化學第三章 金屬及其化合物 第2講 鎂、鋁及化合物

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1、第第2 2講講 鎂、鋁及其重要化合物鎂、鋁及其重要化合物知識要點：知識要點：光澤光澤 密度密度原子或離子半徑原子或離子半徑金金 屬屬 鍵鍵 能能熔、熔、 沸沸 點點硬硬 度度MgAl銀白色輕金屬銀白色輕金屬一、鎂鋁的物理性質(zhì)MgAlO2Mg+ O2 2MgO點燃點燃與非金屬反應與非金屬反應4Al+ 3O2 2Al2O3點燃點燃N2SCl23Mg+ N2 Mg3N2Mg+ S MgS2Al+ 3S Al2S3Mg+Cl2 MgCl22Al+ 3Cl2 2AlCl3點燃點燃點燃點燃加熱加熱點燃點燃點燃點燃常溫下、空氣中形成常溫下、空氣中形成氧化物氧化物薄膜薄膜，具有抗腐蝕的性能，具有抗腐蝕的性能二

2、、鎂鋁的化學性質(zhì)與氧化物反應與氧化物反應H2OCO2Fe2O3Mg+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2Mg+ CO2 =2MgO+C點燃點燃2Al+ Fe2O3 =2Fe+ Al2O3高溫高溫與酸反應與酸反應氧化氧化性酸性酸反應，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H+Mg+2H+=Mg2+H22Al+6H+=2Al3+3H22Al+2H2O+2OH- = 2AlO2+3H22Al+3Cu2+ = 2Al3+3CuMg+Cu2+ = Mg2+Cu與堿與堿反應反

3、應與鹽與鹽反應反應MgAl存存 在在冶冶 煉煉用用 途途光鹵石光鹵石(KClMgCl26H2O)(MgCO3)菱鎂礦鋁土礦鋁土礦(Al2O3、Fe2O3、SiO2等等)MgCl2Mg+Cl2電解2Al2Al2 2O O3 3( (熔融熔融)=4Al+3O)=4Al+3O2 2制合金、飛機、汽制合金、飛機、汽車部件、煙火、照車部件、煙火、照明彈等明彈等制合金、飛機、汽車、制合金、飛機、汽車、輪船部件、導線、日輪船部件、導線、日用品用品1、Mg粉加入粉加入NH4Cl溶液中可能有幾種氣溶液中可能有幾種氣體產(chǎn)生？請說明理由體產(chǎn)生？請說明理由. 2、試分析鋁與強堿溶液反應的實質(zhì)，該、試分析鋁與強堿溶液反

4、應的實質(zhì)，該反應還原劑、氧化劑分別是何物質(zhì)？反應還原劑、氧化劑分別是何物質(zhì)？ 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+H2OAl2O3+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

5、提取MgO+H2O= Mg(OH)2 （緩慢）（緩慢）三、三、MgMg、AlAl的氧化物的氧化物四、四、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+3H2O 白色，不溶于水（溶解部白色，不溶于水（溶解部分電離出的分電離出的OH可使酚酞可使酚酞變紅變紅）白色膠狀，不溶于水、白色膠狀，不溶于水、有很強的吸附性有很強的吸附性Mg(OH)2+2H+= Mg2+H2O2Al(OH)3+6H+=2Al3+3H2OAl(OH

6、)3+OH=AlO2+2H2O中強堿中強堿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AlO2HH2O Al(OH)3 Al33OH 酸式電離酸式電離 堿式電離堿式電離（1）Al(OH)3為何既能與酸又能與強堿液反為何既能與酸又能與強堿液反應？應？ Al(OH)3在水中同時存在在水中同時存在兩種電離平衡：兩種電離平衡：【思考【思考】（2）制取）制取Al(OH)3的可能途徑有那些？的可能途徑有那些？(1) 鋁鹽與堿液反應鋁鹽與堿液反應 Al3 Al(OH)3 AlO2OHOH適量適量OHOH過量過量 Al3 Al(OH)3 不溶解不溶解 NH3 H2O足量足量

7、NH3 H2O過量過量(2)偏鋁酸鹽與酸反應：偏鋁酸鹽與酸反應：(3)互相促進水解反應：互相促進水解反應：AlAl3 33AlO3AlO2 2 6H6H2 2O O4Al(OH)4Al(OH)3 3 AlO2 Al(OH)3 Al3 H+適量適量 H+過量過量 AlO2 Al(OH)3 不溶解不溶解 CO2適量適量CO2過量過量鋁三角關(guān)系鋁三角關(guān)系OH-Al3+AlO2-Al(OH)3OH-或或NH3H2OOH-H+或或CO2H+H+Al3+Al(OH)3AlO2-、 HCO3- 、CO32-、 S2-AlO2-Al(OH)3HCO3-、NH4+實驗設計：已知鋁土礦的主要成分是實驗設計：已知鋁

8、土礦的主要成分是AlAl2 2O O3 3, ,但常含有但常含有FeFe2 2O O3 3、SiOSiO2 2等雜質(zhì)，試幫助某工廠設計一個實驗流程等雜質(zhì)，試幫助某工廠設計一個實驗流程以提取純凈的氧化鋁？提供試劑以提取純凈的氧化鋁？提供試劑NaOHNaOH溶液，鹽酸，氨溶液，鹽酸，氨水，水，COCO2 2，水等常見試劑，水等常見試劑. .鋁鋁土土礦礦過量過量NaOH濾液濾液過量過量HClH2SiO3濾液濾液NH3H2O灼燒灼燒Al2O3過濾過濾過濾過濾過濾過濾Fe2O3Al(OH)3Al3+存在酸性溶液中，存在酸性溶液中，AlO2-存在堿性溶液中存在堿性溶液中Al3+不能與不能與HCO3- 、C

9、O32-、 AlO2-、S2-共存共存AlO2-不能與不能與HCO3-、NH4+共存共存知識應用知識應用（一）、離子共存問題：（一）、離子共存問題：例例:某無色透明溶液跟金屬某無色透明溶液跟金屬Al反應放出反應放出H2，試判，試判斷下列離子斷下列離子:Mg2+、Cu 2+、Ba 2+、H +、Ag +、SO42-、 SO3 2-、HCO3-、 OH -、 NO3-，下列兩，下列兩種情況何者能共存于此溶液中種情況何者能共存于此溶液中（1)當生成當生成Al3+時，可能存在時，可能存在: (2)當生成當生成AlO2-時，可能存在時，可能存在:H + 、 Mg2+、 SO42-OH - 、 Ba 2+

10、、 NO3-（二）圖象問題二）圖象問題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。Al3+ + 3OH(少量少量) = Al(OH)3 Al(OH)3 + OH = AlO2+2H2O 3mol1moln(Al(OH)3) 1 0.8 0.6 0.4 0.2 01 2 3 4 5 n(NaOH)2 2、在、在NaOHNaOH溶液中逐滴加入溶液中逐滴加入AlClAlCl3 3至過量至過量Al3+4OH(過量過量) = AlO2+2H2O Al33AlO26H2O4Al(OH)3 3mol3mol1mol3moln(Al(OH)3)/mol n(AlCl

11、3)/mol3 3、在鹽酸中逐滴加入、在鹽酸中逐滴加入NaAlONaAlO2 2溶液至過量溶液至過量 AlO2+4H+(過量過量)= Al3+2H2O Al33AlO26H2O4Al(OH)3 1mol3mol4 4、在、在NaAlONaAlO2 2溶液中逐滴加入溶液中逐滴加入HClHCl至過量至過量AlO2+H2O+H+(少量少量)= Al(OH)3 Al(OH)3 +3H+ = Al3+3H2O1mol3mol5 5、向含、向含NaAlONaAlO2 2的溶液中的溶液中, ,逐漸通入逐漸通入COCO2 2氣體并過氣體并過量量, ,生成沉淀的物質(zhì)的量生成沉淀的物質(zhì)的量n(Al(OH)n(Al

12、(OH)3 3) )與消耗與消耗COCO2 2氣氣體的物質(zhì)的量體的物質(zhì)的量n(COn(CO2 2) )關(guān)系圖關(guān)系圖: :n(Al(OH)3) 1 0.5 00.5 1 nCOCO2 2/mol2AlO2+CO2 +3H2O = 2Al(OH)3 + CO32-CO32-+H2O+CO2=2HCO3-6 6、向、向AlClAlCl3 3的溶液中的溶液中, ,逐漸加入逐漸加入NaAlONaAlO2 2 溶液溶液, ,生成沉淀的物質(zhì)的量生成沉淀的物質(zhì)的量n(Al(OH)n(Al(OH)3 3) )與消耗與消耗NaAlONaAlO2 2 的物質(zhì)的量的物質(zhì)的量n(NaAlOn(NaAlO2 2) )關(guān)系

13、圖關(guān)系圖: :n(Al(OH)3) 5 4 3 2 1 01 2 3 4 n(NaAlONaAlO2 2 )Al3+ 3AlO2+ 6H2O = 4Al(OH)3 7 7、向、向NaAlONaAlO2 2的溶液中的溶液中, ,逐漸加入逐漸加入AlClAlCl3 3 溶液溶液, ,生生成沉淀的物質(zhì)的量成沉淀的物質(zhì)的量n(Al(OH)n(Al(OH)3 3) )與消耗與消耗AlClAlCl3 3的物質(zhì)的物質(zhì)的量的量n(AlCln(AlCl3 3) )關(guān)系圖關(guān)系圖: :n(Al(OH)3) 5 4 3 2 1 01 2 3 4 n(AlClAlCl3 3 )AlAl3+3+ 3AlO+ 3AlO2

14、2+ 6H+ 6H2 2O = 4Al(OH)O = 4Al(OH)3 3 練習練習1 1：在鹽酸酸化的：在鹽酸酸化的AlClAlCl3 3溶液中逐滴加入過量溶液中逐滴加入過量的氨水至溶液呈堿性，下列圖示中，能表示該反的氨水至溶液呈堿性，下列圖示中，能表示該反應產(chǎn)生的沉淀的質(zhì)量應產(chǎn)生的沉淀的質(zhì)量W W與加入的氨水的體積與加入的氨水的體積V V關(guān)系關(guān)系的是：的是：WVWVWVWVABCD0000練習練習2 2：某無色溶液中，已知含有：某無色溶液中，已知含有H H+ +、MgMg+ +、AlAl3+3+等等陽離子，逐滴加入陽離子，逐滴加入NaOHNaOH溶液，則消耗溶液，則消耗NaOHNaOH溶液體溶液體積（積（x x軸）和生成沉淀量（軸）和生成沉淀量（y y軸）之間的函數(shù)關(guān)系，軸）之間的函數(shù)關(guān)系，可用下圖表示，其中正確的是：可用下圖表示，其中正確的是：yxyxyxyxABCD0000練習練習3：將物質(zhì)：將物質(zhì)X逐漸加入逐漸加入Y溶液中，生成沉淀的溶液中，生成沉淀的量與所加量與所加X的物質(zhì)的量如下圖所示。下列情況符的物質(zhì)的量如下圖所示。下列情況符合圖中所示的是：合圖中所示的是：沉沉淀淀量量X的物質(zhì)的量的物質(zhì)的量0ABCDXNaOHAlCl3HClNaAlO2YAlCl3NaOHNaAlO2HCl