鎂鋁及其化合物

1、鎂鎂鋁及其化合物鋁及其化合物MgMgCl2MgOMg(OH)2MgSO4MgHCO3MgCO3Mg(NO3)212345678910111213141516171819Al2O3AlAlCl3NaAlO2Al(OH)3Al2(SO4)3Al2S3123457689101112131415161718考點考點11、鎂和鋁的物理性質(zhì)比較、鎂和鋁的物理性質(zhì)比較鎂鎂鋁鋁顏色狀態(tài)顏色狀態(tài) 熔點（熔點（） 密度（密度（g/cm3） 硬度硬度 鎂和鋁都是鎂和鋁都是 色的色的 （填（填“輕輕”或或“重重”）金）金屬屬，有，有較強的較強的 、和良好的、和良好的 、 性。性。銀白色固體銀白色固體銀白色固體銀白色固

2、體648.8660.41.742.72.12.9銀白色銀白色輕輕韌性、延展性韌性、延展性導電導電導熱導熱鋁比鎂硬度稍大、熔沸點稍高（鋁中金屬鍵比鎂強）鋁比鎂硬度稍大、熔沸點稍高（鋁中金屬鍵比鎂強）考點考點2.Mg、Al的化學性質(zhì)的化學性質(zhì) MgAl與與非非金金屬屬反反應應O2 N2SCl2空氣中形成氧化物薄膜，空氣中形成氧化物薄膜，具具 有抗腐蝕的性能有抗腐蝕的性能點燃點燃Mg+ O2 2MgO點燃點燃4Al+ 3O2 2Al2O3點燃點燃3Mg+ N2 Mg3N2加熱加熱Mg+ S MgS加熱加熱2Al+ 3S Al2S3點燃點燃Mg+Cl2 MgCl2點燃點燃2Al+ 3Cl2 2AlCl

3、3常溫下：常溫下： 與與酸酸反反應應氧化氧化性酸性酸H+與堿反應與堿反應與鹽反應與鹽反應 Mg+2H2O Mg(OH)2+H2除氧化膜后可與水微弱反應除氧化膜后可與水微弱反應與與氧氧化化物物反反應應H2OCO2Fe2O3點燃2Mg+ CO2 2MgO+C高溫2Al+ Fe2O3 2Fe+ Al2O3反應，無氫氣生成反應，無氫氣生成在冷濃硝酸、濃硫酸中在冷濃硝酸、濃硫酸中“鈍化鈍化”，加熱時反應，無氫氣生成加熱時反應，無氫氣生成Mg+2H+=Mg2+H22Al+6H+=2Al3+3H22Al+2H2O+2OH = 2AlO2+3H2Mg+Cu2+ = Mg2+Cu2Al+3Cu2+ = 2Al3

4、+3Cu鋁熱反應鋁熱反應用途、引發(fā)用途、引發(fā)海水海水鋁土礦鋁土礦電解電解冶冶 煉煉存存 在在用用 途途光鹵石光鹵石菱鎂礦菱鎂礦鋁土礦鋁土礦(KClMgCl26H2O)(MgCO3)(Al2O3、Fe2O3、SiO2等等)制合金、飛機、汽車制合金、飛機、汽車部件、煙火、照明彈部件、煙火、照明彈等等制合金、飛機、汽車、輪制合金、飛機、汽車、輪船部件、導線、日用品船部件、導線、日用品石灰乳石灰乳HCl電解電解Mg MgCl2Al(OH)3Al2O3AlMg(OH)2思考：思考：（1）Mg粉加入至粉加入至NH4Cl中可能有幾種氣體中可能有幾種氣體 產(chǎn)生？請說明理由產(chǎn)生？請說明理由解析：解析：將鎂粉加入

5、將鎂粉加入NH4Cl溶液中，有溶液中，有氫氣氫氣和和刺激性的刺激性的氨氣氨氣生成，這是由于生成，這是由于NH4Cl水解呈酸性，鎂與水解產(chǎn)水解呈酸性，鎂與水解產(chǎn)生的生的H+反應生成氫氣反應生成氫氣破壞了破壞了NH4Cl水解平衡水解平衡，NH3H2O濃度不斷增大而分解放出濃度不斷增大而分解放出NH3，同時還產(chǎn)生，同時還產(chǎn)生Mg(OH)2白色沉淀。反應的化學方程式可表示為：白色沉淀。反應的化學方程式可表示為：Mg + 2NH4Cl = 2NH3+MgCl2 +H2（ Mg2+ + 2OH = Mg(OH)2 ）（2）試分析鋁與強堿溶液反應的實質(zhì)，該反應試分析鋁與強堿溶液反應的實質(zhì)，該反應還原劑、氧化

6、劑分別是何物質(zhì)？還原劑、氧化劑分別是何物質(zhì)？解析：解析：鋁和強堿溶液反應，通常認為是鋁和強堿溶液反應，通常認為是鋁先和強鋁先和強堿溶液中的水反應生成氫氧化鋁堿溶液中的水反應生成氫氧化鋁，然后，然后氫氧化鋁氫氧化鋁再和強堿反應生成偏鋁酸鹽再和強堿反應生成偏鋁酸鹽。2Al+6H2O = 2Al(OH)3 +3H22Al(OH)3 + 2NaOH=2NaAlO2 +4H2O2Al+6H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2+4H2O此反此反應中，還原劑是應中，還原劑是 ，氧化劑是，氧化劑是 。 鋁鋁水水 【例例1】下列敘述正確的是下列敘述正確的是 （ ）A鋁制槽車可用來貯運濃硫酸、濃硝酸是因為常溫

7、下鋁制槽車可用來貯運濃硫酸、濃硝酸是因為常溫下鋁和濃硫酸、濃硝酸不反應。鋁和濃硫酸、濃硝酸不反應。B兩份相同質(zhì)量的鋁粉，分別與足量的稀硫酸和氫氧兩份相同質(zhì)量的鋁粉，分別與足量的稀硫酸和氫氧化鈉溶液反應，產(chǎn)生的氫氣前者多?；c溶液反應，產(chǎn)生的氫氣前者多。C合金的熔點一般比組成它的各成分的熔點都低。合金的熔點一般比組成它的各成分的熔點都低。D工業(yè)上常利用鋁熱反應冶煉難熔金屬，如釩、鉻、工業(yè)上常利用鋁熱反應冶煉難熔金屬，如釩、鉻、錳。錳。CD【例例2】將相同質(zhì)量的鎂條分別在氧氣中空氣將相同質(zhì)量的鎂條分別在氧氣中空氣中氮氣中二氧化碳中完全燃燒，燃燒后所得固中氮氣中二氧化碳中完全燃燒，燃燒后所得固體產(chǎn)物

8、的質(zhì)量由小到大的順序是體產(chǎn)物的質(zhì)量由小到大的順序是 （ ）A B C DC【例例3】某學生用鋁片分別與某學生用鋁片分別與c(H+)均為均為3 mol/L的稀鹽酸的稀鹽酸和稀硫酸反應：和稀硫酸反應：其其實驗過程：往裝有相同鋁片的實驗過程：往裝有相同鋁片的2支試管支試管中分別加入等體積，且中分別加入等體積，且c(H+)=3.0 mol/L的鹽酸和硫酸，的鹽酸和硫酸，觀察反應進行到觀察反應進行到1、2、5、15、20 min時鋁片與酸反應的時鋁片與酸反應的情況。實驗結果如下表：情況。實驗結果如下表：反應進反應進程程（min)1251520鹽酸鹽酸少量氣泡少量氣泡較多較多氣泡氣泡大量大量氣泡氣泡反應反

9、應劇烈劇烈鋁片鋁片耗盡耗盡硫酸硫酸均無明顯現(xiàn)象均無明顯現(xiàn)象（無氣泡產(chǎn)生）（無氣泡產(chǎn)生） 24 通過上述實驗可知，鋁片與鹽酸和硫酸反應存在較通過上述實驗可知，鋁片與鹽酸和硫酸反應存在較大的差異。這和課本中大的差異。這和課本中“鋁能與稀鹽酸和稀硫酸反應鋁能與稀鹽酸和稀硫酸反應生成氫氣生成氫氣”的說法不一致。假如你將開展實驗探究鋁的說法不一致。假如你將開展實驗探究鋁片與稀鹽酸和稀硫酸反應差異的原因，為設計實驗，片與稀鹽酸和稀硫酸反應差異的原因，為設計實驗，你將對差異的原因作出哪些假設或猜想（填你將對差異的原因作出哪些假設或猜想（填2種即可）？種即可）？假設（猜想）一：假設（猜想）一：_假設（猜想）二

10、：假設（猜想）二： .Cl能夠促進金屬鋁與能夠促進金屬鋁與H+反應反應SO42對對H+與金屬鋁的反應起阻礙作用與金屬鋁的反應起阻礙作用4.（04廣東）海水的綜合利用可以制備金屬鎂，廣東）海水的綜合利用可以制備金屬鎂，其流程如下圖所示：其流程如下圖所示：（1）若在空氣中加熱）若在空氣中加熱MgCl26H2O，生成的是，生成的是Mg(OH)Cl或或MgO，寫出相應反應的化學方程式。寫出相應反應的化學方程式。 用電解法制取金屬鎂時，需要無水氯化鎂。在干燥的用電解法制取金屬鎂時，需要無水氯化鎂。在干燥的HCl氣流中加氣流中加熱熱MgCl26H2O時，能得到無水時，能得到無水MgCl2，其原因是，其原因

11、是 （2）Mg(OH)2沉淀中混有的沉淀中混有的Ca(OH)2應怎樣除去？寫出實驗步驟。應怎樣除去？寫出實驗步驟。 （3）實驗室里將粗鹽制成精鹽的過程中，在溶解、過濾、蒸發(fā)三）實驗室里將粗鹽制成精鹽的過程中，在溶解、過濾、蒸發(fā)三個步驟的操作中都要用到玻璃棒，分別說明在這三種情況下使用玻個步驟的操作中都要用到玻璃棒，分別說明在這三種情況下使用玻璃棒的目的；璃棒的目的；溶解時：溶解時： 。過濾。過濾時：時： 。 蒸發(fā)蒸發(fā)時：時： 。MgCl26H2O MgO2HCl5H2O在干燥的在干燥的HCl氣流中加熱時，抑制了氣流中加熱時，抑制了MgCl2水解，且?guī)ё咚?，且?guī)ё進gCl26H2O受熱產(chǎn)生的水

12、蒸氣，故得到無水受熱產(chǎn)生的水蒸氣，故得到無水MgCl2。加入加入MgCl2溶液，充分攪拌，過濾，沉淀用水洗滌溶液，充分攪拌，過濾，沉淀用水洗滌攪拌，加速溶解攪拌，加速溶解使待濾液體沿玻璃棒流入漏斗，使待濾液體沿玻璃棒流入漏斗，防止溶液外灑防止溶液外灑攪攪拌，防止因局部過熱液滴或晶體飛濺拌，防止因局部過熱液滴或晶體飛濺3. Mg、Al的化合物的化合物（1）Mg、Al的氧化物的氧化物 MgOAl2O3物理性質(zhì)物理性質(zhì)化化學學性性質(zhì)質(zhì)H2OH+OH 類別類別主要用途主要用途工業(yè)制法工業(yè)制法白色粉末，難熔白色粉末，難熔白色粉末，難熔，不溶于水白色粉末，難熔，不溶于水MgO+2H+=Mg2+H2OAl2

13、O3+6H+=2Al3+3H2OAl2O3+2OH=2AlO2+ H2O堿性氧化物堿性氧化物兩性氧化物兩性氧化物耐火材料，制備鎂鹽耐火材料，制備鎂鹽耐火材料，冶煉原料，制備鋁鹽，耐火材料，冶煉原料，制備鋁鹽，制備偏鋁酸鹽，剛玉為耐磨材料制備偏鋁酸鹽，剛玉為耐磨材料煅燒煅燒MgCO3從鋁土礦中提取從鋁土礦中提取MgO+H2O= Mg(OH)2 （緩慢）（緩慢）（2）Mg、Al的氫氧化物的氫氧化物 Mg(OH)2Al(OH)3物理性質(zhì)物理性質(zhì)化化學學性性質(zhì)質(zhì)熱穩(wěn)熱穩(wěn)定性定性 H+OH 類別類別主要用途主要用途實驗室實驗室制制 法法Mg(OH)2 MgO+H2O 2Al(OH)3 Al2O3+3H2

14、O 白色，不溶于水白色，不溶于水白色膠狀，不溶于水、白色膠狀，不溶于水、有很強的有很強的吸附性吸附性Mg(OH)2+2H+= Mg2+H2OAl(OH)3+3H+=Al3+3H2OAl(OH)3+OH=AlO2+2H2O中強堿中強堿（溶解部分電離出的（溶解部分電離出的OH可使酚酞變紅可使酚酞變紅）兩性氫氧化物兩性氫氧化物制制MgO和鎂鹽和鎂鹽制備制備Al2O3和凈水劑和凈水劑Mg2+2OH = Mg(OH)2Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NH4+2AlO2+CO2+2H2O=2Al(OH)3+CO32AlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO33 AlO2+Al3+6 H2

15、O=4Al(OH)3練習：練習：寫出寫出Al、Al2O3、A l(OH)3分別和分別和NaOH溶液反應的化學方程式。溶液反應的化學方程式。2Al+6H2O+2NaOH= 2NaAl(OH)4+3H2Al2O3+2NaOH+3H2O=2NaAl(OH)4Al(OH)3+NaOH=2NaAl(OH)4AlO2HH2O Al(OH)3 Al33OH 酸式電離酸式電離 堿式電離堿式電離只能存在于只能存在于中性或弱酸中性或弱酸性弱堿性環(huán)性弱堿性環(huán)境中境中思考：思考：（3）Al(OH)3為何既能與酸又能與強堿液反應？為何既能與酸又能與強堿液反應？ 解析：解析：這是因為這是因為Al(OH)3在水中同時存在在

16、水中同時存在兩種電離平衡兩種電離平衡：（4）制?。┲迫l(OH)3的可能途徑有那些？的可能途徑有那些？解析：解析：(1) 鋁鹽與堿液反應鋁鹽與堿液反應 法優(yōu)于法法優(yōu)于法 Al3 Al(OH)3 AlO2OHOH適量適量OH過量過量 Al3 Al(OH)3 不溶解不溶解 NH3 H2O足量足量NH3 H2O過量過量(2)偏鋁酸鹽與酸反應：偏鋁酸鹽與酸反應：(3)相互促進水解反應：相互促進水解反應： 法優(yōu)于法法優(yōu)于法 AlO2 Al(OH)3 Al3 H+過量過量 H+適適量量 AlO2 Al(OH)3 不溶解不溶解 CO2適適量量CO2過過量量Al33Al(OH)44Al(OH)3【例例6】今

17、用鋁、稀硫酸和氫氧化鈉溶液為原料，今用鋁、稀硫酸和氫氧化鈉溶液為原料，在實驗室制備一定量的在實驗室制備一定量的氫氧化鋁氫氧化鋁。可分別采用如下化學。可分別采用如下化學方程式所表示的兩種方法：方程式所表示的兩種方法：2Al+3H2SO4 = Al2(SO4)3+ H2Al2(SO4)3+6NaOH=2Al(OH)3+3Na2SO42Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+ 3H22NaAlO2+ H2SO4+2H2O =2Al(OH)3+ Na2SO4（1）上述哪一種方法比較）上述哪一種方法比較節(jié)約節(jié)約試劑？（提示：試試劑？（提示：試從每生產(chǎn)從每生產(chǎn)2 mol Al(OH)3所消耗的試劑用量

18、予以說明）所消耗的試劑用量予以說明）（2）原料相同，請設計一種）原料相同，請設計一種更為節(jié)約更為節(jié)約試劑的方法試劑的方法（用化學方程式表示，并說明其可以最節(jié)約試劑的（用化學方程式表示，并說明其可以最節(jié)約試劑的根據(jù)）根據(jù)）解析：解析：（1） 法較法節(jié)約了酸、堿試劑。因為同樣法較法節(jié)約了酸、堿試劑。因為同樣是制備是制備2 mol Al(OH)3，法需法需2 mol Al、3 mol H2SO4、6 mol NaOH；法只需法只需2 mol Al、1 mol H2SO4、2 mol NaOH。（2）利用）利用Al3和和AlO2的的雙水解反應雙水解反應制備制備Al(OH)3 2Al+3H2SO4=Al

19、2(SO4)3+ 3H2 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+ 3H2 2 mol1.5 mol0.25 mol1.5 mol1.5 mol0.25 mol0.75 mol相當于制備相當于制備2 mol Al(OH)3 所用原料為所用原料為2 mol Al、0.75 mol H2SO4、1.5 mol NaOH，確實節(jié)約了試劑。，確實節(jié)約了試劑。Al2(SO4)3+6NaAlO2+12H2O=8Al(OH)3+3Na2SO4【例例7】在在100mL 1 mol/L的的AlCl3溶液與溶液與60mL 6mol/L的的KOH溶液混合后，生成沉淀溶液混合后，生成沉淀的質(zhì)量是的質(zhì)量是 g。2

20、00mL 0.5mol/L的的Al2(SO4)3溶液中加入溶液中加入2mol/L的的NaOH溶液，可得到溶液，可得到7.8gAl(OH)3沉淀，則沉淀，則NaOH體積為體積為 mL。3.12150或或3504 4“鋁三角鋁三角”關系及其應用關系及其應用Al3+Al(OH)4Al(OH)3123456寫出上述轉(zhuǎn)化的化學方程式：寫出上述轉(zhuǎn)化的化學方程式：鎂及其重要化合物之間的轉(zhuǎn)化鎂及其重要化合物之間的轉(zhuǎn)化Mg MgO MgSO4 Mg(OH)2試作出下列反應圖像，并寫出各階段離子方程式。試作出下列反應圖像，并寫出各階段離子方程式。0 1 2 3 4n(NaOH)nAl(OH)3 向向AlCl3溶液

21、中滴加溶液中滴加NaOH溶液直至過量溶液直至過量向向NaOH溶液中滴加溶液中滴加AlCl3 溶液直至過量溶液直至過量0 1 2 3 4n(AlCl3)nAl(OH)3Al3+ + 3OH(少量少量) = Al(OH)3 Al(OH)3 + OH = AlO2+2H2O Al3+4OH(過量過量) = AlO2+2H2O Al33AlO26H2O4Al(OH)3 3mol3mol1mol3mol1mol思考思考(5)0 1 2 3 4nAl(OH)3n(HCl)向向NaAlO2溶液中滴加溶液中滴加HCl溶液直至過量溶液直至過量向向HCl溶液中滴加溶液中滴加NaAlO2 溶液直至過量溶液直至過量0

22、 1 2 3 4n(NaAlO2 )nAl(OH)3AlO2+H2O+H+(少量少量)= Al(OH)3 Al(OH)3 +3H+ = Al3+3H2O AlO2+4H+(過量過量)= Al3+2H2O Al33AlO26H2O4Al(OH)3 1mol3mol1mol3mol【例例8】某混合物某混合物 A，含有，含有 KAl（SO4）2、Al2O3和和 Fe2O3，在一定條件下可實現(xiàn)下圖所示的物質(zhì)之間的變，在一定條件下可實現(xiàn)下圖所示的物質(zhì)之間的變化化，據(jù)此判斷據(jù)此判斷（1）固體）固體B所含物質(zhì)的化學式為所含物質(zhì)的化學式為_。（2）固體）固體E所含物質(zhì)的化學式為所含物質(zhì)的化學式為_ _。（3）

23、反應的離子方程式為）反應的離子方程式為_。Al2O3 （NH4）2SO4、K2SO4AlO2+2H2O+CO2 （過量）（過量） = Al(OH)3 +HCO3 或：或： 2AlO2+3H2O+CO2 （不足）（不足） = 2Al(OH)3 +CO32 n(NaOH)nAl(OH)3向向HCl酸化的酸化的AlCl3溶液中滴加溶液中滴加NaOH溶液直至過量溶液直至過量 向含向含Mg2+、Al3+的混合溶液中滴加的混合溶液中滴加NaOH溶液直至過量溶液直至過量Al(OH)3、 Mg(OH)2Mg(OH)2n(NaOH)H+OH=H2OAl3+ + 3OH(少量少量) = Al(OH)3 Al(OH

24、)3 + OH = AlO2+2H2O Al3+ + 3OH(少量少量) = Al(OH)3 Al(OH)3 + OH = AlO2+2H2O Mg2+ + 2OH = Mg (OH)2 【例例8】如何從鋁土礦如何從鋁土礦(含含F(xiàn)e2O3、Al2O3、SiO2)中獲得純中獲得純凈的凈的Al2O3?供選用的試劑有：鹽酸、供選用的試劑有：鹽酸、CO2、氫氧化鈉、氫氧化鈉、氨水注意每種試劑氨水注意每種試劑不能重復使用不能重復使用解析解析:5、鎂和鋁單質(zhì)的制備、鎂和鋁單質(zhì)的制備1、以海水為原料，寫出、以海水為原料，寫出MgCl2的提取和的提取和Mg的制備流程。的制備流程。海海水水熟石灰熟石灰過濾過濾M

25、g(OH)2鹽酸鹽酸MgCl2溶液溶液結晶結晶MgCl2.6H2OHCl干燥氣流干燥氣流加熱加熱MgCl2熔融熔融電解電解Mg抑制水解抑制水解2、以鋁土礦（主要成分是、以鋁土礦（主要成分是Al2O3含有含有Fe2O3、SiO2等雜質(zhì)）為原料，寫出等雜質(zhì)）為原料，寫出Al的制備流程。的制備流程。鋁鋁土土礦礦濃濃NaOH 過濾過濾濾液濾液沉淀沉淀過量鹽酸過量鹽酸 過濾過濾沉淀沉淀濾液濾液過量氨水過量氨水 過濾過濾沉淀沉淀濾液濾液加加熱熱Al2O3電解電解熔融熔融Al如何進一步制備如何進一步制備Al？2Al2O3 4Al + 3O2電解電解熔融熔融熔點：熔點：2045 0C添加添加Na3AlF610

26、00 0C注意：注意：電解時用碳素材料做電極，需定期電解時用碳素材料做電極，需定期更換陽極更換陽極（碳塊）（碳塊）。為什么？。為什么？陰極：陰極：無煙煤無煙煤常加入少常加入少量量CaF2鋁熱反應鋁熱反應 反應現(xiàn)象：鎂條劇烈燃燒，放出大量的鎂條劇烈燃燒，放出大量的熱，發(fā)出耀眼的白光，紙漏斗內(nèi)熱，發(fā)出耀眼的白光，紙漏斗內(nèi)劇烈反應，劇烈反應，紙漏斗被燒穿，有熔融物落入沙中。紙漏斗被燒穿，有熔融物落入沙中。Fe2O3+2Al = 2Fe + Al2O3高溫高溫1 1、鎂條的作用是什么？、鎂條的作用是什么？2 2、氯酸鉀的作用是什么？、氯酸鉀的作用是什么？鋁熱劑鋁熱劑結論：結論：鋁也是還原劑，在一定的條

27、件下與某些鋁也是還原劑，在一定的條件下與某些金屬氧化物反應，把其中的金屬還原成單質(zhì)。所以金屬氧化物反應，把其中的金屬還原成單質(zhì)。所以一些活潑的金屬也可作還原劑。一些活潑的金屬也可作還原劑。問題問題反應現(xiàn)象：劇烈反應，發(fā)出強光，紙漏斗被燒穿，沙子上落有黑色鐵珠。Fe2O3+2Al = 2Fe + Al2O3高溫高溫其其它它鋁鋁熱熱反反應應 3MnO2+4Al = 3Mn+ 2Al2O3高溫高溫Cr2O3+2Al = 2Cr + Al2O3高溫高溫3Co3O4+8Al = 9Co + 4Al2O3高溫高溫鋁熱反應的應用鋁熱反應的應用 鋁熱反應的原理可以應用在生產(chǎn)上，如用于焊鋁熱反應的原理可以應用在生產(chǎn)上，如用于焊接鋼軌等。在冶金工業(yè)上也常用這一反應原理，接鋼軌等。在冶金工業(yè)上也常用這一反應原理，使鋁與金屬氧化物反應，冶煉釩、鉻、錳等使鋁與金屬氧化物反應，冶煉釩、鉻、錳等硫酸鋁鉀：硫酸鋁鉀：KAl(SO4)2 由兩種不同的金屬離子和一種酸根離由兩種不同的金屬離子和一種酸