高三化学镁铝及其化合物1

典例精析
【备选题】在标准状况下进行下列实验，甲、乙、丙各取 30.0 mL同浓度的盐酸，加入不同质量的同种镁、铝合金粉末 产生气体，有关数据列表如下：
实验序号 合金质量(mg) 气体体积(mL) 甲 255 280 乙 385 336 丙 459 336
(1)盐酸的物质的量浓度为 1 mol· L–1，在表中可作为计 算依据的是 乙、丙 (填写实验序号，要求全部写出)。 (2)根据实验序号 甲 中的数据，可计算出镁、铝合金 1∶1 中镁和铝的物质的量之比为 。 【解析】 (1)图中可知实验乙和丙产生氢气量不再变化，说明盐 酸 已 经 反 应 完 全 ， 依 据 2HCl ～ H2 即 可 求 出 HCl 物 质 的 量 为 336mL÷22400 mL/mol×2=0.03 mol,所以盐酸的物质的量浓度为 1 mol· L−1。
典例精析
【备选题】在标准状况下进行下列实验，甲、乙、丙各取 30.0 mL同浓度的盐酸，加入不同质量的同种镁、铝合金粉末 产生气体，有关数据列表如下：
实验序号 合金质量(mg) 气体体积(mL) 甲 255 280 乙 385 336 丙 459 336
(1)盐酸的物质的量浓度为 1 mol· L–1，在表中可作为计 算依据的是 乙、丙 (填写实验序号，要求全部写出)。 (2)根据实验序号 甲 中的数据，可计算出镁、铝合金 1∶1 中镁和铝的物质的量之比为 。 【解析】 (2)计算镁铝合金各成分质量，必须从实验甲分析，因为 实验甲中盐酸过量，合金全部反应完。假设0.255 g合金中镁和铝 物质的量分别为x和y，可以列出代数式：
课前体验 5. 某学习小组用下图装置测定铝 镁合金中铝的质量分数和铝的相 对原子质量。
(4)B中发生反应的化学方程式为 2Al+2NaOH+6H2O2 Na[Al(OH)4]+3H2↑或2Al+2NaOH+2H2O2 NaAlO2+ 3H2↑或2Al+2OH–+2H2O2 AlO2–+3H2↑ (5)若实验用铝镁合金的质量为a g，测得氢气体积为b mL(已换 算为标准状况)，B中剩余固体质量为c g，则铝的相对原子质量 为 33600(a-c)/b
经测定体系中有不溶物c g，则滤液中的溶质是
A.NaOH C.Na[Al(OH)4] B.NaOH和Na[Al(OH)4] D.无法判断
【解析】金属钠与水反应生成NaOH和氢气，金属铝再与氢 氧化钠溶液反应生成 Na[Al(OH)4] 和氢气，最后还有不溶物， 只能是铝单质，说明溶液中没有NaOH，只有Na[Al(OH)4]。
典例精析
【例2】某无色透明溶液，跟金属铝反应放出H2，试判断下列离 子： Mg2+ 、 Cu2+ 、 Ba2+ 、 H+ 、 Ag+ 、 SO42– 、 SO32– 、 HCO3– 、 OH–、NO3–，何者能存在于此溶液中? 2+ +、SO 2– 3+ H (1)当生成Al 时，一定存在 ，可能存在 Mg 。 4 – – 2+ – NO OH 、 Ba 3 (2)当生成AlO2 时，一定存在 ，可能存在 。 【解析】跟金属铝反应放出H2，原溶液可能含有大量的H+，也可 能含有大量OH–，溶液无色透明，说明溶液中没有Cu2+。 (1)当生成Al3+时，说明溶液中含有大量H+时，溶液中不能有NO3–， 因为硝酸与铝反应无氢气产生；另外弱酸根离子SO32–、HCO3–以 及OH–均能与氢离子反应，也不能大量共存；作为溶液，至少要 有一种阴离子，因此必定含有 SO42–，有硫酸根离子一定没有 Ba 2+，其他离子就不能确定了。
课前体验
罐壁内凹而瘪说明罐 CO2,然后往罐内注 内气压减小，二氧化 4. (1) 往一金属铝的易拉罐内充满 碳被碱吸收; 入足量的NaOH溶液，立即用胶布封罐口。经过一 罐壁重新鼓起来说明 段时间后，罐壁内凹而瘪，而过一段时间后，瘪了 气压增大，铝单质与 碱反应产生氢气. 的罐壁重新鼓起来。解释定述变化的实验现象，配
平有关化学方程式。 ①罐壁内凹而瘪的原因:CO2被NaOH吸收,压强减小 反应的化学方程式是：
CO2+2NaOH Na2CO3+H2O ②罐再鼓起的原因:Al与NaOH反应生成H2,压强变大 反应的化学方程式是: 2Al+2NaOH+6H2O 2Na[Al(OH)4]+3H2↑
课前体验 4. (2)请写出下列反应的化学方程式或离子方程式： 氧化铝分别与强酸、强碱反应： Al2O3+6H+ 2Al3++3H2O、 Al2O3+2OH–+3H2O 2[Al(OH)4]– 金属镁分别与氮气、二氧化碳反应： N2+3Mg Mg3N2、
典例精析
【例1】将5.4 g Al投入到200.0 mL 2.0 mol· L–1的某溶液 中有氢气产生，充分反应后有金属剩余。该溶液可能为 （ D ） A.HNO3溶液 B.Ba(OH)2溶液 C.H2SO4溶液 D.HCl溶液
【评注】考查金属铝的化学性质，特别是金属铝与氢离子、 氢氧根离子的定量关系；同时注意金属与硝酸反应没有氢气 生成。
典例精析
变式1 等量镁铝合金粉末分别与下列4种过量的溶液充分 反应，放出氢气最多的是 ( A )
A.2 mol· L–1 H2SO4溶液 B.18 mol· L–1 H2SO4溶液 C.6 mol· L–1 KOH溶液 D.3 mol· L–1 HNO3溶液
【解析】浓硫酸、硝酸( 无论浓稀)与金属反应一般都不产生 氢气， B 、 D 错；金属铝既能与酸反应又能与碱反应生成氢 气，但是镁只能与酸反应产生氢气，所以A正确。
【解析】铝的相对原子质量数值上等于铝的摩尔质量，依据铝的 质量为(a-c)g，依据3n(Al)=2n(H2)可以求得铝的物质的量，进而求 得铝的相对原子质量。
课前体验 5. 某学习小组用下图装置测定铝 镁合金中铝的质量分数和铝的相 对原子质量。 (6)实验过程中，若未洗涤过滤所 得的不溶物，则测得铝的质量分 数将 偏小 (填“偏大”、“偏 小”、“不受影响”)。 【解析】过滤后不溶物表面沾有溶液，如果没有洗涤， 干燥后就有部分溶质留在固体表面，导致剩余固体质 量增大，参加反应的铝的质量(a-c)g将偏小。
典例精析
【例1】将5.4 g Al投入到200.0 mL 2.0 mol· L–1的某溶液 中有氢气产生，充分反应后有金属剩余。该溶液可能为 （ D ） A.HNO3溶液 B.Ba(OH)2溶液 C.H2SO4溶液 D.HCl溶液
【解析】 5.4 g金属铝物质的量0.2 mol,可以消耗H+ 0.6 mol, 消耗OH– 0.2 mol,依据题意反应后金属有剩余，说明溶液中 提供的H+小于0.6 mol,OH–物质的量小于0.2 mol。硝酸与铝 反应不产生氢气，A错；B中提供OH–0.8 mol,C中提供H+ 0.8 mol,D中提供氢离子0.4mol,所以只有D符合题意。
【解析】与铝粉作用能放出H2的溶液中可能有大量氢离子，也 可能有大量氢氧根离子，因此，能与氢离子或氢氧根离子反应 的离子都不能大量与之共存。A中的离子都不会与氢离子或氢 氧根离子反应，正确；B中既能与氢离子反应，又能与氢氧根 离子反应，错误；C选项中铵根离子能与碱反应，在酸性条件 下由于存在硝酸根，也不能产生氢气，错误；D中Al[(OH)4]–不 能与氢离子大量共存，错误。
课前体验 3.等体积、等物质的量浓度的稀硫酸、氢氧化钠溶液 分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢 气的体积比为5∶6，则甲、乙两烧杯中的反应情况可 能分别是 A.甲、乙中都是铝过量 B.甲中铝过量、乙中碱过量 C.甲中酸过量、乙中铝过量 D.甲中酸过量、乙中碱过量
【解析】根据反应方程式可知： 2Al+3H2SO4 Al2(SO4)3+3H2↑ 2Al+2NaOH+6H2O2 Na[Al(OH)4]+3H2↑ 如果酸碱均足量，产生氢气应为 1∶1；如果酸碱均不足，产生氢 气量 ( 以酸、碱的量计算 ) 应为 2∶3 ，现在实际比例为 5∶6 ，只能 说明酸不足，碱过量。
2+，其他离子
典例精析
【例2】某无色透明溶液，跟金属铝反应放出H2，试判断下列离 子： Mg2+ 、 Cu2+ 、 Ba2+ 、 H+ 、 Ag+ 、 SO42– 、 SO32– 、 HCO3– 、 OH–、NO3–，何者能存在于此溶液中? 2+ + 2– (1)当生成Al3+时，一定存在 H 、SO4 ，可能存在 Mg 。 – – 2+ – NO OH 、 Ba 3 。 (2)当生成AlO2 时，一定存在 ，可能存在
典例精析
【备选题】在标准状况下进行下列实验，甲、乙、丙各取 30.0 mL同浓度的盐酸，加入不同质量的同种镁、铝合金粉末 产生气体，有关数据列表如下：
实验序号 合金质量(mg) 气体体积(mL) 甲 255 280 乙 385 336 丙 459 336
【评注】本题属于离子大量共存问题的判断，必须熟悉离子之 间的反应情况。思路是判断有什么离子后，必须思考还有什么 离子不能共存。
典例精析 变式2 在与铝粉作用能放出H2的溶液中，一定能大量 共存的离子组 ( A )
A.K+、Na+、Cl–、SO42– B.K+、Na+、HCO3–、NO3– C.Ba2+、NH4+、NO3–、Cl– D.Na+、K+、Al[(OH)4]–、Cl–
第31讲
课前体验 1.下列有关厨房铝制品的使用中，你认为合 理的是 A.盛放食醋 B.烧煮开水 C.用金属丝擦洗表面的污垢 D.用碱水洗涤 【解析】铝单质既能与酸反应又能与强碱溶液反应，A、D 错误；金属铝硬度小容易被坚硬物体磨损，C错。