第3章 第13讲 镁、铝、铜及其化合物(课件PPT)-【正禾一本通】2025年高考化学高三一轮总复习高效讲义（人教版2019 单选版）

正禾一本通 一轮总复习 多媒体课件 英语（人教版） 一轮总复习 多媒体课件 化学（人教版单选） 第三章 金属及其化合物 第13讲　镁、铝、铜及其化合物 考点1 1 镁及其化合物　海水提镁 考点2 1 铝及其化合物 考点3 1 铜及其化合物 课下巩固精练卷(十三)　镁、铝、铜及其化合物 【备考目标】　1.了解镁、铝、铜及其重要化合物的存在、性质和用途。2.掌握工业提取铝、镁的一般方法。3.理解含铜重要化合物的制备原理及过程。 3Mg＋N2Mg3N2 2Mg＋CO22MgO＋C Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑ 1．镁的性质与用途 (1)物理性质：具有银白色金属光泽的固体。 (2)化学性质(写化学方程式) ①与O2反应： (产生强烈白光)。 ②与N2反应： 。 ③与CO2反应： 。 ④与沸水反应： 。 ⑤与非氧化性强酸反应：Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑。 2Mg＋O22MgO 难 Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O 【提醒】　Mg3N2能与水剧烈反应生成Mg(OH)2沉淀并放出氨气，所以只能在干燥状态下制取。 (3)用途：生产合金，冶金工业上用作还原剂和脱氧剂。 2．镁的重要化合物 (1)氧化镁：白色粉末状固体， 溶于水，属于 氧化物，与盐酸反应的离子方程式为 。 (2)氢氧化镁：白色固体， 溶于水，中强碱，与盐酸反应的离子方程式为 。 【提醒】　氢氧化镁的溶解度小于碳酸镁，能发生反应MgCO3＋H2OMg(OH)2＋CO2↑，镁元素在水垢中的存在形式是Mg(OH)2。 难 碱性 MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O 【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)镁在空气中燃烧，产物为纯净的氧化镁( ) (2)工业上通过电解六水合氯化镁制取金属镁 ( ) (3)利用海水制取溴和镁单质，此过程中Br－被氧化，Mg2＋被还原 ( ) (4)向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液至过量，现象为先产生白色沉淀，后沉淀消失( ) × × × √ 从海水中提取镁 写出上述流程中的基本步骤涉及的主要反应 制熟石灰 ，CaO＋H2O===Ca(OH)2 沉淀 Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2＋Ca2＋ 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： 【方法指导】　(1)由MgCl2·6H2O得到无水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或Ar氛围中冷却。 CaCO3CaO＋CO2↑ Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 1．铝的性质及用途 (1)存在 铝是地壳中含量最多的金属元素。自然界中的铝全部以 态存在。 (2)化学性质 化合 2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe 4Al＋3O22Al2O3 写出图中有关反应的化学方程式： ① ② 。 ③ 。 ④ 。 ⑤ (铝热反应)。 【提醒】　铝是活泼金属，但抗腐蚀性能强，原因是常温下Al能与O2反应生成一层致密的氧化物薄膜，从而防止内部金属进一步被氧化。 2Al＋3Cl22AlCl3 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ 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 Al2O3+6HCl===2AlCl3+3H2O Al2O3+2NaOH+3H2O===2Na[Al(OH)4] 3．氢氧化铝 (1)物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的 性。 (2)化学性质 ①Al(OH)3的电离 酸式电离： 。 碱式电离： 。 ②写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式： 吸附 Al(OH)3＋H2O ⇌ [Al(OH)4]－＋H＋ Al(OH)3 ⇌ Al3＋＋3OH－ ⅰ. ； ⅱ. ； ⅲ. 。 (3)制备方法 向可溶性铝盐中加入足量氨水：Al3＋＋3NH3·H2O ===Al(OH)3↓＋3NH。 Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－ 2Al(OH)3Al2O3＋3H2O 4．一种重要的复盐——明矾 化学式 (水溶液pH<7) 净水原理 Al3＋＋3H2O⇌Al(OH)3(胶体)＋3H＋，Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水 与Ba(OH)2溶液的反应 Al3＋恰好完全沉淀的离子方程式： ； SO恰好完全沉淀的离子方程式： KAl(SO4)2·12H2O 2Al3＋＋3SO＋3Ba2＋＋6OH－===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓ Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===[Al(OH)4]－＋2BaSO4↓ √ 【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)铝制品在空气中能稳定存在是因为铝不活泼( ) (2)氧化铝熔点高，常用于制造耐高温材料( ) (3)可以利用明矾溶液清除铜镜表面的铜锈( ) (4)铝与少量NaOH溶液反应得到铝盐，与足量NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4] ( ) (5)在给定条件下，可发生转化： Al(s)Na[Al(OH)4](aq)Al(OH)3(s)( ) × × × √ 一、铝及其化合物的性质与用途 1．下列关于铝及其化合物的说法不正确的是(　　 ) A．Al既可用于食品包装，也可用作建筑材料 B．Al2O3既可用来冶炼金属Al，也可用作耐火材料 C．明矾[KAl(SO4)2·12H2O]既可用作净水剂，也可用作消毒剂 D．Al(OH)3既可用作治疗胃酸过多的药物，也可用来制备一些铝盐 解析：选C。A项，金属铝具有良好的延展性，因此铝可以制成铝箔用于食品包装，金属铝也可用作建筑材料，如铝合金门窗等，正确；B项，电解熔融的Al2O3可冶炼金属Al，由于Al2O3具有耐高温的性质，也可用作耐火材料，正确；C项，明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶于水后，Al3＋能发生水解反应，生成的Al(OH)3胶体具有吸附作用，可用作净水剂，但Al(OH)3并不具有消毒作用，错误；D项，Al(OH)3能与胃酸中的盐酸反应生成氯化铝和水，正确。 2．下列由废铝粉、稀盐酸和氨气为原料制取Al2O3的实验原理和装置不能达到实验目的的是(　　 ) A．用装置甲溶解废铝粉 B．用装置乙制取Al(OH)3固体 C．用装置丙过滤得到Al(OH)3固体 D．用装置丁灼烧Al(OH)3固体制得Al2O3 解析：选D。将废铝粉加入盐酸中，适当加热和搅拌以加快反应速率，则用装置甲溶解废铝粉能够达到实验目的，A不符合题意；向所得的AlCl3溶液中通入过量的氨气，来制备Al(OH)3固体，用装置乙可以制取Al(OH)3固体，倒扣的漏斗能防止倒吸，B不符合题意；分离固体和液体常用过滤操作，即用装置丙过滤得到Al(OH)3固体，C不符合题意；蒸发溶液用蒸发皿，灼烧固体需用坩埚，故用装置丁灼烧Al(OH)3固体制备Al2O3不能达到实验目的，D符合题意。 二、以铝及其化合物为载体的工艺流程题 3．酸溶法提纯Al2O3的过程如下，铝土矿中含有杂质Fe2O3和SiO2。 讨论回答下列问题： 写出①②中可能发生反应的离子方程式 ①_________________________________________________________________； ②_________________________________________________________________。 (2)步骤②中不用氨水沉淀Fe3＋的原因：__________________________________。 答案：(1)①Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O ②Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－，Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ (2)Al(OH)3只能溶于强碱，不能溶于氨水，用氨水不能将Fe(OH)3和Al(OH)3分离 4．利用铝灰(主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等)制备铝鞣剂[主要成分为Al(OH)2Cl]的一种工艺如下： 气体A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。铝灰在90 ℃时水解生成A的化学方程式为______________________________________，“水解”采用90 ℃而不在室温下进行的原因是 _______________________________________________________________________。 “酸溶”时，Al2O3发生反应的离子方程式为 ___________________________________________________________________。 (3)“氧化”时，发生反应的离子方程式为 ___________________________________________________________________。 (4)“废渣”的成分为__________________(填化学式)。 (5)采用喷雾干燥而不用蒸发的原因是 ___________________________________________________________________。 答案：(1)AlN＋3H2O eq \o(=====,\s\up7(90 ℃)) Al(OH)3＋NH3↑ 加快AlN的水解反应速率，降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出 (2)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O (3)2Fe2＋＋2H＋＋ClO－===2Fe3＋＋Cl－＋H2O (4)Fe(OH)3　(5)防止Al(OH)2Cl水解生成Al(OH)3 1．单质铜 (1)物理性质：紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。 (2)化学性质 ①常温下，铜在干燥的空气中性质稳定，但在潮湿的空气里则会被锈蚀，在其表面逐渐形成一层绿色的铜锈。有关化学方程式为 。 ②写出下列化学方程式： 铜在空气中加热： ； 铜丝在硫蒸气中反应： 。 2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3 2Cu＋O22CuO 2Cu＋SCu2S 4CuO2Cu2O＋O2↑ 2．铜的重要化合物 (1)Cu2(OH)2CO3的名称为 ，是铜绿、孔雀石的主要成分，受热分解可生成黑色的氧化铜，化学方程式： ，可溶于稀硫酸，离子方程式： 。 (2)黑色的氧化铜在高温下分解为砖红色的Cu2O，化学方程式为 。 碱式碳酸铜 Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O Cu2(OH)2CO3＋4H＋===2Cu2＋＋CO2↑＋3H2O (3)蓝色的硫酸铜晶体受热分解为白色的硫酸铜粉末，化学方程式为 。 (4)砖红色的Cu2O与稀硫酸反应，溶液变蓝，同时生成红色的单质铜，离子方程式为 。 CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O 【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)铜锈是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的氧化物( ) (2)过量铜与浓硝酸反应，产生的气体中有NO2、NO和H2( ) (3)CuO是黑色固体，与水反应生成Cu(OH)2( ) (4)CuSO4·5H2O失去结晶水属于化学变化( ) (5)除去铜粉中混有的CuO，加入稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干燥( ) × × × × √ 一、铜及其化合物的性质 1．某研究小组通过实验探究Cu及其重要化合物的性质，下列操作正确且能达到目的的是(　　 ) A．将铜丝插入浓硫酸中加热，反应完后把水加入反应器中，观察硫酸铜溶液的颜色 B．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成 C．将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体 D．将表面有铜绿的铜器放入稀盐酸中浸泡，除去铜绿 解析：选D。A项，应将反应后的液体倒入盛水的烧杯中，并不断搅拌；B项，应将铜丝在空气中加热到红热后伸入盛满氯气的集气瓶中；C项，CuCl2水解生成的盐酸易挥发，加热蒸干CuCl2溶液得不到无水CuCl2固体。 2．据《本草纲目》记载：“生熟铜皆有青，即是铜之精华，大者即空绿，以次空青也，铜青则是铜器上绿色者，淘洗用之。”下列说法错误的是(　　 ) A．“铜青”的主要成分是Cu2(OH)2CO3 B．“铜青”生成过程中涉及氧化还原反应 C．铜在潮湿空气中易发生吸氧腐蚀 D．用稀硝酸可以清洗铜器表面的铜绿 解析：选D。铜在潮湿空气中发生吸氧腐蚀生成铜绿，即Cu2(OH)2CO3，过程中铜元素化合价发生变化，涉及氧化还原反应，A、B、C正确；由于稀硝酸在常温下也能腐蚀铜单质，故不能用稀硝酸清洗铜器表面的铜绿，可用稀硫酸来清洗铜器表面的铜绿，D错误。 二、铜及其化合物的制备 3．实验室用含有少量氧化铁杂质的废铜粉制取无水硫酸铜的实验步骤如图： 下列有关说法正确的是(　　 ) A．溶解废铜粉的“过量酸”是指过量稀硝酸 B．气体A是Cl2，将亚铁离子氧化为铁离子 C．生成沉淀D的离子方程式可以为3CuO＋2Fe3＋＋3H2O===2Fe(OH)3＋3Cu2＋ D．从溶液中得到无水硫酸铜的方法是冷却结晶 解析：选C。过量的酸应为浓硫酸，不适合用稀硝酸，原因是引入NO eq \o\al(\s\up24(－),\s\do8(3)) 杂质，A错误；向混合溶液中通入气体A的作用是将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，气体A为氧气，不能使用氯气，防止引入氯化铜杂质，B错误；加入固体B的作用是调节溶液的pH，使Fe3＋变为沉淀而除去，为了不引入新的杂质，可选用CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，加CuO时离子方程式为3CuO＋2Fe3＋＋3H2O===2Fe(OH)3＋3Cu2＋，C正确；从溶液中冷却结晶得到硫酸铜晶体，D错误。 4．纳米氧化亚铜(Cu2O，颗粒直径1～100 nm)具有特殊的光学、光电和催化性能，采用化学沉淀法制备晶型结构完整、粒度分布均匀的纳米Cu2O(在潮湿空气中会慢慢氧化生成CuO)的合成路线如图所示。下列说法正确的是(　　 ) A．反应Ⅰ为化合反应 B．操作X为过滤 C．反应Ⅱ中，每生成22.4 L(标准状况)N2，转移4 mol电子 D．“洗涤”时，无水乙醇可用蒸馏水代替 解析：选C。由流程可知，反应Ⅰ为CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4，反应Ⅱ为4Cu(OH)2＋N2H4·H2O===N2↑＋2Cu2O＋7H2O，然后得到纳米Cu2O浊液，离心分离并用乙醇除去表面的杂质，干燥即可得到纳米Cu2O。由分析可知，反应Ⅰ为CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4，属于复分解反应，A错误；由分析可知，操作X为干燥，B错误；由分析可知，反应Ⅱ为4Cu(OH)2＋N2H4·H2O===N2↑＋2Cu2O＋7H2O，每生成22.4 L(标准状况)即 eq \f(22.4 L,22.4 L·mol－1) ＝1 mol N2，转移4 mol电子，C正确；由题干信息可知，纳米Cu2O在潮湿空气中会慢慢氧化生成CuO，故“洗涤”时，无水乙醇不可用蒸馏水代替，D错误。 eq \a\vs4\al([真题演练·感悟高考]) 1．(2020·江苏高考)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是(　　) A．铝的金属活泼性强，可用于制作铝金属制品 B．氧化铝熔点高，可用作电解冶炼铝的原料 C．氢氧化铝受热分解，可用于中和过多的胃酸 D．明矾溶于水并水解形成胶体，可用于净水 解析：选D。A项，铝具有良好的延展性，且表面易形成氧化膜，从而保护内部的铝不再被腐蚀，因此可用于制作铝金属制品，不符合题意；B项，AlCl3是共价化合物，在熔融状态下不导电，故使用Al2O3冶炼铝，不符合题意；C项，Al(OH)3具有弱碱性，可以中和胃酸，不符合题意；D项，Al3＋水解生成Al(OH)3胶体，可以用于净水，符合题意。 2．(2020·全国卷Ⅲ)宋代《千里江山图》描绘了山清水秀的美丽景色，历经千年色彩依然，其中绿色来自孔雀石颜料[主要成分为Cu(OH)2·CuCO3]，青色来自蓝铜矿颜料[主要成分为Cu(OH)2·2CuCO3]。下列说法错误的是(　　) A．保存《千里江山图》需控制温度和湿度 B．孔雀石、蓝铜矿颜料不易被空气氧化 C．孔雀石、蓝铜矿颜料耐酸耐碱 D．Cu(OH)2·CuCO3中铜的质量分数高于Cu(OH)2·2CuCO3 解析：选C。孔雀石颜料和蓝铜矿颜料的主要成分中均含有Cu(OH)2和CuCO3，Cu(OH)2和CuCO3受热易分解，用颜料描绘的图案受潮容易变模糊，所以需控制温度和湿度，A正确；孔雀石和蓝铜矿中含有的Cu(OH)2和CuCO3都不易被空气氧化，B正确；Cu(OH)2、CuCO3都能与酸反应，所以不耐酸，C错误；Cu(OH)2·CuCO3中铜的质量分数为 eq \f(128,222) ×100%≈57.7%，Cu(OH)2·2CuCO3中铜的质量分数为 eq \f(192,346) ×100%≈55.5%<57.7%，D正确。 3．(2023·湖南高考)处理某铜冶金污水(含Cu2＋、Fe3＋、Zn2＋、Al3＋)的部分流程如下： 已知：①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示： 物质 Fe(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)2 Al(OH)3 开始沉淀pH 1.9 4.2 6.2 3.5 完全沉淀pH 3.2 6.7 8.2 4.6 ②Ksp(CuS)＝6.4×10－36，Ksp(ZnS)＝1.6×10－24。下列说法错误的是(　　) A．“沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3 B．Na2S溶液呈碱性，其主要原因是S2－＋H2O⇌HS－＋OH－ C．“沉淀池Ⅱ”中，当Cu2＋和Zn2＋完全沉淀时，溶液中 eq \f(c（Cu2＋）,c（Zn2＋）) ＝4.0×10－12 D．“出水”经阴离子交换树脂软化处理后，可用作工业冷却循环用水 解析：选D。结合已知①表中数据可知，调pH＝4后，Fe3＋完全沉淀，Al3＋部分沉淀，“沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3，A项正确；Na2S溶液因S2－水解而呈碱性，B项正确；“沉淀池Ⅱ”中，当Cu2＋和Zn2＋完全沉淀时，溶液中 eq \f(c（Cu2＋）,c（Zn2＋）) ＝ eq \f(c（Cu2＋）·c（S2－）,c（Zn2＋）·c（S2－）) ＝ eq \f(Ksp（CuS）,Ksp（ZnS）) ＝ eq \f(6.4×10－36,1.6×10－24) ＝4.0×10－12，C项正确；“出水”中除含有阴离子外，还含有大量的Na＋、Ca2＋等阳离子，故只经阴离子交换树脂软化处理后，不可用作工业冷却循环用水，D项错误。 4．(2020·山东高考)以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下： 已知浸出时产生的废渣中有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是(　　) A．浸出镁的反应为MgO＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3↑＋H2O B．浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行 C．流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl D．分离Mg2＋与Al3＋、Fe3＋是利用了它们氢氧化物Ksp的不同 解析：选B。菱镁矿煅烧后得到轻烧粉，MgCO3转化为MgO，加入氯化铵溶液浸取，浸出的废渣有SiO2、Fe(OH)3、Al(OH)3，同时产生氨气，则此时浸出液中主要含有Mg2＋和过量的NH4Cl，加入氨水得到Mg(OH)2沉淀，煅烧得到高纯镁砂。高温煅烧后Mg元素主要以MgO的形式存在，MgO可以与铵根水解产生的氢离子反应，促进铵根的水解，所以得到氯化镁、氨气和水，化学方程式为MgO＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3↑＋H2O，故A正确；一水合氨受热易分解，沉镁时在较高温度下进行会造成一水合氨大量分解，挥发出氨气，降低NH3·H2O利用率，故B错误；浸出过程产生的氨气可以回收制备氨水，沉镁时氯化镁与氨水反应生成的氯化铵又可以利用到浸出过程中，故C正确；Fe(OH)3、Al(OH)3的Ksp远小于Mg(OH)2的Ksp，所以当pH达到一定值时Fe3＋、Al3＋产生沉淀，而Mg2＋不沉淀，从而将其分离，故D正确。 $$