镁、铝及其重要化合物

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镁、铝及其重要化合物复习资料　镁、铝及其重要化合物　考点1Mg、Al的化学性质1．与非金属反应（1）与O2反应。常温下与空气中的O2反应生成一层致密的氧化物薄膜，所以镁、铝都有抗腐蚀的性能。镁、铝都能在空气中燃烧：。（2）与卤素单质、硫等反应。Mg+Cl22Al+3Cl22Al+3S（用于工业制备）Mg+S[特别提醒]：①镁在空气中用酒精灯火焰点燃即可燃烧，而铝在空气中需要高温点燃才能燃烧。镁在空气中燃烧时有三个反应发生：2Mg+O22MgO3Mg+N2Mg3N22Mg+CO22MgO+C②燃烧时都放出大量的热，发出耀眼的白光。利用镁的这种性质来制造照明弹。③集气瓶底部都要放一些细纱，以防止集气瓶炸裂。2．与H2O反应Mg、A1和冷水都不反应，但在加热条件下与水反应生成氢氧化物和氢气Mg+2H2O2A1+6H2O3．与酸反应置换出H2Mg、A1与浓、稀盐酸、稀硫酸、磷酸等酸反应置换出H2，其中铝在冷浓H2SO4，冷浓硝酸中发生钝化现象。所以用铝制容器贮存冷的浓硫酸或浓硝酸。4．与某些氧化物反应（1）镁与二氧化碳反应：2Mg+CO2[特别提醒]：“CO2不能助燃”的说法是不全面的，CO2对绝大多数可燃物是良好的灭火剂，而对K、Ca、Na、Mg等可燃物却是助燃剂。（2）铝热反应：2Al+Fe2O3铝热反应可用于焊接钢轨和冶炼某些难熔金属，如：V、Cr、等。[特别提醒]：①铝热剂是指铝粉和某些金属氧化物的混合物，金属氧化物可以是：Fe2O3、FeO、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2等。②铝热反应的特点是反应放出大量的热，使生成的金属呈液态。③要使用没有氧化的铝粉，氧化铁粉末要烘干。④KClO3作为引燃剂，也可以用Na2O2代替。实验时可以不用镁条点燃，而用在氯酸钾和白糖的混合物上滴加浓硫酸的方法来点燃。5．与碱反应镁不与碱反应，铝与碱液反应：。[例1]用铝箔包装0.1mol金属钠，用针扎出一些小孔，放入水中，完全反应后，用排水集气法收集产生的气体，则收集到的气体为（标准状况）（　）　　A．O2和H2的混合气体　B．1.12LH2　　C．大于1.12LH2　D．小于1.12LH2考点2氢氧化铝1．物理性质：Al(OH)3是几乎不溶于水的，具有性。2．化学性质①与酸反应：Al(OH)3+3HCl＝AlCl3+3H2O（离子反应方程式：）②与碱反应：Al(OH)3＋NaOH＝Na[Al(OH)4]（离子反应方程式：）3．Al(OH)3的制取①铝盐与碱反应：实验室制取氢氧化铝时采用过量的氨水，而不用强碱与可溶性铝盐溶液反应是因为。②铝酸盐与酸反应：一般用向偏铝酸盐溶液中通入CO2的方法制取Al(OH)3。当CO2不足或适量时：；（填离子反应方程式，下同）CO2过量时：。 镁、铝及其重要化合物复习资料[特别提醒]：（1）制取Al(OH)3也可用铝盐与强碱作用，但应严格控制加入碱的量，因为强碱过量会使制得的Al(OH)3转化为四羟基合铝酸盐：Al(OH)3＋OH-＝[Al(OH)4]-。（2）一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的Al(OH)3溶解：[Al(OH)4]-+H+＝Al(OH)3↓+H2O；Al(OH)3+3H+＝Al3++3H2O。4．Al(OH)3的用途：由于Al(OH)3具有吸附性，既能凝聚水中悬浮物，又能吸附色素，因此Al(OH)3可作净水剂和色素吸附剂。[例2]使溶液中Ba2+、Mg2+、Al3+、Ag+、Cu2+分步逐一沉淀析出，加入下列试剂的顺序正确的是A．NaCl→Na2S→Na2SO4→NaOH→HNO3B．H2SO4→HCl→H2S→NaOH→CO2C．HCl→H2SO4→H2S→NaOH→CO2D．Na2S→Na2SO4→NaCl→NaOH→HCl考点3镁和铝的图像基本坐标图像实验现象及反应原理衍生坐标图像化学反应原理铝盐溶液与强碱反应现象：。原理：铝酸盐溶液与强酸反应现象：。原理：铝盐溶液与弱碱反应现象：。原理：铝酸盐溶液与弱酸反应现象：。原理：[例3]（2006年上海)已知Ba(AlO2)2可溶于水。右图表示的是向A12(SO4)3溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液时，生成沉淀的物质的量y与加人Ba(OH)2的物质的量x的关系。下列有关叙述正确的是（）A．a—b时沉淀的物质的量：A1(OH)3比BaSO4多B．c—d时溶液中离子的物质的量：AlO2–比Ba2+多C．a—d时沉淀的物质的量：BaSO4可能小于A1(OH)3D．d—e时溶液中离子的物质的量：Ba2+可能等于OH–热点1镁及其重要化合物性质【真题】（2008年海南）现拟在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁(Mg3N2)。已知实验中可能会发生下列反应：①2Mg+O22MgO；②3Mg+N2Mg3N2；③2Mg+CO22MgO+C④Mg+H2OMgO+H2↑⑤Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2+2NH3↑可供选择的装置和药品如下图所示(镁粉、还原铁粉均已干燥，装置内所发生的反应是完全的，整套装置的末端与干燥管相连)。 镁、铝及其重要化合物复习资料回答下列问题；（1）在设计实验方案时，除装置A、E外，还应选择的装置(填字母代号)及其目的分别______________________________________；（2）连接并检查实验装置的气密性。实验开始时，打开自来水的开关，将空气从5升的储气瓶压入反应装置，则气流流经导管的顺序是(填字母代号)_____________；（3）通气后，如果同时点燃A、F装置的酒精灯，对实验结果有何影响?__________，原因是____________________；（4）请设计一个实验，验证产物是氮化镁：__________________________________________________________________。[答案]（1）B、D、F选择B，目的：除去空气中的水蒸气选择D，目的：除去空气中的CO2选择F，目的：除去空气中的O2（2）h→g→d→c→k→l→a→b（3）制得的氮化镁将不纯；因为A装置没有排完空气前就加热会让空气中的氧气、CO2、水蒸气等与镁反应。（4）将产物取少量置于试管中，加入适量水，将润湿的红色石蕊试纸置于试管口，如果能够看到润湿的红色石蕊试纸变蓝，则说明产物是氮化镁。热点2铝的转化关系及应用1．（2008年深圳市高级中学第一学期第二次月考）下列各组物质的稀溶液相互反应，无论是前者滴入后者，还是后者滴入前者，反应现象都相同的是（）A．NaHSO4和Ba(OH)2B．AlCl3和NaOHC．NaAlO2和H2SO4D．Ba(HCO3)2和Ba(OH)2基础提升训练11．将一定量Mg、Al合金溶于1mol·L–1的HCl溶液中，进而向所得溶液中滴加1mol·L–1的NaOH溶液，产生沉淀的物质的量（n）与滴加的NaOH溶液（mL）体积的图示如下。下列分析的结论中正确的是（）A．溶解“一定量Mg、Al合金”的HCl溶液的体积为80mLB．欲给出a的取值范围尚缺少一个条件C．无法认定Mg、Al合金中n（Mg）/n（Al）的最大值D．无法给出实验中产生H2的物质的量12．（2008届山东省胜利一中第一学期期中考试）向含有1molKAl(SO4)2的溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液，充分反应。下列说法不正确的是（）A．当Al3+恰好完全沉淀时，消耗氢氧化钡1.5molB．当SO42-恰好完全沉淀时，Al3+全部转化为四羟基合铝酸根C．当向溶液中加入1.5mol氢氧化钡时，反应可用下列离子方程式表示：2Al3++3SO42-+3Ba2++6OH-2Al(OH)3↓+3BaSO4↓D．随加入的氢氧化钡的物质的量不断增大，沉淀的物质的量不断增大13．（2008届山东省胜利一中上期期中）某同学为了探索镁粉与溴水反应的机理，做了如下四组实验：①将镁粉投入冷水中，未见任何现象；②将镁粉投入溴水中，观察到只是开始时产生极少量的气泡，但溴水的颜色全逐渐褪色；③将镁粉投入液溴中，未观察到任何明显现象；④向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水，观察到溴的红棕色很快褪去。关于镁与溴水的反应机理的论述中正确的是：（）A．镁粉只直接与溴水中的溴反应B．产生极少量的气泡是由于镁粉和水反应得到C．镁粉只与溴水中的酸反应D．镁粉在水的催化下与溴反应14．下图中，A、C是工业上上用途很广的两种重要化工原料，B为日常生活中常见的金属，H、G是正四面体结构的非极性分子，H 镁、铝及其重要化合物复习资料是一种重要的能源，J是一种耐高温材料，K是由两种常见元素组成的化合物（图中部分反应物或生成物没有列出）。请按要求回答：（1）写出B的化学式，G的电子式。（2）反应①的离子方程式为；（3）反应②进行的条件是；（4）反应③的化学方程式为。能力提高训练16．（2008届南通市高三第一次调研测试）用坩埚钳夹住一小块刚用酸充分处理过的铝箔，在酒精灯上加热至熔化，发现熔化的铝并不滴落。下列关于上述实验现象的解释正确的是（）A．火焰温度太低不能使铝燃烧B．铝在空气中能很快形成氧化膜C．氧化铝的熔点比铝的熔点高D．用酸处理时未能将氧化铝溶解17．（2008届广东莲阳中学第三次月考）把铝粉和某铁氧化物xFeO·yFe2O3粉末配成铝热剂，分成两等份。一份在高温下恰好完全反应后，再与足量盐酸反应；另一份直接放人足量的烧碱溶液中充分反应。前后两种情况下生成的气体质量比是5∶7，则x∶y为（）A．1∶2B．1∶1C．5∶7D．7∶518．（2009届普宁一中高三级第一次练兵）铝土矿(主要成分为Al2O3、SiO2、Fe2O3)是提取氧化铝的原料。提取氧化铝的工艺流程如下：（1）滤液甲的主要成分是。（2）写出反应II的离子方程式：。（3）结合反应II，判断下列微粒结合质子(H+)的能力，由强到弱的顺序是（填字母序号）a．AlO2-或Al(OH)4-b．OH-C．SiO32-（4）取滤液甲少许，加入过量盐酸，过滤；再用惰性电极电解其滤液，两极均有气体产生，且全部逸出，在阴极区还有沉淀生成，最后沉淀消失。写出阴极的电极反应方程式，沉淀消失的原因可用离子方程式表示为：。（5）取(4)电解以后的溶液10.0mL，经分析，该溶液中只含有两种等物质的量浓度的碱性溶质，向其中逐滴加入0.100mol•L－1盐酸溶液，当加入50.0mL盐酸溶液时，生成的沉淀恰好溶解。请画出生成沉淀的物质的量与加入盐酸体积的关系图。19．（2008年上海）小苏打、胃舒、平达喜都是常用的中和胃酸的药物。（1）小苏打片每片含0.5gNaHCO3，2片小苏打片和胃酸完全中和，被中和的H+是___________mol。（2）胃舒平每片含0.245gAl(OH)3。中和胃酸时，6片小苏打片相当于胃舒平_____片。（3）达喜的化学成分是铝和镁的碱式盐。①取该碱式盐3.01g，加入2.0mol·L－1盐酸使其溶解，当加入盐酸42.5mL时，开始产生CO2，加入盐酸至45.0mL 镁、铝及其重要化合物复习资料时正好反应完全，计算该碱式盐样品中氢氧根与碳酸根的物质的量之比。②在上述碱式盐溶于盐酸后的溶液中加入过量的氢氧化钠，过滤，沉淀物进行干燥后重1.74g，若该碱式盐中氢元素的质量分数为0.040，试推测该碱式盐的化学式。答案提示：基础提升训练11．AD12．D13．D14．（1）Al（2）Al3++3AlO2-+6H2O4Al(OH)3↓（3）光照，过量Cl2（4）Al4C3+12H2O4Al(OH)3+3CH4↑能力提高训练16．BC解析：铝在空气中能很快形成氧化膜，氧化铝的熔点比铝的熔点高，形成一个“兜子”使铝熔化而不滴落。17．A解析：发生的反应为：2(y+x)Al+xFeO·yFe2O3(x+2y)Fe+(y+x)Al2O3，恰好完全反应。可见与盐酸反应的是Fe，生成Fe2+，与烧碱溶液反应的是Al，生成Al3+。由Fe～H2↑2Al～3H2↑有：(x+2y)∶3(y+x)=5∶7x∶y=1∶218．（1）NaOH、NaAl(OH)4（NaAlO2）、Na2SiO3[或氢氧化钠、铝酸钠(偏铝酸钠)、硅酸钠]（2）CO2+2OH-HCO3-+2H2O，CO2+3H2O+2AlO2-2Al(OH)3↓+2H2O+CO32-（3）bac；（4）2H2O+2e-→2OH-+H2↑；Al(OH)3+OH-Al(OH)4-或Al(OH)3+OH-＝AlO2-+2H2O（5）19．（1）0.012mol（2）3.8（3）n(OH-)∶n(CO32-)＝16∶1（4）Al2Mg6(OH)16CO3·4H2O（3）①碱式盐中加入HCl，首先是碱式盐中的OH-和CO32-与H+反应生成H2O和HCO3-，所以n(HCO3-)＝2.0mol·L-1×0.0025L＝0.005mol，即n(CO32-)=0.005mol，H+与CO32-与HCl反应的H+的总物质的量为：2.0mol·L-1×0.0425L＝0.085mol，所以n(OH-)=0.08mol，它们的物质的量之比为：16∶1。②能与过量的NaOH溶液反应产生沉淀的只有Mg2+，所以n[Mg(OH)2]＝=0.03mol，若碱式盐中不含结晶水，则氢元素的质量分数为：0.08mol×1g/mol＝0.08g，氢元素的质量分数为：=0.027＜0.04，说明碱式盐中含有结晶水，根据题意有：m(Al)＋m(H2O)＋0.03mol×24g/mol＋0.005mol×60g/mol＋0.08mol×17g/mol=3.01g，=0.04，所以m(H2O)=0.36g，n(H2O)=002mol，m(Al)=0.27g，n(Al)=001mol，所以n(Al3+)∶n(Mg2+)∶n(OH-)∶n(CO32-)∶n(H2O)＝0.01mol∶0.03mol∶0.08mol∶0.005mol∶0.02mol＝2∶6∶16∶1∶4，即碱式盐的化学式为：Al2Mg6(OH)16CO3·4H2O。