高一鎂鋁PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1高一鎂鋁高一鎂鋁1.掌握鎂、鋁性質(zhì)、用途及其冶煉方法；2.掌握MgO、Al2O3、Mg(OH)2、Al(OH)3 Al3+鹽、AlO2鹽的性質(zhì)；3.熟練應(yīng)用鎂、鋁及其化合物的性質(zhì)來解決 相關(guān)圖像、推斷等問題。學(xué)習(xí)目標(biāo)： 第1頁/共45頁第2頁/共45頁 光澤 密度MgAl原子或離子半徑金屬鍵能溶、沸點(diǎn)硬度鋁比鎂硬度稍大、熔沸點(diǎn)稍高（鋁中金屬鍵比鎂強(qiáng)）銀白色 輕金屬小結(jié)：（1）共性: 銀白色輕金屬固體，熔點(diǎn)較低，硬度 較小，密度較小，有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、延展性和韌性。（2）異性：1 Mg、Al的物理性質(zhì)第3頁/共45頁2 Mg、Al的原子結(jié)構(gòu)MgAl原子結(jié)構(gòu)示意圖原子結(jié)構(gòu)示意圖 化合價(jià)化

2、合價(jià)第4頁/共45頁3.Mg、Al的化學(xué)性質(zhì) MgAl與非金屬反應(yīng)O2 N2SCl2空氣中形成氧化物薄膜，具 有抗腐蝕的性能點(diǎn)燃Mg+ O2 2MgO點(diǎn)燃4Al+ 3O2 2Al2O3點(diǎn)燃3Mg+ N2 Mg3N2加熱Mg+ S MgS加熱2Al+ 3S Al2S3點(diǎn)燃Mg+Cl2 MgCl2點(diǎn)燃2Al+ 3Cl2 2AlCl3常溫下：第5頁/共45頁 與酸反應(yīng)氧化性酸H+與堿反應(yīng)與鹽反應(yīng) Mg+2H2O Mg(OH)2+H2除氧化膜后可與水微弱反應(yīng)與氧化物反應(yīng)H2OCO2Fe2O3點(diǎn)燃2Mg+ CO2 2MgO+C高溫2Al+ Fe2O3 2Fe+ Al2O3反應(yīng)，無氫氣生成在冷濃硝酸、濃硫

3、酸中“鈍化”，加熱時(shí)反應(yīng)，無氫氣生成Mg+2H+=Mg2+H22Al+6H+=2Al3+3H22Al+2H2O+2OH = 2AlO2+3H2Mg+Cu2+ = Mg2+Cu2Al+3Cu2+ = 2Al3+3Cu鋁熱反應(yīng)用途、引發(fā)第6頁/共45頁鋁熱反應(yīng) 第7頁/共45頁反應(yīng)現(xiàn)象：鎂條劇烈燃燒，放出大量的熱，發(fā)出耀眼的白光，紙漏斗內(nèi)劇烈反應(yīng)，紙漏斗被燒穿，有熔融物落入沙中。Fe2O3+2Al = 2Fe + Al2O3高溫1、鎂條的作用是什么？2、氯酸鉀的作用是什么？鋁熱劑結(jié)論：鋁也是還原劑，在一定的條件下與某些金屬氧化物反應(yīng)，把其中的金屬還原成單質(zhì)。所以一些活潑的金屬也可作還原劑。問題第8

4、頁/共45頁反應(yīng)現(xiàn)象：劇烈反應(yīng)，發(fā)出強(qiáng)光，紙漏斗被燒穿，沙子上落有黑色鐵珠。Fe2O3+2Al = 2Fe + Al2O3高溫其它鋁熱反應(yīng) 3MnO2+4Al = 3Mn+ 2Al2O3高溫Cr2O3+2Al = 2Cr + Al2O3高溫3Co3O4+8Al = 9Co + 4Al2O3高溫第9頁/共45頁鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用 鋁熱反應(yīng)的原理可以應(yīng)用在生產(chǎn)上，如用于焊接鋼軌等。在冶金工業(yè)上也常用這一反應(yīng)原理，使鋁與金屬氧化物反應(yīng)，冶煉釩、鉻、錳等第10頁/共45頁海水鋁土礦電解冶 煉存 在用 途光鹵石菱鎂礦鋁土礦(KClMgCl26H2O)(MgCO3)(Al2O3、Fe2O3、SiO2等)制合金

5、、飛機(jī)、汽車部件、煙火、照明彈等制合金、飛機(jī)、汽車、輪船部件、導(dǎo)線、日用品石灰乳HCl電解Mg MgCl2Al(OH)3Al2O3AlMg(OH)2第11頁/共45頁Al制備：2Al2O3 4Al + 3O2電解熔融熔點(diǎn)：2045 0C添加Na3AlF61000 0C注意：電解時(shí)用碳素材料做電極，需定期更換陽極（碳?jí)K）。為什么？陰極：無煙煤常加入少量CaF2第12頁/共45頁第13頁/共45頁思考：試分析鋁與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，該反應(yīng)還原劑、氧化劑分別是何物質(zhì)？解析：鋁和強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，通常認(rèn)為是鋁先和強(qiáng)堿溶液中的水反應(yīng)生成氫氧化鋁，然后氫氧化鋁再和強(qiáng)堿反應(yīng)生成偏鋁酸鹽。2Al+6H2O = 2

6、Al(OH)3 +3H22Al(OH)3 + 2NaOH=2NaAlO2 +4H2O2Al+6H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2+4H2O此反應(yīng)中，還原劑是 ，氧化劑是 。 鋁水 第14頁/共45頁【例1】下列敘述正確的是 （ ）A鋁制槽車可用來貯運(yùn)濃硫酸、濃硝酸是因?yàn)槌叵落X和濃硫酸、濃硝酸不反應(yīng)。B兩份相同質(zhì)量的鋁粉，分別與足量的稀硫酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氣前者多。C合金的熔點(diǎn)一般比組成它的各成分的熔點(diǎn)都低。D工業(yè)上常利用鋁熱反應(yīng)冶煉難熔金屬，如釩、鉻、錳。CD第15頁/共45頁【例2】將相同質(zhì)量的鎂條分別在氧氣中空氣中氮?dú)庵卸趸贾型耆紵紵笏霉腆w產(chǎn)物的質(zhì)量由小

7、到大的順序是 （ ）A B C DC第16頁/共45頁【例3】鋅和鋁都是活潑金屬，其氫氧化物既能溶于強(qiáng)酸，又能溶于強(qiáng)堿。但是氫氧化鋁不溶于氨水，而氫氧化鋅能溶于氨水，生成 。 回答下列問題：（1）單質(zhì)鋁溶于氫氧化鈉溶液后，溶液中鋁元素的存在形式為 （用化學(xué)式表示） 4Al(OH)Zn2NaOHNa2ZnO2H2或Zn2NaOH2H2ONa2ZnOH4H22AlO或 243)Zn(NH（2）寫出鋅和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式。 （配合物離子，簡寫成AlO2）第17頁/共45頁第18頁/共45頁 4. Mg、Al的化合物（1）Mg、Al的氧化物 MgOAl2O3物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)H2OH+OH 類

8、別主要用途工業(yè)制法白色粉末，難熔白色粉末，難熔，不溶于水MgO+2H+=Mg2+H2OAl2O3+6H+=2Al3+3H2OAl2O3+2OH=2AlO2+ H2O堿性氧化物兩性氧化物耐火材料，制備鎂鹽耐火材料，冶煉原料，制備鋁鹽，制備偏鋁酸鹽，剛玉為耐磨材料煅燒MgCO3從鋁土礦中提取MgO+H2O= Mg(OH)2 （緩慢）第19頁/共45頁（2）Mg、Al的氫氧化物 Mg(OH)2Al(OH)3物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)熱穩(wěn)定性 H+O H 類別主要用途實(shí)驗(yàn)室制 法Mg(OH)2 MgO+H2O 2Al(OH)3 Al2O3+3H2O 白色，不溶于水白色膠狀，不溶于水、有很強(qiáng)的吸附性Mg(OH)2

9、+2H+= Mg2+H2OAl(OH)3+3H+=Al3+3H2OAl(OH)3+OH=AlO2+2H2O中強(qiáng)堿（溶解部分電離出的OH可使酚酞變紅）兩性氫氧化物制MgO和鎂鹽制備Al2O3和凈水劑Mg2+2OH = Mg(OH)2Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NH4+2AlO2+CO2+2H2O=2Al(OH)3+CO32AlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO33 AlO2+Al3+6 H2O=4Al(OH)3第20頁/共45頁 MgCl2 AlCl3少量NaOH足量NaOHNH3H2O第21頁/共45頁第22頁/共45頁試作出下列反應(yīng)圖像，并寫出各階段離子方程式。0

10、1 2 3 4n(NaOH)nAl(OH)3 向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至過量向NaOH溶液中滴加AlCl3 溶液直至過量0 1 2 3 4n(AlCl3)nAl(OH)3Al3+ + 3OH(少量) = Al(OH)3 Al(OH)3 + OH = AlO2+2H2O Al3+4OH(過量) = AlO2+2H2O Al33AlO26H2O4Al(OH)3 3mol3mol1mol3mol1mol思考(5)第23頁/共45頁0 1 2 3 4nAl(OH)3n(HCl)向NaAlO2溶液中滴加HCl溶液直至過量向HCl溶液中滴加NaAlO2 溶液直至過量0 1 2 3 4n(NaA

11、lO2 )nAl(OH)3AlO2+H2O+H+(少量)= Al(OH)3 Al(OH)3 +3H+ = Al3+3H2O AlO2+4H+(過量)= Al3+2H2O Al33AlO26H2O4Al(OH)3 1mol3mol1mol3mol第24頁/共45頁n(NaOH)nAl(OH)3向HCl酸化的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至過量 向含Mg2+、Al3+的混合溶液中滴加NaOH溶液直至過量Al(OH)3、 Mg(OH)2Mg(OH)2n(NaOH)H+OH=H2OAl3+ + 3OH(少量) = Al(OH)3 Al(OH)3 + OH = AlO2+2H2O Al3+ + 3O

12、H(少量) = Al(OH)3 Al(OH)3 + OH = AlO2+2H2O Mg2+ + 2OH = Mg (OH)2 第25頁/共45頁練習(xí)：1、寫出Al、Al2O3、A l(OH)3分別和NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式。2Al+2H2O+2NaOH= 2NaAlO2+3H2Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+ H2OAl(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O第26頁/共45頁2、下列各組中的兩種溶液，用相互滴加的實(shí)驗(yàn)方法即可鑒別的是 。 硫酸鋁和氫氧化鈉 硫酸鋁和氨水 硫酸鋅和氫氧化鈉 硫酸鋅和氨水3、寫出可溶性鋁鹽與氨水反應(yīng)的離子方程式。 試解釋在實(shí)驗(yàn)室不適宜用可溶性鋅鹽與

13、氨水反應(yīng)制備氫氧化鋅的原因。 Al3+3NH3H2O3NH4+AlOH3 可溶性鋅鹽與氨水反應(yīng)產(chǎn)生的ZnOH2可溶于過量氨水中，生成 ，氨水的用量不易控制。243)Zn(NH第27頁/共45頁第28頁/共45頁AlO2HH2O Al(OH)3 Al33OH 酸式電離 堿式電離只能存在于中性或弱酸性弱堿性環(huán)境中思考：（3）Al(OH)3為何既能與酸又能與強(qiáng)堿液反應(yīng)？ 解析：這是因?yàn)锳l(OH)3在水中同時(shí)存在兩種電離平衡：第29頁/共45頁（4）制取Al(OH)3的可能途徑有那些？解析：(1) 鋁鹽與堿液反應(yīng) 法優(yōu)于法 Al3 Al(OH)3 AlO2OH適量OH過量 Al3 Al(OH)3 不

14、溶解 NH3 H2O足量NH3 H2O過量(2)偏鋁酸鹽與酸反應(yīng)：(3)相互促進(jìn)水解反應(yīng)： 法優(yōu)于法 AlO2 Al(OH)3 Al3 H+過量 H+適量 AlO2 Al(OH)3 不溶解 CO2適量CO2過量Al33AlO26H2O4Al(OH)3第30頁/共45頁【例4】今用鋁、稀硫酸和氫氧化鈉溶液為原料，在實(shí)驗(yàn)室制備一定量的氫氧化鋁?？煞謩e采用如下化學(xué)方程式所表示的兩種方法：2Al+3H2SO4 = Al2(SO4)3+ H2Al2(SO4)3+6NaOH=2Al(OH)3+3Na2SO42Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+ 3H22NaAlO2+ H2SO4+2H2O =2A

15、l(OH)3+ Na2SO4（1）上述哪一種方法比較節(jié)約試劑？（提示：試從每生產(chǎn)2 mol Al(OH)3所消耗的試劑用量予以說明）（2）原料相同，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種更為節(jié)約試劑的方法（用化學(xué)方程式表示，并說明其可以最節(jié)約試劑的根據(jù)）第31頁/共45頁解析：（1） 法較法節(jié)約了酸、堿試劑。因?yàn)橥瑯邮侵苽? mol Al(OH)3，法需2 mol Al、3 mol H2SO4、6 mol NaOH；法只需2 mol Al、1 mol H2SO4、2 mol NaOH。（2）利用Al3和AlO2的雙水解反應(yīng)制備Al(OH)3 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+ 3H2 2Al+2NaOH+2H2O

16、=2NaAlO2+ 3H2 2 mol1.5 mol0.25 mol1.5 mol1.5 mol0.25 mol0.75 mol相當(dāng)于制備2 mol Al(OH)3 所用原料為2 mol Al、0.75 mol H2SO4、1.5 mol NaOH，確實(shí)節(jié)約了試劑。Al2(SO4)3+6NaAlO2+12H2O=8Al(OH)3+3Na2SO4第32頁/共45頁【例5】在100mL 1 mol/L的AlCl3溶液與60mL 6mol/L的KOH溶液混合后，生成沉淀的質(zhì)量是 g。200mL 0.5mol/L的Al2(SO4)3溶液中加入2mol/L的NaOH溶液，可得到7.8gAl(OH)3沉淀

17、，則NaOH體積為 mL。3.12150或350第33頁/共45頁【例6】某混合物 A，含有 KAl（SO4）2、Al2O3和 Fe2O3，在一定條件下可實(shí)現(xiàn)下圖所示的物質(zhì)之間的變化，據(jù)此判斷（1）固體B所含物質(zhì)的化學(xué)式為_。（2）固體E所含物質(zhì)的化學(xué)式為_ _。（3）反應(yīng)的離子方程式為_。Al2O3 （NH4）2SO4、K2SO4AlO2+2H2O+CO2 （過量） = Al(OH)3 +HCO3 或： 2AlO2+3H2O+CO2 （不足） = 2Al(OH)3 +CO32 第34頁/共45頁Al3+AlO2Al(OH)31234565“鋁三角”關(guān)系及其應(yīng)用寫出上述轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式：第35

18、頁/共45頁解析：本題涉及的化學(xué)反應(yīng)有：Mg+2H+=Mg2+H2 2Al+6H+=2Al3+3H2H+OH=H2O Mg2+2OH=Mg(OH)2Al3+3OH= Al(OH)3 Al(OH)3 + OH = AlO2+2H2O（1）n(Mg)+n(Al)= 0.1mol 2n(Mg)+3n(Al)+1mol/L0.16L=0.4mol， 解得：n(Mg)=0.06mol n(Al)= 0.04mol當(dāng)發(fā)生、時(shí)，消耗的堿為：n(NaOH)=2n(Mg)+4n(Al) =20.06mol40.04mol=0.28mol， 故V2= V1+ V(NaOH)=440mL【例7】將0.1 moL的鎂

19、、鋁混合物溶于100mL 2mol/L H2SO4溶液中，然后再滴入1 mol/L NaOH溶液。請(qǐng)回答（1)若在滴加NaOH溶液的過程中，沉淀質(zhì)量m隨加入NaOH溶液的體積V變化入圖所示。當(dāng)V1=160 mL時(shí)，則金屬粉末中n(Mg)= mol，V2= mL。0mV1V2V/mL0.06440 第36頁/共45頁（2)若在滴加NaOH溶液過程中，欲使Mg2+、Al3+剛好沉淀完全，則滴入NaOH溶液的體積V(NaOH)= mL【例7】將0.1 moL的鎂、鋁混合物溶于100mL 2mol/L H2SO4溶液中，然后再滴入1 mol/L NaOH溶液。請(qǐng)回答0mV1V2V/mL400 解析：(

20、2)當(dāng)剛好發(fā)生至、反應(yīng)時(shí)，消耗的堿為：n(NaOH)=2n(Mg)+3n(Al)=20.06 mol30.04mol=0.24mol，所需NaOH體積為0.24L。故V(NaOH)=160mL+240mL=400mL。第37頁/共45頁（3）若混合物仍為0.1mol，其中Mg粉的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為a，用100mL 2mol/L的硫酸溶解此混合物后，再加入450mL 1mol/L 的NaOH溶液，所得沉淀中無Al(OH)3。滿足此條件的a的取值范圍是 ?！纠?】將0.1 moL的鎂、鋁混合物溶于100mL 2mol/L H2SO4溶液中，然后再滴入1 mol/L NaOH溶液。請(qǐng)回答0mV1V2V/

21、mL解析：(3) 根據(jù)方程式計(jì)算 加入450mL 1mol/L 的NaOH溶液，完全反應(yīng)后 NaOH過量0.45mol 0.40mol=0.05mol。若要完全溶解Al(OH)3，則n Al(OH)3 0.05mol，1a 0.05mol解得：a1/2第38頁/共45頁【例8】 向含1molKAl(SO4)2的溶液中，滴加Ba(OH)2溶液。請(qǐng)分別以沉淀物質(zhì)的量n(mol)、沉淀質(zhì)量m(g)對(duì)Ba(OH)2的物質(zhì)的量x(mol)作圖 nx12xm12 第39頁/共45頁 n12nBa(OH)21.5122.512)(n2Ba OHm466427.51.5解析： 第40頁/共45頁寫出各階段反應(yīng)的離子方程式OA ；AB ；BC ；CD ?！纠?】在20.0mL 0.500mol/L的明礬溶液中，逐滴加入0.1mol/L的Ba(OH)