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镁铝及其化合物
第六讲镁、铝及其化合物
【新课标要求】
1.记住镁、铝的存在、提取、物理性质、化学性质和主要用途。
2.了解镁、铝的化合物的性质及用途。
3.运用氢氧化铝的两性能解决有关计算和图象问题。
【基础回顾】
1.金属:
金属的分类①冶金工业:
黑色金属:
Fe、Cr、Mn
有色金属:
除Fe、Cr、Mn以外的金属
②按金属密度:
轻金属:
密度小于4.5g/cm3如:
ⅣA族ⅡA族ⅢA族等
重金属:
密度大于4.5g/cm3如Fe、Cu、Ag、Pb等
③按含量和冶炼难易常见金属:
Fe、Mg、Al等
稀有金属:
锆、铪等
注:
稀有金属不只是从含量一方面决定,因而稀有金属也有可能含量不小。
2.镁、铝分别位于周期表中______周期第_______族和______族。
从金属的分类来看,镁和铝都属于:
___________、___________、___________。
镁和铝的物理性质:
除具有金属的通性(________
__________________________)外,还具有其它的一些异同点
相同点:
密度都_______,熔点较_______、硬度较________,均为________色;
不同点:
铝的硬度比镁______,熔、沸点比镁______,因为铝的金属键比镁_______,铝的金属性比镁_______,所以最高价氧化物的水化物的碱性________>__________。
3.镁、铝都是活泼金属,在自然界中都是以________态存在的,且铝在地壳中的含量在所有的金属元素中居第_______位。
在化学反应中,都易_______电子而成为金属离子,因而镁和铝的性质有相似之处,但由于原子结构不同,镁和铝的性质也有不少差异。
(1)画出镁、铝的原子结构示意图、电子排布式、外围电子轨道表示式:
(2)用电子式表示氯化镁、氧化镁、氧化铝的形成过程:
4.镁、铝化学性质的对比
镁的化学性质
铝的化学性质
与O2反应
常温下生成氧化膜,点
燃燃烧
常温下生成氧化膜
与其他非金属反应
与H2O反应
除去氧化膜后可与水微弱反应
与氧化物反应
8Al+3Fe3O4
4Al2O3+9Fe
与非氧化性酸反应
Mg+2H+=Mg2++H2↑
(与氧化性酸发生复杂反应)
2Al+6H+=2Al3++3H2↑
(常温下遇浓硫酸、浓硝酸钝化)
与碱溶液反应
不反应
2Al+6H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑+4H2O
与盐溶液反应
Mg+Cu2+=Mg2++Cu
2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu
5.镁、铝的氧化物:
都是_____色难熔的物质(高熔点),都可用作________材料,不溶于水。
AL2O3是典型的两性氧化物(定义:
___________________________________________________。
)
MgO是典型的碱性氧化物(定义:
___________________________________________________。
)
MgO
Al2O3
物理性质
白色粉末、熔点高
白色固体、熔点高
类别
碱性氧化物
两性氧化物
跟水的反应
MgO+H2O=Mg(OH)2↓(缓慢)
不反应
跟酸反应
MgO+2H+=Mg2++H2O
Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
跟碱反应
不反应
Al2O3+2OH-=AlO2-+2H2O
用途
耐火材料
治炼铝,耐火材料
6.镁、铝的氢氧化物:
Al(OH)3是难溶的白色胶状物质,不稳定,受热易分解。
Al(OH)3是典型的两性氢氧化物(定义:
___________________________________________。
),不能使酚酞显色。
氢氧化镁是中强碱,不稳定,受热易分解。
Mg(OH)2
Al(OH)3
物理性质
白色粉末难溶于水
白色固体,难溶于水
类别
弱碱
两性氢氧化物
跟酸反应
Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O
Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
跟碱反应
不反应
Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
受热分解
Mg(OH)2
MgO+H2O
2Al(OH)3
Al2O3+3H2O
实验室制法
可溶性镁盐加NaOH溶液
Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓
可溶性铝盐加氨水
Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH+4
7.铝的提取:
_________是铝元素在地壳中的主要存在形式之一。
结合课本P62“从铝土矿制备铝的工艺流程”,写出铝的提取的有关化学方程式或离子方程式:
8.镁的提取:
MgCl2是白色、有苦味、易溶于水、易潮解的晶体,可由光卤石(KCl·MgC12·6H20)、海水以及制取食盐剩下的苦卤为原料制取。
MgC12的主要用途是制取金属镁。
海水、苦卤、光卤石
Mg(OH)2↓
MgCl2
Mg
写出镁的提取的有关化学方程式或离子方程式:
9.十二水合硫酸铝钾俗名明矾,是________色晶体,在水中的电离方程式_________________;明矾能够净水其离子方程式为__________________________________。
10.合金
(1)定义:
两种或两种以上的金属(或金属跟非金属)熔合而成的具有金属特性的物质叫合金。
(2)合金的特性:
合金比它的成分金属具有良好的物理的、化学的或机械的等方面的性能;合金有固定的熔点。
一般地说,合金的熔点比其各成分金属的熔点都低。
镁铝可和其它金属和非金属形成合金,其强度和硬度都大于镁铝。
【练一练】
①向1LO.1mol/L的氯化铝溶液中逐滴滴加氢氧化钠溶液,边滴边振荡,发生的现象为_________
_______________________________,写出各步反应的化学方程式及离子方程式,并画出生成氢氧化铝的物质的量与所加氢氧化钠的物质的量的关系图像。
化:
图象:
离:
________________________________________,
化:
离:
________________________________________。
②向1LO.1mol/L的氢氧化钠溶液中逐滴滴加氯化铝溶液,边滴边振荡,发生的现象为_________
_______________________________,写出各步反应的化学方程式及离子方程式,并画出生成氢氧化铝的物质的量与所加氯化铝的物质的量的关系图像。
化:
图象:
离:
________________________________________,
化:
离:
________________________________________。
③向偏铝酸钠(含溶质1mol)稀溶液中逐滴滴加盐酸,边滴边振荡,发生的现象为___________
_____________________________,写出各步反应的化学方程式及离子方程式,并画出氢氧化铝的物质的量与所加HCl的物质的量的关系图像。
化:
图象:
离:
________________________________________,
化:
离:
________________________________________。
④向含HCl1mol的盐酸溶液中逐滴滴加偏铝酸钠稀溶液,边滴边振荡,发生的现象为_________
_______________________________,写出各步反应的化学方程式及离子方程式,并画出氢氧化铝的物质的量与所加偏铝酸钠的物质的量的关系图像。
化:
图象:
离:
________________________________________,
化:
离:
________________________________________。
⑤向偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳,生成氢氧化铝沉淀及碳酸氢钠,写出反应的化学方程式及离子方程式:
__________________________________,___________________________________。
若生成氢氧化铝沉淀及碳酸钠,写出反应的化学方程式及离子方程式:
_____________________________________,_____________________________________。
⑥向1LO.1mol/L硫酸铝溶液中加入稀氨水直至过量,写出反应的化学方程式及离子方程式:
__________________________________,___________________________________。
【典型例题】
【例1】两个烧杯加入同体积的浓度均为2mol/L的稀H2SO4,置于天平两端托盘中,此时天平处于平衡状态。
后向两端烧杯中分别加入10.8g的A1和Mg,则反应完毕后,天平()
A.可能加Mg一端下倾B.可能加Al一端下倾
C.可能仍保持天平平衡D.无法判断
【解析】此题未说明稀H2SO4的体积,分下列三种情况讨论:
(1)加入稀H2SO4过量,Al、Mg都已反应完毕,按化学反应方程式计算,加入Al、Mg每端增加的重量:
2Al+3H2SO4=A12(SO4)3+3H2↑△w
54g6g48g
10.8g△m(A1端)△m(A1端)=9.6g
Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑△w
24g2g22g
10.8g△m(Mg端)△m(Mg端)=9.9g
加入Mg一端增加质量多,往下倾。
(2)加入稀H2SO4对Al和Mg都不足,两金属都有剩余。
因加稀H2SO4物质的量一定,则产生的H2的量也相同,故天平保持平衡。
(3)若加入H2SO4量能使Mg完全反应,反应放出H2后,溶液增重9.9g,使Al不能完全反应,Al有余,加入Al的一端增加质量小于9.6g,故天平向加入Mg的一端下倾。
答案:
A、C。
练习1:
甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol/L的盐酸和氢氧化钠溶液,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体积比为甲∶乙=1∶2(同温、同压下),则加入的铝粉的质量为()
A.3.6gB.2.7gC.5.4gD.1.8g
【例2】向5.1g镁和铝的混合物中加入足量的硫酸溶液,充分反应后产生的气体在标况下的体积为5.6L,若向反应后的溶液中加入NaOH溶液,使Mg2+,Al3+恰好完全沉淀,则沉淀的质量为多少?
答案:
13.6g
变式:
将镁铝的混合物0.2mol溶于100mL4mol/L硫酸溶液中,然后再滴加2mol/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=160mL时,则金属粉末中镁的物质的量为mol,b=mL。
(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100mL4mol/L硫酸溶液溶解后,然后又加入了2mol/L氢氧化钠溶液450mL,所得沉淀中无Al(OH)3。
满足此条件的x的取值范围是。
【例3】A、B、C、D、E、F是中学化学中的常见物质,
它们之间的转化关系如图所示.其中A、B为单质,
F为白色沉
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- 及其 化合物