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1、镁铝方面试题的解题方法与技巧金点子：镁，铝是重要轻金属，具有较强还原性。镁，铝及其化合物在工业及生活中有着重要而广泛的用途， 特别是铝及其化合物的两性，在题目中的计算形式方法性和技巧性均较强，是金属及其化合物知识的重点与难点。代表题型有； 天平平衡判断题，镁的强还原性，铝盐与强碱反应产物的讨论，含铝化合物沉淀图像题等。解题关键是：（ 1）熟悉镁及其化合物的转化关系。（2）将铝及其化合物的两性与过量计算相结合。（ 3）结合图像综合分析。(4) 充分利用守恒关系。经典题：例题 1 ： （1996 年上海高考） 0.1 mol 镁粉分别在足量的O2、CO2、N2中燃烧 , 生成固体的质量依次为W1、
2、W2、W3。下列关系式正确的是 ( ) AW2W1W3BW1=W2W3 C W1=W2=W3 D W3W2W1方法：将方程式比较后分析。捷径： 反应式依次为2Mg+O2 2MgO，2Mg+2CO2 2MgO+C，3Mg+N2 Mg3N2，根据计算式可求出答案为A 。总结：W2中还有碳生成，是固体。如果疏忽这一点就误选B。例题 2 ： （2000 年全国高考）某些化学试剂可用于净水。水处理中使用的一种无机高分子混凝剂的化学式可表示为Al2(OH)nClmyH2O，式中 m等于（）A3-n B6-n C 6+n D 3+n 方法： 电荷守恒 ( 化合价代数和为0)。捷径： 根据化合价的代数等于0
3、得， 23=n+m ，所以 m 。答案为B 。总结： 此题为一易题，如不能运用电荷守恒，也很难获解。例题 3 ：（1996 年上海高考） 将等物质的量的镁和铝相混合, 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 ( ) A3 mol L1 HCl B4 mol L1 HNO3C8 mol L1 NaOH D18 mol L 1 H2SO4方法： 从反应判断。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 11 页 - - - -
4、- - - - - 捷径： 在镁、铝混合物中加入HNO3和浓 H2SO4都不能产生H2，加入 NaOH溶液只有Al 与NaOH溶液反应生成H2，而镁不反应。而加入HCl，镁与铝都与盐酸反应生成H2，所以 H2量最多。选A。总结： 该题中溶液的浓度不是计算的数据，而是判断溶液属于：“浓”或是“稀”。 8mol L1以上的 HCl、H2SO4、HNO3通常认为是浓酸。例题 4 ： （1998 年全国高考）由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混和物10 g ，与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为11.2 L ，则混和物中一定含有的金属是( ) A锌 B铁 C铝D镁方法： 等量转换法 ( 将 A
5、l 的价态转换成 +2 价分析 ) 。捷径： 设四种金属的化合价均为+2 价，则它们的平均原子量为10m=11.2 22.4 ，所以 m=20 ，其中至少有一种金属的原子量小于20，因为锌、铁、镁原子量均大于20，当铝作为+2 价时，原子量可算作272/3=18 。所以选 C。总结： 类似的问题都作这样转换，即先认为化合价为+2价，这样可计算出平均原子量，然后调整不是 +2 价原子的原子量， 如铝为 18， 钠为 46 等，这样转换后题目就变得很简单了。例题 5 ： （1995 年全国高考）在一定条件下可实现下图所示物质之间的变化：请填写以下空白：(1) 孔雀石的主要成分是CuCO3Cu(OH
6、)2( 碱式碳酸铜), 受热易分解。上图中的F是。(2) 写出明矾溶液与过量NaOH 溶液反应的离子方程式: . (3) 图中所得G 和 D 都为固体 , 混和后在高温下可发生反应, 写出该反应的化学方程式: . (4) 每生成 1 mol D, 同时生成 mol E。方法： 试探法 ( 从已知的物质着手，试探其它物质 ) 。捷径： 试探分析， A是 NaAlO2，反应式 Al3+4OH=AlO2+2H2O。孔雀石受热分解的反应式名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页
7、，共 11 页 - - - - - - - - - CuCO3Cu（OH ）2 2CuO+CO2+H2O ，因能与NaAlO2反应，得F 是 CO2，G是 CuO 。A 、F 发生的反应式是： CO2+AlO2+2H2O = Al（ OH ）3+HCO3，沉淀是 Al（OH ）3，受热分解后生成Al2O3（B）和水。 Al 和 CuO的反应，类似于铝热反应。第四问可根据2Al2O3 4Al+3O2计算得 0.75mol 。总结： 如果框图中的物质均没有给出，这时便要通过关系或一些现象先寻找突破口，再推断出其它物质。例题 6 ： （1999 年全国高考）取一根镁条置于坩埚内点燃，得到氧化镁和氮化
8、镁混合物的总质量为0.470 g冷却后加入足量水，将反应产物加热蒸于并灼烧，得到的氧化镁质量为0486 g 。(1) 写出氮化镁与水反应生成氢氧化镁和氨的化学方程式。(2) 计算燃烧所得混合物中氮化镁的质量分数。方法： 通过守恒法或差量法求解。捷径：（1）化学方程式为：Mg3N2+6H2O=2NH3+3Mg(OH)2。（ 2）解法一：设原混合物中Mg3N2的质量为 x，由 Mg3N2和水反应生成的MgO 的质量为 y。根据 Mg原子个数守恒得：Mg3N23MgO， y= x 。以此， (0.470g-x)+ x=0.486g ，x=0.080g ， =17% 解法二：根据差量关系可得：m(Mg
9、3N2) = 0.080g ， =17% 。总结： 解法一思路清晰，不必再述。解法二是利用Mg3N2 3MgO 质量差的方法解出。当一题有多种解法时，则尽可能用守恒法求解。金钥匙：例题 1 ：已知 MgCl2的熔点较MgO 低，则从海水中提取镁的主要流程应为（）石灰乳HCl 电解名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 11 页 - - - - - - - - - A海水 Mg （OH ）2 MgCl2 Mg B海水 MgCl2 Mg C海水 Mg （OH ）2 M
10、g D海水 MgCl2 Mg 方法：流程分析法。捷径： 选项 A 中的石灰乳原料来自CaCO3分解产物CaO加水反应的产物，此原料易得且成本低， Mg （OH ）2易从混合体系中分离，MgCl2的熔点较MgO 低，所以选项A最合理。答案为 A。总结： 该题易误选C。因 NaOH成本高， Mg （ OH ）2高温分解成MgO ，且 MgO熔点高，不能选 C。 B 、D不能将 MgCl2从海水中分离出来。例题 2 ：铝粉投入某无色澄清溶液中产生H2，则下列离子组合中，正确的是（）AH+、Mg2+、Al3+、NO3 B Na+、Al3+、Cl、Ba2+COH、Al3+、Cl、 NO3 DOH、Ba2
11、+、Cl、NO3方法：依据题设条件，逐项分析。捷径： 该溶液中加入铝粉产生H2 ，说明该溶液可能含有大量的H+或 OH。选项 A中由于NO3的存在，可能放出的气体主要为氮的化合物；选项B中既无 H+又无 OH；选项 C中 OH和 Al3+不可能大量共存。只有选项D符合。总结： 本题解答错误主要有以下两点：一是忽略碱性环境中Al 也能放出H2，二是题意把握不准， 本题意指可能共存，也就是酸性、 碱性环境任一情况均可以。其解答的关键在于明确与 Al 反应放出H2的溶液有可能是强酸性环境，也有可能是强碱环境。例题 3 ：由 Na，Mg ，Al，Fe 中两种元素组成的合金13g，与足量稀H2SO4反应
12、，收集到H2 0.5g ，则该合金中一定含有的金属是（）ANa BMg CAl DFe 方法： 此类习题若均为二价金属，如Mg ，Fe，Zn 或 Cu，可考虑用平均组成法解题为佳。但此处 Na为一价金属， Al 为三价金属，直接用平均值法则不很恰当。解答该题也可通过设一法，即将四种金属转换成一价量，与稀硫酸反应，各金属的一价量分别为：Na 23、MgHCl Cl2电解NaOH 电解电解名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 11 页 - - - - - - - -
13、 - 12、Al 9、Fe 28。捷径： 合金与足量稀H2SO4反应生成H20.5g( 即 0.25mol) ，而 1mol 一价金属与盐酸反应生成的 H2 0.5mol ，故此合金相当于一价金属0.5mol 。现金属质量为13g，得一价量为26，以此要求合金中两种金属的一价量，一种大于26，一种小于26。而 Na、Mg 、Al 三种金属的一价量均小于26，一价量大于26 的只有 Fe，故该合金中一定含有的金属是Fe。答案为 D。总结： 判断合金中含有某种金属的方法较多，但以一价量法方便快速。例题 4 ：称取由 Al(OH)3、NaHCO3、CaCO3三者混合而成的固体混合物5 g ，溶于 0
14、.2 L 1 mol/ L 的盐酸中，完全溶解后，放出CO2 0.784L （标准状况） ，把 CO2完全驱出溶液后，再加入 1.2 mol /L 氨水 0.15L ，待完全沉淀后， 过滤并洗涤沉淀，洗液和滤液混合，用 0.75 mol/L 盐酸滴定，消耗了40ml 才将剩余碱中和，求原固体混合物各物质的质量百分含量。方法： 整个过程有下列反应： Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O ，NaHCO3 + HCl = NaCl+ H2O + CO2CaCO3 + 2HCl = CaCl2 +H2O + CO2， 3NH3?H2O + AlCl3 = Al(OH)3+ 3NH
15、4Cl NH3?H2O + HCl = NH4Cl + H2O 此题既可根据整体关系，又可利用原子守恒求解。捷径： 思路一：分析上述反应，确定整体关系如下：总耗 HCl 物质的量 = Al(OH)3消耗 HCl 量 + NaHCO3消耗 HCl 量 + CaCO3消耗 HCl 量 + 剩余 NH3?H2O消耗 HCl 量。设 Al(OH)3为 x mol ，NaHCO3为 y mol ，CaCO3为 z mol 具体找出：Al(OH)3 3HCl AlCl3 3 NH3?H2O X mol 3x 3x mol CaCO3 2HCl CO2， NaHCO3 HCl CO2 Z mol 2z mo
16、l z mol y mol y mol y mol 列方程78x + 84y + 100z = 5 z + y = 0.784 / 22.4 0.2 1+0.75 40103= 3x+2z+y+(0.151.2 3x) 解之得 x = 0.023， y = 0.02，z = 0.015。再根据摩尔质量求得各物质的质量分数为Al(OH)336.4% ，NaHCO3 33.6% ，CaCO330% 。思路二：分析上述反应可知最后溶液中为NH4Cl 和 CaCl2及 NaCl 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心
17、整理 - - - - - - - 第 5 页，共 11 页 - - - - - - - - - 其中 NH4+共 1.2 0.15 mol，Cl共（ 0.2+0.75 0.04 ）mol 若所设 x、y、z 同思路一中，根据溶液电中性原则，结合原子守恒可列出如下关系：1.2 0.15 + y + 2z = 0.2 + 0.75 0.04 （NH4+结合 Cl量） （Na+结合 Cl量）（Ca2+结合 Cl量）y + z = 0.784 /22.4 （NaHCO3中 C的量）（CaCO3中 C的量）（CO2中 C的量）再与思路一中方程联立求解即可。总结： 思路有简有繁，解题时若能抓住物质的来龙去
18、脉，全面分析各个数据和物质，充分利用整体思维和守恒，便可准确获得答案。例题 5 ：工业上制取铝的流程如下：在用此法制取氧化铝时，分析铝土矿和赤泥（提取Al2O3之后的残渣）所得数据如下：Al2O3Fe2O3Na2O 铝土矿55% 16% 0% 赤泥15% 48% 8% 试求制取1 t Al2O3所需铝土矿和苛性钠的量。方法： 从流程图分析可知A 为 NaOH ，它使 Al2O3变为 NaAlO2，然后通入CO2又转变为 Al（OH ）3。Fe2O3不与 NaOH 反应， NaOH 将 Fe2O3从铝土矿中全部转移到赤泥中去。从Fe2O3在铝土矿中的含量及在赤泥中的含量可知赤泥的质量为铝土矿的1
19、/3 。捷径： 设需铝土矿x t ，则： x 55% 1/3 x 15% = 1 解得 x=2，即需铝土矿2 t 。铝土矿A 过滤C B 高压，水蒸气CO2D 滤液通入煅烧电解A 循环使用E 消石灰干燥冰晶石铝名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 11 页 - - - - - - - - - 需要 NaOH 的量：因 NaOH 循环使用，因此需要补充NaOH 的量即为留在赤泥中的NaOH 的量。 1/3 2t 8% 80/62 = 0.069 t总结：（1）考生
20、往往没有认识到Fe2O3在铝土矿中的质量与在赤泥中的质量是不变的。Fe2O3的含量有铝土矿中的16% 变成赤泥中的48% ，增加了三倍，则赤泥的质量就为铝土矿质量的 1/3 。 （2）因 NaOH 循环使用，故实际耗NaOH应为留在赤泥中的NaOH的量。不能把与Al2O3反应消耗的NaOH 算入，因为该部分NaOH 可以再生。这是一道解决实际问题的题目，其难点在于识图、对表中数据的理性分析。Fe2O3由于没反应，从铝土矿中转移到赤泥中，应该守恒，因而从Fe2O3在铝土矿中含量及在赤泥中含量，得到赤泥质量为铝土矿质量的1/3 。例题 6 ：在 100 mL0.6 mol/L 的 HCl 中，加入
21、 1.08 g 铝粉，在反应后再加入0.5 mol/L的 NaOH 溶液多少毫升才能使铝粉刚好完全溶解，且得澄清溶液。方法： 从反应前后的元素分析，可知其中所含Na元素全部来源于NaOH ，Cl 元素全部来源于 HCl，而铝元素全部来源于金属铝，以此由NaOH 、NaAlO2的化学组成中的关系即可分析得到量量关系。捷径： 铝粉刚好完全溶解，说明此时溶液中存在NaCl 和 NaAlO2。设需 NaOH 溶液 xmL，根据： NaOH 的物质的量 = HCl 的物质的量 + Al的物质的量得：0.5mol/L L = 0.6mol/L 0.1L + 解得： x = 200mL ，故需 NaOH 溶
22、液 200 mL。总结： 此题如果根据反应方程式进行计算，则运算比较复杂，但如果从NaOH 与 HCl、Al反应后的生成物NaNO2和 NaCl 进行分析，则变得简单明了。例题 7 ：托盘天平两托盘分别放有等质量的烧杯和等质量的n mol 盐酸，天平平衡。向两托盘分别放入ag 金属钠、 bg 金属镁，反应后（设无液体溅出）天平仍平衡。（1）若盐酸均过量时，a 与 b 的关系是（2）若盐酸均不足量，a,b 与 n 的关系是。方法： 根据题意反应后天平仍平衡，应符合，投入质量一逸出质量 = 投入质量一逸出质量，以此为思路，讨论计算a,b,n的关系。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - -
23、- - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 11 页 - - - - - - - - - 捷径： （1）酸均过量，逸出的氢气均应由酸提供。不必再考虑钠与水的反应，agNa应逸出 gH2，bgMg应逸出 g H2。巧解时可由同物质的量的Na或 Mg与过量酸反应时，剩余的溶液质量相等考虑。（即23g 钠逸 1g， 24gMg逸 2g，余溶液等重）。即得Na与 Mg的物质的量相等。a：b = 23 ：24。（2）酸不足时，还要考虑过量的Na 与水的反应。由Mg提供的氢气只能由不足量盐酸提供，以此可得恒等式为：ag = bg
24、 0.5 。总结： 此类试题若不涉及与水反应的Na、K等，则酸不足量时，投入的金属均为质量相同。 （活泼性比氢强的金属）因为放出的H2均由等量的酸提供。聚宝盆：1理解 Al 、Al2O3、Al(OH)3与酸或碱反应的关系，是解答此类试题的关键。2在解综合性试题时，要尽可能采用守恒法求解。2生产工艺流程要考虑：（1）原料易得且成本低；（2）中间产物易分离； （3）电解质熔点较低。热身赛：1将 1.2 g金属镁中空气中点燃后生成物为氧化镁和氮化镁，将它们溶于3mol/L50mL的盐酸中，再用2mol/LNaOH溶液 20 mL 恰好将多余盐酸中和，且无气体放出。则生成氮化镁的质量是（）A1.0 g
25、 B0.5g C0.1g D0.05g 2我国最新报道的高温超导体中，铊(T) 是组成的成分之一。已知铊与铝是同族元素，关于铊的性质的判断可能错误的是 ( ) A是银白色、质软的金属 B阳离子氧化性比铝离子强C加热蒸干T1Cl3溶液可得到无水T1Cl3 D与稀硝酸作用生成硝酸盐3将各盛有100mL1mol/LH2SO4的两个烧杯放在天平的两个托盘上, 天平平衡。向烧杯中加入下列物质 , 天平仍平衡的是 ( ) A左端加 0.1mol Mg, 右端加 0.1mol Zn B左端加 0.1mol Mg, 右端加 0.1 molZn 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - -
26、- - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 11 页 - - - - - - - - - C左端加 5g Mg, 右端加 5g Zn D左端加 10g Mg, 右端加 10g Zn 4用稀 H2SO4、NaOH 溶液、 Al 为原料制取Al(OH)3，甲、乙、丙3 个学生分别用3 种不同途径：制得等量Al(OH)3，下列结论正确的是（）A甲用原料最少 B乙用原料最少C丙用原料最少 D三人用原料的量相同5将镁、铝、硅的混合物分为等质量的两份，一份跟足量的NaOH 溶液反应，另一份跟足量的盐酸反应，最终产生的H2一样多，则镁与硅物质的量
27、之比为 ( ) A21 B4 1 C11 D31 6在含有1 mol Fe3+和 1 mol Al3+的混合溶液中，现按横坐标依次加入NaOH溶液、盐酸，再通 CO2气体。纵坐标为混合沉淀物的物质的量，请在下图中画出沉淀量随反应变化的曲线。写出通入CO2后的有关的离子方程式：_。7往一金属易拉罐内（内空）放入一满角匙的某白色晶体，摇动几下后，立即向罐内注入6mol/L NaOH 50mL，用胶布严封罐口，过一段时间后，罐壁内凹而瘪，再过一段时间后，瘪了的罐壁重新鼓起。要实现上述现象，则做易拉罐的金属是_往罐内加入的白色晶体是 _，罐壁凹而瘪的原因_反应式是_ 再鼓起原因 _ 反应方程式是_。8
28、拉曼光谱证明，溶液中不存在AlO2却存在 Al(OH)4，请写出AlCl3与过量氢氧化钠反应的化学方程式（不允许用偏铝酸盐表示）_ 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 11 页 - - - - - - - - - 9某溶液中可能含有Fe2+、Mg2+、Cu2+、NH4+、Al3+。当加入1 种淡黄色固体并加热时，有刺激性气体放出和白色沉淀生成，加入淡黄色固体的物质的量（横坐标）与析出的沉淀和产生气体的物质的量（纵坐标）的关系如图所示。可知溶液中含有的离子是，所
29、含离子的物质的量浓度之比为，所加的淡黄色固体是。10有 A，B，C ， D，E 5 种化合物，其中A，B，C，D 是铝元素的化合物。F 是一种气体 ， 标准 状况 下 对空 气的 相 对密 度为1.103 。有 下 列反 应： A+NaOH D+H2O； B A+H2O； C+NaOH （适量） B+NaCl； E+H2ONaOH+F ； C+D+H2O B。则A，B，C， D的分子式分别为A_，B_，C_，D_。4mol C 和 6mol E 在水溶液中发生反应的化学方程式为_。11将一铁粉和铝粉混合物分成等质量的两份，再分别和过量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，所生成的气体在同温同压下的体积比为
30、21。向混合物与盐酸反应所得溶液中通入标准状况下 1.344L 氯气。可使溶液中的40%Fe2离子氧化。试求原混合物中两金属各是多少克？12将一定量的Al 和 Na2O2的混合物，投入盛有20mL蒸馏水的烧杯中，反应停止时得一澄清溶液，经称量之所得溶液的质量比反应前轻3.5g ，向所得溶液中滴加3.5mol/L盐酸至滴定过程中所产生的沉淀刚好完全溶解时，耗用盐酸200mL ，问原混合物中Al 和 Na2O2各多少克？名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 11
31、页 - - - - - - - - - 大检阅：1B 2 B 3 BD 4 C 5 A 6CO2+2AlO2-+3H2O=2Al(OH)3+CO32- CO2+CO32-+H2O=2HCO3-7Al 干冰干冰气化时排出了空气，加入NaOH 溶液后吸收了CO2压强减小CO22NaOH=Na2CO3H2O 过量 NaOH 溶液与 Al 反应放出 H22Al 2NaOH 2H2O=2NaAlO23H28AlCl34NaOH=NaAl(OH)43NaCl 9Mg2+、Al3+、NH4+； 113；Na2O210 Al2O3，Al(OH)3，AlCl3，NaAlO2；4AlCl3+6Na2O2+6H2O=4Al(OH)3+3O2+12NaCl。11Fe：33.6g ，Al ：10.8g 12 Al ：2.7g ，Na2O2：15.6g 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 11 页 - - - - - - - - -