2027届高三化学一轮复习课件：7.31 镁铝及其化合物

7.31 镁铝及其化合物 2026-2027学年一轮复习 1.掌握Mg、Al单质物理性质，熟记特殊燃烧、与酸碱反应方程式。 2.区分MgO、Al2O3，理解氧化铝两性，掌握工业电解制铝原理。 3.掌握Mg(OH)2、Al(OH)3性质，熟练书写氢氧化铝两性离子反应。 4.理清铝三角转化，掌握铝盐、偏铝酸盐互变图像与定量计算。 5.熟悉海水提镁、铝土矿炼铝工艺流程，掌握除杂与分离操作。 课标要求 一、铝及其化合物 1.铝元素 结构 处于元素周期表的第____周期第_____族，其原子结构示意图为 含量 铝是地壳中含量______的金属元素 存在 在自然界中以________形式存在 三 ⅢA 最多 化合态 2.铝单质 物理 性质 银白色金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和传热性等，密 度较小，质地柔软。 用途 ① 纯铝用作导线；②铝合金密度小、强度高，耐腐蚀能力强用于制造汽车、飞机、生活用品等。③铝还用作还原剂 2.铝单质的化学性质 2.铝单质的化学性质 (1)与非金属单质 O2: ①与空气中的氧气形成致密的氧化膜；②加热： ， （注：铝片在空气中加热，铝片卷曲而不滴落，是因为氧化铝的熔点高于铝） Cl2、S: ; 。 (2)与酸—①非氧化性酸产生H2： ; ②氧化性酸：a.常温铝遇浓硫酸、浓硝酸钝化 b.稀硝酸： (3)与强碱反应： 4Al + 3O2 2Al2O3 △ Al + 4H+ +NO3- = NO + Al3++ H2O 2Al＋2NaOH＋6H2O = 2Na[Al (OH)4 ] + 3H2↑ 2.铝单质的化学性质 (4)铝热反应：与某些金属氧化物——Fe2O3 原理： ； 现象：剧烈反应，放出大量的热，耀眼光芒。 纸漏斗烧穿，有熔融物落入沙中； 应用：①冶炼高熔点且还原性弱于铝的金属，如铁、铬、锰、钨等； ②金属焊接：野外焊接钢轨。 (5)与某些盐—以强制弱 CuSO4： ； Hg(NO3)2 ： ； (6)与水很难反应 2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe 引燃剂 助燃剂 铝热剂 2Al+3CuSO4 Al2(SO4)3+3Cu 2Al +3Hg(NO3)2 = 2Al(NO3)3 +3Hg 3. Al2O3的性质及应用 (1)物理性质：白色固体，难溶于水，高熔点 2055℃ (2)用途：①作耐火材料、刚玉:可制造坩埚等。 ②冶炼金属铝:通过电解熔融氧化铝得到金属铝。 (3)化学性质：①两性氧化物 NaOH： ； 盐酸： 。 ②冶炼金属铝： 。 Al2O3+2OH-+3H2O==2[Al(OH)4]- Al2O3+6H+==2Al3++3H2O 思考:为什么铝制餐具不适宜用来蒸煮或长时间盛放酸性、碱性食物? 由于铝和氧化铝能跟酸、碱反应，因此铝制餐具不宜用来蒸煮或长期存放酸性、碱性食物。 2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑ 冰晶石（Na3AlF6作助熔剂,降低熔点） 4. Al(OH)3的性质与制备 (1)物理性质：白色胶状物质，不溶于水，有强的吸附性，能凝聚水中的悬浮物，并能吸附色素，作净水剂，也可制药。 (2)化学性质： ①两性氢氧化物 强碱： ； 强酸： ； 电离： 。 ②不稳定性，受热易分解：2Al(OH)3 Al2O3+3H2O Al(OH)3+3H+==Al3++3H2O Al(OH)3+OH-==[Al(OH)4]- Al(OH)3⇌Al3++3OH-(碱式电离)、Al(OH)3+H2O⇌[Al(OH)4]-+H+(酸式电离) 【归纳】既能与酸反应又能与碱反应的物质： ①弱酸的铵盐，如：NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S等； ②弱酸的酸式盐，如：NaHCO3、KHS、NaHSO3等； ③氨基酸； ④铝及铝的氧化物、氢氧化物。 (3)制备： ①溶性铝盐溶液+碱 ②[Al(OH)4]-盐+酸、Al3+、HCO3- （酸性：HCl>H2CO3>HCO3->Al(OH)3） 足量CO2: ; 少量CO2: ； 少量盐酸： (一般不用) ； HCO3-: ; Al3+（双水解）: ; 足量氨水： ； 适量强碱（一般不用）Al3++3OH- =Al(OH)3↓ Al3++3NH3·H2O==Al(OH)3↓+3N [Al(OH)4]- + H+ =Al(OH)3↓+H2O [Al(OH)4]-+CO2==Al(OH)3↓+HC 2[Al(OH)4]-+CO2==2Al(OH)3↓+H2O+C [Al(OH)4]-+HC==Al(OH)3↓+ H2O+C Al3++3[Al(OH)4]- === 4Al(OH)3↓ 5. 铝盐与四羟基合铝酸盐 (1) 铝盐(Al3+): ①化学性质： 可水解，显酸性： ； 可与强碱反应：遇少量强碱生成沉淀，强碱过量沉淀溶解 ; 与HCO3-双水解： 。 ②明矾（KAl(SO4)2·12H2O）： 属于复盐，无色晶体，可溶于水；净水的原理: 明矾溶于水时发生电离，KAl(SO4)2·12H2O==K++Al3++2S+12H2O；Al3+发生水解反应，产生Al(OH)3胶体，其吸附能力很强， 可以吸附水中的悬浮杂质并形成沉淀，使水变澄清。 3H2O + Al3+ Al(OH)3(胶体) + 3H+（用于净水） Al3++3OH-=Al(OH)3↓ ；Al3++4OH- =[Al(OH)4]- Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓ + 3CO2↑(泡沫灭火器原理) (1) 铝盐(Al3+): ③ AlCl3的结构与性质 AlCl3熔点、沸点低, 易升华，易溶于乙醚等有机溶剂，共价化合物。 熔化的AlCl3不易导电，AlCl3晶体属于分子晶体。 (2) AlCl3的蒸汽或处于熔融状态时，都以AlCl3 分子形式存在。 铝原子均为sp3 二聚 （2）[Al(OH)4]- 盐——化学性质 ①水溶液显碱性， ②遇少量酸生成沉淀，酸过量沉淀溶解。 ③与HCO3-、Al3+（双水解）反应 5. 铝盐与四羟基合铝酸盐 [Al(OH)4]- + H+ =Al(OH)3↓+H2O；[Al(OH)4]- + 4H+ =Al3+↓+ 4H2O [Al(OH)4]-+HC==Al(OH)3↓+ H2O+C Al3++3[Al(OH)4]- === 4Al(OH)3↓ 6. 铝及其化合物的转化关系 Al Al2O3 Al(OH)3 Al3+ [Al(OH)4]- . ① ② ③ ⑤ ④ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ ⑪ ⑫ ⑬ 7.利用铝土矿冶炼金属铝的工艺流程 由铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)提取Al2O3，并冶炼金属铝的两种工艺流程: (1)酸溶法工艺流程 (2)碱溶法工艺流程 7.利用铝土矿冶炼金属铝的工艺流程 二、镁及其化合物 1.镁元素 结构 处于元素周期表的第____周期第_____族，其原子结构示意图为 存在 在自然界中以________形式存在于地壳和海水中 三 IIA 化合态 2. 镁单质 物理 性质 银白色金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和传热性等，密 度硬度较小，熔点低。 用途 ① 镁单质用于制造信号弹和焰火；冶金工业上镁单质 用作还原剂和脱氧剂镁离子：植物叶绿素组成成分②镁合金轻质高强，多用于航空航天，用于制造火箭、导弹和飞机的部件。③氧化镁用于制耐高温材料（熔点：MgO>Al2O3)；氢氧化镁用做阻燃剂； 2. 镁单质的化学性质 (1)与非金属单质（O2、Cl2、S、N2）: 2Mg+O2 = 2MgO (现象：耀眼白光，白色固体。) Mg+ Cl2=MgCl2 Mg+S = MgS 3Mg＋N2 （黄绿色或黄色固体, 水中不存在） 点燃 点燃 Δ 3. 镁单质的化学性质 (2) 部分非金属氧化物（CO2): 。 2Mg+CO2 = 2MgO+C 点燃 (3)与沸水: 。 (现象：燃烧，生成白色粉末和黑色固体)。 Mg+2H2O = Mg(OH)2+H2↑。 Δ (4)与酸: a. 非氧化性酸：生成镁盐和氢气： b. 氧化性酸：稀硝酸（NO） 、浓硝酸(NO2)、浓硫酸(Δ、SO2)。 Mg+2H+ = Mg2+ + H2↑ （比铝与酸的反应剧烈）； (5)与某些盐: a. 置换金属活动性弱于 Mg 的金属单质； b. 与铵盐溶液反应，放出NH3和H2： Mg + 2NH4+ = H2 + Mg2+ + NH3 思考:Mg在空气中着火，能否用CO2或H2O灭火?为什么?(写出化学方程式) 4.镁的工业制备——海水提镁 (1)化工流程 注意:由MgCl2·6H2O得到无水MgCl2，必须在HCl气流中加热，以防MgCl2水解。 (2)主要步骤及反应 ①由贝壳制石灰乳: ②生成Mg(OH)2: ③由Mg(OH)2制备MgCl2: ④冶炼金属镁: CaCO3 CaO+CO2↑ CaO+H2O==Ca(OH)2 Mg2++Ca(OH)2 = Mg(OH)2+Ca2+ Mg(OH)2+2HCl==MgCl2+2H2O MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑ 结晶 5.氧化镁与氢氧化镁 (1)氧化镁（MgO） 物理性质：白色固体，不溶于水,熔点高(MgO>Al2O3)，是 优良的耐火材料、 致密氧化膜。 化学性质：①与热水反应 ：MgO＋H2O = Mg(OH)2 ②属于碱性氧化物：MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O （2）氢氧化镁（Mg(OH)2 ） 物理性质：白色固体，不溶于水，溶解度 < 碳酸镁 化学性质：①不稳定性：Mg(OH)2 = MgO +H2O ②中强碱：Mg(OH)2+2H+ === Mg2++2H2O 制备：Mg2＋＋碱 Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ Mg2＋＋2NH3·H2O===Mg(OH)2↓＋NH4+ Δ MgCO3 + H2O = CO2 + Mg(OH)2 △ (1) 金属铝具有还原性，可用于冶炼金属。 (2) Al(OH)3呈两性，不能用于治疗胃酸过多。 (3)氧化铝熔点高，常用于制造耐高温材料。 (4)技术人员开发高端耐腐蚀镀铝钢板，与铝能形成致密的氧化膜有关。 (5)Al2O3和Al(OH)3均溶于NaOH溶液生成[Al(OH)4]- 。 (6)铝和酸反应时，氧化剂是酸，铝和碱反应时，氧化剂是碱。 √ 题点、考法讲评 一、铝及其化合物的性质及应用 1.铝是地壳中含量最高的金属元素，下列关于铝及其化合物的说法错误的是(　　) A.纯铝的硬度和强度较小，不适合用于制造机器零部件 B.可用NaOH溶液除去Fe2O3粉末中少量的Al2O3 C.铝合金是用来制造飞机和航天飞船的理想材料 D.铝制品廉价易得，适用于厨房蒸煮和长期存放碱性食物 2.生活中处处有化学。下列生活中Al及其化合物相关反应的离子方程式书写不正确的是 (　　 A.胃舒平[主要成分为Al(OH)3]治疗胃酸过多:Al(OH)3+3H+==Al3++3H2O B.泡沫灭火器灭火原理:2Al3++3C+3H2O==3CO2↑+2Al(OH)3↓ C.某主要成分为苛性钠、铝粉的管道疏通剂:2Al+2OH-+6H2O==2[Al(OH)4]-+3H2↑ D.明矾净水原理:Al3++3H2O⇌Al(OH)3(胶体)+3H+ √ 3.(2026·广东广州市模拟)“价—类”二维图体现了元素的分类观、转化观，如图是Al及其部分化合物的“价—类”二维图。下列说法错误的是 (　　) A.反应③④⑤⑥⑦均属于复分解反应 B.反应①⑥所加试剂可能相同 C.物质类别处“　　 ”代表四羟基合铝酸盐 D.反应④⑤均可以通过加入盐酸实现转化 √ 4.铝、铍(Be)及其化合物具有相似的化学性质。已知反应:BeCl2+Na2[Be(OH)4] ==2NaCl+2Be(OH)2↓能完全进行，则下列推断正确的是(　　) A.Be(OH)2既能溶于盐酸，又能溶于NaOH溶液 B.BeCl2水溶液的导电性强，故BeCl2是离子化合物 C.Na2[Be(OH)4]溶液的pH>7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物为BeO D.BeCl2溶液的pH>7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物可能是BeCl2 √ 5.锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物均既能溶于强酸溶液，又能溶于强碱溶液，但是Al(OH)3不溶于氨水，而Zn(OH)2能溶于氨水生成[Zn(NH3)4]2+。回答下列问题: (1)单质铝溶于NaOH溶液后，溶液中铝元素的存在形式为  (2)写出锌和NaOH溶液反应的离子方程式: (3)下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法可以鉴别的是________(填序号)。 ①Al2(SO4)3和NaOH　 ②Al2(SO4)3和氨水③ZnSO4和NaOH ④ZnSO4和氨水 (4)写出可溶性铝盐和氨水反应的离子方程式  试解释实验室不宜用可溶性锌盐与氨水反应制取氢氧化锌的原因: [Al(OH)4]- Zn+2OH-+2H2O==[Zn(OH)4]2-+H2↑ 可溶性锌盐与氨水反应产生的Zn(OH)2可溶于过量氨水中，生成[Zn(NH3)4]2+，氨水的用量不易控制 ①③④ 二、以化工流程考查铝及其化合物 6.(2026·山西太原期末)工业上利用铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2、Fe2O3等杂质)冶炼铝的主要流程如下: 已知SiO2在“溶解”时转化为铝硅酸钠沉淀。下列叙述错误的是(　　) A.“溶解”时适当增大NaOH溶液的浓度，可提高溶解速率 B.操作Ⅰ、Ⅱ均为“过滤”，Ⅲ为“灼烧” C.加入冰晶石的目的主要是降低Al2O3的熔融温度，减少冶炼过程中的能耗 D.通入过量CO2时，发生反应:CO2+2[Al(OH)4]-==2Al(OH)3↓+C+H2O √ 7.某种粉煤灰含有50.19%的Al2O3、37.29%的SiO2，其余为Fe2O3、CaO等。利用该粉煤灰“一步酸溶法”生产氧化铝的工艺流程如图所示。下列叙述不正确的是 (　　) A.“滤渣”的主要成分是二氧化硅 B.“树脂净化”的目的是将Al3+与Fe3+、Ca2+分离 C.“蒸发结晶”前应向氯化铝溶液中加入盐酸 D.循环使用X既能降低成本，又能防止污染环境 √ 题点、考法讲评 √ 1.实验室以空气和镁为原料制备Mg3N2的装置如图所示(夹持和加热装置略去)，已知Mg3N2遇到水蒸气会反应，还原铁粉与N2不反应。 下列说法正确的是(　　) A.装置A、B中可依次加入浓硫酸、NaOH溶液 B.若去掉装置C，对产品纯度无影响 C.实验时应先加热装置C，通入一段时间空气后再加热装置D D.装置E中碱石灰的作用是吸收尾气 2.以混有SiO2的MgCO3为原料制备氧化镁的实验流程如图所示: 下列说法错误的是(　　) A.酸浸的离子方程式为C+2H+==CO2↑+H2O B.浸出渣的成分是SiO2 C.母液的主要溶质是NH4Cl D.固体X是Mg(OH)2 解析:MgCO3是微溶物，不可拆成离子，故A错误;SiO2不溶于盐酸，浸出渣为SiO2，故B正确;加入氨水沉镁:MgCl2+2NH3·H2O==Mg(OH)2↓+2NH4Cl，母液的主要溶质是NH4Cl，故C、D正确。 √ 3.从海水中提取镁的工艺流程如图所示: 回答下列问题: (1)海水通过结晶、过滤得到的固体物质主要是_______(填化学式)。   (2)怎样使MgCl2·6H2O失去结晶水得到MgCl2? ________________________________。   NaCl 将晶体置于HCl气体氛围中脱水 (3)上述工艺流程涉及的基本反应类型有 _________________________________。   (4)写出流程中①③⑥的化学方程式: ①______________________; ③___________________________________; ⑥__________________________。 化合反应、分解反应、复分解反应 CaO+H2O==Ca(OH)2 Ca(OH)2+MgCl2==Mg(OH)2↓+CaCl2 MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑ $