第11讲 金属镁、铝及其化合物(讲义)(解析版).docx

第 11 讲 金属镁、铝及及其化合物一 镁、铝单质的性质1. 镁、铝的结构和存在形态名称镁铝周期表中位置第三周期DA族第三周期DA族原子结构示意图广、、讥厂、''、、\(+121 282f+131 2 83门｝自然界存在形态化合态化合态2. 镁、铝的物理性质镁、铝都是银白色、有金属光泽的固体，密度较小，硬度较低，均具有良好的延展性、导电性和导热性等3. 铝的化学性质点燃L\]赵-2A1应2A]+ ：口△ … -2AICI.2；\]2 十汨—A]心高退金犒氣此物+ Fc（h — 2F亡+ AL 11°】此类反应買称讎反应）窣氨化社酸 ?A| rTr+（如稀盐釀、桶硫酸12AI'' +31 L人備子方程式）浹硫用、洙咖旳温时钝优，抑热时反应’怛不产生lbA1(NO )■ +X()A +2IU)M M 1 -强碱游直二丄 J.\：（）J l J[ I（） =2张吋（》+3旺 f某些扭滚液挣闻“小懐液亍注皿亠ZXKXO,).. - 31 Ig（梵换出比*1辰活泼的全厲）特别强调：1. 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2. 能与铝反应产生氢气的溶液可能呈强酸性也可能呈强碱性。

4. 对比掌握镁的化学性质铝镁与非金属反应能被ci2、o2氧化占燃2Mg+O2 点 ' 2MgO占燃3Mg+N2 占 ' Mg3N2与水反应反应很困难能与沸水反应：□Mg+2H2O Mg(OH)2+H2f与酸(H+)反应能与H+反应产生H2反应速度比Al快：Mg+2 H+ Mgz+ +H2T与碱反应能溶于强碱溶液产生H2不反应与某些氧化物反应能与 Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应能在CO2中燃烧：占燃2Mg+CO2 占 ' 2MgO+C特别强调：l. Mg在CO2中能够燃烧，所以活泼金属镁着火不能用干粉灭火器和泡沫灭火器灭火2•镁也可在氮气中燃烧，生成氮化镁(Mg3N2),氮化镁能与水剧烈反应生成Mg(OH)2沉淀并放出氨 气5. 从海水中提取镁(1) 工艺流程贝克|燃烧”心沁］术石衣乳 »|llCl| (2) 基本步骤及主要反应制熟石灰高温CaCO3 = = CaO+CO2f,CaO+H2O===Ca(OH)沉淀Mg2 ++2OH_===Mg(OHJJ酸化Mg(OH)2+2HC1 MgC]+2H2O蒸发结晶析出MgC12・6H2O脱水在氯化氢气流中使MgC12・6H2O脱水制得无水氯化镁电解电解熔融氯化镁制得镁：电解MgC12 (熔融)====— Mg+C12T特别强调：以防MgC12水解。

1•由MgCl2・6H2O得到无水MgCl2，必须在HC1气流中加热,2•因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应，故工业电解MgC12得到的镁，应在H2氛围中冷却3. Mg在空气中燃烧得到的固体物质主要为MgO和少量Mg3N2及C的混合物4. Mg(OH)2为难溶于水的白色沉淀，故常用NaOH溶液检验Mg2 +的存在5•由于Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小，故水垢的主要成分中含有的是Mg(OH)2,而非MgCO36. 镁的用途(1) 镁合金用于制造火箭、导弹和飞机的部件(2) 镁制造信号弹和焰火；(3) MgO作耐火材料课堂检测011．科学家发明的透明坚硬镁铝氧化物新型材料，可以用作显示器和屏幕，下列关于镁、铝的说法正确的是( )A. 镁铝制品在空气中能稳定存在是因为铝不活泼B. 浓HNO3、浓H2SO4能用铝制器皿盛装是因为铝与浓HNO3、浓H2SO4不反应C. 镁、铝均能与NaOH溶液反应D. 铝与Fe2O3发生铝热反应是利用了 A1的还原性比Fe强答案：D2. 小明家中收藏着一件清末的铝制品佛像，该佛像至今仍保存完好该佛像未锈蚀的主要原因是()A. 铝不易发生化学反应B. 铝不易被氧化C. 铝的氧化物容易发生还原反应D. 铝易被氧化，但氧化生成的氧化铝具有保护内部铝的作用答案： D3．镁、铝都是较活泼的金属，下列描述中正确的是( )A. 高温下，镁、铝在空气中都有抗腐蚀性B. 镁、铝都能跟稀盐酸、稀硫酸、强碱反应C. 镁在点燃条件下可以与二氧化碳反应，铝在一定条件下可以与氧化铁发生氧化还原反应D. 铝热剂是镁带、铝粉和氧化铁的混合物答案：C【解析】常温下，镁和铝在空气中都能跟氧气反应，表面生成一层致密的氧化物薄膜，这层氧化物 薄膜能够阻止金属的继续氧化，所以镁和铝在常温下都有抗腐蚀性，但是在高温下镁、铝都能 跟氧气剧烈反应，放出大量热，选项A错误；镁能跟酸反应不能跟碱反应，选项B错误；镁在 点燃条件下可以与二氧化碳反应生成氧化镁和碳，铝在一定条件下可以与氧化铁发生氧化还原 反应生成铁和氧化铝，选项 C 正确；铝热剂是铝粉和氧化铁的混合物，铝热反应中，在铝热剂 上放供氧剂氯酸钾，中间插一根镁带，镁带为反应提供高温条件，选项D错误。

4.在给定条件下，下列物质的转化不能实现的是( )少量NaO H溶液 NaO H溶液A .明矶 A1(OH)3 NaAlO2□少量盐酸B. NaA1O2 溶液 少量盐酸 >A1(OH)3 A12O3C. A12O3—0―溶液NaA1O2 溶液――^A1(OH)3盐酸 蒸干D. MgO^^MgC12 溶液――^MgC12答案： D【解析】MgC12溶液蒸干不能得到MgC12，加热过程中MgC12水解生成Mg(OH)2 5•某学习小组设计如下实验制备Mg3N2并进行定性分析请回答下列问题： 【制备】 (装置如图所示)A B C D E(1) A装置用于制备NH3,试分析氢氧化钠固体的作用： 2) 仪器 b 为多孔球泡，其作用是 ；浓溴水中发生反应的化学方程式为(4) 整套装置存在着明显缺陷，你的改进措施是 定性分析】(5) 步骤一：取少量氮化镁产品于洁净的试管中，加足量蒸馏水，试管底部有沉淀生成，试管口有刺激性气味的气体生成，写出氮化镁与水反应的化学方程式： 6) 步骤二：弃去上层清液，加入稀盐酸，观察到沉淀全部溶解且冒出气泡该步骤中产生气泡的化学方程式为 答案：(1)氢氧化钠溶于水放热，促进氨水的分解；同时使溶液中c(OH-)增大，使NH3+H2O NH扌+OH-的平衡逆向移动，有利于氨气的逸出⑵增大氨气与溴水的接触面积，提高吸收效率 3Br2 + 8NH3===6N耳Br + N2(或3Br2 +2NH3===6HBr+N2)(3) 3Mg+N2===Mg^N2(4) 在 E装置后添加一个装有碱石灰的干燥管(5) Mg3N2+6H2O===3Mg(OH),；+2NH3(6) Mg+2HCl===MgCb+H2【解析】⑴氢氧化钠溶于水放热，促进氨水的分解；同时使溶液中 c(OH-)增大，使NH3 + H2O NH++OH-的平衡逆向移动，有利于氨气的逸出，故向NaOH固体中滴加浓氨水可制备NH3。

2)多孔球泡可使氨气与溴水充分接触，提高吸收效率；Br2能氧化NH3生成N2，则浓溴水 中发生反应的化学方程式为 3Br2+8NH3===6NH^Br+N2 或 3Br2+2NH3===6HBr+N23)Mg 在 N2中燃烧生成Mg3N2,发生反应的化学方程式为3Mg+N2===Mg5N2o⑷因Mg3N2易水解，则需 要在E装置后添加一个装有碱石灰的干燥管，防止空气中的水蒸气进入E中5)步骤一，根据 题给信息易推出，氮化镁与水反应生成氢氧化镁和氨气，根据原子守恒，发生反应的化学方程式 为Mg3N2+6H2O===3Mg(OHM+2NH36)步骤二，弃去上层清液，加入盐酸，若观察到有气泡 产生，则证明产物中含有未反应的镁，反应的化学方程式为Mg+2HCl===MgC]+H2o二铝的重要化合物NaALO,□ 2A1+2OH-+2H2O===2AlC- + 3H2；□A12O3+2CH-===2A1C-+H2C；□A1C-+CO2+2H2O===A1(OH)3+HCO-□A13+ + 3NH3 •H2O===A1(OH)3 + 3NH+ ；□ 2A1(OH)3 二 A12O3+3H2O； □A13+ + 3A1O,+6H2O===4A1(OH：3。

1．铝及其重要化合物(1) A1、A12O3、A1(OH)3与H+、OH-都反应，其量的关系如图：AL Al.口、Al COI1 L消耗2 mol OH-■生成2 mo] AIO,消耗皿"生成血Z(2) Al(OH)3 的制备制取A1(OH)3时，一般不用强酸或强碱溶液，因为强酸、强碱能溶解生成的A1(OH)3，—般使 用氨水或 CO23) 离子共存问题□A13+与OH-、CO2-、HCO-、SO3-、S2-、A1O-不能大量共存，其中OH-是因为直接反应，其 余是因为发生相互促进的水解反应；□A1O-与 H+、HCO-、NH+、A13+、Mg2+、Cu2+不能大量共存，其中 A1O-和 H+、HCO-是因为 直接反应［如A1O-+HCO-+H2O===A1(OH)3+CO2-］，其余是因为发生相互促进的水解反应4) 鉴别(利用滴加顺序不同，现象不同)□A1C13溶液中滴加NaOH溶液，现象为先产生白色沉淀，后沉淀溶解；□NaOH溶液中滴加A1C13溶液，现象为开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解2. 常见的铝盐(1) 明矾(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) 明矶的化学式为KA1(SO4)2・12H2O,它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH< (填“<”“>，或“ = ”)7明矶可以净水，其净水的原理是A13+ + 3H2O— A1(OH)3(胶体)+3H +, A1(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水3. 金属铝的冶炼1.碱溶法2.酸溶法铝土矿rjju课堂检测021.海水是重要的资源，可以制备一系列物质下列说法不正确的是( )A.要除去粗盐中SO?-、Ca2 +、Mg2+等杂质，步骤□中所加试剂及相关操作顺序可以是:过量NaOH溶液—过量BaCl2溶液—过量Na?CO3溶液—过滤—盐酸电解B. 步骤□的反应原理为 2C1-+2H2O====2OH-+H2T+C12TC. 步骤□中需将MgC12・6H2O置于干燥的HC1气流中加热脱水制备无水MgC12D. 步骤口、口、□所涉及的反应中，溴元素均发生氧化反应 答案: D【解析】步骤□中，用过量NaOH溶液除去Mg2 +；用过量Na2CO3溶液除去Ca2 +；用过量BaC12 溶液除去SO2-，但是这三种溶液会引入新的杂质离子OH-、CO3-、Ba2 +,通过加适量盐酸除 去CO2-和OH-，但过量的Ba2+必须由Na2CO3溶液除去，因此盐酸在最后加入，过量Na2CO3 溶液在加入过量BaC12溶液之后加入，A项正确；步骤□为电解食盐水，反应的原理为2C1- +电解2H2O====^OH-+H2。