镁铝及其重要化合物 高三一轮复习

高三第一轮复习镁铝专题

第二章 金属元素及其化合物第二节 镁铝及其重要化合物

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一、知识点排查 1、镁和铝的物理性质比较镁 颜色状态 熔点(℃) 密度(g/cm3) 银白色固体 铝 银白色固体 660.4 2.7 2.9

648.81.74 2.1

硬度

镁和铝都是 银白 色的 轻 (填“轻”或“重”)金属， 有较强的 韧性、延展性 、和良好的 导电 、 导热 性铝比镁硬度稍大、熔沸点稍高(铝中金属键比镁强)

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2.Mg、Al的化学性质

Mg与 非 金 属 反 应O2 N2 SCl2点燃

Al点燃

常温下： 空气中形成氧化物薄膜， 具有抗腐蚀的性能Mg+ O2 = 2MgO 3Mg+ N2 = Mg3N2 Mg + S = MgS Mg+Cl2 = MgCl2点燃 加热 点燃

4Al + 3O2 = 2Al2O3

2Al+ 3S = Al2S3 2Al +点燃 3Cl2 =

加热

2AlCl3

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与 氧 化 物 反 应与 酸 反 应

H 2O CO2

Mg+2H2O

△Mg(OH) +H ↑2 2

2Mg+ CO2 点燃 2MgO+C

除氧化膜后可与水微弱反应 铝热反应 用途、引发

Fe2 O3 氧化 性酸H+

2Al+ Fe2O3反应，无氢气生成 Mg+2H+=Mg2++H2↑

高温

2Fe+ Al2O3

在冷浓硝酸、浓硫酸中“钝 化”,加热时反应，无氢气生 成

2Al+6H+=2Al3++3H2↑2Al+2H2O+2OH— = 2AlO2—+3H2↑

与碱反应 与盐反应 Mg+Cu2+ = Mg2++Cu

2Al+3Cu2+ = 2Al3++3Cu

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光卤石

铝土矿(Al2O3、Fe2O3、SiO2等)

存 在

(KCl· MgCl2· 2O) 6H菱镁矿 (MgCO3) 海水 石灰乳 Mg(OH)2HCl

冶 炼

铝土矿

Al(OH)3电解

△

MgCl2电解

Al2O3

Al

Mg

用 途

制合金、飞机、汽 车部件、烟火、照 明弹等

制合金、飞机、汽车、 轮船部件、导线、日用 品

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思考：(1)Mg粉加入至NH4Cl中可能有几种气体产生？请说 明理由解析：将镁粉加入NH4Cl溶液中，有氢气和刺激性的氨 气生成，这是由于NH4Cl水解呈酸性，镁与水解产生的 H+反应生成氢气破坏了NH4Cl水解平衡，NH3 H2O浓度 不断增大而分解放出NH3,同时还产生Mg(OH)2白色沉 淀。反应的化学方程式可表示为：

Mg + 2NH4Cl == 2NH3↑+MgCl2 +H2↑ ( Mg2+ + 2OH— == Mg(OH)2↓ )

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(2)试分析铝与强碱溶液反应的实质，该反应还原剂、 氧化剂分别是何物质？ 解析：铝和强碱溶液反应，通常认为是铝先和强碱溶液 中的水反应生成氢氧化铝，然后氢氧化铝再和强碱反应

生成偏铝酸盐。2Al+6H2O = 2Al(OH)3 +3H2↑ 2Al(OH)3 + 2NaOH=2NaAlO2 +4H2O 此反应中，还原剂是 铝 2Al+6H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑+4H2O ,氧化剂是 水 。

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【例】下列叙述正确的是 铝和浓硫酸、浓硝酸不反应。

(

CD )

A.铝制槽车可用来贮运浓硫酸、浓硝酸是因为常温下 B.两份相同质量的铝粉，分别与足量的稀硫酸和氢氧

化钠溶液反应，产生的氢气前者多。C.合金的熔点一般比组成它的各成分的熔点都低。 D.工业上常利用铝热反应冶炼难熔金属，如钒、铬、锰

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【例】将相同质量的镁条分别在①氧气中②

空气中③氮气中④二氧化碳中完全燃烧，燃烧后所得固体

产物的质量由小到大的顺序是A.②<①<③<④ C.③<②<①<④

( C)

B.④=①=②=③ D.③<①<②<④

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3. Mg、Al的化合物 (1)Mg、Al的氧化物MgO物理性质 化 学 性 质 H2O H+OH—白色粉末，难熔

Al2O3白色粉末，难熔，不溶于水

MgO+H2O= Mg(OH)2 (缓慢) MgO+2H+=Mg2++H2O Al2O3+6H+=2Al3++3H2O Al2O3+2OH—=2AlO2—+ H2O

类别 主要用途 工业制法

碱性氧化物耐火材料，制备镁盐

两性氧化物耐火材料，冶炼原料，制备铝盐， 制备偏铝酸盐，刚玉为耐磨材料

煅烧MgCO3

从铝土矿中提取

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(2)Mg、Al的氢氧化物 Mg(OH)2 物理性质 白色，不溶于水化 学 性 质 热稳 定性Mg(OH)2

Al(OH)3白色胶状，不溶于水、 有很强的吸附性

△

MgO+H2O

2Al(OH)3 △ Al2O3+3H2OAl(OH)3+3H+=Al3++3H2O Al(OH)3+OH—=AlO2—+2H2O

H+ Mg(OH)2+2H+= Mg2++H2O OH— 类别 中强碱(溶解部分电离出的OH—可使酚酞变红)

两性氢氧化物 制备Al2O3和净水剂Al3++3NH3 H2O=Al(OH)3↓+3NH4+

主要用途 实验室 制 法

制MgO和镁盐Mg2++2OH— = Mg(OH)2↓

2AlO2—+CO2+2H2O=2Al(OH)3↓+CO32—AlO2—+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3— 3 AlO2—+Al3++6 H2O=4Al(OH)3↓

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练习：写出Al、Al2O3、A l(OH)3分别和NaOH溶液反应的化学方程式。 2Al+2H2O+2NaOH= 2NaAlO2+3H2↑ Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+ H2O Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O

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思考：(3)Al(OH)3为何既能与酸又能与强碱液反应？ 解析： 这是因为Al(OH)3在水中同时存在两种电离平衡：AlO2-+H++H2O ① 酸式电离 Al(OH)3 只能存在于 中性或弱酸 性弱碱性环 境中 Al3++3OH- ② 碱式电离

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(4)制取Al(OH)3的可能途径有那些？解析：(1) 铝盐与碱液反应 ① Al3+OH- 适量 NH3 · 2O H 足量

Al(OH)3 Al(OH)3

OH- 过量 NH3 · 2O H 过量

AlO2- 法②优于法①

② Al3+

不溶解

(2)偏铝酸盐与酸反应：① AlO2- H+

适量CO2 适量

Al(OH)3

H+

过量CO2 过量

Al3+

法②优于法①

② AlO2-

Al(OH)3

不溶解

(3)相互促进水解反应：

Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓

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【例】今用铝、稀硫酸和氢氧化钠溶液为原料，在实验室制备一定量的氢氧化铝。可分别采用如下化学方程式所表 示的两种方法： ①2Al+3H2SO4 = Al2(SO4)3+ H2↑ Al2(SO4)3+6NaOH=2Al(OH)3↓+3Na2SO4

②2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+ 3H2↑2NaAlO2+ H2SO4+2H2O =2Al(OH)3↓+ Na2SO4 (1)上述哪一种方法比较节约试剂？(提示：试从每生 产2 mol Al(OH)3所消耗的试剂用量予以说明) (2)原料相同，请设计一种更为节约试剂的方法

(用化学方程式表示，并说明其可以最节约试剂的根据)

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解析：(1) ②法较①法节约了酸、碱试剂。因为同样 是制备2 mol Al(OH)3, ①法需2 mol Al、3 mol H2SO4、6 mol NaOH; ②法

只需2 mol Al、1 mol H2SO4、2 mol NaOH。(2)利用Al3+和AlO2-的双水解反应制备Al(OH)3

2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+ 3H2↑2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+ 3H2↑0.75 mol 0.25 mol

Al2(SO4)3+6NaAlO2+12H2O===8Al(OH)3↓+3Na2SO40.25 mol 1.5 mol 2 mol

1.5 mol

1.5 mol

相当于制备2 mol Al(OH)3 所用原料为2 mol Al、0.75 mol H2SO4、1.5 mol NaOH,确实节约了试剂。