【学海导航】广东省高中化学第1轮总复习 第2单元第6讲 镁、铝及其化合物课件 新人教版.ppt

第6讲镁 铝及其化合物 一 金属的通性 1 金属的晶体结构金属具有一些共同性质 是由它们的原子结构和晶体结构的相似性决定的 金属的价电子较少 容易失去价电子变成金属离子 这些释放出的价电子 在整个晶体内自由移动 人称 自由电子 金属晶体内的实际情况是 金属离子沉浸在自由电子的海洋中 换言之 是金属离子和自由电子之间存在着较强的电性作用 使许多金属离子和自由电子相互结合在一起形成晶体 但是金属晶体中的 金属离子和自由电子之间存在着较强的电性作用 有相对强弱之分 一般来说 价电子数越多 原子半径越小 作用 愈强 其熔沸点相对较高 密度 硬度也相对较大 例如 同一主族金属元素的原子 价电子数目相同 从上到下随原子序数的递增 电子层数增多 原子半径增大 金属晶体中金属阳离子与自由电子的作用逐渐减弱 因此 它们的熔点逐渐降低 硬度逐渐减小 如 碱金属熔点钠比钾高 硬度钠比钾大 同一周期金属元素的原子的电子层数相同 从左到右随原子序数的递增 价电子数增多 原子半径减小 金属晶体中金属阳离子与自由电子的作用逐渐增强 因此它们的熔点逐渐升高 硬度逐渐增大 如 按钠 镁 铝的顺序熔点依次升高 硬度逐渐增大 2 金属的物理特性及解释 1 金属都是电的良导体 通常情况下 自由电子在金属晶体内部做无规则的热运动 当金属的两端存在电势差的时候 在电场力的作用下 这些自由电子做定向的移动 便成了电流 2 在金属晶体内 自由电子运动时与金属离子相碰撞 引起两者的能量交换 致使整块金属达到了同样的温度 这是金属导热的原因 大多数金属有良好的导电性和导热性 是由于这两种性质都与自由电子有关 所以善于导电的金属也善于导热 常见的几种金属的导电 导热能力由大到小的顺序为ag cu au al zn pt sn fe pb hg 3 金属受外力作用使晶体中各层之间发生相对滑动 但金属离子与自由电子间的较强的相互作用仍然存在 这也就是金属虽发生变形而不至于破碎的原因 金属的延性 是指金属可以抽成丝 例如 最细的白金丝直径不过1 5000mm 金属又有展性 指的是可以压成薄片 最薄的金箔 只有1 10000mm厚 延展性最好的金属是金 但也有少数金属 如锑 铋 锰等 性质较脆 没有延展性 3 合金 指两种或两种以上的金属 或金属与非金属 熔合而成具有金属特性的物质 一般来说 合金的熔点比它各组分低 硬度比各组分大 二 铝及其化合物1 转化关系 2 al oh 3的两性h2o h alo al oh 3 al3 3oh 酸式电离碱式电离当向al oh 3中加入酸溶液 平衡向碱式电离方向移动 使al oh 3溶解 当向al oh 3中加入强碱溶液时 平衡向酸式电离方向移动 使al oh 3溶解 3 铝热反应及应用 铝热反应的应用 焊接钢轨 冶炼熔点较高的金属 如 钒 铬 锰等 4 有关al oh 3沉淀的图象规律 向一定量的alcl3溶液中逐滴加入naoh溶液至过量 见图 a 有关离子方程式为al3 3oh al oh 3 al oh 3 oh 2h2o 向一定量的naoh溶液中逐滴加入alcl3溶液至过量 见图 b 有关离子方程式为al3 4oh 2h2oal3 3 6h2o 4al oh 3 向一定量的naalo2溶液中逐滴加入稀盐酸溶液至过量 见图 c 有关离子方程式为 h h2o al oh 3 al oh 3 3h al3 3h2o 向一定量的盐酸溶液中逐滴加入naalo2溶液至过量 见图 d 有关离子方程式为 4h al3 2h2o al3 3 6h2o 4al oh 3 三 镁的知识网络图 fe3 等会发生双水解而不能共存 通常情况下 al3 在水溶液中只有少部分发生水解 但在一定条件 如加热 遇 hs s2 等 下 水解程度会增大 甚至发生彻底的双水解 在配制铝盐溶液时 为防止其发生水解 可加入少量对应的酸 另外 加热并蒸干alcl3的水溶液 由于alcl3 3h2o al oh 3 3hcl为一吸热反应 且hcl易挥发 加热会使平衡不断向右移动 alcl3最终变成al oh 3 再灼烧 2al oh 3al2o3 3h2o 最后留下的物质为al2o3 而加热并蒸干al2 so4 3的水溶液 由于al2 so4 3水解产生的h2so4难挥发 加热不会使平衡不断右移 只能使水分减少 酸度增强 最后仍留下al2 so4 3 在某溶液中加入酚酞呈粉红色 下列离子在该溶液中不能大量存在的是 a k b na c ba2 d al3 d 酚酞呈粉红色的溶液为碱性溶液 所给离子中只有al3 在碱性溶液中不能大量共存 d 1 某无色透明溶液中 由水电离出来的c h 1 10 13mol l 在该溶液中一定能够大量共存的离子组是 b 2 某无色透明溶液能与铝反应放出氢气 在此溶液中一定能够大量存在的离子组是 d 3 下列溶液加热蒸发后能得到相应的溶质的是 a nahco3b alcl3c al2 so4 3d nh4hco3 c 4 下列化学实验操作 能得到相应的纯净物的是 双选 a 将一块带有氧化膜的铝片浸入到浓烧碱溶液中 当恰好全部反应完毕时 再将生成溶液加热蒸干 便得到了纯净的naalo2b 向naalo2溶液中加入适量的alcl3溶液 将所得沉淀过滤 洗涤 加热灼烧 便得到纯净的化合物al oh 3c 将铝块放入过量盐酸中 待反应结束加热溶液至无液体 其剩余固体为alcl3d 向alcl3溶液中加入足量氨水进行反应 将所得沉淀过滤 洗涤 灼烧去掉水分 可得到纯净的al2o3 ad 既能与酸反应 又能与碱反应的物质有 1 al2o3 zno al oh 3 zn oh 2 氨基酸 蛋白质等 2 弱酸酸式盐 如nahco3 nahs nahso3 na2hpo4等 及弱酸弱碱盐 如ch3coonh4 nh4hs nh4hco3等 一般与强酸和强碱反应 3 al能与酸和强碱溶液作用 注意al与强碱溶液反应的本质是 2al 6h2o 2al oh 3 3h2 al oh 3 naoh naalo2 2h2o 两式相加为2al 2h2o 2naoh 2naalo2 3h2 al不能直接与naoh作用 al al2o3 al oh 3与酸 碱的反应 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 zn nh3 4 2 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 2 写出锌和氢氧化钠溶液反应的化学方程式 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 硫酸铝和氢氧化钠 硫酸铝和氨水 硫酸锌和氢氧化钠 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 根据铝及其化合物的性质 结合zn和al的相似性进行迁移 应用 不难分析出答案 1 由2al 2h2o 2naoh 2naalo2 3h2 可知溶液中铝元素的存在形式为 2 结合al与naoh溶液反应的实质 有zn 2h2o zn oh 2 h2 zn oh 2 2naoh na2zno2 2h2o 两式相加得zn 2naoh na2zno2 h2 3 al2 so4 3与naoh互滴现象不同 向al2 so4 3中逐滴滴加naoh至过量 现象为 立即产生白色沉淀 渐多 最多 渐少 消失 向naoh中逐滴滴加al2 so4 3至过量 现象为 无沉淀 有但即溶 出现沉淀 渐多 最多 不消失 al2 so4 3与nh3 h2o互滴现象相同 均为 立即产生白色沉淀 渐多 最多 不消失 znso4与naoh znso4与nh3 h2o的互滴现象也不同 具体与al2 so4 3和naoh互滴现象类似 故本小题选 1 2 zn 2naoh na2zno2 h2 3 4 al3 3nh3 h2o al oh 3 由于可溶性锌盐与氨水反应产生的zn oh 2可溶于过量氨水 生成 zn nh3 4 oh 2溶液 氨水的用量不易控制 故实验室不适宜用可溶性锌盐与氨水反应制备zn oh 2 1 有某无色溶液 加na2o2时有无色无味气体放出 并有白色沉淀生成 加入na2o2的量与生成白色沉淀的量有如右图所示的关系 该无色溶液中含的物质可能是 a cacl2 mgcl2b al2 so4 3 mgso4c al2 so4 3 kcld na2so4 mgso4 b 2 将等物质的量的al2o3和fe2o3溶于100ml盐酸中 而后逐渐滴入1mol l的naoh溶液 当加入的naoh的体积v1 50ml时 开始有沉淀析出 且沉淀量随naoh的加入而逐渐增加 当naoh体积v2 650ml时沉淀达最大值 继续滴加naoh时 沉淀量逐渐减少 当v3 750ml时沉淀量不再改变 1 加入的50mlnaoh溶液的作用是 中和过量的盐酸 2 计算所用盐酸的浓度 3 计算al2o3和fe2o3的物质的量 c hcl 6 5mol l 1 n al2o3 n fe2o3 0 05mol 1 alcl3与naoh反应 当alcl3少量时 离子方程式为al3 4oh 2h2o 当alcl3过量时 离子方程式为al3 3oh al oh 3 涉及铝及其化合物的几个与量有关的离子反应 2 naalo2与hcl反应 当naalo2少量时 离子方程式为 4h al3 2h2o 当naalo2过量时 离子方程式为 h h2o al oh 3 3 naalo2与co2反应 当naalo2少量时 离子方程式为 co2 2h2o al oh 3 当naalo2过量时 离子方程式为 co2 3h2o 2al oh 3 4 硫酸铝钾通常为结晶水合物 其化学式可写为kal so4 2 12h2o 俗名为明矾 明矾是无色晶体 易溶于水 在水中电离的方程式为kal so4 2 k al3 2so 同时发生水解反应 al3 3h2o al oh 3 3h 使其水溶液显酸性 明矾水解所产生的胶状al oh 3吸附能力很强 能吸附水里的杂质 并形成沉淀 使水澄清 所以明矾常用作净水剂 向kal so4 2溶液中滴加ba oh 2生成的沉淀的量判断 当n kal so4 2 2mol时 沉淀质量与加入氢氧化钡溶液关系图与 2 不同 在20 0ml0 500mol l的明矾溶液中 逐滴加入0 1mol l的ba oh 2溶液的体积 x轴 与生成的沉淀的质量 y轴 的关系如图中实线所示 当生成的沉淀质量达到最大量b点时停止加入ba oh 2溶液 改为逐滴加入0 200mol l的盐酸 加入盐酸的体积 x轴 和生成沉淀质量 y轴 的关系如图中虚线所示 通过计算填写下列空白 1 写出各阶段反应的离子方程式oa ab bc cd 2 填写当反应分别进行到a b c d各点时的有关内容 计算结果保留3位有效数字 从图中观察分析知道 a点是al3 恰好完全沉淀而未沉淀完全 b点是al oh 3沉淀恰好完全溶解变成 ba2 完全沉淀 c点加入的盐酸恰好使溶液中的alo完全沉淀 ba2 完全沉淀 沉淀达到最大值 d点加入的盐酸使bc段生成的al oh 3沉淀又恰好溶解 ba2 完全沉淀 b d两点的沉淀量一样多 1 2al3 3ba2 6oh 3baso4 2al oh 3 ba2 2oh 2al oh 3 baso4 4h2o h h2o al oh 3 al oh 3 3h al3 3h2o 2 1 把ba oh 2溶液滴入明矾溶液中 使全部转化成baso4沉淀 此时铝元素的主要存在形式是 a al3 b al oh 3c d al3 和al oh 3 c 2 将溶液 或气体 x 逐渐加入 或通入 到一定量的y溶液中 产生沉淀的量与加入x物质的量关系如图 符合图中情况的一组物质是 b 3 在下图中 横坐标为向一定量的某溶液中加入某种物质的量 纵坐标为生成沉淀的量 从图中选择适合表中各题要求的序号填入表中 工业 从海水中提取镁 的流程图如下 海水中提取金属镁 其步骤为 将海边大量存在的贝壳煅烧成石灰 并将石灰制成石灰乳 将石灰乳加入到海水沉淀池中经过滤得到mg oh 2沉淀 在mg oh 2沉淀中加入盐酸得到mgcl2溶液 再经蒸发结晶得到mgcl2 6h2o 将mgcl2 6h2o在一定条件下加热得到无水mgcl2 电解熔融的氯化镁可得到mg 请回答以下问题 1 步骤 中的蒸发是利用风吹日晒来完成的 而在实验室中进行蒸发操作需要的主要仪器有 酒精灯 铁架台等 2 步骤 中的 一定条件 指的是 目的是 3 上述提取镁的流程中 在降低成本 减少污染方面做了一些工作 请写出其中一点 4 有同学认为 步骤 后可加热mg oh 2得到mgo 再电解熔融的mgo制金属镁 这样可简化实验步骤 体现实验的简约性原则 你同意该同学的想法吗 为什么 你的观点是 理由是 1 蒸发皿 玻璃棒 2 在hcl气流中 抑制mgcl2水解成mg oh 2 3 电解产生的cl2用于制取hcl气体 4 不同意 因为mgo熔点很高 熔融时耗费大量的能量而增加生产成本 已知mgcl2 6h2o晶体在空气中加热时 释放部分结晶水 同时生成mg oh cl 碱式氯化镁 或生成mgo 下列是关于mgcl2