2022届高三化学一轮复习讲义：镁、铝、铜及其化合物　金属冶炼

镁、铝、铜及其化合物　金属冶炼 复习目标　1.了解镁、铝、铜单质及其重要化合物的性质、用途和制备方法。2.了解常见金属的活动性顺序。3.了解合金的概念及金属材料的重要应用。 考点一　镁、铝及其重要化合物 一、镁、铝单质的性质 1．镁、铝的结构和存在 镁、铝分别位于元素周期表的第三周期ⅡA族和ⅢA族，原子结构示意图为和，它们都是活泼的金属，在自然界中全部以化合态的形式存在。铝是地壳中含量最多的金属元素。 2．镁、铝单质物理性质比较 (1)相同点：均为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、硬度均较小。 (2)不同点：铝的熔点比镁高，硬度比镁大。 3．对比掌握镁、铝的化学性质 铝 镁 能与非金属单质反应 ①与空气中的氧气形成致密的氧化膜 ②与氯气加热反应：2Al＋3Cl22AlCl3 ①在空气中燃烧发出耀眼白光 ②与氮气反应：3Mg＋N2Mg3N2 与水反应 反应很困难 与沸水反应：Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑ 与酸反应 ①与H＋：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ ②在冷的浓硫酸、浓硝酸中钝化 Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，相同条件下，反应速率比Al快 与碱反应 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ 不反应 与某些氧化物反应 与Fe2O3的铝热反应：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 能在CO2中燃烧：2Mg＋CO22MgO＋C 4.镁、铝的冶炼 Mg：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑； Al：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。 二、镁、铝的重要化合物 1．MgO与Al2O3的比较 MgO Al2O3 物理性质 均为白色粉末，不溶于水，熔点高(MgO>Al2O3)，是优良的耐火材料 化学性质 与热水反应 MgO＋H2OMg(OH)2 与水不反应 碱性氧化物 MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O 两性氧化物 Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、 Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O 2.Mg(OH)2与Al(OH)3的比较 Mg(OH)2 Al(OH)3 物理性质 白色固体，不溶于水 不溶于水的白色胶状固体，具有吸附性 化学性质 不稳定性 不稳定性：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O 碱性，溶于强酸 两性： ①溶于强酸Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O ②溶于强碱Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O 制备 Mg2＋＋强碱：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ Mg2＋＋弱碱：Mg2＋＋2NH3·H2O=== Mg(OH)2↓＋2NH ①Al3＋与氨水：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH(不用强碱) ②AlO溶液中通入过量CO2：AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO(不用强酸) ③Al3＋与AlO互促水解：Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓ 3.明矾 (1)化学式为KAl(SO4)2·12H2O，它是无色晶体，可溶于水。 (2)明矾净水的原理 电离方程式为KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO，其中Al3＋发生水解反应，产生Al(OH)3(胶体)，能吸附水中悬浮物形成沉淀，使水澄清。 三、可溶性铝盐与NaOH溶液反应的图像与计算 1．图像 操作 可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量 向NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量 现象 立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失 无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失 图像 方程式 AB：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ BD：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O AB：Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O BC：Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓ 2．可溶性铝盐与强碱反应的计算规律 (1)求产物Al(OH)3的量 ①当n(OH－)≤3n(Al3＋)时，n[Al(OH)3]＝n(OH－)； ②当3n(Al3＋)＜n(OH－)＜4n(Al3＋)时， n[Al(OH)3]＝4n(Al3＋)－n(OH－)； ③当n(OH－)≥4n(Al3＋)时，n[Al(OH)3]＝0，无沉淀。 (2)求反应物碱的量 ①若碱不足(Al3＋未完全沉淀)： n(OH－)＝3n[Al(OH)3]； ②若碱使生成的Al(OH)3部分溶解： n(OH－)＝4n(Al3＋)－n[Al(OH)3]。 (1)MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂(×) 错因：铝热反应仍是金属间的置换反应，Mg更活泼，MgO与Al不能发生铝热反应。 (2)工业上制造镁粉时，可将镁蒸气在N2中