高一镁铝课件PPT学习教案

1、会计学1高一镁铝课件高一镁铝课件1.掌握镁、铝性质、用途及其冶炼方法；2.掌握MgO、Al2O3、Mg(OH)2、Al(OH)3 Al3+盐、AlO2盐的性质；3.熟练应用镁、铝及其化合物的性质来解决 相关图像、推断等问题。学习目标： 第1页/共45页第2页/共45页 光泽 密度MgAl原子或离子半径金属键能溶、沸点硬度铝比镁硬度稍大、熔沸点稍高（铝中金属键比镁强）银白色 轻金属小结：（1）共性: 银白色轻金属固体，熔点较低，硬度 较小，密度较小，有良好的导电、导热、延展性和韧性。（2）异性：1 Mg、Al的物理性质第3页/共45页2 Mg、Al的原子结构MgAl原子结构示意图原子结构示意图

2、化合价化合价第4页/共45页3.Mg、Al的化学性质 MgAl与非金属反应O2 N2SCl2空气中形成氧化物薄膜，具 有抗腐蚀的性能点燃Mg+ O2 2MgO点燃4Al+ 3O2 2Al2O3点燃3Mg+ N2 Mg3N2加热Mg+ S MgS加热2Al+ 3S Al2S3点燃Mg+Cl2 MgCl2点燃2Al+ 3Cl2 2AlCl3常温下：第5页/共45页 与酸反应氧化性酸H+与碱反应与盐反应 Mg+2H2O Mg(OH)2+H2除氧化膜后可与水微弱反应与氧化物反应H2OCO2Fe2O3点燃2Mg+ CO2 2MgO+C高温2Al+ Fe2O3 2Fe+ Al2O3反应，无氢气生成在冷浓硝

3、酸、浓硫酸中“钝化”，加热时反应，无氢气生成Mg+2H+=Mg2+H22Al+6H+=2Al3+3H22Al+2H2O+2OH = 2AlO2+3H2Mg+Cu2+ = Mg2+Cu2Al+3Cu2+ = 2Al3+3Cu铝热反应用途、引发第6页/共45页铝热反应 第7页/共45页反应现象：镁条剧烈燃烧，放出大量的热，发出耀眼的白光，纸漏斗内剧烈反应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。Fe2O3+2Al = 2Fe + Al2O3高温1、镁条的作用是什么？2、氯酸钾的作用是什么？铝热剂结论：铝也是还原剂，在一定的条件下与某些金属氧化物反应，把其中的金属还原成单质。所以一些活泼的金属也可作还原剂。

4、问题第8页/共45页反应现象：剧烈反应，发出强光，纸漏斗被烧穿，沙子上落有黑色铁珠。Fe2O3+2Al = 2Fe + Al2O3高温其它铝热反应 3MnO2+4Al = 3Mn+ 2Al2O3高温Cr2O3+2Al = 2Cr + Al2O3高温3Co3O4+8Al = 9Co + 4Al2O3高温第9页/共45页铝热反应的应用 铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于焊接钢轨等。在冶金工业上也常用这一反应原理，使铝与金属氧化物反应，冶炼钒、铬、锰等第10页/共45页海水铝土矿电解冶 炼存 在用 途光卤石菱镁矿铝土矿(KClMgCl26H2O)(MgCO3)(Al2O3、Fe2O3、SiO2等

5、)制合金、飞机、汽车部件、烟火、照明弹等制合金、飞机、汽车、轮船部件、导线、日用品石灰乳HCl电解Mg MgCl2Al(OH)3Al2O3AlMg(OH)2第11页/共45页Al制备：2Al2O3 4Al + 3O2电解熔融熔点：2045 0C添加Na3AlF61000 0C注意：电解时用碳素材料做电极，需定期更换阳极（碳块）。为什么？阴极：无烟煤常加入少量CaF2第12页/共45页第13页/共45页思考：试分析铝与强碱溶液反应的实质，该反应还原剂、氧化剂分别是何物质？解析：铝和强碱溶液反应，通常认为是铝先和强碱溶液中的水反应生成氢氧化铝，然后氢氧化铝再和强碱反应生成偏铝酸盐。2Al+6H2O

6、 = 2Al(OH)3 +3H22Al(OH)3 + 2NaOH=2NaAlO2 +4H2O2Al+6H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2+4H2O此反应中，还原剂是 ，氧化剂是 。 铝水 第14页/共45页【例1】下列叙述正确的是 （ ）A铝制槽车可用来贮运浓硫酸、浓硝酸是因为常温下铝和浓硫酸、浓硝酸不反应。B两份相同质量的铝粉，分别与足量的稀硫酸和氢氧化钠溶液反应，产生的氢气前者多。C合金的熔点一般比组成它的各成分的熔点都低。D工业上常利用铝热反应冶炼难熔金属，如钒、铬、锰。CD第15页/共45页【例2】将相同质量的镁条分别在氧气中空气中氮气中二氧化碳中完全燃烧，燃烧后所得固体产物的

7、质量由小到大的顺序是 （ ）A B C DC第16页/共45页【例3】锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物既能溶于强酸，又能溶于强碱。但是氢氧化铝不溶于氨水，而氢氧化锌能溶于氨水，生成 。 回答下列问题：（1）单质铝溶于氢氧化钠溶液后，溶液中铝元素的存在形式为 （用化学式表示） 4Al(OH)Zn2NaOHNa2ZnO2H2或Zn2NaOH2H2ONa2ZnOH4H22AlO或 243)Zn(NH（2）写出锌和氢氧化钠溶液反应的化学方程式。 （配合物离子，简写成AlO2）第17页/共45页第18页/共45页 4. Mg、Al的化合物（1）Mg、Al的氧化物 MgOAl2O3物理性质化学性质H2OH+

8、OH 类别主要用途工业制法白色粉末，难熔白色粉末，难熔，不溶于水MgO+2H+=Mg2+H2OAl2O3+6H+=2Al3+3H2OAl2O3+2OH=2AlO2+ H2O碱性氧化物两性氧化物耐火材料，制备镁盐耐火材料，冶炼原料，制备铝盐，制备偏铝酸盐，刚玉为耐磨材料煅烧MgCO3从铝土矿中提取MgO+H2O= Mg(OH)2 （缓慢）第19页/共45页（2）Mg、Al的氢氧化物 Mg(OH)2Al(OH)3物理性质化学性质热稳定性 H+O H 类别主要用途实验室制 法Mg(OH)2 MgO+H2O 2Al(OH)3 Al2O3+3H2O 白色，不溶于水白色胶状，不溶于水、有很强的吸附性Mg(

9、OH)2+2H+= Mg2+H2OAl(OH)3+3H+=Al3+3H2OAl(OH)3+OH=AlO2+2H2O中强碱（溶解部分电离出的OH可使酚酞变红）两性氢氧化物制MgO和镁盐制备Al2O3和净水剂Mg2+2OH = Mg(OH)2Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NH4+2AlO2+CO2+2H2O=2Al(OH)3+CO32AlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO33 AlO2+Al3+6 H2O=4Al(OH)3第20页/共45页 MgCl2 AlCl3少量NaOH足量NaOHNH3H2O第21页/共45页第22页/共45页试作出下列反应图像，并写出各阶段离子方程

10、式。0 1 2 3 4n(NaOH)nAl(OH)3 向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至过量向NaOH溶液中滴加AlCl3 溶液直至过量0 1 2 3 4n(AlCl3)nAl(OH)3Al3+ + 3OH(少量) = Al(OH)3 Al(OH)3 + OH = AlO2+2H2O Al3+4OH(过量) = AlO2+2H2O Al33AlO26H2O4Al(OH)3 3mol3mol1mol3mol1mol思考(5)第23页/共45页0 1 2 3 4nAl(OH)3n(HCl)向NaAlO2溶液中滴加HCl溶液直至过量向HCl溶液中滴加NaAlO2 溶液直至过量0 1 2 3 4n

11、(NaAlO2 )nAl(OH)3AlO2+H2O+H+(少量)= Al(OH)3 Al(OH)3 +3H+ = Al3+3H2O AlO2+4H+(过量)= Al3+2H2O Al33AlO26H2O4Al(OH)3 1mol3mol1mol3mol第24页/共45页n(NaOH)nAl(OH)3向HCl酸化的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至过量 向含Mg2+、Al3+的混合溶液中滴加NaOH溶液直至过量Al(OH)3、 Mg(OH)2Mg(OH)2n(NaOH)H+OH=H2OAl3+ + 3OH(少量) = Al(OH)3 Al(OH)3 + OH = AlO2+2H2O Al3+

12、+ 3OH(少量) = Al(OH)3 Al(OH)3 + OH = AlO2+2H2O Mg2+ + 2OH = Mg (OH)2 第25页/共45页练习：1、写出Al、Al2O3、A l(OH)3分别和NaOH溶液反应的化学方程式。2Al+2H2O+2NaOH= 2NaAlO2+3H2Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+ H2OAl(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O第26页/共45页2、下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法即可鉴别的是 。 硫酸铝和氢氧化钠 硫酸铝和氨水 硫酸锌和氢氧化钠 硫酸锌和氨水3、写出可溶性铝盐与氨水反应的离子方程式。 试解释在实验室不适宜用可溶

13、性锌盐与氨水反应制备氢氧化锌的原因。 Al3+3NH3H2O3NH4+AlOH3 可溶性锌盐与氨水反应产生的ZnOH2可溶于过量氨水中，生成 ，氨水的用量不易控制。243)Zn(NH第27页/共45页第28页/共45页AlO2HH2O Al(OH)3 Al33OH 酸式电离 碱式电离只能存在于中性或弱酸性弱碱性环境中思考：（3）Al(OH)3为何既能与酸又能与强碱液反应？ 解析：这是因为Al(OH)3在水中同时存在两种电离平衡：第29页/共45页（4）制取Al(OH)3的可能途径有那些？解析：(1) 铝盐与碱液反应 法优于法 Al3 Al(OH)3 AlO2OH适量OH过量 Al3 Al(OH

14、)3 不溶解 NH3 H2O足量NH3 H2O过量(2)偏铝酸盐与酸反应：(3)相互促进水解反应： 法优于法 AlO2 Al(OH)3 Al3 H+过量 H+适量 AlO2 Al(OH)3 不溶解 CO2适量CO2过量Al33AlO26H2O4Al(OH)3第30页/共45页【例4】今用铝、稀硫酸和氢氧化钠溶液为原料，在实验室制备一定量的氢氧化铝。可分别采用如下化学方程式所表示的两种方法：2Al+3H2SO4 = Al2(SO4)3+ H2Al2(SO4)3+6NaOH=2Al(OH)3+3Na2SO42Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+ 3H22NaAlO2+ H2SO4+2H2O

15、 =2Al(OH)3+ Na2SO4（1）上述哪一种方法比较节约试剂？（提示：试从每生产2 mol Al(OH)3所消耗的试剂用量予以说明）（2）原料相同，请设计一种更为节约试剂的方法（用化学方程式表示，并说明其可以最节约试剂的根据）第31页/共45页解析：（1） 法较法节约了酸、碱试剂。因为同样是制备2 mol Al(OH)3，法需2 mol Al、3 mol H2SO4、6 mol NaOH；法只需2 mol Al、1 mol H2SO4、2 mol NaOH。（2）利用Al3和AlO2的双水解反应制备Al(OH)3 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+ 3H2 2Al+2NaOH+

16、2H2O=2NaAlO2+ 3H2 2 mol1.5 mol0.25 mol1.5 mol1.5 mol0.25 mol0.75 mol相当于制备2 mol Al(OH)3 所用原料为2 mol Al、0.75 mol H2SO4、1.5 mol NaOH，确实节约了试剂。Al2(SO4)3+6NaAlO2+12H2O=8Al(OH)3+3Na2SO4第32页/共45页【例5】在100mL 1 mol/L的AlCl3溶液与60mL 6mol/L的KOH溶液混合后，生成沉淀的质量是 g。200mL 0.5mol/L的Al2(SO4)3溶液中加入2mol/L的NaOH溶液，可得到7.8gAl(OH

17、)3沉淀，则NaOH体积为 mL。3.12150或350第33页/共45页【例6】某混合物 A，含有 KAl（SO4）2、Al2O3和 Fe2O3，在一定条件下可实现下图所示的物质之间的变化，据此判断（1）固体B所含物质的化学式为_。（2）固体E所含物质的化学式为_ _。（3）反应的离子方程式为_。Al2O3 （NH4）2SO4、K2SO4AlO2+2H2O+CO2 （过量） = Al(OH)3 +HCO3 或： 2AlO2+3H2O+CO2 （不足） = 2Al(OH)3 +CO32 第34页/共45页Al3+AlO2Al(OH)31234565“铝三角”关系及其应用写出上述转化的化学方程式

18、：第35页/共45页解析：本题涉及的化学反应有：Mg+2H+=Mg2+H2 2Al+6H+=2Al3+3H2H+OH=H2O Mg2+2OH=Mg(OH)2Al3+3OH= Al(OH)3 Al(OH)3 + OH = AlO2+2H2O（1）n(Mg)+n(Al)= 0.1mol 2n(Mg)+3n(Al)+1mol/L0.16L=0.4mol， 解得：n(Mg)=0.06mol n(Al)= 0.04mol当发生、时，消耗的碱为：n(NaOH)=2n(Mg)+4n(Al) =20.06mol40.04mol=0.28mol， 故V2= V1+ V(NaOH)=440mL【例7】将0.1 m

19、oL的镁、铝混合物溶于100mL 2mol/L H2SO4溶液中，然后再滴入1 mol/L NaOH溶液。请回答（1)若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化入图所示。当V1=160 mL时，则金属粉末中n(Mg)= mol，V2= mL。0mV1V2V/mL0.06440 第36页/共45页（2)若在滴加NaOH溶液过程中，欲使Mg2+、Al3+刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH)= mL【例7】将0.1 moL的镁、铝混合物溶于100mL 2mol/L H2SO4溶液中，然后再滴入1 mol/L NaOH溶液。请回答0mV1V2V/mL400

20、解析：(2)当刚好发生至、反应时，消耗的碱为：n(NaOH)=2n(Mg)+3n(Al)=20.06 mol30.04mol=0.24mol，所需NaOH体积为0.24L。故V(NaOH)=160mL+240mL=400mL。第37页/共45页（3）若混合物仍为0.1mol，其中Mg粉的物质的量分数为a，用100mL 2mol/L的硫酸溶解此混合物后，再加入450mL 1mol/L 的NaOH溶液，所得沉淀中无Al(OH)3。满足此条件的a的取值范围是 。【例7】将0.1 moL的镁、铝混合物溶于100mL 2mol/L H2SO4溶液中，然后再滴入1 mol/L NaOH溶液。请回答0mV1

21、V2V/mL解析：(3) 根据方程式计算 加入450mL 1mol/L 的NaOH溶液，完全反应后 NaOH过量0.45mol 0.40mol=0.05mol。若要完全溶解Al(OH)3，则n Al(OH)3 0.05mol，1a 0.05mol解得：a1/2第38页/共45页【例8】 向含1molKAl(SO4)2的溶液中，滴加Ba(OH)2溶液。请分别以沉淀物质的量n(mol)、沉淀质量m(g)对Ba(OH)2的物质的量x(mol)作图 nx12xm12 第39页/共45页 n12nBa(OH)21.5122.512)(n2Ba OHm466427.51.5解析： 第40页/共45页写出各阶段反应的离子方程式OA ；AB ；BC ；CD 。【例9】在20.0mL 0.500mol/L的明矾溶液中，逐滴加入0.1mol/L的Ba(OH