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第四章几种重要的金属 第一节镁和铝
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第四章几种重要的金属 第一节镁和铝
【学习指导】
1、应用类比方法，掌握镁、铝重要化学性质，并能从其原子结构的异同上作出解释。镁和铝都是比较活泼的金属，都能与氧气、某些非金属、水、某些氧化物以及非氧化性酸反应，生成相应的物质。这主要是镁和铝的原子最外层电子都较少，参加化学反应时都易失去最外层电子，而成为相应的阳离子。但是镁和铝在化学性质上还是有不同之处，首先在上述反应中，从反应的难易与剧然程度来看，镁总要比铝易反应且剧烈，这主要是Mg的原子半径比铝大，镁更易失去最外层2个电子，因而化学性质Mg更为活泼。此外Mg和Al还各有特性，如镁在点燃条件下，能与N2、CO2等气体反应，铝在点燃条件下能与Cl2反应还能与某些金属氧化物如Fe2O3、Cr2O3等发生铝热反应且Mg不与强碱溶液反应，而铝能与强碱溶液反应放出H2、Al能被冷浓H2SO4、HNO3钝化。
2、掌握Al2O3、Al(OH)3铝盐等铝的重要化合物的特性，并运用平衡原理进一步理解Al(OH)3的两性和明矾净水的原因。 （1）Al2O3是白色难溶物质，可作耐火材料，也是冶炼金属铝的重要原料。Al2O3是典型的两性氧化物，能与强酸强碱溶液反应生成相应的铝盐和偏铝酸盐，利用Al2O3的两性可从自然界存在的铝土矿中除去少量的氧化铁和磷等杂质，来提取纯净的氧化铝。
（2）由于Al(OH)3存在如下电离平衡H2O+AlO2-+H+ Al(OH)3 Al3++3OH-
因此当加入强酸时，就会抑制Al(OH)3的酸式电离，促使它的碱式电离,使Al(OH)3不断溶解，最后生成相应的铝盐，如果加入强碱溶液时，就会抑制其碱式电离，促使它的酸式电离，最终Al(OH)3溶解生成相应的偏铝酸盐，要注意的是当溶液中H+或OH-浓度太小时，Al(OH)3不能溶解，因此Al(OH)3不能溶解在弱酸和弱碱溶液中。 正因为Al(OH)3是两性氢氧化物，因此当用Al3+来制备Al(OH)3时，往往采用加入NH3、H2O的方法当用AlO2-来制备时，往往采用通入CO2气体的方法，其反应离子方程式如下： Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
或者也可采用Al3+与AlO2-反应来制取Al(OH)3 Al3++3AlO2-+6H2O=4 Al(OH)3↓ （3）明矾是一种重要的复盐，常用作净水剂。这是由于明矾溶于水，电离出来的Al3+部分发生水解生成表面积很大的Al(OH)3胶体，它具有很强的吸附能力，能吸附水中的一些杂质形成沉淀而使水澄清 Al3++3H2O Al(OH)3+3H+
3、了解合金的定义、特征和用途 合金是由两种或两种以上的金属（金属或金属跟非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。合金的一些物理、化学或机械性能更优于成分金属。一般说来，合金硬度比各成分金属大，熔点比成分金属低。要了解几种常用合金的组成性质和用途。 【典型例题分析】
例1、将相对质量的Mg条分别在足量（a）纯氧（b）空气（c）co2气体中燃烧，燃烧后所得固体产物的质量大小的关系是（ ） A、a>b>c B、c>b>a C、b>a>c D、c>a>b
解析:镁在上述三种气体中燃烧,其反应方程式分别如下： 2Mg+o2==2Mgo 3Mg+N2==Mg3N2 2Mg+co2==2Mgo+c 由此可知镁在氧气中燃烧固体产物只有Mgo。 镁在空气中燃烧固体产物有两种：Mgo和Mg3N2 镁在co2中燃烧固体产物有两种：Mgo和C 利用差值法可求出1mol镁若分别在O2、N2、CO2中燃烧固体质量分别增加16g、9.3g和22g，因此固体产物的质量关系应该是c>a>b 答：D 例2、将一定量的镁和铝合金溶解在500ml盐酸中（不计反应前后溶液的体积变化），然后取出10ml逐滴加入1mol/L的NaoH溶液产生的沉淀量W（g）与加入的NaoH溶液V（mL）的关系如图所示。 求：（1）合金中镁和铝的质量各为多少g？ （2）盐酸的物质的量浓度是多少？ 解析：解答图象题的一般思路为： ①仔细观察图象准确认识图象中曲线的涵义 ②在正确理解题意的基础上运用图象所涉及到的有关化学知识，认真分析图像中曲线的变化趋势及其特点。
③结合题目给出的反应和有关数据，应用有关概念、原理或规律，作出推理判断或求解有关数值。
解答本题的关键是从图中找出MgAl的量与NaoH的量之间的关系。由题意可知： Mg Mg2+ Mg(OH)2↓ 这样每生成1molMg(OH)2消耗2molNo2OH
A1 A13+ A1(OH)3 A1O2- 每生成1molAL(OH)3沉淀，消耗3molNo2OH。若转化为ALO2共消耗NaOH4mol。这样从消耗NaOH的量，即可求出Mg、AL的物质的量，而盐酸的物质的量可以由Mg、AL物质的量加上中和剩余盐酸所需的NaOH的量求得。 解：（1）由图示和上述变化关系中可知，将10mL溶液中的AL3+全部转化为AL(OH)3沉淀，需1molAL NaOH溶液体积为(16mL-14mL)×3=6mL 则合金中含Al的质量： 同理，将10mL溶液中的Mg2+全部转化为Mg(OH)2沉淀消耗的 为： ∴ （2）
∴ =0.8moL/L
【同步练习】
一、选择题： 1、镁粉在焰火，闪光粉中是不可少的原料，工业制造镁粉将镁蒸气在气体中冷却。下列可作为冷却气体的是 （ ） ①空气 ②CO2 ③Ar ④H2 ⑤N2 A、①② B、②③ C、③④ D、④⑤ 2、下列物质中，不属于纯净物的是 （ ） ①重水 ②双氧水 ③硬水 ④硫酸 ⑤氢溴酸 ⑥蒸馏水 A、①③ B、③④ C、①⑤ D、③⑤ 3、铝热反应说明了 （ ） A、铝的还原性大于铁，且反应时放出大量的热 B、铝比铁熔点低 C、铁、铝易形成合金 D、反应需要加热，所以铝热反应是吸热反应 4、下列晶体中，金属离子与自由电子之间作用最强的是 （ ） A、Na B、Mg C、Al D、Si 5、下列单质中，能跟烧碱溶液反应，但不能生成H2的是 （ ） A、硅 B、氟气 C、铝 D、钠 6、在两个烧杯中，各加入相同体积3摩/升的硫酸溶液，随后分别置于天平左右两个托盘上，调节天平，使之平衡，此时向两个烧杯中分别加入10.8克Mg、Al反应完毕后，天平两端将会 （ ） A、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 C、仍保持平衡 D、无法确定 7、用铝热法从下列氧化物中还原出物质的量相同的各金属，耗铝最少的是（ ） A、Cr2O3 B、MnO2 C、V2O5 D、WO3 8、一定量时的盐酸分别与下列物质完全反应，所得溶液浓度最小的是 （ ） A、Mg B、MgO C、MgCO3 D、Mg(OH)2 9、在①浓盐酸 ②浓硝酸 ③浓硫酸 ④稀硫酸 ⑤稀硝酸等物质中，能用铝槽车盛装的是 （ ） A、①②③ B、②③ C、②④ D、③⑤ 10、高温超导体中，铊（T1）是组成成分之一，已知铊和铝是同族元素，关于铊的性质的推断，可能错误的是 （ ） ①是银白色的软质金属 ②能生成+3价的离子化合物 ③T1(OH)3和A1(OH)3一样是两性的 ④与稀硝酸作用生成硝酸盐 ⑤与CL3反应生成盐 A、①和② B、只有③ C、④和⑤ D、②与⑤ 11、下列离子方程式书写正确的是 （ ） A、硫酸铝中加入过量氨水：AL3++3OH- AL(OH)3↓ B、氢氧化铝跟盐酸反应：2AL(OH)3+6H+ 2AL3++6H2O C、硫酸铜与氢氧化钡溶液反应：Ba2++SO42- BaSO4↓ D、偏铝酸钠溶液与适量稀硝酸反应：ALO2-+H++H2O AL(OH)3↓ 12、将两种金属单质组成的混合物11克加到足量的稀H2SO4中，最终可得到11.2升H2（标况下），则这两种金属可能是 （ ） A、Zn和Fe B、Ag和Mg C、AL和Cu D、Mg和Zn 13、下列物质的溶液中通适量CO3气体，不产生白色沉淀的是 （ ） A、ALCL3 B、Ca(OH)2 C、NaALO2 D、Na2SiO3 14、下列各组水溶液中，有暂时硬度的水是 （ ） A、K-、Na-、HCO3-、Cl-、SO42- B、K-、Mg2-、Cl-、Na-
C、Na-、HCO3-、CL-、Mg2- D、Ca2-、Na-、CL-、NO3- 15、下列各物质属于复盐的是 （ ） A、Cu2(OH)2CO3 B、KCL·MgCL3·6H2O C、NaHSO4 D、AL2(SO4)3 16、向明矾溶液里滴入Ba(OH)2溶液，当SO42-沉淀完全时，铝元素的存在形式是（ ） A、一部分AL(OH)3沉淀，一部分以AL3+形式存在于溶液中 B、一部分为AL(OH)3沉淀，一部分以ALO2-形式存于溶液中 C、全部为AL(OH)3沉淀 D、几乎全部以ALO2-形式存在于溶液中 17、已知部分被氧化的镁1.6克和足量的盐酸反应，在标况下生成H21.12升。在跟盐酸反应前被氧化的镁是 （ ） A、1.2克 B、0.64克 C、0.4克 D、0.24克 18、下列化学方程式正确的是 （ ） A、适量CO2通入氯化钙溶液中：CaCL3+CO2+H2O CaCO3↓+2HCL
B、碳酸氢镁和过量石灰水反应：Mg(HCO3)2+Ca(OH)2 MgCO3↓+CaCO3↓+H2O C、把氯水放在阳光下：2CL2+2H2O 4HCL+O2↑ D、碳酸氢钙溶液中加入NaOH溶液：Ca(HCO3)2+2NaOH CaCO3↓+Na2CO3+2H2O 19、把等质量的金属镁分别放在①纯氧气中 ②空气中 ③二氧化碳中，充分燃烧，得到固体物质的总质量分别为W1、W2、W3，三者的大小关系是 （ ） A、无法判断 B、W1一定小于W2 C、W3一定大于W2 D、W1等于W3 20、下列化合物中不易潮解的是 （ ） A、CaCL2固体 B、Na2CO3晶体 C、MgCL2固体 D、NaOH固体 二、填空题： 21、只用 一种试剂就可鉴别Na+、Mg2-、AL3-三种离子 只用 一种试剂就可鉴别Na2S、Na2CO3、NaALO2、Na2SiO3、NaNO3五种药品。 22、镁、铝在反应时分别失去2个、3个电子，但镁的金属性比铝要 ，这说明金属性主要取决于 。而与 无直接关系。 23、下列图象中，纵坐标为沉淀物的量，横坐标为某溶液中加入反应物的物质的量，试按题意将相应的字母序号填入表中：
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来源：中国哲士网
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