镁铝及其化合物

镁、铝及其化合物一、镁、铝的性质和用途1、原子结构MgAl在周期表中的位置原子结构示意图原子序数最外层电子数原子半径失电子能力第三周期ⅡA第三周期ⅢA121323Mg＞AlMg＞Al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、延展性和韧性差异:铝比镁硬度稍大、熔沸点稍高2、镁铝的物理性质理由：铝的金属键强度比镁大3、化学性质MgAlO22Mg+O2→2MgO点燃与非金属反应4Al+3O2→2Al2O3点燃N2SCl23Mg+N2→Mg3N2点燃Mg+S→MgS点燃2Al+3S→Al2S3加热Mg+Cl2→MgCl2点燃2Al+3Cl2→2AlCl3点燃常温下、空气中形成氧化物薄膜，具有抗腐蚀的性能与氧化物反应H2OCO2Fe2O3Mg+2H2O→Mg(OH)2↓+H2↑△2Mg+CO2→2MgO+C点燃2Al+Fe2O3→2Fe+Al2O3高温与酸反应氧化性酸反应，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H+Mg+2H+→Mg2++H2↑2Al+6H+→2Al3++3H2↑2Al+2H2O+2OH—→2AlO2—+3H2↑2Al+3Cu2+→2Al3++3CuMg+Cu2+→Mg2++Cu与碱反应与盐反应铝热反应2Al+6H2O→2Al(OH)3↓+3H2↑△冷水反应缓慢冷水几乎不反应Mg+2NH4Cl→MgCl2+2NH3↑+H2↑3Mg+8HNO3(稀)→3Mg(NO3)2+2NO↑+4H2O问题：镁与氯化铵、硝酸反应产物怎么写呢？铝热反应：•高温下：Al+MxOy→Al2O3+M+大量热，MxOy是比Al不活泼的金属的氧化物，如Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2等。•引发：铝热剂上加少量，在混合物中插一根，点燃。•用途：(1)冶炼高熔点的金属KClO3Mg(2)焊接钢轨注意1:铝与强碱溶液反应的实质:反应过程：2Al+6H2O＝2Al(OH)3↓+3H2↑2Al(OH)3+2NaOH＝2NaAlO2+4H2O总反应式：2Al+2H2O+2NaOH＝2NaAlO2+3H2↑Al与水很难反应，且生成的Al(OH)3附在Al的表面，阻止了Al继续反应，但强碱NaOH能溶解Al(OH)3，故可促使Al与强碱液反应。而弱碱如氨水，不溶解Al(OH)3，故Al在弱碱溶液中不反应。注意2:6e4、制取：MgCl2Mg+Cl2↑2Al2O34Al+3O2↑电解法冰晶石（Na3AlF6）问1：冰晶石的作用？问3：MgCl2如何得来？海水Ca(OH)2Mg(OH)2HCl浓缩MgCl2问2：为何不电解氯化铝？降低氧化铝的熔点。氯化铝是分子晶体。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高D．工业上常利用铝热反应冶炼难熔金属，如钒、铬、锰。D2．将相同质量的镁条分别在①氧气中②空气中③氮气中④二氧化碳中完全燃烧，燃烧后所得固体产物的质量由小到大的顺序（）A．②＜①＜③＜④B．④＝①＝②＝③C．③＜②＜①＜④D．③＜①＜②＜④C３、镁遇到下列物质不放出H2的是:()①NH4Cl溶液②KOH溶液③Na2CO3溶液④热的乙醇⑤苯⑥醋酸溶液⑦FeCl3溶液⑧CuSO4溶液⑨NaH2PO4⑩NaHCO3溶液(A)①⑥⑦⑧(B)③④⑤⑨⑩(C)②③⑤⑩(D)③④⑤⑦４、等量Mg、Al合金粉末分别与下列四种过量的溶液充分反应，放出H2最多的是（）A、2mol·L-1H2SO4溶液B、18mol·L-1H2SO4溶液C、6mol·L-1KOH溶液D、3mol·L-1HNO3溶液CA3、某无色透明溶液与铝反应放出Ｈ2，该溶液中可能含有大量的H＋、K＋、Mg2＋Cl－、OH－、NO3－、CO32－等离子，试推断第一种情况一定含有可能有第二种情况一定有可能有H＋、Cl－K＋、Mg2＋OH－、K＋NO3-、CO32-、Cl-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+2OHˉ→2AlO2ˉ+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）二、镁和铝的重要化合物1、氧化镁和氧化铝刚玉（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++H2O2Al(OH)3+6H+→2Al3++3H2OAl(OH)3+OH—→AlO2ˉ+2H2O中强碱两性氢氧化物制MgO和镁盐制备Al2O3和净水剂Mg2++2OHˉ=Mg(OH)2↓Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4+Al(OH)3的两性在溶液中同时发生酸式电离和碱式电离.Al(OH)3＝H3AlO3HAlO2+H2OAl3++3OH－AlO2－+H+加入酸，向碱式电离方向进行，此时Al(OH)3是碱性；加入碱，向酸式电离方向进行，这时Al(OH)3显酸性。应用于离子共存，列举哪些离子不能与Al3+共存？哪些离子不能与AlO2-共存注意1离子共存问题Al3+与HS-、S2-、AlO2-、HCO3-、CO32-因相互促进水解而不能大量共存；AlO2-与NH4+、Al3+、Fe3+等也不能大量共存。注意2注意3氢氧化铝不溶于弱酸、弱碱CO2+2NaAlO2+3H2O→2Al(OH)3↓+NaHCO3或Na2CO3练习：既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应的化合物是（）①Al②NaHCO3③Al2O3④Mg（OH）2⑤Al（OH）3A、①②③⑤B、①④⑤C、②③⑤D、①③④C三、铝三角及其应用Al(OH)3Al3+AlO2–③①⑥⑤②④铝三角是指Al3+、Al（OH）3和AlO2-相互转化的三角关系具体反应有：①Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O（强酸）②Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O（强碱）③Al3++3OH-=Al（OH）3↓（强碱、弱碱及水解显碱性的盐）④AlO2-+H++H2O-=Al（OH）3↓（强酸、弱酸及水解显酸性的盐）⑤AlO2-+4H+=Al3++2H2O（强酸）⑥Al3++4OH-=AlO2-+2H2O（强碱）Al3++3AlO2-+6H2O=4Al（OH）3↓思考题：1、把Ba(OH)2溶液滴入明矾溶液中,使SO42-全部转化成BaSO4沉淀,此时铝元素的主要存在形式是（）A.Al3+B.Al(OH)3C.AlO2-D.Al3+和Al(OH)3C问：为何明矾可以净水？答：明矾水解生成氢氧化铝胶体。胶体微粒有很大的表面积，能吸附水中的杂质。问：AlCl3溶液加热灼烧最后得到的物质是什么？答：Al2O3问：Al2(SO4)3溶液加热灼烧最后得到的物质是什么？答：Al2(SO4)3铝的存在：铝元素占地壳总量的7.73%，是地壳中含量最多的金属。由于铝是活泼的金属，因此铝元素在自然界中均以化合态的形式存在。四、从铝土矿中提取铝Al2O3Fe2O3SiO2过量盐酸过滤①SiO2除去AlCl3FeCl3HCl溶液过量NaOH溶液过滤②Fe(OH)3除去NaAlO2NaClNaOH溶液过量CO2过滤③滤液除去Al(OH)3△Al2O3方法1Al通电④酸溶法归纳：酸-碱-弱酸Al2O3Fe2O3SiO2过量NaOH溶液过滤①Fe2O3除去NaAlO2Na2SiO3NaOH溶液过量盐酸过滤②AlCl3NaClHCl溶液过量氨水过滤③滤液除去Al(OH)3方法2H2SiO3除去④△Al2O3Al通电碱溶法归纳：碱-酸-弱碱镁的存在和提取一、存在主要以化合态的形式存在于地壳和海水(MgCl2)中。海水中镁的总储量约为1.8×1015t。镁的存在和提取提取过程：海水杂质氯化镁石灰乳氢氧化镁沉淀过滤加盐酸蒸发结晶得氯化镁晶体MgCl2·6H2O电解熔融镁贝壳（CaCO3）煅烧生石灰水（CaO）1、假如你是一名工程师,试以Al、稀盐酸、NaOH溶液为原料设计制备Al(OH)3的各种可能方案,并选择出最佳的方案?思考题方案设计AlCl3Al稀HClAl(OH)3适量NaOH①NaAlO2AlNaOH溶液适量HClAl(OH)3②Al稀HClAlCl3Al(OH)3AlNaAlO2NaOH溶液③3moL3moL1moL1moL3/4moL3/4moL最佳方案！提示:试从每生产1molAl(OH)3所消耗的试剂用量给于评价.1/4moL3/4moL2、下列各组试剂，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Al2(SO4)3B、稀HCl和Na2CO3溶液C、CaCl2和Na2CO3溶液D、Ba(OH)2和NaHSO4溶液Ａ、Ｂ五、有关铝的图象问题（1）往AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量01234n(NaOH)n[Al(OH)3]Al3++3OH-=Al（OH）3↓Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O先有沉淀，后沉淀消失（2）往NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液至过量4OH-+Al3+=AlO2-+2H2O3AlO2-+Al3++6H2O=Al（OH）3↓01234n(Al3＋)n[Al(OH)3]开始无现象，后出现白色沉淀，且沉淀不溶解12OH-+3Al3+=3AlO2-+6H2O（3）往向NaAlO2中逐滴加盐酸至过量（4）向盐酸中加NaAlO2AlO2-+H++H2O-=Al（OH）3↓Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O01234n(HCl)n[Al(OH)3]开始出现白色沉淀，后全部溶解4H++AlO2-=Al3++2H2OAl3++3AlO2-+6H2O=Al（OH）3↓01234n(NaAlO2)n[Al(OH)3]开始无现象，后出现白色沉淀，且沉淀不溶解（5）向盐酸酸化的AlCl3中滴加NaOH01234n(NaOH)n[Al(OH)3]（6）向AlCl3中加NaAlO201234n(NaAlO2)n[Al(OH)3]H++OH-=H2OAl3++3OH-=Al（OH）3↓Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O开始无现象，后出现白色沉淀，最后沉淀溶解Al3++3AlO2-+6H2O=Al（OH）3↓有沉淀，且沉淀不消失(7)向NaAlO2溶液中通入足量的CO2气体AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-nAl(OH)3nC02011练习：1、选取相应的图像的序号,填入对应的反应中。（1）在等物质的量的氯化镁和氯化铝混合溶液中加入氢氧化钠溶液至过量()（2）在等物质的量的盐酸、氯化镁、氯化铝混合溶液中加入氢氧化钠溶液至过量()CDn沉(mol)V(NaOH)0123456V(NaOH)0214n沉(mol)3．．n沉(mol)V(NaOH)20(A)(D)(C)(B)n沉(mol)V(NaOH)01234567．．．．．．．．．2、向100mL1mol/LAlCl3溶液中加入_________molNaOH,生成沉淀3.9g。3、在含amolAlCl3的溶液中加入bmolKOH的溶液，生成沉淀的物质的量可能是（）①amol②bmol③1/3amol④1/3bmol⑤0mol⑥（4a-b）molA、①②③④⑤B、①③④⑤⑥C、①④⑤D、①④⑤⑥B0.15或0.354．向20mL2mol/LAlCl3溶液中加入30mLNaOH溶液，充分反应后得到0.78g沉淀，则NaOH溶液的物质的量浓度是()A、1mol/LB、2