鎂和鋁的性質(zhì)

1、鎂和鋁的性質(zhì)二. 重點(diǎn)、難點(diǎn)1. 鎂和鋁的原子結(jié)構(gòu)比較。2. 鎂和鋁的單質(zhì)物理性質(zhì)比較（色、態(tài)、熔沸點(diǎn)、硬度、密度、延展性等）。3. 合金及其特點(diǎn)（定義、熔點(diǎn)等），鎂、鋁的重要用途。4. 鎂、鋁的化學(xué)性質(zhì)（與氧氣、硫、鹵素的反應(yīng)，與非氧化性酸、某些氧化物的反應(yīng)，鋁的鈍化，鋁與堿反應(yīng)），鋁熱反應(yīng)的有關(guān)知識(shí)，鋁的兩性。三. 知識(shí)分析：（一）金屬的物理性質(zhì)有金屬光澤、不透明、有導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性有延展性、多數(shù)具有較高熔點(diǎn)、較大硬度金屬可以根據(jù)其顏色、密度、存在形式可把金屬分為以下幾類：從顏色分：黑色金屬（Fe、Cr、Mn）有色金屬（除以上金屬外）從密度分：輕金屬（d <4.5g/cm-3）重金屬（

2、d > 4.5g/cm-3）從存在分： 常見金屬（Fe、Al、Cu）稀有金屬以上同學(xué)們對金屬應(yīng)有一定的認(rèn)識(shí)，下面我們通過學(xué)習(xí)鎂和鋁的性質(zhì)來深入了解金屬的性質(zhì)及用途。（二）合金1. 定義由兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）熔合在一起形成的具有金屬特性的物質(zhì)，合金屬于混合物。2. 合金的性質(zhì)特點(diǎn)一般說來，合金的熔點(diǎn)比其成分金屬都低，而在硬度、韌性等方面卻往往有其成分金屬所不具有的獨(dú)特的性質(zhì)。3. 鎂、鋁的合金簡介（三）鎂和鋁1. 原子結(jié)構(gòu)（1）原子結(jié)構(gòu)示意圖（2）電子式2. 物理性質(zhì)（1）共同點(diǎn)：均為銀白色，屬于輕金屬，熔點(diǎn)較低，硬度較小、有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性。（2）不同點(diǎn)：密度：鋁鎂

3、熔點(diǎn)、硬度：鋁鎂思考：a. 鎂和鋁分別位于元素周期表的第幾周期，第幾族？b. 分別畫出鎂和鋁的原子結(jié)構(gòu)示意圖，它們的原子結(jié)構(gòu)有哪些特點(diǎn)？c. 為什么鎂的化學(xué)性質(zhì)比鋁活潑？舉出幾個(gè)能說明鎂的化學(xué)性質(zhì)比鋁活潑的實(shí)驗(yàn)事實(shí)。3. 化學(xué)性質(zhì)：（1）與非金屬反應(yīng)：a. 鎂條在空氣中的燃燒 2Mg + O2 = 2MgO 3Mg + N2 = Mg3N2 b. 鋁在氧氣中的燃燒 4Al + 3O2 = 2 Al2O3（2）與酸的反應(yīng)：a. 與非氧化性酸反應(yīng)：Mg + 2H+ = Mg2+ + H22Al + 6H+ = 2Al3+ + 3H2b. 與氧化性酸反應(yīng)：鎂與濃硫酸、濃硝酸的反應(yīng)：Mg +

4、 2 H2SO4（濃）= MgSO4 + SO2 + 2H2OMg + 4HNO3（濃）= +2NO2 + 2H2O鋁與濃硫酸、濃硝酸發(fā)生鈍化 （3）鎂與水的反濃應(yīng)：Mg +2 H2O（沸水）=（4）鋁與堿的反應(yīng)：2Al + 2NaOH + 6H2O = 2NaAlO2 +3H2+ 4H2O還原劑：Al 氧化劑： H2O（5）鎂、鋁與某些氧化物的反應(yīng)：鎂條在二氧化碳里燃燒：2 Mg + CO2 = 2MgO + C 鋁熱反應(yīng)：2Al + Fe2O3 = Al2O3 +2Fe 鋁熱劑：鋁粉和某些金屬氧化物組成的混合物運(yùn)用：焊接鋼軌；可以用于冶煉工業(yè)，冶煉難熔金屬。（四）十二水

5、合硫酸鋁鉀俗稱明礬。明礬是無色晶體，易溶于水，發(fā)生水解產(chǎn)生絮狀，吸附能力很強(qiáng)，能吸附水里的雜質(zhì)，并形成沉淀，使水澄清，所以明礬常作凈水劑。（五）氫氧化鋁典型的兩性氫氧化物 注：（1）氫氧化鋁不能與弱酸、弱堿反應(yīng)。（2）實(shí)驗(yàn)室用氨水來制?。?）呈現(xiàn)兩性的原因： Al3 、AlO2、之間的轉(zhuǎn)化1. 向一定量AlCl3溶液中滴加NaOH溶液。 2. 向一定量NaOH溶液中滴加AlCl3 溶液 3. 向一定量NaAlO2 溶液滴加鹽酸溶液 4. 向一定量鹽酸溶液中逐滴加入NaAlO2 溶液 【典型例題】例1 下列敘述正確的是（ ）A. 黑色金屬顏色是黑色的。B. 在化學(xué)反應(yīng)中，鎂原子失去兩個(gè)電子，鋁原

6、子失去三個(gè)電子，所以鋁比鎂還原性強(qiáng)。C. 在金屬活動(dòng)性順序表中，銀排在氫后面，所以銀不能跟酸反應(yīng)。D. 鈉不能從硫酸銅溶液中置換出銅。答案：D解析：A. 錯(cuò)誤。因?yàn)殍F、鉻、錳是黑色金屬，而純鐵是一種銀白色金屬；之所以稱為黑色金屬是因?yàn)橥ǔＧ闆r下鐵中含雜質(zhì)碳等元素而呈黑色。B. 衡量金屬還原性的強(qiáng)弱的標(biāo)準(zhǔn)是金屬原子失去最外層電子的難易程度。鋁原子半徑小于鎂原子，而最外層電子數(shù)多于鎂原子，所以鋁原子失電子能力比鎂弱，鋁比鎂的還原性弱，因此，B錯(cuò)誤。C. 錯(cuò)誤。銀排在金屬活動(dòng)順序表中氫的后面，所以銀不能和非氧化性酸，例如：鹽酸、稀硫酸等反應(yīng)，但卻能和氧化性酸，例如：濃硫酸、硝酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成SO

7、2或NO、NO2氣體。D. 正確。鈉非?；顫姡紫群退磻?yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，所以Na不能置換出硫酸銅中的銅。發(fā)生反應(yīng)如下：例2 將相同質(zhì)量的鎂條分別在： 氧氣 空氣中 CO2中充分燃燒，所得固體產(chǎn)物的質(zhì)量排列順序正確的是（ ）A. B. C. D. 答案：D解析：Mg在氧氣中燃燒的反應(yīng)為，1mol Mg增重16g，在空氣中燃燒除上述反應(yīng)外，還有反應(yīng)，每摩爾Mg平均增重少于16g。在CO2中燃燒除生成MgO外還有固體炭生成，每摩爾Mg增重大于16g。例3 用鋁熱法還原下列氧化物，制得金屬各1mol，消耗鋁最少的是（ ）A. MnO2 B. WO3 C. Cr2O3 D. Co3O4答案：D解析

8、：用鋁熱法還原金屬氧化物時(shí)，Al作還原劑，金屬氧化物作氧化劑。在反應(yīng)中金屬氧化物被還原為單質(zhì)，顯然，在氧化物中金屬化合價(jià)愈高，變?yōu)閱钨|(zhì)時(shí)需獲得的電子愈多，消耗鋁愈多；金屬化合價(jià)愈低，得電子數(shù)愈少，耗鋁愈少。以上金屬氧化物中金屬的化合價(jià)分別為：、所以Co化合價(jià)最低，耗鋁最少。例4 有下列五種物質(zhì)：（1）MgCO3 （2）Mg3N2 （3）MgO （4）C （5），鎂條在空氣中燃燒時(shí)，其生成物是（ ）A. 有（2）（3）（4）B. 只有（3）C. 有（1）（2）（3）（4）D. 有（1）（2）（3）（5）答案：A解析：空氣的成分中含有氧氣、氮?dú)狻⒍趸嫉?，鎂條在空氣中燃燒時(shí)，不僅可以跟空氣中的氧

9、氣化合生成氧化鎂，而且還可以跟氮?dú)夥磻?yīng)生成少量的Mg3N2，跟二氧化碳反應(yīng)生成氧化鎂和碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 例5 有一不純的鎂條0.8g（雜質(zhì)不能燃燒，且不溶于鹽酸）。在空氣中充分燃燒，然后將生成物全部溶于50mL1.8molL的鹽酸中，當(dāng)往此溶液中加入0.2molL的氫氧化鈉溶液90mL時(shí)，正好中和了多余的鹽酸。如再加此堿溶液360mL時(shí)，不但能將其中的氯化鎂全部沉淀，并能放出氨氣134.4mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。計(jì)算鎂條的純度。答案：見解析解析：由于本題反應(yīng)式較多，故應(yīng)首先將條理順序理清。鎂帶在空氣中燃燒時(shí) 溶于過量的鹽酸中：最后加入適量氫氧化鈉：所以有如下關(guān)系式：3Mg Mg3N2 2NH

10、4Cl2NH33×2472 2 x 0.006然后根據(jù)Cl離子守恒可計(jì)算出與MgO反應(yīng)的鹽酸的量，從而得知與O2反應(yīng)的鎂的質(zhì)量。設(shè)與MgO反應(yīng)的鹽酸為y mol則：所以y = 0.048（mol）所以 1 2 所以鎂條的純度例6 金屬鈉和金屬鋁共mg，放入適量水中充分反應(yīng)共產(chǎn)生氫氣nL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）；試求原混合物中金屬鈉和金屬鋁各多少克？答案：見解析解析：此題弄清兩個(gè)問題即可迎刃而解。其一是鈉與水反應(yīng)放出氫氣同時(shí)生成NaOH；其二是生成的氫氧化鈉與鋁反應(yīng)放出H2，且存在一個(gè)過量問題的計(jì)算，結(jié)果導(dǎo)致此題出現(xiàn)兩組答案。若設(shè)金屬鈉為x g，金屬鋁為y g，由反應(yīng)式：2Na+2H2O=2NaO

11、H+H22Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2當(dāng)鋁過量時(shí)，用NaOH來計(jì)算H2的體積。 所以此時(shí)可列出方程組為：解之得當(dāng)NaOH過量時(shí)，用鋁來計(jì)算H2的體積，此時(shí)方程組為：解之得【模擬試題】（答題時(shí)間：45分鐘）1. 現(xiàn)代建筑的門窗框架、常用電解加工成古銅色的硬鋁制品。硬鋁是（ ）A. Al Si合金    B. Al Cu Mg Mn Si  合金   C. Al Mg合金   D. 表面有氧化膜的純鋁2. 下列各組物質(zhì)中，前一種與后二種物質(zhì)反應(yīng)后不能產(chǎn)生同一種氣體的是（ ）A. Al、N

12、aOH溶液、鹽酸    B. 、NaOH溶液、鹽酸C. H2O、Na2O2、F2         D. NaHCO3、NaHSO4溶液、鹽酸3. 把等質(zhì)量的金屬鎂分別放在足量的 氧氣中 氮?dú)庵?CO2氣體中 空氣中，完全燃燒后，得到的固體質(zhì)量依次是w1、w2、w3、w4，其中質(zhì)量關(guān)系一定正確的是（ ）A. w3 > w1    B. w2 < w1  C. w4 > w3  D. w4 > w14. 對鎂、鋁敘述

13、不正確的是（ ）A. 在化學(xué)反應(yīng)中，Al比Mg失電子多，所以Al的還原性比Mg強(qiáng)B. Mg可與NH4Cl溶液反應(yīng)產(chǎn)生H2，Al則不能與NH4Cl溶液反應(yīng)放出H2C. 鋁的熔沸點(diǎn)比鎂高，硬度比鎂大，是因?yàn)殇X中微粒間作用比鎂強(qiáng)D. 鋁可與NaOH溶液反應(yīng)，而鎂不能5. 能說明鎂比鋁還原性強(qiáng)的事實(shí)是（ ）A. Mg的價(jià)電子比鋁少    B. 鎂帶在空氣中和CO2中能燃燒，而鋁不能C. Mg遇濃硫酸不鈍化，而鋁鈍化    D. 鋁的硬度、延展性、熔點(diǎn)均比鎂大、好、高6. 甲、乙兩燒杯中分別加入等物質(zhì)的量濃度、等體積的H2SO4溶液，向甲燒杯中

14、加入mg Mg，向乙燒杯中加入mg Zn，完全反應(yīng)后，一燒杯中仍有金屬未溶解，則甲、乙燒杯中原來H2SO4的物質(zhì)的量（x）是（ ）A.     B.  C.    D. 7. 下列各組離子既能與鎂粉反應(yīng)，又能大量共存，且其溶液為無色溶液的是（ ）A. Ca2+、Cl、MnO4、Na+    B. K+、Cl、SO42、NH4+C. AlO2、Na+、Al3+、I      D. H+、Cl、Ba2+、NO38. 取1種鎂、鋁合金（含鎂、鋁、銅）1

15、0g，用足量鹽酸溶解后，剩余固體0.15g，在濾液中加入過量NaOH溶液，過濾后有沉淀3.625g，則此合金中含鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（ ）A. 1.5%    B. 15%    C. 3.625%     D. 36.25%9. 鋁熱劑中鋁的作用（ ）A. 催化劑    B. 氧化劑    C. 還原劑    D. 填充劑10. 鋁具有較強(qiáng)的抗腐蝕性，主要因?yàn)椋?）A. 鋁不活潑    B.

16、 具有兩性    C. 鋁與氧氣在常溫下不反應(yīng)D. 鋁表面在常溫下能形成一層致密的氧化物薄膜11. 兩份鋁屑，第一份與鹽酸反應(yīng)，第二份與NaOH溶液反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氣的體積比為1:2，則第一份與第二份鋁屑的質(zhì)量比為（ ）A.1:1    B.1:2     C.1:3     D. 2:112. 除去鎂粉中混有的少量鋁粉，可選用的溶液是（ ）A. 鹽酸    B. 硝酸    C. 氨水    D. 氫氧化鈉

17、溶液13. 能說明鎂比鋁還原性強(qiáng)的事實(shí)是（ ）A. 鎂原子的價(jià)電子數(shù)比鋁少B. 鎂帶能在空氣中和盛CO2的集氣瓶中燃燒，而鋁箔均不能C. 鎂遇冷濃硝酸和硫酸，表面不能鈍化，而鋁均能D. 鋁的硬度、延展性、熔點(diǎn)均比鎂大、好、高14. 某無色溶液能與鋁作用生成氫氣，則溶液中可能大量共存的離子組是（ ）A. H+、Ba2+、Mg2+、Cl B. Cl、CO32、Cu2+、Mg2+C. NO3、SO42、K+、H+ D. NO3、OH、Ba2+、Cl15. 根據(jù)下列框圖填寫下列空格（ ）（1） C是      ，D是    

18、60; ，G是        ，E是                 。 （2）寫出下列反應(yīng)的離子方程式：氧化物B+濃鹽酸：                     &#

19、160;                      。F的水溶液與E溶液：                          &#

20、160;                。H與NaOH溶液反應(yīng)：                                &

21、#160;     。（3）單質(zhì)C與濃硫酸共存的現(xiàn)象為：                              。16. 在SO2中點(diǎn)燃鎂條像在CO2中那樣燃燒，寫出燃燒反應(yīng)的化學(xué)方程式：      

22、60;     。17. 有A、B、C、D、E五種化合物，其中A、B、C、D是含鋁元素的化合物，F(xiàn)是一種氣體，標(biāo)準(zhǔn)狀況下對空氣的相對密度是1.103。且有下列反應(yīng)： A+NaOHD+H2O BA+H2O C+NaOH（適量）B+NaCl E+H2ONaOH+F C+D+H2OB。則A、B、C、D化學(xué)式分別為A           ，B           ，

23、C           ，D              。寫出4molC和6molE在水溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：                           。18. 有一不純的鎂條0.8g（雜質(zhì)不能燃燒，且不溶于鹽酸）在空氣中充分燃燒，然后全部溶于50 mL 1.8mol /L鹽酸中，當(dāng)往此溶液中加入0.2mol /L的NaOH