镁铝及其化合物
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镁铝及其化合物一、物理性质银白色固体、镁的硬度、熔点均低于铝,是由于二者的金属键强度不同造成的。
二、原子结构镁的第一电离能高于铝,由原子结构决定的。
三、化学性质1.与非金属反应2Mg +O2=(点燃)2MgO 4Al +3O2=(△)2 Al2O3Mg+Cl2= (点燃)MgCl2 4Al+3Cl2=(△)2AlCl3Mg + S= (△)MgS 2Al + 3S=(△)Al2S33Mg+ N2=(△)Mg3N2 不反应●镁与铝在常温下均可生成致密的氧化膜,保护金属。
●镁在空气中点燃,可与N2、O2、CO2反应。
2.与酸反应Mg + 2H+ = Mg2+ + H2↑(与硝酸反应复杂,浓度不同,还原产物不同)2Al + 6H+ === 2Al3+ + 3H2↑(常温下遇浓硝酸、冷的浓硫酸钝化)3.与沸水反应Mg +H2O=(△)Mg(OH)2+H2↑ Al不反应,铁与沸水也可反应。
4.与氧化物反应2Mg + CO2=(点燃)2MgO + C 2Al+Fe3O4=(高温)2Fe+ Al2O35.与碱反应镁不反应 2Al + 2H2O +2NaOH =2NaAlO2 + 3H2↑四、氧化镁与氧化铝(两性氧化物)1.物理性质白色固体、密度小、熔点高,用于生产耐火、耐高温材料。
2.化学性质●与水反应: MgO+H2O=Mg(OH)2 很慢不反应●与酸反应: MgO+2H+=Mg2++H2O Al2O3+ 6H+=2Al3++3H2O●与碱反应:不反应 Al2O3+ 2OH+=2AlO2-+H2O五、氢氧化铝与氢氧化镁1.物理性质氢氧化镁是难溶的中强碱,能使酚酞变红。
氢氧化铝是一种白色胶状难溶物,不能使酚酞变色。
2.化学性质●分解反应: Mg(OH)2=(△)MgO+ H2O 2Al(OH)3=(△)Al2O3+3H2O●与酸反应: Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H20●与碱反应:Al(OH)3 +OH-=AlO2-+2H2O 不反应●溶解性: Mg(OH)2+2NH4+=2Mg2++2NH3↑+2H20即可溶于浓NH4Cl中 Al(OH)3不溶于氨水六、具有两性的物质1.两性氧化物如Al2O32.两性氢氧化物如Al(OH)33.单质如Al4.弱酸的铵盐如(NH4)2S、(NH4)2CO3、NH4AC。
5.多元弱酸的酸式盐如NaHCO3、NaHSO3。
6.氨基酸七、氯化镁、氯化铝、明矾1.氯化镁:通常含有六个分子的结晶水,即MgCl2·6H2O,易潮解,置于干燥空气中会风化而失去结晶水。
工业制镁的原料,离子化合物为离子晶体。
与碱反应、水解、电解。
2.氯化铝:白色的结晶或粉末、有强烈的氯化氢气味。
在潮湿空气中发烟、极易吸湿。
共价化合物为分子晶体,在常压下于177.8℃升华而不熔融。
平面三角形构型。
AlCl3+3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl3.明矾白矾、明矾、KAl(SO4)2·12H2O、复盐、净水原理。
八、铝三角1.方程式:●AlCl3 + 3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl●Al(OH)3 + 3HCl==AlCl3 + 3H2O●NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3↓ ●CO2+2NaAlO2+3H2O=2Al(OH)3↓+Na2CO3●Al(OH)3 + NaOH==NaAlO2 + 2H2O●AlCl3+4NaOH == NaAlO2+3NaCl+2H2O●NaAlO2+4HCl==AlCl3+2H2O2.制备Al(OH)3●AlCl3 + 3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl●CO2+2NaAlO2+3H2O=2Al(OH)3↓+Na2CO33.离子共存●与Al3+不能共存的阴离子:OH-、AlO2-、HS-、CO32-、HCO3-、SO32-。
如:Al2(SO4)3+6NaHCO3=3Na2SO4+2Al(OH)3↓+6CO22AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 6NaCl + 2Al(OH)3↓ + 3CO2●与AlO2-不能共存的阳离子:Al3+、H+、NH4+、Fe3+。
4.反应顺序●Al3+、NH4+、H+溶液中加入NaOH:H+>Al3+>NH4+>Al(OH)3●AlO2-、CO32-、OH-溶液中加入HCl:OH->AlO2->CO3->CO32->HCO3->Al(OH)35. “铝三角”转化关系中的图象问题①向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直到过量②向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液直至过量③向AlCl3溶液中滴加稀氨水直至过量④向NaAlO2溶液中滴加稀盐酸直至过量⑤向稀盐酸中滴加NaAlO2溶液直至过量⑥向NaAlO2溶液中通入CO2气体直至过量九、Al的冶炼1.原料:铝土矿(Al2O3·H2O 、Al2O3·3H2O、Fe2O3、SiO2)2.原理:Al2O3=(电解、熔融)4Al+3O2↑例题1:(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例题2:(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固体例题3:(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,可制得金属镁例题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例题5:将a mol的NaOH溶液逐滴加入到 b mol的AlCl3的溶液中,沉淀逐渐增多,后又逐渐减少,但最终仍有剩余,则剩余沉淀的物质的量为()A.a/3 molB.bmolC.(4b-a) molD.(4a-b)mol例题6:有一澄清透明的溶液,只可能含有大量的Fe3+、Fe2+、H+、AlO2-、Al3+、CO32-、NO3-七种离子中的几种,向该溶液中逐滴加入一定量 1 mol?L-1 NaOH溶液的过程中,开始没有沉淀,而后才有沉淀。
则下列判断正确的是A.溶液中可能含有AlO2-B.溶液中可能含有NO3-C.溶液中一定不含Fe2+和Fe3+D.溶液中可能含有Fe3+,但一定不含Fe2+例题7:某烧杯中盛有含0.1mol (NH4)Al(SO4)2的溶液,现向其中缓缓加入2mol?L-1 NaOH 溶液200mL,使其充分反应,此时烧杯中铝元素的存在形式为A.Al3+和Al(OH)3 B.Al(OH)3 C.AlO2-和Al(OH)3D.AlO2-例题8:常温下,下列溶液中可能大量共存的离子组是( )A.加入金属镁能产生H2的溶液中:Na+、Fe3+、SO42-、NO3-B.含有大量Fe2+的溶液中:K+、Mg2+、ClO-、SO42-C.能使Al3+生成沉淀的溶液中:NH4+、Na+、SiO32-、HCO3-D.水电离产生的c(OH-)=1×10-10mol/L的溶液中:Al3+、SO42-、NO3-、Cl-例题9:在Al2(SO4)3、K2SO4和明矾的混合液中,若硫酸根离子浓度为0.2mol/L,当加入等体积的0.2mol/L的KOH溶液时,生成的沉淀恰好溶解,则原混合物中K+的物质的量浓度为多少?A.0.2mol/LB.0.25mol/LC.0.45mol/LD.0.225mol/L例题10:等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两容器中,各加入等质量的铝,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,乙中碱过量例题11:将5.1 g镁和铝投入500 ml 2 mol/L的盐酸中,生成氢气0.5 g,金属完全溶解:再加入 4 mol/L的NaOH溶液:(1)若要使生成的沉淀最多,则应加入NaOH溶液的体积是()A. 200 mlB. 250 mlC. 425 mlD. 560 ml(2) 生成沉淀的质量最多是()A.22.1 gB. 8.5 gC. 10.2 gD. 13.6 g例题12:将K2SO4和Al2(SO4)3和KAl(SO4)2三种混合溶液加H2SO4酸化。
测得C(SO42-)=0.105 mol/L,C(Al3+)=0.055 mol,pH=2.0(假设H2SO4完全电离为H+和SO42- )则C(K+)为:A. 0.045 mol/LB. 0.035 mol/LC. 0.055 mol/L&bspD. 0.040 mol/L例题13:将4.6 g Cu和Mg完全溶于浓硝酸溶液中,反应中硝酸的还愿产物为4480 ml NO2气体和336 ml N2O4气体(标准状况下),反应后的溶液中,加入过量NaOH溶液,生成沉淀的质量为 ( )A.9.02 gB.8.51 gC.8.26 gD.7.04 g例题14:将10.2 g的镁和铝投入1000 ml 2 mol/L的盐酸中,金属完全溶解,再加入 4 mol/L 的NaOH溶液,若要使生成的沉淀最多,则应加入NaOH溶液的体积是()A.100 mlB.700 mlC.600 mlD.500 ml。