镁铝及其重要化合物 -1

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第三章金属元素及其化合物第二节镁铝及其重要化合物 一、知识点排查1、镁和铝的物理性质比较镁铝颜色状态熔点（℃）密度（g/cm3）硬度镁和铝都是色的（填“轻”或“重”）金属，有较强的、和良好的、性。银白色固体银白色固体648.8660.41.742.72.12.9银白色轻延展性导电导热铝比镁硬度稍大、熔沸点稍高（铝中金属键比镁强） 2.Mg、Al的化学性质MgAl与非金属反应O2N2SCl2空气中形成氧化物薄膜，具有抗腐蚀的性能点燃2Mg+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： 与酸反应氧化性酸H+与碱反应与盐反应△Mg+2H2OMg(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+CO22MgO+C高温2Al+Fe2O32Fe+Al2O3反应，无氢气生成在冷浓硝酸、浓硫酸中“钝化”，加热时反应，无氢气生成Mg+2H+=Mg2++H2↑2Al+6H+=2Al3++3H2↑2Al+2H2O+2OH—=2AlO2—+3H2↑Mg+Cu2+=Mg2++Cu2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu铝热反应用途、引发 海水铝土矿电解冶炼△存在用途光卤石菱镁矿铝土矿(KCl·MgCl2·6H2O)(MgCO3)(Al2O3、Fe2O3、SiO2等)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MgMgCl2Al(OH)3Al2O3AlMg(OH)2 思考：（1）Mg粉加入至NH4Cl中可能有几种气体产生？请说明理由 （2）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=2Al(OH)3+3H2↑2Al(OH)3+2NaOH=2NaAlO2+4H2O2Al+6H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑+4H2O此反应中，还原剂是，氧化剂是。铝水 【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 3.Mg、Al的化合物（1）Mg、Al的氧化物MgOAl2O3物理性质化学性质H2OH+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） （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+OH—类别主要用途实验室制法Mg(OH)2MgO+H2O△2Al(OH)3Al2O3+3H2O△白色，不溶于水白色胶状，不溶于水、有很强的吸附性Mg(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)2↓？ 练习：写出Al、Al2O3、Al(OH)3分别和NaOH溶液反应的化学方程式。2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2OAl(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O AlO2－＋H＋＋H2OAl(OH)3Al3＋＋3OH－①酸式电离②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： （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②优于法①①Al3＋Al(OH)3AlO2－OH－适量OH－过量②Al3＋Al(OH)3不溶解NH3·H2O适量NH3·H2O过量(2)偏铝酸盐与酸反应：(3)相互促进水解反应：法②优于法①①AlO2－Al(OH)3Al3＋H+过量H+适量②AlO2－Al(OH)3不溶解CO2适量CO2过量Al3＋＋3AlO2－＋6H2O＝4Al(OH)3↓ 【例5】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）Zn＋2NaOH＝Na2ZnO2＋H2[或]（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—） （3）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。①硫酸铝和氢氧化钠②硫酸铝和氨水③硫酸锌和氢氧化钠④硫酸锌和氨水（4）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性锌盐与氨水反应制备氢氧化锌的原因。①③④Al3+＋3NH3·H2O＝3NH4+＋AlOH3可溶性锌盐与氨水反应产生的ZnOH2可溶于过量氨水中，生成，氨水的用量不易控制。 4．“铝三角”关系及其应用Al3+AlO2—Al(OH)3123456写出上述转化的化学方程式：镁及其重要化合物之间的转化⑤MgMgOMgSO4Mg(OH)2①②③④⑥⑦ 5、镁和铝单质的制备1、以海水为原料，写出MgCl2的提取和Mg的制备流程。海水熟石灰过滤Mg(OH)2盐酸MgCl2溶液结晶MgCl2.6H2OHCl干燥气流加热MgCl2熔融电解Mg抑制水解 2、如何从铝土矿(含Fe2O3、Al2O3、SiO2)中获得纯净的Al2O3? 如何进一步制备Al？2Al2O34Al+3O2↑电解熔融熔点：20450C添加Na3AlF6（冰晶石）10000C 注意：电解时需定期更换阳极（碳块）。为什么？ 3Fe3O4+8Al===9Fe+4Al2O3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 【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①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— 试作出下列反应图像，并写出各阶段离子方程式。01234n(NaOH)n[Al(OH)3]①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01234n(AlCl3)n[Al(OH)3]Al3++3OH—(少量)=Al(OH)3↓Al(OH)3+OH—=AlO2—+2H2OAl3++4OH—(过量)=AlO2—+2H2OAl3＋＋3AlO2－＋6H2O＝4Al(OH)3↓3mol3mol1mol3mol1mol思考(5) 01234n[Al(OH)3]n(HCl)②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01234n(NaAlO2)n[Al(OH)3]AlO2—+H2O+H+(少量)=Al(OH)3↓Al(OH)3+3H+=Al3++3H2OAlO2—+4H+(过量)=Al3++2H2OAl3＋＋3AlO2－＋6H2O＝4Al(OH)3↓1mol3mol1mol3mol n(NaOH)n[Al(OH)3]③向HCl酸化的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至过量④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—+2H2OAl3++3OH—(少量)=Al(OH)3↓Al(OH)3+OH—=AlO2—+2H2OMg2++2OH—=Mg(OH)2↓