(一) 镁铝学案(高三复习)

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镁 铝

一、镁、铝及其化合物

（一）金属镁、铝性质的比较 1．周期表中的位置及化合价： 2．物理性质的比较：

3．化学性质的比较：

共同点：性，能与

反应 。

4．用途： 注意：铝热反应 实验药品： 实验装置： 实验现象： 化学方程式： Fe2O3 + Al (用途： ) MnO2+ Al

（二）镁及镁的化合物之间的转化 （三）、铝的化合物 1．氧化铝： 氧化物 （1）与H+反应 （2）与强碱（OH-）反应

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2．氢氧化铝：氢氧化物，不稳定： 氢氧化铝的电离方程式： （1）：与H+反应 （2）与强碱（OH-）反应

－

小结：Al3+、Al(OH)3、AlO2的相互转化 Al(OH)

3

Al

（3）制取

3．氯化铝与强碱（OH-）反应及其图象：

4．偏铝酸钠与强酸（H+-）反应及其图象：

5．硫酸铝钾 （1）电离方程式： （2）与强碱（NaOH）反应 强碱（NaOH）量少： 强碱（NaOH）量多： （3）与强碱Ba(OH)2反应

强碱Ba(OH)2量少： 强碱Ba(OH)2量多：

（4）明矾 用途： 。 （三）铝及铝的化合物之间的转化 一、典型例题：

例1 在硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中，逐滴加入稀氢氧化钠溶液，直至过量。下列表示氢氧化钠加入量（X）与溶液中沉淀物的量（Y）的关系示意图中正确的是（C）

X

A． B． C． D．

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例2：向50mL bmol/L的AlCl3溶液中加入50mL a mol/L的NaOH溶液。

⑴当a、b关系不同时，反应所生成沉淀的质量不同。填写下表：

⑵若b=1 mol/L时，要生成沉淀3.12g，则a值等于多少？ （⑴a≤3b，1.3a；3b＜a＜4b，3.9（4b－a）；a≥4b，0。

－1－1

⑵a值为2.4 mol·L或3.2 mol·L） 例3 向含amoLAl2(SO4)3的溶液中加入含bmolBa(OH)2溶液，试求： （1）若b=3a，则所得沉淀的物质的量

沉

为____________________mol 淀 （2）若b=4a，则所得沉淀的物质的 质量 量为____________________mol

（3）若3a＜b＜4a，则所得的沉淀

的物质的量为__________mol 例4：将镁铝的混合物0.2 mol溶于100 mL 4 mol/L

硫酸溶液中，然后再滴加2 mol/L 氢氧化钠溶液。请回答：

（1）滴加氢氧化钠溶液的过程中，沉淀质量随加入氢氧化钠溶液的体积V变化如图所示。当a=160 mL时，则金属粉末中镁的物质的量为 ，bmL。

（2）在滴加氢氧化钠溶液的过程中，Mg2+、Al3+正好完全沉淀时加入的氢氧化钠溶液的体积为 mL。

（3）若上述混合物中镁的物质的量分数（以镁的物质的量除以混合物的总物质的量）为x，

在加入100 mL 4 mol/L硫酸溶液溶解后，然后又加入了2 mol/L 氢氧化钠溶液450 mL，所得沉淀中无Al(OH)3。满足此条件的x的取值范围是 。 例5现有AlCl3和FeCl3的混和溶液,其中Al3+和Fe3+的物质的量之和为0.1mol。在此溶液中加入90mL4mol/L的NaOH溶液,使其充分反应;设Al3+的物质的量与总物质的量的比值为x; (1)根据反应的化学方程式计算x=0.4时,溶液中产生的沉淀是什么?物质的量是多少?

(2)计算沉淀中只有Fe(OH)3时的x的取值范围．请在图中画出沉淀总量(mol)随x(0 1)变化的曲线．

(3)若Al3+和Fe3+的物质的量之和为Amol(A为合理数值),其它条件不变时,求沉淀中同时有Al(OH)3、Fe(OH)3时的x取值范围和各沉淀的物质的量(用含有A、x的式子表示) （(1)按反应

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Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3↓ 0.1 mol -0.4×0.1 mol 3×0.06

=0.06mol =0.18mol 0.06mol

Al3+ +4OH- = AlO2-+2H2O 0.4×0.1 4×0.04

剩余n(OH-)=0.09L×4mol/L-0.18mol-0.16mol=0.02mol>0

因此有0．06molFe(OH)3沉淀。

⑵要使沉淀中无Al(OH)3，至少需n(OH-)=4×0.1mol×x

x的最大取值为:0.1mol(1-x)×3+0.4molx=0.09×4mol,x=0．6 因此，在0≤x≤0.6时,沉淀只有Fe(OH)3; x=0时, Fe(OH)3沉淀量为0.1mol, x=0.4时, Fe(OH)3沉淀量为0.06mol, x=0.6时, Fe(OH)3沉淀量为0.04mol, 在0．6≤x≤1内,总沉淀量:

n(总)=0.1mol(1-x)+0.1molx=0.04mol）

例6：在标准状况下进行下列实验：甲、乙、丙各取30 mL同浓度的盐酸，加入同一镁

⑴盐酸的物质的量浓度为 mol·L，表中可作为计算依据的是 。（填序号） ⑵据表中 （填序号）的数据，可计算出此镁与铝合金中镁与铝的物质的量之比 为

。

－

⑶在丙实验之后，向容器中加入一定量的1.00 mol·L1的NaOH溶液能使合金的Al

粉恰好溶解，再过滤出不溶性固体，请填下表：

－

⑴1 mol·L1，乙、丙。 ⑵甲，1∶1。 ⑶溶液中的溶质为NaCl 0.03 mol，NaAlO2 0.009 mol，所加入NaOH溶液的体积为39 mL。）

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例7：将Na2O2溶于足量水完全反应后，再加入铝粉反应后溶液中无固体残留，先后共收集到气体1.008L（标准），这些气体置于密闭容器中用电火花引爆恰好完全反应。求：

⑴加入的Na2O2和铝粉的物质的量。

⑵上述反应后的溶液中需加入1mol/L的盐酸多少亳升，理论上才能析出最多的沉淀物。 （解析：⑴由题意知：生成的气体为H2和O2，且两气体的体积比为2∶1，则 n(H2) =

1.008L22.4L

×=0.03mol

31.008L22.4L

2

n(O2) =×=0.015mol

3

1

2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2↑ 2mol 4mol 1mol

n(Na2O2) n(NaOH) 0.015mol

可得:原固体中Na2O2的物质的量为：n(Na2O2)=0.03mol，

同时反应生成NaOH的物质的量为：n(NaOH)=0.06mol。 2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑

2mol 2mol 2mol 3mol n(Al) n(NaOH) n(NaAlO2) 0.03mol 可得：消耗Al的物质的量为：n(Al)=0.02mol

消耗NaOH的物质的量为：n(NaOH)=0.02mol 生成NaAlO2的物质的量为：n(NaAlO2)=0.02mol

因此原混合固体中Na2O2和Al的物质的量分别为0.03mol、0.02mol。 ⑵由上述可知，反应后的混合液中含有NaOH和NaAlO2。且： n(NaOH)=0.06mol-0.02mol=0.04mol，n(NaAlO2)=0.02mol。

欲使生成沉淀量最多，所加入的盐酸不仅先要中和余下的NaOH，还要刚与NaAlO2反应生成Al(OH)3沉淀。则：

AlO2- + H+ + H2O =Al(OH)3↓ 1mol 1mol 0.02mol n(H+)

n(H+)=0.02mol

则消耗盐酸的物质的量为n(HCl)=0.04mol+0.02mol=0.06mol, V(HCl)=

0.06mol1mol/L

=0.06L=60mL。

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