化学镁铝重点

第十一章 几种重要的金属提纲挈领⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧++有关电化学的计算电解原理及其应用原电池原理及其应用电化学的基础知识金属的回收和资源保护金属的冶炼方法金属的结构与性质金属的冶炼质铜及其化合物的重要性的检验铁的化合物与性质和用途铁的原子结构铁及其化合物镁的重要化合物铝的重要化合物镁和铝的性质镁和铝几种重要的金属32,,Fe Fe 一、镁和铝巩固·夯实基础●网络构建●自学感悟1.镁及其重要化合物之间的转化关系（1）写出各步转化的化学方程式。

①2Mg+O 2点燃2MgO②Mg+2H 2O△Mg （OH ）2↓+H 2↑③Mg+H 2SO 4====MgSO 4+H 2↑ ④MgO+H 2SO 4====MgSO 4+H 2O⑤MgSO 4+2NaOH====Mg （OH ）2↓+Na 2SO 4 ⑥Mg （OH ）2+H 2SO 4====MgSO 4+2H 2O（2）取一根镁条置于坩埚内点燃，得到氧化镁和氮化镁的混合物的总质量为0.470 g ，冷却后加入足量水，再将溶液蒸干并灼烧得到氧化镁0.486 g 。

按要求完成下列问题： ①氮化镁的电子式：②混合物中加入水的化学方程式：Mg 3N 2+6H 2O====3Mg （OH ）2↓+2NH 3↑ MgO+H 2O====Mg(OH)2。

③燃烧产物中氧化镁的质量分数为83%。

④镁燃烧生成氧化镁和氮化镁时，共转移电子2.43×10-2mol 。

2.铝及其重要化合物之间的转化关系（1）写出Al 3+、-2AlO 、Al （OH ）3三者之间转化的离子方程式： Al 3++3NH 3·H 2O====Al （OH ）3↓+3+4NH Al 3++4OH -====-2AlO +2H 2OAl （OH ）3+3H +====Al 3++3H 2OAl （OH ）3+OH -====-2AlO +2H 2O2-2AlO +CO 2+3H 2O====2Al(OH)3↓+-23CO -2AlO +4H +====Al 3++2H 2O (2) 实验室制取氢氧化铝时采用过量的氨水，而不用强碱与可溶性铝盐溶液反应是因为氢氧化铝是两性氢氧化物，能溶于强碱溶液，不溶于弱碱溶液。

链接·拓展Al(OH)3的制备由于Al(OH)3既可溶于强酸又可溶于强碱，所以制备Al(OH)3宜采用以下途径： （1）可溶性铝盐（Al 3+）与氨水反应 Al 3++3NH 3·H 2O====Al(OH)3↓+3+4NH (2)偏铝酸盐（-2AlO ）与CO 2反应当CO 2不足时：CO 2+2-2AlO +3H 2O====2Al(OH)3↓+-23CO 当CO 2过量时：CO 2+-2AlO +2H 2O====Al(OH)3↓+-3HCO（3）利用Al 3+和-2AlO 在溶液中可发生相互促进的水解反应：Al 3++3-2AlO +6H 2O==== 4Al(OH)3↓理解·要点诠释考点1 镁和铝的性质比较镁位于元素周期表中第3周期第ⅡA 族，铝位于第3周期第ⅢA 族。

镁原子的最外层有2个价电子，铝原子的最外层有3个价电子。

镁和铝都是活泼金属，在化学反应中，都易失去电子而成为金属离子，因而镁和铝的性质有相似之处。

但由于原子结构不同，镁和铝的性质也有不少差异。

（1）物理性质比较镁、铝都是密度较小、熔点较低、硬度较小的银白色金属，但铝的原子半径比镁小，所带电荷比镁离子多，铝离子与自由电子间的作用比镁离子与自由电子间作用强，因而铝的硬度、密度都比镁大，熔沸点都比镁高。

（2）化学性质比较共同点：镁、铝都能与氧气及其他许多非金属、酸及氧化物反应，因而镁、铝具有较强的还原性。

不同点：由于镁、铝属于同周期元素，镁的核电荷数较铝少，原子半径较铝大，在化学考点2 铝的转化关系Al(OH)3与Al 3+、-2AlO 的转化（铝三角）应用：判断离子共存及Al(OH)3的制备Al 3+只存在于强酸性溶液中，-2AlO 只存在于强碱性溶液中，Al 3+与-2AlO 不能共存。

制备Al （OH ）3一般用Al 3++NH 3·H 2O 或-2AlO +CO 2+H 2O 。

难点铝盐和强碱溶液反应的计算铝盐和强碱溶液作用生成Al(OH)3的计算反应关系：①Al3++3OH-====Al(OH)3↓(生成沉淀)②Al(OH)3+OH-====-2AlO+2H2O(沉淀溶解)③Al3++4OH-====-2AlO+2H2O(沉淀生成，又恰好全溶解)分析上述三个反应关系，可以建立如下计算Al(OH)3沉淀量生成的关系式：当n(Al3+)/n(OH-)≥1/3时，m〔Al(OH)3〕=78 g·mol-1·n(OH-)/3；当n(Al3+)/n(OH-)≤1/4时，m〔Al(OH)3〕=0;当1/4<n(Al3+)/n(OH-)<1/3时，m〔Al(OH)3〕=78 g·mol-1·［4n(Al3+)-n(OH)-］。

诱思·实例点拨【例1】镁和铝都是较活泼的金属，下列叙述正确的是（）A.镁不与任何金属氧化物反应，而铝可用于冶炼金属B.金属镁、铝作电极构成原电池时，负极反应一定为：Mg-2e-====Mg2+C.MgCl2及AlCl3溶液分别蒸发并灼热，均可得到氧化镁和氧化铝D.历史上曾用反应：3Na+AlCl3△Al+3NaCl制铝；现代工业用反应：Mg+2RbClMgCl2+2Rb↑，所以活动性：Mg>Rb>Na>Al解析:A显然不正确；当用氢氧化钠等强碱溶液作电解质溶液时铝被氧化，故B不正确；氯化镁、氯化铝在溶液中均能水解，加热时水解生成的氯化氢从体系中不断逸出，生成的氢氧化物灼烧后生成氧化物，故C显然正确；镁制取铷的反应实际上是利用铷的沸点比镁沸点低，铷蒸气不断从体系中抽出从而制得铷，不是依据的金属活动性大小置换原理。

D不正确。

答案:C讲评:这是一道是建立在知识理解基础上，渗透了物质结构决定性质和动态平衡化学思想。

解题时不注意反应条件或规律的适用范围，死搬教条必会出错。

如镁、铝作电极，稀硫酸作电解质溶液，则镁为负极；如用镁铝作电极，强碱溶液作电解质，则铝为负极；同理铝、铜作电极，浓硝酸作电解质溶液，则由于铝钝化，则铜为负极；再如金属间的置换反应，通常适用于一些水溶液或熔化物，但也有很多例外，如特别活泼的金属（如钠）在水溶液中并不能置换出铜，用钠与熔化的氯化钾制钾或用镁制铷都不能用金属活动性顺序表解释。

【例2】有镁、铝混合粉末10.2 g，将它溶于500 mL 4 mol·L-1的盐酸中，若要使沉淀质量达到最大值，则需加入2 mol·L-1的氢氧化钠溶液的体积为（）A.1 000 mLB.500 mLC.100 mLD.1 500 mL 解析：依题意，先写出有关反应的化学方程式：Mg+2HCl====MgCl2+H2↑2Al+6HCl====2AlCl3+3H2↑MgCl2+2NaOH====Mg(OH)2↓+2NaClAlCl3+3NaOH====Al（OH）3↓+3NaCl依化学方程式，仅当镁、铝全部以Mg（OH）2、Al（OH）3沉淀，即沉淀质量达到最大值时，溶液中只存在NaCl，故当沉淀的量最多时n(NaOH)=n(HCl)。

n(NaOH)=0.5 L×4 mol·L-1=2 mol，V(NaOH)=2 mol ÷2 mol·L-1=1 L=1 000 mL。

答案：A讲评:若用常规方法解答本题，计算量大，计算过程繁杂。

本例是采用整体分析法，即找出沉淀质量达到最大值时，加入盐酸物质的量与加入的氢氧化钠物质的量的关系，略去了中间的过程，因而大大提高了解题速度。

同时要注意学会灵活应用。

【例3】 现有甲、乙两瓶无色溶液,已知它们可能是AlCl 3溶液和NaOH 溶液。

现做以下实验：①取440 mL 甲溶液与120 mL 乙溶液反应,也产生1.56 g 沉淀。

②取120 mL 甲溶液与440 mL 乙溶液反应,产生1.56 g 沉淀。

③取120 mL 甲溶液与400 mL 乙溶液反应,产生3.12 g 沉淀。

通过必要的计算和推理判定:(1)甲溶液为____________溶液,其物质的量浓度为____________ mol ·L -1；乙溶液为______________溶液,其物质的量浓度为______________mol ·L -1。

(2)写出实验③的有关离子方程式__________________________________________。

解析:由②③两步实验操作可知，甲溶液应为AlCl 3溶液，乙溶液为NaOH 溶液。

由①步操作所给的值可求出NaOH 溶液物质的量浓度： n 〔Al(OH)3〕=31n(NaOH) 17856.1-∙molg g =31×c(NaOH)×0.12 L c(NaOH)=0.5 mol ·L -1由②步操作所给的值可求AlCl 3溶液的物质的量浓度： n 〔Al(OH)3〕=4n(AlCl 3)-n(NaOH)17856.1-∙molg g=4c(AlCl 3)×0.12 L-0.44 L ×0.5 mol ·L -1 c(AlCl 3)=0.5 mol ·L -1答案:（1）AlCl 3 0.5 NaOH 0.5(2)Al 3++3OH -====Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH -====-2AlO +2H 2O讲评:一定量的AlCl 3与一定量的NaOH 溶液混合，混合的方式不同，现象不同，但最后效果一样；根据现象不同，可推知溶液是AlCl 3还是NaOH ，根据效果可求出它们的物质的量。