第3章 第3节 镁、铝及其化合物-【高考零起点】2025年新高考化学总复习学用word（艺考）

第三节　镁、铝及其化合物 一、镁、铝单质 1．物理性质 (1)都为银白色的金属，熔沸点低，密度小，硬度小，电和热的良导体。 (2)铝比镁的硬度大，沸点高。 2．存在：在自然界中均以化合态存在 (1)镁占地壳总质量的2.0%，主要存在形式有：光卤石(KCl·MgCl2·6H2O)、白云石(MgCO3·CaCO3)、菱镁矿(MgCO3)、硫酸镁、滑石、石棉等。 (2)铝占地壳总质量的7.7%，在所有元素中是第3位，在金属中占第1位，主要存在形式有：铝土矿(Al2O3)、明矾石、长石、云母等。 3．化学性质 Ⅰ.和非金属反应 (1)和O2反应 ①在常温下，镁和铝都跟空气里的氧气起反应，生成一层致密而坚固的氧化物薄膜，从而使金属失去光泽。 ②镁、铝箔在氧气中可以燃烧，并放出大量的热，产生耀眼的白光。 2Mg＋O22MgO 4Al＋3O22Al2O3 注意：打磨或未打磨的铝加热时只熔化，不滴落，不燃烧。 (2)和其他非金属单质反应 3Mg＋N2Mg3N2(无水环境，因为Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑) 2Al＋3SAl2S3(工业上制备Al2S3) Ⅱ.和水反应 (1)常温下，Mg和沸水反应很缓慢： Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑ (2)Al 和沸水反应也缓慢 Ⅲ.和酸反应 (1)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑ 2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑(Mg和氧化性酸反应不产生H2) (2)Al在冷的浓硫酸或冷的浓硝酸中生成一层致密的氧化物保护膜而发生钝化。常用铝质的容器装运浓硫酸或浓硝酸。 Ⅳ.和强碱反应 (1)Mg不和碱反应 (2)Al和碱反应生成H2，本质为Al先和水反应生成Al(OH)3，再和NaOH反应，水为氧化剂。 2Al＋6H2O===2Al(OH)3＋3H2↑ 2Al(OH)3＋2NaOH===2NaAlO2＋4H2O 离子方程式为：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 注意：铝既有金属性又具有非金属性，铝和酸、碱反应都产生H2，Al和H2的物质的量之比均为2∶3。 Ⅴ.和某些氧化物反应 2Mg＋CO22MgO＋C(CO2不支持燃烧是相对的)(Mg在空气中燃烧时，Mg分别与O2、N2、CO2反应) 2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3(铝热反应) Ⅵ.和盐溶液反应 (1)置换反应：2Al＋3Cu2＋=== 2Al3＋＋3Cu (2)Mg粉投入FeCl3或NH4Cl溶液中： NH＋H2ONH3·H2O＋H＋ Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑ 4．制备 熔融电解MgCl2、Al2O3。 MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 二、镁、铝的氧化物 1．物理性质及氧化物类型 氧化镁(MgO)是碱性氧化物，难溶于水，熔点较高的白色粉末。 氧化铝(Al2O3)为两性氧化物，难溶于水，熔点很高，可用作耐火材料。 2．化学性质 (1)与酸反应：MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O (2)与强碱反应：MgO属于碱性氧化物，与碱不反应。 Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O 两性氧化物：既能和酸反应又能和强碱反应生成同价盐和水的氧化物，如Al2O3。 三、镁、铝的氢氧化物 1．氢氧化镁[Mg(OH)2]和氢氧化铝[Al(OH)3]都是不溶于水的白色固体。 2．化学性质： (1)热稳定性：(大多数不溶性碱受热均会分解) Mg(OH)2MgO＋H2O 2Al(OH)3Al2O3＋3H2O (2)与强酸反应： Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋H2O Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O (3)与强碱反应： Mg(OH)2属于中强碱，与碱不反应，Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O。 注意： 两性氢氧化物是既能和酸反应又能和强碱反应的氢氧化物，如：Al(OH)3。 3．制备方法 Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓(可溶性镁盐和碱反应制备)。 Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH(可溶性铝盐和弱碱反应制备)。 四、铝盐 1．明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O(十二水合硫酸铝钾)，水溶液pH＜7。明矾可以净水，其净水的原理是Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，Al(OH)3胶体吸附水中悬浮物，形成沉淀而净水。 2．总结： Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓ 3．可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应图像 操作 可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量 NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量 图像 4．向MgCl2、AlCl3溶液中(假设各1 mol)，逐滴加入NaOH溶液，沉淀的物质的量随NaOH溶液体积变化的图像： 该图像的考点是顶点，顶点的溶质成分只有氯化钠，铝离子和镁离子恰好完全沉淀。 例1　下列关于镁、铝及其化合物性质的描述正确的是(　D　) A．镁单质密度虽小，但硬度和强度较大，因此大量用于制造飞机、导弹的部件等 B．常温下镁在浓硝酸中会发生钝化现象 C．Al2O3具有很高的熔点，可用于制造熔融烧碱的坩埚 D．往AlCl3溶液中加入过量氨水，有白色沉淀生成 例2　(多选)将氯化铝溶液和氢氧化钠溶液等体积混合，得到的沉淀物中含铝元素的质量与溶液中含铝元素的质量相等，则原氯化铝溶液与氢氧化钠溶液的物质的量浓度之比可能是(　BD　) A．1∶3 B．2∶3 C．1∶4 D．2∶7 1．镁、铝都是较活泼的金属，下列描述中正确的是(　C　) A．高温下，镁、铝在空气中都有抗腐蚀性 B．镁、铝都能跟稀盐酸、稀硫酸、强碱反应 C．镁在点燃条件下可以与二氧化碳反应，铝在一定条件下可以与氧化铁发生氧化还原反应 D．铝热剂是镁条、铝粉和氧化铁的混合物 2．铝广泛应用于电气工业、飞机制造等行业。铝在空气中能稳定存在的原因是(　D　) A．化学性质稳定 B．还原性很强 C．不与O2反应 D．易与O2形成致密的氧化膜 3．(2020·江苏卷)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是(　D　) A．铝的金属活动性强，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 4．现有200 mL MgCl2和AlCl3混合溶液，其中Mg2＋的物质的量浓度为0.2 mol/L、Cl－的物质的量浓度为1.3 mol/L。要使Mg2＋转化成Mg(OH)2并使Mg2＋、Al3＋分离开来，至少需要4 mol/L NaOH溶液(　A　) A．80 mL B．100 mL C．120 mL D．140 mL 5．(2020北京卷)下列说法不正确的是(　B　) A．用碳酸钠溶液处理锅炉水垢：CaSO4(s)＋COCaCO3(s)＋SO B．湿润的淀粉碘化钾试纸遇氯气变蓝：3Cl2＋I－＋3H2O===6Cl－＋IO＋6H＋ C．铝粉和氧化铁组成的铝热剂用于焊接钢轨：2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe D．淡黄色的过氧化钠敞口放置变成白色：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2；2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 6．把一块镁铝合金投入1 mol/L盐酸中，待合金完全溶解后，再往溶液里加入1 mol/L NaOH溶液，生成沉淀的物质的量随加入NaOH溶液的体积变化的关系如下图所示。下列说法中错误的是(　D　) A．盐酸的体积为80 mL B．a的取值范围为0≤a＜50 C．n(Mg2＋)＜0.025 mol D．当a值为30时，b值为0.01 7．下列说法不正确的是(　A　) A．用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝滴落下来，金属铝的熔点较低 B．铝与Fe2O3发生铝热反应后固体的质量不变 C．Al片溶于NaOH溶液中，产生气体：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ D．Al、HCl、NaOH中任意两种物质在一定条件下均能发生反应 8．已知NaOH＋Al(OH)3===Na[Al(OH)4]。向集满CO2的铝质易拉罐中加入过量NaOH浓溶液，立即封闭罐口，易拉罐渐渐凹瘪；再过一段时间，罐壁又重新凸起。上述实验过程中没有发生的离子反应是(　D　) A．CO2＋2OH－===CO＋H2O B．Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－ C．2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑ D．Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－ 9．将一定质量由镁和铝组成的合金投入200 mL一定物质的量浓度的盐酸中，合金全部溶解，向所得溶液中滴加6 mol/L的NaOH溶液到过量，生成沉淀的质量与加入的NaOH溶液的体积关系如图所示： 下列说法不正确的是(　C　) A．镁铝合金中，Mg与Al的物质的量之比为 2∶1 B．所用盐酸的物质的量浓度为4 mol/L C．图中的x＝20 D．图中，Ox段的离子方程式为：H＋＋OH－===H2O；y～150 段的离子方程式为：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O 10．某溶液中可能含有H＋，Na＋，NH，Mg2＋，Fe3＋，Al3＋，SO，CO等离子。当向该溶液中加入一定物质的量浓度的NaOH溶液时，发现生成沉淀的物质的量随NaOH溶液的体积变化的图象如图所示。下列说法不正确的是(　A　) A．原溶液中含有的阳离子是H＋、NH、Mg2＋、Al3＋ B．原溶液中一定含有SO，一定不含CO C．原溶液中含有的Fe3＋和Al3＋的物质的量之比为1∶1 D．反应最后形成的溶液中含有的溶质除了Na2SO4外还有其他物质 11．(2021湖北卷)对于下列实验，不能正确描述其反应的离子方程式是(　D　) A．向氢氧化钡溶液中加入盐酸：H＋＋OH－===H2O B．向硝酸银溶液中滴加少量碘化钾溶液：Ag＋＋I－===AgI↓ C．向烧碱溶液中加入一小段铝片：2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑ D．向次氯酸钙溶液中通入少量二氧化碳气体：ClO－＋CO2＋H2O===HClO＋HCO 学科网（北京）股份有限公司 $$