镁铝及其化合物学生教案

镁铝及其化合物

一、物理性质

银白色固体、镁的硬度、熔点均低于铝。

二、原子结构

三、化学性质

1.与非金属反应

2Mg +O2=（点燃）2MgO 4Al +3O2=（△）2 Al2O3

Mg+Cl2= （点燃）MgCl2 4Al+3Cl2=（△）2AlCl3

Mg + S= （△）MgS 2Al + 3S=（△）Al2S3

3Mg+ N2=（△）Mg3N2 不反应

●镁与铝在常温下均可生成致密的氧化膜，保护金属。

2.与酸反应

Mg + 2H+ = Mg2+ + H2↑（与硝酸反应复杂，浓度不同，还原产物不同）2Al + 6H+ = 2Al3+ + 3H2↑（常温下遇浓硝酸、冷的浓硫酸钝化）

3.与沸水反应

Mg +H2O=（△）Mg（OH）2+H2↑ Al不反应，铁与沸水也可反应。

4.与氧化物反应

2Mg + CO2=（点燃） 2MgO + C 2Al+Fe3O4=（高温）2Fe+ Al2O3

5.与碱反应

镁不反应 2Al + 2H2O +2NaOH =2NaAlO2 + 3H2↑

四、氧化镁与氧化铝（两性氧化物）

1.物理性质

白色固体、密度小、熔点高，用于生产耐火、耐高温材料。

2.化学性质

●与水反应： MgO+H2O=Mg（OH）2很慢不反应

●与酸反应： MgO+2H+=Mg2++H2O Al2O3+ 6H+=2Al3++3H2O

●与碱反应：不反应 Al2O3+ 2OH+=2AlO2-+H2O

五、氢氧化铝与氢氧化镁

1.物理性质

氢氧化镁是难溶的中强碱，能使酚酞变红。

氢氧化铝是一种白色胶状难溶物，不能使酚酞变色。

2.化学性质

●分解反应： Mg（OH）2=（△）MgO+ H2O 2Al(OH)3=（△）Al2O3+3H2O

●与酸反应： Mg（OH）2+2H+=Mg2++2H2O Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H20

●与碱反应：Al(OH)3 +OH-=AlO2-+2H2O 不反应

3.实验室制取

Al2（SO4）3+6NH3·H2O=2Al(OH)3 +3（NH4）2SO4

六、具有两性的物质

1.两性氧化物如Al2O3

2.两性氢氧化物如Al(OH)3

3.单质如Al

4.弱酸的铵盐如（NH4）2S、（NH4）2CO3、NH4AC。

5.多元弱酸的酸式盐如NaHCO3、NaHSO3。

七、氯化镁、氯化铝、明矾

1.氯化镁：通常含有六个分子的结晶水，即MgCl2·6H2O，易潮解，置于干燥空气中会风化而失去结晶水。工业制镁的原料，离子化合物为离子晶体。与碱反应、水解、电解。

2.氯化铝：白色的结晶或粉末、有强烈的氯化氢气味。在潮湿空气中发烟、极易吸湿。共价化合物为分子晶体，在常压下于177.8℃升华而不熔融。平面三角形构型。

AlCl3+3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl

3.明矾

白矾、明矾、KAl(SO4)2·12H2O、复盐、净水原理。

八、铝三角

1.方程式：

●AlCl3 + 3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl ●Al(OH)3 + 3HCl==AlCl3 + 3H2O

●NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3↓ ●CO2+2NaAlO2+3H2O=2Al(OH)3↓+Na2CO3

●Al(OH)3 + NaOH==NaAlO2 + 2H2O ●AlCl3+4NaOH == NaAlO2+3NaCl+2H2O

●NaAlO2+4HCl==AlCl3+2H2O

2.制备Al(OH)3

●AlCl3 + 3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl ●CO2+2NaAlO2+3H2O=2Al(OH)3↓+Na2CO3

3.离子共存

●与Al3+不能共存的阴离子：OH-、AlO2-、HS-、CO32-、HCO3-、SO32-。

如：Al2(SO4)3+6NaHCO3=3Na2SO4+2Al(OH)3↓+6CO2

2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 6NaCl + 2Al(OH)3↓ + 3CO2

●与AlO2-不能共存的阳离子：Al3+、H+、NH4+、Fe3+。

4.反应顺序

●Al3+、NH4+、H+溶液中加入NaOH：H+＞Al3+＞NH4+＞Al(OH)3

●AlO2-、CO32-、OH-溶液中加入HCl：OH-＞AlO2-＞CO3-＞CO32-＞HCO3-＞Al(OH)3

5. “铝三角”转化关系中的图象问题

①向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直到过量

②向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液直至过量

③向AlCl3溶液中滴加稀氨水直至过量

④向NaAlO2溶液中滴加稀盐酸直至过量

⑤向稀盐酸中滴加NaAlO2溶液直至过量

⑥向NaAlO2溶液中通入CO2气体直至过量

九、Al的冶炼

1.原料：铝土矿（Al2O3·H2O 、Al2O3·3H2O、Fe2O3、SiO2）

2.原理：Al2O3=（电解、熔融）4Al+3O2↑

练习题

1.下列有关镁的叙述正确的是（）

A．镁条燃烧可用CO2进行扑灭B．镁不能与NaOH溶液反应放出H2

C．镁制容器可用来装浓HNO3 D．镁在空气中燃烧产物全是MgO

2. 镁铝合金与盐酸完全反应后，加入过量的氢氧化钠溶液，最后的结果是（）A．没有沉淀物生成 B．只有氢氧化铝沉淀生成

C．只有氢氧化镁沉淀生成 D．有氢氧化铝和氢氧化镁沉淀生成

3. 将镁和铝各0.3mol 分别放入足量的盐酸中，所生成的氢气在标准状况下的体积比是A．8：9 B．1：1 C．3：2 D．2：3