高考化学考点一遍过专题15镁铝及其重要化合物0710127

考点15 镁、铝及其重要化合物

一、镁和铝的性质

金属 镁(Mg) 项目 原子结构 原子半径 化合价 物 理 性 质 活泼性 单 质 与水反应 性 结 论 质 核电荷数镁小于铝，而原子半径镁大于铝，故核对最外层的电子引力镁小于铝，解 释 即Al比Mg难失电子，金属性弱于Mg 铝合金汽车、船舶、飞机制造、防锈 主要用途 镁合金汽车、飞机制造、照明弹等 油漆、导线、电缆等 与碱反应 Mg+2H2O与卤素单质、硫等反应 与 酸 Mg+2H反 应 抗 腐 蚀 性 与O2反应 原子最外层2个电子 1.60×10+2 ?10 铝(Al) 原子最外层3个电子 1.43×10+3 ?10 m m 镁和铝都是密度较小、熔点较低、硬度较小的银白色金属，但镁和铝相比较，铝的硬度比镁的稍大，熔点和沸点都是铝比镁的高 较活泼 较活泼 在空气中都能跟氧气反应，表面覆盖一层致密而坚硬的氧化物薄膜，都具有高腐蚀性能 2Mg+O2 2MgO MgCl2 4Al+3O2 2Al2O3 2AlCl3 Mg+ Cl2Mg+S 点燃 2Al+3Cl22Al+3S 点燃 △ +MgS △ +Al2S3 △Mg+H2↑ 2+2Al + 6H 2Al+3H2 ↑ 3+ Mg(OH)2+H2↑ 不反应 2Al+2NaOH +2H2O 不反应 点燃 2NaAlO2 +3H2 ↑ 与氧化物反应 2Mg+CO2 2MgO+C 2Al+Fe2O3 高温 2Fe+Al2O3 镁、铝均为较活泼的金属，但镁的金属性强于铝 1

铝热反应

2Al+Fe2O34Al+3MnO2

2Fe+Al2O3 3Mn+2Al2O3

在实验室按如图所示装置进行铝热反应，实验现象是当外露部分镁条刚刚燃烧完毕时，纸漏斗内混合物立即剧烈反应，发出耀眼的光芒，产生大量的烟。纸漏斗被烧破，有红热状的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体(落下的是铁珠)。

铝热反应是指工业上用铝粉来还原一些金属氧化物，得到Fe、V、Cr、Mn等难溶金属的一类反应。铝热反应的实质是铝在高温条件下将活动性比铝弱的金属从其氧化物中置换出来。 二、氧化铝和氢氧化铝

两性氧化物：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物。 两性氢氧化物：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物。

名称 化学式 类别 物理 性质 氧化铝 Al2O3 两性氧化物 高熔点，高沸点，高硬度，不溶不溶于水的白色胶状固体，具有吸附性 于水的白色固体 ①两性： ①与强酸反应： 化学 性质 Al2O3+6H+②与强碱反应： Al2O3+2OH-氢氧化铝 Al(OH)3 两性氢氧化物 Al(OH)3+3H2Al3++3H2O Al(OH)3+OH-②热稳定性： 2Al(OH)3+Al+3H2O 3+AlO?2+2H2O 2AlO+H2O Al2O3+3H2O ?2可用作吸附剂、媒染剂和净水剂；治疗用途 炼铝原料、制作耐火材料 胃酸；可作为制造瓷釉、耐火材料、防 2

水织物的原料 三、“铝三角”及其应用

1．具体反应

Al(OH)3+OH

?

AlO?2+2H2O

+

Al(OH)3+3HAl+3OH

3+

?

Al+3H2O Al(OH)3↓ Al(OH)3↓ Al3++2H2O

3+

+

AlO?2+H+H2O

+

AlO?2+4H

Al3++4OH?

Al+3AlO2+6H2O

3+

AlO?2+2H2O

4Al(OH)3↓

?2．应用

（1）判断离子共存问题

Al3+与OH?及AlO2、CO3、S2?等弱酸根阴离子或AlO2与H+、HCO3以及弱碱阳离子Al3+、Fe3+

等因生成沉淀或发生水解相互促进反应而不能大量共存。

（2）鉴别(利用滴加顺序不同，现象不同)

①向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解。

②向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。 （3）分离提纯

①利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的混合物。 ②利用Al2O3，能与强碱溶液反应，分离Al2O3与其他金属氧化物。 ③利用Al(OH)3能与强碱溶液反应，分离Al3+与其他金属阳离子。 四、硫酸铝钾——KAl(SO4)2

（1）硫酸铝钾在水溶液中的电离方程式为KAl(SO4)2===K++Al3++2SO4。

3

2??2???（2）带有十二个结晶水的硫酸铝钾称为十二水合硫酸铝钾，俗称明矾，化形式为KAl(SO4)2·12H2O，它是无色晶体，可溶于水。由于Al3+能水解生成具有强吸附性的胶体：Al3++3H2O===3H++Al(OH)3，故明矾是一种常用的净水剂。

明矾中含有Al3+和SO4，向明矾溶液中滴入Ba(OH)2溶液，当Al3+ 恰好完全沉淀时，离子方程式为2Al3+ +3SO4+3Ba2+ +6OH?===2Al(OH)3↓+3BaSO4↓，此时SO4只沉淀了总量的四分之三，总的沉淀的物质的量达到最大；当SO42??2?2?2?2?完全沉淀时，离子方程式为

?Al3++2SO4+2Ba2++4OH?===2BaSO4↓+AlO2+2H2O，此时Al3+ 恰好完全转化为AlO2，总的沉淀的质量达到最大。

考向一 铝及其化合物的转化

典例1 甲、乙、丙三种物质均含有铝元素，在溶液中的转化关系如图所示。下列说法正确的是

A．若甲是Al，丙是Al(NO3)3，则乙一定是NaAlO2 B．若甲是Al2O3，丙是NaAlO2，则乙一定是Al(NO3)3 C．若甲是Al(NO3)3，丙是NaAlO2，则乙一定是Al(OH)3 D．若甲是Al(OH)3，丙是Al(NO3)3，则乙一定是NaAlO2

【答案】C

1．铝及其化合物在生产、生活等方面有广泛的应用。

（1）铝元素位于周期表中第__________周期__________族。硼、镓与铝位于同一主族，现有下列三种物质：①Na、②Na、③Na，浓度相同的这三种物质的溶液pH由大到小的顺序为___________(用序号表示)。{Na也可表示偏铝酸钠，硼、镓类似}

（2）将20.0 mL 0.1 mol/L Ba(OH)2溶液和20.0 mL 0.1 mol/L NH4Al(SO4)2溶液混合，所得溶液中Al、NH4、SO4、OH、H的浓度由大到小的顺序为 _____________。

3+

?2??+

4

（3）氮化铝(AlN)是一种新型的无机非金属材料，可用作热交换器材料。某AlN样品中仅含有Al2O3

杂质，为测定AlN的含量，甲组同学设计了如下流程：

已知：AlN+NaOH+H2O===NaAlO2+NH3↑。

①过滤时用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和______________。

②实验过程中，称得样品的质量为4.2 g，最后得到的固体为5.1 g，则样品中AlN的质量分数为___________。(不考虑整个过程中的损耗)

考向二 铝与酸、碱反应的有关计算

（1）铝能与酸溶液反应生成H2和铝盐(Al)，但与稀HNO3反应不生成H2，且在浓HNO3、浓H2SO4

中钝化。

（2）铝与强碱溶液反应生成H2和偏铝酸盐(AlO2)。 （3）铝与酸或碱溶液反应生成H2的量的关系： 有关离子方程式为： 2Al+6H

+

3+

?2Al+3H2↑

?

3+

2Al+2OH+2H2O

2AlO2+3H2↑

Al，2H

3+

+

?Al与酸、碱反应的实质都是：AlH2，故与酸或碱反应时，铝与氢气

的关系均为2Al～3H2↑，利用此性质可以方便地进行有关计算。

①等量Al分别与足量酸(H+)和碱(OH?)溶液反应，生成H2之比为1∶1，消耗H+和OH?之比为3∶1。 ②足量Al分别与所含H和OH物质的量相等的溶液反应，生成H2之比为1∶3。 1③若产生H2之比为3<++

?

1

<1，则必定是：

?

与酸反应时，Al过量、H不足，而与碱反应时，Al不足、OH过量。

典例1 足量下列物质与等质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是

A．氢氧化钠溶液

B．稀硫酸

5

C．盐酸 D．稀硝酸

【答案】A

2．有两种金属组成的混合物粉末15g与足量的稀盐酸反应，生成11.2L(标准状况下)H2，则该混合物的组成不可能是 A．Fe、Zn B．Al、Cu C．Al、Na

D．Al、Fe

考向三 Al(OH)3沉淀的图象分析

1．四个基本图象

（1）可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图象：

可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液操作 至过量 至过量 立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多现象 →消失 →最多→沉淀不消失 图象 离子方 Al3++3OH?Al(OH)?3↓ Al3++4OHAlO?2+2H2O 程式 Al(OH)??3+OHAlO2+2H2O 3AlO?2+Al3++6H2O4Al(OH)3↓ （2）偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图象：

偏铝酸盐溶液中逐滴加稀盐酸至过操作 稀盐酸中逐滴加偏铝酸盐溶液至过量 量

6

C．盐酸 D．稀硝酸

【答案】A

2．有两种金属组成的混合物粉末15g与足量的稀盐酸反应，生成11.2L(标准状况下)H2，则该混合物的组成不可能是 A．Fe、Zn B．Al、Cu C．Al、Na

D．Al、Fe

考向三 Al(OH)3沉淀的图象分析

1．四个基本图象

（1）可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图象：

可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液操作 至过量 至过量 立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多现象 →消失 →最多→沉淀不消失 图象 离子方 Al3++3OH?Al(OH)?3↓ Al3++4OHAlO?2+2H2O 程式 Al(OH)??3+OHAlO2+2H2O 3AlO?2+Al3++6H2O4Al(OH)3↓ （2）偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图象：

偏铝酸盐溶液中逐滴加稀盐酸至过操作 稀盐酸中逐滴加偏铝酸盐溶液至过量 量

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