精品解析：第4讲 镁、铝及其化合物

第三章 金属及其化合物 第4讲 镁、铝及其化合物 1.能列举、描述、辨识镁、铝及其化合物重要的物理和化学性质及实验现象。能用化学方程式、离子方程式正确表示其主要化学性质。 2.能利用镁、铝及其化合物的性质和反应，设计常见物质的制备、分离、提纯等简单任务的方案。能从物质类别和元素价态变化的视角说明物质的转化路径。 考点一 　铝及其化合物的性质 (一)铝单质 1.铝的结构和存在 铝位于元素周期表第3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 ①4Al＋3O22Al2O3 ②2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 ③2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑ ④2Al＋2OH－＋6H2O=2[Al(OH)4]－＋3H2↑ 4.铝热反应 实验装置 实验现象 ①镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中 实验结论 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热：Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 原理应用 ①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等，3MnO2＋4Al3Mn＋2Al2O3。 ②金属焊接，如野外焊接钢轨等 5.铝的制备和用途 (1)制备原理 电解熔融Al2O3：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。 【特别提醒】工业上冶炼Al用电解熔融Al2O3而不用AlCl3的原因是AlCl3是共价化合物，熔融态不导电。 (2)铝的用途 纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。 【特别提醒】铝与酸或碱反应生成H2的量的关系 2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑ 2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ (1)等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应： ①产生H2物质的量相等。 ②消耗H＋、OH－的物质的量之比为n(H＋)∶n(OH－)＝3∶1。 (2)足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应： ①消耗Al的物质的量之比为1∶3。 ②生成H2的物质的量之比为1∶3。 (3)一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应： 若产生氢气的体积比为＜＜1，则必定 ①铝与盐酸反应时，铝过量而HCl不足。 ②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而NaOH过量。 【易错警示】(1)常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生“钝化”，而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应。 (2)铝与稀硝酸反应时生成的气体是NO而不是H2。 (3)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=2＋3H2↑。其反应机理应为：铝先与强碱溶液中的水反应生成H2和Al(OH)3，然后Al(OH)3再与NaOH反应生成H2O和NaAlO2，反应中铝作还原剂，水作氧化剂，NaOH无电子得失。 (4)铝热反应是在高温状态下进行的置换反应，铝只能与排在金属活动性顺序其后的金属氧化物反应。铝不能与MgO反应，铝热反应不能用来冶炼大量的金属铁、铜等(要考虑冶炼成本)。 (5)Mg在CO2中能够燃烧，所以活泼金属镁着火不能用干粉灭火器和泡沫灭火器灭火。同时镁与氮气反应生成Mg3N2。 1. 铝制餐具不能长时间存放酸性、碱性食物。（ ） 2. 向氯化铵溶液中投入一个铝片，铝片上产生大量气泡，该气体是氨气。（ ） 3. 能用铝槽车储运浓硫酸与浓硝酸，是因为铝的化学性质稳定，不与浓硫酸、浓硝酸反应。（ ） 4. 投入铝片产生氢气的溶液一定呈强酸性。（ ） (二)铝的化合物的性质及“铝三角” 1．氧化铝 (1)物理性质：白色固体，难溶于水，熔点很高。 (2)化学性质——两性氧化物 ①与酸反应：Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O ②与碱反应：Al2O3＋2OH－=2＋H2O (3)用途：①作耐火材料②冶炼铝的原料 (4)制备：Al(OH)3加热分解：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O 2．氢氧化铝 (1)物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。 (2)化学性质——两性氢氧化物 Al(OH)3的电离方程式为 (酸式电离)＋H＋＋H2OAl(OH)3Al3＋＋3OH－(碱式电离) ①与酸反应：Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O ②与碱反应：Al(OH)3＋OH－=＋2H2O ③受热分解：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O (3)用途①制药　②净水作用 (4)制备 ①向铝盐中加入氨水，离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O=Al(O