高中化学-第三章第3讲镁、铝及其化合物课件-新人教版

第3讲镁、铝及其化合物基础盘点一、金属的通性及合金自我诊断1.下列说法正确的是（）A.所有不锈钢都只含有金属元素B.我国流通的硬币材质是金属单质C.广东打捞的明代沉船上存在大量铝制餐具D.镁合金的硬度和强度均高于纯镁解析A项不锈钢都含有C等非金属元素；流通硬币材质是合金，明代还没有铝制品，B、C错；D项一般来说合金熔点比成分金属低，硬度强度均比成分金属大。D基础回归1.金属的通性金属在通常状况下都是不透明、有金属光泽的固体（汞除外），都能导电、导热、有性。大多数金属原子最外层有个电子，少数金属原子最外层有个电子，金属元素在同周期元素中较大。金属元素的主要化合价为价，也有少数金属能表现较高的化合价如等。金属元素原子只能电子，不能电子，所以金属只有化合价，没有化合价。金属单质只有性，没有性。延展1~23~6原子半径+1、+2、+3失去得到正负还原氧化2.合金（1）定义：把两种或两种以上的（或与）而成的具有特性的物质叫做合金。（2）特点：①多数合金的熔点比其成分金属都要，而不是介于两种成分金属的熔点之间。②有比成分金属更好的、和加工性能。金属金属非金属熔合金属低硬度强度机械二、镁、铝的性质自我诊断2.已知Mg3N2是黄绿色固体，极易与水反应，MgO和Mg(OH)2都是白色固体。（1）Mg在空气中燃烧有哪些物质生成？以何者为主？你是如何判断的？（2）1molMg在干燥的空气中燃烧完全，生成物的质量40g（填“”、“”或“=”）。（3）镁在空气中燃烧有时有白烟生成，下雨天更明显，何故？答案（1）有MgO、Mg3N2、C等物质生成，以MgO为主，由实验现象可知。（2）(3)下雨天Mg3N2水解，生成白色的Mg(OH)2，所以现象更明显（Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2↓+2NH3↑）。基础回归镁和铝的性质比较镁铝物理性质密度较，熔点较,硬度较,银白色。铝的硬度、熔、沸点比镁化学性质与非金属如O2的反应常温下被O2氧化，生成致密，因而具有抗腐蚀性2Mg+O2,在空气中点燃，发出耀眼白光4Al+3O2,在纯氧中或高温下可燃烧与H2O的反应Mg+H2O(沸水)与氧化物的反应Mg+CO2Al+Fe3O4(铝热反应)小低小大氧化膜2MgO2Al2O32Mg(OH)2+H2↑22MgO+C83+4Al2O39Fe制合金、飞机、导线、日用品等制合金、飞机、照明弹等用途Al+OH-+H2O与碱的反应常温下钝化反应，不放H2与浓硫酸、浓硝酸的反应Al+H+Mg+H+与非氧化性酸的反应Mg2++H2↑2262Al3++3H2↑22+3H2↑222lOA指点迷津由于Mg、Al属于第三周期元素，Mg的核电荷数较Al少，原子半径较Al大，在化学反应中比Al更易失去电子，所以Mg比Al活泼。Al可以与NaOH等强碱溶液反应，而镁不能。三、镁、铝的重要化合物自我诊断3.某校化学兴趣小组用如图所示过程除去AlCl3溶液中含有的Mg2+、K+杂质离子并尽可能减少AlCl3的损失。请回答下列问题：(1)写出混合物中加入足量氢氧化钠溶液时，溶液中发生反应的离子方程式：，，。氢氧化钠溶液能否用氨水代替，为什么？。（2）溶液a中存在的离子有；在溶液a中加入盐酸时需控制溶液的pH，为什么？；为此，改进方法是。（3）为了研究AlCl3晶体的性质，在得到AlCl3溶液后，如何得到AlCl3晶体？。解析所给溶液中有Al3+、Mg2+、K+、Cl-，除掉杂质只得AlCl3，则应先加足量的NaOH溶液使Mg2+沉淀完全，Al3+全部转化成后，过滤将Mg(OH)2除掉，后往滤液中通入过量的CO2,使转化成Al(OH)3沉淀析出，过滤,向所得沉淀中加足量盐酸,转化为AlCl3即可。2lOA2lOA答案（1）Mg2++2OH-Mg(OH)2↓Al3++3OH-Al(OH)3↓Al(OH)3+OH-+2H2O不能，因为在Al3+与氨水反应生成Al(OH)3后，Al(OH)3不能与氨水继续反应，从而不能将Al(OH)3与Mg(OH)2分开（2）Cl-、K+、、H+、OH-、Na+因为氢氧化铝能与强酸反应，所以在加入盐酸使转化为Al(OH)3沉淀时，需要控制溶液的pH，以防止部分转化成Al3+在溶液a中通入过量二氧化碳气体（3）在HCl气氛中加热AlCl3溶液，使水蒸发以得到AlCl3晶体2lOA2lOA2lOA2lOA基础回归Mg、Al的氧化物及氢氧化物既有相同点，也有不同点（1）相同点：①MgO和Al2O3都属于高熔点氧化物，它们都难溶于水。②都与H+反应，其反应的离子方程式为。③Mg(OH)2、Al（OH）3受热都分解，其分解方程式为。MgO+2H+Mg2++H2O;Mg(OH)2MgO+H2OAl2O3+6H+2Al3++3H2O2Al(OH)3Al2O3+3H2O（2）不同点：MgO、Mg(OH)2不与强碱溶液反应，而Al2O3、Al(OH)3却与强碱溶液反应。反应的离子方程式为。（3）Al(OH)3既与强酸反应也与强碱溶液反应是因为Al(OH)3在水溶液中存在下列平衡：+H+Al(OH)3,加酸平衡向移动，生成;加碱平衡向移动，生成。Al2O3+2OH-2+H2OAl(OH)3+OH-+2H2OH2O+Al3++3OH-碱式电离方向Al3+酸式电离方向2lOA2lOA2lOA2lOA既能与酸反应又能与碱反应的物质有哪些？①金属单质：Al、Zn等；②两性氧化物：Al2O3等；③两性氢氧化物：Al(OH)3等；④弱酸的酸式盐：NaHCO3、KHS、NaHSO3等；⑤弱酸的铵盐：（NH4）2CO3、CH3COONH4、（NH4）2S等。答案思考要点突破要点一金属与酸或碱反应生成H2的量的关系1.金属与酸反应的计算（1）实质：M+nH+Mn++H2↑（2）规律：①金属与酸反应失去电子的物质的量等于产生氢原子的物质的量。②相同物质的量的金属与足量酸反应产生H2的物质的量之比等于反应后对应金属呈现的化合价之比。（3）常用方法：①守恒法：守恒法是化学计算中常用的方法，包括原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒等。②平均值法：平均值法是混合物组分含量求解的常用方法，可设平均摩尔质量，要注意结合化合价进行转化。2n2.铝与酸或碱反应生成H2的量的关系（1）原理2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑2Al——2AlCl3+3H2↑2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑2Al——2NaAlO2+3H2↑(2)规律①等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为=1∶1。②足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠反应，产生氢气的体积比为=1∶3。)(H)(H2NaOH2lHCVV)(H)(H2NaOH2lHCVV③一定量的铝分别和一定量的盐酸和氢氧化钠反应若产生氢气的体积比为则必定是：a.铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足。b.铝与氢氧化钠反应时，铝不足而氢氧化钠过量。，11)(H)(H312NaOH2lHCVV【典例导析1】将某份铁铝合金样品均分为两份，一份加入足量盐酸，另一份加入足量NaOH溶液，同温同压下产生的气体体积比为3∶2，则样品中铁、铝物质的量之比为（）A.3∶2B.2∶1C.3∶4D.4∶3思路导引解答本题时需明确以下三点：①Fe、Al均能与盐酸反应产生H2；②只有Al能与NaOH溶液反应产生H2；③根据金属与酸、碱反应生成H2的量的关系式计算。解析设每份Fe、Al合金样品中含铁、铝的物质的量分别为x、y,则由FeH2↑,AlH2↑,AlH2↑三个关系得知（x+)∶y=3∶2，解得x∶y=3∶4。答案C思维提升若将盐酸改为稀HNO3且稀HNO3只被还原为NO，则Fe、Al物质的量之比为多少？Fe、Al与足量稀硝酸反应产生NO，用同样的方法，设铁、铝的物质的量分别为x、y，则（x+y）∶y=3∶2，得x∶y=5∶4。2HCl3HCl23NaOH2323y23提示23迁移应用1甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol/L的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积为甲∶乙=1∶2，则加入铝粉的质量为()A.5.4gB.3.6gC.2.7gD.1.8g解析铝和盐酸的反应式：2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑,铝与NaOH溶液的反应式：2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑。若在等物质的量的盐酸和NaOH溶液中分别投入足量的铝粉，则产生的H2之比为1∶3。若铝粉均完全反应，则产生的H2之比为1∶1。现在氢气的量之比为1∶2,说明铝粉的量对盐酸来说是过量的，对氢氧化钠是不足的。所以不难计算与盐酸反应的铝粉是2.7g,与NaOH溶液反应的铝粉是5.4g，故本题应选A。答案A要点二“铝三角”及其应用1.“铝三角”是指Al3+、Al(OH)3、相互转化的三角关系。根据“铝三角”完成对应的离子方程式。(1)Al3+Al(OH)3Al3++3NH3·H2OAl（OH）3↓+3Al3++3+6H2O4Al（OH）3↓Al3++3OH-Al（OH）3↓4NH①②③2lOA2lOA(2)Al(OH)3Al3+(3)Al3+(4)Al3+(5)Al(OH)3①NaAlO2溶液中通少量CO2：NaAlO2溶液中通入足量CO2：+4H+Al3++2H2OAl（OH）3+3H+Al3++3H2OAl3++4OH-+2H2O2+CO2+3H2O2Al(OH)3↓+23CO+CO2+2H2OAl(OH)3↓+3HCO2lOA2lOA2lOA2lOA2lOA2lOA2lOA②③(6)Al(OH)32.应用（1）制取Al(OH)3(2)离子共存问题Al3+与HS-、S2-、、、因水解相互促进而不能大量共存；与、Al3+、Fe3+等也不能大量共存。3+Al3++6H2O4Al(OH)3↓+H++H2OAl(OH)3↓Al(OH)3+OH-+2H2O23CO3HCO4NH2lOA2lOA2lOA2lOA2lOA2lOA【典例导析2】把由NaOH、AlCl3、MgCl2三种固体组成的混合物溶于足量水中，有0.58g白色难溶物析出，向所得溶液中逐滴加入0.5mol/L的盐酸，加入盐酸的体积和生成沉淀的质量如下图所示：(1)混合物中NaOH的质量是；AlCl3的质量是；MgCl2的质量为。（2）C点表示盐酸加入的体积为。解析分析图象中A、B、C、D点的意义：D→A表示先加10mLHCl是中和原来过量的NaOH;A→B表示加入20mL盐酸与NaAlO2反应，使之全部转化成Al(OH)3沉淀；B点表示沉淀最大值，且为Mg(OH)2和Al(OH)3沉淀的混合物；B→C表示加入盐酸使两沉淀完全溶解。再进行计算。（1）由图象可知n(Mg2+)==0.01mol由+H++H2OAl(OH)3↓11(30-10)×10-3×0.5n［Al(OH)3］所以g/mol58g58.02lOAn(Al3+)=n［Al(OH)3］=(30-10)mL×10-3L/mL×0.5mol/L=0.01mol混合物中n(NaOH)=n(Mg2+)×2+n(Al3+)×4+10mL×10-3L/mL×0.5mol/L=0.01mol×2+0.01mol×4+0.005mol=0.065mol故NaOH的质量0.065mol×40g/mol=2.6gMgCl2的质量0.01mol×95g/mol=0.95gAlCl3的质量0.01mol×133.5g/mol=1.335g(2)C点加入盐酸的体积为30mL+×103mL·L-1+×103mL·L-1=130mL。/Lmol5.02mol01.0mol/L5.03mol01.0答案(1)2.6g1.335g0.95g(2)130mL不少同学对（2）中C点表示盐酸体积的计算不会应用“整个溶液离子守恒关系”，因此计算过程比较繁琐。这是由于不能整体上把握反应过程的实质，希望在高考备考复习中引起注意，养成从整体上把握反应实质来理解分析问题的习惯。误区警示迁移应用2有MgCl2