高三化学一轮复习-镁铝复习.ppt

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1、金属及其化合物复习金属及其化合物复习1.掌握镁、铝性质、用途及其冶炼方法；掌握镁、铝性质、用途及其冶炼方法；2.掌握掌握MgO、Al2O3、Mg(OH)2、Al(OH)3Al3+盐、盐、AlO2盐的性质；盐的性质；3.熟练应用镁、铝及其化合物的性质来解决熟练应用镁、铝及其化合物的性质来解决相关相关图像、推断图像、推断等问题。等问题。学习目标：学习目标：镁及其重要化合物之间的转化关系：镁及其重要化合物之间的转化关系：MgCl2 Mg MgO MgSO4 Mg(OH)2Mg3N212345 5678910111212铝及其重要化合物之间的转化关系：铝及其重要化合物之间的转化关系：123456789

2、10 NaAlO2 AlCl3 Al2O3 AlAl(0H)3 银白色轻金属银白色轻金属,固体，熔点较低，硬度较小，密度固体，熔点较低，硬度较小，密度较小，有良好的导电、导热、延展性和韧性较小，有良好的导电、导热、延展性和韧性.1 1MgMg、AlAl的物理性质的物理性质MgAlO2Mg+O22MgO点燃点燃与与非非金金属属反反应应4Al+3O22Al2O3点燃点燃N2SCl23Mg+N2Mg3N2Mg+SMgS2Al+3SAl2S3Mg+Cl2MgCl22Al+3Cl22AlCl3点燃点燃点燃点燃加热加热点燃点燃点燃点燃常温下、空气中形成常温下、空气中形成氧化物薄膜氧化物薄膜，具，具有抗腐蚀

3、的性能有抗腐蚀的性能2.Mg2.Mg、AlAl的化学性质的化学性质与盐反应与盐反应与与氧氧化化物物反反应应与与H2OCO2Fe2O3Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2除氧化膜后可与水微弱反应除氧化膜后可与水微弱反应2Mg+CO2=2MgO+C点燃2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3高温与与酸酸反反应应氧化氧化性酸性酸反应，无氢气生成反应，无氢气生成在冷浓硝酸、浓硫酸中在冷浓硝酸、浓硫酸中“钝化钝化”,加热时反应，无氢气生成加热时反应，无氢气生成H+Mg+2H+=Mg2+H22Al+6H+=2Al3+3H22Al+2H2O+2OH=2AlO2+3H2与碱反应与碱反应Mg+Cu2+=Mg2+C

4、u2Al+3Cu2+=2Al3+3Cu铝热反应铝热反应Mg粉加入粉加入NH4Cl溶液中可能有几种气体产生？溶液中可能有几种气体产生？请说明理由请说明理由.解析解析将镁粉加入将镁粉加入NHNH4 4ClCl溶液中，有溶液中，有氢气氢气和刺激性的和刺激性的氨气氨气生成，这是由于生成，这是由于NHNH4 4ClCl水解呈酸性水解呈酸性，镁与水解产生的，镁与水解产生的H H+反应生成氢气而破坏了反应生成氢气而破坏了NHNH4 4ClCl的水解平衡，的水解平衡，NHNH3 3H H2 2O O浓度不浓度不断增大而分解放出断增大而分解放出NHNH3 3.反应的化学方程式可表示为：反应的化学方程式可表示为：

5、Mg+2NH4Cl=2NH3+MgCl2+H2【思考】MgAl存存 在在用用 途途冶冶 炼炼光卤石光卤石菱镁矿菱镁矿(KClMgCl26H2O)(MgCO3)铝土矿铝土矿(Al2O3Fe2O3SiO2等等)制合金、飞机、汽车部制合金、飞机、汽车部件、烟火、照明弹等件、烟火、照明弹等制合金、飞机、汽车、轮制合金、飞机、汽车、轮船部件、导线、日用品船部件、导线、日用品海水海水 Mg(OH)2 MgCl2 MgHCl电解电解铝土矿铝土矿 Al(OH)3AlAl2 2O O3 3 AlAl 冰晶石冰晶石NaNa3 3AlFAlF6 64.Mg、Al的存在、用途、冶炼的存在、用途、冶炼镁单质的制备镁单质

6、的制备海海水水生石灰生石灰过滤过滤Mg(OH)2盐酸盐酸MgCl2溶液溶液结晶结晶MgCl2.6H2OHCl干燥气流干燥气流加热加热MgCl2熔融熔融电解电解Mg以海水为原料以海水为原料,写出写出MgCl2的提取和的提取和Mg的制备流程的制备流程.(已知已知MgCl2溶液蒸发结晶易形成溶液蒸发结晶易形成MgCl2.6H2O)铝单质的制备铝单质的制备电解熔融Al以铝土矿（主要成分是以铝土矿（主要成分是Al2O3含有含有Fe2O3、SiO2等杂质）为原料，写出等杂质）为原料，写出Al的制备流程。的制备流程。2Al2O3 4Al +3O2电解电解熔融熔融熔点：熔点：2045 0C添加添加Na3AlF

7、61000 0C注意：注意：电解时用碳素材料做电极，需定期电解时用碳素材料做电极，需定期更换阳极更换阳极（碳块）。（碳块）。为什么？为什么？【例1】下列叙述正确的是下列叙述正确的是（）A铝铝制制槽槽车车可可用用来来贮贮运运浓浓硫硫酸酸、浓浓硝硝酸酸是是因因为为常常温温下下铝和浓硫酸、浓硝酸不反应。铝和浓硫酸、浓硝酸不反应。B两两份份相相同同质质量量的的铝铝粉粉，分分别别与与足足量量的的稀稀硫硫酸酸和和氢氢氧氧化钠溶液反应，产生的氢气前者多。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。合金的熔点一般比组成它的各成分的熔点都低。D工工业业上上常常利利用用铝铝热热反反

8、应应冶冶炼炼难难熔熔金金属属，如如钒钒、铬铬、锰。锰。CD例题剖析例题剖析（1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的现象。）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的现象。两极反应式为：正极两极反应式为：正极；负极负极。该装置将该装置将能转化为能转化为能。能。（2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，则负极为）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，则负极为，总反应方程为总反应方程为。镁逐渐溶解，铝极上有气泡冒出，电流表指针发生偏转；镁逐渐溶解，铝极上有气泡冒出，电流表指针发生偏转；2H+2e=H2Mg2e=Mg2+化学能化学能电能电能Al2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2【例2】如图如图镁、铝的氧化物镁、铝

9、的氧化物氧化镁氧化镁（烧苦土）（烧苦土）氧化铝氧化铝（刚玉）（刚玉）物理性质物理性质所属类别所属类别典型反应典型反应制备方法制备方法用途用途白色粉末、熔点高硬度大、难溶于水白色粉末、熔点高硬度大、难溶于水 碱性氧化物碱性氧化物 两性氧化物两性氧化物 不与水反应不与水反应MgO+HCl Al2O3+HCl Al2O3+NaOH MgCO3=MgO+CO2 铝土矿的提纯铝土矿的提纯耐火材料耐火材料 电解制铝、电解制铝、耐高温、耐磨材料耐高温、耐磨材料讨论：讨论：1、如何提纯铝土矿、如何提纯铝土矿Al2O3(Fe2O3、SiO2)？2、工业如何冶炼获得金属镁和铝？工业如何冶炼获得金属镁和铝？二、二、

10、MgMg、AlAl的氧化物的氧化物铝土矿的提纯铝土矿的提纯铝土矿铝土矿Al2O3（Fe2O3、SiO2）加加HClAlCl3、FeCl3SiO2足量足量NaOH(aq)NaAlO2Fe(OH)3通入过量通入过量CO2Al(OH)3加加NaOHNaAlO2、Na2SiO3Fe2O3足量足量HCl(aq)AlCl3、NaClH2SiO3通入过量通入过量NH3Al(OH)3海水中提取海水中提取MgClMgCl2 2 石灰乳石灰乳石灰乳石灰乳 加盐酸加盐酸加盐酸加盐酸 浓缩浓缩浓缩浓缩 海水海水海水海水Mg(OH)Mg(OH)Mg(OH)Mg(OH)2 2 2 2MgClMgClMgClMgCl2 2

11、 2 2溶液溶液溶液溶液MgClMgClMgClMgCl2 2 2 2晶体晶体晶体晶体 （考虑到经济问题）（考虑到经济问题）（考虑到经济问题）（考虑到经济问题）怎样获得无水怎样获得无水怎样获得无水怎样获得无水MgClMgCl2 2?三、三、MgMg、AlAl的氢氧化物的氢氧化物Mg(OH)2Al(OH)3物理性质物理性质化化学学性性质质热稳热稳定性定性H+OH类别类别主要用途主要用途实验室实验室制制法法Mg(OH)2MgO+H2O2Al(OH)3Al2O3+3H2O白色，不溶于水（溶解部白色，不溶于水（溶解部分电离出的分电离出的OH可使酚酞可使酚酞变红变红）白色胶状，不溶于水、白色胶状，不溶于

12、水、有很强的吸附性有很强的吸附性Mg(OH)2+2H+=Mg2+H2O2Al(OH)3+6H+=2Al3+3H2OAl(OH)3+OH=AlO2+2H2O中强碱中强碱两性氢氧化物两性氢氧化物制制MgO和镁盐和镁盐制备制备Al2O3和净水剂和净水剂Mg2+2OH=Mg(OH)2Al3+3NH3 H2O=Al(OH)3+3NH4+2AlO2+CO2+2H2O=2Al(OH)3+CO32AlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO33AlO2+Al3+6H2O=4Al(OH)3AlO2HH2OAl(OH)3Al33OH酸式电离酸式电离碱式电离碱式电离只能存在于只能存在于中性或弱酸中性或弱酸性或

13、弱碱性性或弱碱性环境中环境中【思考思考】Al(OH)3为何既能与酸又能与强碱液反应？为何既能与酸又能与强碱液反应？解析解析这是因为这是因为Al(OH)3在水中同时存在在水中同时存在两种电离平两种电离平衡：衡：思考思考:Al(0H)Al(0H)3 3和和Mg(OH)Mg(OH)2 2的混合物该如何分离提纯的混合物该如何分离提纯?练习：练习：写出写出Al、Al2O3、Al(OH)3分别和分别和NaOH溶液反应的化学方程式。溶液反应的化学方程式。2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2OAl(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O思考与讨论

14、：思考与讨论：已知已知:Mg、MgO、Mg(OH)2均能够溶解于均能够溶解于NH4Cl。又知道又知道Mg(OH)2为难溶中强碱，在溶液中存在溶解平衡为难溶中强碱，在溶液中存在溶解平衡Mg(OH)2=Mg2+2OH。从上述溶解平衡移动的角度分析溶解于从上述溶解平衡移动的角度分析溶解于NH4Cl的原因。的原因。可能性可能性:(1)NH4Cl水解产生的水解产生的H+,中和了中和了OH使平衡正向移使平衡正向移动动.(2)NH4+结合了结合了OH使使平衡正向移动平衡正向移动.你认为分析结果哪个正确你认为分析结果哪个正确?【思考思考】制取制取Al(OH)3的可能途径有那些？的可能途径有那些？解析解析(1)

15、铝盐与碱液反应铝盐与碱液反应 法法优于法优于法 Al3 Al(OH)3AlO2OHOH适量适量OH过量过量 Al3 Al(OH)3不溶解不溶解NH3H2O足量足量NH3H2O过量过量(2)偏铝酸盐与酸反应：偏铝酸盐与酸反应：(3)互相促进水解反应：互相促进水解反应：法法优于法优于法 AlO2 Al(OH)3Al3 H+过量过量H+适适量量 AlO2 Al(OH)3不溶解不溶解 CO2适适量量CO2过过量量AlAl3 33AlO26H2O4Al(OH)3例例 2 2：下列各组离子在水溶液中能大量共存的是：A COHCOOHNa323-+、B KClSHCO23+-、C HBrNaAlO2+-+-

16、、D AlNaCOSO3342+2-、B试作出下列反应图像，并写出各阶段离子方程式。试作出下列反应图像，并写出各阶段离子方程式。01234n(NaOH)nAl(OH)3（1）向向AlCl3溶液中滴加溶液中滴加NaOH溶液直至过量溶液直至过量向向NaOH溶液中滴加溶液中滴加AlCl3溶液直至过量溶液直至过量01234n(AlCl3)nAl(OH)3Al3+3OH(少量少量)=Al(OH)3 Al(OH)3+OH =AlO2+2H2O Al3+4OH(过量过量)=AlO2+2H2O Al33AlO26H2O4Al(OH)3 3mol3mol1mol3mol1mol3mol镁铝图象镁铝图象01234

17、nAl(OH)3n(HCl)（2）向向NaAlO2溶液中滴加溶液中滴加HCl溶液直至过量溶液直至过量向向HCl溶液中滴加溶液中滴加NaAlO2溶液直至过量溶液直至过量01234n(NaAlO2)nAl(OH)3AlO2+H2O+H+(少量少量)=Al(OH)3 Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O AlO2+4H+(过量过量)=Al3+2H2O Al33AlO26H2O4Al(OH)3 1mol3mol1mol3moln(NaOH)nAl(OH)3（4 4）向含）向含MgMg2+2+、AlAl3+3+的混合溶液中滴加的混合溶液中滴加NaOHNaOH溶液直至过量溶液直至过量Al(OH)3、M

18、g(OH)2Mg(OH)2n(NaOH)H+OH=H2OAl3+3OH(少量少量)=Al(OH)3 Al(OH)3+OH=AlO2+2H2O Al3+3OH(少量少量)=Al(OH)3 Al(OH)3+OH=AlO2+2H2O Mg2+2OH=Mg(OH)2（3 3）向）向HClHCl酸化的酸化的AlClAlCl3 3溶液中滴加溶液中滴加NaOHNaOH溶液直至过量溶液直至过量铝铝热反应热反应反应现象：镁镁条条剧剧烈烈燃燃烧烧，放放出出大大量量的的热热，发发出出耀耀眼眼的的白白光光，纸纸漏漏斗斗内内剧剧烈烈反反应应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。Fe2O3+2

19、Al=2Fe+Al2O3高温高温1 1、镁条的作用是什么？、镁条的作用是什么？2 2、氯酸钾的作用是什么？、氯酸钾的作用是什么？铝热剂铝热剂结论：结论：铝也是还原剂，在一定的条件下与某些金铝也是还原剂，在一定的条件下与某些金属氧化物反应，把其中的金属还原成单质。所以一属氧化物反应，把其中的金属还原成单质。所以一些活泼的金属也可作还原剂。些活泼的金属也可作还原剂。问题问题反应现象：剧烈反应，发出强光，纸漏斗被烧穿，沙子上落有黑色铁珠。Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3高温高温其其它它铝铝热热反反应应3MnO2+4Al=3Mn+2Al2O3高温高温Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3高温高温3Co3O4+8Al=9Co+4Al2O3高温高温铝热反应的应用铝热反应的应用铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于焊铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于焊接钢轨等。在冶金工业上也常用这一反应原理，接钢轨等。在冶金工业上也常用这一反应原理，使铝与金属氧化物反应，冶炼钒、铬、锰等使铝与金属氧化物反应，冶炼钒、铬、锰等