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1、学案8 镁、铝,判断下列说法的正确与否，在正确的后面画“”，在错误的后面画“”。1.镁着火不可以用CO2灭火，钠着火也不可以()2.Mg在空气中燃烧，产物只是MgO()3.将AlCl3溶液蒸干灼烧，最终得到的固体是氧化铝()4.将AlCl3溶液分别滴入到足量的NaOH溶液和足量的氨水中，现象不同()5.工业上用电解熔融AlCl3的方法来冶炼铝()6.铝在常温下与浓硫酸不反应(),考点1 镁、铝与酸碱反应的计算*自主梳理*,铝的主要性质及应用1.铝的物理性质铝是银白色，具有金属光泽的固体，硬度较小，具有良好的导电性、导热性和延展性。,2.铝的化学性质（1）与非金属单质反应,氧化膜,4Al+3O2
2、=2Al2O3,2Al+3Cl2=2AlCl3,（2）与酸反应与非氧化性酸离子方程式：。与氧化性酸遇冷的浓硫酸或浓硝酸，与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应，无H2生成。（3）与碱溶液反应离子方程式：（4）铝热反应如与Fe2O3反应：3.铝的用途纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。,2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3,2Al+6H+=2Al3+3H2,钝化,2Al+2OH-+2H2O=2AlO-2+3H2,高温,【例1】等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加入等质量的铝，生成氢气的体积比为56，则甲、乙两烧杯中反应的情况可能分别是()A
3、.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,B,解析：有关反应的化学方程式为2Al+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H22Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2若两种情况下Al不足，则生成H2的体积比应为11；若两种情况下Al都过量，则生成H2的体积比应为2 3；因H2的体积比为5 6，介于1 1和2 3之间，所以只能有一种溶液中Al不足，另一种溶液中Al过量，一定物质的量的NaOH比H2SO4消耗铝多，因此，只能是与碱反应的Al不足，与酸反应的Al过量。【备考指南】Mg、Al与酸、碱反应问题常借助于数轴分析过量情况
4、，以金属和酸、碱恰好反应的量为界点，分段讨论；有时借助图像分析更简单，如例1中设酸、碱的物质的量为1 mol，由图2-8-1知，B项正确。,图2-8-1,【例2】将一定质量的镁和铝的混合物投入200 mL硫酸中，固体全部溶解后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量n与加入NaOH溶液的体积V的变化如图2-8-2所示。则下列说法不正确的是（）A.镁和铝的总质量为9 g B.最初20 mL NaOH溶液用于中和过量的硫酸 C.硫酸的物质的量浓度为2.5 molL-1 D.生成的氢气在标准状况下的体积为11.2 L,图2-8-2,D,解析：,【备考指南】此类题要明确各段发生的反应，同时注
5、意最高点沉淀最多时，溶液中溶质成分，由守恒解决问题。不要去分析Mg、Al与酸反应的过程。,1.甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 molL-1的盐酸和氢氧化钠溶液，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甲乙=1 2，则加入铝粉的质量 为()A.5.4 g B.3.6 g C.2.7 g D.1.8 g,解析：讨论过量情况，若是金属均过量，甲、乙产生的氢气的体积比为13,若是金属均完全反应，产生的氢气体积相等，因此盐酸中金属过量，氢氧化钠溶液中铝完全反应，因此0.15 3/2n(Al)=1;2n(Al)=0.2 mol。,A,2.将一块镁铝合金投入一定体积的1 mol
6、L-1的稀盐酸中，待合金完全溶解后往溶液里滴入1 molL-1的NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系如图2-8-3所示。下列说法中不正确的是（）A.由图可以确定该镁铝合金中铝的质量为0.27 g B.由图可以确定该合金中两元素物质的量之比的最大值为2.5 C.当滴入1 molL-1的NaOH溶液85 mL时，所得沉淀的成分为Mg(OH)2和Al(OH)3 D.由图可以确定a的取值范围为：0a50,图2-8-3,D,解析：,考点2 关于Al(OH)3的计算与图象分析*自主梳理*1.氧化铝（1）化学性质（用化学方程式表示）,（2）用途熔点很高，是一种比较好的耐火材料，还可制
7、作各种宝石。2.氢氧化铝（1）化学性质（用化学方程式表示）两性氢氧化物,受热分解（2）制备向铝盐中加入氨水，离子方程式为：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，其净水的原理涉及到的离子方程式表示为：。,1.“铝三角”转化关系,4.图象分析,【例3】有200 mL氯化镁和氯化铝混合液，其中c（Mg2）为0.2 molL-1,c（Cl-）为1.3 molL-1。要使Mg2全部转化为沉淀分离出来，至少需加4 molL-1NaOH溶液的体积 为（）A.40 mL B.72 mL C.80 mL D.128 mL,解析:本题考查镁、铝的性质及简单的计算。由题意可知 c
8、（Al3）为0.3 molL-1,要想Mg2全部转化为沉淀分离出来，Mg2需要NaOH为0.08 mol，Al3需要NaOH为0.24 mol，共需要NaOH为0.32 mol，所以至少需加4 molL-1 NaOH溶液的体积为80 mL，选C。,【规律指导】若用守恒法解决更为简单，反应后溶液中有NaCl、NaAlO2，由元素守恒，n（NaOH）=n（Cl-）+n（Al），同学们不仿一试。,C,【例4】图2-8-4是向MgCl2、AlCl3混合溶液中，开始滴加7 mL试剂A，之后改滴试剂B，所得沉淀y mol与试剂体积V mL之间的关系。以下结论正确的是()A.A是盐酸，B是NaOH，且c(B
9、)=2c(A)B.A是NaOH，B是盐酸，且c(NaOH)c(HCl)=1 1 C.原混合液中，c(Al3+)c(Mg2+)c(Cl-)=1 1 5 D.从7到9，相应离子方程式为：H+OH-=H2O,图2-8-4,C、D,解析：由题图知A为NaOH，B为HCl，Al（OH）3OH-，AlO-2H+，则c(HCl)=1/2c(NaOH)。n(Mg2+)2+n(Al3+)3=510-3c(NaOH),c(NaOH)10-3=n(Al3+),n(Mg2+)=c(NaOH)10-3,n(Mg2+)n(Al3+)=1 1,则C项正确，从69，沉淀未发生变化，则反应为H+OH-=H2O，D项正确。【规律
10、指导】1.不少同学对图中最高点表示盐酸体积的计算不会应用“溶液中离子守恒关系”，因此计算过程比较繁杂，这是由于不能整体上把握反应的实质。希望在高考备考复习中引起注意，养成从整体上把握反应实质来理解分析问题的习惯。2.对于有关生成Al（OH）3的图像题，Al（OH）3的减少过程和生成Al（OH）3的增加过程所消耗的OH-物质的量之比为13；有NH+4、Al3+同时存在时加入NaOH，反应顺序为Al3+Al（OH）3，NH+4 NH3H2O；Al（OH）3 AlO-2。,3.为测定某镁铝合金样品中铝的含量，进行了下列实验：取一定量合金，加入100 mL 0.3 molL-1的稀硫酸，合金完全溶解，
11、产生的气体在标准状况下体积为560 mL；再加入0.2 molL-1 的NaOH溶液至沉淀质量恰好不再变化，用去350 mL NaOH溶液。则所取样品中铝的物质的量为（）A.0.005 mol B.0.01 mol C.0.025 mol D.0.04 mol,解析：沉淀质量不再变化时，溶液中的溶质为NaAlO2和Na2SO4，由SO2-4守恒知，n（Al3+）=0.01 mol。,B,4.向含有Al3、NH+4、Mg2的混合溶液中加入Na2O2固体，加入Na2O2的物质的量和产生沉淀、气体的物质的量的关系如图2-8-5所示，则原溶液中Al3、NH+4、Mg2的物质的量分别为(不计气体溶于水)
12、（）A.3 mol、8 mol、3 mol B.3 mol、8 mol、2 mol C.2 mol、4 mol、3 mol D.2 mol、4 mol、2 mol,图2-8-5,C,解析：,5.将一定质量的镁、铝合金投入一定浓度的100 mL盐酸中，使合金全部溶解，向所得溶液中滴加5.00 molL-1的NaOH溶液至过量，生成沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积的关系如图2-8-6所示。试求：,图2-8-6,(1)原合金中铝的质量分数。,(2)盐酸的物质的量浓度。,考点3 铝及其化合物间的相互转化及实验*自主梳理*由Al、H2SO4、NaOH三种试剂制取Al（OH）3,请设计三种方案。,1.转
13、化框图,2.由铝土矿（Al2O3、SiO2、Fe2O3）制取铝,3.Mg、Al混合物中Al含量的测定,注意：一般不用加入稀硝酸测量生成的NO气体体积的方法，因为NO易被氧化，测量的气体的体积不准确。,【例5】A、B、C、D、甲之间有如图2-8-7转化，甲是一种单质，A、B、C、D为化合物。,图2-8-7,（1）A的名称为，列举A的一种用途。（2）B+CD的离子反应方程式：。（3）甲C的离子反应方程式：。（4）由CD的设计方案为：。,氧化铝,耐高温材料,Al3+3AlO-2+6H2O=4Al（OH）3,2Al+2OH-+2H2O=AlO-2+3H2,解析：由A既能与盐酸又与氢氧化钠反应，参考转化
14、关系，A为Al2O3，D为Al(OH)3。【备考指南】框图转化是近几年新课标高考重要题型，此类题关键是掌握元素化合物的知识结构，善于运用图示形式概括每一部分元素化合物中重要物质之间的转化，对于一些特殊反应要重点记忆，如重要的置换反应可分为金属置换金属，金属置换非金属；非金属置换金属，非金属置换非金属。,【例6】铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，图2-8-8是从铝土矿中提取铝的工艺流程：,图2-8-8,已知：铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质；溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学反应方程式为：2Na2SiO32NaAlO2
15、2H2O=Na2Al2Si2O84NaOH回答下列问题：(1)写出向铝土矿中加入足量氢氧化钠溶液后，该步操作中发生反应的离子方程式：。(2)滤渣A的主要成分为；滤渣A的用途是(只写一种)；实验室过滤时使用玻璃棒，其作用是。,SiO22OH-=SiO2-3H2O,Al2O32OH-=2AlO-2H2O，,Fe2O3、Na2Al2Si2O8,炼铁的原料(或生产硅酸盐产品的原料),引流,(3)在工艺流程第三步中，选用二氧化碳作酸化剂的原因是。(4)若将铝溶解，下列试剂中最好选用(填编号)。A.浓硫酸 B.稀硫酸 C.稀硝酸理由是。,铝与浓硫酸在常温下发生钝化，加热溶解会产生,经过足量氢氧化钠溶液的溶
16、解，大部分铝元素以NaAlO2的形式存在于滤液中，通入过量二氧化碳可以将NaAlO2完全转化为Al(OH)3,B,有毒气体SO2，原料利用率低；稀硝酸能溶解铝但会产生NO气体，污染空气，硝酸利用率低；而铝与稀硫酸反应速率较快，产生的H2对空气无污染,解析：(1)Al2O3属于两性氧化物，SiO2属于酸性氧化物，都能与强碱反应。(2)利用题目给出的信息“硅铝酸盐沉淀”，可以知道滤渣A的主要成分是Fe2O3、Na2Al2Si2O8。对于滤渣A的用途一般很容易想到其可以作为炼铁的原料。(3)因为Al(OH)3是两性氢氧化物，若用强酸酸化滤液时，无法保证将全部铝元素转化为Al(OH)3过滤出来。(4)
17、分析问题时，一般要同时考虑生产效益(原料利用率)和环保问题。【备考指南】Mg、Al及其化合物部分涉及的实验是各地高考命题的热点，应结合近几年高考试题归纳本部分的实验素材。2013年高考要注意以下几个方面：Mg、Al合金中组分含量测定；从铝土矿中提取Al。,6.某混合物A，含有KAl（SO4）2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现图2-8-9所示的物质之间的转化：,图2-8-9,据此回答下列问题（1）、四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是。（2）根据上述框图反应关系，写出下列B、C、D、E所含物质的化学式：沉淀固体B；C；D；溶液E。（3）写出两个反应的化学方程式：；。,NaAlO2+
18、HCl+H2O=Al（OH）3+NaCl,过滤,Al2O3,Al2O3和Fe2O3,Fe2O3,K2SO4和（NH4）2SO4、NH3H2O,Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,1.2011年高考广东卷（1）氧化铁和石英砂，分别与铝发生置换反应，相关的化学方程式为 和。2.某些金属氧化物粉末知Al粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应。下列反应速率（v）和温度（T）的关系示意图中与铝热反应最接近的是。,图2-8-10,B,2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe,高温,4Al+3SiO2=2Al2O3+3Si,高温,【备考指南】1.一轮复习中元素化合物部分注重课本基础知识的掌握，必须要对课
19、本仔细阅读一遍，对一些重要的知识点、易错的知识点强化记忆。2.重视本部分的化学方程式，挖掘本部分的化学实验和化学计算素材。3.本部分的计算在高考中很有规律可循，常用过量讨论法，终态守恒法，得失电子相等法，结合图形计算等。分析沉淀最大时溶液中溶质成分结合守恒计算，分析图象中最高点或最低点是高考计算中常用的方法。,1.下列关于金属铝的叙述中，不正确的是()AAl是地壳中含量最多的金属元素，但铝是使用较晚的金属 BAl是比较活泼的金属，在化学反应中容易失去电子，表现还原性 C铝箔在空气中受热可以熔化，且发生剧烈燃烧 D铝箔在空气中受热可以熔化，由于氧化膜的存在，熔化的铝并不滴落,C,2.将物质X逐渐
20、加入(或通入)Y溶液中，生成沉淀的量与加入X的物质的量的关系如图2-8-11所示，符合图示情况的是(),图2-8-11,解析：A项生成沉淀和沉淀溶解消耗的CO2相等；B项沉淀生成与溶解消耗盐酸量的比例为13，同理D项开始无沉淀，后来才产生沉淀。,C,3.将AlCl3溶液和NaOH溶液等体积混合，得到的沉淀物中含铝元素的质量与溶液中所含铝元素的质量相等，则原AlCl3溶液与NaOH溶液的物质的量浓度之比可能是()A13 B2 3 C1 4 D7 2,解析：,B,4.在标准状况下，进行甲、乙、丙三组实验，三组各取60 mL同浓度盐酸，加入同一种镁铝合金粉末，产生气体，有关数据列表如下：,则下列说法
21、正确的是（）A.甲组和乙组的实验中，盐酸均是过量的B.盐酸的物质的量浓度为0.8 molL-1C.合金中镁、铝的物质的量之比为11D.丙组中铝的物质的量为0.009 mol,C,解析：丙在乙的基础上增加合金的质量，但氢气的体积不变，说明在乙中盐酸是不足的，A不正确。氢气是0.672 L22.4 L/mol0.03 mol，所以根据氢原子守恒可知，氯化氢的物质的量是0.06 mol，浓度是0.06 mol0.06 L1.0 mol/L，B不正确。甲中合金全部反应，生成氢气是0.025 mol，设镁、铝的物质的量分别是x、y，则x1.5y0.025、24x27y0.51，解得xy0.01 mol，
22、所以选项C正确。丙组中铝的物质的量为9185100.010.018 mol，D不正确，答案选C。,5.某化学小组在常温下测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：,下列有关判断中不正确的是()A溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液B溶液A和B均可以选用稀硝酸C若溶液B选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏小D实验方案更便于实施,解析：因铝具有两性，而铜不能与碱、无氧化性酸反应，所以A和B是盐酸或氢氧化钠时，都与铝反应，故A项正确；又因测固体质量比测气体体积易进行，故D正确；若A和B都是稀硝酸时则方案、均无法实施，故B错；若B是浓硝酸时则铝钝化，导致剩余固体质量增加，所以测得铜的质
23、量分数偏小，故C正确。,B,6.把一块镁铝合金投入到1 molL-1的盐酸中，待合金完全溶解后，再往溶液里加入1 molL-1NaOH的溶液，生成沉淀的物质的量随加入NaOH溶液体积变化的关系如图2-8-12所示。下列说法中错误的是()A盐酸的体积为80 mL Ba的取值范围为0a50 Cn(Mg2+)0.025 mol D当a值为30时，b值为0.01,图2-8-12,D,解析：当沉淀达到最高值时，生成氯化钠是0.08 mol，所以盐酸的物质的量也是0.08 mol，其体积是80 ml，A正确。溶解氢氧化铝消耗氢氧化钠是10 mL，则生成氢氧化铝需要氢氧化钠是30 mL，所以a一定小于50
24、mL，B正确。如果镁离子是0.025 mol，则生成氢氧化镁需要氢氧化钠的体积就是50 mL，而生成氢氧化铝需要30 mol，显然80-a不可能等于80，所以C正确。当a值为30时，生成氢氧化镁消耗的氢氧化钠（80-30-30）mL 20 mol，所以生成氢氧化镁是0.01mol，因此沉淀一共是0.01 mol0.01 mol0.02 mol，D不正确。答案选D。,7.将5.1 g镁铝合金溶于60 mL 5.0 molL-1的H2SO4溶液中，完全溶解后再加入65 mL 10.0 molL-1的NaOH溶液，得到沉淀的质量为9.7 g，继续滴加NaOH溶液时沉淀会减少。(1)当加入mL NaO
25、H溶液时，可使溶液中的 Mg2和Al3恰好完全沉淀。(2)计算合金溶于硫酸时所产生的氢气在标准状况下的体积。,60,5.6 L,解析：,8.铝镁合金已经成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的三位同学为测定某含镁3%5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数，设计下列三种不同实验方案进行探究，请回答下列问题：探究一,实验中发生反应的化学方程式：。实验步骤：,2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2,探究二实验装置：如图2-8-13,(1)称取5.4 g铝镁合金粉末样品投入V mL 2.0 mol/L NaOH溶液中，充分反应，NaOH溶液的体积V。(2)过滤、洗涤、干燥
26、、称量固体，该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将(填“偏高”或“偏低”)。,偏高,97 mL,图2-8-13,问题讨论：(1)某同学提出该实验装置不够完善，应在A、B之间添加一个干燥、除酸雾的装置。你的意见是(填“需要”或“不需要”)。(2)为使测定结果尽可能精确，实验中应注意的问题是(写出两点)：；。,不需要,检查装置的气密性,合金完全溶解(或加入足量盐酸，或调整量气管C的高度，使C中液面与B中液面相平等合理答案均可),图2-8-14,探究三实验方案：称量xg铝镁合金粉末，放在如图2-8-14所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧。问题讨论：(1)欲计算Mg的质量分数，该实验中还需要测定的数据是。(2)若用空气代替O2进行实验，对测定结果是否有影响？(填“是”或“否”)。,灼烧后固体的质量,是,
