第3章 第3节 镁铝及其化合物-2022高考化学总复习【高考零起点】教用Word版

第三节　镁、铝及其化合物 一、镁、铝单质 1．物理性质 (1)都为银白色的金属，熔沸点低，密度小，硬度小，电和热的良导体。 (2)铝比镁的硬度大，沸点高。 2．存在：在自然界中均以化合态存在 (1)镁占地壳总质量的2.0%，主要存在形式有：光卤石(KCl·MgCl2·6H2O)、白云石(MgCO3·CaCO3)、菱镁矿(MgCO3)、硫酸镁、滑石、石棉等。 (2)铝占地壳总质量的7.7%，在所有元素中是第3位，在金属中占第1位，主要存在形式有：铝土矿(Al2O3)、明矾石、长石、云母等。 3．化学性质 Ⅰ.和非金属反应 (1)和O2反应 ①在常温下，镁和铝都跟空气里的氧气起反应，生成一层致密而坚固的氧化物薄膜，从而使金属失去光泽。 ②镁、铝箔在氧气中可以燃烧，并放出大量的热，产生耀眼的白光。 2Mg＋O22Al2O32MgO　　4Al＋3O2 注意：打磨或未打磨的铝加热时只熔化，不滴落，不燃烧。 (2)和其他非金属单质反应 3Mg＋N2Mg3N2(无水环境，因为Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑) 2Al＋3SAl2S3(工业上制备Al2S3) Ⅱ.和水反应 (1)常温下，Mg和沸水反应很缓慢： Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑ (2)Al 和沸水反应也缓慢 Ⅲ.和酸反应 (1)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑ 2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑(Mg和氧化性酸反应不产生H2) (2)Al在冷的浓硫酸或冷的浓硝酸中生成一层致密的氧化物保护膜而发生钝化。常用铝质的容器装运浓硫酸或浓硝酸。 Ⅳ.和强碱反应 (1)Mg不和碱反应 (2)Al和碱反应生成H2，本质为Al先和水反应生成Al(OH)3，再和NaOH反应，水为氧化剂。 2Al＋6H2O===2Al(OH)3＋3H2↑ 2Al(OH)3＋2NaOH===2NaAlO2＋4H2O 离子方程式为：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 注意：铝既有金属性又具有非金属性，铝和酸、碱反应都产生H2，Al和H2的物质的量之比均为2∶3。 Ⅴ.和某些氧化物反应 2Mg＋CO22MgO＋C(CO2不支持燃烧是相对的)(Mg在空气中燃烧时，Mg分别与O2、N2、CO2反应) 2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3(铝热反应) Ⅵ.和盐溶液反应 (1)置换反应：2Al＋3Cu2＋=== 2Al3＋＋3Cu (2)Mg粉投入FeCl3或NH4Cl溶液中： NH＋H2O((NH3·H2O＋H＋ Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑ 4．制备 熔融电解MgCl2、Al2O3。 MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 二、镁、铝的氧化物 1．物理性质及氧化物类型 氧化镁(MgO)是碱性氧化物，难溶于水，熔点较高的白色粉末。 氧化铝(Al2O3)为两性氧化物，难溶于水，熔点很高，可用作耐火材料。 2．化学性质 (1)与酸反应：MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O (2)与强碱反应：MgO属于碱性氧化物，与碱不反应。 Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O 两性氧化物：既能和酸反应又能和强碱反应生成同价盐和水的氧化物，如Al2O3。 三、镁、铝的氢氧化物 1．氢氧化镁[Mg(OH)2]和氢氧化铝[Al(OH)3]都是不溶于水的白色固体。 2．化学性质： (1)热稳定性：(大多数不溶性碱受热均会分解) Mg(OH)2MgO＋H2O 2Al(OH)3Al2O3＋3H2O (2)与强酸反应： Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋H2O Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O (3)与强碱反应： Mg(OH)2属于中强碱，与碱不反应，Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O。 注意： 两性氢氧化物是既能和酸反应又能和强碱反应的氢氧化物，如：Al(OH)3。 3．制备方法 Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓(可溶性镁盐和碱反应制备)。 Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH(可溶性铝盐和弱碱反应制备)。 四、铝盐 1．明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O(十二水合硫酸铝钾)，水溶液pH＜7。明矾可以净水，其净水的原理是Al3＋＋3H2O((Al(OH)3(胶体)＋3H＋，Al(OH)3胶体吸附水中悬浮物，形成沉淀而净水。 2．总结： Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓ 3．可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应图像