镁和铝

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，③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7．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 沉淀物化 保留在溶液中 代号 学式 的离子 ①Zn2+和 Al3+ ②Zn2+和 Mg2+ ③Zn2+和 Ba2+ ④Mg2+和 Al3+
【经典练习】
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 g C．8 g
） D．10 g
2．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－1 HCl B．4 mol·L－1的HNO3 C．8 mol·L－1 NaOH D．18 mol·L－1 的H2SO4 3．人的纯净的胃液是一种强酸性液体，pH在0.9～1.5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．NO2 B．NO C．CO2 D．H2S 5．在硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中，逐滴加入稀氢氧化钠溶液，直至 过量。下列表示氢氧化钠加入量(x)与溶液中沉淀物的量（y）的关系示 意图中正确的是 （ ）
13．在标准状况下进行甲、乙、丙三组实验，三组各取30 ｍL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 合金质量(mg) 甲 255 乙 385 丙 459
生成气体体积 280 336 336 （mL） (1)甲组实验中，盐酸 (填“过量”“适量”或“不足量”)，理 由是 。乙组实验中，盐酸 (填“过量”“适 量”或“不足量”)，理由是 。要算出盐酸的物质的量浓度，题 中可作计算依据的数据是 ，求得的盐酸的物质的量浓度为 。 (2)求合金中Mg、Al的物质的量之比，题中可作计算依据的数据是 ，求得的Mg、Al的物质的量之比为 。 (3)在丙组实验之后，向容器中加入1 mol·L－1的氢氧化钠溶液， 能使合金中的铝恰好溶解，不形成含铝的沉淀，并使Mg2＋刚好沉淀完 全，再过滤出不溶固体，求滤液中各溶质的物质的量和所加入氢氧化钠 溶液的体积(写计算过程)。
6．在氯化镁和硫酸镁的混合液中，若Mg2＋与Cl－的物质的量浓度之比 为4∶3时，下列判断正确的是（ ） A．溶液中Mg2＋与SO的物质的量浓度相等 B．溶液中Mg2＋与SO 物质的量浓度之比为5∶8 C．溶液中Mg2＋与SO物质的量浓度之比为8∶5 D．溶液中氯化 镁和硫酸镁物质的量相等 7．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溶液物质的量浓度之比可能是 （ ） A．2∶3 B．1∶3 C．1∶4 D．2∶7 8．mg钠、铝混合物，放入ng水中，反应停止后，仍有不溶物ag，则溶 液中溶质为 （ ） A．NaOH B．NaAlO2 C．NaOH和NaAlO2 D．无法确 定 9．将铝粉放入烧碱溶液中，若反应过程中有1.5 mol电子发生转移，则 参加反应的水为（ ） A．9g B．18g C．0.5mol D． mol
镁、铝均为较活泼的金属，但镁的金属性强于铝 核电荷数镁小于铝，而原子半径镁大于铝，故核对最外
解释
层的电子引力镁小于铝，即Al比Mg难失电子，金属性 弱于Mg 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
主要 用途
1．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。 2．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MgCl2制取Mg,用电解熔融的Al2O3制取 Al。 二、镁和铝的重要化合物 1．镁及其化合物转化关系
第五讲 镁和铝
【知识要点】
一、镁和铝的性质 金 属 项目 原子半径 化合价 晶体结构 物理 性质 活泼 性 抗腐 蚀性 与O2 反应 单 质 与酸 反应 与碱 反应 与氧 化物 反应 结论 镁（Mg） 1.60×10－10m +2 金属晶体 铝（Al） 1.43×10－10m +3 金属晶体
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 较活泼：Mg－ 2e=Mg2+ 较活泼：Al－3e=Al3+
Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O 制 备 Mg2++2OH-= Mg(OH)2↓ Mg2++2NH3·H2O =Mg(OH)2↓+2NH4+ Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓ +3NH4+ AlO2-+CO2+2H2O= Al(OH)3↓ +HCO3-
5．两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（NaHCO3、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。 三、合金与复盐 1．合金的组成成份，可以是不同的金属，也可以是金属和非金属。 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 K～Na合金可以作原子反应堆的导热剂。 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 的金属离子（或一种是铵根离子）。 例如：KAl(SO4)2=K++Al3++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)2]OH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。
【典型例题】
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．将相同质量的镁条分别在①氧气中②空气中③氮气中④二氧化碳 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．②①③④ B．④①②③ C．③②①④ D．③①②④ 例3．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4．下列各组离子在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- SO42B．K+ AlO2- NO3- OHC．H+ NH4+ Al3+ SO42D．H+ Cl- CH3COO- NO3例5．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↓ +H2O B．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-+2H2O D．硝酸铝溶液中滴加少量的氢氧化钠溶液 Al3++3OH-=Al(OH)3 ↓ 例6．某复盐的化学式AxB(ED4)y·z H2O,已知x、y、z均为正整数，且 x+y+z=10，用该晶体完成下列实验：①称取晶体40.2g，加热至质量不 再改变，质量减少了10.8g，②将剩余固体溶于水，配成200mL溶液，取
2．铝及其化合物转化关系
3．MgO与Al2O3的比较 MgO 物理 性质 化 学 性 质 Al2O3 均为白色粉末，不溶于水， 熔点高（MgO>Al2O3），是优良的耐火材料 与热水反应 MgO+H2O=Mg(OH)2 碱性氧化物 MgO+2H+=Mg2++H2O 与水不反应 两性氧化物 Al2O3+6H+=2Al3++3H2O Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O
4．Mg(OH)2与Al(OH)3的比较 Mg(OH)2 物理 性质 化 学 性 质 Al(OH)3 均为白色固体，不溶于水 不稳定性 Mg(OH)2=MgO+ H2O 碱性 Mg(OH)2+2H+=Mg2++H2O 不稳定性 2Al(OH)3=Al2O3+3H2O 两性 Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
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，都具有抗腐蚀性能 2Mg+O2 2MgO Mg+2H+=Mg2++H2↑ 不反应 4Al+3O2 2Al2O3 2Al+6H+=Al3++3H2↑ 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2
2Mg+CO2 2MgO+C
2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe
10．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 （ ） A B C HCl D NaAlO2 HCl X NaOH AlCl3
Y AlCl3 NaOH NaAlO2
11．在50mL bmol·L－1 AlCl3溶液中加入50mL amol·L－1NaOH溶液。 (1)当a≤3b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 g。 12．有铝粉和四氧化三铁组成的铝热剂，在隔绝空气的条件下灼烧，使 之充分反应。将所得混合物研细并分成两等份，分别投入过量的烧碱溶 液和盐酸中。充分反应后，前者消耗mmol NaOH，放出气体0.336 L； 后者消耗nmolHCl，放出气体V L。若将等质量的这种铝热剂中的铝粉 与足量的稀硫酸作用，可得3.36 L气体(气体体积均在标准状况下测 定。)求： (1)该铝热剂的质量分数。 (2)m、n、V的值。