16第11讲　铝、镁和铜及其化合物-【优化指导】2026年化学一轮复习高中总复习·第1轮（浙江专版人教单选版）

第11讲　铝、镁和铜及其化合物 课标引领 1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解铝、镁、铜及其化合物的主要性质。 2．了解铝、镁、铜及其化合物在生产、生活中的应用。 考点一　铝及其化合物 [对应学生用书P53] 1．铝的性质及应用 (1)结构和存在 (2)化学性质 ①与非金属单质的反应 加热时，Al与Cl2反应生成AlCl3，化学方程式为2Al＋3Cl22AlCl3。 铝在空气中被氧气氧化，表面生成致密氧化膜，保护内层铝。 ②与酸的反应 ③与碱的反应：Al与NaOH溶液反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑。 ④与某些金属氧化物的反应 铝与Fe2O3反应的化学方程式为2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe。该反应又称铝热反应，反应时放出大量的热量，常用于冶炼难熔金属。 2．氧化铝的性质及用途 (1)化学性质(写出化学方程式) (2)重要用途 ①作耐火材料：Al2O3的熔点很高，可用来制造耐火坩埚等。 ②冶炼金属铝：通过电解熔融氧化铝得到金属铝：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。 3．氢氧化铝的性质及制备 (1)化学性质(写出离子方程式) ①Al(OH)3＋3H＋===Al3+＋3H2O； ②Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－； ③2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。 (2)制备方法(写出离子方程式) ①向可溶性铝盐溶液中加入足量氨水：Al3+＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。 ②向Na[Al(OH)4]溶液中通入足量CO2：[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO。 (3)用途 ①制药；②净水作用。 4．常见的铝盐——明矾 硫酸铝钾的结晶水合物是无色晶体，俗称明矾，其化学式为KAl(SO4)2·12H2O，可溶于水，常温下其水溶液的pH<(填“<”“>”或“＝”)7。明矾可以净水，其净水的原理是Al3+＋3H2O⥫⥬Al(OH)3(胶体)＋3H＋(写离子方程式)，因Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。 考向一　铝及其化合物的性质与应用 [例1] 下列关于铝及其化合物的说法不正确的是 (　　) A．铝元素位于元素周期表p区 B．氯化铝属于弱电解质 C.氧化铝是两性氧化物 D．电解熔融氧化铝制备金属铝 B　解析：铝元素的原子序数为13，价层电子排布式为3s23p1，位于元素周期表p区，A正确；氯化铝是共价化合物，在溶液中能完全电离出铝离子和氯离子，属于强电解质，B错误；氧化铝是既能与酸反应生成盐和水，也能与碱反应生成盐和水的两性氧化物，C正确；工业上常用电解熔融氧化铝的方法制备金属铝，D正确。 [练1] (2024·浙江嘉兴八校联盟联考)下列关于金属铝及其化合物的叙述正确的是 (　　) A．铝耐腐蚀是因为常温下金属铝不能与氧气反应 B．铝合金密度小，硬度大，耐腐蚀，是制造飞机的理想材料 C．相同质量的铝分别与足量盐酸和烧碱溶液反应产生氢气的质量比为3∶1 D．铝表面有氧化膜保护，铝制器皿可以长时间盛放酸、碱性溶液 答案：B 考点二　镁及其化合物　海水提镁 [对应学生用书P54] 1．镁的化学性质 化学性质 化学方程式 与O2、N2反应 2Mg＋O22MgO(发出耀眼白光) 3Mg＋N2Mg3N2(淡黄色固体) 与CO2反应 2Mg＋CO22MgO＋C(燃烧，生成白色粉末和黑色固体) 与H＋的反应 Mg＋2H＋===Mg2+＋H2_↑ 与沸水反应 Mg＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑ 2.从海水中提取镁 (1)工艺流程 (2)主要步骤及反应(写出化学方程式) ①制石灰乳：CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca(OH)2； ②生成Mg(OH)2：MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2； ③制备MgCl2：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O； ④冶炼金属镁：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。 3．镁的重要化合物 (1)氧化镁：白色粉末状固体，难溶于水，属于碱性氧化物；与稀硫酸、盐酸等酸反应的离子方程式为MgO＋2H＋===Mg2+＋H2O。 (2)氢氧化镁：白色固体，难溶于水，属于中强碱；与稀硫酸、盐酸等酸反应的离子方程式为Mg(OH)2＋2H＋===Mg2+＋2H2O。 考向二　镁及其化合物的性质与应用 [例2] 某项目学习小组的同学在探究镁的性质时，设计实验并用手持探测器测得溶液中某气体的含量变化曲线如表所示： 装置图 序号 试剂A 实验现象 某气体含量 变化曲线 ① pH＝10.8的 NaOH溶液 无明显现象 — ② pH＝10.8的 NaHCO3溶液 有大量气体生成，生成白色沉淀 已知：NaHCO3溶液中存在自耦电离HCO＋HCO⥫⥬CO＋H2CO3，且温度高于48 ℃时开始分解。经测定，实验序号②中白色沉淀成分为MgCO3·nH2O。下列说法错误的是 (　　) A．镁与冷水、氢氧化钠溶液不反应 B．实验序号②曲线表示CO2在溶液中含量的变化 C．实验序号②气体成分：CO2和H2 D．生成MgCO3·nH2O的反应为Mg(OH)2＋2HCO＋(n－2)H2O===MgCO3·nH2O＋CO A　解析：镁与冷水可缓慢反应，在氢氧化钠溶液中也能与水发生反应，只是速率较小，A错误；NaHCO3溶液中由于HCO自耦电离与空气中CO2溶解的缘故，在开始时溶液中CO2浓度较大，随着反应的进行，生成的H2驱赶出溶液中的CO2，使CO2浓度降低，随着温度升高，HCO自耦电离正向进行，生成更多的CO2，使CO2浓度升高，B正确；镁与水反应生成H2，HCO自耦电离产生CO2，故气体成分为CO2和H2，C正确；Mg与H2O反应生成Mg(OH)2(s)，由于溶液中存在HCO，使生成的Mg(OH)2(s)转化为更疏松的MgCO3· nH2O，增大了Mg与H2O的接触面积，促使反应继续进行，生成MgCO3·nH2O的反应为Mg(OH)2＋2HCO＋(n－2) H2O===MgCO3·nH2O＋CO，D正确。 [练2] (2024·浙江杭州四校联考)镁及其合金是一种用途很广的金属材料。目前，大量的镁是从海水中提取的，一种制备Mg的生产流程如下： 下列说法不正确的是 (　　) A．为了使Mg2+转化为Mg(OH)2，试剂①可选用石灰乳 B．上述步骤中涉及的反应类型：分解反应、复分解反应 C．试剂②可以选用盐酸 D．也可以通过电解MgCl2溶液的方法制备Mg 答案：D 考点三　铜及其化合物 [对应学生用书P56] 1．铜单质的性质 (1)物理性质：铜是紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。 (2)化学性质 写出图中下列反应的化学方程式： ①在潮湿空气中反应：2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3(绿色固体)。 ②与S反应：2Cu＋SCu2S。 写出图中下列反应的离子方程式： ③与稀硝酸反应：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2+＋2NO↑＋4H2O； 与浓硝酸反应：Cu＋4H＋＋2NO===Cu2+＋2NO2↑＋2H2O。 ④与FeCl3溶液反应：Cu＋2Fe3+===2Fe2+＋Cu2+。 2．氧化铜和氧化亚铜 名称 氧化铜 氧化亚铜 颜色 黑色 砖红色 与酸反应(H＋) CuO＋2H＋===Cu2+＋H2O Cu2O＋2H＋===Cu2+＋Cu＋H2O 与H2反应 CuO＋H2Cu＋H2O Cu2O＋H22Cu＋H2O 转化关系 4CuO2Cu2O＋O2↑ 3.氢氧化铜 (1)物理性质：蓝色固体，难溶于水。 (2)化学性质(写出化学方程式或离子方程式) 反应①：Cu(OH)2CuO＋H2O。 反应②：Cu(OH)2＋2H＋===Cu2+＋2H2O。 4．铜盐 (1)Cu2(OH)2CO3名称为碱式碳酸铜，是铜绿、孔雀石的主要成分。 (2)CuSO4·5H2O俗称蓝矾、胆矾。其受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O，由蓝色晶体转化为白色粉末。无水CuSO4遇水变蓝色，可用于检验水的存在。 考向三　铜及其化合物的性质 [例3] (2024·浙江A9协作体联考)某兴趣小组的同学利用工业废弃的铁铜合金制备碱式碳酸铜的简易流程如图所示。下列叙述正确的是 (　　) A．“沉降”反应中溶液与Na2CO3以不同方式或不同用量比混合不影响产品成分 B．“调节pH”环节可用氨水替代CuO C.“过滤1 ”的滤液中c(Cu2+)·c2(OH－)≤Ksp[Cu(OH)2] D．为了增大反应速率，“溶解”应在较高温度下进行 C　解析：“沉降”过程中，用Na2CO3与CuSO4反应生成碱式碳酸铜，若Na2CO3用量较多，生成Cu(OH)2，影响产品的含量，A错误；用CuO调节溶液的pH，除去溶液中的Fe3+，且不引入新的杂质，若用氨水代替，会引入新的杂质铵根离子，B错误； “过滤1”不能形成Cu(OH)2沉淀，故Q＝c(Cu2+)·c2(OH－)≤Ksp[Cu(OH)2]，C正确；若温度较高，H2O2分解，影响溶解速率，D错误。 [练3] (经典高考题)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 B　解析：氯化铵溶液显酸性，与MgO反应，相当于MgO促进了氯化铵的水解，生成氨气，A正确；NH3·H2O易分解，故沉镁时温度不可太高，B错误；由流程图可知氨气可循环使用，沉镁过程中产生氯化铵，故氯化铵也可循环使用，C正确；浸出过程中产生Fe(OH)3和Al(OH)3，沉镁过程中加氨水调节pH产生Mg(OH)2，利用三种离子氢氧化物Ksp的不同，使其先后沉淀而分离，D正确。 [对应学生用书P57] 1．(2024·浙江山海协作体联考)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 答案：D 2．下列关于Fe、Cu、Mg、Al四种金属元素的说法不正确的是 (　　) A．四种元素的单质只有三种能和盐酸反应，生成相应的盐和氢气 B．制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法 C．将Mg棒和Al棒作为原电池的两个电极插入NaOH溶液中，Mg棒上发生氧化反应 D．铁锈的主要成分是氧化铁，铜锈的主要成分是碱式碳酸铜 答案：C 3．Mg与Br2反应可生成具有强吸水性的MgBr2，该反应剧烈且放出大量的热。实验室采用如图装置制备无水MgBr2。下列说法错误的是 (　　) A．a为冷却水的进水口 B．装置W的作用是吸收水蒸气和挥发出的溴蒸气 C．实验时需缓慢通入N2，防止反应过于剧烈 D．不能用干燥空气代替N2，因为副产物MgO会阻碍反应的进行 答案：B 4．(2024·浙南名校联盟联考)工业上用铝土矿(主要成分Al2O3，含SiO2、Fe2O3等杂质)冶炼铝的主要流程如图所示。 已知SiO2碱溶时转变为铝硅酸钠沉淀，下列叙述错误的是 (　　) A．操作 Ⅰ 适当增大NaOH溶液浓度可增大Al2O3的浸取速率 B．通入过量CO2发生反应的离子方程式为[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO C．实验室进行操作 Ⅳ 的仪器有蒸发皿、酒精灯、铁架台等 D．加入冰晶石的目的是降低Al2O3的熔融温度 答案：C 5．(高考题组编)下列说法正确的是 (　　) A．氧化铝熔点高，常用于制造耐高温材料　 (2022·浙江6月选考卷) B．用石灰沉淀富镁海水中的Mg2+，生成碳酸镁(2022·浙江1月选考卷) C．工业上通过电解六水合氯化镁制取金属镁 (2022·浙江6月选考卷) D．铝有强还原性，故可用于制作门窗框架　 (2023·浙江6月选考卷) A　解析：用石灰沉淀富镁海水中的Mg2+，反应生成Mg(OH)2沉淀，B错误；工业上通过电解熔融无水MgCl2制取金属镁，并非六水合氯化镁，C错误；利用铝制作门窗框架与其强还原性无关，D错误。 6．(2022·山东卷)高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下，可能用到的数据见下表。 物质 Fe(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)2 开始沉淀pH 1.9 4.2 6.2 沉淀完全pH 3.2 6.7 8.2 下列说法错误的是 (　　) A．固体X主要成分是Fe(OH)3和S；金属M为Zn B．浸取时，增大O2压强可促进金属离子浸取 C．中和调pH的范围为3.2～4.2 D．还原时，增大溶液酸度有利于Cu的生成 D　解析：固体X主要成分是S、Fe(OH)3，金属M为Zn，A正确；CuS难溶于硫酸，在溶液中存在沉淀溶解平衡CuS(s)⥫⥬Cu2+(aq)＋S2-(aq)，增大O2的浓度，可以反应消耗S2-，使之转化为S，从而使沉淀溶解平衡正向移动，从而可促进金属离子的浸取，B正确；用NH3调节溶液pH时，要使Fe3+转化为沉淀，而Cu2+、Zn2+仍以离子形式存在于溶液中，结合离子沉淀的pH范围，可知中和时应该调节溶液pH范围为3.2～4.2，C正确；在用H2还原Cu2+变为Cu时，H2失去电子被氧化为H＋，与溶液中OH－结合形成H2O，若还原时增大溶液的酸度，c(H＋)增大，不利于H2失去电子还原Cu，不利于Cu的生成，D错误。 [课时提升训练(11)见P375] 学科网（北京）股份有限公司 $$