专题10 镁、铝及其重要化合物 课件-2027届高三化学一轮复习

第三章　金属及其化合物 第10讲　镁、铝及其重要化合物 新人教版 高中化学 2027届 一轮复习 高考题型与复习目标 高考题型 选择题常考查单质、氧化物、氢氧化物性质辨析、离子共存与图像计算；工艺流程、实验大题高频以铝土矿提铝、海水提镁为工业情境命题 从命题思路上看 1、聚焦Al、Al2O3、Al(OH)3两性，铝三角转化与Al3+、[Al(OH)4]-互变图像分析；镁侧重与N2、CO2特殊燃烧反应。 2、常融合pH沉淀、守恒计算、除杂提纯，侧重对比镁铝性质差异，两性相关离子方程式书写、过量反应物产物判断是高频失分点。 1、能列举、描述、辨识镁与铝及其化合物的物理和化学性质及实验现象。 2、能根据镁与铝及其化合物的性质分析实验室、生产、生活及环境中的某些常见问题，说明妥善保存、合理使用化学品的常见方法。 3、能说明镁与铝及其化合物的应用对社会发展的价值、对环境的影响。 4、了解铝土矿制备铝、海水提镁的工艺流程原理。 复习目标 考点1 单质镁的位-构-性 1.镁的存在与位置 含镁矿物：白云岩、菱镁矿、水镁矿 、光卤石和橄榄石， ；；海水、天然盐湖水也是含镁丰富的资源 (1)镁的存在： 镁蕴藏量丰富，在宇宙中含量第____，在地壳中含量丰度。自然界中的镁主要以化合态的形式存在于地壳和海水中，海水中镁的总储量约为1.8×1015 t。 八 (2)镁的原子结构： 周期表中的位置 基态电子排布式 基态电子排布图 原子结构示意图 1s22s22p63s2 自然界中的镁全部以化合态的形式存在。 第三周期 ⅡA族 考点1 单质镁的位-构-性 2.镁的物理性质 3.镁的化学性质 镁是较活泼的金属，在金属活动性顺序中位 于铝、锌、铁的前面。镁在化学反应中，能表现出较强的______性，即____电子的能力强，是常用的______剂。 金属 失 还原 银白 小 低 电 热 延展 腐蚀 具有 色金属光泽的固体，密度、硬度均较 ，熔点较 ，有良好的导 、传 和 性；镁合金轻质高强，多用于航空航天。空气中镁表面易 形成氧化膜，有一定抗 性。 考点1 单质镁的位-构-性 3.镁的化学性质 主要性质 反应方程式 与O2、N2反应 2Mg+O2 2MgO(发出耀眼白光)3Mg+N2 Mg3N2(淡黄色固体) Mg3N2水解生成Mg(OH)2和NH3 与CO2反应 2Mg+CO2 2MgO+C (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+2H2O Mg(OH)2↓+H2↑ 与NH4Cl溶液反应 Mg＋2N====Mg2＋＋2NH3↑＋H2↑ Mg3N2+6H2O==3Mg(OH)2+2NH3↑ 剧烈燃烧、发出耀眼白光，同时生成白色固体和黑色颗粒状固体 制作焰火、信号弹、烟幕弹 镁与冷水反应很慢，镁在沸水中反应较快 镁着火不能用CO2灭火，可用沙土盖灭 镁带与冷水（滴有酚酞） 镁带与热水（滴有酚酞） 白色固体物质 考点1 单质镁的位-构-性 3.镁的化学性质 镁在空气中燃烧得到MgO、C和的混合物 镁条能与S反应，化学方程式为____________________________ S 镁条能与Cl2反应，化学方程式为______________________________ Mg＋Cl2 MgCl2 点燃 注意：MgS、Mg3N2只能在干态下制取 （臭鸡蛋味气体） 与盐溶液反应（如与CuSO4溶液）：________________________________ Mg＋Cu2＋＝Mg2＋＋Cu 4.镁的用途 ①________用于制造信号弹和焰火；②________用于制造火箭、导弹和飞机的部件； ③________用于制耐高温材料；氢氧化镁用做阻燃剂； ④冶金工业上________用作还原剂和脱氧剂。 镁单质 镁合金 氧化镁 镁单质 考点1 单质镁的位-构-性 5.镁的工业制备——海水提镁 在HCl气流（防止MgCl2水解）中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 防止MgCl2水解 与N2、CO2和空气中氧气都能反应 在H2氛围中冷却 (1)工艺流程 从海水/苦卤中提取镁的流程;主要为NaCl、MgSO4、NaBr等 考点1 单质镁的位-构-性 5.镁的工业制备——海水提镁 （2）主要化学反应 a.制石灰乳：CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋H2O==== Ca(OH)2； b.沉淀Mg2＋：Mg2＋＋Ca(OH)2====Mg(OH)2＋Ca2＋； c.制备MgCl2：Mg(OH)2＋2HCl====MgCl2＋2H2O、MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O； d.电解MgCl2：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。 HCl的作用抑制Mg2+的水解 化合反应、分解反应、复分解反应 制石灰乳-沉淀-酸化-蒸发结晶-脱水-电解 考点2 镁的重要化合物 02 物理性质 白色固体，难溶，熔点高，密度小 化学性质 类别 碱性氧化物 与H2O反应 MgO＋H2O Mg(OH)2(反应缓慢) 与H＋反应 MgO＋2H＋=Mg2＋＋H2O 与浓铵盐溶液反应 MgO＋2NH4＋=Mg2＋＋H2O＋2NH3 与OH－反应 不反应 重要用途 制耐火、耐高温器材 熔点高，作耐火材料（镁坩埚，不能灼烧酸性固体）；酸中和剂等。 1、镁的氧化物MgO 考点2 镁的重要化合物 02 2、镁的氢氧化物Mg(OH)2 物理性质 白色固体，难溶于水，溶解度小于碳酸镁 电离性 中强碱，悬浊液使酚酞变浅红：Mg(OH)2 Mg2＋＋2OH－ 与H＋反应 Mg(OH)2＋2H＋=Mg2＋＋2H2O 与OH－反应 不反应 与铵盐浓溶液反应 Mg(OH)2＋2NH4Cl=MgCl2＋2NH3·H2O 热稳定性 Mg(OH)2 MgO＋H2O 重要用途 治疗胃酸过多，阻燃剂、酸中和剂 难溶性弱碱，白色沉淀，受热分解；常用作酸中和剂;氢氧化镁的溶解度小于碳酸镁 考点2 镁的重要化合物 2、镁的氢氧化物Mg(OH)2 判断： 在Mg(HCO3)2溶液中加入足量的Ca(OH)2溶液： Mg2++2HCO3-+2OH-+Ca2+=MgCO3⬇+CaCO3⬇+2H2O ✘ 由于Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小，故水垢的主要成分中含有的是Mg(OH)2 可溶性镁盐与碱反应优先生成Mg(OH)2 Mg(HCO₃)₂ + 2Ca(OH)₂ = Mg(OH)₂↓ + 2CaCO₃↓ + 2H₂O 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。 考点2 镁的重要化合物 1．氯化镁 3、镁的其他化合物 2．氮化镁 在水中剧烈水解，其反应的化学方程式为Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH)2＋2NH3↑，与酸反应生成两种盐：Mg3N2＋8HCl=3MgCl2＋2NH4Cl。 MgCl2可发生水解，由MgCl2·6H2O制备MgCl2时，要在HCl的气氛中脱水，MgCl2·6H2O MgCl2＋6H2O。 熔点比MgO低，电解其熔融盐冶炼镁；MgCl2固体干燥剂； 3. 碳酸镁 碳酸镁[MgCO3]：胃酸中和剂 MgCO3+2HCl=MgCl2+H2O+CO2↑ 随堂检测 1、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(MgO)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。 下列说法正确的是(　　) A.在工业上用电解镁砂来制备金属镁 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只有NH3 D.浸出镁的离子方程式为MgO+2N ══ Mg2++2NH3↑+H2O D 工业上常用电解熔融氯化镁来制备金属镁,A项错误。NH3·H2O受热易分解,“沉镁”时在较高温度下进行会造成NH3·H2O大量分解,挥发出氨气,降低利用率,B项错误。“浸出”过程产生的氨气可以制备氨水,“沉镁”时氯化镁与氨水反应生成的氯化铵又可利用到“浸出”过程中,C项错误。高温煅烧后Mg元素主要以MgO的形式存在,MgO可以与铵根离子水解产生的氢离子反应,促进铵根离子的水解,得到氯化镁、氨气和水,离子反应为MgO+2NH_4^+ ══ Mg2++2NH3↑+H2O,D项正确。 随堂检测 02 D 2、以水泥厂的废料(主要成分为MgO，含少量MnO、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制备的工艺流程如下： 已知： 下列说法正确的是 A．为提高酸浸速率，可使用浓硫酸 B．试剂X可以是 C．滤渣为 D．操作a所得滤液经处理后可循环利用 适当升温(或粉碎或搅拌) 试剂X为氧化镁或碳酸镁 、 为了提高原料中镁的利用率 随堂检测 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为冷却水进口 B.装置A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 √ 冷凝管起到冷凝回流的作用，冷凝管内冷凝水的方向为下进上出，则a为冷却水进口，故A正确；MgBr2具有较强的吸水性，制备无水MgBr2，需要防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶，则装置A的作用是吸收水蒸气，但无水CaCl2不能吸收溴蒸气，故B错误；制取MgBr2的反应剧烈且放出大量的热，实验时利用干燥的氮气将溴蒸气带入三颈烧瓶中，为防止反应过于剧烈，实验时需缓慢通入N2，故C正确；不能用干燥空气代替N2，原因是空气中含有的氧气可将镁氧化为副产物MgO而阻碍反应的进行，故D正确。 考点1 单质铝的位-构-性 （1）结构： 铝在周期表中的位置：第 周期第 族，原子结构示意图： （2）存在： ①含量：地壳中含量最丰富的金属，仅次于 。 ②形态：自然界中的铝全部以 的形式（铝土矿中）存在。 1. 铝的结构和存在 三 IIIA O、Si 易失电子，还原性强于H2、C 化合态 化学性质活泼 【思考】铝的基态原子核外电子的表示方法 电子式 电子排布式 简化电子排布式 电子排布图 （电子轨道表达式） 价电子排布式 1s22s22p63s23p1 【Ne】3s23p1 3s23p1 p区 考点1 单质铝的位-构-性 （1）色质态： 色有 的质软的固体 （2）熔沸点：熔点660.4℃，沸点2467℃ （3）延展性、导热性和导电性良好 （4）密度：2.7g/cm3，是一种轻金属 2. 物理性质 银白 金属光泽 3. 化学性质 O2 常温下：镁、铝均能被空气中O2氧化，形成氧化物薄膜, 具抗腐蚀性 N2 S Cl2 点燃 4Al+ 3O2 === 2Al2O3 熔点: 2050℃ ①与非金属反应 △ 2Al+ 3S == Al2S3 2Al+ 3Cl2 === 2AlCl3 点燃 铝箔熔化,失去光泽,但熔化的铝并不滴落,好像一层膜兜着。 （放出大量的热，发出耀眼的白光，生成白色固体） 常温下，活泼的金属在空气中易与氧气反应，表面生成一层氧化膜，但有的氧化膜致密，可以保护内部的金属不会继续被氧化，如镁、铝表面的氧化膜，因此镁、铝可在空气中保存；有的氧化膜疏松，不能保护内部金属，如铁表面形成的铁锈。 考点1 单质铝的位-构-性 3. 化学性质 Al2S3只在干态下生成，遇水发生双水解：Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3↓+ 3H2S↑ Al2O3：是一种致密的氧化物，能保护内层金属不被腐蚀。铝制品表面致密的氧化膜有耐磨性和抗腐蚀的性能。 【思考】打磨后的铝箔和氧气反应时的现象？ 现象：铝箔熔化但不滴落 熔点约2050℃ 熔点约660℃ 【思考】如何制备Al2S3？ Al2S3遇水发生双水解,只在干态下生成 △ 2Al+ 3S == Al2S3 考点1 单质铝的位-构-性 3. 化学性质 ②与氧化物反应 H2O CO2 Fe2O3 除氧化膜后可与沸水微弱反应 高温 2Al+ Fe2O3 2Fe+ Al2O3 铝热反应 铝热反应：铝和金属氧化物在高温下剧烈反应生成另一种金属, 并放出大量热的化学反应。可制取熔点较高、活动性弱于Al的金属，用于金属焊接，不能用来冶炼大量的金属铁、铜等。 2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2↑ 【思考】铝锅为什么可以烧开水？ 铝与冷水难反应，与热水反应受阻止（铝与热水反应生成不稳定的Al(OH)3，受热迅速分解成氧化铝覆盖在铝制品表面阻止反应的进行） 考点1 单质铝的位-构-性 3. 化学性质 【铝热反应】 (如Fe2O3 、V2O5、Cr2O3 、MnO2等) 铝粉+某些金属氧化物 铝热剂 剧烈反应，发出强光，纸漏斗被烧穿,沙子上落有红热的铁珠 ①制取熔点较高、活动性弱于Al的 金属，如铁、铬、锰、钨等； ②金属焊接，如野外焊接钢轨等 供养剂 考点1 单质铝的位-构-性 强酸 弱酸 两性 弱碱 强碱 Al H+ OH- Al3+ [Al(OH)4]- 2Al＋6H+ = 2Al3+＋3H2↑ 常温钝化，持续反应需要加热 2Al＋6H2O＋2NaOH = 2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ 2Al＋2OH－＋6H2O = 2[Al(OH)4]- ＋3H2↑ Al＋6HNO3(浓) = Al(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O Δ 一般金属不与碱反应，而Al既能与酸反应反应，又能与碱反应 因此，能与铝反应产生H2的溶液可能呈强酸性也可能呈强碱性 还原剂 氧化剂 考点1 单质铝的位-构-性 3. 化学性质 ③与氧化性酸反应(HNO3、浓硫酸) 与非氧化性酸反应(HCl、稀硫酸) ④与碱反应 ⑤与盐反应 (CuSO4溶液) 在冷浓硝酸、浓硫酸中“钝化”,加热时反应，无H2生成 2Al + 6H+ = 2Al3+ + 3H2↑ 2Al+2OH- +6H2O =2[Al(OH)4]- + 3H2↑ 2Al + 3Cu2+ = 2Al3+ + 3Cu 2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑ （活泼金属的通性） 提醒：a、铝与硝酸反应生成的气体产物是NO或NO2，不是H2 b、铝在冷的浓硫酸或冷的浓硝酸中钝化，加热反应会反应产生NO2等 可以用铝制容器来盛装冷的浓硫酸和冷的浓硝酸。 致密的氧化薄膜,阻止酸与内层金属的进一步反应 考点1 单质铝的位-构-性 3. 化学性质 铝与酸或碱反应生成H2的量的关系 (1)等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应： ①产生H2的物质的量______。 相等 ②消耗的物质的量之比为_____。 (2)足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应： ①消耗Al的物质的量之比为_____。 ②生成H2的物质的量之比为_____。 考点1 单质铝的位-构-性 3. 化学性质 (3)一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应： ①铝与盐酸反应时，铝过量而_____不足。 HCl ②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而________过量。 NaOH 若产生氢气的体积比为＜＜1，则必定 考点1 单质铝的位-构-性 3. 化学性质 此反应中，还原剂是 ，氧化剂是 。 铝 水 思考：铝与强碱溶液反应的实质是？该反应还原剂、氧化剂分别是何物质？ ① 2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2↑ ② 2Al(OH)3 + 2NaOH = 2Na[Al(OH)4] 总: 2Al + 6H2O + 2NaOH = 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑ 0 +1 0 +3 失2×3e- 得6×e- 反应的实质是： 考点1 单质铝的位-构-性 3. 化学性质 1、电解质溶液为稀硫酸 2、电解质溶液为NaOH(aq) Mg棒 （－） （－） （＋） （＋） Al棒 Al棒 Mg棒 2Al +8OH- - 6e- = 2[Al(OH)4]- 6H2O + 6e- = 6OH- +3H2↑ 2Al +2OH- +6H2O= 2[Al(OH)4]- + 3H2↑ Mg － 2e- = Mg 2+ 2H+ + 2e-= H2 思考：下列装置是否构成原电池，能构成则写出其中的电极反应式。 正、负极的判断受电解质溶液的影响， “较活泼金属”不一定做负极 稀硫酸 NaOH(aq) Al Mg A （+） （—） (+) (—) 考点1 单质铝的位-构-性 4．铝的制备及用途 (1)制备原理：铝土矿_______，电解___________： _________________________________________。 熔融 (2)铝的用途：______用作导线，________用于制造汽车、飞机、生活用品等，____还用作还原剂。 纯铝 铝合金 铝 熔融) 电解 冰晶石 工业上冶炼用电解熔融而不用的原因：是共价化合物，熔融态不导电。 特别提醒 注意：电解Al2O3时Na3AlF6的作用是作助熔剂。 考点1 单质铝的位-构-性 5．工业炼铝的流程 铝土矿的主要成分是Al2O3，含有的杂质是Fe2O3和SiO2，由于Al2O3具有两性，而杂质SiO2是酸性氧化物，Fe2O3是碱性氧化物，因而可设计出两种提纯Al2O3的方案。 碱溶法： （1）①、③两步骤中可能发生反应的离子方程式 ① ③ （2）步骤③中是否可以用盐酸(或H2SO4)酸化？为什么？ 不能，Al(OH)3可溶于强酸，不易控制酸的量；CO2廉价而且生成的副产物NaHCO3用途广泛，经济效益好 考点1 单质铝的位-构-性 5．工业炼铝的流程 铝土矿的主要成分是Al2O3，含有的杂质是Fe2O3和SiO2，由于Al2O3具有两性，而杂质SiO2是酸性氧化物，Fe2O3是碱性氧化物，因而可设计出两种提纯Al2O3的方案。 酸溶法： （1）①、②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＋的原因是： Al(OH)3只能溶于强碱，不能溶于氨水，若用氨水则不能将Fe(OH)3和Al(OH)3分离。 随堂检测 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 判断 A 铝制炊具最好不要盛放酸性或碱性较强的液体食物 因为Al和Al2O3既可以与酸反应，又可以与碱反应 Ⅰ对，Ⅱ对，有 B 铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落 铝箔对熔化的铝有较强的吸附作用 Ⅰ对，Ⅱ对，有 1、下列对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间因果关系的判断，完全正确的是(　　) √ C 海啸使水源发生污染可用明矾进行消毒和净化 因为明矾水解生成Al(OH)3胶体，具有吸附性 Ⅰ对，Ⅱ错，无 D 铁或铝制成的槽车可以密封贮运浓硫酸或浓硝酸 因为铁和铝不能与浓硫酸或浓硝酸反应 Ⅰ错，Ⅱ对，无 随堂检测 B 随堂检测 C 随堂检测 D B 考点2 铝的氧化物 强酸 弱酸 两性 弱碱 强碱 Al H+ OH- Al3+ [Al(OH)4]- Al2O3 Al2O3＋6H＋ = 2Al3＋＋3H2O Al2O3＋2OH－＋3H2O = 2[Al(OH)4]- 氧化铝 (Al2O3)：铝土矿的主要成分， 白色固体，难溶于水，熔点很高，是优良耐火材料 考点2 铝的氧化物 1．物理性质： 色固体， 溶于水，熔点很高，是优良 材料。 2．化学性质：Al2O3是典型的 氧化物，既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水。 （1）能与酸反应：Al2O3与HCl反应的化学方程式： （2）能与碱反应：Al2O3与NaOH反应的化学方程式： 3．Al2O3的制备 （1）实验室制法——加热氢氧化铝固体： （2）工业制法：铝土矿→Al2O3 4．主要用途：制造耐火、耐高温器材、工业冶炼铝、可以制作各种宝石 白 难 耐火 两性 知识点 氧化铝 氧化铝的天然产物俗称刚玉，如红宝石、蓝宝石。 强酸、强碱 考点2 铝的氧化物 知识点 氧化铝 5．电解熔融Al2O3 （1）阳极反应： （2）阴极反应： （3）电解总反应： （4）冰晶石的作用： （5）阳极石墨与氧气反应，被 ，需要定期更换。 降低熔点，减少能耗 消耗 强酸、强碱 考点3 铝的氢氧化物 强酸 弱酸 两性 弱碱 强碱 H+ OH- Al3+ [Al(OH)4]- CO2+H2O NH3·H2O Al(OH)3 Al(OH)3＋3H+ = Al3+＋3H2O Al(OH)3＋OH－ = [Al(OH)4]- Al3+＋ 3Al(OH)4- = 4Al(OH)3↓ 不反应 不反应 Al(OH)3：是两性氢氧化物，存在两种电离形式 酸式电离：Al(OH)3＋H2O ⇌ H＋＋[Al(OH)4]- 碱式电离：Al(OH)3 ⇌ Al3＋＋3OH－ 考点3 铝的氢氧化物 强酸 弱酸 两性 弱碱 强碱 H+ OH- Al3+ [Al(OH)4]- CO2+H2O NH3·H2O Al(OH)3 3OH- OH- Al3+ + 弱碱，无论是否过量，都只生成Al(OH)3↓ H+ 3H+ [Al(OH)4]- + 弱酸，无论是否过量，都只生成Al(OH)3↓ 2[Al(OH)4]-＋CO2(少量) = 2Al(OH)3↓＋CO32-＋H2O [Al(OH)4]-＋CO2(过量) = Al(OH)3↓＋HCO3- Al3＋＋3NH3·H2O = Al(OH)3↓＋3NH4+ 考点3 铝的氢氧化物 知识点 氢氧化铝 1．物理性质： 胶状不溶于水的固体，有吸附性。 2．化学性质：Al(OH)3是典型的 氢氧化物，既能与强酸，又能与强碱反应。 （1）能与酸反应：Al(OH)3与HCl反应的化学方程式： （2）能与碱反应：Al(OH)3与NaOH反应的化学方程式： （3）热稳定性差。 白色 两性 Al(OH)3：是两性氢氧化物，存在两种电离形式 酸式电离：Al(OH)3＋H2O ⇌ H＋＋[Al(OH)4]- 碱式电离：Al(OH)3 ⇌ Al3＋＋3OH－ 考点3 铝的氢氧化物 3．用途 （1）Al(OH)3有较强的吸附性，能凝聚水中悬浮物，又能吸附色素，可以用作 。 （2）Al(OH)3碱性不强，不至于对胃壁产生强烈的刺激作用或腐蚀作用，可以用作 。 净水剂 胃酸中和剂 知识点 氢氧化铝 【总结归纳】既能与酸反应又能与碱反应的物质： ①金属单质：Al等； ②两性氧化物：Al2O3等； ③两性氢氧化物：Al(OH)3等； ④弱酸的铵盐：(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S等； ⑤弱酸的酸式盐：NaHCO3、KHS、NaHSO3等； ⑥氨基酸、肽和蛋白质等。 考点3 铝的氢氧化物 【应用】Al(OH)3两性在化学实验中的应用 检验与鉴别 用过量NaOH溶液检验Al3＋的存在 用 溶液鉴别AlCl3溶液和MgCl2溶液 用 法鉴别AlCl3溶液与NaOH溶液或Na[Al(OH)4]溶液与盐酸 分离与除杂 （括号内为杂质） Mg(Al)： Fe2O3 (Al2O3)： Mg(OH)2[Al(OH)3]： Mg2＋(Al3＋)： 过量NaOH 互滴法 足量NaOH溶液 足量NaOH溶液 足量NaOH溶液 加过量NaOH溶液，过滤，再加酸充分溶解 考点3 铝的氢氧化物 【方程式练习】有关Al(OH)3的少量、过量问题 （1）NaOH和AlCl3 化学方程式 离子方程式 NaOH少量     NaOH过量   （2）Na[Al(OH)4]和HCl 化学方程式 离子方程式 HCl少量     HCl过量   考点3 铝的氢氧化物 （3） Na[Al(OH)4]和CO2 化学方程式 CO2少量   CO2过量 【特别补充 · 既能与强酸反应又能与强碱反应的物质】 a．某些单质：Al、Be、Zn、S、Si b．某些氧化物：Al2O3、BeO、ZnO、SO2、SiO2 c．两性氢氧化物：Al(OH)3、Be(OH)2、Zn(OH)2 d．弱酸的铵盐：(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S e．多弱酸的酸式盐：NaHCO3、KHS、KHSO3、NaH2PO4 f．某些酸：H2S、浓H2SO4 g．蛋白质、多肽、氨基酸 考点4 常见的铝盐 1.明矾 (1)硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的____盐。 复 (2)明矾的化学式为，它是____色晶体，____溶于水，水溶液____7。 无 可 ＜ (3)明矾净水的原理： 明矾可以净水，其净水的原理是_____________________________________， 胶体吸附水中的杂质形成沉淀而净水，使水澄清。 胶体 【思考】铝盐会水解生成氢氧化铝胶体粒子 ，能吸附水中的悬浮物和杂质，可用于饮用水的杀菌消毒。 × ZnO、Zn(OH)2与碱反应；铝盐用途-当酸用，作净水剂；明矾净水只能除去水中的悬浮杂质，不能杀菌消毒，与氯气消毒原理不同。 考点4 常见的铝盐 1.明矾 （4）化学性质：兼有Al3+和SO42-性质 ①向明矾中滴入Ba(OH)2溶液，当Al3+恰好完全沉淀时（沉淀的 最大），方程式为 化学方程式： 离子方程式： 物质的量 考点4 常见的铝盐 1.明矾 ②向明矾中滴入Ba(OH)2溶液，当SO42-完全沉淀时 （沉淀的 最大），化学方程式为 化学方程式： 离子方程式： 质量 ③向明矾溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至过量： 离子方程式： 考点4 常见的铝盐 2.的结构与性质 (1)熔点、沸点都很____，且会______，____溶于乙醚等有 机溶剂，因为它是一种______型化合物。熔化的不易导 电，晶体属于______晶体，故制备铝时____用电解。 低 升华 易 共价 分子 不 (2)的蒸汽或处于熔融状态时，都以______分子形式存在。二聚分子的形成原因是铝原子的缺电子结构。二聚分子结构示意图如图，其中每个铝原子均为____杂化，各有1条空的轨道，氯原子处于以铝原子为中心的四面体的4个顶点位置。分子中有桥式氯原子存在，桥式氯原子在与其中一个铝原子成键的同时，与另一个铝原子的空轨道发生配位，形成配位键。 二聚 (3)能与生成 (4)与类似，中均存在配位键。 考点4 常见的铝盐 酸性：Al3++3H2O Al(OH)3+3H+ 【思考】配制AlCl3溶液要注意什么？ 【思考】将AlCl3溶液蒸干灼烧会得到什么？ 提示：将AlCl3溶液蒸在HCl气流中蒸干得到AlCl3固体 拓展：像AlCl3·3H2O这种易水解的结晶水合物除去结晶水的另一种方法是将该固体与SOCl2混合加热得纯净干燥固体 AlCl3·3H2O+3SOCl2 AlCl3+3SO2 ↑+6HCl ↑ 铝盐：氯化铝[AlCl3] 将其固体溶于较浓的盐酸中，抑制Al3+水解 考点4 常见的铝盐 Al(OH)3 Al2O3 Al(OH)3 Al2O3 Al2(SO4)3 3[Al(OH)4]- ＋Al3+ === 4Al(OH)3↓ 考点5 “铝三角”与数形结合 1.“铝三角”——Al3+、Al(OH)3、[Al(OH)4]-之间的转化关系 考点5 “铝三角”与数形结合 2.铝三角的应用 (1)选择制备Al(OH)3的最佳途径 ①由Al3+制备Al(OH)3，宜用Al3+与氨水反应： 。 ②由Na[Al(OH)4]制备Al(OH)3宜用CO2与[Al(OH)4]-反应： 。 ③从节约原料角度，由Al制备Al(OH)3，宜用Al制备Al3+，Al制备[Al(OH)4]-，然 后将二者混合： 。 Al3+ + 3NH3·H2O 3NH4+ + Al(OH)3 Al(OH)4- + CO2 HCO3- + Al(OH)3 3Al(OH)4- + Al3+ 4Al(OH)3 考点5 “铝三角”与数形结合 2.铝三角的应用 Al3+ 与S2-、HS-、CO32-、HCO3-、[Al(OH)4]-因发生双水解反应不能共存 [Al(OH)4]-与Al3+ 、Fe3+、NH4+因发生双水解反应不能共存 (2)有关离子共存问题 ①与Al3+不能大量共存的(阴)离子有：OH-、[Al(OH)4]-、HS-、SiO32-、CO32-、 HCO3-、SO32-等。 ②与[Al(OH)4]-不能大量共存的(阳)离子有：H+、Al3+、NH4+、Fe2+、Fe3+等。 ③[Al(OH)4]-与HCO3-因发生(相对)强酸制弱酸的反应而不能共存。 考点5 “铝三角”与数形结合 2.铝三角的应用 （4）判断反应先后　 当溶液中有多种离子存在时，要考虑离子之间的反应顺序，如向含有H＋、NH4+、Mg2＋、Al3＋的溶液中逐滴加入NaOH溶液时，NaOH先与H＋反应，然后与Al3＋、Mg2＋反应生成沉淀，再与NH4+反应，最后溶解Al(OH)3沉淀。 考点5 “铝三角”与数形结合 3.与Al(OH)3沉淀生成有关的图像分析 (1)可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像 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 现象 立即产生白色沉淀渐多最多渐少 消失 无沉淀(有但即溶）出现沉淀渐多 最多沉淀不消失 图像 考点5 “铝三角”与数形结合 3.与Al(OH)3沉淀生成有关的图像分析 (2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像 操作 偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量 稀盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量 现象 立即产生白色沉淀渐多最多渐少消失 无沉淀出现沉淀渐多最多沉淀不消失 图像 Al(OH)3 + 3H+ 3H2O + Al3+ [Al(OH)4]-+4H+=Al3+ +2H2O H++[Al(OH)4]- ==Al(OH)3↓+H2O Al3＋＋3[Al(OH)4]－4Al(OH)3↓ 考点5 “铝三角”与数形结合 3.与Al(OH)3沉淀生成有关的图像分析 （3）明晰Al3+溶液中加碱(OH-)的几种常见变形图像，如： 图A中，n(H+)∶n(Al3+)＝ 。 图B中，若已知原溶液中含有Mg2+。则可推出：n(Mg2+)∶n(Al3+)＝ 。 图C中，若已知原溶液中含有H+和Mg2+，则可推导出：n(H+)∶n(Al3+)∶n(Mg2+) ＝ 。 2:1 1:1 2:1:1 随堂检测 2.下列物质既与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应的是( ) A. NaHCO3 B. (NH4)2CO3 C. Al(OH)3 D. NH4Cl E. CH3COOH F. G. 蛋白质 ABCFG 3、铝、铍及其化合物具有相似的化学性质,已知反应:BeCl2+Na2BeO2+2H2O===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.因BeCl2水溶液的导电性强,故BeCl2是离子化合物 C.常温下Na2BeO2溶液的pH>7,将其蒸干并灼烧后得到的残留物为BeO D.常温下BeCl2溶液的pH>7,将其蒸干并灼烧后得到的残留物是BeCl2 A 铝、铍及其化合物具有相似的化学性质，BeCl2和AlCl3均是共价化合物；Na2BeO2溶液的pH＞7，将其蒸干并灼烧得到的残留物为Na2BeO2；BeCl2是强酸弱碱盐，其溶液的pH＜7，蒸干并灼烧得到的残留物是BeO。 随堂检测 4、如图所示，横坐标为某溶液中加入溶质的物质的量，纵坐标为沉淀量，从A～E中选择符合要求的选项填入下表相应的位置 编号 溶液 加入物质 图像序号 ① 饱和石灰水 通入过量CO2 ② 含少量NaOH的Na[Al(OH)4]溶液 通入过量CO2 ③ 含少量NaOH的Na[Al(OH)4]溶液 滴入稀盐酸 ④ MgCl2、AlCl3混合溶液 滴加NaOH浓溶液至过量 ⑤ NaOH溶液 滴加AlCl3溶液至过量 ⑥ AlCl3溶液 滴加氨水至过量 随堂检测 4、向含有HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl的混合溶液中(假设各1 mol)逐滴加入NaOH溶液，沉淀的物质的量随NaOH溶液体积变化的关系如图。(假设Mg2＋、Al3＋结合 OH－能力相同) 分析图像的变化情况，回答下列问题： (1)H＋、Al3＋、Al(OH)3、NH4+四种微粒与OH－反应的先后顺序依次为 。 (2)依次写出各阶段的离子方程式： ①OA： 。 ②AB： 。 ③BC： 。 ④CD： 。 H＋、Al3＋、NH4+ 、Al(OH)3 H＋＋OH－===H2O Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓， Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ NH4+＋OH－===NH3·H2O Al(OH)3＋OH－=== [Al(OH)4]- 拓展提高 类铝元素 1、对角线原则：Be与Al相似 ①、铝和铍都是两性金属： Be+2OH- +2H2O = [Be(OH)4]2- +H2↑ ②、BeCl2 和 AlCl3都是共价化合物，水合卤化物受热脱水时会水解 BeCl2 · 4H2O = BeO +2HCl↑ ③、Be(OH)2和Al(OH)3都难溶于水，均为两性氢氧化物 H+ OH- Be2+ [Be(OH)4]2- Be(OH)2 【与Al性质相似的元素】同族元素或对角线原则 拓展提高 2、同族元素性质相似：B、Al、Ga相似 【例1】（2019年新课标卷Ⅰ）根据H3BO3的解离反应： H3BO3 + H2O ⇌ H+ + [B(OH)4]- Ka=5.81 × 10-10，可判断H3BO3是________________酸 一元弱 sp2 sp3 H3BO3 平面三角形 （B有1个空轨道） OH [B(OH)4]- 四面体 类铝元素 拓展提高 类铝元素 适量CO2 过滤 2、同族元素性质相似：B、Al、Ga相似 【例2】镓（Ga）与铝同主族，曾被称为“类铝”，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业制备镓的流程如下图所示，下列判断不合理的是（ ） A．Al、Ga 均处于IIIA 族 B．酸性：Al(OH)3>Ga(OH)3 C．Ga(OH)3 可与盐酸反应生成GaCl3 D．Ga2O3 可与NaOH 反应生成Na[Ga(OH)4] 铝土矿 （Al2O3、Ga2O3) Na[Al(OH)4] Na[Ga(OH)4] Na[Ga(OH)4] NaOH 溶液 Al(OH)3 Ga B 拓展提高 Be、B、Al的配位化合物 Be、B、Al 的价电子轨道表示式分别为： Be B Al 可以发现，三种元素的p 轨道均存在_________，容易接受其他原子的_________ 形成______键 空轨道 孤电子对 配位 易结合F-、OH-进行配位 随堂检测 1.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________(用化学式表示)。 (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：_______________ ______________________________________________________________________。 ①③④ 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 AlO Zn＋2OH－===ZnO＋H2↑ Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH $