2021版高考化学一轮复习第五章金属金属及其化合物第二节铝镁及其化合物课件新人教版

第二节铝、镁及其化合物最新考纲1．了解铝、镁及其重要化合物的制备方法。2．掌握铝、镁及其重要化合物的主要性质及其应用。考点一镁、铝/知识·再认再现(一)铝的性质和用途1．物理性质色、态密度质地导电、导热、延展性存在银白色，有金属光泽的固体较小柔软良好自然界中以化合态存在理清概念基础需抓牢[注意]铝是地壳中含量最高的金属元素，仅次于硅元素。2．化学性质写出图中标号反应的化学方程式或离子方程式：3．制备及用途制备用途①纯铝用作导线②铝合金制备汽车、飞机、生活用品等电解熔融Al2O3：2Al2O3=====电解Na3AlF64Al＋3O2↑4．铝与酸或碱反应中的比例关系方程式比例关系与酸反应2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑2Al～6HCl～2AlCl3～3H2与碱反应2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑2Al～2NaOH～2NaAlO2～3H25．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。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生成H2的物质的量之比为。②消耗Al的物质的量之比为。1∶13∶11∶31∶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13VHClH2VNaOHH2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。HClNaOH(二)镁的性质和用途1．物理性质(1)镁：镁是色有金属光泽的固体，密度较__，硬度较____。(2)镁合金：密度较____，硬度和强度都较____。银白小低大小2．对比记忆镁的化学性质铝镁与非金属反应能被Cl2、O2氧化2Mg＋O2=====点燃2MgO3Mg＋N2=====点燃Mg3N2与水反应反应很困难能与沸水反应：Mg＋2H2O=====△Mg(OH)2＋H2↑与碱反应能溶于强碱溶液不反应与某些氧化物反应能与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应能在CO2中燃烧：2Mg＋CO2=====点燃2MgO＋C3．用途(1)镁合金——用于制造火箭、导弹和飞机的部件。(2)镁——制造信号弹和焰火。4．从海水中提取镁(1)工艺流程(2)基本步骤及主要反应制熟石灰沉淀酸化蒸发结晶析出MgCl2·6H2O脱水在氯化氢气流中使MgCl2·6H2O脱水制得无水氯化镁电解电解熔融氯化镁制得镁：CaCO3=====高温CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2OMgCl2(熔融)=====电解Mg＋Cl2↑[注意]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。题组·跟进训练1．铝制品具有较强的抗腐蚀性，主要是因为()A．铝的化学性质稳定B．铝在常温时与氧气不反应C．铝具有金属性，也具有非金属性D．铝与氧气反应生成一层致密的氧化物薄膜解析：铝是活泼金属，化学性质活泼，故A错误；铝被氧气氧化生成氧化铝，而不是不反应，故B错误；铝具有金属性，不具有非金属性，故C错误；铝被氧气氧化生成致密的氧化物薄膜，能阻止铝进一步被氧化，故D正确。答案：D2．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↓解析：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，根据铝原子守恒，设1mol铝参加反应，则生成偏铝酸钠1mol需氢氧化钠为1mol，生成氯化铝1mol需HCl为3mol，所以①和②反应消耗n(HCl)＝3n(NaOH)，故A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，故B错误；反应③和④消耗等量的Al时，Al失电子的物质的量相等，设2mol的铝参加反应，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，故C正确；一水合氨是弱电解质，书写离子方程式用化学式，氯化铝与氨水反应生成氢氧化铝沉淀和氯化铵，正确的离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4，故D错误。答案：C3．某同学通过系列实验探究Mg及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是()A．将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁条于其中探究Mg的活泼性B．将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成C．将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀D．将镁蒸气在氮气中冷却得到镁粉解析：稀释浓硫酸应该是把浓硫酸慢慢注入水中，A项错误；两者反应为Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，因此能够观察到沉淀产生，B项正确；过滤应该用玻璃棒引流，而不是直接倒入已装好滤纸的漏斗中，C项错误；氮气与镁反应生成氮化镁，得不到镁粉，D项错误。答案：B4．从海水中提取镁的工艺流程如图所示：下列说法错误的是()A．用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富B．步骤⑥电解MgCl2时阴极产生氯气C．步骤⑤可将晶体置于HCl气体氛围中脱水D．上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应解析：电解MgCl2时，阳极产生Cl2；加热脱水过程中Mg2＋能水解生成Mg(OH)2，为防止Mg2＋水解，应在HCl气体氛围中脱水；①、③、⑥分别为化合反应、复分解反应、分解反应。答案：B5．Mg能在NO2中燃烧，产物为Mg3N2、MgO和N2。某科学小组通过实验验证反应产物并探究产物的比例关系。资料信息：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑，限用如图装置进行实验(夹持装置省略，部分仪器可重复使用)。(1)装置连接的顺序为__________________(填字母)。(2)连接好仪器，装入药品前检验装置气密性的方法是___________________________________________________。(3)装置A中盛装的干燥剂是________；装置F的作用是____________________________________。(4)验证产物中存在Mg3N2的具体实验操作为_______________________________________________________，确定产物中有N2生成的实验现象为____________________________________________________________________。(5)已知装置E中初始加入镁粉的质量为13.2g，在足量的NO2中充分燃烧，实验结束后，硬质玻璃管冷却至室温、称量，测得硬质玻璃管中剩余固体的质量为21.0g，产生N2的体积为1120mL(标准状况)。写出硬质玻璃管中发生反应的化学方程式：____________________________________________________________________________________________。解析：(1)铜与浓硝酸反应产生的NO2气体，经装置A干燥后，再通入硬质玻璃管与镁粉反应，通过装置A防止装置F中的水蒸气进入装置E，用装置F除去多余的NO2，通过装置C、D用排水法收集生成的N2，故装置连接的顺序为BAEAFC(D)。(5)设生成Mg3N2的物质的量为xmol，生成MgO的物质的量为ymol，n(Mg)＝13.2g24g·mol－1＝0.55mol，根据镁元素守恒，有3xmol＋ymol＝0.55mol；根据生成固体物质的总质量为21.0g，有100g·mol－1×xmol＋40g·mol－1×ymol＝21.0g，解得：x＝0.05，y＝0.4，再根据N2的物质的量为0.05mol，即可写出化学方程式：11Mg＋4NO2=====△Mg3N2＋8MgO＋N2。答案：(1)BAEAFC(D)(2)关闭分液漏斗活塞，将导气管末端插入水中，对锥形瓶微热，若导气管口有气泡冒出，停止加热，导气管中进入一段水柱，表示气密性良好(3)无水CaCl2(或五氧化二磷等)除去NO2(4)取少量反应后的固体产物，加入到水中产生有刺激性气味的气体，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色装置C中收集到大量气体(答案合理即可)(5)11Mg＋4NO2=====△Mg3N2＋8MgO＋N2考点二镁、铝的重要化合物/基础·自主落实1．MgO和Al2O3氧化物MgOAl2O3物理性质白色固体，难溶，熔点高，密度小白色固体，难溶，熔点高化学性质类别碱性氧化物两性氧化物与H2O反应MgO＋H2OMg(OH)2(反应缓慢)不反应与H＋反应与OH－反应不反应=====△MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2OAl2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2OAl2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O深化提能素养再进阶氧化物MgOAl2O3重要用途制耐火、耐高温器材制耐火、耐高温器材；炼铝和人造宝石的原料[注意]不能用氧化铝坩埚熔融NaOH固体。2．Mg(OH)2和Al(OH)3氢氧化物Mg(OH)2Al(OH)3物理性质白色固体，难溶白色固体，难溶；Al(OH)3胶体吸附能力强化学性质类别与H＋反应中强碱，悬浊液使酚酞变浅红：Mg(OH)2Mg2＋＋2OH－典型两性氢氧化物：H＋＋AlO－2＋H2O(酸式电离)Al(OH)3Al3＋＋3OH－(碱式电离)；不能与较弱的酸、碱反应，如H2CO3、NH3·H2OMg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2OAl(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O氢氧化物Mg(OH)2Al(OH)3化学性质与OH－反应不反应与盐反应溶于NH4Cl浓溶液：Mg(OH)2＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3·H2OAl(OH)3不溶于NH4Cl浓溶液热稳定性Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2OMg(OH)2=====△MgO＋H2O2Al(OH)3=====△Al2O3＋3H2O氢氧化物Mg(OH)2Al(OH)3制法实验室工业用途①阻燃剂②镁盐的制造①治疗胃酸过多②Al(OH)3胶体可用于净水Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓等多种方法AlO－2＋CO2(足量)＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－33.一种重要的复盐——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复盐。(2)明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH___7(填“＜”“＞”或“＝”)。明矾可以净水，其净水的原理是，Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋＜(3)明矾溶液与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式：①Al3＋恰好完全沉淀____________________________________________________。②SO2－4恰好完全沉淀___________________________________________________。2Al3＋＋3SO2－4＋3Ba2＋＋6OH－===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓Al3＋＋2SO2－4＋2Ba2＋＋4OH－===AlO－2＋2BaSO4↓＋2H2O[基础排查]1．探究氢氧化铝的两性，最适宜的试剂是()A．Al