第十一章幾種重要的金屬電化學復習目標展示1.了解鎂和鋁的物理性質及化學性質，了解鎂和鋁及其重要化合物的主要性質及鎂和鋁的工業制法。2．掌握鎂和鋁的重要化合物的性質、應用及相關計算。此類試題內容主要包括:(1)合金的概念；鎂及其化合物的性質；(2)兩性氧化物Al2O3的性質；(3)Al(OH)3的相關計算問題；(4)金屬與酸、堿反應的過量計算問題。此考點在高考中主要以選擇題的形式出現，考查鎂和鋁的重要化合物的性質應用和相關計算。題目注重對化合物性質的理解；其次以實驗題的形式出現。第一節鎂和鋁知識點1金屬概述問題1：常見的金屬分類方法？1．金屬的分類問題2：金屬的共性？2．金屬的共性具有

光澤(多數為銀白色)，不透明，容易導電、導熱，有延展性等等。問題3：合金及其特性？3．合金(1)定義：

或

以上的金屬(或金屬跟非金屬)熔合而成的具有

的物質。(2)合金的特性：合金比它的成分金屬具有良好的物理、化學或機械等方面的性能；合金沒有

的熔點，一般地說，合金的熔點比其各成分金屬的熔點

。鎂、鋁可和其他金屬和非金屬形成合金，其強度和硬度都

鎂、鋁。兩種兩種金屬特性金屬固定低大于【思維延伸】

金屬的結構與金屬通性之間的關系(1)最外層電子較少→大多數有較強的還原性；(2)金屬晶體中存在自由電子→導電、導熱；(3)金屬晶體中存在陽離子與自由電子之間的作用→良好的延展性。知識點2鎂和鋁的性質問題4：鎂和鋁的性質的相似和差異？如何理解這種相似和差異？【思維延伸】從原子結構分析鎂的化學性質比鋁活潑

Mg、Al的原子結構都有三個電子層，但r(Mg)>r(Al)，對最外層電子吸引力Mg弱于Al，所以Mg比Al更易失去最外層電子。能夠說明鎂的化學性質比鋁活潑的實驗事實，如鎂與鹽酸反應比鋁與鹽酸反應劇烈。知識點3鎂和鋁的重要化合物問題5：比較鎂和鋁的氧化物的性質？5．鎂和鋁的氧化物問題6：比較鎂和鋁的氫氧化物的性質？6．鎂和鋁的氫氧化物考點1鎂的性質和工業制法1．鎂的燃燒鎂條在空氣中燃燒時，不僅能跟O2反應，還能跟N2和CO2反應：所以鎂條在空氣中燃燒的生成物有MgO、Mg3N2和C。由上述可知，1mol鎂分別在①N2、②O2、③CO2三種氣體中充分燃燒后，固體質量增加關系為③>②>①。2．鎂與酸性溶液反應鎂是活潑金屬，不但能置換出酸中的氫，也能與水解呈酸性的鹽溶液反應產生H2。如鎂粉與NH4Cl溶液反應：NH4＋＋H2ONH3·H2O＋H＋Mg＋2H＋Mg2＋＋H2↑由于c(H＋)不斷減小，促使NH4＋的水解平衡不斷右移，隨著c(NH3·H2O)的增大而放出NH3,總反應方程式為：Mg＋2NH4＋Mg2＋＋2NH3↑＋H2↑。3．鎂的工工業制法工業上以氯氯化鎂為原原料制得金金屬鎂。氯化鎂可從從光鹵石(KCl··MgCl2·6H2O)、海水水中制取。。海水提取食食鹽后，在在剩下的苦苦鹵里(主主要成分是是MgCl2)加入熟石灰或石灰灰乳，沉淀淀出Mg(OH)2，再用鹽酸酸溶解沉淀淀并濃縮過過濾后，得到到MgCl2晶體，通過過電解熔融融的MgCl2制得鎂。MgCl2＋Ca(OH)2Mg(OH)2↓＋CaCl2Mg(OH)2＋2HClMgCl2＋2H2OMgCl2Mg＋Cl2↑電解熔融要點深深化鎂在CO2中燃燒實驗驗注意問題題：(1)要用用坩堝鉗夾夾持燃燒的的鎂條；(2)集氣氣瓶底部要要放一些細細沙，以防防止集氣瓶瓶炸裂；(3)反應應中生成的的白色粉末末是MgO，瓶瓶壁上附著著的黑色物物質是碳的單質；(4)“二二氧化碳不不能助燃””的說法是是不全面的的，二氧化化碳對絕大多數可燃燃物是良好好的滅火劑劑，而對K、Ca、、Na、Mg等可燃燃物卻是助燃劑劑。【例1】(2010·湖北宜宜昌調研題題)從海水中提提取鎂的基基本方法是是往海水中加堿堿，得到Mg(OH)2沉淀，將沉沉淀分離出出來后再加加入鹽酸把它變成成MgCl2之后，經過過濾、干燥燥、電解，，即可得到到金屬鎂。下列對對海水中提提取鎂的有有關說法中中正確的是是()A．往海水水里直接加加NaOHB．鎂蒸氣氣應在CO2氛圍中冷卻卻C．電解MgCl2溶液即可得得到金屬鎂鎂D．整個過過程中沒有有涉及置換換反應解析：A選項應該該用石灰乳乳，錯誤；；鎂在加熱熱條件下與與CO2反應，B選項錯誤誤；電解熔熔融的氯化化鎂才能得得到金屬鎂鎂，C選項項錯誤；提提取鎂的主要要反應有：：MgCl2＋Ca(OH)2Mg(OH)2↓＋CaCl2，Mg(OH)2＋2HClMgCl2＋2H2O，MgCl2電解熔融Mg＋Cl2↑，沒有置換反反應，D選選項正確。。答案：D變式練習1．從海水水中提取單單質鎂，下下列正確的的途徑是()A．海水Mg(OH)2MgB．海水MgCl2MgC．海水Mg(OH)2MgCl2MgD．海水MgCl2Mg解析：首先向制鹽鹽剩下的苦苦鹵里加入入熟石灰，，得(OH)2，再用鹽酸溶溶解Mg(OH)2得MgCl2，MgCl2電解制得Mg。答案：CNaOH電解HCl電解石灰乳HCl電解Cl2電解【例2】已已知Mg3N2是黃綠色固固體，極易易與水反應應，MgO和Mg(OH)2都是白色固固體。(1)Mg在空氣中中燃燒有哪哪些物質生生成？以何何者為主？？你是如何何判斷的？(2)1molMg在干干燥的空氣氣中燃燒完完全，生成成物的質量量40g(填“>””、“<””或“＝””)。(3)鎂在在空氣中燃燃燒有時有有白煙生成成，下雨天天更明顯，，何故？解析：(1)空氣氣中能與Mg反應的的有N2、O2和極少量的的CO2，所以能生成MgO、Mg3N2和C。因鎂鎂易與氧氣氣反應,所所以Mg在在空氣中燃燒主要要生成物質質是MgO。反應現現象是有大大量白煙，，也可判斷是MgO，因Mg3N2是黃綠色固固體。(2)鎂在在空氣中燃燃燒既生成成氧化鎂又又生成氮化化鎂。Mg——MgOMg——Mg3N2244024<40所以生成物物的質量小小于40g(3)由題題意知，氮氮化鎂易與與水反應生生成氫氧化化鎂固體顆顆粒，所以以有白煙。答案：(1)有有MgO、、Mg3N2、C等物質質生成，以以MgO為為主；由實實驗現象可知知(2)<(3)下雨天天Mg3N2水解，生成成白色的Mg(OH)2,所以現象象更明顯(Mg3N2＋6H2O3Mg(OH)2↓＋2NH3↑)2．有一塊塊表面被氧氧化的鎂塊塊，某學生生稱取0.8g該該固體和一一定體積醋酸反應后后收集氫氣氣，利用產產生氫氣的的體積計算算該固體中中鎂的質量分數。他他利用下列列裝置如圖圖1做實驗驗：(1)該學學生只用水水及相關操操作就能最最簡單地檢檢查裝置A的氣密，，他的操作是是：,.關閉導管活活塞，從分分液漏斗向向試管滴水水，一段時間后后水滴不下下,說明裝裝置不漏氣氣(2)該學學生發現裝裝置B有明明顯錯誤，，請你指出出錯誤之處處是,另外他對裝裝置B和裝裝置C做出出選擇，認認為用裝置置B比較安安全，原因因是：,裝置B通入入氣體的導導管太長，，導出水的的導管太短短裝置C容易易造成溶液液倒吸(3)該學學生向裝置置A的試管管中加該固固體，正確確的操作是是：,.用鑷子夾取取固體放在在橫放著的的試管管口口，慢慢豎豎起，讓固固體慢慢滑落到試管管底部(4)該學學生對氣體體進行收集集并利用計計時器測定定氣體產生生的速率(如圖2)，從圖中中我們能看看出ab段段和cd段段的速率比比bc段速速率小，為為什么？,,,此反應是放放熱反應，，雖然ab段反應物物濃度大，，但溫度沒沒bc段高高，速率比比較小，cd段溫度度雖然高，，但溶液中中的H＋濃濃度變小占占主導地位位，速率也也慢(5)根據據圖示可計計算出該固固體中鎂的的質量分數數是(所有有體積都在在標準狀況況下測定)；寫出該反反應的離子子方程式：：,.90%MgO＋2CH3COOH2CH3COO－＋Mg2＋＋H2O

Mg＋2CH3COOH2CH3COO－＋Mg2＋＋H2↑考點2““鋁三角””及其應用用1．“鋁三三角”是Al3＋、和和Al(OH)3之間的相互互轉化關系系。如圖2．應用(1)制取取Al(OH)3①Al3＋＋3NH3·H2OAl(OH)3↓＋3NH4＋②AlO2－＋CO2＋2H2OAl(OH)3↓＋HCO3－③Al3＋＋3AlO2－＋6H2O4Al(OH)3↓(2)離子子共存問題題①與Al3＋不能大量共存存的離子有OH－、S2－、AlO2－、HCO3－、ClO－、CO32－等。例如：Al3＋＋3ClO－＋3H2OAl(OH)3↓＋3HClOAl3＋＋3HCO3－Al(OH)3↓＋3CO2↑②與AlO2－不能大量共存存的離子有H＋、NH4＋、Al3＋、Fe3＋、HCO3－、HSO3－等。例如：AlO2－＋NH4＋＋H2OAl(OH)3↓＋NH3↑3AlO2－＋Fe3＋＋6H2O3Al(OH)3↓＋Fe(OH)3↓AlO2－＋HCO3－＋H2OAl(OH)3↓＋CO32－要點深化氫氧化鋁沉淀淀量的有關圖圖象圖中橫軸x表表示加入試劑劑的物質的量量,縱軸y表表示Al(OH)3沉淀的物質的量。(1)向AlCl3溶液中滴入NaOH溶液液。現象：沉淀沉沉淀增加加減減少消消失(2)向NaOH溶液中滴入AlCl3溶液。現象：無明顯現象沉沉淀淀沉沉淀增增加沉沉淀淀不變(3)向鹽酸酸化的的AlCl3溶液中滴入NaOH溶液。現象：無明顯現象沉淀沉淀增加減少消失(4)向NaAlO2溶液中滴入鹽鹽酸。現象：沉淀沉淀增多沉淀消失(5)向鹽酸中滴入入NaAlO2溶液。【例3】(上海市高考試試題)已知Ba(AlO2)2可溶于水，右右圖表示的是向Al2(SO4)3溶液中逐滴加加入Ba(OH)2溶液時，生成成沉淀的物質的量y與加入Ba(OH)2的物質的量x的關系。下列列有關敘述正正確的是()A．a—b時沉淀的物質質的量：Al(OH)3比BaSO4多B．c—d時溶液中離子子的物質的量量：AlO2－比Ba2＋多C．a—d時沉淀的物質質的量：BaSO4可能小于Al(OH)3D．d—e時溶液中離子子的物質的量量：Ba2＋可能等于OH－解析：Al2(SO4)3溶液與Ba(OH)2溶液的反應分分為如下幾個個階段：Ob段：Al2(SO4)3＋3Ba(OH)23BaSO4↓＋2Al(OH)3↓；bd段:2Al(OH)3＋Ba(OH)2Ba(AlO2)2＋4H2O;de段:Ba(OH)2已經過量,Al(OH)3完全轉化為Ba(AlO2)2,沉淀只有BaSO4。選項A，a—b在Ob段內，根據Ob段的反應應方程式可知知，Al(OH)3沉淀的物質的的量始終小于BaSO4沉淀的物質的的量，A不正正確；選項B中，c點位位于bd的中中點，該點Al(OH)3已溶解一半，，在cd段中中，根據bd段的反應方方程式知AlO2－的物質的量大大于Ba2＋的物質的量(AlO2－的水解是微弱弱的)，B正確確；選項C中中，ad段中中BaSO4沉淀的物質的的量始終大于于Al(OH)3沉淀的物質的的量，C不正正確；選項D中，在d點點溶液中只存存在Ba(AlO2)2，當de段中中某點加入的的Ba(OH)2的物質的量與與bd段加入入的Ba(OH)2的物質的量相相等時，可滿滿足n(Ba2＋)＝n(OH－)，故D選項項正確。答案：BD3.將物質X逐漸漸加入到Y溶溶液中,生成成沉淀的物質質的量n2與所加X的物質的量n1的關系如圖所所示，符合圖圖所示情況的的是()變式練習ABCDXNaOHAlCl3HClNaAlO2YAlCl3NaOHNaAlO2HCl解析：從圖中看出所所加物質X能能使沉淀[Al(OH)3]完全溶解，，排除選項B、D,其中得到沉沉淀和溶解沉沉淀消耗X的的物質的量之之比為1∶3。根據AlO2－＋H＋＋H2OAl(OH)3↓，Al(OH)3＋3H＋Al3＋＋3H2O可知選項C符符合要求。答案：C【例4】在50mLbmol·L－1的AlCl3溶液中加入50mLamol·L－1NaOH溶液液。(1)當a≤3b時，生成Al(OH)3沉淀的物質的的量為。(2)當a、b滿足條件時，無沉沉淀產生。(3)當a、b滿足條件時，先有有沉淀生成，，后又有部分分沉淀溶解，此此時Al(OH)3的質質量量為為。a≥≥4b3b<a<4b3.9(4b－a)g解析析：：依題題意意知知，，在在AlCl3溶液液中中加加入入NaOH溶溶液液有有如如下下兩兩反反應應發發生：：AlCl3＋3NaOHAl(OH)3↓＋＋3NaCl①①AlCl3＋4NaOHNaAlO2＋3NaCl＋＋2H2O②②根據據以以上上兩兩反反應應可可以以看看出出：：(1)當當a≤≤3b時時只只發發生生第第一一個個反反應應，，此此時時NaOH不不足足量量，，產產生生沉沉淀淀的的量取取決決于于NaOH，，n[Al(OH)3]＝＝n(NaOH),所所以以答答案案為為：：mol。。(2)如如果果無無沉沉淀淀生生成成，，Al元元素素全全部部以以AlO2－形式式存存在在，，n(AlCl3)∶∶n(NaOH)≤≤1∶∶4，，即即a∶∶b≥≥4∶∶1，，所所以以答答案案為為：：a≥≥4b。。(3)此此種種情情況況應應當當是是兩兩個個反反應應均均發發生生，，鋁鋁元元素素以以Al(OH)3和AlO2－兩種形形式式存存在在符合合關關系系：：，，即即：：，，整理理：：3b<a<4b或或<b<<<<<求沉沉淀淀的的量量方方法法很很多多解法法一一：：聯立立方方程程法法。。設設反反應應①①中中，，AlCl3物質質的的量量為為x，，則Al(OH)3為x，，NaOH為為3x，，反應應②②中中AlCl3物質質的的量量為為y，，NaOH為為4y，，解得得x＝＝(0.2b－－0.05a)mol＝＝0.05(4b－－a)molm[Al(OH)3]＝＝78g/mol××0.05(4b－－a)mol＝＝3.9(4b－－a)g。。molmol解法法二二：：守恒恒法法。。此此種種條條件件下下,溶溶液液中中的的離離子子有有Na＋、Cl－、AlO2－n(AlO2－)＝n(Na＋)－n(Cl－)＝0.05amol－0.05×3bmoln[Al(OH)3]＝n(Al3＋)總－n(AlO2－)＝0.05bmol－(0.05amol－－0.15bmol)＝(0.2b－0.05a)mol＝0.05(4b－a)molm[Al(OH)3]＝78g/mol×0.05(4b－a)mol＝3.9(4b－a)g。變式練習習4．(2010·無無錫調研研)用稀H2SO4、NaOH溶液液和金屬屬鋁為原原料制取取Al(OH)3。甲、乙乙、丙三三個學生生的制備備途徑分分別是：：甲：AlAl2(SO4)3Al(OH)3乙：AlNaAlO2Al(OH)3丙：Al(OH)3H2SO4NaOHNaOHH2SO4H2SO4NaOHAl

Al

若要得到到等量的的Al(OH)3，則()A．三者者消耗的的原料相相同B．甲消消耗的原原料最多多C．乙消消耗的原原料最少少D．丙消消耗的原原料最少少解析：甲：生產產1molAl(OH)3。有：答案：BD客觀題鋁和鋁的的化合物物計算因因反應比比較復雜雜而成為為熱點。。準確的理解反反應的實實質，靈靈活利用用各種量量的關系系成為解解這類題的手段段和方法法。【考題一一】把鋁粉和和Fe3O4粉末配成成鋁熱劑劑并等分分成兩份份，第一一份在高溫下下恰好完完全反應應,然后后將生成成物與足足量鹽酸酸充分反反應；第第二份直接加加入足量量的氫氧氧化鈉溶溶液使之之充分反反應，前前后兩種種情況下下生成的氣氣體在相相同狀況況下的體體積比是是()A．1∶∶1B．9∶8C．3∶∶4D．4∶3C審題視點點：(1)該該鋁熱劑劑的成分分為鋁粉粉和Fe3O4粉末。(2)兩兩等份的的反應不不同。(3)鹽鹽酸和氫氫氧化鈉鈉溶液都都過量。。(4)所所求：兩兩種情況況下生成成H2的體積比比(相同同狀況)。思路點撥撥：Al與Fe3O4配成的鋁鋁熱劑恰恰好反應應時有：：

8Al＋3Fe3O44Al2O3＋9Fe。第一一份鋁熱熱反應的的生成物物為Fe和Al2O3，只有Fe與HCl反反應放出出H2，由方程程式8Al～9Fe～～9H2，即生成成9molH2；第二份份Al和和Fe3O4直接與NaOH溶液反反應，只只有Al與之反反應放出出H2，由電子子得失守守恒8Al～12H2，即生成成12molH2。故生成成氣體在在相同情情況下的的體積之之比為9mol∶12mol＝＝3∶4。高溫錯因分分析此題易易錯解解為1∶1。認認為上上述兩兩反應應過程程中均均由Al失失電子子轉變變為Al3＋，而誤誤認為為H＋得電子子相等等，忽忽略了了此過過程中中Fe的價價態由由原來來的＋＋價價(即＋＋2、、＋3價)，與與鹽酸酸反應應后全全部轉轉變為為＋2價，，即生生成H2的過程程中除除H＋得電子子外，，Fe3＋也得了了部分分Al所失失的電電子。。本題題很好好地考考查了了鋁熱熱反應應及鋁鋁、鐵鐵化合合物的的性質質，是是綜合合性很很強的的題目目。主觀題題圖象題題可以以借助助數學學圖象象把復復雜的的反應應過程程中的的量的的變化關系系表示示的直直觀和和形象象。解解圖象象題成成為鋁鋁及其其化合合物最常見見題型型，常常出現現在各各類考考題之之中。。【考題題二】】把由NaOH、、AlCl3、MgCl2三種固固體組組成的的混合合物溶溶于足足量水水中，，有0.58g白白色難難溶物物析出出，向向所得得溶液液中逐逐滴加加入0.5mol·L－1的鹽酸酸，加加入鹽鹽酸的的體積積和生生成沉沉淀的的質量量如圖圖所示示。(1)混合合物中中NaOH的質質量是是g；AlCl3的質量量是g；MgCl2的質量量為g。(2)C點點表示示鹽酸酸加入入的體體積為為mL。。2.61.3350.95130思路分分析：：分析圖圖象中中A、、B、、C、、D點點的意意義；；D→→A點點表示示先加加10mLHCl是是中和和原來來過量量的NaOH；；A→B表示示加入入20mL鹽鹽酸與與NaAlO2反應，，使之之全部部轉化化成Al(OH)3沉淀；；B點點表示示沉淀淀最大大值。。且為為Mg(OH)2和Al(OH)3沉淀的混合合物；B→C表示加入鹽鹽酸使兩沉沉淀完全溶溶解。再進進行計算。。誤區警示圖象題應注注意起點、、折點、終終點、線段段所表示的的意義。方法支持圖象分析應應重點抓住住圖象的““四點”，，即原點(起點)、、交點、轉轉折點、終終點，再結結合有關化化學原理綜綜合分析，，確定正確確答案1．(5分分)(2010·常州州質檢)下列關于金金屬元素特特征的敘述述正確的是是()①金屬元素素的原子只只有還原性性，離子只只有氧化性性②金屬屬元素在化化合物中一般顯正正價③金金屬性越強強的元素相相應的離子子氧化性越越弱④金金屬元素只有金屬屬性，沒有有非金屬性性⑤價電電子越多的的金屬原子子金屬性越越強⑥離子化合合物一定含含金屬元素素A．①②③③B．②③③C．①⑤⑤⑥D．全全部解析：變價金屬元元素中較低低價態的金金屬陽離子子既有氧化化性又有還還原性，如如Fe2＋，故①錯；；在元素周周期表中位位于金屬元元素與非金金屬元素分分界線下附附近的金屬元元素往往表表現出一定定的非金屬屬性，如Al，故④④錯；比較較Mg和Al的價電子數可可知⑤錯；；銨鹽屬于于離子化合合物但不含含金屬元素素，故⑥錯錯。答案：B2．(5分分)下列有有關金屬鋁鋁及其化合合物的敘述述正確的是是()A．鋁在常常溫下不能能與氧氣反反應B．鋁不能能與氯氣反反應C．鋁既能能溶于酸，，又能溶于于堿D．氧化化鋁只能與與酸反應，，不能與堿堿反應解析：在常溫下鋁鋁與氧氣作作用生成致致密的氧化化膜，鋁與與氯氣反應生成AlCl3；Al2O3屬兩性氧化化物，可與與酸、堿反反應。答案：C3．(5分分)(2010·聊城模模擬)等體積、等等物質的量量濃度的硫硫酸、氫氧氧化鈉溶液分別別放在甲、、乙兩燒杯杯中，各加加等質量的的鋁，生成成氫氣的體體積比為5∶∶6，則甲甲、乙兩燒燒杯中的反反應情況可可能分別是是()A．甲、乙乙中都是鋁鋁過量B．甲中鋁鋁過量，乙乙中堿過量量C．甲中酸酸過量，乙乙中鋁過量量D．甲甲中酸過量量，乙中堿堿過量解析：某物質的量量的H2SO4(甲)和NaOH(乙)溶液液分別與等等質量的Al反應，生成成的H2體積比即物物質的量之之比為分析數據得得出結論：：甲中Al過量=＝＝mol；乙乙中NaOH過過量(5－4)mol＝＝1mol。答案：B4．(5分分)將一定定質量的Mg和Al的混合物物投入500mL稀硫酸中中，固體全全部溶解并產產生氣體。。待反應完完全后，向向所得溶液液中加入NaOH溶溶液，生生成沉淀的的物質的量量與加入NaOH溶溶液的體積積關系如圖圖所示。則下列說法法正確的是是()A．Mg和和Al的總總質量為8gB．硫酸的的物質的量量濃度為5mol/LC．．生生成成的的H2在標標準準狀狀況況下下的的體體積積為為11.2LD．．NaOH溶溶液液的的物物質質的的量量濃濃度度為為5mol/L解析析：：由圖圖可可知知，，固固體體中中含含有有0.15mol的的Mg和和0.2mol的的Al，，所所以以Mg和和Al的的總總質質量量為為9g；；與與硫硫酸酸反反應應生生成成的的氫氫氣氣的的量量應應為為(0.15mol＋0.3mol)××22.4L··mol－－1＝＝10.08L；；在在加加入入240mLNaOH溶溶液液時,發發生生的的反反應應是是Al(OH)3＋NaOHNaAlO2＋2H2O,所所以以氫氫氧氧化化鈉鈉溶液液的的濃濃度度為為(0.35－－0.15)mol/(240－－200)××10－3L＝＝5mol/L。。答案案：：D5．．(10分分)現現行行高高中中化化學學教教材材(必必修修加加選選修修)中中對對““鋁鋁熱熱反反應