镁和铝的性质

镁和铝的性质

二. 重点、难点

1. 镁和铝的原子结构比较。

2. 镁和铝的单质物理性质比较（色、态、熔沸点、硬度、密度、延展性等）。

3. 合金及其特点（定义、熔点等），镁、铝的重要用途。

4. 镁、铝的化学性质（与氧气、硫、卤素的反应，与非氧化性酸、某些氧化物的反应，铝的钝化，铝与碱反应），铝热反应的有关知识，铝的两性。

三.知识分析：

（一）金属的物理性质

有金属光泽、不透明、有导电性、导热性

有延展性、多数具有较高熔点、较大硬度

金属可以根据其颜色、密度、存在形式可把金属分为以下几类：

从颜色分：

黑色金属（Fe、Cr、Mn）

有色金属（除以上金属外）

从密度分：

轻金属（d <4.5g/cm-3）

重金属（d > 4.5g/cm-3）

从存在分：

常见金属（Fe、Al、Cu）

稀有金属

以上同学们对金属应有一定的认识，下面我们通过学习镁和铝的性质来深入了解金属的性质及用途。

（二）合金

1. 定义——由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合在一起形成的具有金属特性的物质，合金属于混合物。

2. 合金的性质特点

一般说来，合金的熔点比其成分金属都低，而在硬度、韧性等方面却往往有其成分金属所不具有的独特的性质。

3. 镁、铝的合金简介

（三）镁和铝

1. 原子结构

（1）原子结构示意图

（2）电子式

2. 物理性质

（1）共同点：均为银白色，属于轻金属，熔点较低，硬度较小、有良好的导电性、导热性。

（2）不同点：

密度：铝＞镁

熔点、硬度：铝＞镁

思考：

a. 镁和铝分别位于元素周期表的第几周期，第几族？

b. 分别画出镁和铝的原子结构示意图，它们的原子结构有哪些特点？

c. 为什么镁的化学性质比铝活泼？举出几个能说明镁的化学性质比铝活泼的实验事实。

3. 化学性质：

（1）与非金属反应： a. 镁条在空气中的燃烧

2Mg + O 2 = 2MgO 3Mg + N 2 = Mg 3N 2 b. 铝在氧气中的燃烧

4Al + 3O 2 = 2 Al 2O 3 （2）与酸的反应： a. 与非氧化性酸反应： Mg + 2H + = Mg 2+ + H 2↑ 2Al + 6H + = 2Al 3+ + 3H 2↑

b. 与氧化性酸反应：镁与浓硫酸、浓硝酸的反应： Mg + 2 H 2SO 4（浓）= MgSO 4 + SO 2 ↑+ 2H 2O Mg + 4HNO 3（浓）= 23)Mg(NO +2NO 2↑ + 2H 2O 铝与浓硫酸、浓硝酸发生钝化 （3）镁与水的反浓应：

Mg +2 H 2O （沸水）=↑+↓22H Mg(OH)

（4）铝与碱的反应：

2Al + 2NaOH + 6H 2O = 2NaAlO 2 +3H 2↑+ 4H 2O 还原剂：Al 氧化剂： H 2O

（5）镁、铝与某些氧化物的反应：

镁条在二氧化碳里燃烧：2 Mg + CO 2 = 2MgO + C 铝热反应：2Al + Fe 2O 3 = Al 2O 3 +2Fe

铝热剂：铝粉和某些金属氧化物组成的混合物

运用：焊接钢轨；可以用于冶炼工业，冶炼难熔金属。

（四）-

+

+

++=24324SO 2Al

K )SO (KAl

十二水合硫酸铝钾俗称明矾。明矾是无色晶体，易溶于水，发生水解产生絮状

3)OH (Al ，吸附能力很强，能吸附水里的杂质，并形成沉淀，使水澄清，所以明矾常作净

水剂。

（五）氢氧化铝——典型的两性氢氧化物

注：

（1）氢氧化铝不能与弱酸、弱碱反应。 （2）实验室用氨水来制取3)OH (Al （3）3)OH (Al 呈现两性的原因：

Al 3＋

、AlO 2－

、3)OH (Al 之间的转化

1. 向一定量AlCl 3溶液中滴加NaOH 溶液。

2. 向一定量NaOH 溶液中滴加AlCl 3 溶液

3. 向一定量NaAlO 2 溶液滴加盐酸溶液

4. 向一定量盐酸溶液中逐滴加入NaAlO 2 溶液

【典型例题】

[例1] 下列叙述正确的是（ ）

A. 黑色金属颜色是黑色的。

B. 在化学反应中，镁原子失去两个电子，铝原子失去三个电子，所以铝比镁还原性强。

C. 在金属活动性顺序表中，银排在氢后面，所以银不能跟酸反应。

D. 钠不能从硫酸铜溶液中置换出铜。 答案：D 解析：

A. 错误。因为铁、铬、锰是黑色金属，而纯铁是一种银白色金属；之所以称为黑色金属是因为通常情况下铁中含杂质碳等元素而呈黑色。

B. 衡量金属还原性的强弱的标准是金属原子失去最外层电子的难易程度。铝原子半径小于镁原子，而最外层电子数多于镁原子，所以铝原子失电子能力比镁弱，铝比镁的还原性弱，因此，B 错误。

C. 错误。银排在金属活动顺序表中氢的后面，所以银不能和非氧化性酸，例如：盐酸、稀硫酸等反应，但却能和氧化性酸，例如：浓硫酸、硝酸发生化学反应，生成SO 2或NO 、NO 2气体。

D. 正确。钠非常活泼，首先和水反应生成氢氧化钠和氢气，所以Na 不能置换出硫酸铜中的铜。发生反应如下：

↑+==+22222H NaOH O H Na

4224SO Na )OH (Cu NaOH 2CuSO +↓==

+

[例2] 将相同质量的镁条分别在：① 氧气 ② 空气中 ③ CO 2中充分燃烧，所得固体产物的质量排列顺序正确的是（ ）

A. ①＞②＞③

B. ③＞②＞①

C. ②＞①＞③

D. ③＞①＞② 答案：D

解析：Mg 在氧气中燃烧的反应为

点燃

=====+2O Mg 2MgO 2，1mol Mg 增重16g ，在空气中燃烧除上述反应外，还有反应点燃

=====+2N Mg 323N Mg ，每摩尔Mg 平均增重少于16g 。在CO 2中燃烧除生成MgO 外还有固体炭生成点燃

=====

+2CO Mg 2C MgO 2+，每摩尔Mg 增重大于16g 。

[例3] 用铝热法还原下列氧化物，制得金属各1mol ，消耗铝最少的是（ ）

A. MnO 2

B. WO 3

C. Cr 2O 3

D. Co 3O 4