考点精讲镁和铝

1、二轮复习 考点精讲21、镁和铝 学号 姓名 学生学1复习重点：1镁和铝单质的化学性质；2。镁和铝的重要化合物的化学性质。3重点是Al2O3、Al(OH)3的两性。2难点聚焦：一、金属的通性项目内容周期表中的分布位于从硼到砹的左下方，在已知的109种元素中有87种是金属元素原子结构的特征（最外层电子）最外层电子数一般少于4个（AA的某些金属元素有45个，但核外电子层数较多，原子半径较大）组成微粒及通常状态金属离子和自由电子通常情况下都是金属晶体，只有汞在常温下呈液态分类冶金工业黑色金属：铁、铬、锰有色金属：除铁、铬、锰以外的金属密度轻金属：密度小于4.5g/cm3重金属：密度大于4.5g/cm3

2、从与人的接触分常见金属：如铁、铜、铝等稀有金属：如锆、铪、铌等物理性质（通性）有金属光泽、不透明，热和电的良导体，有良好的延性和展性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，这些释出的价电子，不在属于那个或那几个指定的金属离子，而是整体金属的“集体财富”。它们在整个晶体内自由移动，人称“自由电子”。有人描述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

3、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

4、（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的自由电子在金属内部作无规则的热运动，当金属的两端存在电势差的时候，在电场力的作用下，这些自由电子便作定向的移动，酷似人的定向移动就形成“人流”一样，电子的定向移动也便成了电流。（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）金属受外力作用晶体中各层之间

5、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，也就金属虽发生变形而不致破碎。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.金属晶体与其它常见晶体的比较晶体类型离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体实例NaCl晶体金刚石干冰镁构成晶体的微粒阴、阳离子原子分子金属离子、自由电子微粒间的相互作用离子键共价键范得华力金属键物理性质硬度较大很大很小较小熔沸点较高很高低、很低多数较高导电性晶体不导电（熔化时或水溶液中

6、导电）一般为非导体非导体（有的水溶液能导电）良导体4.为什么整块金属会具有金属光泽而金属粉末常呈暗灰色或黑色？由于金属原子以最紧密状态堆积排列，内部存在自由电子，所以当光线投射到它的表面时，自由电子可以吸收所有频率的光，然后很快放出各种频率的光，这就使绝大多数金属呈现钢灰色以至银白色光泽。而金显黄色，铜显赤红色，铋为淡红色，铯为淡黄色，铅为灰蓝色，是由于它们较易吸收某些频率的光。在粉末状态时，金属的晶面取向杂乱，晶格排列的不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以为黑色。二、镁和铝的性质金属项目镁（Mg）铝（Al）原子结构原子半径1.60×1010m1.43×1010m化合价+2

7、+3晶体结构金属晶体金属晶体单质物理性质镁和铝都是密度较小、熔点较低、硬度较小的银白色金属，但镁和铝相比较，铝的硬度比镁的稍大，熔点和沸点都是铝比镁的高活泼性较活泼：Mg2e=Mg2+较活泼：Al3e=Al3+抗腐蚀性在空气中都能跟氧气反应，表面覆盖一层致密而坚硬的氧化物薄膜，都具有搞腐蚀性能与O2反应 点燃2Mg+O2 = 2MgO 4Al+3O2 = 2Al2O3与酸反应Mg+2H+=Mg2+H22Al+6H+=Al3+3H2与碱反应不反应2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2与氧化物反应点燃2Mg+CO2 = 2MgO+C 2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe结论镁、铝均为较

8、活泼的金属，但镁的金属性强于铝解释核电荷数镁小于铝，而原子半径镁大于铝，故核对最外层的电子引力镁小于铝，即Al比Mg难失电子，金属性弱于Mg主要用途镁合金汽车、飞机制造、照明弹等铝合金汽车、船舶、飞机制造、防锈油漆、导线、电缆等1我们要善于从镁和铝的原子结构、晶体结构的相同和相似的一面认识它们性质的相似性；从结构上不同的一面提示和把握它的性质上相异性以及递变。镁和铝都是较活泼的金属。在一定条件下，它们都可以和水反应，置换出水中的氢。镁跟冷水便缓慢地反应，加热时反应更为显著。铝和沸水也能微弱的反应，但现象不明显。这一方面是因为镁的金属活动性较铝相对较强，另一个不可忽视的原因是它们的氢氧化物虽然都

9、难溶于水，但Mg(OH)2较Al(OH)3的溶解性相对较大，所以与水反应时生成的Mg(OH)2在镁条表面的覆盖要小，尤其是在加热的条件下（加热时水中的氢离子浓度也相对较大）。但在像在NaOH溶液的强碱性条件下，情况就不一样了。在强碱溶液中，Mg(OH)2的溶解度大为减小，水中的氢离子浓度也减小了，事实证明，镁和强碱溶液不反应，而铝则不然，由于Al(OH)3是典型的两性氢氧化物，它可溶于强碱溶液。即：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O由上分析可知：铝是一种较活泼的金属，它并不能直接与碱反应，而是先与水反应，2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2生成的Al(OH)3是典型的两性氢氧化

10、物，它溶于强碱 Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O将两反应按+×2合并，即得总反应方程式：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2所以在上述反应中铝是还原剂，而氧化剂是H2O，不是NaOH。2.铝热剂、铝热反应某些金属氧化物粉末，与铝粉混合后在较高温度下剧烈反应生成Al2O3和其它金属并放出大量的热的反应，叫铝热反应。能作铝热剂的不只是Fe2O3,还可以是V2O5、Cr2O3、MnO2等与Al粉形成铝热剂，铝热反应较多的应用于生产上，如：焊接钢轨，熔炼难熔金属V、Cr等。3.镁、铝在自然界中均以化合态存在，铝是地壳里存在最多的金属元素。工业上用电解熔融的Mg

11、Cl2制取Mg,用电解熔融的Al2O3制取Al。三、镁和铝的重要化合物1.镁及其化合物转化关系2.铝及其化合物转化关系3.MgO与Al2O3的比较MgOAl2O3物理性质均为白色粉末，不溶于水，熔点高（MgO>Al2O3），是优良的耐火材料化学性质与热水反应MgO+H2O=Mg(OH)2与水不反应碱性氧化物MgO+2H+=Mg2+H2O两性氧化物Al2O3+6H+=2Al3+3H2OAl2O3+2OH-=2AlO2-+H2O4.Mg(OH)2与Al(OH)3的比较Mg(OH)2Al(OH)3物理性质均为白色固体，不溶于水化学性质不稳定性Mg(OH)2=MgO+ H2O不稳定性2Al(OH

12、)3=Al2O3+3H2O碱性Mg(OH)2+2H+=Mg2+H2O两性Al(OH)3+3H+=Al3+3H2OAl(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O制备Mg2+2OH-= Mg(OH)2Mg2+2NH3·H2O =Mg(OH)2+2NH4+Al3+3NH3·H2O=Al(OH)3+3NH4+不用强碱AlO2-+CO2+2H2O= Al(OH)3+HCO3-不用强酸 1在学习过程中一定要注意以下几点：（1）注重理论知识的指导作用，培养思维能力.如学习镁、铝性质时，可用元素周期表及周期律的理论为指导；在学习Al(OH)3两性时，可运用电离理论和化学平衡理论进行分析.这样

13、不仅可以巩固所学的理论知识，还可以培养自己分析问题解决问题的能力.（2）温故知新，培养自己归纳总结的能力.如铝的一些性质在初三和高一曾学习过.要在复习有关知识的基础上学完本节后学会总结、归纳的方法，使所学的知识系统化、网络化.（3）充分发挥主体作用，培养自学能力.如金属的通性、合金等内容通过自学，不仅可以获得知识，更重要的是学会读书的方法，培养自学能力.（4）掌握图像题的解题技巧，如Al(OH)3两性的计算. 2.两性物质与物质的两性两性物质指即能与酸反应，又能与碱作用生成盐和水的化合物，如Al2O3、ZnO、Zn（OH）2、Al(OH)3、氨基酸、蛋白质等。物质的两性，如强碱弱酸盐（NaHC

14、O3、KHS、Na2HPO4等）弱酸弱碱盐（CH3COONH4、NH4HS）等，既能与强酸反应，又能与强碱作用，但只能说这种物质的性质有两性，不能将它们称为两性物质，因为这些化合物不是由本身直接电离出的H+和OH-参加反应，并且生成物不全是盐和水。Al既能与酸作用，又能与强碱溶液反应，但不属于两性物质，也不能说它具有两性，因为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+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2，由以上反应可知：Al不直接与NaOH溶液反应，Al仍然为金属元素。Al(OH)3具有

15、两性，是两性物质，可用电离平衡移动的原理来解释：Al(OH)3的电离方程式可表示如下：AlO2-+H+H2OAl(OH)3Al3+3OH-其电离程度相当微弱，只有加入强酸（或强碱）时，大量的H+（或OH-）才能破坏Al(OH)3的电离平衡，使平衡向右（或左）移动，生成铝盐（或偏铝酸盐），所以Al(OH)3即具有碱性，又具有酸性。当加入弱酸或弱碱时，因H+（或OH-）浓度太小，不能使上述平衡移动，因此Al(OH)3只溶于强酸或强碱，而不溶于弱酸或弱碱（如碳酸、氨水）。Al3+只能在酸性溶液中大量存在，如AlCl3、Al2(SO4)3溶液均是酸性溶液；铝元素在碱性溶液中能以AlO2-离子大量存在，

16、所以AlO2-与OH-、Al3+与H+ 不能大量共存，AlO2-与Al3+也不能大量共存，其离子方程式是：Al3+3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3。21、镁和铝 学号 姓名3试剂的滴加顺序不同产生的现象不同（1）NaOH和AlCl3向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先出现白色沉淀后消失： Al3+3OH-=Al(OH)3 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，开始无现象后出现白色沉淀： Al3+4OH-= AlO2-+2H2O Al3+3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3（2）NaAlO2和盐酸向NaAlO2溶液中滴加盐酸，先出现白色沉淀

17、后消失：NaAlO2+HCl+H2O= Al(OH)3+NaCl Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O向盐酸中滴加NaAlO2溶液，开始无现象后出现白色沉淀：4HCl+NaAlO2= NaCl+AlCl3+2H2O AlCl3+3NaAlO2+6H2O=4Al(OH)3+3NaCl(3)Na2CO3和盐酸向Na2CO3溶液中滴加盐酸，开始无现象，后产生气泡Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2向盐酸中滴加Na2CO3溶液，立即产生气泡Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2四、合金与复盐 1合金的组成成份，可以是不同的金属，也

18、可以是金属和非金属，不要望文生义，把合金理解为只是金属与金属的熔合，从而使合金的外延变窄。一般来说，合金的硬度一般比它的各成份金属的大，如硬铝（含少量的Cu、Mg、Mn、Si等）；合金的熔点比它的各成份金属的熔点都低，如KNa合金可以作原子反应堆的导热剂；又如做保险丝材料的“伍德合金”，是锡、铋、镉、铅按1：4：1：2质量比组成的合金，熔点仅为67，比水的沸点还低，因此，当电路上电流过大，电线发热到70左右，保除丝即可熔化，自动切断电路，保证电路安全。合金可以分为三种类型：（1）金属固熔体：这是一种金属均匀地分布在另一种金属内形成的复合体，是固态溶液。如黄铜（67Cu、33%Zn），银与金的合

19、金都是金属固溶体。（2）金属互化物：金属与金属之间形成的化合物。其组成有的是固定不变的，如铜化锌（ZnCu）、碳化铁（Fe3C）等，有的是可变的，如铜锡合金就有Cu5Sn、Cu31Sn8、Cu3Sn等多种不同组成。金属互化物不能用通常的化合价来解释。（3）机械混合物：其晶体由两种或两种以上的晶体结构混合而成的，每一小晶体中只有一种金属。同前两类合金不同，机械混合物的组成是非均一的。钢、生铁、青铜等属于这一类合金。从以上介绍可以看出笼统的说合金是混合物还是化合物都是不合适的。2.复盐可以看作是两种简单的盐复合而成的，但复盐属于纯净物，复盐与普通正盐或酸式盐的区别在于复盐电离时，可以电离出两种不同

20、的金属离子（或一种是铵根离子）。例如：KAl(SO4)2=K+Al3+2SO42- (两种金属离子)明矾KAl(SO4)2·12H2O、光卤石KCl·MgCl2·6H2O等均为复盐。络盐：指含有络离子的盐类，象Na3AlF6，Ag(NH3)2OH等，络盐中络离子在溶液中十分稳定，很难电离。如：Na3AlF6=3Na+AlF6-,这是络盐与复盐的明显区别。3.明矾是一种净水剂，明矾溶于水后Al3+能与水反应：Al3+3H2OAl(OH)3+3H+有胶状Al(OH)3沉淀生成，可以吸附水中悬浮的杂质，而不能除去溶解在水中的物质。矾是一价金属（M+）或铵根离子（NH4+

21、）和三价金属（M3+）硫酸盐的含水复盐的总称。它的种类很多，其通式为（M2SO4·M2(SO4)3·24H2O）,例如：明矾K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O,铁铵矾（NH4）2SO4·Fe2(SO4)3·24H2O等。习惯上把某些含有结晶水的硫酸盐也称为矾，如胆矾（CuSO4·5H2O），绿矾（FeSO4·7H2O）等，它们不属于真正的矾，完全是人们的习惯称呼。教师讲例1 下列叙述中，正确的是：A：某物质中只含有一种元素，该物质一定是纯净物。B：某晶体中含有阳离子，则必定含有阴离子。 C：金属晶体的自由电

22、子属整个晶体所共有。D:金属晶体发生形变时其内部金属离子与自由电子的相互作用消失了。 例2 下列金属晶体中，金属离子和自由电子的相互作用最弱的是：A:钠 B:钾 C:镁 D:铝 例3.下列各组物质中，按熔点由低到高排列正确的是 （ ）A.O2、I2、Hg B.CO2、KCl、SiO2 C.Na、K、Rb D.SiC、NaCl、SO2 例4 将相同质量的镁条分别在氧气中空气中氮气中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是 （ ）A. B. C. D. 例5、如何用化学方法除去下列物质中的杂质，写出有关的化学方程式：（1）铝中含少量的镁：（2）镁中含少量的铝：例8下列各组离子在

23、溶液中可以大量共存，且加入氨水后也不产生沉淀的是（ ）A.Na+ Ba2+ Cl- SO42- B.K+ AlO2- NO3- OH-C.H+ NH4+ Al3+ SO42- D.H+ Cl- CH3COO- NO3- 例9.下列离子方程式正确的是 （ ）A.稀硫酸与氢氧化钡溶液反应 H+SO42-+Ba2+OH-=BaSO4+H2OB.硫酸铝溶液中滴入氨水 Al3+3OH-=Al(OH)3 C.碳酸氢镁溶液中加入氢氧化钠溶液 Mg2+2HCO3-+4OH-=Mg(OH)2+CO32-+2H2OD.硝酸铝溶液中滴加少量的氢氧化钠溶液 Al3+3OH-=Al(OH)3 例10 今有铝、稀硫酸和氢

24、氧化钠溶液为原料，在实验室制备一定量的氢氧化铝。可分别采用如下化学方程式所表示的两种方法：2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2 Al2(SO4)3+6NaOH=2Al(OH)3+3Na2SO42Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 2NaAlO2+2H2O+H2SO4=2Al(OH)3+Na2SO4（1）上述那一种方法比较节约试剂？（提示：试从每生产2molAl(OH)3所耗费的试剂用量给予说明）（2）原料相同，请设计一种更为节约试剂的方法（以方程式表示，并说明其可以最节约试剂的根据）。例11：某复盐的化学式AxB(ED4)y·z H2O,已知x、y、z均为

25、正整数，且x+y+z=10，用该晶体完成下列实验：称取晶体40.2g，加热至质量不再改变，质量减少了10.8g，将剩余固体溶于水，配成200mL溶液，取出20mL，向其中加入过量的Ba(OH)2溶液，ED4离子和B离子完全沉淀，经测定为5.24g，将沉淀物加到足量的盐酸中，固体质量又减少了0.580g。试通过计算和推理回答A、B是何种元素及晶体的化学式。例12.向已知含有Zn2+的溶液中滴加氨水，有白色沉淀Zn(OH)2生成，继续滴加氨水使其过量，沉淀溶解，生成了Zn(NH3)4(OH)2。此外Zn(OH)2即可溶于盐酸，又可溶于NaOH溶液，生成ZnO22-,所以Zn(OH)2是一种两性氢氧

26、化物。现有四种离子，每组有两种金属离子。请各选一种试剂，将它们两者分开。可供选择的试剂有：A.硫酸 B.盐酸 C.硝酸 D.氢氧化钠溶液 E.氨水 根据上述内容填写下表：离子组选用试剂代号沉淀物化学式保留在溶液中的离子Zn2+和Al3+Zn2+和Mg2+Zn2+和Ba2+Mg2+和Al3+课堂练习1.将一定质量的Mg、Zn、Al混合物与足量稀H2SO4反应，生成H2 2.8 L(标准状况)，原混合物中的质量可能是A.2 g B.14 gC.8 gD.10 g2.将某物质的量的镁和铝相混合，取等质量的该混合物四份，分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是A.3 mol·L

27、1 HClB.4 mol·L1的HNO3C.8 mol·L1 NaOHD.18 mol·L1 H2SO43.人的纯净的胃液是一种强酸性液体，pH在0.91.5左右，氢氧化铝是一种治疗胃液过多的胃药的主要成分，目前这种胃药已不常用，原因主要是A.长期摄入铝元素不利于人体健康B.它不能中和胃液C.它不易溶于胃液D.它的疗效太差4.下列气体逐渐通入NaAlO2溶液中，开始时产生沉淀，继续通入气体时沉淀又溶解，该气体是A.NO2B.NOC.CO2D.H2S7.将AlCl3溶液和NaOH溶液等体积混合得到的沉淀物和溶液中所含铝元素的质量相等，则原AlCl3溶液和NaOH溶液

28、物质的量浓度之比可能是A.23B.13C.14D.278. 钠、铝混合物，放入n 水中，反应停止后，仍有不溶物a ，则溶液中溶质为ANaOH BNaAlO2CNaOH和NaAlO2无法确定9.将铝粉放入烧碱溶液中，若反应过程中有15mol电子发生转移，则参加反应的水为A9B18C05molD mol10.将物质X逐渐加入Y溶液中，生成沉淀物质的量n2与所加X的物质的量n1的关系如图所示。符合图示情况的是ABCDXNaOHAlCl3HClNaAlO2YAlCl3NaOHNaAlO2HCl11.(12分)在50Lbmol·L1 AlCl3溶液中加入50Lamol·L1NaOH溶

29、液。(1)当a3b时，生成Al（OH）3沉淀的物质的量为 。(2)当a、b满足 条件时，先有沉淀，后又有部分沉淀溶解，此时Al（OH）3的质量为 。13.(10分)镁是一种很活泼的金属，常用作脱硫剂、脱氧剂。在电子工业中利用镁制取硅的反应为：2MgSiO22MgOSi同时有副反应发生：2MgSiMg2SiMg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4(硅烷）。SiH4在常温下是一种不稳定、易分解的气体。（1）图（甲）是进行Mg与SiO2反应的实验装置。.由于O2的存在对该实验有较大影响，实验中应通入X气体作为保护气。X气体应选用CO2、N2、H2中的 。.实验开始时，必须先通入X的气体，再接通电源加热反

30、应物，其理由是 ；当反应引发后，切断电源，反应能继续进行，其原因是 。.反应结束时，待冷却至常温后，关闭K，从分液漏斗处加入稀盐酸，可观察到导管口a处有闪亮的火星。据此现象可推知 在空气中能自燃。（2）图（乙）所示装置进行的实验如下：先关闭K，使A中反应进行；加热玻璃管C，可观察到C管中发出耀眼白光，产生白烟，管壁上附着有淡黄色物质。实验完成后，将C管中固体全部加入盐酸中，有臭鸡蛋气味的气体生成。.C中的Mg应放在不锈钢垫片上而不能直接接触管壁，这是因为 。.停止实验时，先打开K，再停止滴加浓硫酸并熄灭酒精灯。橡胶气胆B在实验中的作用是 。.C中全部反应产物有 、 、 。（填化学式）15.(8分)在标准状况下进行甲、乙、丙三组实验，三组各取30L同浓度的盐酸溶液，加入同一种镁铝合金粉末，产生气体，有关数据列表如下：实验序号甲乙丙合金质量()255385459生成气体体积（L）280336336(1)甲组实验中，盐酸 (填“过量”“适量”或“不足量”)，理由是 。乙组实