考点1镁铝的性质及应用

铝与强酸强碱反应有关量的问题
分析依据：2Al＋6HCl = = = 2AlCl3＋3H2↑， 2Al＋2NaOH＋2H2O = = = 2NaAlO2＋3H2↑. 1．等量铝分别与足量盐酸和足量 NaOH 溶液反应，产生 H2 的体积比VVNHaOCHlHH22＝1∶1.
2．足量铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠反应，产 生 H2 的体积比VVNHaOCHlHH22＝1∶3.
【拓展延伸】
活泼金属在空气中易与氧气反应,表面生成一层氧化膜,有 的氧化膜疏松,不能保护内层金属,如铁等;有的氧化膜致密,可 以保护内层金属不被继续氧化,如镁、铝在常温下,表面生成致 密的氧化膜保护层,使得活泼的镁、铝在空气中能稳定存在,具 有很强的抗氧化性。
• [特别提醒] (1)铝制品表面的氧化膜起着保护内部金 属的作用，所以铝制品在空气中能稳定存在，具有很 强的抗腐蚀性。
答案 不恰当。金属性是指元素的原子失电子的能力，非金属性是指元素的原子得电子的能力。铝不论是 与酸反应还是与碱反应，都是失去3e－化合价升高为＋3价，均是还原剂，因而铝具有较强的金属性。
5.对比记忆镁的化学性质
铝
镁
2Mg＋O2=点==燃==2MgO 与非金属反应 能被 Cl2、O2 氧化
3Mg＋N2=点==燃==Mg3N2 能与沸水反应
• (2)常温下，铝遇浓硝酸、浓硫酸会在表面生成致密的 氧化膜而发生钝化，从而阻止内部金属进一步发生反 应。因此可用铝制容器盛放和运输浓H2SO4、浓HNO3。 • (3)铝和氢氧化钠溶液的反应，还原剂是铝，氧化剂是 水而不是NaOH。
• (4)用铝箔包裹的钠与水反应时，既要考虑钠与水的反应，又要 考虑铝与生成的NaOH的反应。
气的体积比为1∶3｡
方法归纳:根据铝与强酸溶液反应的关系: 2Al+6H+===2Al3++3H2↑ 2Al+2OH-+2H2O===2AlO-2+3H2↑ 不难发现如下规律: (1)等物质的量的铝分别与足量的H+和OH-反应时: ①生成的H2必然相等; ②消耗H+与OH-的物质的量之比为3∶1｡ (2)等物质的量的H+和OH-分别与足量铝反应时: ①消耗铝的物质的量之比为1∶3; ②生成的H2的物质的量之比为1∶3｡
铝的冶炼
• 工业上常采用电解熔融Al2O3的方法冶炼铝。从铝土矿制备铝的工 艺流程为： 该过程中涉及反应的化学方程式为：
Al2O3＋NaOH － NaAlO2＋CO2 ＋ H2O － Al(OH)3 △ Al2O3 电解
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: (2)规律
Mg(OH)2的难溶和难熔性。
2.对铝元素及其化合物的命题热点主要针对铝元素的两性，即 Al、Al2O3、Al(OH)3既能与酸反应，又能与碱反应，同时，铝的 单质和化合物与工农业
生产和日常生活有联系的问题如：自铝矾土中提取Al2O3，进一 步冶炼金属铝、Al(OH)3悬浊液可以治疗胃酸过多的原理解释、人 身摄入铝元素过多容易引起老年痴呆,Al2（SO4）3与NaHCO3的双水 解可用来制泡沫灭火器,Al2O3是高温耐火材料等问题，都是考试的 热点，应引起重视。
镁及其化合物的关系：
铝及其化合物的关系：
。
(3)与某些氧化物的反应
镁能在
CO2
中燃烧，反应的化学方程式为
点燃 2Mg＋CO2=====
2MgO＋C 。
[思考] 镁在空气中燃烧，所得的固体产物可能有 哪些？
提示：Mg 与空气中的 O2、N2 及 CO2 反应，所得 固体产物可能是 MgO、Mg3N2、C。
【拓展延伸】
(1)Mg在空气中燃烧得到的固体物质主要为MgO和少量Mg3N2及 C的 混合物。 (2)Mg着火后,不可用CO2灭火。 (3)MgO的熔点高,常用作耐火材料。 (4)Mg(OH)2为难溶于水的白色沉淀,常用NaOH溶液检验Mg2+的存在。 (5)由于Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小,故水垢的主要成分中含有的 是 Mg(OH)2,而非MgCO3。
2Mg＋O2=点==燃==2MgO 。
点燃
②镁条能与N2反应，化学方程式为 3Mg＋N2=====Mg3N2
。
(2)与水或酸的反应
①镁与水反应：镁不易与冷水反应，能与沸水反应 Mg＋
△ 2H2O=====Mg(OH)2＋H2↑。
②镁与酸的反应：镁是活泼金属，能与盐酸、稀硫酸反应放
出 H2，反应的离子方程式为 Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
3．实验室能否用硫化物与铝盐溶液混合制取Al2S3？用离子方程式说明原因。 答案 不能，Al3＋和S2－在水溶液中发生双水解反应：2Al3＋＋3S2－＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑。
4．Al既能溶于强酸，又能溶于强碱，所以说“Al既有金属性，又有非金属性”你认为这种说法是否恰当？为 什么？
• (5)能与铝反应产生氢气的溶液可能呈强酸性也可能呈强碱性。
• (6)铝热剂的成分：Al与金属氧化物(Fe2O3、MnO2)。 • 原理：利用铝金属性强。
• 应用：用于焊接。
知识梳理·题型构建 深深度度思思考考
1．铝的化学性质活泼，为什么日常生活中广泛使用的铝制品通常具有较好的抗腐蚀性能？
答案 铝在常温下迅速被氧气氧化，形成一层致密的氧化膜，保护铝不再被氧化，因而铝制品通常具有 较强的抗腐蚀性能。 2．金属铝是活泼的金属，能与酸反应，为什么能用铝槽储运浓H2SO4或浓HNO3? 答案 常温下浓H2SO4、浓HNO3能使铝钝化(在表面形成一层致密的氧化膜)，阻止反应继续进行。
镁也能与一些酸性的盐溶液反应产生氢气，如 NH4Cl 溶液中撒入镁粉有气泡放出，写出反应的方程式。
答：Mg＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3↑＋H2↑
3．从海水中提取镁 (1)工艺流程
(2)基本步骤及主要反应
制熟石灰
沉淀 酸化 蒸发结晶
脱水
CaCO3=高==温==CaO＋CO2↑
，CaO＋H2O===
注意结合化合价进行转化｡
2.铝与酸或碱反应生成H2的量的关系 铝分别与盐酸､氢氧化钠溶液反应的原理:
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑, 2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑｡ (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溶液反应,产生氢
• 铝热反应不仅被用于焊接钢轨，而且还常被用 于冶炼熔点较高的金属如钒、铬、锰等。
在实验室按如图所示装置进行铝热反应,实验现象是 当外露部分镁条刚刚燃烧完毕时,纸漏斗内混合物立即剧 烈反应,发出耀眼的光芒,产生大量的烟。纸漏斗被烧破,有 红热状的液珠落入蒸发皿内的细沙上,液珠冷却后变为黑 色固体(落下的是铁珠)。
与反应
反应很困难
Mg＋2H2O==△=== Mg(OH)2＋H2↑
与碱反应 能溶于强碱溶液
不反应
与某些氧 能与 Fe2O3、MnO2、Cr2O3 能在 CO2 中燃烧：2Mg
等金属氧化物发生铝热
化物反应 反应
＋CO2=点==燃==2MgO＋C
知识梳理·题型构建
熟记铝、镁的特殊化学性质 (1)活泼金属与酸反应是金属的通性，而铝不但能与酸(H＋)反应，还能够与碱溶液反应， 表现为特殊性。2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－ 2 ＋3H2↑。 (2)铝热反应 铝和某些金属氧化物反应，将其从氧化物中置换出来，同时放出大量的热，这种反 应称为铝热反应，可用于焊接金属、冶炼高熔点贵重金属。 注意 Al 与 MgO 不能发生铝热反应。 (3)Mg在CO2中能够燃烧，所以活泼金属着火不能用干冰灭火器和泡沫灭火器。
3．当生成 H2 相等时，消耗铝单质一定相等，消耗 HCl 与 NaOH 的物质的量之比为 3∶1.
4．一定量的铝分别和一定量的盐酸和 NaOH 溶液反应， 若产生 H2 的体积比为13<VVNHaOCHlHH22<11，则必定是： Al 与 HCl 反应时，Al 过量而 HCl 不足；Al 与 NaOH 溶液反应时，Al 不足而 NaOH 溶液过量．
第二节 镁、铝及其化合物
考点1 镁、铝的性质及应用
1.对镁及其化合物的命题热点主要有以下几个方面：(1)镁与CO2的 反应，2Mg＋CO2 点燃 2MgO＋C的特征有：金属与非金属间的置换反 应；固态单质与气态氧化物在高温下的反应；生成白色MgO和黑色碳 等等。(2)Mg3N2的生成和性质：镁在空气中燃烧发生2Mg＋O2 点燃 2MgO、3Mg+N2 点燃 Mg3N2、2Mg＋CO2 点燃 2MgO＋C三个反应，其 中产物Mg3N2能水解生成沉淀Mg(OH)2和气体NH3。(3)海水是镁元素的 天然资源之一，海水提镁是工业获取镁的重要途径，其原理涉及
② 2Al＋3Cl2=====2AlCl3
④ 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO2－＋3H2↑
⑤
高温 2Al＋Fe2O3=====2Fe＋Al2O3
铝热反应 2Al+Fe2O3
2Fe+Al2O3 (铝热反应)
某些金属氧化物粉末与铝粉混合后 在较高温度下发生剧烈反应生成Al2O3 和其它金属并放出大量热的反应叫铝 热反应
洗涤四个步骤。(3)在 HCl 气体中加热脱水，目的防止 MgCl2 水解。
[思考] MgCl2·6H2O 加热脱水制无水氯化镁时，为什 么要在 HCl 的气流中进行？
提示：防止 MgCl2 水解生成 Mg(OH)2，Mg(OH)2 加热 分解得到 MgO。
4．镁的用途
镁合金 镁
氧化镁
用于制造火箭、导弹和飞机的部件 制造信号弹和焰火 耐高温材料
M
nH
Mn
n 2
H2
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､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
Ca(OH)2 Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
析出 MgCl2·6H2O
在氯化氢气流中使 MgCl2·6H2O 脱水制得无
水氯化镁
电解
电解熔融氯化镁制得镁：MgCl2(熔融)=电==解== Mg＋Cl2↑
(1)为什么选择消石灰作沉淀剂？ (2)从 MgCl2 溶液中得到 MgCl2·6H2O 晶体需要哪几个实 验步骤？ (3)MgCl2·6H2O 脱水过程要采取什么措施？目的是什么？ 答：(1)原料易得，价廉。(2)加热浓缩、冷却结晶、过滤、
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1.铝的结构和存在
铝位于元素周期表第三周期ⅢA，族原子结构示意图为
。铝
是地
壳中含量最多的金属元素。自然界中的铝全部以化合态的形式
存在。
2.金属铝的物理性质
银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和导热性
等，密度较小，质地柔软。
3.金属铝的化学性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式： △
• 4.用途
纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、 生活用品等。
1．物理性质
小 (1)镁：镁是 银白 色有金属光泽的固体，密度较 ，
硬度较 低 。
(2)镁合金：密度较 小 ，硬度和强度都较 大 。
2．化学性质
(1)与非金属单质的反应
①镁条在O2中燃烧，发出耀眼的强光，生成白色固体物质，
反应的化学方程式为