福建省福清元洪高级中学高中化学《镁、铝及其化合物》课件01 新人教版.ppt

第3讲镁 铝及其化合物 基础回归1 金属的通性金属在通常状况下都是不透明 有金属光泽的固体 汞除外 都能导电 导热 有性 大多数金属原子最外层有个电子 少数金属原子最外层有个电子 金属元素在同周期元素中较大 金属元素的主要化合价为价 也有少数金属能表现较高的化合价如等 金属元素原子只能电子 不能电子 所以金属只有化合价 没有化合价 金属单质只有性 没有性 延展 1 2 3 6 原子半径 1 2 3 失去 得到 正 负 还原 氧化 2 合金 1 定义 把两种或两种以上的 或与 而成的具有特性的物质叫做合金 2 特点 多数合金的熔点比其成分金属都要 而不是介于两种成分金属的熔点之间 有比成分金属更好的 和加工性能 金属 金属 非金属 熔合 金属 低 硬度 强度 机械 二 镁 铝的性质自我诊断已知mg3n2是黄绿色固体 极易与水反应 mgo和mg oh 2都是白色固体 1 mg在空气中燃烧有哪些物质生成 以何者为主 你是如何判断的 2 1molmg在干燥的空气中燃烧完全 生成物的质量40g 填 或 3 镁在空气中燃烧有时有白烟生成 下雨天更明显 何故 答案 1 有mgo mg3n2 c等物质生成 以mgo为主 由实验现象可知 2 3 下雨天mg3n2水解 生成白色的mg oh 2 所以现象更明显 mg3n2 6h2o3mg oh 2 2nh3 基础回归镁和铝的性质比较 小 低 小 大 氧化膜 2mgo 2al2o3 2 mg oh 2 h2 2 2mgo c 8 3 4al2o3 9fe mg2 h2 2 2 6 2al3 3h2 2 2 3h2 2 2 指点迷津由于mg al属于第三周期元素 mg的核电荷数较al少 原子半径较al大 在化学反应中比al更易失去电子 所以mg比al活泼 al可以与naoh等强碱溶液反应 而镁不能 三 镁 铝的重要化合物自我诊断某校化学兴趣小组用如图所示过程除去alcl3溶液中含有的mg2 k 杂质离子并尽可能减少alcl3的损失 请回答下列问题 1 写出混合物中加入足量氢氧化钠溶液时 溶液中发生反应的离子方程式 氢氧化钠溶液能否用氨水代替 为什么 2 溶液a中存在的离子有 在溶液a中加入盐酸时需控制溶液的ph 为什么 为此 改进方法是 3 为了研究alcl3晶体的性质 在得到alcl3溶液后 如何得到alcl3晶体 解析所给溶液中有al3 mg2 k cl 除掉杂质只得alcl3 则应先加足量的naoh溶液使mg2 沉淀完全 al3 全部转化成后 过滤将mg oh 2除掉 后往滤液中通入过量的co2转化成al oh 3沉淀析出 过滤 向所得沉淀中加足量盐酸 转化为alcl3即可 答案 1 mg2 2oh mg oh 2 al3 3oh al oh 3 al oh 3 oh 2h2o不能 因为在al3 与氨水反应生成al oh 3后 al oh 3不能与氨水继续反应 从而不能将al oh 3与mg oh 2分开 2 cl k h oh na 因为氢氧化铝能与强酸反应 所以在加入盐酸使转化为al oh 3沉淀时 需要控制溶液的ph 以防止部分转化成al3 在溶液a中通入过量二氧化碳气体 3 在hcl气氛中加热alcl3溶液 使水蒸发以得到alcl3晶体 基础回归mg al的氧化物及氢氧化物既有相同点 也有不同点 1 相同点 mgo和al2o3都属于高熔点氧化物 它们都难溶于水 都与h 反应 其反应的离子方程式为 mg oh 2 al oh 3受热都分解 其分解方程式为 mgo 2h mg2 h2o mg oh 2mgo h2o al2o3 6h 2al3 3h2o 2al oh 3al2o3 3h2o 2 不同点 mgo mg oh 2不与强碱溶液反应 而al2o3 al oh 3却与强碱溶液反应 反应的离子方程式为 3 al oh 3既与强酸反应也与强碱溶液反应是因为al oh 3在水溶液中存在下列平衡 h al oh 3 加酸平衡向移动 生成 加碱平衡向移动 生成 al2o3 2oh 2 h2o al oh 3 oh 2h2o h2o al3 3oh 碱式 电离方向 al3 酸式电离方向 既能与酸反应又能与碱反应的物质有哪些 金属单质 al zn等 两性氧化物 al2o3等 两性氢氧化物 al oh 3等 弱酸的酸式盐 nahco3 khs nahso3等 弱酸的铵盐 nh4 2co3 ch3coonh4 nh4 2s等 答案 思考 要点突破要点一金属与酸或碱反应生成h2的量的关系1 金属与酸反应的计算 1 实质 m nh mn h2 2 规律 金属与酸反应失去电子的物质的量等于产生氢原子的物质的量 相同物质的量的金属与足量酸反应产生h2的物质的量之比等于反应后对应金属呈现的化合价之比 3 常用方法 守恒法 守恒法是化学计算中常用的方法 包括原子守恒 电荷守恒 得失电子守恒等 平均值法 平均值法是混合物组分含量求解的常用方法 可设平均摩尔质量 要注意结合化合价进行转化 2 铝与酸或碱反应生成h2的量的关系 1 原理2al 6hcl2alcl3 3h2 2al 2alcl3 3h2 2al 2naoh 2h2o2naalo2 3h2 2al 2naalo2 3h2 2 规律 等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应 产生氢气的体积比为 1 1 足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠反应 产生氢气的体积比为 1 3 一定量的铝分别和一定量的盐酸和氢氧化钠反应若产生氢气的体积比为则必定是 a 铝与盐酸反应时 铝过量而盐酸不足 b 铝与氢氧化钠反应时 铝不足而氢氧化钠过量 典例导析1 将某份铁铝合金样品均分为两份 一份加入足量盐酸 另一份加入足量naoh溶液 同温同压下产生的气体体积比为3 2 则样品中铁 铝物质的量之比为 a 3 2b 2 1c 3 4d 4 3思路导引解答本题时需明确以下三点 fe al均能与盐酸反应产生h2 只有al能与naoh溶液反应产生h2 根据金属与酸 碱反应生成h2的量的关系式计算 解析设每份fe al合金样品中含铁 铝的物质的量分别为x y 则由feh2 alh2 alh2 三个关系得知 x y 3 2 解得x y 3 4 答案c思维提升若将盐酸改为稀hno3且稀hno3只被还原为no 则fe al物质的量之比为多少 fe al与足量稀硝酸反应产生no 用同样的方法 设铁 铝的物质的量分别为x y 则 x y y 3 2 得x y 5 4 2hcl 3hcl naoh 提示 迁移应用1甲 乙两烧杯中各盛有100ml3mol l的盐酸和氢氧化钠溶液 向两烧杯中分别加入等质量的铝粉 反应结束后测得生成的气体体积为甲 乙 1 2 则加入铝粉的质量为 a 5 4gb 3 6gc 2 7gd 1 8g 解析铝和盐酸的反应式 2al 6hcl2alcl3 3h2 铝与naoh溶液的反应式 2al 2naoh 2h2o2naalo2 3h2 若在等物质的量的盐酸和naoh溶液中分别投入足量的铝粉 则产生的h2之比为1 3 若铝粉均完全反应 则产生的h2之比为1 1 现在氢气的量之比为1 2 说明铝粉的量对盐酸来说是过量的 对氢氧化钠是不足的 所以不难计算与盐酸反应的铝粉是2 7g 与naoh溶液反应的铝粉是5 4g 故本题应选a 答案a 要点二 铝三角 及其应用1 铝三角 是指al3 al oh 3 相互转化的三角关系 根据 铝三角 完成对应的离子方程式 1 al3 al oh 3al3 3nh3 h2oal oh 3 3al3 3 6h2o4al oh 3 al3 3oh al oh 3 2 al oh 3al3 3 al3 al3 5 al oh 3 naalo2溶液中通少量co2 naalo2溶液中通入足量co2 4h al3 2h2o al oh 3 3h al3 3h2o al3 4oh 2h2o 2 co2 3h2o2al oh 3 co2 2h2oal oh 3 6 al oh 32 应用 1 制取al oh 3 2 离子共存问题al3 与hs s2 因水解相互促进而不能大量共存 与 al3 fe3 等也不能大量共存 3 al3 6h2o4al oh 3 h h2oal oh 3 al oh 3 oh 2h2o 典例导析2 把由naoh alcl3 mgcl2三种固体组成的混合物溶于足量水中 有0 58g白色难溶物析出 向所得溶液中逐滴加入0 5mol l的盐酸 加入盐酸的体积和生成沉淀的质量如下图所示 1 混合物中naoh的质量是 alcl3的质量是 mgcl2的质量为 2 c点表示盐酸加入的体积为 解析分析图象中a b c d点的意义 d a表示先加10mlhcl是中和原来过量的naoh a b表示加入20ml盐酸与naalo2反应 使之全部转化成al oh 3沉淀 b点表示沉淀最大值 且为mg oh 2和al oh 3沉淀的混合物 b c表示加入盐酸使两沉淀完全溶解 再进行计算 1 由图象可知n mg2 0 01mol由 h h2oal oh 3 11 30 10 10 3 0 5n al oh 3 所以 n al3 n al oh 3 30 10 ml 10 3l ml 0 5mol l 0 01mol混合物中n naoh n mg2 2 n al3 4 10ml 10 3l ml 0 5mol l 0 01mol 2 0 01mol 4 0 005mol 0 065mol故naoh的质量0 065mol 40g mol 2 6gmgcl2的质量0 01mol 95g mol 0 95galcl3的质量0 01mol 133 5g mol 1 335g 2 c点加入盐酸的体积为30ml 103ml l 1 103ml l 1 130ml 答案 1 2 6g1 335g0 95g 2 130ml不少同学对 2 中c点表示盐酸体积的计算不会应用 整个溶液离子守恒关系 因此计算过程比较繁琐 这是由于不能整体上把握反应过程的实质 希望在高考备考复习中引起注意 养成从整体上把握反应实质来理解分析问题的习惯 误区警示 迁移应用2有mgcl2 al2 so4 3的混合溶液 向其中不断加入naoh溶液 得到沉淀的物质的量与加入naoh溶液体积的关系如图所示 则溶液中mgcl2与al2 so4 3的物质的量浓度之比为 a 1 1b 2 3c 3 2d 2 1 解析al oh 3 oh 2h2o0 25v0 25val3 3oh al oh 30 25v0 75v0 25vmg2 2oh mg oh 20 125v0 25v故c mgcl2 c al2 so4 3 0 125v 1 1 答案a 要点三al oh 3的制备与试剂的选择1 实验原理方案一用铝盐 al3 制取al oh 3加入氨水至沉淀完全 一般不用naoh等强碱 al3 3nh3 h2oal oh 3 3方案二用铝屑 烧碱 稀h2so4制取al oh 3方法一 alal3 al oh 3 方法二 alal oh 3 alal3 al h2so4 nh3 h2o naoh co2 h2so4 方法三 al oh 3 naoh h2o 每制取1molal oh 3 方法一耗h 和oh 各3mol 方法二耗h 和oh 各1mol 方法三耗h 和oh 各3 4mol 故方法三最节省原料 2 实验步骤 以方案一为例 在试管里加入10ml0 5mol l的al2 so4 3溶液 滴加氨水 生成白色沉淀 继续滴加氨水 直至不再产生沉淀为止 过滤 用蒸馏水洗涤沉淀 可得到较纯净的al oh 3 3 注意事项 1 氢氧化铝易溶于强碱而不溶于氨水 因此实验室制备氢氧化铝时一般不用氢氧化钠等强碱代替氨水 以免强碱过量时氢氧化铝溶解 或强碱不足时铝离子未完全沉淀 2 洗涤氢氧化铝沉淀 其目的是洗去氢氧化铝表面附着的硫酸铵等杂质 3 洗涤的方法是 向盛有氢氧化铝沉淀的过滤器中倒入适量蒸馏水至刚好浸没沉淀 等水自然流出后 再重复操作2 3次 典例导析3 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 350g70 h2so4溶液 naoh固体240g 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 w2 w3 三种实验方案如下 甲 铝 加naoh溶液 加h2so4溶液 w1gal oh 3乙 铝 加h2so4溶液 加naoh溶液 w2gal oh 3铝 加h2so4溶液铝 加naoh溶液 丙 w3gal oh 3 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 2 三位学生制得的al oh 3 w1 w2 w3其质量由大到小的顺序是 3 制得al oh 3的最大质量是 解析甲 2al 2oh 2h2o2 3h2 h h2oal oh 3 乙 2al 6h 2al3 3h2 al3 3oh al oh 3 丙 alal3 3al3所以al3 3 6h2o4al oh 3 分析 从化学方程式计量数看 甲 制取2molal oh 3消耗h 2mo