镁铝及其化合物1

1、第三章 金属及其化合物第 讲2镁、铝及其化合物1元素周期表中的位置核外电子排布K层L层M层镁铝第三周期第II A族 第三周期第III A族 2822831、原子结构的比较 一 镁、铝22、物理性质的比较 相似点：均为 ；均为 ； 熔点均 ；硬度均 。都具有金属的通性 不同点：镁在密度、熔点、沸点、硬度上均 铝。 银白色轻金属较低较小小于(或低于)3、镁、铝单质的化学性质的比较3(1)与非金属单质的反应2Mg + O2 = 2MgO点燃4Al + 3O2 = 2Al2O33Mg + N2 = 2Mg3N2点燃Mg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2 + 2NH3MgAl非金属反应O2常温下

2、，形成致密氧化膜,起保护作用点燃燃烧Cl2,加热MgCl2AlCl3N2,加热Mg3N24反 应 剧 烈 程 度化学反应方程式MgAlMg + 2H2O = Mg(OH)2 +H2与冷水微弱反应与沸水能反应与冷水不反应与沸水微弱反应(2）和水反应5铝热反应现象：1、剧烈反应，发出耀眼的光芒2、放出大量的热3、有熔融物落入沙中 （3)与某些氧化物反应高温2Al+Fe2O32Fe+Al2O36铝热反应的应用：焊接钢轨 冶炼高熔点金属【思考】请写出铝与MnO2、V2O5的反应方程式4Al +3 MnO2 3Mn + 2Al2O3 高 温10Al + 3V2O5 6V + 5Al2O3 高 温7【思考

3、】镁条着火时，能否用水？能否用泡沫灭火器？应采取何措施将其扑灭？Mg在空气中燃烧，有几种产物？2Mg + CO2 2MgO + C点燃用沙土扑灭三种，MgO、Mg3N2、C8.和非氧化性酸反应（盐酸、稀硫酸等）（剧烈反应）Mg + 2H+ = Mg2+ + H2（迅速反应）2Al + 6H+ = 2Al3+ + 3H2.和氧化性酸反应（硝酸、浓硫酸等）Mg+4HNO3(浓)= Mg(NO3)2+2NO2+2H2OAl +6HNO3(浓) Al(NO3)3+3NO2+3H2O（4)与酸反应Al常温与冷的浓硝酸、浓硫酸钝化，加热反应92Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2+3H2

4、镁不与碱反应，铝可与强碱反应2Al + 2OH- + 2H2O = 2AlO2-+3H2（5)与碱反应103、镁、铝冶炼 冶炼方法化学方程式镁铝电解法电解法Na3AlF6114.铝的用途制造电线和电缆（导电性），可作汽车、飞机、火箭材料（镁铝合金），做各种铝质器皿注意：铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性或咸的食物121、物理性质及用途MgO用途：耐火材料(Al2O3熔点高)冶炼金属铝(加入冰晶石Na3AlF6）二、氧化物及氢氧化物的对比密度较小的白色粉末，质轻，熔点较高，是优良的耐火材料Al2O3用途：132、化学性质相同点：都能与H+反应生成盐和水MgO+2H+=Mg2+H2OAl2

5、O3+6H+=2Al3+3H2O氢氧化物都是难溶弱碱，热稳定性差，加热易分解。 Mg(OH)2=MgO+H2O2Al(OH)3=Al2O3+3H2O14（2）不同点： Mg(OH)2是中强碱，可以使酚酞变浅红色，而Al(OH)3是 两性氢氧化，不能使酚酞变红。 MgO属于碱性氧化物，不能与强碱反应， Al2O3是两性氧化物，能与强碱反应。 Al2O3+2OH=2AlO2+H2O Mg(OH)2 Mg2+2OH-H+AlO2-+ H2O Al(OH)3 Al3+3OH-15Mg(OH)2只能溶于酸，而Al(OH)3具有两性。Al(OH)3 +3H+ =Al3+ + 3H2O Al(OH)3 +

6、OH- = AlO2- +2 H2O注意：Al(OH)3只能与强酸和强碱中， 不溶于弱酸和弱碱。 Mg(OH)2+ 2H+ = Mg2+ +2H2O16. Mg(OH)2制备： Mg2+ 2OH- = Mg（OH）2 . Al(OH)3的制备 ：可溶性铝盐与弱碱AlCl3+3NH3H2O =Al(OH)3+ 3NH4Cl 2AlO2-+CO2+3H2O=Al(OH)3 +CO32 （少量）或AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3 +HCO3 (过量) Al3+3AlO2 +6H2O=4Al(OH)3偏铝酸盐中通入CO2气体铝盐与偏铝酸盐双水解(3)Mg(OH)2、Al(OH)3的制备哪种

7、方法更好？17方法Al 3H+ Al3+ 30H- Al(OH)3方法Al OH-AlO2-H+ Al(OH)3方法 AlAl H+ Al3+Al OH- AlO2- Al(OH)3生成等量的Al（OH）3耗酸、碱更少18（4）Al(OH)3用途：凝聚水中悬浮物并能吸附色素， 常用作净水剂用作药物，治疗胃酸过多19三、重要的铝盐1、偏铝酸盐(1)偏铝酸盐与强酸反应；(2)偏铝酸盐与CO2： CO2过量： AlO2- + CO2 +2H2O =Al(OH)3 + HCO3-AlO2- + H+ + H2O = Al(OH)3AlO2- + 4H+ = Al3+ + 2H2O20(1)硫酸铝钾是由

8、两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。(2)明矾: 色晶体，_溶于水，水溶液pH 7明矾可以净水，其净水的原因是：_。2、明矾:KAl(SO4)212H2O -可作净水剂Al3+3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+无 可 Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水 211、下列物质中既能跟稀硫酸反应，又能跟氢氧化钠溶液反应的是 ( ) NaHCO3 (NH4)2S Al2O3 Al(OH)3AlA B C D全部即时巩固D22【总结】既能与酸反应又能与碱反应的物质两性氧化物：Al、Al2O3、Al(OH)3等；弱酸的酸式盐：NaHCO3、KHS、NaHSO3、 Na2HPO4、Na

9、H2PO4等；弱酸的铵盐：(NH4)2CO3、CH3COONH4、 (NH4)2S等；氨基酸Si+4HF=SiF4+2H2（特性）特殊：Si SiO2SiO2+4HF=SiF4+2H2O（特性）SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSi+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H223【思考】1等质量的铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应， 所得H2的体积之比是多少？2足量的铝分别投入到等物质的量的盐酸、氢氧化钠溶 液中，产生H2的体积之比是多少？VHCl(H2):VNaOH(H2)=1:1分析依据：2Al6HCl = 2AlCl33H2 2Al2NaOH2H2O = 2NaAlO23H2

10、 2Al2NaOH3H22Al6HCl3H2VHCl(H2):VNaOH(H2)=1:3243.当生成H2相等时,消耗的Al的量 ， 消耗的HCl与NaOH的物质的量之比 。相等3:14.一定量的铝分别与一定量的盐酸和NaOH溶 液反应，若产生H2的体积之比为 则与HCl反应时： 过量， 不足； 与NaOH反应时： 过量， 不足。AlHClAlNaOH252、镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积(V)与时间(t)关系如下图。反应中镁和铝的 ( )A物质的量之比为32B质量之比为32C摩尔质量之比为23D反应速率之比为23【解析】由关系式：MgH2,2Al3H2，可知产生等

11、量H2时，消耗Mg、Al物质的量之比为32，故A项正确。二者质量之比为43，摩尔质量之比为89，反应速率之比为32。A即时巩固26二、“铝三角”及其应用1“铝三角”是指Al3、Al(OH)3和AlO2相互转化的三角关系(如下图)过量H+ (4H+)Al3+Al(OH)3AlO2-H+OH-CO2+H2O，(H+) 适量过量OH- (4OH-)NH3H2O、(OH-) 适量反应中因物质的量不同对生成物影响的反应反应物加入顺序不同，产生现象产物不同的反应27【总结】不用试剂，只需通过滴加顺序就能鉴别的两种无色溶液有哪些？3、下列试剂只用试管和胶头滴管不用任何试剂就可以鉴别的是（ ）A.KOH和Al

12、2(SO4)3 B.稀HCl和Na2CO3C.CaCl2和Na2CO3 D.Ba(OH)2和NaHSO4硫酸（盐酸）和NaAlO2 AlCl3与NaOH 、 Na2CO3 与 HCl AgNO3和NH3H2OA B即时巩固282、 应用：（1）Al(OH)3的制取（2）与Al3+ 、AlO2- 有关的离子共存问题 Al3+不能与 OH-（直接沉淀），AlO2- HS-、S2-、HCO3-、 CO32-（双水解）大量共存AlO2-不能与 H+、HCO3-(直接反应)；Al3+、NH4+、 Fe3+（双水解）大量共存294、某无色溶液中加入铝粉只产生氢气，则下列离子组中可能大量共存的是 ( )AK

13、+ 、NH4+、Cl- 、NO3- BK+、Na+、Cl-、HCO3-CK+、NH4+、Cl-、SO42- DK+、CO32-、Cl-、SO32-5、某无色透明溶液跟金属Al反应，放出H2。试判断下列离子：Mg2+、Cu2+、Ba2+、H+、Ag+、SO42-、 OH-、 CO32-、HCO3-、NO3-，下列两种情况能存在此溶液中。当生成Al3+时，可能存在 _当生成AlO2时，可能存在_ _即时巩固C DOH、Ba2+、NO3H、Mg2+、SO4230（3）分离除杂。如除去Mg2中的Al3。注意：当溶液中有多种离子时，要考虑离子的反应顺序，如含有H、NH4、Mg2、Al3的混合溶液中逐滴加

14、入NaOH溶液，NaOH先与H反应，再与Mg2、Al3反应生成沉淀，再与NH4反应，最后才溶解Al(OH)3沉淀。一般是按生成水、沉淀、气体的顺序反应。316、某混合物A，含有KAl(SO4)2、Al2O3、CuO，在一定条件下可实现如下图所示的物质之间的转化：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_ _。即时巩固Al2O3(NH4)2SO4、K2SO4AlO2- +CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3-32镁、铝及其化合物的有关图像和计算33Al3、Al(OH)3、AlO2-之间转化图像及规律图像(1)现象：先有白色沉

15、淀产生，然后沉淀逐渐溶解。有关反应：AB：Al33OH=Al(OH)3BD：Al(OH)3OH=AlO2-2H2O1、向铝盐(Al3)溶液中滴加强碱溶液至过量34【规律总结】主要微粒存在分布图解：Al3与OH反应产生沉淀量的计算规律：n(Al3)n(OH)13时， 沉淀最多； n(Al3)n(OH)14时， 沉淀全溶。.351、向30 mL 1 mol/L的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4 mol/L的NaOH溶液，若产生0.78 g白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为( ) A3 mL B7.5 mL C15 mL D27.5 mL即时巩固B D注意：当nAl(OH)3n(Al3+),

16、n(NaOH)对应两个值362、向铝盐(Al3)溶液中滴加氨水至过量图像(1)现象： 产生白色沉淀，沉淀不溶解。有关反应： Al3+3NH3H2O=Al(OH)33NH4+【规律总结】碱性：Al(OH)3NH3H2O3n(Al3) n(NH3H2O) 时，沉淀最多 mAl(OH)378n(Al3)。373、向AlO2-溶液中滴加强酸溶液至过量(1)现象： 先生成白色沉淀，随后沉淀逐渐溶解。(2)图象(3)有关反应：AB：AlO2-HH2O=Al(OH)3BD：Al(OH)33H=Al33H2O38【规律总结】主要微粒存在分布图解：AlO2-与H反应生成沉淀的计算规律：n(AlO2-)n(H)1

17、1时，沉淀最多n(AlO2-)n(H)14时，沉淀全溶.394、向偏铝酸盐(AlO2-)溶液中通入足量的CO2AlO2-CO22H2O=Al(OH)3HCO3-图像(1)现象： 产生白色沉淀，沉淀不溶解。有关反应： (4)酸性强弱：H2CO3HCO3-Al(OH)3405、向铝盐(Al3)溶液中滴加偏铝酸盐(AlO2-)溶 液或向偏铝酸盐溶液中滴加铝盐溶液图像(1)现象： 产生白色沉淀，沉淀不溶解。有关反应： 3AlO2-Al36H2O=4Al(OH)3416、向强碱(OH)溶液中逐滴加入铝盐(Al3)(1)现象：先无明显现象，反应一段时间后逐渐产生白色沉淀。图像(3)有关反应：AB：Al34

18、OH=AlO2-2H2OBC：Al33AlO2-6H2O=4Al(OH)342【规律总结】当n(Al3)n(OH)14时， 溶液中无沉淀产生当n(Al3)n(OH)14时， 开始产生沉淀， 当n(Al3)n(OH)13时，沉淀量最大437.向强酸（H+）中逐滴加入AlO2-溶液至过量(1)现象：先无明显现象，反应一段时间后逐 渐产生白色沉淀。(2)图象(3)有关反应：AB：4HAlO2- =Al32H2OBC：Al33AlO2-6H2O =4Al(OH)344【规律总结】当n(AlO2-)n(H)14时， 溶液中无沉淀产生。当n(AlO2-)n(H+)14时， 开始产生沉淀，当n(AlO2-)

19、n(H)11时，沉淀量最大， mAl(OH)378n(H)45(1)现象：先无明显现象，反应一段时间后逐 渐产生白色沉淀，继续滴加沉淀逐渐溶解。(2)图象(3)有关反应8、向含H、Al3混合液中逐滴加入强碱溶液0A：HOH=H2OAB: Al33OH=Al(OH)3BC: Al(OH)3OH=AlO2-2H2O46(1)现象： 产生白色沉淀，继续滴加沉淀部分溶解。(2)图象(3)有关反应9、向含Mg2、Al3的混合液中逐滴加入强碱 溶液Mg22OH=Mg(OH)2Al33OH=Al(OH)3Al(OH)3OH=AlO2-2H2O47【规律总结】 n(Al3)nAl(OH)3(ba)(mol)

20、nB (OH)nA (OH)； n(Mg2)nMg(OH)2a(mol)=482将物质X逐渐加入(或通入)Y溶液中，生成沉淀的量与加入X的物质的量关系如图所示，符合图示情况的是( )即时巩固C493、将0.1 mol的镁、铝混合物溶于100 mL 2 mol/L的H2SO4溶液中，然后再滴加1 mol/L的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变化的关系如上图所示。当V1160 mL时，则金属粉末中n(Mg)_ mol，V2_ mL。(2)若滴加NaOH溶液过程中，欲使Mg2、Al3刚好沉淀完全，则NaOH溶液的体积V(NaOH) mL。(3)若混合物仍为0.1 mol，其中Mg粉的物质的量分数为a ，用100 mL 2 m