1、-_第二讲 镁、铝及其重要化合物1了解镁、铝及其重要化合物的制备方法。2掌握镁、铝及其重要化合物的主要性质及其应用。镁、铝的性质及应用知识梳理一、镁的性质及应用1镁的性质(1)物理性质：银白色、具有金属光泽的固体，密度、硬度均较小，熔点较低，有良好的导电性、导热性和延展性。(2)化学性质与 N2 反应：3MgN 2 Mg3N2= = = = =点 燃 与 CO2 反应：2MgCO 2 2MgOC= = = = =点 燃 与热水反应：Mg2H 2O Mg(OH)2H 2= = = = = Mg 在 CO2 中能燃烧，所以 Mg 着火时不能用二氧化碳灭火器和泡沫灭火器灭火。2海水提镁 Mg 2 2
2、OH =Mg(OH)2沉 淀 Mg2 Mg(OH) 22HCl= =MgCl22H 2O制 MgCl2 MgCl 2(熔融) MgCl 2电 解 得 Mg = = = = =电 解 3镁的用途生产合金，冶金工业上用作还原剂和脱氧剂。4镁的重要化合物-_物质 主要性质及反应方程式氧化镁 碱性氧化物 MgO2H =Mg2 H 2O中强碱 Mg(OH)22H =Mg2 2H 2O难溶于水 Mg2 2OH =Mg(OH)2氢氧化镁溶解度小于碳酸镁 MgCO3H 2O Mg(OH)= = = = = 2CO 2二、铝的性质及应用1铝的结构和存在形式：铝位于元素周期表的第三周期A 族，原子结构示意图为。铝
3、是地壳中含量最多的金属元素，自然界中的铝全部以化合态的形式存在。2.铝的物理性质,铝是银白色、具有金属光泽的固体，硬度较小，具有良好的导电性、导热性和延展性。3.铝的化学性质根据上图写出以下序号对应的有关反应的方程式(能写离子方程式的写离子方程式) ：2Al2OH 2H 2O=2AlO 3H 222AlFe 2O3 Al2O32Fe(铝热反应)= = = = =高 温 4.铝的用途纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。自我检测1.判断正误(正确的打“” ，错误的打 “”)。-_(1)(2017高考海南卷)铝箔在氯气中燃烧可制备无水三氯化铝。( )(2)铝在自然界中有游离态和化合态
4、两种形式。( )(3)MgO 与 Al 粉的混合物也可称为铝热剂。( )(4)Mg 粉与浓 NH4Cl 溶液反应放出 H2 和 NH3。( )(5)冶炼铝时常用焦炭作还原剂。( )(6)1 mol Al 与足量的硫酸或足量的氢氧化钠溶液反应转移电子数相同。( )(7)铝与少量 NaOH 溶液反应得到铝盐，与足量 NaOH 溶液反应生成偏铝酸盐。( )答案：(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 2.镁、铝单质的化学性质以相似性为主，但也存在某些较大差异性，下列物质能用于证明二者存在较大差异性的是( )CO 2 盐酸 NaOH 溶液 CuSO 4 溶液A. B.C. D.解析：选
5、 C。镁能与 CO2 反应而铝不能，铝能与 NaOH 溶液反应而镁不能。(1)Mg、 Al 在常温下均易在其表面形成致密的氧化膜。(2)常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生“钝化” ，而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应。(3)铝与稀硝酸反应时生成的气体是 NO 而不是 H2。(4)用铝箔包裹的钠与水反应时既考虑 Na 与水的反应，又考虑 Al 与 NaOH 溶液的反应。(5)铝热剂(发生铝热反应 ),铝热剂是铝与金属氧化物的混合物，铝热反应本质上是金属之间的置换反应，所以要遵循金属活动性顺序。例如：CuO 与 Al 能发生铝热反应，而 Al与 MgO 不能发生铝热反应。铝是
6、中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸( 非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出 H2 的金属，就铝的这一特殊性质回答下列问题：(1)等质量的两份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 -_。(2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，产生H2 的体积之比是 。(3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的 HCl、NaOH 溶液中，二者产生的 H2 相等，则 HCl 和 NaOH 的物质的量浓度之比是 。(4)甲、乙两烧杯中各盛有 100 mL 3 molL1 的盐酸和 NaOH 溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得
7、生成的气体体积比为 V(甲) V(乙)12，则加入铝粉的质量为 。A.5.4 g B.3.6 gC.2.7 g D.1.8 g解析 (1)根据化学方程式：2Al6HCl =2AlCl33H 2 、2Al2NaOH2H 2O=2NaAlO23H 2，得 Al 与 H2 的关系式均为 2Al3H 2，故只要参加反应的 Al 的量相等，所得 H2 的量必相等。(2)因为在反应中 Al 过量，产生的 H2 由 HCl 和 NaOH 的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl3H 2、2NaOH 3H2，故当 HCl、NaOH 物质的量相等时，二者产生 H2 的体积比为 13。(3)因为铝足量且产生 H
8、2 相等，根据关系式 n(HCl)n(NaOH)31，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度 c(HCl)c(NaOH)n(HCl) n(NaOH)31。(4)其反应原理分别为2Al6HCl =2AlCl33H 2 ，2Al2NaOH2H 2O=2NaAlO23H 2。可见当参加反应的 HCl 和 NaOH 的物质的量相等时，产生 H2 的体积比是 13，而题设条件体积比为12，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于 NaOH 来说是不足的。2Al6HCl = = 2AlCl 33H 26 mol 3 mol3 molL1 0.1 L 0.15 mol则 Al 与 NaOH 反应生成的 H
9、2 为 0.15 mol20.3 mol。2Al2NaOH2H 2O=2NaAlO23H 2227 g 3 mol5.4 g 0.3 mol-_即投入的铝粉为 5.4 g。答案 (1)11 (2)1 3 (3)31 (4)AAl 既能溶于强酸，又能溶于强碱，所以说“Al 既有金属性，又有非金属性” 。你认为这种说法是否恰当？为什么？答案：不恰当。金属性是指元素的原子失电子的能力，非金属性是指元素的原子得电子的能力。铝不论是与酸反应还是与碱反应，都是失去 3e ，化合价升高为3 价，均作还原剂，因而铝具有较强的金属性。铝与酸、碱反应的定量关系铝分别与盐酸、NaOH 溶液反应的原理：2Al6HCl
10、= =2AlCl33H 2， 2Al2NaOH 2H2O=2NaAlO23H 2。(1)等量的铝与足量盐酸和足量氢氧化钠溶液反应，产生 H2 的体积比为 。VHCl(H2)VNaOH(H2)11(2)足量铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生 H2 的体积比为 。VHCl(H2)VNaOH(H2)13(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸和 NaOH 溶液反应，若产生 H2 的体积比为 13 ，则必定是铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；铝与 NaOH 溶液反应时，VHCl(H2)VNaOH(H2)11铝不足而 NaOH 溶液过量。题组一 镁、铝的性质1.下列金属中，表面自然形成的氧化层能
11、保护内层金属不被空气氧化的是( )A.K B.NaC.Fe D.Mg解析：选 D。钾属于活泼金属，与氧气发生剧烈反应， A 项错误；钠属于活泼金属，与空气中的氧气发生反应生成氧化钠，氧化钠不能保护内层金属钠，B 项错误；铁表面生成的 Fe2O3 不能保护内层金属铁， C 项错误；在空气中金属 Mg 表面形成致密的 MgO 保护层，保护内层金属不被氧化，D 项正确。2.(2016高考上海卷)已知 NaOHAl(OH) 3=NaAlO22H 2O。向集满 CO2 的铝制易拉-_罐中加入过量 NaOH 浓溶液，立即封闭罐口，易拉罐渐渐凹瘪；再过一段时间，罐壁又重新凸起。上述实验过程中没有发生的离子反
12、应是( )A.CO22OH =CO H 2O23B.Al2O32OH =2AlO H 2O2C.2Al2OH 2H 2O=2AlO 3H 22D.Al3 4OH =AlO 2H 2O2解析：选 D。向集满 CO2 的铝罐中加入过量氢氧化钠浓溶液，首先 CO2 与氢氧化钠反应，表现为铝罐变瘪，接着过量的氢氧化钠再与铝罐反应，铝罐表面有氧化膜 Al2O3，故可发生 A、B、C 的反应。题组二 镁、铝与酸或碱反应的计算3.将等物质的量的镁和铝混合，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( )A.3 molL1 HCl B.4 molL1 HNO3C.8 molL
13、1 NaOH D.18 molL1 H2SO4解析：选 A。在镁、铝混合物中加入 HNO3 和浓 H2SO4 都不产生 H2；加入 NaOH 溶液，只有 Al 与之反应生成 H2，而镁不反应；加入盐酸，镁、铝都与盐酸反应生成 H2，所以放出 H2 的量最多。4.(2018兰州模拟)将等物质的量的金属 Na、Mg、Al 分别与 100 mL 2 molL1 的盐酸反应，实验测得生成气体的体积 V(已折合为标准状况) 与时间 t 的关系如图所示，则下列说法错误的是( )A.x2.24B.钠的物质的量为 0.2 molC.反应时，Na、Mg、Al 均过量D.曲线 b 为 Mg 与盐酸反应的图像解析：
14、选 C。由图像可以看出，生成气体的体积相等，则盐酸完全反应，x2.24，A正确。根据生成的 H2 为 2.24 L，可知 Na 失去 0.2 mol 电子，则钠的物质的量为 0.2 mol，B 正确。反应时如果钠过量，则钠会继续与水反应，生成的气体必多于 2.24 L，C 错误。根据反应速率可知曲线 a、b、c 依次是 Na、Mg、Al 与盐酸反应的图像，D 正确。铝的重要化合物知识梳理-_1.氧化铝(1)物理性质：白色固体，难溶于水，有很高的熔点。(2)化学性质(用化学方程式表示)2氢氧化铝(1)物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。(2)化学性质(用化学方程式表示)Al(OH)
15、3 的电离方程式为 受热分解：2Al(OH) 3 Al2O33H 2O。= = = = = (3)制备向铝盐溶液中加入氨水，离子方程式为 Al3 3NH 3H2O=Al(OH)33NH 。4向 NaAlO2 溶液中通入足量 CO2，离子方程式为 AlO CO 22H 2O=Al(OH)23HCO 。3NaAlO 2 溶液与 AlCl3 溶液混合，离子方程式为 3AlO Al 3 6H 2O=4Al(OH)23。3常见的铝盐(1)硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。(2)明矾的化学式为 KAl(SO4)212H2O，它是无色晶体，可溶于水，其水溶液 pH7。明矾可以净水，其净
16、水的原理是 Al3 3H 2OAl(OH)3(胶体)3H ，Al(OH) 3 胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。自我检测1判断正误(正确的打“” ，错误的打“”) 。(1)明矾用作净水剂不涉及化学变化。( )(2)向 NaAlO2 溶液中通入过量 CO2 制 Al(OH)3 的离子方程式：CO2AlO 2H 2O=Al(OH)3HCO 。( )2 3(3)Al(OH)3 既能与稀硫酸反应又能与 NaOH 溶液反应。( )-_(4)明矾溶于水产生 Al(OH)3 胶体的离子方程式： Al3 3H 2O=Al(OH)33H 。( )答案：(1) (2) (3) (4)2下列有关铝及其重要化合物的叙述
17、正确的是( )A(2015高考江苏卷 )制备 Al(OH)3 悬浊液：向 1 molL1 AlCl3 溶液中加过量的 6 molL 1 NaOH 溶液B(2015 高考山东卷) 向 Al2(SO4)3 溶液中加入过量NH3H2O：Al 3 4NH 3H2O=AlO 2H 2O4NH2 4C(2015 高考全国卷，10C)用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，现象是熔化后的液态铝滴落下来，结论是金属铝的熔点较低D(2015高考山东卷改编 )将 AlCl3 加入 Ba(HCO3)2 溶液中同时有气体和沉淀产生解析：选 D。A 项，Al(OH) 3 是两性氢氧化物，可以和过量氢氧化
18、钠反应生成偏铝酸钠，故不能制备氢氧化铝悬浊液；B 项，Al(OH) 3 只能溶于强碱，不能溶于氨水；C 项，铝在空气中加热生成的氧化铝的熔点较高，所以内部熔化的铝不会滴落；D 项，Al 3 与 HCO发生水解相互促进的反应，生成 Al(OH)3 沉淀和 CO2 气体。 31Al(OH) 3 是一种不溶于水的白色胶状物，能作净水剂，能中和胃酸，也是一种阻燃材料。2Al(OH) 3 具有两性，能溶于强酸、强碱，但不溶于弱酸(如 H2CO3)、弱碱(如氨水)。因此，制备 Al(OH)3 时用可溶性铝盐与过量氨水反应而不用 NaOH 溶液，或向偏铝酸盐溶液中通入足量 CO2 而不用盐酸。3既能和强酸反
19、应又能和强碱反应的物质(1)金属单质：如 Al。(2)两性化合物：如 Al2O3、Al(OH) 3、氨基酸、蛋白质。(3)多元弱酸的酸式盐：如 NaHCO3、KHS、KHSO 3 等。(4)弱碱弱酸盐：如 CH3COONH4、(NH 4)2CO3 等。下列各组物质，前者逐滴滴加到后者中直至过量，先出现白色沉淀，后来沉淀-_又消失的是( )AH 2SO4 滴入 NaAlO2 溶液中BBa(OH) 2 溶液滴入 Al2(SO4)3 溶液中CAl 2(SO4)3 溶液滴入 NaOH 溶液中D氨水滴入 Al2(SO4)3 溶液中解析 将 H2SO4 滴入 NaAlO2 溶液中，先生成 Al(OH)3
20、沉淀，Al(OH) 3 又溶于过量的H2SO4 中， A 正确；Ba(OH) 2 溶液滴入 Al2(SO4)3 溶液中，先生成 BaSO4、Al(OH) 3 沉淀，而 Al(OH)3 又溶于 Ba(OH)2 溶液，但 BaSO4 不溶解，B 错误； Al2(SO4)3 溶液滴入 NaOH 溶液中，开始由于 OH 过量发生反应：Al 3 4OH =AlO 2H 2O，故开始无沉淀生成， 2C 错误；氨水滴入 Al2(SO4)3 溶液中，立即产生 Al(OH)3 沉淀，但沉淀不溶于过量氨水，D错误。答案 A将上述例题中滴加顺序颠倒，符合题意的选项是哪个？说明理由。答案：C 项符合题意。将 NaAl
21、O2 滴入 H2SO4 溶液中，由于 H2SO4 过量先生成 Al2(SO4)3，NaAlO 2 再与 Al2(SO4)3 反应生成 Al(OH)3 沉淀，A 错误； Al2(SO4)3 滴入 Ba(OH)2 溶液中，一定生成 BaSO4 沉淀，而 BaSO4 不溶解，B 错误；NaOH 滴入 Al2(SO4)3 溶液中，先生成Al(OH)3 沉淀， Al(OH)3 又溶于过量的 NaOH 溶液中，C 正确；由于 Al(OH)3 不溶于过量氨水，Al 2(SO4)3 滴入氨水中，立即产生 Al(OH)3 沉淀，D 错误。铝及其化合物与 H 、OH 的反应规律 H 过 量 Al3 和 H2Al3
22、 和 H2OAl3 和 H2OAl3 和 H2O)Error! OH 过 量题组一 Al 2O3 和 Al(OH)3 的两性1.将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是( )A.稀硝酸 B.稀盐酸C.硝酸铜 D.氢氧化钠-_解析：选 C。钝化的实质是 Fe、Al 在浓 H2SO4 或浓 HNO3 作用下其表面被氧化成一层致密的氧化物保护膜。由于铝的氧化物 Al2O3 是一种两性氧化物，既可与强酸反应，又可与强碱反应，故 A、B、D 三项皆不符合题意，只有 C 选项中的 Cu(NO3)2 不与 Al2O3 反应，故不可能与钝化的铝条发生反应。2.(2018最新改编题)按要求填空。
23、NaHSO 3 Al 2O3 Al(OH) 3 (NH 4)2CO3CH 3COONH4 NaHCO 3 Al(1)在以上物质中，既能与强酸反应，又能与强碱反应的是 。(2)属于两性化合物的是 。解析：(2)两性化合物是指既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的化合物，故只有Al2O3 和 Al(OH)3 符合。答案：(1) (2)题组二 制备 Al(OH)3 的最佳途径3.用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝，下述操作步骤中最恰当的组合是( )加盐酸溶解 加烧碱溶液溶解 过滤 通入过量 CO2 生成 Al(OH)3 沉淀 加入盐酸生成 Al(OH)3 沉淀 加入过量烧碱溶液A. B. C. D.
24、解析：选 B。由镁粉和铝粉制取纯净 Al(OH)3 的过程如下：4.若甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备 Al(OH)3。规定必用的药品如下：350 g 70%H2SO4 溶液，NaOH 固体 240 g，足量铝屑、水(不能用其他药品 )。甲、乙、丙用各自设计的方案制得 Al(OH)3 的质量分别是 W1、W 2、W 3。三种实验方案如下：甲：铝加 NaOH 溶液加 H2SO4 溶液W1 g Al(OH) 3乙：铝加 H2SO4 溶液加 NaOH 溶液W 2 g Al(OH)3丙： W 3 g Al(OH)3铝 加 H2SO4溶 液铝 加 NaOH溶 液 试回答：(1)从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素分析，实验方案最合理的是
