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镁、铝及其化合物

时间:2013-11-11 10:03:25 点击:

  核心提示:知识点总结 本知识内容较多,主要是Mg、Al的单质与化合物性质的比较,这些知识在高考中备受亲睐,特别是Al的化合物的相关性质,在学习时可以运用比较法学习。 1、镁和铝的性质比较金属项目镁(Mg)铝(A...

知识点总结

       本知识内容较多,主要是Mg、Al的单质与化合物性质的比较,这些知识在高考中备受亲睐,特别是Al的化合物的相关性质,在学习时可以运用比较法学习。

        1、镁和铝的性质比较

金属

项目

镁(Mg)

铝(Al)

原子半径

1.60×10-10m

1.43×10-10m

化合价

+2

+3

晶体结构

金属晶体

金属晶体

单质

物理

性质

镁和铝都是密度较小、熔点较低、硬度较小的银白色金属,但镁和铝相比较,铝的硬度比镁的稍大,熔点和沸点都是铝比镁的高

活泼性

较活泼:Mg-2e=Mg2+

较活泼:Al-3e=Al3+

抗腐

蚀性

在空气中都能跟氧气反应,表面覆盖一层致密而坚硬的氧化物薄膜,都具有搞腐蚀性能

与O2反应

  点燃

2Mg+O2 = 2MgO

 △

4Al+3O2 = 2Al2O3

与酸

反应

Mg+2H+=Mg2++H2

2Al+6H+=Al3++3H2

与碱

反应

不反应

2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2

与氧化物反应

点燃

2Mg+CO2 = 2MgO+C

            △

2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe

结论

镁、铝均为较活泼的金属,但镁的金属性强于铝

解释

 

核电荷数镁小于铝,而原子半径镁大于铝,故核对最外层的电子引力镁小于铝,即Al比Mg难失电子,金属性弱于Mg

主要

用途

镁合金汽车、飞机制造、照明弹等

铝合金汽车、船舶、飞机制造、防锈油漆、导线、电缆等

       2、镁和铝的重要化合物

     (1)镁及其化合物转化关系

(3)MgO与Al2O3的比较

 

MgO

Al2O3

物理

性质

均为白色粉末,不溶于水,

熔点高(MgO>Al2O3),是优良的耐火材料

与热水反应

MgO+H2O=Mg(OH)2

与水不反应

碱性氧化物

MgO+2H+=Mg2++H2O

两性氧化物

Al2O3+6H+=2Al3++3H2O

Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O

(4)Mg(OH)2与Al(OH)3的比较

 

Mg(OH)2

Al(OH)3

物理

性质

均为白色固体,不溶于水

不稳定性

Mg(OH)2=MgO+ H2O

不稳定性

2Al(OH)3=Al2O3+3H2O

碱性

Mg(OH)2+2H+=Mg2++H2O

        两性Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O

Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O

 

     制

Mg2++2OH-= Mg(OH)2

Mg2++2NH3·H2O =

Mg(OH)2↓+2NH4+

 

Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+

不用强碱

AlO2-+CO2+2H2O= Al(OH)3↓+HCO3-

不用强酸

       

3、明矾是一种净水剂,明矾溶于水后Al3+能与水反应:Al3++3H2O≒Al(OH)3+3H+

有胶状Al(OH)3沉淀生成,可以吸附水中悬浮的杂质,而不能除去溶解在水中的物质。

常见考法

        对于Mg及其化合物的考查较简单,主要是Mg、MgO、Mg(OH)2的性质的应用,最易结合溶解平衡考查;而对于铝及其化合物的考查较复杂,由于他的两性往往结合电离平衡、溶解平衡等理论知识结合考查,因此要重视铝的相关反应及计算。

误区提醒

        1、某些金属氧化物粉末,与铝粉混合后在较高温度下剧烈反应生成Al2O3和其它金属并放出大量的热的反应,叫铝热反应。

        2、学习Al(OH)3两性时,可运用电离理论和化学平衡理论进行分析。

       3、试剂的滴加顺序不同产生的现象不同:

     (1)NaOH和AlCl3

       向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液,先出现白色沉淀后消失:  Al3++3OH-=Al(OH)3 ↓  Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O

向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液,开始无现象后出现白色沉淀:  Al3++4OH-= AlO2-+2H2O   Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3

      (2)NaAlO2和盐酸

向NaAlO2溶液中滴加盐酸,先出现白色沉淀后消失:

NaAlO2+HCl+H2O= Al(OH)3↓+NaCl     Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O

向盐酸中滴加NaAlO2溶液,开始无现象后出现白色沉淀:

4HCl+NaAlO2= NaCl+AlCl3+2H2O      AlCl3+3NaAlO2+6H2O=4Al(OH)3↓+3NaCl

       (3)Na2CO3和盐酸

向Na2CO3溶液中滴加盐酸,开始无现象,后产生气泡

Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3                      NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2

向盐酸中滴加Na2CO3溶液,立即产生气泡

Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2

【典型例题】

例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,则必定含有阴离子。

C:金属晶体的自由电子属整个晶体所共有。

D:金属晶体发生形变时其内部金属离子与自由电子的相互作用消失了。

解析:

由同素异形体(如金刚石、石墨)组成的混合物中只含有一种元素,故A的叙述是错误的;在金属晶体中含有金属阳离子却不含有阴离子,故B的叙述是错误的;金属虽发生形变,只是“各层之间发生了相对的滑动”,但不致断裂,就是因为“金属离子和自由电子之间较强的相互作用仍然存在”,故B的叙述也同样是错误的,所以只有C项是正确的。

答案:C

例2: 将相同质量的镁条分别在①氧气中②空气中③氮气中④二氧化碳中完全燃烧,燃烧后所得固体产物的质量由小到大的顺序是          (      )

A.②①③④         B.④①②③       C.③②①④                D.③①②④

解析:Mg在氧气中:2Mg+O2 = 2MgO

Mg在氮气中:2Mg+O2 = 2MgO(主)   3Mg+N2 = Mg3N2(微量)

Mg在二氧化碳中:2Mg+CO2 = 2MgO+C

依元素守恒法,1mol Mg燃烧生成1mol MgO,质量增加16g;1mol Mg燃烧生成1/3mol Mg3N2,质量增加28/3g;1molMg在二氧化碳中燃烧,固体产物分别为1/2mol在C和1mol的MgO,质量增加6g+16g=22g。因此,相同质量的镁粉若分别在上述气体中燃烧,所得固体产物的质量的大小关系是在二氧化碳中燃烧最大。

答案:C

作者:不详 来源:网络
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