镁、铝、铁的性质
镁、铝、铁、铜等是常见的几种重要的金属元素，特别是铁和铁的化合物在日常生活中有着重要的用途，因此铁和铁的化合物在高考题中经常出现。铁的考查重点是Fe、Fe2+、Fe3+之间的相互转化，铝及其化合物也不容忽视，铝的考查重点是铝三角关系，这部分知识常以实验题、推断题、选择题等多种形式出现。该部分知识点易出现的问题：①不能正确书写镁与二氧化碳、铝、铝的氧化物与氢氧化钠溶液、铁在高温下与水蒸气以及溴化亚铁与氯气等反应的化学方程式；②误认为氢氧化铝能溶于氨水等。
未来高考预测：
以铁及其化合物、铝及其化合物的知识为线索，设计实验题；利用Al3+、AlO2－、Fe3+的双水解知识命制无机框图或离子组合题；围绕铝三角、铁三角设计创新题型；另外利用Al3+、AlO2－、Fe3+的双水解知识以及Fe2+的还原性考查离子共存问题。我们认为这些题型在今后的高考中都是出现几率较大的题型。
镁、铝、铁、铜是中学化学中常见的重要的金属，在高考中频频出现，现将其化学性质归纳、比较如下，供同学们复习参考：
化学性
质
镁铝铁铜
与O2反
应常温下生成氧
化膜，点燃燃
烧
2Mg +O2
2 MgO
常温下生成氧化膜，点燃
燃烧
4Al +3O2 2 Al2O3
过度元素，第四周
期，第Ⅷ族，在氧
气中点燃燃烧
3Fe +2O2
Fe3O4
过度元素，第四周期，
第I B族，加热氧化
2Cu + O22CuO
与其它非金属反应Mg+Cl2
MgCl2
Mg + S
MgS
3Mg+
N2
Mg3N2
4Al+3Cl22AlCl3
2Al + 3S Al2S3
2Fe +3Cl2
2FeCl3
Fe +S FeS
Cu + Cl2CuCl2
2Cu + S Cu2S
与酸反Mg + 2H+
===
2Al + 6H+===2Al3++ Fe + 2H+=== Fe2++ 稀盐酸、稀硫酸不反应
应Mg2+ + H2↑
（与硝酸反应
复杂，硝酸的
浓度不同，还
原产物可以是
NO2、NO、N2O
或硝酸铵等）3H2↑
（常温下遇浓硝酸、浓硫
酸钝化）
H2↑
（常温下遇浓硝
酸、浓硫酸钝化，
加热时反应，且反
应复杂，硝酸的浓
度、用量以及铁的
用量不同，氧化产
物和还原产物均不
相同）
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+ SO2↑+2H2O
Cu+4HNO3(浓) ==
Cu(NO3)2
+ 2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀)
3
Cu(NO3)2+
2NO↑+4H2O
与碱溶
液反应不反应
2Al + 2H2O +2NaOH ===
2NaAlO2 + 3H2↑
不反应不反应
与某些盐溶液反应Mg + 2NH4+
===
Mg2++
H2↑+
2NH3↑
2Al + 3Cu2+===2Al3++
3Cu
Fe + Cu2+=== Fe 2+ +
Cu
湿法炼铜
Cu +2Ag+=== 2Ag + Cu2+
与氧化
物反应
2Mg + CO2
2MgO + C 8Al+3Fe3O4
9Fe+ 4Al2O3
3Fe + 4H2O(g)
Fe3O4+ 4H2
【例题1】（2011广东高考10）某同学通过系列实验探究Mg及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是
A. 将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁片于其中探究讨Mg的活泼性
B. 将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成
C. 将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀
D. 将Mg(OH)2沉淀转入表面皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体
解析：本题考察镁及其化合物的性质、常见的基本实验操作。稀释浓硫酸时，应将浓硫酸沿着器壁慢慢加入水中，并及时搅拌，A是错误的；过滤时需要用玻璃棒引流，因此C 不正确；蒸发溶液时应该用蒸发皿而不是表面皿，由MgCl2水解，所以加热时必需在HCl 的气氛中加热才能得到MgCl2固体，所以D不正确。因此只有选项B是正确的。
答案：B
【例题2】（2011山东高考12）Al、Fe、Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是
A. 三者对应的氧化物均为碱性氧化物
B. 三者的单质放置在空气中均只生成氧化物
C. 制备AlCl3、Fe Cl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法
D. 电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液是阴极上依次析出Cu、Fe、Al
解析：铝对应的氧化物Al2O3属于两性氧化物，A不正确；铝属于活泼金属其表面易被空气中氧气氧化形成一层致密的氧化膜而使铝不易被腐蚀；铁放置在空气可以直接发生化学腐蚀，例如铁与氯气直接反应而被腐蚀；铜放置在空气中会和空气中氧气、二氧化碳和水缓慢的反应生成碱式碳酸铜即铜绿，方程式为2Cu + O2+ CO2+ H2O === C u2(O H)2C O3，因此选项B不正确；AlCl3、Fe Cl3、CuCl2均属于强酸弱碱盐，在溶液中会水解生成相应的氢氧化物和HCl，溶液在加热时会促进水解，同时生成的HCl挥发，进一步促进水解，当溶液蒸干后将最终将得到相应的氢氧化物或氧化物，所以选项C正确；铝属于活泼的金属元素，在水溶液中Al3+不会放电生成铝单质；Fe3+在水溶液会放电但产物是Fe2+，而不是单质铁；只有Cu2+在阴极上得到电子生成单质铜。所以选项D也不正确。
答案：C
【例题3】（2011年海南高考）铜（Cu）是重要金属，Cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途，如CuSO4溶液常用作电解液、电镀液等。请回答以下问题：
（1）CuSO4可由金属铜与浓硫酸反应制备，该反应的化学方程式为_______；
（2）CuSO4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分，其原因是_______；
（3）SO42－的立体构型是________，其中S原子的杂化轨道类型是_______；
（4）元素金（Au）处于周期表中的第六周期，与Cu同族，Au原子最外层电子排布式为______；一种铜合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为_____；该晶体中，原子之间的作用力是_____；
（5）上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构为CaF2的结构相似，该晶体储氢后的化学式应为______。
解析：本题各小题内容考查点相互的联系不大，仍属于“拼盘”式题。（3）硫酸根中心原子的价层电子对为：孤对电子数6－2×4+2＝0，成键电子对数4，所以为正四面体结构，中心原子为sp3杂化；（4）Au电子排布或类比Cu，只是电子层多两层，由于是面心立方，晶胞内N（Cu）=6×1/2＝3，N（Au）=8×1/8＝1；（5）CaF2结构如下图所示，所以氢原子在晶胞内有4个，可得储氢后的化学式为H8AuCu3
答案：（1）Cu+2 H2SO4(浓) CuSO4 + SO2↑+ 2H2O；
（2）白色无水硫酸铜可与水结合生成蓝色的CuSO4·5 H2O，显示水合铜离子特征蓝色；
（3）正四面体，sp3；（4）6s1；（5）3:1；（4）金属键；（5）H8AuCu3
巩固练习
【练习1】镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积（V）与时间（t）关系如右图。反应中镁和铝的
A．物质的量之比为3 : 2 B．质量之比为3 : 2
C．摩尔质量之比为2 : 3 D．反应速率之比为2 : 3
解析：由图像可知，两个反应中生成的氢气一样多，说明两种金属提供的电子数目一样
多，则镁、铝的物质的量之比为3 : 2，质量之比为4 : 3，故A项正确，B项错误；镁、铝的摩尔质量之比为8 : 9，C项错；由图像镁、铝与硫酸反应需要的时间之比为2 : 3，则二者的速率之比为3 : 2，D项错。
答案：A
点拨：该题考查了镁、铝分别与硫酸反应的化学方程式，以及图像的识别，只要认真审题，正确书写出化学方程式，不难得出结论，属于基础知识的考查。
【练习2】向m g镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸，恰好完全反应生成标准状况下的气体b L。向反应后的溶液中加入c mol/L氢氧化钾溶液V mL，使金属离子刚好沉淀完全，得到的沉淀质量为n g。再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止，得到固体p g。则下列
关系不正确的是
A. c＝
B. p ＝m +
C. n = m +17Vc
D. m ＜p ＜m
解析：根据化学方程式：
Mg + H2SO4=== MgSO4+ H2↑、2Al +3H2SO4=== Al2(SO4)3 + 3H2↑；
MgSO4+ 2NaOH ===Mg(OH)2↓+ Na2SO4、Al2(SO4)3 +6NaOH ===2Al(O H)3↓+3Na2SO4；
Mg(OH)2MgO + H2O、2A l(OH)3 A l2O3 +3H2O可得，生成的氢气的物质的量等于参加反应
的碱的物质的量的一半，即：＝ c mol/L××，所以A项正确；B项中p为生成的氧化物的质量，1molMg可结合1molO，2molAl结合3molO，因此生成沉淀的物质的质量等于镁和铝的质量之和加氧元素的质量，而结合氧元素的物质的量等于生成氢气的物质的量，也等于消耗氢氧根离子的物质的量的一半，由于O元素的质量：c mol/L×××16g/mol ＝g，所以B项正确；而得到的氢氧化镁和氢氧化铝的质量等于镁和铝的质量和与氢氧根离子的质量之和，OH－的质量：
c mol/L××17g/mol ＝g，
由于C项中忽略了体积的单位，因此C项错误；D项中的p为MgO和Al2O3的质量和，可用极值法来计算，假设全为MgO，则有p ＝m g + ×16g·mol－1＝m g，假设全为Al2O3，则有p ＝m g + ××16g·mol－1＝m g，因此D项正确。
答案：C
点拨：该题属化学计算的考查，考查范围较广，不但涉及化学方程式、关系式，而且还把物质的量浓度的计算也进行了考查，不失是一道好题，因此在复习计算时要熟悉化学方程式，会推关系式，灵活运用化学计算技巧，对提高我们的能力大有好处。
【练习3】三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]·3H2O可用于摄影和蓝色印刷。某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解，对所得气体产物和固体产物进行实验和探究。请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程。
限选试剂：浓硫酸、1.0 mol·L－1HNO3、1.0 mol·L－1盐酸、1.0 mol·L－1 NaOH、3% H2O2、0.1mol·L－1KI、0.1 mol·L－1CuSO4、20% KSCN、澄清石灰水、氧化铜、蒸馏水。
（1）将气体产物依次通过澄清石灰水（A）、浓硫酸、灼热氧化铜（B）、澄清石灰水（C），观察到A、C中澄清石灰水都变浑浊，B中有红色固体生成，则气体产物是。
（2）该小组同学查阅资料后推知，固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K2CO3。验证固体产物中钾元素存在的方法是，现象是。
（3）固体产物中铁元素存在形式的探究。
①提出合理假设
假设1：；假设2：；假设3：。
②设计实验方案证明你的假设
③实验过程
根据②中方案进行实验。按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。
实验步骤预期现象
步骤1：
步骤2：
步骤3：
解析：（1）将产生的气体产物依次通过澄清石灰水，石灰水变混浊，说明产生的气体中含有CO2，然后再通过灼热氧化铜、澄清石灰水，观察到有红色固体生成，澄清石灰水都变浑浊，气体中含有CO；（2）碱金属元素的检验一般采用焰色反应；（3）依据信息：固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K2CO3，可推测铁元素只能以亚铁及铁单质的形式存在；在设计实验时，应注意Fe与FeO的性质的不同点。
答案：（1）CO2、CO （2）焰色反应透过蓝色钴玻璃，观察到紫色的火焰
（3）①FeO FeO、Fe Fe
实验步骤预期现象与结论
步骤1：取适量固体产物与试管中，加入足量
蒸馏水，充分振荡使碳酸钾完全溶解。分离不
容固体与溶液，用蒸馏水充分洗涤不溶固体
固体产物部分溶解
步骤2：向试管中加入适量硫酸铜溶液，再加入少量不溶固体，充分振荡（1）若蓝色溶液颜色及加入的不溶固体无明显变化，则假设2成立。
（2）若蓝色溶液颜色明显改变，且有暗红色固体生成，则证明有铁单质存在
步骤3：继续步骤2中的（2）,进行固液分离，
用蒸馏水洗涤固体至洗涤液无色。取少量固体与试管中，滴加过量HCl，静置，取上层清液，滴加适量H2O2 ,充分振荡后滴加KSCN 结合步骤2中的（2）：
（1）若溶液基本无色，则假设（1）成立（2）若溶液呈血红色，则假设（3）成立
③步骤1：将固体产物加入1.0 mol·L－1盐酸中观察有无气体若有气泡产生、说明固体产物中含有单质铁，反之，则不含单质铁。
步骤2：将固体产物加入足量的0.1 mol·L－1CuSO4中充分反应后过滤、洗涤后，将沉淀物溶于1.0 mol·L－1盐酸，再加入20% KSCN，最后加入3%H2O2，若最终溶液显红色，说明固体产物中含有FeO，若不出现红色、说明不含有FeO
点拨：本题是综合运用元素及其化合物知识与实验相结合的好题型，它通过新情景多角度的设问来考查我们思维的变通性、灵活性、深刻性。因此解答此类题目最重要的是要明白实验目的，看懂题中提供了那些仪器和药品，然后根据所学知识，分析实验原理，围绕如何达到实验目的而连接装置，分清每步装置在实验中的作用，最后按题干要求答题从而提高解决问题的准确性。
【练习4】出土的锡青铜（铜锡合金）文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是
A. 锡青铜的熔点比纯铜高
B．在自然环境中，锡青铜中的锡对铜起保护作用
C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快
D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程
解析：锡青铜属于合金根据合金的特性，熔点比任何一种纯金属的低判断A错；由于锡比铜活泼，故在发生电化学腐蚀时，锡失电子保护铜，B正确；潮湿的环境将会加快金属的腐蚀速率，C正确；电化学腐蚀过程实质是有电子的转移，属于化学反应过程，D错。
答案：BC
【练习5】铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂。
（1）Cu位于元素周期表第I B族。Cu2＋的核外电子排布式为__________。
（2）右图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图，可确定该晶胞中阴离子的个数为
_________。
（3）胆矾CuSO4·5H2O可写成[Cu(H2O4)]SO4 ·H2O，其结构示意图如下：
下列说法正确的是__________（填字母）。
A. 在上述结构示意图中，所有氧原子都采用sp3杂化
B. 在上述结构示意图中，存在配位键、共价键和离子键
C. 胆矾是分子晶体，分子间存在氢键
D. 胆矾中的水在不同温度下会分步失去
（4）往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH3)4]2+配离子。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2+形成配离子，其原因是_______________。
（5）Cu2O的熔点比Cu2S的_________（填“高”或“低”），请解释原因__________。
解析：（1）Cu（电子排布式为：[Ar]3d104s1）→ Cu2＋的过程中，参与反应的电子是最外层的4s及3d上各一个电子，故Cu2+离子的电子是为：[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9；（2）从图中可以看出阴离子在晶胞有四类：顶点（8个）、棱上（4个）、面上（2个）、体心（1个），根据立方体的分摊法，可知该晶胞中有4个阴离子；（3）胆矾是由水合铜离子及硫酸根离子构成的，属于离子化合物，C不正确；（4）N、F、H三种元素的电负性：F>N>H，所以NH3中共用电子对偏向N，而在NF3中，共用电子对偏向F，偏离N原子；（5）由于氧离子的例子半径小于硫离子的离子半径，所以亚铜离子与氧离子形成的离子键强于亚铜离子与硫离子形成的离子键，所以Cu2O的熔点比Cu2S的高。
答案：（1）[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9（2）4个（3）B、D（4）N、F、H三种元素的电负性：F>N>H，在NF3中，共用电子对偏向F，偏离N原子使得氮原子上的孤对电子难于与Cu2＋形成配位键。（5）高。Cu2O与Cu2S相比阳离子相同，阴离子所带的电荷数也相同，但O2－半径比S2－半径小，所以Cu2O的晶格能更大，熔点更高。
【练习6】已知：25℃时，k sp[Mg(OH)2]＝5.61×10－12，k sp[MgF2]＝7.42×10－11。下列说法正确的是
A．25℃时，饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比，前者的c(Mg2+)大
B．25℃时，在Mg(OH)2的悬浊液加入少量的NH4Cl固体，c(Mg2+)增大
C．25℃时，Mg(OH)2固体在20mL0.01mol·L－1氨水中的k sp比在20 mL 0.01mol·L－1NH4Cl 溶液中的k sp小
D．25℃时，在Mg(OH)2的悬浊液加入NaF溶液后，Mg(OH)2不可能转化成为MgF2
解析：Mg(OH)2的溶度积小，故其电离出的Mg2＋浓度要小一些，故A项错；NH4＋可以结合Mg(OH)2电离出的OH－离子，从而促使Mg(OH)2的电离平衡正向移动，c(Mg2+)增大，因此B项正确。K sp仅与温度有关，故C项错；D项，由于MgF2的溶度积更小，所以沉淀会向更难溶的方向进行，即可以生成MgF2沉淀。
答案：B
【练习7】（2009江苏高考）化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是
A．明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化
B. 在海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀速率
C. MgO的熔点很高，可用于制作耐高温材料
D.电解MgCl2饱和溶液，可制得金属镁
解析：A项，明矾净水的原理是Al3++ 3H2O ===Al(OH)3 (胶体) +3H+，利用Al(OH)3 (胶体) 的吸附性进行净水；B项，是因为轮船主要用铁造外壳,铁在海水中易被腐蚀.镀上比铁活泼的锌,形成原电池,锌作负极,失去电子先被腐蚀,从而起到保护铁的作用，从而可减缓船体的腐蚀速率；氧化镁的熔点是2852℃，可用于制作耐高温材料；电解MgCl2饱和溶液，发生
地化学反应为，MgCl2+2H2O Mg(OH)2+H2↑+ Cl2↑，不会产生金属镁，电解熔融的MgCl2能制取单质镁，发生的反应。MgCl2Mg + Cl2↑。
答案：D
【练习8】铁和铝是两种重要的金属，它们的单质及化合物有着各自的性质。
（1）在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应：
Fe2O3(s) + 3CO(g) 2 Fe (s) + 3CO2(g)
①该反应的平衡常数表达式为：K ＝__________________
②该温度下，在2L盛有Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO气体，10 min后，生成了单质铁11.2 g。则10 min内CO的平均反应速率为__________________
（2）请用上述反应中某种气体的有关物理量来说明该反应已达到平衡状态：
①__________________②__________________
（3）某些金属氧化物粉末和Al粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应。下列反应速率(v)和温度(T)的关系示意图中与铝热反应最接近的是__________________。
（4）写出氢氧化铝在水中发生酸式电离的电离方程式：____________，欲使上述体系中Al3+浓度增加，可加入的物质是。
【解析】（1）Fe2O3(s)＋3CO(g)2Fe(s)＋3CO2(g)
3 mol 2×56g
0.3 mol 11.2g
(CO)＝＝0.3mol/（2L×10min）＝0.015mol·L－1·min－1
（2）可逆反应平衡的根本特征是V（正）＝V（逆），其表现为反应物和生成物的浓度、质量、百分含量不随时间变化，注意不能考虑固态或纯液态的物质。前后体积变化的可逆反应还可通过压强来判断是否平衡，若反应中含有有色气体，还可通过气体的颜色变化来判断。
（3）根据温度升高，反应速率增大，图像b正确，注意二者并非正比例关系，a项不正确。
（4）Al(OH)3是两性氢氧化物，其式电离的离子方程式为：Al(OH)3H+＋AlO2－+ H2O；碱式电离的离子方程式为：Al(OH)3 ===Al3+ + 3OH－，欲使Al3+浓度增大，可加入盐酸、硫酸等以降低OH－浓度，使平衡向碱式电离的方向移动
答案：（1）0.015 mol/(L·min)
（2）① CO或（CO2）的生成速率与消耗速率相等；② CO（或CO2）的质量不再改变；（3）b；（4）Al(OH)3H+＋AlO2－+ H2O
【练习9】钢铁生锈过程发生如下反应：
①2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2；②4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3；
③2Fe(OH)3===Fe2O3+3H2O；下列说法正确的是
A．反应①、②中电子转移数目相等
B．反应①中氧化剂是氧气和水
C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀
D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀
解析：①②反应中消耗O2的量相等，两个反应也仅有O2作为氧化剂，故转移电子数是相等的，A项正确。①中H2O的H、O两元素的化合价没有变，故不作氧化剂，B项错；铜和钢构成原电池，腐蚀速度加快，C项错；钢铁是铁和碳的混合物，在潮湿的空气的中易发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，故D项错。
答案：A
课后跟踪训练(七) [基础巩固练] 1．(2019·河南洛阳统考)下列工业生产的过程中，未涉及氧化还原反应的是() A．粗铜精炼B．海水提镁 C．工业制铝D．海水制粗盐 [解析]本题考查工业制取铜、镁、铝和粗盐的原理。粗铜精炼是利用电解原理，铜元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，A错误；海水提镁是先从海水中得到氯化镁，再电解熔融氯化镁制取镁，电解时有元素化合价发生改变，涉及氧化还原反应，B错误；工业上电解熔融氧化铝冶炼铝，电解时有元素化合价发生改变，涉及氧化还原反应，C错误；海水蒸发结晶得到粗盐，没有元素化合价改变，不涉及氧化还原反应，D正确。 [答案] D 2．(2019·河北承德一中期中)下列有关铝及其化合物的性质说法正确的是() A．Al2O3熔点高，可用作耐高温材料 B．用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，会发现熔化后的液态铝滴落下来，因为金属铝的熔点较低 C．常温下，把用砂纸打磨过的铝条放入浓硝酸中，产生红棕色气体 D．把氯化铝溶液滴入浓氢氧化钠溶液中，产生大量白色沉淀 [解析]Al2O3熔点高，可用作耐高温材料，A项正确；铝在空气中加热生成氧化铝，氧化铝的熔点较高，所以内部熔化的铝不会滴落，B项错误；常温下，铝遇浓硝酸钝化，看不到红棕色气体，C项错误；氯化铝量少，氢氧化钠量多，二者反应生成NaAlO2，得不到沉淀，D项错误。 [答案] A 3．(2020·天津联考)铝是一种很重要的金属，可以发生一系列反应制备物质。下列说法错误的是()
A．反应①又称铝热反应，常用于野外焊接铁轨 B．利用②③反应都能产生氢气，产生等量氢气消耗Al的质量相等且转移电子数也相等 C．常用反应⑥制备Al(OH)3，方法是向Al2(SO4)3溶液中滴加NaOH溶液至恰好完全沉淀 D．工业上常用反应⑦制备金属铝，制备过程中常加入冰晶石以降低Al2O3的熔点 [解析]金属铝和一些金属的氧化物如氧化铁在高温下的置换反应称为铝热反应，生成的铁是液态，可以用来焊接钢轨，故A正确；Al与强碱、强酸反应都产生＋3价铝元素，即转移的电子数相等，生成的H2物质的量也相等，B 正确；制备Al(OH)3最好用氨水而不是NaOH溶液，因为Al(OH)3溶于过量的NaOH溶液，C错误；工业上采用电解熔融的氧化铝的方法来制取金属铝，为了降低氧化铝的熔点，可以加入冰晶石来降低其熔点，故D正确。 [答案] C 4．(2020·河北辛集一中联考)某同学将光亮的镁条放入盛有NH4Cl溶液的试管中，有大量气泡产生。为探究该反应原理，该同学做了以下实验并观察到相关现象，由此得出的结论不合理的是() 选项实验及现象结论 A 将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变 蓝 反应中有NH3产生 B 收集产生的气体并点燃，火焰呈淡蓝色反应中有H2产生 C 收集气体的同时测得溶液的pH为8.6 弱碱性溶液中Mg也可被氧化 D 将光亮的镁条放入pH为8.6的NaHCO3溶 液中，有气泡产生 弱碱性溶液中OH－氧化了 Mg [解析]NH4Cl溶液中，NH＋4水解使溶液显酸性，活泼金属镁与H＋
第一节镁和铝 1.使学生了解金属的通性。 2.使学生了解铝的物理性质以及用途。 3.使学生掌握镁和铝的化学性质。 4.使学生了解铝的几种重要化合物。 5.使学生初步了解合金。 教学重点：镁和铝的化学性质、氢氧化铝的两性 教学难点：氢氧化铝的两性 教学方法： 1.运用周期律知识讨论推断镁和铝的物理性质和化学性质，以及在工农业生产上的用途。 2.用“实验——对比”的方法归纳镁、铝的化学性质。 3.运用电离平衡的知识，分析、讨论氢氧化铝的两性。 4.对于氢氧化铝的教学采用实验探究法。 第一课时 ［引言］ 人类已经发现了一百多种元素，其中大约有4／5是金属元素。金属在人类社会的发展进程中，一直起着非常重要的作用。即使在各种各样的新材料层出不穷的现代社会中，金属仍然起着不可替代的作用。在日常生活中我们常常接触到各种各样的金属，因此，我们了解金属的重要性质是很必要的。 ［师］按照不同的分类标准，可对金属从不同的角度进行分类。 ［板书］1.冶金工业的分类方法 黑色金属：铁、铬、锰（注意：实际上，铁、铬、锰均为银白色金属） 有色金属：除上述三种以外的其他金属，如常见的铝、镁等。 2.根据金属密度的大小 轻金属：密度小于4.5 g·cm－3的金属。如铝、钾、镁、钠等。 重金属：密度大于4.5 g·cm－3的金属。如铁、铜、银、汞等。 3.根据地壳中的含量 常见金属:如铁、铜、锡、镁、铝等。 稀有金属：如钽、锆、铌等。 ［师］［展示几种金属样品］同学们，我这儿有几种金属样品，请仔细观察，大家通过讨论得出金属的通性。 ［生］物理性质 1.常温时，除了汞为液体外，其他金属都是固体。 2.有金属光泽。这种现象只有当金属为块状时才能表现出来，粉末状时呈暗灰色或黑色。 3.大多数金属有良好的导电性和导热性，导电性最好的是Ag，其次是Cu，再后为Al。 4.大多数金属具有展性和延性。延性最好的是铂，展性最好的是金。 5.金属的硬度一般较大。但不同金属差别也大，最硬的是铬，而Na、K很软。 6.金属的熔点一般较高。但高低差别较大，最难熔的是钨，最易熔的是汞。 ［师］同学们，请先回忆学过的一些金属的化学性质，然后我们共同归纳出金属的化学通性。 ［生］化学性质 金属容易失去最外层电子，变成金属阳离子，表现出还原性。 金属还原性强弱的顺序可归纳为（金属活动顺序表）：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)
铝及其化合物练习题 1.你取两份一定质量的铝粉，将第一份铝粉加入足量的浓烧碱液；将第二份铝粉加入足量的盐酸，反应后得到的H2 质量相同，则两份铝粉的质量比为( )。A.1：1 B.1：2 C.2：1 D.3：2 2．下列物质中既能跟稀HCl反应, 又能跟氢氧化钠溶液反应的是( ) ①NaHCO3 ②Al2O3 ③Al(OH)3④Al A．③④B．②③④C．①③④D．全部 3.将少量的金属钠投入到过量的A1C13溶液中，产生的现象是( )。 A.只有气体产生 B.生成白色沉淀 C.生成无色透明溶液 D.产生气体和白色沉淀 4.在相同条件下，将镁、铝分别投入到质量相等且足量的稀H2SO4中，反应结束后，两溶液的质量仍然相等，则镁、 铝的关系是( )。 A.质量比为1：1 B.物质的量比为1：1 C.质量比为12：9 D.质量比为32：33 5.限用一种试剂可区别Na2S、Na2CO3、AgNO3、NaAlO2、Na2SO4五种溶液，应选用( )。 A，烧碱溶液 B.盐酸 C.氨水 D.氯化钡溶液 10.将一个用金属铝做的易拉罐内充满CO2，然后往罐内 6.氢氧化铝可作为治疗某种胃病的内服药，这是利用了氢氧化铝的哪个性质( ) A. 酸性 B. 碱性 C. 两性 D. 氧化性 7、以氧化铝为原料制取氢氧化铝，最好的方法是() A. 将氧化铝溶于水 B. 将氧化铝先溶于盐酸中，之后滴加氨水 C. 将氧化铝溶于盐酸中，之后滴加氢氧化钠溶液 D. 将氧化铝溶于氢氧化钠溶液中，之后滴加盐酸 8、用铝箔包着2.3g金属钠，放入50ml水中，放出的H2体积（标准状况）是（） A．等于2.24L B．等于1.12L C．大于1.12L D．小于1.12L 9、除去Fe粉中少量Al粉杂质的试剂是，离子方程式为。 10. 某无色透明溶液能与铝作用放出氢气, 此溶液中一定能大量共存的离子组是（） A. Cl-、SO42-、Na+、K+ B. K+、CO32-、Na+、NO3- C. HCO3-、Na+、NO3-、K+ D. NO3-、Ba2+、Cl-、Cu2+ 11、要从Al2(SO4)3溶液中制得Al(OH)3，最好的方法是（ B ）。 A. 加入NaOH溶液 B. 加入氨水 C. 加入Ba(OH)2溶液 D. 加入石灰水 12、将金属钠投入Al2(SO4)3溶液中，下列有关叙述一定正确的是（ D ）。 A. 有气体生成，最后一定有白色沉淀 B. 一定无气体生成 C. 溶液最后澄清且有气体放出 D. 一定有气体生成
①过量OH — ②过量H + ③H + ④OH — ⑤H + ⑥OH — 镁和铝重要知识点总结 一、铝三角及应用 1、三角关系：Al 3+ 、Al(OH)3与AlO 2— 相互转化的关系 有关离子方程式： A 、Al 3+ 与AlO 2— 的相互转化 ①Al 3+ →AlO 2— ： ②AlO 2— →Al 3+ ： B 、AlO 2—与Al(OH)3的相互转化 ③AlO 2— →Al(OH)3： ④Al(OH)3→AlO 2— ： C 、Al 3+与Al(OH)3的相互转化 ⑤Al(OH)3→Al 3+ ： ⑥Al 3+ →Al(OH)3： 2、铝三角的应用 ①制取Al(OH)3 Al 3+ + 3NH 3·H 2O == Al(OH)3↓+3NH 4+ （常用方法） AlO 2— + CO 2 + 2H 2O == Al(OH)3↓+ CO 32— ②离子共存问题： a 、Al 3+ 与OH — 、S 2— 、AlO 2— 、HCO 3— 、CO 32— 、HSO 32— 等离子因生成沉淀或双水解而不能大量共存； b 、AlO 2— 与Al 3+ 、H + 、NH + 、Fe 3+ 等离子因生成沉淀或双水解反应而不能大量共存。 二、铝的化合物的有关图象 1、向AlCl 3溶液中逐滴滴入NaOH 溶液至过量（如图①） 有关反应：Al 3+ + 3OH — == Al(OH)3↓ Al(OH)3 + OH — == AlO 2— + 2H 2O 现象：先产生白色沉淀，后沉淀逐渐消失 2、向AlCl 3溶液中逐滴滴入氨水至过量（如图②） 有关反应：Al 3+ + 3NH 3·H 2O == Al(OH)3↓ +3NH 4+ 现象：产生白色沉淀，继续加氨水，沉淀不消失。 3、向NaOH 溶液中逐滴滴入AlCl 3溶液至过量（如图③） 有关反应：Al 3+ + 4OH — == AlO 2— + 2H 2O Al 3+ +3 AlO 2— + 6 H 2O == 4Al(OH)3↓ Al 3+ Al(OH)3 AlO 2—
镁、铝及其化合物知识点整理 Ⅰ.课标要求 1.通过海水制镁的事例了解镁及化合物的性质. 2.通过合金材料了解铝及化合物的性质. 3.能列举合金材料的重要应用. Ⅱ.考纲要求 1.掌握镁铝及化合物的性质. 2.了解镁铝及化合物在生活.生活中的应用. Ⅲ.教材精讲 一.Mg、Al的化学性质 1．与非金属反应 （1）与O2反应：常温下与空气中的O2反应生成一层致密的氧化物薄膜，所以镁、 铝都有抗腐蚀的性能。镁能在空气中燃烧：2Mg+O 22MgO ，铝在纯氧中燃烧：4Al+ 3O 22Al2O3 （2）与卤素单质、硫等反应：Mg+ Cl 2MgCl2 2Al+ 3Cl 22AlCl3 2Al+ 3S Al2S3 （用于工业制备）Mg+ S MgS [特别提醒]：①镁在空气中用酒精灯火焰点燃即可燃烧，而铝在空气中需要高温点燃才能燃烧。镁在空气中燃烧时有三个反应发生：2Mg+O 22MgO 3Mg+N 2Mg3N22Mg+CO 22MgO+C ②燃烧时都放出大量的热，发出耀眼的白光。利用镁的这种性质来制造照明弹。 ③集气瓶底部都要放一些细纱，以防止集气瓶炸裂。 2．与H2O反应
Mg、A1和冷水都不反应，但在加热条件下与水反应生成氢氧化物和氢气 Mg+2H 2O（沸水）Mg(OH)2+H2↑2A1+6H2O2A1(OH)3+3H2↑ 3．与酸反应置换出H2 Mg、A1与浓、稀盐酸、稀硫酸、磷酸等酸反应置换出H2，其中铝在冷浓H2SO4，冷浓硝酸中发生钝化现象。所以可用铝制容器贮存冷的浓硫酸或浓硝酸。 4．与某些氧化物反应 （1）镁与二氧化碳反应：2Mg+CO 22MgO+C [特别提醒]：“CO2不能助燃”的说法是不全面的，CO2对绝大多数可燃物是良好的灭火剂，而对K、Ca、Na、Mg等可燃物却是助燃剂。 （2）铝热反应：2Al+ Fe2O32Fe+ Al2O3 铝热反应可用于焊接钢轨和冶炼某些难熔金属，如：V、Cr、等。 [特别提醒]：①铝热剂是指铝粉和某些金属氧化物的混合物，金属氧化物可以是：Fe2O3、FeO、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2等。 ②铝热反应的特点是反应放出大量的热，使生成的金属呈液态。 ③要使用没有氧化的铝粉，氧化铁粉末要烘干。 ④KClO3作为引燃剂，也可以用Na2O2代替。实验时可以不用镁条点燃，而用在氯酸钾和白糖的混合物上滴加浓硫酸的方法来点燃。 5．与碱反应 镁不与碱反应，铝与碱液反应：2Al+2NaOH+6H 2O2NaAlO2+4H2O+3H2↑ 简写：2Al+2NaOH+2H 2O2NaAlO2+3H2↑ 二.氢氧化铝 1．物理性质：A l(O H)3是几乎不溶于水的白色胶状固体，具有吸附性。 2．化学性质
镁和铝 1．复习重点 1．镁和铝单质的化学性质； 2。镁和铝的重要化合物的化学性质。 3．重点是Al2O3、Al(OH)3的两性。 2．难点聚焦 1．金属的晶体结构： 金属具有一些共同性质，是由它们的原子结构和晶体结构的相似性决定的。金属的价电子较少，容易失去价电子变成金属离子，这些释出的价电子，不在属于那个或那几个指定的金属离子，而是整体金属的“集体财富”。它们在整个晶体内自由移动，人称“自由电子”。有人描述金属晶体内的实际情况是“金属离子沉浸在自由电子的海洋中”。换言之，是金属离子和自由电子之间存在着较强的电性作用，使许多金属离子和自由电子相互结合在一起形成晶体。 但是金属晶体中的“金属离子和自由电子之间存在着较强的电性作用”有相对强弱之分。一般来说，价电子数越多，原子半径越小，“作用”愈强，其熔沸点相对较高，密度、硬度也相对较大。 例如：同一主族金属元素的原子，价电子数目相同，从上到下随原子序数的递增，电子层数增多，原子半径增大，金属晶体中金属阳离子与自由电子的作用逐渐减弱，因此，它们的熔点逐渐降低，硬度逐渐减小。如：碱金属熔点钠比钾高，硬度钠比钾大。 同一周期金属元素的原子的电子层数相同，从左到右随原子序数的递增，价电子数增多，原子半径减小，金属晶体中金属阳离子与自由电子的作用逐渐增强。因此它们的熔点逐渐升高，硬度逐渐增大。如：按钠、镁、铝的顺序熔点依次升高，硬度逐渐增大。 2.金属的物理特性及解释 （1）金属都是电的良导体，通常情况下，自由电子在金属晶体内部的自由电子在金属内部作无规则的热运动，当金属的两端存在电势差的时候，在电场力的作用下，这些自由电子便作定向的移动，酷似人的定向移动就形成“人流”一样，电子的定向移动也便成了电流。 （2）在金属晶体内，自由电子运动时与金属离子相碰撞，引起两者的能量交换，致使整块金属达到了同样的温度，这是金属导热的原因。 大多数金属有良好的导电性和导热性，是由于这两种性质都与自由电子有关，所以善
高中化学复习知识点：镁的结构与化学性质 一、单选题 1．镁、铝都是较活泼的金属，下列描述中正确的是（） A．镁、铝都能在空气中剧烈燃烧，发出耀眼光芒 B．镁、铝都能跟稀盐酸、稀硫酸、强碱反应 C．镁在点燃条件下可以跟二氧化碳起反应，铝在一定条件下可以跟氧化铁发生氧化还原反应 D．铝热剂是镁条、铝粉和氧化铁的混合物 2．下列物质之间的转化不能一步实现的是（） A．Si→SiO2→Na2SiO3→H2SiO3B．Al→Al2O3→Al(OH)3→NaAlO2 C．H2SO4→SO2→Na2SO3→Na2SO4D．Mg→C→SO2→S 3．根据下列实验操作与现象得出的结论正确的是（） A．A B．B C．C D．D 4．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X与其他元素均不在同周期，W的M层电子数是K层的2.5倍，ZX2是一种储氢材料，液态Y的简单氢化物可用作制冷剂。下列叙述错误的是（） A．非金属性：Y>W B．等物质的量的W4与CH4共价键数目不同 C．X、Y的单质在催化剂作用下化合的过程可以表示为： D．Z的单质在空气中燃烧会生成Z3Y2
5．下列叙述正确的是（） ①铁能被磁铁吸引 ②在人体的血红蛋白中含有铁元素 ③镁在空气中可剧烈燃烧，并发出强光 ④铁能在氧气中剧烈燃烧，生成黑色的Fe3O4 ⑤在空气中加热铜可生成黑色的CuO A．①②④⑤B．②③④⑤ C．①③④⑤D．全部 6．将等物质的量的镁和铝混合，取等质量该混合物四份，分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是 ( ) A．4 mol·L－1 HNO3B．3 mol·L－1HCl C．8 mol·L－1 NaOH D．18 mol·L －1 H SO4 2 7．用含少量镁的铝粉制取纯净的Al(OH)3，下列操作步骤可行的组合是 ①加盐酸溶解②加烧碱溶液溶解③过滤④通入足量二氧化碳⑤加过量烧碱溶液⑥加过量盐酸 A．②③④③B．①⑤④③C．①⑤③⑥③D．①⑤⑥③8．下列物质中，不能由金属和盐酸反应制得的是 A．FeCl3B．AlCl3C．MgCl2D．ZnCl2 9．Na、Mg、Al三种金属各0.1mol，分别与100mL2mol/的硫酸反应，放出H2的量A．Mg最多B．Al最多C．Na最多D．一样多 二、多选题 10．将一定质量的镁、铝合金加入到一定浓度的硝酸中，两者恰好完全反应，假设反应过程中还原产物只有NO和NO2。将产生的气体用排水集气法收集，得到0.1 mol气体。然后向所得溶液中加入NaOH溶液至金属离子恰好沉淀完全。则下列有关叙述中正确的是 A．加入合金的质量可能为3.2 g B．参加反应的硝酸的物质的量为0.4 mol C．沉淀完全时消耗NaOH的物质的量为0.3 mol D．还原产物的体积范围为2.24 L 镁、铝及其化合物知识点整理Ⅰ.课标要求 1.通过海水制镁的事例了解镁及化合物的性质. 2.通过合金材料了解铝及化合物的性质. 3.能列举合金材料的重要应用. Ⅱ.考纲要求 1.掌握镁铝及化合物的性质. 2.了解镁铝及化合物在生活.生活中的应用.Ⅲ.教材精讲 一. Mg、Al的化学性质 1．与非金属反应 （1）与O 2反应：常温下与空气中的O 2 反应生成一层致密的氧化物 薄膜，所以镁、铝都有抗腐蚀的性能。镁能在空气中燃烧： 2Mg+O 22MgO ，铝在纯氧中燃烧：4Al+ 3O 2 2Al 2 O 3 （2）与卤素单质、硫等反应：Mg+ Cl 2 MgCl 2 2Al+ 3Cl 2 2AlCl 3 2Al+ 3S Al 2S 3 （用于工业制备） Mg+ S MgS ③集气瓶底部都要放一些细纱，以防止集气瓶炸裂。 2．与H 2O 反应 Mg 、A1和冷水都不反应，但在加热条件下与水反应生成氢氧化物和氢气 Mg+2H 2O （沸水） Mg(OH)2+H 2↑ 2A1+6H 2O 2A1(OH)3+3H 2↑ 3．与酸反应置换出H 2 [特别提醒]：①镁在空气中用酒精灯火焰点燃即可燃烧，而铝在空气中需要高温点燃才能燃烧。镁在空气中燃烧时有三个反应发生： 2Mg+O 2 2MgO 3Mg+N 2 Mg 3N 2 2Mg+CO 2 2MgO+C ②燃烧时都放出大量的热，发出耀眼的白光。利用镁的这种性质来制造照明弹。 Mg 、A1与浓、稀盐酸、稀硫酸、磷酸等酸反应置换出H 2，其中铝在冷浓 H 2SO 4，冷浓硝酸中发生钝化现象。所以可用铝制容器贮存冷的浓硫酸或浓硝酸。 4．与某些氧化物反应 （1）镁与二氧化碳反应：2Mg+CO 2 2MgO+C [特别提醒]：“CO 2不能助燃”的说法是不全面的，CO 2对绝大多数可燃物是良好的灭火剂，而对K 、Ca 、Na 、Mg 等可燃物却是助燃剂。 （2）铝热反应：2Al+ Fe 2O 3 2Fe+ Al 2O 3 铝热反应可用于焊接钢轨和冶炼某些难熔金属，如：V 、Cr 、等。 [特别提醒]：①铝热剂是指铝粉和某些金属氧化物的混合物，金属氧化物可以是：Fe 2O 3 、FeO 、Fe 3O 4、Cr 2O 3、V 2O 5、MnO 2等。 ②铝热反应的特点是反应放出大量的热，使生成的金属呈液态。 ③要使用没有氧化的铝粉，氧化铁粉末要烘干。 ④KClO 3作为引燃剂，也可以用Na 2O 2代替。实验时可以不用镁条点燃，而用在氯酸钾和白糖的混合物上滴加浓硫酸的方法来点燃。 镁和铝的性质 二. 重点、难点 1. 镁和铝的原子结构比较。 2. 镁和铝的单质物理性质比较（色、态、熔沸点、硬度、密度、延展性等）。 3. 合金及其特点（定义、熔点等），镁、铝的重要用途。 4. 镁、铝的化学性质（与氧气、硫、卤素的反应，与非氧化性酸、某些氧化物的反应，铝的钝化，铝与碱反应），铝热反应的有关知识，铝的两性。 三.知识分析： （一）金属的物理性质 有金属光泽、不透明、有导电性、导热性 有延展性、多数具有较高熔点、较大硬度 金属可以根据其颜色、密度、存在形式可把金属分为以下几类： 从颜色分： 黑色金属（Fe、Cr、Mn） 有色金属（除以上金属外） 从密度分： 轻金属（d <4.5g/cm-3） 重金属（d > 4.5g/cm-3） 从存在分： 常见金属（Fe、Al、Cu） 稀有金属 以上同学们对金属应有一定的认识，下面我们通过学习镁和铝的性质来深入了解金属的性质及用途。 （二）合金 1. 定义——由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合在一起形成的具有金属特性的物质，合金属于混合物。 2. 合金的性质特点 一般说来，合金的熔点比其成分金属都低，而在硬度、韧性等方面却往往有其成分金属所不具有的独特的性质。 3. 镁、铝的合金简介 （三）镁和铝 1. 原子结构 （1）原子结构示意图 （2）电子式 2. 物理性质 （1）共同点：均为银白色，属于轻金属，熔点较低，硬度较小、有良好的导电性、导热性。 （2）不同点： 密度：铝＞镁 熔点、硬度：铝＞镁 思考： a. 镁和铝分别位于元素周期表的第几周期，第几族？ b. 分别画出镁和铝的原子结构示意图，它们的原子结构有哪些特点？ c. 为什么镁的化学性质比铝活泼？举出几个能说明镁的化学性质比铝活泼的实验事实。 3. 化学性质： （1）与非金属反应： a. 镁条在空气中的燃烧 2Mg + O 2 = 2MgO 3Mg + N 2 = Mg 3N 2 b. 铝在氧气中的燃烧 4Al + 3O 2 = 2 Al 2O 3 （2）与酸的反应： a. 与非氧化性酸反应： Mg + 2H + = Mg 2+ + H 2↑ 2Al + 6H + = 2Al 3+ + 3H 2↑ b. 与氧化性酸反应：镁与浓硫酸、浓硝酸的反应： Mg + 2 H 2SO 4（浓）= MgSO 4 + SO 2 ↑+ 2H 2O Mg + 4HNO 3（浓）= 23)Mg(NO +2NO 2↑ + 2H 2O 铝与浓硫酸、浓硝酸发生钝化 （3）镁与水的反浓应： Mg +2 H 2O （沸水）=↑+↓22H Mg(OH) （4）铝与碱的反应： 2Al + 2NaOH + 6H 2O = 2NaAlO 2 +3H 2↑+ 4H 2O 还原剂：Al 氧化剂： H 2O （5）镁、铝与某些氧化物的反应： 镁条在二氧化碳里燃烧：2 Mg + CO 2 = 2MgO + C 铝热反应：2Al + Fe 2O 3 = Al 2O 3 +2Fe 铝热剂：铝粉和某些金属氧化物组成的混合物 运用：焊接钢轨；可以用于冶炼工业，冶炼难熔金属。 （四）- + + ++=24324SO 2Al K )SO (KAl 十二水合硫酸铝钾俗称明矾。明矾是无色晶体，易溶于水，发生水解产生絮状 3)OH (Al ，吸附能力很强，能吸附水里的杂质，并形成沉淀，使水澄清，所以明矾常作净 水剂。 （五）氢氧化铝——典型的两性氢氧化物 第一节镁和铝的性质 一、选择题 1．下列有关金属铝及其化合物的叙述中正确的是（）。 A．铝在常温下不能与氧气反应 B．铝不能与氯气反应 C．铝既能溶于酸，又能溶于碱 D．氧化铝只能与酸反应，不与碱反应 解答：本题考查铝的单质及其化合物的性质。 解：铝在常温下可和 O反应生成致密的氧化膜，选项A错误； 2 铝与氯气反应生成氯化铝，选项B错误； 铝在元素周期表中位于金属与非金属的分界线上，既能与酸又能与强碱反应，选项C正确；氧化铝是两性氧化物，既能与酸反应又能与碱反应，选项D错误。 本题答案为选项C。 2．把铝条放入盛有过量稀盐酸的试管中，不影响氢气产生速率的因素是（）。 A．盐酸的浓度B．铝条的表面积 C．溶液的温度D．加少量 Na SO晶体 24 解答：本题考查外界条件对化学反应速率的影响。 解：盐酸的浓度越大反应速率越大，选项A错误。 铝与酸接触的表面积越大，反应速率越大，选项B错误。 溶液的温度越大，反应速率越大，选项C错误。 加少量 Na SO不影响氢离子浓度，对反应速率无影响，选项D正确。 24 本题答案为选项D。 3．镁和铝分别与等浓度等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积（V）与时间（t）的关系如图10-5所示。反应中镁和铝的（）。 A．物质的量之比为3∶2 B．质量之比为3∶2 C．摩尔质量之比为2∶3 D．反应速率之比为2∶3 解答：本题考查镁铝与酸反应的简单计算。 解根据图像分析镁铝与酸反应放出的氢气一样多。根据化学方程式可知：Mg～ H；2Al～ 2 3H；物质的量之比为3∶2；选项A正确。 2 质量之比(243)(272)43 ∶∶，选项B错误。 =??= 高中化学新课程标准教材 化学教案( 2019 — 2020学年度第二学期 ) 学校： 年级： 任课教师： 化学教案 / 高中化学 / 高二化学教案 编订：XX文讯教育机构 镁、铝及其化合物(教案) 教材简介:本教材主要用途为通过学习化学知识和做实验，可以让学生培养自己的严谨精神、提高动手能力、合作沟通能力，本教学设计资料适用于高中高二化学科目, 学习后学生能得到全面的发展和提高。本内容是按照教材的内容进行的编写，可以放心修改调整或直接进行教学使用。 一、金属晶体的结构和性质 1、金属原子结构如何决定金属键？ 2、金属键如何影响金属的物理共性和差异性？ 讲解： 1、金属原子半径大金属离子 易失去电子离子键 最外层电子数少自由电子 2、延展性——金属原子层间相对滑动，由于金属键作用而不断裂 物理共性导电性——在外电场作用下，电子发生定向移动，形成电流 导热性——受热时，电子加快运动和碰撞，通过碰撞传热 差异性：熔沸点不同——金属键强弱不同——原子核对电子吸引不同 原子半径不同 二、 1、镁和铝的结构与性质的差异性主要体现在哪些方面？（两性） 2、有关镁在空气中燃烧产物的问题。 3、有关铝、氧化铝、氢氧化铝与酸、碱反应及铝盐和偏铝酸盐的相互转化 4、离子共存问题 5、硬水软化问题 [例题1]：已知Mg?N?是黄绿色固体，极易与水反应，MgO和Mg(OH)?都是白色固体。（1） Mg在空气中燃烧有哪些物质生成？以何者为主？你是如何判断的？ （2） 1molMg在干燥的空气中燃烧完全，生成物的质量 40克（填>、<或=） （3） *镁在空气中燃烧有时有白烟生成，下雨天更明显，何故？(会考不要求) 解答：（1）以MgO为主，由实验观察所得：白色固体粉末 （2） Mg —— MgO Mg ——1/3 Mg?N? 24 40 24 100/3〈 40 所以小于40克 *（3）水解原因： Mg?N2 + H-O-H Mg(OH)? + NH3 [例题2]：（1）Al3+ 与以 : 反应生成AlO?- 第一节镁和铝 第一课时 教学目的：1、使学生了解金属的通性。 2、使学生了解镁和铝的物理性质和用途。 教学重点：金属的物理性质 教学方法：读书指导法 教学过程： 一、金属的通性 1、金属在元素周期表中的位置： 金属元素在周期表中位于左下方,占4/5.从外层电子排布来看,大多数金属元素原子最外电子只有1-2个.某些金属(如Sn,Pb,Bi 等)虽然有4-5个电子，但它们的电子层数较多，原子半径大，原子核对核外电子吸引力小，容易推动电子，这就从本质上解释了金属的物理通性和化学通性。越靠近分界线则可能表现出部分非金属原子结构：最外层一般1--3个电子，原子半径相对较大物理性质：大多数银白色固体，有金属光泽、有延展性、能导电、导热 2.金属的几种分类方法： 从颜色分 从密度分 从含量分 重金属盐一般有毒. 3.金属的共性： 金属晶体中的金属离子与自由电子之间存在较强的作用可以用这一点解释金属的导电性，导热性，延展性，硬度和熔点。金属晶体是靠金属离子跟自由电子之间存在较强的作用使许多金属离子相互结合在一起而形成的。 讨论: 金属为什具有导电性、导热性、延展性？ 4.金属的特性 (1)熔点最高:W(3410℃);最低Hg(-39℃) (2)密度最大:Os(22.45g/cm 3);最小:Li(0.53 g/cm 3 ) (3)硬度最大:Cr(9);最小:Na(0.4) (4)延展性最好:Au ，可制成万分之一毫米的金箔。 (5)导电导热性最好:Ag ，Cu 次之，Al 第三。 [例题分析]： 1.下列叙述中正确的是 （ ） A.某物质中只含有一种元素，该物质一定是纯净物。 B.某晶体中含有阳离子,则一定含有阴离子. C.任何原子都是由质子,中子和电子组成. D.同位素的化学性质基本相同. 2、在核电荷数1-18的元素中,其单质属于金属晶体的有: 。金属中,密度最小的是: ,地壳中含量最多的是 ,熔点最低的是 ,具有两性的元素是 ,单质的还原性最强的是 . 二、化学性质： 1.和非金属反应 2.与水、酸、盐的反应 有色金属（除Fe ，Cr ，Mn 以外的金属） 轻金属（密度小于 4.5g/cm 3 如K,Ca,Be,Mg,Al 等） 重金属（密度大于 4.5g/cm 3 如Cu,Fe,Sn,Pb 等） 黑色金属（Fe ，Cr ，Mn ） 常见金属（如Fe,Al,Cu 等） 稀有金属（如锆,铌,钼等） 镁Mg 镁的密度小，易于燃烧，这是由于它的物理、化学性质所决定的。20℃时金属镁的密度是1.738g/cm3，液态金属镁的密度为1.58g/cm3；在标准大气压下，金属镁的熔点是（650±1）℃，沸点为1090℃。在空气中加热时，金属镁在632℃～635℃开始燃烧。因此决定了镁的制备及合金冶炼工艺比较复杂。工业用镁的纯度可达到99.9%，但是纯镁不能用作结构材料，在纯镁中加入铝、锌、锂、锰、锆和稀土等元素形成的镁合金具有较高的强度，可以作为结构材料广泛应用。镁合金材料具有以下优点： （1）重量轻镁合金比重在所有结构用合金中属于最轻者，它的比重为铝合金的６８％，锌合金的２７％，钢铁的２３％，它除了做３Ｃ产品的外壳、内部结构件外，还是汽车、飞机等零件的优秀材料。 （2）比强度、比刚度高镁合金的比强度明显高于铝合金和钢，比刚度与铝合金和钢相当，而远远高于工程塑料，为一般塑料的10倍。 （3）耐振动性好在相同载荷下，减振性是铝的100倍，钛合金的300～500倍。 （4）电磁屏蔽性佳3Ｃ产品的外壳（手机及电脑）要能够提供优越的抗电磁保护作用，而镁合金外壳能够完全吸收频率超过１００ｄｂ的电磁干扰。 （5）散热性好一般金属的热传导性是塑料的数百倍，镁合金的热传导性略低于铝合金及铜合金，远高于钛合金，比热则与水接近，是常用合金中最高者。 （6）质感佳镁合金的外观及触摸质感极佳，使产品更具豪华感。 （7）可回收性好只要花费相当于新料价格的4%，就可将镁合金制品及废料回收利用。 （8）稳定的资源提供镁元素在地壳中的储量居第八位，大部分的镁原料自海水中提炼，所以它的资源稳定、充分。 镁合金压力铸造的优点有： 高的生产率； 高精度； 好的表面质量； 精细的铸件晶粒； 可压铸薄壁和复杂结构的产品。0.6mm厚度 镁合金压铸和铝合金压铸相比： 生产率高50%； 可使用钢模，延长服务寿命； 镁和铝其化合物性质知识点归纳 一 Mg 的化学性质 1．与非金属反应 （1）与O 2反应。常温下与空气中的O 2反应生成一层致密的氧化物薄膜，所以镁、铝都有抗腐蚀的性能。镁、铝都能在空气中燃烧：2Mg+O 22MgO 。4Al+ 3O 22Al 2O 3 （2）与卤素单质、硫等反应。Mg+ Cl 2MgCl 2 2Al+ 3Cl 2 2AlCl 3 2Al+ 3S Al 2S 3 （用于工业制备） Mg+ S MgS ③集气瓶底部都要放一些细纱，以防止集气瓶炸裂。 2．与H 2O 反应 Mg 、A1和冷水都不反应，但在加热条件下与水反应生成氢氧化物和氢气 Mg+2H 2O Mg(OH)2+H 2↑ 2A1+6H 2O 2A1(OH)3+3H 2↑ 3．与酸反应置换出H 2 Mg 、A1与浓、稀盐酸、稀硫酸、磷酸等酸反应置换出H 2，其中铝在冷浓 H 2SO 4，冷浓硝酸中发生钝化现象。所以可用铝制容器贮存冷的浓硫酸或浓硝酸。 4．与某些氧化物反应 （1）镁与二氧化碳反应：2Mg+CO 22MgO+C [特别提醒]：“CO 2不能助燃”的说法是不全面的，CO 2对绝大多数可燃物是良好的灭火剂，而对K 、Ca 、Na 、Mg 等可燃物却是助燃剂。 （2）铝热反应：2Al+ Fe 2O 3 2Fe+ Al 2O 3 铝热反应可用于焊接钢轨和冶炼某些难熔金属，如：V 、Cr 、等。 [特别提醒]：①铝热剂是指铝粉和某些金属氧化物的混合物，金属氧化物可以是：Fe 2O 3 、FeO 、Fe 3O 4、Cr 2O 3、V 2O 5、MnO 2等。 ②铝热反应的特点是反应放出大量的热，使生成的金属呈液态。 ③要使用没有氧化的铝粉，氧化铁粉末要烘干。 ④KClO 3作为引燃剂，也可以用Na 2O 2代替。实验时可以不用镁条点燃，而用在氯酸钾和白糖的混合物上滴加浓硫酸的方法来点燃。 5．与碱反应 镁不与碱反应，铝与碱液反应：2Al+2NaOH+6H 2O 2NaAlO 2+4H 2O+3H 2↑ 1.镁的知识主线 上图的1～13中的 有关化学方程式如下： [特别提醒]：①镁在空气中用酒精灯火焰点燃即可燃烧，而铝在空气中需要高温点燃才能燃烧。镁在空气中燃烧时有三个反应发生： 2Mg+O 22MgO 3Mg+N 2Mg 3N 2 2Mg+CO 22MgO+C ②燃烧时都放出大量的热，发出耀眼的白光。利用镁的这种性质来制造照明弹。 高中化学学习材料 （灿若寒星**整理制作） 镁、铝及其重要化合物 一、选择题（包括8小题。1~6只有一个选项符合题意，7~8有两个选项符合题意。） 1.常温下，把钠、镁和铝各一小块分别投入到1mol/L NaOH溶液中，化学反应速率(v)由快到慢的顺序是（） A.v钠＞v镁＞v铝 B.v铝＞v钠＞v镁 C.v钠＞v铝＞v镁 D.v铝＞v镁＞v钠 2.只用胶头滴管和试管，不用其他试剂就可以区别的溶液(浓度均为0.1 mol·-1L)是（） ①CaCl2和Na2CO3②Ba(OH)2和NaHCO3 ③稀H2SO4和Na2CO3 ④NaAlO2和盐酸⑤AlCl3和NaOH A.①②③ B.③④⑤ C.①② D.全部 3.若1.8 g某金属跟足量盐酸充分反应，放出2.24 L(标准状况)氢气，则该金属是（） A.Al B.Mg C.Fe D.Zn 4.用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁(如右图)，将试管浸入硝酸汞溶液中，片刻取出，然后置于空气中，不久铝箔表面生出“白毛”，红墨水柱右端上升。根据实验现象判断，下列说法错误 的是（） A.实验中发生的反应都是氧化还原反应 B.铝是一种较活泼的金属 C.铝与氧气反应放出大量的热量 D.铝片上生成的白毛是氧化铝和氧化汞的混合物 5.双羟基铝碳酸钠是医疗上常用的一种抑酸剂，其化学式是NaAl(OH)2yCO3，关于该物质的说法正确的是（） A.该物质属于两性氢氧化物 B.该物质是Al(OH)3和Na2CO3的混合物 yCO3最多可消耗3 mol H+ D.该药剂不适合于胃溃疡患者服用 C.1 mol NaAl(OH) 6.由短周期元素组成的中学常见无机物A、B、C、D、E、X存在如下图转化关系(部分生成物和反应条件略去)。下列推断不正确的是（） A.若X是Na2CO3，C为含极性键的非极性分子，则A一定是氯气，且D和E不反应 B.若A是单质，B和D的反应是OH-+HCO3-=H2O+CO32-，则E一定能还原Fe2O3 C.若D为CO，C能和E反应，则A一定为Na2O2 D.若D为白色沉淀，与A摩尔质量相等，则X一定是铝盐 镁、铝及其重要化合物 一、镁及其化合物 镁合金强度高,机械性能好,制造汽车,飞机,火箭的重要材料,冶金时,镁常用作还原剂和脱氧剂. 常温下氧化生成氧化物保护层,具有抗腐蚀的性质. 镁与O2,N2,CO2等气体燃烧.2Mg+O2 2MgO CO2+2Mg 2MgO+C 3Mg+N2 Mg3N2 镁与SiO2:2Mg＋SiO2＝2MgO＋Si 镁与冷水反应很慢,在加热时反应加快.Mg＋2H2O＝Mg(OH)2＋H2↑ 镁与非氧化性酸.Mg＋2HCl＝MgCl2＋H2↑ 镁与水解显酸性的盐溶液的反应. Mg＋2NH4Cl ＝MgCl2＋2NH3＋H2↑镁盐与氨水,产生Mg(OH)2沉淀.Mg(OH)2又能溶解在NH4Cl溶液中. 前者由Mg(OH)2的特殊溶解性决定.在常见的难溶性氢氧化物中， Mg(OH)2的溶解度最大.故产生Mg(OH)2的条件:浓的Mg2+ 盐溶液与浓氨水反应. 后者是由Mg(OH)2的电离性质和的水解性质决定.通常认为Mg(OH)2完全电离,能溶解在饱和NH4Cl溶液中,MgCl2＋2NH3·H2O MgOH2＋2NH4Cl 海水提镁:㈠海水加碱,得氢氧化镁沉淀,沉淀分离出来再加盐酸,变成氯化镁;后过滤,干燥,电解得镁.Mg2++2OH －==Mg(OH) 2↓,Mg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2O,MgCl2 Mg+Cl2↑㈡从海水提取出食盐、KCl、Br2以后留下的母液浓缩,得到卤块,主要成分是MgCl2·6H2O，然后脱水, MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O,最后电解熔融的氯化镁得到镁. 氧化镁(白色粉末，高熔点，碱性氧化物，) 与水缓慢作用,与酸反应.MgO＋2HCl＝MgCl2＋H2O MgO＋H2OMg(OH)2氢氧化镁(白色粉末，难溶于水) 与H+作用,与NH4Cl溶液作用,对热不稳定.Mg(OH)2＋2HCl＝MgCl2＋ 2H2O Mg(OH)2MgO＋H2O↑ 二、铝及其化合物 铝(银白色金属，导电性仅次于银、铜和金。) 常温,被O2氧化,在表面生成一层致密的氧化物薄膜Al2O3，阻止内部的金属继续与氧气反应. 空气+强热：4Al＋3O2 2Al2O3（反应放出大量的热和耀眼的白光，因此铝可用于制造燃烧弹、信号弹、火箭推进剂等。） 铝与氮气：2Al＋N22AlN,铝易和卤素反应,常温下和氯气激烈化合生成三氯化铝；在溴中燃烧铝粉生成三溴化铝.在高温下也能和硫,氮气,碳直接化合成Al2S3,AlN,Al4C3. 铝与沸水,2Al＋6H2O2Al(OH)3↓＋3H2↑ 铝与非氧化性强酸,2Al＋6H+ ＝2Al3+＋3H2↑ 常温,铝,铁遇浓硫酸,浓硝酸发生钝化. 加热,铝与热浓硫酸,浓硝酸(NO2) 稀硝酸(NO)：2Al＋6H2SO4(浓)Al2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O 铝与强碱,2Al＋2NaOH＋2H2O＝ 2 NaAlO2＋3H2↑ 应用:①氢气体积之比:等质量两份铝分别与足量盐酸,氢氧化钠反应(1:1);等体积,等物质的量浓度的盐酸,氢氧化钠分别与足量铝反应(1:3),②等体积,一定物质的量浓度的盐酸,氢氧化钠分别与足量铝反 第四章几种重要的金属第一节镁和铝 从容说课 本节教材可以分为三部分。 第一部分是镁和铝的性质。教材采用对比的方法，以列表和讨论的方式引导学生运用元素周期律知识，学习镁和铝的物理性质和化学性质．其中镁和铝的化学性质是本节的重点。教材从原子的最外层电子数引入，结合氧化还原反应原理，介绍镁和铝的还原性。 第二部分是铝的重要化合物，分别介绍了铝的氧化物、氢氧化物和一种重要的盐。其中氢氧化铝的两性是重点，在介绍这一部分内容时，运用前一章所学电离平衡的知识．分析、讨论氢氧化铅的两性以及硫酸铝钾的水解。 第三部分是合金的知识。在初中．学生曾学过铁合金，本节只简单介绍合金的一些常见的性质．并以列表的形式简介几种常见的合金。 运用理论知识指导元素化合物知识的学习，是高中化学中常见的方法之一。这种方法可以使学生用较短的时间，学习较多的知识．便于记忆和理解．同时又可以巩固学生对理论知识的认识。 通过复习金属元素在周期表中的位置和原子结构的特点，使学生回忆在周期表里这些金属元素主要位于每个周期的前部和中部．各周期的副族元素全部是金属元素。金属元素的原子结构特征是：最外层的电子数一般比较少，是l～3个，这个特征的具体表现就是金属原子易于失去电子而变成阳离子。 关于金属的物理性质．通过展示实物、阅读教材，师生共同归纳．总结金属具有金属光泽、容易导电、导热、有延展性等共性．并结合这些性质介绍它们的用途。 关于镁和铝的化学性质的教学结合演示实验进行讲解。讲氧化铝和氢氧化铝的性质时，要突出它们的两性。学生对氧化铝和氢氧化铝的性质已有一些认识，而且已学过元素周期律，因此，采用理论推测或实验探究、验证的方法来进行教学。让学生做制备的Al2O3与酸或碱的反应的实验．探究Al2O3是否有两性。把[实验4—5]和[实验4—6]结合起来由学生探究Al(OH)3的生成及分别与酸或碱反应。学生探究后可以得出以下结论：制取Al(OH)3最好用氨水； Al(OH)3既能与酸反应．又能与强碱反应：Al(OH)3是两性氢氧化物。对于Al(OH)3具有两性的原因．教学时可写出Al(OH)3的两种电离方式．引导学生用电离理论和化学平衡理论进行分析讨论．使学生明确由于条件不同．Al(OH)3可以以酸或碱的形式电离．因此它既可以与碱反应．又可以与酸反应．培养学生用辩证唯物主义观点分析问题和解决问题的能力。 有关合金的知识属于常识性介绍的内容．可让学生自己阅读，结合生活、生产实际讨论合 金的广泛用途。 ●教学目标 1.使学生了解金属的通性。 2.使学生了解铝的物理性质以及用途。 3.使学生掌握镁和铝的化学性质。 4.使学生了解铝的几种重要化合物。 5.使学生初步了解合金。 ●教学重点 镁和铝的化学性质、氢氧化铝的两性 ●教学难点 氢氧化铝的两性 ●课时安排 二课时 ●教学方法 镁、铝、铁的性质 镁、铝、铁、铜等是常见的几种重要的金属元素，特别是铁和铁的化合物在日常生活中有着重要的用途，因此铁和铁的化合物在高考题中经常出现。铁的考查重点是Fe、Fe2+、Fe3+之间的相互转化，铝及其化合物也不容忽视，铝的考查重点是铝三角关系，这部分知识常以实验题、推断题、选择题等多种形式出现。该部分知识点易出现的问题：①不能正确书写镁与二氧化碳、铝、铝的氧化物与氢氧化钠溶液、铁在高温下与水蒸气以及溴化亚铁与氯气等反应的化学方程式；②误认为氢氧化铝能溶于氨水等。 未来高考预测： 以铁及其化合物、铝及其化合物的知识为线索，设计实验题；利用Al3+、AlO2－、Fe3+的双水解知识命制无机框图或离子组合题；围绕铝三角、铁三角设计创新题型；另外利用Al3+、AlO2－、Fe3+的双水解知识以及Fe2+的还原性考查离子共存问题。我们认为这些题型在今后的高考中都是出现几率较大的题型。 镁、铝、铁、铜是中学化学中常见的重要的金属，在高考中频频出现，现将其化学性质归纳、比较如下，供同学们复习参考： 化学性 质 镁铝铁铜 与O2反 应常温下生成氧 化膜，点燃燃 烧 2Mg +O2 2 MgO 常温下生成氧化膜，点燃 燃烧 4Al +3O2 2 Al2O3 过度元素，第四周 期，第Ⅷ族，在氧 气中点燃燃烧 3Fe +2O2 Fe3O4 过度元素，第四周期， 第I B族，加热氧化 2Cu + O22CuO 与其它非金属反应Mg+Cl2 MgCl2 Mg + S MgS 3Mg+ N2 Mg3N2 4Al+3Cl22AlCl3 2Al + 3S Al2S3 2Fe +3Cl2 2FeCl3 Fe +S FeS Cu + Cl2CuCl2 2Cu + S Cu2S 与酸反Mg + 2H+ === 2Al + 6H+===2Al3++ Fe + 2H+=== Fe2++ 稀盐酸、稀硫酸不反应镁铝及其化合物知识点
镁和铝的性质
上海市华东师范大学第二附属中学高三化学一轮复习第10章镁铝第1节镁和铝的性质习题详解(含解析)(实验班
高二化学：镁、铝及其化合物(教案)
第一节镁和铝
alloy_镁、镁合金、铝合金、锌合金的特性对比
镁和铝知识点归纳
人教版高中化学必修一镁、铝及其重要化合物
镁和铝及其重要化合物
【精品】高中化学(大纲版)第二册 第四章 几种重要的金属 第一节镁和铝(第一课时)
镁、铝、铁的性质
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