镁铝及其重要化合物.pptx

第三章第三章 金属元素及其化合物金属元素及其化合物 第二节第二节 镁铝及其重要化合物镁铝及其重要化合物一、知识点排查一、知识点排查n 1、镁和铝的物理性质比较、镁和铝的物理性质比较镁镁铝铝颜色状态颜色状态 熔点（熔点（）密度（密度（g/cm3）硬度硬度 镁镁和和铝铝都都是是 色色的的 （填填“轻轻”或或“重重”）金金属，属，有较强的有较强的 、和良好的、和良好的 、性。性。银白色固体银白色固体银白色固体银白色固体648.8660.41.742.72.12.9银白色银白色轻轻延展性延展性导电导电导热导热铝比镁硬度稍大、熔沸点稍高（铝中金属键比镁强）铝比镁硬度稍大、熔沸点稍高（铝中金属键比镁强）2.Mg、Al的化学性质的化学性质MgAl与与非非金金属属反反应应O2 N2SCl2空气中形成空气中形成氧化物薄膜氧化物薄膜，具具 有有抗腐蚀抗腐蚀的性能的性能点燃点燃2Mg+O2 2MgO点燃点燃4Al+3O2 2Al2O3点燃点燃3Mg+N2 Mg3N2加热加热Mg+S MgS加热加热2Al+3S Al2S3点燃点燃Mg+Cl2 MgCl2点燃点燃2Al+3Cl2 2AlCl3常温下：常温下：与与酸酸反反应应氧化氧化性酸性酸H+与碱反应与碱反应与盐反应与盐反应Mg+2H2O Mg(OH)2+H2除氧化膜后可与水微弱反应除氧化膜后可与水微弱反应与与氧氧化化物物反反应应H2OCO2Fe2O3点燃2Mg+CO2 2MgO+C高温2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3反应，无氢气生成反应，无氢气生成在冷浓硝酸、浓硫酸中在冷浓硝酸、浓硫酸中“钝化钝化”，加热时反应，无氢气生成，加热时反应，无氢气生成Mg+2H+=Mg2+H22Al+6H+=2Al3+3H22Al+2H2O+2OH=2AlO2+3H2Mg+Cu2+=Mg2+Cu 2Al+3Cu2+=2Al3+3Cu铝热反应铝热反应用途、引发用途、引发海水海水铝土矿铝土矿电解电解冶冶 炼炼存存 在在用用 途途光卤石光卤石菱镁矿菱镁矿铝土矿铝土矿(KClMgCl26H2O)(MgCO3)(Al2O3、Fe2O3、SiO2等等)制合金、飞机、汽制合金、飞机、汽车部件、烟火、照车部件、烟火、照明弹等明弹等制合金、飞机、汽车、制合金、飞机、汽车、轮船部件、导线、日用轮船部件、导线、日用品品石灰乳石灰乳HCl电解电解MgMgCl2Al(OH)3Al2O3AlMg(OH)2思考：思考：（1）Mg粉加入至粉加入至NH4Cl中可能有几种气体中可能有几种气体 产生？请说明理由产生？请说明理由（2）试试分分析析铝铝与与强强碱碱溶溶液液反反应应的的实实质质，该该反反应应还还原剂、氧化剂分别是何物质？原剂、氧化剂分别是何物质？解析：解析：铝和强碱溶液反应，通常认为是铝和强碱溶液反应，通常认为是铝先和强铝先和强碱溶液中的水反应生成氢氧化铝碱溶液中的水反应生成氢氧化铝，然后，然后氢氧化铝氢氧化铝再和强碱反应生成偏铝酸盐再和强碱反应生成偏铝酸盐。2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H22Al(OH)3+2NaOH=2NaAlO2+4H2O2Al+6H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2+4H2O此反应中，还原剂是此反应中，还原剂是 ，氧化剂是，氧化剂是 。铝铝水水【例【例1】下列叙述正确的是下列叙述正确的是 （）A铝制槽车可用来贮运浓硫酸、浓硝酸是因为常温下铝制槽车可用来贮运浓硫酸、浓硝酸是因为常温下铝和浓硫酸、浓硝酸不反应。铝和浓硫酸、浓硝酸不反应。B两份相同质量的铝粉，分别与足量的稀硫酸和氢氧两份相同质量的铝粉，分别与足量的稀硫酸和氢氧化钠溶液反应，产生的氢气前者多。化钠溶液反应，产生的氢气前者多。C合金的熔点一般比组成它的各成分的熔点都低。合金的熔点一般比组成它的各成分的熔点都低。D工业上常利用铝热反应冶炼难熔金属，如钒、铬、工业上常利用铝热反应冶炼难熔金属，如钒、铬、锰。锰。CD3.Mg、Al的化合物的化合物（1）Mg、Al的氧化物的氧化物MgOAl2O3物理性质物理性质化化学学性性质质H2OH+OH 类别类别主要用途主要用途工业制法工业制法白色粉末，难熔白色粉末，难熔白色粉末，难熔，不溶于水白色粉末，难熔，不溶于水MgO+2H+=Mg2+H2O Al2O3+6H+=2Al3+3H2OAl2O3+2OH=2AlO2+H2O碱性氧化物碱性氧化物两性氧化物两性氧化物耐火材料，制备镁盐耐火材料，制备镁盐耐火材料，冶炼原料，制备铝盐，耐火材料，冶炼原料，制备铝盐，制备偏铝酸盐，刚玉为耐磨材料制备偏铝酸盐，刚玉为耐磨材料煅烧煅烧MgCO3从铝土矿中提取从铝土矿中提取MgO+H2O=Mg(OH)2 （缓慢）缓慢）（2）Mg、Al的氢氧化物的氢氧化物Mg(OH)2Al(OH)3物理性质物理性质化化学学性性质质热稳热稳定性定性H+OH类别类别主要用途主要用途实验室实验室制制 法法Mg(OH)2 MgO+H2O2Al(OH)3 Al2O3+3H2O白色，不溶于水白色，不溶于水白色胶状，不溶于水、白色胶状，不溶于水、有很强的有很强的吸附性吸附性Mg(OH)2+2H+=Mg2+H2OAl(OH)3+3H+=Al3+3H2OAl(OH)3+OH=AlO2+2H2O中强碱中强碱（溶解部分电离出的（溶解部分电离出的OH 可使酚酞变红可使酚酞变红)两性氢氧化物两性氢氧化物制制MgO和镁盐和镁盐制备制备Al2O3和净水剂和净水剂Mg2+2OH =Mg(OH)2？练习：练习：写出写出Al、Al2O3、A l(OH)3分别和分别和NaOH溶液反应的化学方程式。溶液反应的化学方程式。2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2OAl(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2OAlO2HH2O Al(OH)3 Al33OH 酸式电离酸式电离 碱式电离碱式电离只能存在于只能存在于中性或弱酸中性或弱酸性弱碱性环性弱碱性环境中境中思考：思考：（3）Al(OH)3为何既能与酸又能与强碱液反应？为何既能与酸又能与强碱液反应？解析：解析：这是因为这是因为Al(OH)3在水中同时存在在水中同时存在两种电离平衡两种电离平衡：（4）制取）制取Al(OH)3的可能途径有那些？的可能途径有那些？解析：解析：(1)铝盐与碱液反应铝盐与碱液反应 法法优于法优于法 Al3 Al(OH)3 AlO2OHOH适量适量OH过量过量 Al3 Al(OH)3 不溶解不溶解NH3 H2O适量适量NH3 H2O过量过量(2)偏铝酸盐与酸反应：偏铝酸盐与酸反应：(3)相互促进水解反应：相互促进水解反应：法法优于法优于法 AlO2 Al(OH)3 Al3 H+过量过量 H+适量适量 AlO2 Al(OH)3 不溶解不溶解CO2适量适量CO2过过量量Al33AlO26H2O4Al(OH)3【例例5】锌锌和和铝铝都都是是活活泼泼金金属属，其其氢氢氧氧化化物物既既能能溶溶于于强强酸酸，又又能能溶溶于于强强碱碱。但但是是氢氢氧氧化化铝铝不不溶溶于于氨氨水水，而而氢氢氧氧化化锌能溶于氨水，生成锌能溶于氨水，生成 。回答下列问题：回答下列问题：（1）单单质质铝铝溶溶于于氢氢氧氧化化钠钠溶溶液液后后，溶溶液液中中铝铝元元素素的的存存在形式为在形式为 （用化学式表示）（用化学式表示）Zn2NaOHNa2ZnO2H2 或或（2）写出锌和氢氧化钠溶液反应的化学方程式。）写出锌和氢氧化钠溶液反应的化学方程式。（配合物离子，简写成（配合物离子，简写成AlO2）（3）下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方）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法即可鉴别的是 。硫酸铝和氢氧化钠硫酸铝和氢氧化钠 硫酸铝和氨水硫酸铝和氨水 硫酸锌和氢氧化钠硫酸锌和氢氧化钠 硫酸锌和氨水硫酸锌和氨水（4）写出可溶性铝盐与氨水反应的离子方程式。）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。应制备氢氧化锌的原因。Al3+3NH3H2O3NH4+Al OH 3 可溶性锌盐与氨水反应产生的可溶性锌盐与氨水反应产生的Zn OH 2可溶于过可溶于过量氨水中，生成量氨水中，生成 ，氨水的用量不易控制。，氨水的用量不易控制。4 4“铝三角铝三角”关系及其应用关系及其应用Al3+AlO2Al(OH)3123456写出上述转化的化学方程式：写出上述转化的化学方程式：镁及其重要化合物之间的转化镁及其重要化合物之间的转化Mg MgO MgSO4 Mg(OH)25、镁和铝单质的制备、镁和铝单质的制备1、以以海海水水为为原原料料，写写出出MgCl2的的提提取取和和Mg的制备流程。的制备流程。海海水水熟石灰熟石灰过滤过滤Mg(OH)2盐酸盐酸MgCl2溶液溶液结晶结晶MgCl2.6H2OHCl干燥气流干燥气流加热加热MgCl2熔融熔融电解电解Mg抑制水解抑制水解2、如何从铝土矿如何从铝土矿(含含Fe2O3、Al2O3、SiO2)中获得中获得 纯净的纯净的Al2O3?如何进一步制备如何进一步制备Al？2Al2O3 4Al +3O2电解电解熔融熔融熔点：熔点：2045 0C添加添加Na3AlF6（冰晶石）（冰晶石）1000 0C注意：注意：电解时需定期更换阳极电解时需定期更换阳极（碳块）（碳块）。为什么？为什么？3Fe3O4+8Al=9Fe+4Al2O3高温高温其其它它铝铝热热反反应应3MnO2+4Al=3Mn+2Al2O3高温高温Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3高温高温3Co3O4+8Al=9Co+4Al2O3高温高温【例【例6】某混合物某混合物 A，含有含有 KAl（SO4）2、Al2O3和和 Fe2O3，在一定条件下可实现下图所示的变化在一定条件下可实现下图所示的变化，据此判断据此判断（1 1）固体）固体B所含物质的化学式为所含物质的化学式为_。（2 2）固体）固体E所含物质的化学式为所含物质的化学式为_ _。（3 3）反应）反应的离子方程式为的离子方程式为_。Al2O3（NH4）2SO4、K2SO4AlO2+2H2O+CO2 （过量）过量）=Al(OH)3+HCO3 或：或：2AlO2+3H2O+CO2（不足）不足）=2Al(OH)3+CO32 试作出下列反应图像，并写出各阶段离子方程式。试作出下列反应图像，并写出各阶段离子方程式。01234n(NaOH)nAl(OH)3向向AlCl3溶液中滴加溶液中滴加NaOH溶液直至过量溶液直至过量向向NaOH溶液中滴加溶液中滴加AlCl3 溶液直至过量溶液直至过量01234n(AlCl3)nAl(OH)3Al3+3OH(少量少量)=Al(OH)3 Al(OH)3+OH =AlO2+2H2O Al3+4OH(过量过量)=AlO2+2H2O Al33AlO26H2O4Al(OH)3 3mol3mol1mol3mol1mol思考思考(5)01234nAl(OH)3n(HCl)向向NaAlO2溶液中滴加溶液中滴加HCl溶液直至过量溶液直至过量向向HCl溶液中滴加溶液中滴加NaAlO2 溶液直至过量溶液直至过量01234n(NaAlO2)nAl(OH)3AlO2+H2O+H+(少量少量)=Al(OH)3 Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O AlO2+4H+(过量过量)=Al3+2H2O Al33AlO26H2O4Al(OH)3 1mol3mol1mol3moln(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溶液直至过量溶液直至过量向含向含Mg2+、Al3+的混合溶液中滴加的混合溶液中滴加NaOH溶液直至过量溶液直至过量Al(OH)3、Mg(OH)2Mg(OH)2n(NaOH)H+OH=H2OAl3+3OH(少量少量)=Al(OH)3 Al(OH)3+OH =AlO2+2H2O Al3+3OH(少量少量)=Al(OH)3 Al(OH)3+OH =AlO2+2H2O Mg2+2OH =Mg(OH)2