【镁、铝及其化合物知识点总复习】
镁和铝是化学元素周期表中的重要金属元素,它们的化合物在化学反应和工业生产中具有广泛的应用。在高三化学的学习中,理解和掌握镁铝及其化合物的相关知识是非常关键的。
1. 海水制备无水氯化镁的过程:
制备无水氯化镁的正确步骤为:通过添加熟石灰(Ca(OH)2)使海水中镁离子形成氢氧化镁沉淀,然后过滤除去不溶物,接着用盐酸溶解沉淀得到氯化镁溶液,浓缩结晶得到氯化镁晶体,最后在一定条件下脱水干燥得到无水氯化镁。所以正确顺序是:②④③⑤①。
2. 电解法制镁:
冶金工业上采用电解熔融MgCl2而不是MgO的原因在于MgO的熔点非常高,而MgCl2在较低温度下就能熔融,因此电解MgCl2更节能。
3. 镁铝合金的性质:
A. 我国流通的硬币材质通常是金属合金,而非单一金属。
B. 不锈钢通常含有非金属元素如碳,形成合金。
C. 明代沉船上的铝制品非常罕见,因为铝的广泛应用是在近代才开始的。
D. 镁合金的硬度和强度通常高于纯镁,这是合金的优点。
4. 与镁反应生成氢气的溶液:
镁可以与含有氢离子的溶液反应,如氯化铵溶液(NH4Cl),因为铵根离子水解产生H+。而氢氧化钠(NaOH)、碳酸钾(K2CO3)和饱和石灰水(Ca(OH)2)都是碱性溶液,与镁不会生成氢气。
5. 硝酸与镁的反应及后续处理:
生成标准状况下5.6L N2O(氮气氧化物)表示有0.25mol镁参与反应,镁完全反应生成Mg(NO3)2。加入适量氢氧化钠后,形成沉淀Mg(OH)2,灼烧后得到MgO。MgO的质量为0.25mol×40g/mol=10g,但题目问的是最终固体质量,应该是MgO的一半,即5g。
6. 铝的化学性质:
A. 铝在常温下会与氧气反应生成氧化铝。
B. 铝可以与氯气反应生成AlCl3。
C. 铝既可与酸(如HCl)反应,也可与碱(如NaOH)反应,表现出两性。
D. 氧化铝既可以与酸反应,也可以与强碱反应,是两性氧化物。
7. 铝与酸碱的反应比例:
当铝与足量的盐酸和氢氧化钠反应产生相同体积的氢气时,消耗的HCl和NaOH的物质的量之比是3:1,因为Al与HCl反应方程式为2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑,与NaOH反应方程式为2Al + 2NaOH + 6H2O → 2NaAlO2 + 3H2↑。
8. 镁铝合金与不同溶液的反应:
放出氢气最多的溶液是2mol·L-1的硫酸,因为浓硫酸会钝化铝,而硝酸与铝反应不会产生氢气,KOH溶液只能与铝反应。
9. 镁铝混合物与盐酸和氢氧化钠反应:
在这个过程中,镁和铝先与盐酸反应,之后的氢氧化钠会与生成的铝离子形成偏铝酸钠,镁离子则留在溶液中。考虑到NaOH的过量,最终溶液中主要存在Na+和AlO2-。
10. 铝与不同溶液的反应:
A. 铝与HNO3反应会产生氮氧化物,不会生成氢气。
B. Ba(OH)2是强碱,会与铝反应产生氢气,铝会有剩余。
C. 浓H2SO4会使铝钝化,不产生氢气。
D. HCl与铝反应会产生氢气,但铝会有剩余。
11. 钠、镁、铝与盐酸的反应:
钠会先与水反应,镁和铝与盐酸反应。由于盐酸浓度相同,铝的反应效率更高,所以产生的氢气比例为钠:镁:铝 = 1:1:2。
12. 钝化铝条与溶液的反应:
表面钝化的铝条在稀硝酸、稀盐酸和氢氧化钠中都会发生反应,但在硝酸铜溶液中不会反应,因为钝化层阻止了铝与Cu(NO3)2的接触。
13. 金属与氢气生成的关系:
1.8g金属与足量盐酸反应生成2.24L氢气(0.1mol),则金属的摩尔质量为18g/mol,所以是铝(Al)。
14. 物质转化关系:
A, B, C选项中的转化可以通过化学反应一步完成,而D选项无法一步实现,因为Fe2O3无法直接转化为FeO。
以上是对高三化学复习中涉及的镁、铝及其化合物知识点的详细解释,涵盖了它们的制备、性质、反应和计算等多个方面。