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第二讲 镁、铝及其化合物
[考纲展示]
1．了解金属铝的主要性质及其应用。 2.了解Al的重要化合物的主要性质及其应用。 3.“铝三角”和铝热反应。
考 点 一 镁、铝的性质及应用
一、铝的结构和存在形式
铝位于元素周期表第三周期ⅢA族，原子结构示意图为
写出图中有关反应的化学方程式：
④2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 高温
⑤2Al＋Fe2O3=====Al2O3＋2Fe(铝热反应)
四、铝的用途,纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。
(1)常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生“钝化”，而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应。,(2)铝与稀硝酸反应时生成的气体是NO而不是H2。,(3)用铝箔包裹的钠与水反应时既考虑Na与水的反应，又考虑Al与NaOH溶液的反应。
(2015·哈尔滨高三模拟)下列有关铝及其化合物的叙述正确的是( ) A.铝粉与氧化镁共热可制取金属镁
B.足量铝分别与含1 mol HCl、1 mol NaOH的溶液反应，产生相同量的氢气 C.工业上用电解熔融Al2O3的方法冶炼铝
D.在浓硝酸中加入等体积的浓硫酸后，立即加入铝片，铝片表面发生钝化
[解析] 镁比铝活泼，不能用铝粉制取镁，A错误；根据关系式2Al～6HCl～3H2，2Al～2NaOH～3H2，当铝足量时，等量的HCl和NaOH产生H2的体积比为1∶3，B错误；浓H2SO4可吸收浓HNO3中的水分，并放出大量热，促进HNO3挥发，使两种酸的浓度减小，铝片不钝化，D错误。
[答案] C
[思维建模])—铝与酸、碱反应生成H2的量的关系
铝与盐酸、氢氧化钠反应的化学方程式分别为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。从化学方程式可以看出Al与酸、碱反应时生成H2的实质都
失3e3＋
是Al――→ Al，所以无论与酸还是与碱反应，Al与H2的关系都是2Al～3H2。 (1)等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气体积比
－
VHCl（H2）
＝1∶1。
VNaOH（H2）
(2)足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比
VHCl（H2）
＝1∶3。
VNaOH（H2）
1
(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比＜
3
VHCl（H2）1
＜，则必定是①铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；②铝与氢氧化钠反应时，
VNaOH（H2）1
铝不足而氢氧化钠过量。解题时应充分利用上述过量关系。
铝的这种既能与酸(非氧化性酸)又能与强碱反应产生H2的性质常作为推断题的“题
眼”。 1.将某份铁铝合金样品均分为两份，一份加入足量盐酸，另一份加入足量
NaOH溶液，同温同压下产生的气体体积比为3∶2，则样品中铁、铝物质的量之比为( )
A．3∶2 B．2∶1 C．3∶4 D．4∶3
解析：选C。设每份铁铝合金样品中含铁、铝的物质的量分别为x、y，则由
?3y?3
三个关系式得知?x＋?∶y＝3∶2，解得x∶y＝3∶4。
2?2?
题组一 镁、铝性质的比较
1．镁、铝单质的化学性质以相似性为主，但也存在某些重大差异性，下列物质能用于证明二者存在较大差异性的是( )
①CO2 ②盐酸 ③NaOH溶液 ④CuSO4溶液 A．①④ B．②③ C．①③ D．②③④
解析：选C。镁能与CO2反应而铝不能，铝能与NaOH溶液反应而镁不能。
2．将等物质的量的镁和铝混合，取等质量该混合物四份，分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是( )
－1－1
A．3 mol·L HCl B．4 mol·L HNO3
－1－1
C．8 mol·L NaOH D．18 mol·L H2SO4
解析：选A。在镁、铝混合物中加入HNO3和浓H2SO4都不产生H2；加入NaOH溶液，只有
Al与之反应生成H2，而镁不反应；加入盐酸，镁、铝都与盐酸反应生成H2，所以放出H2的量最多。
题组二 铝与酸、碱反应的定量分析
3．铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出H2的金属，就铝的这一特殊性质回答下列问题：
(1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是________。
(2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，在相同状况下，产生H2的体积之比是________。
(3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是________。
－1
(4)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体在相同状况下体积比为V(甲)∶V(乙)＝1∶2，则加入铝粉的质量为________。
A．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.8 g
解析：(1)根据化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2
＋3H2↑得Al与H2的关系式均为2Al～3H2，故只要参加反应的Al的量相等，所得H2的量必相等。(2)因为在反应中Al过量，产生的H2由HCl和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl～3H2、2NaOH～3H2，故当HCl、NaOH物质的量相等时，二者产生H2的体积比为1∶3。(3)因为铝足量且产生H2相等，根据关系式n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。(4)其反应原理分别为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。可见当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多时，产生H2的体积比是1∶3，而题设条件体积比为1∶2，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于NaOH来说是不足的。
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 6 mol 3 mol
－1
3 mol·L×0.1 L 0.15 mol
则Al与NaOH反应生成的H2为0.15 mol×2＝0.3 mol。 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 2×27 g 3 mol 5．4 g 0.3 mol
即投入的铝粉为5.4 g。
答案：(1)1∶1 (2)1∶3 (3)3∶1 (4)A
与非金属反应 与水反应 与碱反
对比记忆铝、镁的化学性质 铝 能被Cl2、O2氧化 镁 点燃点燃2Mg＋O2=====2MgO3Mg＋N2=====Mg3N2 反应很困难 能溶于强碱溶液 △能与沸水反应Mg＋2H2O===== Mg(OH)2＋H2↑ 不反应