高二化学镁和铝及其化合物

一、镁和铝及其重要化合物1、镁和铝特点:①熔点低②机械强度大③抗腐蚀性强2、氧化铝物理性质：白色难熔的物质，不溶于水，离子晶体化学性质：两性氧化物Al2O3＋6H＋=Al3＋＋3H2OAl2O3＋2OH－=2AlO2－＋H2O3、氢氧化铝物理性质：难溶的白色胶状物质化学性质：两性氢氧化物Al(OH)3＋3H＋=Al3＋+3H2OAl(OH)3＋OH－=AlO2－＋2H2O△不稳定性：2AlOH3Al2O3＋3H2O电离方程式：H＋＋AlO2－＋H2O33＋＋3OH－实验室制法：Al3＋＋3NH3.H2O=Al(OH)3↓+3NH4＋4、铝盐（1）Al3＋的性质：Al3＋＋3H2O Al(OH)3＋3H＋①与强碱反应：Al3＋＋3OH－=Al(OH)3Al3＋＋4OH－=AlO2－＋2H2O②与弱碱反应：Al3＋＋3NH3.H2O=Al(OH)3↓+3NH4＋③水解呈碱性：Al3＋＋3HCO3－=Al(OH)3↓＋3CO2↑2Al3＋＋3CO32－＋3H2O=2Al(OH)3↓＋3CO2↑3AlO2－＋Al3＋＋6H2O=4Al(OH)3↓总结：AlCl 3溶液滴加到NaOH 溶液中开始无沉淀后有沉淀NaOH 溶液滴加到AlCl 3溶液中先出现沉淀后沉淀溶解 (2)AlO 2－的性质AlO 2－ ＋2H 2O=Al(OH)3↓＋OH － ① 与强酸反应： AlO 2－ ＋H ＋(少量) ＋H 2O=Al(OH)3↓ AlO 2－＋4H ＋ (过量)=Al 3＋ ＋H 2O②与弱酸反应：AlO 2－＋CO 2＋2H 2O=Al(OH)3↓＋HCO 3－③与水解呈酸性的物质反应：3AlO 2－ ＋Al 3＋ ＋6H 2O=4Al(OH)3↓3AlO 2－ ＋Fe 3＋ + 6H 2O=3Al(OH)3↓＋Fe(OH)3↓总结：将HCl 滴加到NaAlO 2中先出现沉淀后溶解 将NaAlO 2滴加到HCl 中开始无沉淀后有沉淀 (3)明矾2KAl(SO 4)2＋3Ba(OH)2=2Al(OH)3↓＋3BaSO 4＋K 2SO 4 KAl(SO 4)2＋2Ba(OH)2=2BaSO 4↓＋KAlO 2＋H 2O小结：Al 3＋AlOH 3AlO 2AlOH 3Al 3＋ 未知溶液白色沉淀白色沉淀溶解，从而未知溶液中含Al 3＋未知溶液白色沉淀白色沉淀溶解，从而未知溶液含AlO 2－二、铁及其重要化合物1、铁：第四周期第Ⅷ族 26号元素 各层电子数为2 8 14 2 常见价态+2和+3（1）与弱氧化剂反应 Fe Fe 2＋ S ＋Fe I 2＋Fe 2（2）与强氧化剂反应Fe Fe 3＋ 3Cl 2＋2Fe=2FeCl 3 3Br 2＋2Fe 3稀硝酸：Fe ＋4HNO 3=Fe(NO 3)3＋2NO ↑＋2H 2O 3Fe ＋8HNO 3=3Fe(ON 3)3＋2NO 2↑＋4H 2O特殊：3Fe ＋2O 23O 4 3Fe ＋4H 2O 3O 4＋4H 2↑2、 氧化物 FeO ：黑色固体不溶于水，在空气中加热会生成Fe 3O 4Fe 2O 3：红棕色固体不溶于水，俗称铁红、铁锈，可做红色染料 Fe 3O 4：黑色固体不溶于水，俗称磁性氧化铁3、 氢氧化物Fe(OH)2 白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O=4Fe(OH)3Fe(OH)3：红褐色沉淀 具有不稳定性，受热易分解2FeOH 3Fe 2O 3＋3H 2O4、Fe 2＋ Fe 3＋的盐 (1)Fe 2＋的性质 ①颜色：浅绿色△高温点燃△△△过量HClHCl 过量NaOH H ＋H ＋OH － OH －②易水解：Fe2＋＋2H2O2＋2H＋如何保存FeSO4溶液：加几滴稀硫酸或加铁粉③强还原性：与O2Cl2Br2HNO3浓H2SO4KMnO4酸性溶液反应Fe2＋检验：①加碱法(NaOH或氨水)②先加KSCN溶液，无现象再加氨水会出现血红色(2)Fe3＋的性质①颜色：棕黄色②易水解：Fe3＋＋3H2O3＋3H＋Fe3＋＋3HCO3－=Fe(OH)3↓＋3CO2↑(与CO32－AlO2－也双水解) ③强氧化性：氧化S2－I－SO2SO32－Cu Fe2Fe3＋＋2S2－=2Fe2＋＋2S↓2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2 (Fe3＋能使湿润的淀粉KI试纸变蓝)2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋④络合性:KSCN溶液－－血红色Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3↓⑤制Fe(OH)3胶体：FeCl3＋3H2O=Fe(OH)3胶体＋3HCl⑥与苯酚显紫色⑧Fe3＋检验：溶液加碱法加苯酚法。

第11讲金属镁、铝及及其化合物一镁、铝单质的性质1.镁、铝的结构和存在形态2.镁、铝的物理性质镁、铝都是银白色、有金属光泽的固体，密度较小，硬度较低，均具有良好的延展性、导电性和导热性等。

3.铝的化学性质特别强调：1.常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生“钝化”，而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应。

2.能与铝反应产生氢气的溶液可能呈强酸性也可能呈强碱性。

4.对比掌握镁的化学性质特别强调：1.Mg在CO2中能够燃烧，所以活泼金属镁着火不能用干粉灭火器和泡沫灭火器灭火。

2.镁也可在氮气中燃烧，生成氮化镁(Mg3N2)，氮化镁能与水剧烈反应生成Mg(OH)2沉淀并放出氨气。

5.从海水中提取镁(1)工艺流程(2)基本步骤及主要反应特别强调：1.由MgCl2·6H2O得到无水MgCl2，必须在HCl气流中加热，以防MgCl2水解。

2.因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应，故工业电解MgCl2得到的镁，应在H2氛围中冷却。

3.Mg在空气中燃烧得到的固体物质主要为MgO和少量Mg3N2及C的混合物。

4.Mg(OH)2为难溶于水的白色沉淀，故常用NaOH溶液检验Mg2＋的存在。

5.由于Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小，故水垢的主要成分中含有的是Mg(OH)2，而非MgCO3。

6.镁的用途(1)镁合金用于制造火箭、导弹和飞机的部件；(2)镁制造信号弹和焰火；(3)MgO作耐火材料。

课堂检测011．科学家发明的透明坚硬镁铝氧化物新型材料，可以用作显示器和手机屏幕，下列关于镁、铝的说法正确的是()A．镁­铝制品在空气中能稳定存在是因为铝不活泼B．浓HNO3、浓H2SO4能用铝制器皿盛装是因为铝与浓HNO3、浓H2SO4不反应C．镁、铝均能与NaOH溶液反应D．铝与Fe2O3发生铝热反应是利用了Al的还原性比Fe强答案：D2．小明家中收藏着一件清末的铝制品佛像，该佛像至今仍保存完好。

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+O22MgO CO2+2Mg2MgO+C 3Mg+N2Mg3N2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·H2OMgOH2＋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,MgCl2Mg+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。

“镁、铝及其化合物”知识点总结一、Mg、Al的化学性质（一）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、铝都能在空气中燃烧：2.与卤素单质、硫等反应。

【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：（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，以防集气瓶炸裂。

（二）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（三）与酸反应置换出H2Mg、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。

（四）与某些氧化物反应1.镁与二氧化碳反应：[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、Mn O2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。

（4）KClO3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。

（五）与碱反应镁不与碱反应，铝与碱液反应：二、氢氧化铝（一）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。

（二）化学性质1.与酸反应：Al(OH)3 +3HCl＝AlCl3+3H2O离子反应方程式：Al(OH)3+3H+＝Al3+＋3H2O2.与碱反应：Al(OH)3＋NaOH＝NaAlO2+2H2O离子反应方程式：Al(OH)3＋OH ＝NaAlO2+2H2O3．Al(OH)3的制取（1）铝盐与碱反应：实验室制取氢氧化铝时采用过量的氨水，而不用强碱与可溶性铝盐溶液反应是因为氢氧化铝是两性氢氧化物，能溶于强碱溶液，不溶于弱碱溶液。

高中化学-高二镁、铝及其化合物教案【课时要求】本课为化学高二必修三的第一课，建议学生预习前已学习完基础化学知识。

【教学目标】1.了解镁、铝的常见物理化学性质和制备方法；2.掌握镁和铝与非金属元素的反应特点；3.熟悉镁、铝及其化合物的性质、用途、反应和应用；4.培养学生的实验操作能力、观察能力和分析问题的能力。

【教学重点】1.镁和铝与非金属元素的反应特点；2.镁、铝及其化合物的性质和应用。

【教学难点】镁和铝的制备方法，以及镁铝合金在工业上的应用。

【教学方法】1.讲授-板书：通过讲授、板书及思维导图的形式传递知识，提高学生的理解能力。

2.实验演示：通过实验演示来引导学生理解理论，激发学生的学习兴趣和思考能力。

3.互动讲述：通过课堂展示和交流的形式，提高学生主动参与的积极性，增强学生的学习效果。

【教学内容】一、镁、铝的常见物理化学性质及制备（一）镁的物理化学性质和制备方法1.物理性质（1）颜色：银白色；（2）密度：1.74g/cm3；（3）熔点：651℃；（4）沸点：1090℃；（5）硬度：摩氏硬度为2.5。

2.制备方法（1）电解法制镁：镁是一种具有较强亲电性的金属，在水中不溶解，但在溶有Cl^-离子的水中具有显著的溶解度。

因此，可以采用电解的方法制备镁。

具体操作方法是，将适量的MgCl2用水溶解，然后电解2小时，电解液温度保持在650℃左右。

电解时，阳极反应为：2Cl-(溶解在熔融镁中)-2e^-→Cl2↑；阴极反应为：Mg2+(溶解在熔融镁中)+2e^-→Mg。

总反应式为：MgCl2→Cl2↑+Mg。

（图1. 电解法制镁实验操作流程图）（2）金属物理还原法制镁：在高温下，利用金属的物理还原性制备镁。

用Na、K等有亲氧性的金属还原MgO制得的镁比较纯。

在制备中一定要避免氧气的干扰，因为氧气会把MgO 转化为Mg2SiO4和Mg2Al4Si5O18等韧性物质，会影响金属还原制备镁的过程，从而增加生产成本。