《镁铝及其化合物》PPT课件.ppt

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1、镁、铝及其化合物课标要求：1、了解铝等金属及其化合物的主要性质2、能列举合金材料的重要应用具体要求：1、了解镁的性质2、掌握铝的化学性质，了解铝的重要化合物3、了解金属的通性，金属冶炼的一般原理4、初步了解合金的概念和常见的金属材料元素元素 镁镁 铝铝原子结构示原子结构示意图意图电子排布式电子排布式1S22S22P63S21S22S22P63S23P1轨道表示式轨道表示式电子式电子式化合价化合价1S 2S 2P 3S1S 2S 2P 3S 3P +2+3MgAl+13283+122821 1、镁和铝的原子结构、镁和铝的原子结构2 2、镁和铝的物理性质、镁和铝的物理性质单质单质颜色和颜色和状态状

2、态硬度硬度 密度密度(g/cm(g/cm3 3)熔点熔点沸点沸点传导传导性性 镁镁 铝铝注：镁的硬度比铝小，熔、沸点比铝低，是由于金属镁中金属键比金属铝中的金属键弱的缘故。银白色银白色固体固体很软很软较软较软1.741.742.72.7645645660.4660.41090109024672467良好良好良好良好 练习:铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途开关的性质是 ()A 强度大 B 不易生锈 C 密度小 D 导电性好 D镁镁镁镁铝铝铝铝与非金与非金与非金与非金属反应属反应属反应属反应与沸水与沸水与沸水与沸水

3、反应反应反应反应与酸反与酸反与酸反与酸反应应应应与氧化与氧化与氧化与氧化物反应物反应物反应物反应与强碱与强碱与强碱与强碱反应反应反应反应与盐溶与盐溶与盐溶与盐溶液反应液反应液反应液反应4Al+3O2=2AI2O3Mg+N2=Mg3N2点燃点燃2Al+3Cl2=2AICl32Al+3S=AI2S3Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2不反应不反应Mg+2H+=Mg2+H22Al+6H+=2Al3+3H2点燃点燃2Mg+CO2=2MgO+C2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe高温高温2Mg+O2=2MgO点燃点燃3 3、镁和铝的化学性质、镁和铝的化学性质Mg+2NHMg+2NH4 4+=Mg=Mg

4、2+2+H+H2 2+2NH+2NH3 3 2Al+3Cu2Al+3Cu2+2+=2Al=2Al3+3+3Cu+3Cu不反应不反应2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2（1）镁、铝与非氧化性酸反应，生成氢气；与氧化性酸反应时，不生成氢气，生成非金属氧化物。注意：注意：（2）铝在常温下，遇浓硫酸、浓硝酸时，表面生成一层致密的氧化膜，阻止金属与酸的继续反应即钝化。（3）在与氧化物反应时，镁侧重于与CO2、SO2等非金属氧化物反应，而铝侧重于与金属氧化物反应。（4）在与酸性盐溶液反应时，镁侧重于生成氢气；铝侧重于发生置换反应。（5）铝热反应是指工业上用铝粉来还原金属氧化物，得到金属单质的一

5、类反应，其反应原理是利用了铝的还原性反应放出的热量。铝热剂是指铝粉和被还原的金属氧化物的混合物，铝热反应主要用于冶炼稀有金属、野外焊接钢轨等。化合态化合态化合态化合态地壳和海水中地壳和海水中铝土矿中铝土矿中制合金制合金制合金、导线等制合金、导线等4 4、镁、铝的制备及用途、镁、铝的制备及用途铝镁元素元素镁镁铝铝存在形式存在形式主要存在于主要存在于制备制备用途用途MgCl2=Mg+Cl2电解电解2Al2O3=4Al+3O2电解电解冰晶石冰晶石5 5、氧化镁和氧化铝、氧化镁和氧化铝MgOMgOAIAI2 2OO3 3工业工业 制备制备重要物重要物理性质理性质与水与水反应反应与与H H+反应反应与与

6、OHOH-反应反应MgCO3=MgO+CO2从铝土矿中提取白色固体，熔点高，密度小MgO+H2O=Mg(OH)2反应很慢反应很慢不溶解，也不反应不溶解，也不反应MgO+2H+=Mg2+H2O Al2O3+6H+=2Al3+3H2O不反应不反应Al2O3+2OH_=2AlO2_+H2O6 6、氢氧化镁和氢氧化铝、氢氧化镁和氢氧化铝(1)Mg(OH)2是一种难溶于水的中强碱,能使酚酞溶液变为浅红色跟酸反应热稳定性差可溶于铵盐溶液中(2)AI(OH)3是一种难溶的白色胶状物质,不能使酚酞变色,它是典型的两性氢氧化物Mg(OH)Mg(OH)2 2+2H+2H+=Mg=Mg2+2+2H+2H2 2OOM

7、g(OH)Mg(OH)2 2=MgO+H=MgO+H2 2OOMg(OH)Mg(OH)2 2+2NH+2NH4 4+=Mg=Mg2+2+2NH+2NH3 3+2H+2H2 2OOAI(OH)AI(OH)3 3+3H+3H+=AI=AI3+3+3H+3H2 2OOAI(OH)AI(OH)3 3+OH+OH-=AIO=AIO2 2-+2H+2H2 2OOAl3+3OH-Al(OH)3 H+AlO2-+H2O练习:1、为除去镀在铝表面的铜镀层，可选用的试剂是 （）A 稀硝酸 B 浓硝酸 C 浓硫酸 D 浓盐酸2、用铝盐制取氢氧化铝最好加_,离子反应方程式为_用偏铝酸盐制氢氧化铝最好通入_,离子反应方

8、程式为_。B氨水或偏铝酸盐Al3+3NH3 H2O=Al(OH)3+3NH4+CO2或铝盐2AlO2-+CO2+2H2O=2Al(OH)3+CO32-3 3、将氯化铝和氢氧化钠溶液等体积混合，得到的、将氯化铝和氢氧化钠溶液等体积混合，得到的沉淀物中铝元素的质量与溶液中所含铝元素的质沉淀物中铝元素的质量与溶液中所含铝元素的质量相等，则氯化铝和氢氧化钠溶液的物质的量浓量相等，则氯化铝和氢氧化钠溶液的物质的量浓度之比可能为度之比可能为 （）A 1A 1：3 B 23 B 2：3 C 13 C 1：4 D 24 D 2：7 74 4、用稀硫酸、氢氧化钠溶液和铝为原料制取氢氧、用稀硫酸、氢氧化钠溶液和铝

9、为原料制取氢氧化铝，甲、乙、丙三个学生制备途径分别是：化铝，甲、乙、丙三个学生制备途径分别是：甲：甲：AlAlAlAl2 2(SO(SO4 4)3 3 Al(OH)Al(OH)3 3乙：乙：Al NaAlOAl NaAlO2 2 Al(OH)Al(OH)3 3丙：丙：AlAl AlAl2 2(SO(SO4 4)3 3 Al NaAlO Al NaAlO2 2BD Al(OH)35、若要得到等质量的Al(OH)3,则（）A 三者消耗的原料相等B 甲消耗的原料最多C 乙消耗的原料最少D 丙消耗的原料最少BD6、不用其他仪器和试剂，仅用试管和胶头滴管无法鉴别的两种溶液是（）A Al2(SO4)3、K

10、OH B Na2CO3、HClC NH3 H2O、AgNO3 D NaCl、AgNO3D7 7、镁盐、镁盐氯化镁氯化镁氯化镁是工业制镁的原料，存在于海水晒盐后留下的苦氯化镁是工业制镁的原料，存在于海水晒盐后留下的苦氯化镁是工业制镁的原料，存在于海水晒盐后留下的苦氯化镁是工业制镁的原料，存在于海水晒盐后留下的苦卤、光卤石（卤、光卤石（卤、光卤石（卤、光卤石（KClKCl MgClMgCl2 2 6H6H2 2O)O)中中中中,与碱反应生成沉与碱反应生成沉与碱反应生成沉与碱反应生成沉淀。用于制金属镁、消毒剂、冷冻盐水、陶瓷，并用于淀。用于制金属镁、消毒剂、冷冻盐水、陶瓷，并用于淀。用于制金属镁、消

11、毒剂、冷冻盐水、陶瓷，并用于淀。用于制金属镁、消毒剂、冷冻盐水、陶瓷，并用于填充织物、造纸等方面。其溶液与氧化镁混合，可成为填充织物、造纸等方面。其溶液与氧化镁混合，可成为填充织物、造纸等方面。其溶液与氧化镁混合，可成为填充织物、造纸等方面。其溶液与氧化镁混合，可成为坚硬耐磨的镁质水泥。坚硬耐磨的镁质水泥。坚硬耐磨的镁质水泥。坚硬耐磨的镁质水泥。英文名称为magnesium chloride。化学式MgCl2 2，是由74.54%的氯和25.48%的镁组成的，式量95.22。呈无色六角晶体。密度2.3162.33g/cm3。熔点714。沸点1412。通常含有六个分子结晶水，即MgCl2 26H

12、2 2O，易潮解。为单斜晶体，有或者咸味，有一定腐蚀性。其密度1.569g/cm3，熔点116118，同时分解。溶于水，加热时失水和氯化氢而成氧化镁。8 8、铝盐、铝盐明矾明矾化学式：电离方程式：属类：复盐（两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的化合物）净水原理化学性质KAl（SO4）2 12H2OKAl（SO4）2=K+Al3+2SO42-Al3+3H2O Al（OH）3+3H+胶体吸附杂质净水兼有Al3+和SO42-的性质向明矾溶液中滴入Ba(OH)2溶液,当Al3+恰好完全沉淀时,此时沉淀的物质的量最大;向明矾溶液中滴入Ba(OH)2溶液,当SO42-完全沉淀时,此时沉淀的质量最大2Al

13、3+3SO42-+3Ba2+6OH-=2Al(OH)3 +3BaSO4 2Al3+4SO42-+4Ba2+8OH-=2AlO2-+4BaSO4+2H2O铝盐的性质：铝盐的性质：水溶液显酸性，与碱反应，与水溶液显酸性，与碱反应，与AlO2-、S2-、CO32-等发生双水解反应。等发生双水解反应。练习:把Ba(OH)2溶液滴入明矾溶液中,使SO42-全部转化成BaSO4沉淀,此时铝元素的主要存在形式是 ()A Al3+B Al(OH)3 C AlO2-D Al3+和Al(OH)3C(1)溶于水的强碱弱酸盐溶于水的强碱弱酸盐(2)可与酸反应，生成铝酸（氢氧化铝）可与酸反应，生成铝酸（氢氧化铝）NaA

14、lO2HCl+H2O=NaCl+Al(OH)32NaAlO2CO2+3H2O=Na2CO3+2Al(OH)3 (3)与与NH4+、Al3+、Fe3+发生双水解反应发生双水解反应 3AlO2-+Al3+6H2O=4Al(OH)39 9、NaAlO NaAlO2 2的性质的性质1010、铝及其化合物之间的相互转化、铝及其化合物之间的相互转化AlAl2O3Al(OH)3AlCl3NaAlO2NaOH+H2OCl2或HCl或CuCl2HClO2或Fe2O3电解NaOHHClNH3水或NaOHNaOHHCl或CO2或Al3+如何实验下列转化关系？如何实验下列转化关系？Al(OH)3Al3+AlO2-(1

15、)(6)(5)(4)(3)(2)铝三角铝三角(1)加碱加碱 Al3+3OH-=Al(OH)3 Al3+3NH3.H2O =Al(OH)3 +3NH4+(2)强碱强碱 Al(OH)3 +OH-=AlO2-+2H2O(3)强碱强碱 Al3+4OH-=AlO2-+2H2O(4)酸酸 AlO2-+H+H2O =Al(OH)3 AlO2CO2 +2H2O=HCO3+Al(OH)3(5)强酸强酸 Al(OH)3 +3H+=Al3+3H2O(6)强酸强酸 AlO2-+4H+=Al3+2H2O铝三角的应用铝三角的应用n n制取Al(OH)3n nAl3+的水解：n n离子共存问题：Al3+与OH-、S2-、A

16、lO2-、HCO3-、CO32-因生成沉淀或发生双水解反应而不能大量共存；AlO2-与H+、NH4+、Al3+、Fe3+等不能大量共存。Al Al3+3+3H+3H2 2O Al(OH)O Al(OH)3 3+3H+3H+AlAl3+3+3NH+3NH3 3 H H2 2O=Al(OH)O=Al(OH)3 3+3NH+3NH4 4+AlOAlO2 2+CO+CO2 2+2H+2H2 2O=HCOO=HCO3 3+Al(OH)+Al(OH)3 31212、几个基本图象、几个基本图象（1）向铝盐中加入强碱nNaOH3nAl(OH)31离子反应方程式Al3+3OH-=Al(OH)3Al(OH)3+O

17、H-=AlO2-+2H2O总离子反应方程式Al3+4OH-=AlO2-+2H2O（2）向强碱中滴入铝盐nAl(OH)3nAlCl331离子反应方程式Al3+4OH-=AlO2-+2H2O Al3+3AlO2-+6H2O=4 Al(OH)3总离子反应方程式Al3+3OH-=Al(OH)3（3）向偏铝酸盐中滴入强酸）向偏铝酸盐中滴入强酸nAl(OH)3nHCl13离子反应方程式AlO2-+H+H2O=Al(OH)3Al(OH)3+3H+=Al3+3H2OAlO2-+4H+=Al3+2H2O总离子反应方程式（4）向盐酸中滴入偏铝酸盐）向盐酸中滴入偏铝酸盐nAl(OH)3nAlO2-31离子反应方程式

18、AlO2-+4H+=Al3+2H2O3AlO2-+Al3+6H2O=4Al(OH)3总离子反应方程式AlO2-+H+H2O=Al(OH)3以生成沉淀的物质的量为纵坐标,以加入的物质的物质的量为横坐标画出下列反应的图象向氯化铝溶液中逐渐滴加氨水至过量向偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳至过量向氯化镁、氯化铝和盐酸的混合溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液至过量向明矾溶液中滴加氢氧化钡溶液至过量向氯化镁、氯化铝混合溶液中先加氢氧化钠溶液，后加盐酸（氢氧化钠和盐酸等体积）向氯化镁、氯化铝混合溶液中先加氢氧化钠溶液，后加盐酸（氢氧化钠和盐酸等体积）nAl(OH)3nNaOH5115实验过程实验过程实验过程实验过程实验现

19、象实验现象实验现象实验现象有关离子反应方程式有关离子反应方程式有关离子反应方程式有关离子反应方程式生成沉淀生成沉淀生成沉淀生成沉淀与所加物与所加物与所加物与所加物质的量曲质的量曲质的量曲质的量曲线图线图线图线图（1 1）往）往）往）往AlClAlCl3 3溶液中滴加溶液中滴加溶液中滴加溶液中滴加NaOHNaOH溶液至溶液至溶液至溶液至过量过量过量过量（2 2）往）往）往）往AlClAlCl3 3溶液中滴加溶液中滴加溶液中滴加溶液中滴加氨水至过量氨水至过量氨水至过量氨水至过量（3 3）往）往）往）往NaOHNaOH溶液中溶液中溶液中溶液中滴加滴加滴加滴加AlClAlCl3 3溶溶溶溶液至过量液至

20、过量液至过量液至过量先产生白先产生白色沉淀，色沉淀，后消失后消失Al3+3OH-=产生白色产生白色沉淀沉淀Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NH4+先无沉先无沉淀，最终淀，最终生成白色生成白色沉淀沉淀Al3+4OH-=Al(OH)3Al(OH)3+OH=AlO2-+2H2OAl3+3AlO2-+6H2O AlO2-+2H2O=4Al(OH)3 实验过程实验过程实验过程实验过程实验现象实验现象实验现象实验现象有关离子反应方程有关离子反应方程有关离子反应方程有关离子反应方程式式式式生成沉淀生成沉淀生成沉淀生成沉淀与所加物与所加物与所加物与所加物质的量曲质的量曲质的量曲质的量曲线图线图线图线

21、图(4)(4)往往往往NaAlONaAlO2 2溶液中滴加盐溶液中滴加盐溶液中滴加盐溶液中滴加盐酸至过量酸至过量酸至过量酸至过量(5)(5)往往往往NaAlONaAlO2 2溶液中通入溶液中通入溶液中通入溶液中通入COCO2 2至过量至过量至过量至过量(6)(6)往盐酸溶往盐酸溶往盐酸溶往盐酸溶液中滴加液中滴加液中滴加液中滴加NaAlONaAlO2 2溶液至溶液至溶液至溶液至过量过量过量过量先产生白先产生白色沉淀，色沉淀，后消失后消失AlO2-+H+H2O=Al(OH)3 产生白色产生白色沉淀沉淀AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3-先无沉先无沉淀，最终淀，最终生成白色生成白

22、色沉淀沉淀AlO2-+4H+=Al(OH)3+3H+=Al3+3H2OAl3+3AlO2-+6H2O Al3+2H2O=4Al(OH)31.下列物质中既能跟稀下列物质中既能跟稀H2SO4反应反应,又能跟氢氧又能跟氢氧化钠溶液反应的是化钠溶液反应的是 NaHCO3(NH4)2S Al2O3 Al(OH)3 AlA B C D全是全是 课堂练习课堂练习D2.在两个烧杯中，各加入相同体积在两个烧杯中，各加入相同体积3mol/L的的H2SO4溶液，随后分别置于天平左右两个托盘溶液，随后分别置于天平左右两个托盘上，调节天平，使之平衡。此时向两烧杯中分上，调节天平，使之平衡。此时向两烧杯中分别加入别加入1

23、0.8g镁、铝，反应完毕后，天平两端将镁、铝，反应完毕后，天平两端将会会 A.不平衡，放铝的一端托盘上升不平衡，放铝的一端托盘上升 B.不平衡，放镁的一端托盘上升不平衡，放镁的一端托盘上升C.仍保持平衡仍保持平衡D.无法确定无法确定课堂练习课堂练习D课堂练习课堂练习3.（2002年江苏）等体积、等物质的量浓度的年江苏）等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯硫酸、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中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为5:6，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能是，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能是A.甲、乙中都是铝过量甲、乙中

24、都是铝过量 B.甲中铝过量，乙中碱过量甲中铝过量，乙中碱过量 C.甲中铝过量，乙中碱过量甲中铝过量，乙中碱过量 D.甲中酸过量，乙中碱过量甲中酸过量，乙中碱过量B4.下列各组物质的稀溶液相互反应，无论是下列各组物质的稀溶液相互反应，无论是前者滴入后者，还是后者滴入前者，反应现前者滴入后者，还是后者滴入前者，反应现象都相同的是象都相同的是 A.NaHSO4和和Ba(OH)2 B.AlCl3和和NaOHC.NaAlO2和和H2SO4 D.Ba(HCO3)2和和Ba(OH)2AD课堂练习课堂练习5.用稀硫酸、用稀硫酸、NaOH和铝为原料制取和铝为原料制取Al(OH)3，甲、乙、丙三个学生分别用三种不

25、同的途径制备：甲、乙、丙三个学生分别用三种不同的途径制备：H2SO4NaOHNaOHH2SO4丙：丙：H2SO4NaOHAl(OH)3若要制得等量的若要制得等量的Al(OH)3，则（，则（C ）A.乙消耗的原料最少乙消耗的原料最少 B.三者消耗原料相同三者消耗原料相同C.丙消耗原料最少丙消耗原料最少 D.甲、乙消耗原料相同甲、乙消耗原料相同6.含有含有1molMg2+和和1molAl3+的混合溶液，现依次加入的混合溶液，现依次加入NaOH溶液，溶液，1molHCl，通入，通入CO2气体，请根据图象气体，请根据图象中曲线的变化情况，写出各步反应的离子反应方程式。中曲线的变化情况，写出各步反应的离

26、子反应方程式。5 6 7 8 9 10O沉淀的物质的量沉淀的物质的量/mol加入物质的量加入物质的量/mol21解析解析反应的离子方程式分阶段分别为：反应的离子方程式分阶段分别为：OA段：段：Mg2+2OH-=Mg(OH)2 AB段：段：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2OCD段：段：H+OH-=H2ODE段：段：2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3+CO32-EF段：段：CO32-+CO2+H2O=2HCO3-Al3+3OH-=Al(OH)3 7.往往10mL 1mol/LAlCl3加入加入1mol/LNaOH溶液，得沉淀溶液，得沉淀0.26克，则所加氢氧化钠溶克，则所加

27、氢氧化钠溶液的体积是多少？液的体积是多少？（2:1）8.向某含向某含Mg2+和和Al3+的溶液中，逐滴加入的溶液中，逐滴加入NaOH 溶液，产生溶液，产生沉淀质量与所加氢氧沉淀质量与所加氢氧化钠溶液体积的关系化钠溶液体积的关系如图所示，求原溶液如图所示，求原溶液中的中的Mg2+和和Al3+物质物质的量之比。的量之比。m/g1.75mol/L2.785%12%3%1.625a5Fe2O310把由把由NaOH、AlCl3、MgCl2三种固体组成三种固体组成的混合物溶于足量水中，有的混合物溶于足量水中，有0.58g白色沉淀，白色沉淀，在所得的浊液中逐渐加入在所得的浊液中逐渐加入0.5mol/L盐酸，

28、加入盐酸，加入盐酸的体积与生成沉淀的质量关系如图所示，盐酸的体积与生成沉淀的质量关系如图所示，求：求：(1)混合物中各成分的质量；混合物中各成分的质量；(2)P点所示的盐酸的体积。点所示的盐酸的体积。（1）m(MgCl2)=0.95g；m(AlCl3)=1.335g；m(NaOH)=2.6g （2）130mL从铝土矿中制备铝从铝土矿中制备铝（1）铝土矿成分）铝土矿成分（2）方法：）方法：（3）工艺流程）工艺流程Al2O3、Fe2O3、SiO2、H2O酸溶法酸溶法碱溶法碱溶法Al2O3Fe2O3SiO2铝土矿铝土矿过量过量HClSiO2Al3+Fe3+过量过量NaOHFe(OH)3AlO2-过量过量CO2Al(OH)3加热加热Al2O3熔融电解熔融电解AlAl过量过量NaOHFe2O3AlO2-SiO32-过量过量HClH2SiO3Al3+过量过量氨水氨水Al(OH)3加热加热注注:n nAl2O3是一种高熔点(2045)化合物,电解时需将Al2O3熔化,条件要求很高。为了使Al2O3在较低温度下熔化、电解，往往在Al2O3中加入冰晶石(Na3AlF6),从而使Al2O3在1000 时即熔化、电解。冰晶石为熔剂。n n电解铝工业生产的原理是：n n说明：Al2O3是离子化合物，电解时用石墨作电极，阴、阳两极分别生成铝和氧气。2Al2O3=4Al+3O2电解电解冰晶石冰晶石