《镁铝及其化合物》PPT课件.ppt

镁、铝及其化合物 课标要求： 1、了解铝等金属及其化合物的主要性质 2、能列举合金材料的重要应用 具体要求： 1、了解镁的性质 2、掌握铝的化学性质，了解铝的重要化合物 3、了解金属的通性，金属冶炼的一般原理 4、初步了解合金的概念和常见的金属材料,+2,+3,1、镁和铝的原子结构,2、镁和铝的物理性质,注：镁的硬度比铝小，熔、沸点比铝低，是由于金属镁中金属键比金属铝中的金属键弱的缘故。,银白色固体,很软,较软,1.74,2.7,645,660.4,1090,2467,良好,良好,练习: 铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途开关的性质是 ( ) A 强度大 B 不易生锈 C 密度小 D 导电性好,D,Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2,不反应,Mg+2H+= Mg2+H2,2Al+6H+= 2Al3+3H2,3、镁和铝的化学性质,Mg+2NH4+=Mg2+H2+2NH3 ,2Al+3Cu2+=2Al3+3Cu,不反应,2Al+2OH-+2H2O = 2AlO2-+3H2,（1）镁、铝与非氧化性酸反应，生成氢气；与氧化性酸反应时，不生成氢气，生成非金属氧化物。,注意：,（2）铝在常温下，遇浓硫酸、浓硝酸时，表面生成一层致密的氧化膜，阻止金属与酸的继续反应即钝化。,（3）在与氧化物反应时，镁侧重于与CO2、SO2等非金属氧化物反应，而铝侧重于与金属氧化物反应。,（4）在与酸性盐溶液反应时，镁侧重于生成氢气；铝侧重于发生置换反应。,（5）铝热反应是指工业上用铝粉来还原金属氧化物，得到金属单质的一类反应，其反应原理是利用了铝的还原性反应放出的热量。铝热剂是指铝粉和被还原的金属氧化物的混合物，铝热反应主要用于冶炼稀有金属、野外焊接钢轨等。,化合态,化合态,地壳和海水中,铝土矿中,制合金,制合金、导线等,4、镁、铝的制备及用途,铝,镁,5、氧化镁和氧化铝,从铝土矿中提取,白色固体，熔点高，密度小,MgO+H2O=Mg(OH)2,反应很慢,不溶解，也不反应,MgO+2H+=Mg2+H2O,Al2O3+6H+=2Al3+3H2O,不反应,Al2O3+2OH_=2AlO2_+H2O,6、氢氧化镁和氢氧化铝,(1)Mg(OH)2是一种难溶于水的中强碱,能使酚酞 溶液变为浅红色 跟酸反应 热稳定性差 可溶于铵盐溶液中 (2)AI(OH)3是一种难溶的白色胶状物质,不能使酚 酞变色,它是典型的两性氢氧化物,Mg(OH)2+2H+=Mg2+2H2O,Mg(OH)2+2NH4+=Mg2+2NH3+2H2O,AI(OH)3+3H+=AI3+3H2O,AI(OH)3+OH-=AIO2-+2H2O,Al3+3OH- Al(OH)3 H+AlO2-+H2O,练习: 1、为除去镀在铝表面的铜镀层，可选用的试 剂是 （ ） A 稀硝酸 B 浓硝酸 C 浓硫酸 D 浓盐酸 2、用铝盐制取氢氧化铝最好加_, 离子反应方程式为_ 用偏铝酸盐制氢氧化铝最好通入_, 离子反应方程式为_。,B,氨水或偏铝酸盐,Al3+3NH3 H2O =Al(OH)3+3NH4+,CO2或铝盐,2AlO2-+CO2+2H2O=2Al(OH)3+CO32-,3、将氯化铝和氢氧化钠溶液等体积混合，得到的沉淀物中铝元素的质量与溶液中所含铝元素的质量相等，则氯化铝和氢氧化钠溶液的物质的量浓度之比可能为 （ ） A 1：3 B 2：3 C 1：4 D 2：7 4、用稀硫酸、氢氧化钠溶液和铝为原料制取氢氧化铝，甲、乙、丙三个学生制备途径分别是： 甲：AlAl2(SO4)3 Al(OH)3 乙：Al NaAlO2 Al(OH)3 丙： AlAl2(SO4)3 Al NaAlO2,BD,Al(OH)3,5、若要得到等质量的Al(OH)3,则（ ） A 三者消耗的原料相等 B 甲消耗的原料最多 C 乙消耗的原料最少 D 丙消耗的原料最少,BD,6、不用其他仪器和试剂，仅用试管和胶头滴管无法鉴别的两种溶液是（ ） A Al2(SO4)3、KOH B Na2CO3、HCl C NH3 H2O、AgNO3 D NaCl、AgNO3,D,7、镁盐氯化镁,氯化镁是工业制镁的原料，存在于海水晒盐后留下的苦卤、光卤石（KCl MgCl2 6H2O)中,与碱反应生成沉淀。用于制金属镁、消毒剂、冷冻盐水、陶瓷，并用于填充织物、造纸等方面。其溶液与氧化镁混合，可成为坚硬耐磨的镁质水泥。,英文名称为magnesium chloride。化学式MgCl2，是由74.54%的氯和25.48%的镁组成的，式量95.22。呈无色六角晶体。密度2.3162.33g/cm3。熔点714。沸点1412。通常含有六个分子结晶水，即MgCl26H2O，易潮解。为单斜晶体，有或者咸味，有一定腐蚀性。其密度1.569g/cm3，熔点116118，同时分解。溶于水，加热时失水和氯化氢而成氧化镁。,8、铝盐明矾,化学式： 电离方程式： 属类：复盐（两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的化合物） 净水原理 化学性质,KAl（SO4）2 12H2O,KAl（SO4）2=K+Al3+2SO42-,Al3+3H2O Al（OH）3+3H+,胶体吸附杂质净水,兼有Al3+和SO42-的性质,向明矾溶液中滴入Ba(OH)2溶液,当Al3+恰好完全 沉淀时,此时沉淀的物质的量最大; 向明矾溶液中滴入Ba(OH)2溶液,当SO42-完全沉淀 时,此时沉淀的质量最大,2Al3+3SO42-+3Ba2+6OH- = 2Al(OH)3 +3BaSO4 ,2Al3+4SO42-+4Ba2+8OH- = 2AlO2- +4BaSO4 +2H2O,铝盐的性质： 水溶液显酸性，与碱反应，与AlO2-、S2-、CO32-等发生双水解反应。,练习: 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)3 C AlO2- D Al3+和Al(OH)3,C,(1)溶于水的强碱弱酸盐 (2)可与酸反应，生成铝酸（氢氧化铝） NaAlO2HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3 2NaAlO2CO2+3H2O=Na2CO3+2Al(OH)3 (3)与NH4+、Al3+、Fe3+发生双水解反应,3AlO2-+Al3+6H2O=4Al(OH)3,9、 NaAlO2的性质,10、铝及其化合物之间的相互转化,如何实验下列转化关系？,Al(OH)3,Al3+,AlO2-,(1),(6),(5),(4),(3),(2),铝三角,(1)加碱 Al3+ + 3OH- = Al(OH)3 Al3+ + 3NH3.H2O = Al(OH)3 + 3NH4+ (2)强碱 Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O (3)强碱 Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2O (4)酸 AlO2- + H+ + H2O = Al(OH)3 AlO2CO2 + 2H2O =HCO3+ Al(OH)3 (5)强酸 Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O (6)强酸 AlO2- + 4H+ = Al3+ + 2H2O,铝三角的应用,制取Al(OH)3 Al3+的水解： 离子共存问题：Al3+与OH-、S2-、AlO2-、HCO3-、CO32-因生成沉淀或发生双水解反应而不能大量共存；AlO2-与H+、NH4+、Al3+、Fe3+等不能大量共存。,Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+,Al3+ +3NH3 H2O = Al(OH)3+ 3NH4+,AlO2+ CO2 +2H2O = HCO3+ Al(OH)3,12、几个基本图象,（1）向铝盐中加入强碱,离子反应方程式,Al3+3OH- = Al(OH)3,Al(OH)3+OH- = AlO2-+2H2O,总离子反应方程式,Al3+4OH- = AlO2-+ 2H2O,（2）向强碱中滴入铝盐,离子反应方程式,Al3+4OH- = AlO2-+ 2H2O,Al3+ 3AlO2- +6H2O= 4 Al(OH)3,总离子反应方程式,Al3+3OH- = Al(OH)3,（3）向偏铝酸盐中滴入强酸,离子反应方程式,AlO2-+H+H2O = Al(OH)3,Al(OH)3+3H+ = Al3+3H2O,AlO2-+4H+ = Al3+2H2O,总离子反应方程式,（4）向盐酸中滴入偏铝酸盐,离子反应方程式,AlO2-+4H+ = Al3+2H2O,3AlO2-+Al3+6H2O = 4Al(OH)3,总离子反应方程式,AlO2-+H+H2O = Al(OH)3,以生成沉淀的物质的量为纵坐标,以加入的物 质的物质的量为横坐标画出下列反应的图象 向氯化铝溶液中逐渐滴加氨水至过量 向偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳至过量 向氯化镁、氯化铝和盐酸的混合溶液中逐 滴加入氢氧化钠溶液至过量 向明矾溶液中滴加氢氧化钡溶液至过量 向氯化镁、氯化铝混合溶液中先加氢氧化 钠溶液，后加盐酸（氢氧化钠和盐酸等体积）,向氯化铝溶液中逐渐滴加氨水至过量,向偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳至过量,向氯化镁、氯化铝和盐酸的混合溶液中逐 滴加入氢氧化钠溶液至过量,向明矾溶液中滴加氢氧化钡溶液至过量,向氯化镁、氯化铝混合溶液中先加氢氧化 钠溶液，后加盐酸（氢氧化钠和盐酸等体积）,1,5,氢氧化铝的两性及图象分析,先产生白 色沉淀， 后消失,Al3+3OH-=,产生白色 沉淀,Al3+3NH3H2O= Al(OH)3+3NH4+,先无沉 淀，最终 生成白色 沉淀,Al3+4OH-=,Al(OH)3,Al(OH)3+ OH= AlO2-+2H2O,Al3+ 3AlO2-+6H2O,AlO2-+2H2O,=4Al(OH)3 ,先产生白 色沉淀， 后消失,AlO2-+H+H2O= Al(OH)3 ,产生白色 沉淀,AlO2-+CO2+2H2O= Al(OH)3+HCO3-,先无沉 淀，最终 生成白色 沉淀,AlO2-+4H+ =,Al(OH)3+3H+=,Al3+ 3H2O,Al3+ 3AlO2-+6H2O,Al3+2H2O,=4Al(OH)3,1.下列物质中既能跟稀H2SO4反应, 又能跟氢氧 化钠溶液反应的是 NaHCO3 (NH4)2S Al2O3 Al(OH)3 Al A B C D全是,课堂练习,D,2. 在两个烧杯中，各加入相同体积3mol/L的 H2SO4溶液，随后分别置于天平左右两个托盘 上，调节天平，使之平衡。此时向两烧杯中分 别加入10.8g镁、铝，反应完毕后，天平两端将 会 A.不平衡，放铝的一端托盘上升 B.不平衡，放镁的一端托盘上升 C.仍保持平衡 D.无法确定,课堂练习,D,课堂练习,3.（2002年江苏）等体积、等物质的量浓度的 硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯 中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为 5 : 6，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能是,A.甲、乙中都是铝过量 B.甲中铝过量，乙中碱过量 C.甲中铝过量，乙中碱过量 D.甲中酸过量，乙中碱过量,B,4. 下列各组物质的稀溶液相互反应，无论是 前者滴入后者，还是后者滴入前者，反应现 象都相同的是 A. NaHSO4和Ba(OH)2 B. AlCl3和NaOH C. NaAlO2和H2SO4 D. Ba(HCO3)2和Ba(OH)2,AD,课堂练习,5. 用稀硫酸、NaOH和铝为原料制取Al(OH)3， 甲、乙、丙三个学生分别用三种不同的途径制备：,丙：,H2SO4,NaOH,Al(OH)3,若要制得等量的Al(OH)3，则（ C ） A. 乙消耗的原料最少 B. 三者消耗原料相同 C. 丙消耗原料最少 D. 甲、乙消耗原料相同,6. 含有1molMg2+和1molAl3+的混合溶液，现依次加入 NaOH溶液，1molHCl，通入CO2气体，请根据图象 中曲线的变化情况，写出各步反应的离子反应方程式。,5 6 7 8 9 10,O,沉淀的物质的量/mol,加入物质的量/mol,2,1,解析,反应的离子方程式分阶段分别为： OA段：Mg2+2OH- = Mg(OH)2 AB段：Al(OH)3+OH- = AlO2-+2H2O CD段：H+OH- = H2O DE段：2AlO2-+CO2+3H2O = 2Al(OH)3+CO32- EF段：CO32-+CO2+H2O = 2HCO3-,Al3+3OH- = Al(OH)3,7. 往10mL 1mol/LAlCl3加入1mol/LNaOH 溶液，得沉淀0.26克，则所加氢氧化钠溶 液的体积是多少 ？,（2 : 1）,8. 向某含Mg2+和Al3+ 的溶液中，逐滴加入 NaOH 溶液，产生 沉淀质量与所加氢氧 化钠溶液体积的关系 如图所示，求原溶液 中的Mg2+和Al3+物质 的量之比。,m/g,1.75mol/L,2.7,85%,12%,3%,1.625a5,Fe2O3,10把由NaOH、AlCl3、MgCl2三种固体组成 的混合物溶于足量水中，有0.58g白色沉淀， 在所得的浊液中逐渐加入0.5mol/L盐酸，加入 盐酸的体积与生成沉淀的质量关系如图所示， 求：(1)混合物中各成分的质量； (2)P点所示的盐酸的体积。,（1）m(MgCl2)=0.95g；m(AlCl3)=1.335g ； m(NaOH)= 2.6g （2）130mL,从铝土矿中制备铝,（1）铝土矿成分 （2）方法： （3）工艺流程,Al2O3、Fe2O3、SiO2、H2O,酸溶法,碱溶法,Al2O3 Fe2O3 SiO2,铝土矿,过量HCl