镁铝及其化合物一精选文档.ppt

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1、镁铝及其化合物一本讲稿第一页，共三十页1.下列有关厨房铝制品的使用中，你认为合理的是A.盛放食醋B.烧煮开水C.用金属丝擦洗表面的污垢D.用碱水洗涤课前体验课前体验【解析】铝单质既能与酸反应又能与强碱溶液反应，A、D错误；金属铝硬度小容易被坚硬物体磨损，C错。本讲稿第二页，共三十页1.铝可与沸水反应，但铝壶可以煮开水，这是因为（B）A.与水反应时，在铝表面沉积了不溶于水的氢氧化铝 B.铝表面的致密氧化膜不与水反应 C.铝对人体无毒害作用 D.铝有较高的熔点 2Al+6H20=2Al(OH)3+3H2本讲稿第三页，共三十页课前体验课前体验2.agNa和Al的混合物，加入到bg水中，待反应停止后，

2、经测定体系中有不溶物cg，则滤液中的溶质是A.NaOHB.NaOH和NaAl(OH)4C.NaAl(OH)4D.无法判断【解析】金属钠与水反应生成NaOH和氢气，金属铝再与氢氧化钠溶液反应生成NaAl(OH)4和氢气，最后还有不溶物，只能是铝单质，说明溶液中没有NaOH，只有NaAl(OH)4。本讲稿第四页，共三十页课前体验课前体验3.等体积、等物质的量浓度的稀硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为56，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是A.甲、乙中都是铝过量B.甲中铝过量、乙中碱过量C.甲中酸过量、乙中铝过量D.甲中酸过量、乙中碱过量【解析】根据反应方

3、程式可知：2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H22Al+2NaOH+6H2O2NaAl(OH)4+3H2如果酸碱均足量，产生氢气应为11；如果酸碱均不足，产生氢气量(以酸、碱的量计算)应为23，现在实际比例为56，只能说明酸不足，碱过量。本讲稿第五页，共三十页CO2+2NaOHNa2CO3+H2O课前体验课前体验4.(1)往一金属铝的易拉罐内充满CO2,然后往罐内注入足量的NaOH溶液，立即用胶布封罐口。经过一段时间后，罐壁内凹而瘪，而过一段时间后，瘪了的罐壁重新鼓起来。解释定述变化的实验现象，配平有关化学方程式。罐壁内凹而瘪的原因:反应的化学方程式是：罐再鼓起的原因:反应的化学方程式

4、是:CO2被NaOH吸收,压强减小Al与NaOH反应生成H2,压强变大2Al+2NaOH+6H2O2NaAl(OH)4+3H2罐壁内凹而瘪说明罐内气压减小，二氧化碳被碱吸收;罐壁重新鼓起来说明气压增大，铝单质与碱反应产生氢气.本讲稿第六页，共三十页(2)请写出下列反应的化学方程式或离子方程式：氧化铝分别与强酸、强碱反应：金属镁分别与氮气、二氧化碳反应：金属铝与二氧化锰发生铝热反应：Al2O3+6H+2Al3+3H2O、Al2O3+2OH+3H2O2Al(OH)4课前体验课前体验4.N2+3MgMg3N2、2Mg+CO22MgO+C4Al+3MnO22Al2O3+3Mn要求书写的几个方程式都是易

5、错常考的反应，必须熟练掌握本讲稿第七页，共三十页课前体验课前体验5.某学习小组用下图装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。(1)A中试剂为(2)实验前，先将铝镁合金在稀硝酸中浸泡片刻，其目的是NaOH溶液除去铝镁合金表面氧化膜【解析】(1)依据题意可知由A向B中滴加足量试剂后，B中有剩余固体，说明镁铝合金中只有一种金属反应，所以A中试剂只能是强碱溶液如NaOH溶液，不能是酸。(2)由于镁铝表面都易被氧化生成氧化膜会使实验产生误差，必须先除去，由于氧化镁不溶于碱，故用酸溶解。本讲稿第八页，共三十页课前体验课前体验(3)检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有

6、：记录C的液面位置；将B中剩余固体过滤、洗涤、干燥，称重；待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；由A向B中 滴 加 足 量 试 剂；检 查 气 密 性。上 述 操 作 的 顺 序 是(填序号)；记录C的液面位置时，除视线平视外，还应使D和C的液面相平实验结束后读取气体体积时必须使D和C的液面相平保证装置内外压强相等，所得体积即为室温和常压下的体积5.某学习小组用下图装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。本讲稿第九页，共三十页(4)B中发生反应的化学方程式为(5)若实验用铝镁合金的质量为a g，测得氢气体积为b mL(已换算为标准状况)，B中剩余固体质量为c g，则铝

7、的相对原子质量为2Al+2NaOH+6H2O2NaAl(OH)4+3H2或2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2或2Al+2OH+2H2O2AlO2+3H2课前体验课前体验33600(a-c)/b【解析】铝的相对原子质量数值上等于铝的摩尔质量，依据铝的质量为(a-c)g，依据3n(Al)=2n(H2)可以求得铝的物质的量，进而求得铝的相对原子质量。5.某学习小组用下图装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。本讲稿第十页，共三十页课前体验课前体验(6)实验过程中，若未洗涤过滤所得的 不 溶 物，则 测 得 铝 的 质 量 分 数 将 (填“偏大”、“偏小”、“不受影响”)。

8、偏小【解析】过滤后不溶物表面沾有溶液，如果没有洗涤，干燥后就有部分溶质留在固体表面，导致剩余固体质量增大，参加反应的铝的质量(a-c)g将偏小。5.某学习小组用下图装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。本讲稿第十一页，共三十页典例精析典例精析【例例1 1】将5.4gAl投入到200.0mL2.0molL1的某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩余。该溶液可能为（）A.HNO3溶液B.Ba(OH)2溶液C.H2SO4溶液D.HCl溶液【解析】5.4g金属铝物质的量0.2mol,可以消耗H+0.6mol,消耗OH0.2mol,依据题意反应后金属有剩余，说明溶液中提供的H+小于0.6mo

9、l,OH物质的量小于0.2mol。硝酸与铝反应不产生氢气，A错；B中提供OH0.8mol,C中提供H+0.8mol,D中提供氢离子0.4mol,所以只有D符合题意。D本讲稿第十二页，共三十页典例精析典例精析【评注】考查金属铝的化学性质，特别是金属铝与氢离子、氢氧根离子的定量关系；同时注意金属与硝酸反应没有氢气生成。【例例1 1】将5.4gAl投入到200.0mL2.0molL1的某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩余。该溶液可能为（）A.HNO3溶液B.Ba(OH)2溶液C.H2SO4溶液D.HCl溶液D本讲稿第十三页，共三十页等量镁铝合金粉末分别与下列4种过量的溶液充分反应，放出氢气最多的

10、是()A.2molL1H2SO4溶液B.18molL1H2SO4溶液C.6molL1KOH溶液D.3molL1HNO3溶液典例精析典例精析变式变式变式变式1 1【解析】浓硫酸、硝酸(无论浓稀)与金属反应一般都不产生氢气，B、D错；金属铝既能与酸反应又能与碱反应生成氢气，但是镁只能与酸反应产生氢气，所以A正确。A本讲稿第十四页，共三十页典例精析典例精析【例例2】某无色透明溶液，跟金属铝反应放出H2，试判断下列离子：Mg2+、Cu2+、Ba2+、H+、Ag+、SO42、SO32、HCO3、OH、NO3，何者能存在于此溶液中?(1)当生成Al3+时，一定存在，可能存在。(2)当生成AlO2时，一定存

11、在，可能存在。H+、SO42Mg2+OH、Ba2+NO3【解析】跟金属铝反应放出H2，原溶液可能含有大量的H+，也可能含有大量OH，溶液无色透明，说明溶液中没有Cu2+。(1)当生成Al3+时，说明溶液中含有大量H+时，溶液中不能有NO3，因为硝酸与铝反应无氢气产生；另外弱酸根离子SO32、HCO3以及OH均能与氢离子反应，也不能大量共存；作为溶液，至少要有一种阴离子，因此必定含有SO42，有硫酸根离子一定没有Ba2+，其他离子就不能确定了。本讲稿第十五页，共三十页典例精析典例精析(2)当生成AlO2时，说明溶液中含有大量OH时，Mg2+、Cu2+、H+、Ag+、HCO3都能与OH反应，这些离

12、子一定不能大量共存，作为溶液，至少要有一种阳离子，因此必定含有Ba2+，其他离子就不能确定了。【例例2】某无色透明溶液，跟金属铝反应放出H2，试判断下列离子：Mg2+、Cu2+、Ba2+、H+、Ag+、SO42、SO32、HCO3、OH、NO3，何者能存在于此溶液中?(1)当生成Al3+时，一定存在，可能存在。(2)当生成AlO2时，一定存在，可能存在。H+、SO42Mg2+OH、Ba2+NO3【解析】跟金属铝反应放出H2，原溶液可能含有大量的H+，也可能含有大量OH，溶液无色透明，说明溶液中没有Cu2+。本讲稿第十六页，共三十页典例精析典例精析【评注】本题属于离子大量共存问题的判断，必须熟悉

13、离子之间的反应情况。思路是判断有什么离子后，必须思考还有什么离子不能共存。【例例2】某无色透明溶液，跟金属铝反应放出H2，试判断下列离子：Mg2+、Cu2+、Ba2+、H+、Ag+、SO42、SO32、HCO3、OH、NO3，何者能存在于此溶液中?(1)当生成Al3+时，一定存在，可能存在。(2)当生成AlO2时，一定存在，可能存在。H+、SO42Mg2+OH、Ba2+NO3本讲稿第十七页，共三十页典例精析典例精析变式变式变式变式2 2在与铝粉作用能放出H2的溶液中，一定能大量共存的离子组()A.K+、Na+、Cl、SO42B.K+、Na+、HCO3、NO3C.Ba2+、NH4+、NO3、Cl

14、D.Na+、K+、Al(OH)4、ClA【解析】与铝粉作用能放出H2的溶液中可能有大量氢离子，也可能有大量氢氧根离子，因此，能与氢离子或氢氧根离子反应的离子都不能大量与之共存。A中的离子都不会与氢离子或氢氧根离子反应，正确；B中既能与氢离子反应，又能与氢氧根离子反应，错误；C选项中铵根离子能与碱反应，在酸性条件下由于存在硝酸根，也不能产生氢气，错误；D中Al(OH)4不能与氢离子大量共存，错误。本讲稿第十八页，共三十页典例精析典例精析【备选题】在标准状况下进行下列实验，甲、乙、丙各取30.0mL同浓度的盐酸，加入不同质量的同种镁、铝合金粉末产生气体，有关数据列表如下：实验序号甲乙丙合金质量(m

15、g)255385459气体体积(mL)280336336(1)盐酸的物质的量浓度为molL1，在表中可作为计算依据的是(填写实验序号，要求全部写出)。(2)根据实验序号中的数据，可计算出镁、铝合金中镁和铝的物质的量之比为。1乙、丙甲11(1)图中可知实验乙和丙产生氢气量不再变化，说明盐酸已经反应完全，依据2HClH2即可求出HCl物质的量为336mL22400mL/mol2=0.03mol,所以盐酸的物质的量浓度为1molL1。【解析】本讲稿第十九页，共三十页(2)计算镁铝合金各成分质量，必须从实验甲分析，因为实验甲中盐酸过量，合金全部反应完。假设0.255g合金中镁和铝物质的量分别为x和y，

16、可以列出代数式：典例精析典例精析【备选题】在标准状况下进行下列实验，甲、乙、丙各取30.0mL同浓度的盐酸，加入不同质量的同种镁、铝合金粉末产生气体，有关数据列表如下：实验序号甲乙丙合金质量(mg)255385459气体体积(mL)280336336(1)盐酸的物质的量浓度为molL1，在表中可作为计算依据的是(填写实验序号，要求全部写出)。(2)根据实验序号中的数据，可计算出镁、铝合金中镁和铝的物质的量之比为。1乙、丙甲11【解析】本讲稿第二十页，共三十页 x+1.5y=0.280L22.4L/mol24x+27y=0.255联立两个方程可得x=0.005mol,y=0.005mol。典例精

17、析典例精析【备选题】在标准状况下进行下列实验，甲、乙、丙各取30.0mL同浓度的盐酸，加入不同质量的同种镁、铝合金粉末产生气体，有关数据列表如下：实验序号甲乙丙合金质量(mg)255385459气体体积(mL)280336336(1)盐酸的物质的量浓度为molL1，在表中可作为计算依据的是(填写实验序号，要求全部写出)。(2)根据实验序号中的数据，可计算出镁、铝合金中镁和铝的物质的量之比为。1乙、丙甲11【解析】本讲稿第二十一页，共三十页方法指导方法指导1.既能与强酸反应，又能与强碱反应的物质既能与强酸反应，又能与强碱反应的物质(1)两性物质金属铝氧化铝氢氧化铝(2)多元弱酸酸式盐HCO3、H

18、SO3、HS、HC2O4等。弱酸根离子一定能与强酸反应生成弱酸，酸式根离子一定能与强碱发生中和反应，因此多元弱酸酸式盐既能与强酸反应，又能与强碱反应。本讲稿第二十二页，共三十页方法指导方法指导1.既能与强酸反应，又能与强碱反应的物质既能与强酸反应，又能与强碱反应的物质(3)多元弱酸的铵盐(NH4)2CO3、(NH4)2S、(NH4)2SO3、CH3COONH4等。弱酸根离子一定能与强酸反应生成弱酸，铵根离子一定能与强碱发生反应生成氨水，因此多元弱酸的铵盐既能与强酸反应，又能与强碱反应。(4)氨基酸分子中的氨基能与酸反应，分子中的羧基能与碱反应。(5)二氧化硅既能与HF反应，又能与强碱溶液反应；

19、SO2既能与氧化性酸如HClO、HNO3等反应，也能与碱溶液反应。本讲稿第二十三页，共三十页方法指导方法指导2.镁铝合金成分的测定镁铝合金成分的测定镁铝合金中金属成分的测定方法很多，常用方法有：(1)测量气体法将一定质量的镁铝合金与足量稀盐酸或稀硫酸反应，测定反应放出的气体体积，通过计算可以求得各成分的含量；(2)测定固体质量法将一定质量的镁铝合金粉末，加入足量的强碱溶液，洗涤干燥，测定剩余固体(金属铝)质量，也可求得各成分的含量。将一定质量的镁铝合金与足量稀盐酸或稀硫酸反应，向反应后溶液中再加入大量强碱溶液，过滤、洗涤，将沉淀高温灼烧，测定剩余固体(MgO)质量。将一定质量的镁铝合金在氧气中

20、充分灼烧，测得剩余固体(MgO、Al2O3)质量，也能求得各成分百分含量。本讲稿第二十四页，共三十页方法指导方法指导3.金金属属混混合合物物与与酸酸反反应应的的计计算算已已知知一一定定质质量量金金属属混混合合物物与足量稀酸反应产生氢气，分析金属混合物的组成。与足量稀酸反应产生氢气，分析金属混合物的组成。例如：“镁、铝、铁三种金属单质中的两种组成的混合物共6g，与足量的稀盐酸反应，产生标准状况下的氢气2.8L，由此可判断混合物中必定含有()A.FeB.MgC.AlD.无法判断”此题型是高考常考题型。基本方法是：先求出提供1mol电子所需要的金属(单质或混合物)的质量。金属名称与H+反应提供1mo

21、l电子需要的质量Fe28g(生成Fe2+)Mg12gAl9g题中混合物6g(2822.42)=24gCu等不反应的金属(此类金属不提供电子,质量可以认为是任意的)本讲稿第二十五页，共三十页方法指导方法指导然后根据平均组成的思路：组成该混合物的每种金属提供1mol电子所需的质量必须有一种大于混合物质量，有一种小于该混合物质量。例如上表中，可以得出组成题中混合物的金属小于24g的是铝或镁，大于24g的是铁，所以一定含有金属铁。3.金金属属混混合合物物与与酸酸反反应应的的计计算算已已知知一一定定质质量量金金属属混混合合物与足量稀酸反应产生氢气，分析金属混合物的组成。物与足量稀酸反应产生氢气，分析金属

22、混合物的组成。例如：“镁、铝、铁三种金属单质中的两种组成的混合物共6g，与足量的稀盐酸反应，产生标准状况下的氢气2.8L，由此可判断混合物中必定含有()A.FeB.MgC.AlD.无法判断”此题型是高考常考题型。基本方法是：先求出提供1mol电子所需要的金属(单质或混合物)的质量。本讲稿第二十六页，共三十页高考回放高考回放(2008海南)现拟在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁(Mg3N2)。已知实验中可能会发生下列反应：2Mg+O22MgO；3Mg+N2Mg3N2；2Mg+CO22MgO+C；Mg+H2OMgO+H2；Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2+2NH3可供选择的装置和药品

23、如下图所示(镁粉、还原铁粉均已干燥，装置内所发生的反应是完全的，整套装置的末端与干燥管相连)。本讲稿第二十七页，共三十页高考回放高考回放回答下列问题:(1)在设计实验方案时，除装置A、E外，还应选择的装置(填字母代号)及其目的分别(2)连接并检查实验装置的气密性。实验开始时，打开自来水的开关，将空气从5升的储气瓶压入反应装置，则气流流经导管的顺序是(填字母代号)(3)通 气 后，如 果 同 时 点 燃A、F装 置 的 酒 精 灯，对 实 验 结 果 有 何 影 响?，原因是因为(4)请设计一个实验，验证产物是氮化镁：B、D、F。选择B，目的：除去空气中的水蒸气；选择D，目的：除去空气中的CO2

24、；选择F，目的：除去空气中的O2。jhgdcklab。制得的氮化镁将不纯A装置没有排完空气前就加热会让空气中的氧气、CO2、水蒸气等与镁反应。将产物取少量置于试管中，加入适量水，将润湿的红色石蕊试纸置于试管口，如果能够看到润湿的红色石蕊试纸变蓝，则说明产物是氮化镁本讲稿第二十八页，共三十页高考回放高考回放(1)本实验以镁、空气为原料制备氮化镁，根据提示，镁除能与氮气外，还能与空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气等反应，同时生成的氮化镁也能与水反应，所以首先应该设法将空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气除尽，然后再让镁与氮气反应；除去空气中氧气可以通过F来实现，除去空气中二氧化碳可以通过D来实现，除去水蒸气

25、可以通过B来实现；(2)原理、装置确定后，可以分析装置先后问题。由于F中的铁粉置于硬质玻璃管中，通入F中的气体必须先干燥，在干燥之前应该先通过D溶液出二氧化碳，据此可以得出气体流经顺序为jhgdckl(或lk)ab(或ba)【解析】解答综合性实验试题，首先认真审题，明确实验目的和要求，找出实验原理(反应原理和装置原理)，选择药品和操作先后顺序，考虑安全问题等。本讲稿第二十九页，共三十页高考回放高考回放(3)实验中应该先点燃F的酒精灯，保证氧气除尽后的气体再跟氮气反应才能制得纯氮化镁。如果同时点燃A、F装置的酒精灯，则进入装置A的气体中含有氧气，导致产品不纯。(4)氮化镁性质并不熟悉，可以从题中信息获得检验方法。先转化成氨气，再检验生成的氨气即可。【解析】解答综合性实验试题，首先认真审题，明确实验目的和要求，找出实验原理(反应原理和装置原理)，选择药品和操作先后顺序，考虑安全问题等。本讲稿第三十页，共三十页