2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑镁不与碱反应考虑：用铝箔包住0.1mol金属钠，用针扎出一些小孔，放入水中，完全反应后，用排水集气法收集产生的气体，则收集到的气体为(标况)（）A.O2和H2混合气体B.1.12LH2C.大于1.12LH2D.小于1.12L气体√a.和非氧化性酸反应（盐酸、稀硫酸等）3.和酸反应（剧烈反应）Mg+2H+=Mg2++H2↑（迅速反应）2Al+6H+=2Al3++3H2↑b.和氧化性酸反应（硝酸、浓硫酸等）Mg+4HNO3(浓）=Mg(NO3)2+2NO2↑+2H2O(Mg不钝化)Al+6HNO3（浓）Al(NO3)3+3NO2↑+3H2O△(Al常温钝化加热反应)思考：（1）Mg粉加入至NH4Cl中可能有几种气体产生？请说明理由解析：将镁粉加入NH4Cl溶液中，有氢气和刺激性的氨气生成，这是由于NH4Cl水解呈酸性，镁与水解产生的H+反应生成氢气破坏了NH4Cl水解平衡，NH3•H2O浓度不断增大而分解放出NH3，同时还产生Mg(OH)2白色沉淀。反应的化学方程式可表示为：Mg+2NH4Cl==2NH3↑+MgCl2+H2↑（Mg2++2OH—==Mg(OH)2↓）4.与非金属单质的反应2Mg+O2=2MgO点燃4Al+3O2=2Al2O3△MgAl非金属反应O2常温氧化膜点燃燃烧MgSAl2S3S,加热Cl2,加热MgCl2AlCl33Mg+N2==2Mg3N2点燃Mg3N2+3H2O=3Mg(OH)2+2NH35.与某些氧化物反应2Mg+CO2=2MgO+C点燃2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3高温4Al+3MnO2=3Mn+2Al2O3高温10Al+3V2O5=6V+5Al2O3高温铝热反应用途、引发反应现象：镁条剧烈燃烧，放出大量的热，发出耀眼的白光，纸漏斗内剧烈反应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。四.镁铝化合物的性质（一）氧化物的对比相同点：都是离子化合物，熔点高，化学性质活泼，可作为耐火材料。Al2O3+6H+=2Al3++3H2OAl2O3+2OH-=2AlO2-+H2O不同点：①MgO与水缓慢化合；Al2O3与水不反应。②氧化镁是碱性氧化物，可以和酸反应；而氧化铝是两性氧化性：（二）氢氧化物的对比相同点：热稳定性差，加热易分解。不同点：①Mg(OH)2是中强碱，可以使酚酞变浅红色，而Al(OH)3是弱碱，不能使酚酞变红。②Mg(OH)2可以跟水解呈酸性的盐溶液反应，而Al(OH)3不行。Mg(OH)2+2NH4+=Mg2++2NH3+2H2O③Mg(OH)2只能溶于酸，而Al(OH)3具有两性。Al(OH)3+3H+=Al3++3H2OAl(OH)3+OH-=AlO2-+H2O注意：1、Al(OH)3只能与强酸和强碱反应，不溶于弱酸和弱碱。2、实验室通过铵盐和氨水反应，制备Al(OH)3。H++AlO2-+H2OAl(OH)3Al3++3OH-碱式电离酸式电离与碱反应与酸反应Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2OAl(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O思考：（1）Al(OH)3为何既能与酸又能与强碱液反应？1、偏铝酸盐①偏铝酸盐的生成途径：CO2少量：2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3+CO32-②偏铝酸盐的性质：CO2过量：AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3-AlO2-+H++H2O=Al(OH)32、明矾:KAl(SO4)2·12H2O----可作净水剂（三）重要的铝盐思考：制取Al(OH)3的可能途径有那些？解析：(1)铝盐与碱液反应法②优于法①①Al3＋Al(OH)3AlO2－OH－适量OH－过量②Al3＋Al(OH)3不溶解NH3·H2O足量NH3·H2O过量(2)偏铝酸盐与酸反应：(3)相互促进水解反应：法②优于法①①AlO2－Al(OH)3Al3＋H+过量H+适量②AlO2－Al(OH)3不溶解CO2适量CO2过量Al3＋＋3AlO2－＋6H2O＝4Al(OH)3↓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________________________。Al2O3（NH4）2SO4、K2SO4AlO2—+2H2O+CO2（过量）=Al(OH)3↓+HCO3—或：2AlO2—+3H2O+CO2（不足）=2Al(OH)3↓+CO32—例题1某混合物A，含有KAl（SO4）2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现下图所示的物质之间的变化，例题2某无色透明溶液，跟金属铝反应放出H2，判断下列离子:Mg2+，Cu2+，Ba2+，H+，Ag+，SO42-，SO32-，OH-，HCO3-，NO3-，何种离子能大量存在于此溶液中。（1）当生成Al3+时，可能存在。（2）当生成AlO2-时，可能存在。H+Mg2+SO42-OH-Ba2+NO3-AlO2Al(OH)3Al3+AlAl2O3O2加热铝及其重要化合物的相互转化试作出下列反应图像，并写出各阶段离子方程式。01234n(NaOH)n[Al(OH)3]①向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至过量向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液直至过量01234n(AlCl3)n[Al(OH)3]Al3++3OH—(少量)=Al(OH)3↓Al(OH)3+OH—=AlO2—+2H2OAl3++4OH—(过量)=AlO2—+2H2OAl3＋＋3AlO2－＋6H2O＝4Al(OH)3↓3mol3mol1mol3mol1mol01234n[Al(OH)3]n(HCl)②向NaAlO2溶液中滴加HCl溶液直至过量向HCl溶液中滴加NaAlO2溶液直至过量01234n(NaAlO2)n[Al(OH)3]AlO2—+H2O+H+(少量)=Al(OH)3↓Al(OH)3+3H+=Al3++3H2OAlO2—+4H+(过量)=Al3++2H2OAl3＋＋3AlO2－＋6H2O＝4Al(OH)3↓1mol3mol1mol3moln(NaOH)n[Al(OH)3]③向HCl酸化的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至过量④向含Mg2+、Al3+的混合溶液中滴加NaOH溶液直至过量Al(OH)3、Mg(OH)2Mg(OH)2n(NaOH)H++OH—=H2OAl3++3OH—(少量)=Al(OH)3↓Al(OH)3+OH—=AlO2—+2H2OAl3++3OH—(少量)=Al(OH)3↓Al(OH)3+OH—=AlO2—+2H2OMg2++2OH—=Mg(OH)2↓五.镁和铝单质的制备1、以海水为原料，写出MgCl2的提取和Mg的制备流程。海水熟石灰过滤Mg(OH)2盐酸MgCl2溶液结晶MgCl2.6H2OHCl干燥气流加热MgCl2熔融电解Mg抑制水解2、以铝土矿（主要成分是Al2O3含有Fe2O3、SiO2等杂质）为原料，写出Al的制备流程。铝土矿浓NaOH过滤滤液沉淀过量盐酸过滤沉淀滤液过量氨水过滤沉淀滤液加热Al2O3电解熔融Al