《鎂鋁及其化合物》PPT課件

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1、鎂、鋁及其化合物 課標(biāo)要求： 1、了解鋁等金屬及其化合物的主要性質(zhì) 2、能列舉合金材料的重要應(yīng)用 具體要求： 1、了解鎂的性質(zhì) 2、掌握鋁的化學(xué)性質(zhì)，了解鋁的重要化合物 3、了解金屬的通性，金屬冶煉的一般原理 4、初步了解合金的概念和常見的金屬材料,+2,+3,1、鎂和鋁的原子結(jié)構(gòu),2、鎂和鋁的物理性質(zhì),注：鎂的硬度比鋁小，熔、沸點(diǎn)比鋁低，是由于金屬鎂中金屬鍵比金屬鋁中的金屬鍵弱的緣故。,銀白色固體,很軟,較軟,1.74,2.7,645,660.4,1090,2467,良好,良好,練習(xí): 鋁鎂合金因堅(jiān)硬、輕巧、美觀、潔凈、易于加工而成為新型建筑裝潢材料，主要用于制作窗框、卷簾門、防護(hù)欄等。下列

2、與這些用途開關(guān)的性質(zhì)是 ( ) A 強(qiáng)度大 B 不易生銹 C 密度小 D 導(dǎo)電性好,D,Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2,不反應(yīng),Mg+2H+= Mg2++H2,2Al+6H+= 2Al3++3H2,3、鎂和鋁的化學(xué)性質(zhì),Mg+2NH4+=Mg2++H2+2NH3 ,2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu,不反應(yīng),2Al+2OH-+2H2O = 2AlO2-+3H2,（1）鎂、鋁與非氧化性酸反應(yīng)，生成氫氣；與氧化性酸反應(yīng)時(shí)，不生成氫氣，生成非金屬氧化物。,注意：,（2）鋁在常溫下，遇濃硫酸、濃硝酸時(shí)，表面生成一層致密的氧化膜，阻止金屬與酸的繼續(xù)反應(yīng)即鈍化。,（3

3、）在與氧化物反應(yīng)時(shí)，鎂側(cè)重于與CO2、SO2等非金屬氧化物反應(yīng)，而鋁側(cè)重于與金屬氧化物反應(yīng)。,（4）在與酸性鹽溶液反應(yīng)時(shí)，鎂側(cè)重于生成氫氣；鋁側(cè)重于發(fā)生置換反應(yīng)。,（5）鋁熱反應(yīng)是指工業(yè)上用鋁粉來還原金屬氧化物，得到金屬單質(zhì)的一類反應(yīng)，其反應(yīng)原理是利用了鋁的還原性反應(yīng)放出的熱量。鋁熱劑是指鋁粉和被還原的金屬氧化物的混合物，鋁熱反應(yīng)主要用于冶煉稀有金屬、野外焊接鋼軌等。,化合態(tài),化合態(tài),地殼和海水中,鋁土礦中,制合金,制合金、導(dǎo)線等,4、鎂、鋁的制備及用途,鋁,鎂,5、氧化鎂和氧化鋁,從鋁土礦中提取,,白色固體，熔點(diǎn)高，密度小,MgO+H2O=Mg(OH)2,反應(yīng)很慢,不溶解，也不反應(yīng),MgO+

4、2H+=Mg2++H2O,Al2O3+6H+=2Al3++3H2O,不反應(yīng),Al2O3+2OH_=2AlO2_+H2O,6、氫氧化鎂和氫氧化鋁,(1)Mg(OH)2是一種難溶于水的中強(qiáng)堿,能使酚酞 溶液變?yōu)闇\紅色 跟酸反應(yīng) 熱穩(wěn)定性差 可溶于銨鹽溶液中 (2)AI(OH)3是一種難溶的白色膠狀物質(zhì),不能使酚 酞變色,它是典型的兩性氫氧化物,Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O,Mg(OH)2+2NH4+=Mg2++2NH3+2H2O,AI(OH)3+3H+=AI3++3H2O,AI(OH)3+OH-=AIO2-+2H2O,Al3++3OH- Al(OH)3 H++AlO2-+

5、H2O,練習(xí): 1、為除去鍍?cè)阡X表面的銅鍍層，可選用的試 劑是 （ ） A 稀硝酸 B 濃硝酸 C 濃硫酸 D 濃鹽酸 2、用鋁鹽制取氫氧化鋁最好加___________, 離子反應(yīng)方程式為_______________________ 用偏鋁酸鹽制氫氧化鋁最好通入___________, 離子反應(yīng)方程式為____________________________。,B,氨水或偏鋁酸鹽,Al3++3NH3 H2O =Al(OH)3+3NH4+,,CO2或鋁鹽,2AlO2-+CO2+2H2O=2Al(OH)3+CO32-,3、將氯化鋁和氫氧化鈉溶液等體

6、積混合，得到的沉淀物中鋁元素的質(zhì)量與溶液中所含鋁元素的質(zhì)量相等，則氯化鋁和氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度之比可能為 （ ） A 1：3 B 2：3 C 1：4 D 2：7 4、用稀硫酸、氫氧化鈉溶液和鋁為原料制取氫氧化鋁，甲、乙、丙三個(gè)學(xué)生制備途徑分別是： 甲：AlAl2(SO4)3 Al(OH)3 乙：Al NaAlO2 Al(OH)3 丙： AlAl2(SO4)3 Al NaAlO2,BD,,,Al(OH)3,5、若要得到等質(zhì)量的Al(OH)3,則（ ） A 三者消耗的原料相等 B 甲消耗的原料最多 C 乙消耗的原料最少 D 丙消耗的原料最少,BD,6、不用其他儀器和

7、試劑，僅用試管和膠頭滴管無法鑒別的兩種溶液是（ ） A Al2(SO4)3、KOH B Na2CO3、HCl C NH3 H2O、AgNO3 D NaCl、AgNO3,D,7、鎂鹽氯化鎂,氯化鎂是工業(yè)制鎂的原料，存在于海水曬鹽后留下的苦鹵、光鹵石（KCl MgCl2 6H2O)中,與堿反應(yīng)生成沉淀。用于制金屬鎂、消毒劑、冷凍鹽水、陶瓷，并用于填充織物、造紙等方面。其溶液與氧化鎂混合，可成為堅(jiān)硬耐磨的鎂質(zhì)水泥。,英文名稱為magnesium chloride?；瘜W(xué)式MgCl2，是由74.54%的氯和25.48%的鎂組成的，式量95.22。呈無色六角晶體。密度2.3162.33g/cm3。熔

8、點(diǎn)714。沸點(diǎn)1412。通常含有六個(gè)分子結(jié)晶水，即MgCl26H2O，易潮解。為單斜晶體，有或者咸味，有一定腐蝕性。其密度1.569g/cm3，熔點(diǎn)116118，同時(shí)分解。溶于水，加熱時(shí)失水和氯化氫而成氧化鎂。,8、鋁鹽明礬,化學(xué)式： 電離方程式： 屬類：復(fù)鹽（兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成的化合物） 凈水原理 化學(xué)性質(zhì),KAl（SO4）2 12H2O,KAl（SO4）2=K++Al3++2SO42-,Al3++3H2O Al（OH）3+3H+,膠體吸附雜質(zhì)凈水,兼有Al3+和SO42-的性質(zhì),向明礬溶液中滴入Ba(OH)2溶液,當(dāng)Al3+恰好完全 沉淀時(shí),此時(shí)沉淀的物質(zhì)的量最大;

9、向明礬溶液中滴入Ba(OH)2溶液,當(dāng)SO42-完全沉淀 時(shí),此時(shí)沉淀的質(zhì)量最大,2Al3++3SO42-+3Ba2++6OH- = 2Al(OH)3 +3BaSO4 ,2Al3++4SO42-+4Ba2++8OH- = 2AlO2- +4BaSO4 +2H2O,鋁鹽的性質(zhì)： 水溶液顯酸性，與堿反應(yīng)，與AlO2-、S2-、CO32-等發(fā)生雙水解反應(yīng)。,練習(xí): 把Ba(OH)2溶液滴入明礬溶液中,使SO42-全 部轉(zhuǎn)化成BaSO4沉淀,此時(shí)鋁元素的主要存在 形式是 ( ) A Al3+ B Al(OH)3 C AlO2- D Al3+和Al(OH)3,

10、C,(1)溶于水的強(qiáng)堿弱酸鹽 (2)可與酸反應(yīng)，生成鋁酸（氫氧化鋁） NaAlO2HCl+H2O==NaCl+Al(OH)32NaAlO2CO2+3H2O==Na2CO3+2Al(OH)3 (3)與NH4+、Al3+、Fe3+發(fā)生雙水解反應(yīng),3AlO2-+Al3++6H2O==4Al(OH)3,9、 NaAlO2的性質(zhì),10、鋁及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化,如何實(shí)驗(yàn)下列轉(zhuǎn)化關(guān)系？,Al(OH)3,Al3+,AlO2-,,,,,,,(1),(6),(5),(4),(3),(2),鋁三角,(1)加堿 Al3+ + 3OH- = Al(OH)3 Al3+ + 3NH3.H2O = Al(OH)3 + 3

11、NH4+ (2)強(qiáng)堿 Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O (3)強(qiáng)堿 Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2O (4)酸 AlO2- + H+ + H2O = Al(OH)3 AlO2CO2 + 2H2O =HCO3+ Al(OH)3 (5)強(qiáng)酸 Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O (6)強(qiáng)酸 AlO2- + 4H+ = Al3+ + 2H2O,鋁三角的應(yīng)用,制取Al(OH)3 Al3+的水解： 離子共存問題：Al3+與OH-、S2-、AlO2-、HCO3-、CO32-因生成沉淀或發(fā)生雙水解反應(yīng)而不能大量共存；AlO2-與H+、

12、NH4+、Al3+、Fe3+等不能大量共存。,Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+,Al3+ +3NH3 H2O = Al(OH)3+ 3NH4+,AlO2+ CO2 +2H2O = HCO3+ Al(OH)3,12、幾個(gè)基本圖象,（1）向鋁鹽中加入強(qiáng)堿,離子反應(yīng)方程式,Al3++3OH- = Al(OH)3,Al(OH)3+OH- = AlO2-+2H2O,總離子反應(yīng)方程式,Al3++4OH- = AlO2-+ 2H2O,（2）向強(qiáng)堿中滴入鋁鹽,離子反應(yīng)方程式,Al3++4OH- = AlO2-+ 2H2O,Al3++ 3AlO2- +6H2O= 4 Al(OH)3,總離子反應(yīng)

13、方程式,Al3++3OH- = Al(OH)3,（3）向偏鋁酸鹽中滴入強(qiáng)酸,,離子反應(yīng)方程式,AlO2-+H++H2O = Al(OH)3,Al(OH)3+3H+ = Al3++3H2O,AlO2-+4H+ = Al3++2H2O,總離子反應(yīng)方程式,（4）向鹽酸中滴入偏鋁酸鹽,,離子反應(yīng)方程式,AlO2-+4H+ = Al3++2H2O,3AlO2-+Al3++6H2O = 4Al(OH)3,總離子反應(yīng)方程式,AlO2-+H++H2O = Al(OH)3,以生成沉淀的物質(zhì)的量為縱坐標(biāo),以加入的物 質(zhì)的物質(zhì)的量為橫坐標(biāo)畫出下列反應(yīng)的圖象 向氯化鋁溶液中逐漸滴加氨水至過量 向偏鋁酸鈉溶液中通入二氧

14、化碳至過量 向氯化鎂、氯化鋁和鹽酸的混合溶液中逐 滴加入氫氧化鈉溶液至過量 向明礬溶液中滴加氫氧化鋇溶液至過量 向氯化鎂、氯化鋁混合溶液中先加氫氧化 鈉溶液，后加鹽酸（氫氧化鈉和鹽酸等體積）,,,,,,向氯化鋁溶液中逐漸滴加氨水至過量,,向偏鋁酸鈉溶液中通入二氧化碳至過量,,向氯化鎂、氯化鋁和鹽酸的混合溶液中逐 滴加入氫氧化鈉溶液至過量,,向明礬溶液中滴加氫氧化鋇溶液至過量,,向氯化鎂、氯化鋁混合溶液中先加氫氧化 鈉溶液，后加鹽酸（氫氧化鈉和鹽酸等體積）,,,,,,1,,5,,氫氧化鋁的兩性及圖象分析,,,,,先產(chǎn)生白 色沉淀， 后消失,Al3++3OH-=,產(chǎn)生白色 沉淀,Al3++3NH3

15、H2O= Al(OH)3+3NH4+,先無沉 淀，最終 生成白色 沉淀,Al3++4OH-=,Al(OH)3,Al(OH)3+ OH= AlO2-+2H2O,Al3++ 3AlO2-+6H2O,AlO2-+2H2O,=4Al(OH)3 ,,,先產(chǎn)生白 色沉淀， 后消失,AlO2-+H++H2O= Al(OH)3 ,產(chǎn)生白色 沉淀,AlO2-+CO2+2H2O= Al(OH)3+HCO3-,先無沉 淀，最終 生成白色 沉淀,AlO2-+4H+ =,Al(OH)3+3H+=,Al3++ 3H2O,Al3++ 3AlO2-+6H2O,Al3++2H2O,=4Al(OH)3,1.下列物質(zhì)中既能跟稀H2

16、SO4反應(yīng), 又能跟氫氧 化鈉溶液反應(yīng)的是 NaHCO3(NH4)2S Al2O3 Al(OH)3 Al AB C D全是,課堂練習(xí),D,2. 在兩個(gè)燒杯中，各加入相同體積3mol/L的 H2SO4溶液，隨后分別置于天平左右兩個(gè)托盤 上，調(diào)節(jié)天平，使之平衡。此時(shí)向兩燒杯中分 別加入10.8g鎂、鋁，反應(yīng)完畢后，天平兩端將 會(huì) A.不平衡，放鋁的一端托盤上升 B.不平衡，放鎂的一端托盤上升 C.仍保持平衡 D.無法確定,課堂練習(xí),D,,課堂練習(xí),3.（2002年江蘇）等體積、等物質(zhì)的量濃度的 硫酸、氫氧化鈉溶液分別放在甲、乙兩燒杯 中，各加等質(zhì)量的鋁，生成氫氣的體積比為

17、 5 : 6，則甲、乙兩燒杯中的反應(yīng)情況可能是,A.甲、乙中都是鋁過量 B.甲中鋁過量，乙中堿過量 C.甲中鋁過量，乙中堿過量 D.甲中酸過量，乙中堿過量,B,4. 下列各組物質(zhì)的稀溶液相互反應(yīng)，無論是 前者滴入后者，還是后者滴入前者，反應(yīng)現(xiàn) 象都相同的是 A. NaHSO4和Ba(OH)2 B. AlCl3和NaOH C. NaAlO2和H2SO4 D. Ba(HCO3)2和Ba(OH)2,AD,課堂練習(xí),5. 用稀硫酸、NaOH和鋁為原料制取Al(OH)3， 甲、乙、丙三個(gè)學(xué)生分別用三種不同的途徑制備：,丙：,,,H2SO4,NaOH,,,Al(OH)3,若要制得等

18、量的Al(OH)3，則（ C ） A. 乙消耗的原料最少 B. 三者消耗原料相同 C. 丙消耗原料最少 D. 甲、乙消耗原料相同,6. 含有1molMg2+和1molAl3+的混合溶液，現(xiàn)依次加入 NaOH溶液，1molHCl，通入CO2氣體，請(qǐng)根據(jù)圖象 中曲線的變化情況，寫出各步反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式。,,,,,,,,,,,,,,,5 6 7 8 9 10,O,沉淀的物質(zhì)的量/mol,加入物質(zhì)的量/mol,,,2,1,解析,反應(yīng)的離子方程式分階段分別為： OA段：Mg2++2OH- = Mg(OH)2 AB段：Al(OH)3+OH- = AlO2-+2H2O CD段：H++OH-

19、 = H2O DE段：2AlO2-+CO2+3H2O = 2Al(OH)3+CO32- EF段：CO32-+CO2+H2O = 2HCO3-,Al3++3OH- = Al(OH)3,7. 往10mL 1mol/LAlCl3加入1mol/LNaOH 溶液，得沉淀0.26克，則所加氫氧化鈉溶 液的體積是多少？,（2 : 1）,8. 向某含Mg2+和Al3+ 的溶液中，逐滴加入 NaOH 溶液，產(chǎn)生 沉淀質(zhì)量與所加氫氧 化鈉溶液體積的關(guān)系 如圖所示，求原溶液 中的Mg2+和Al3+物質(zhì) 的量之比。,,,,,,,,m/g,1.75mol/L,2.7,85%,12%,3%,1.625

20、,10把由NaOH、AlCl3、MgCl2三種固體組成 的混合物溶于足量水中，有0.58g白色沉淀， 在所得的濁液中逐漸加入0.5mol/L鹽酸，加入 鹽酸的體積與生成沉淀的質(zhì)量關(guān)系如圖所示， 求：(1)混合物中各成分的質(zhì)量； (2)P點(diǎn)所示的鹽酸的體積。,（1）m(MgCl2)=0.95g；m(AlCl3)=1.335g ； m(NaOH)= 2.6g （2）130mL,從鋁土礦中制備鋁,（1）鋁土礦成分 （2）方法： （3）工藝流程,Al2O3、Fe2O3、SiO2、H2O,酸溶法,堿溶法,Al2O3 Fe2O3 SiO2,鋁土礦,,,過量HCl,SiO2,Al3+ Fe3+,,過量NaOH,Fe(OH)3,AlO2-,,過量CO2,Al(OH)3,,加熱,Al2O3,,熔融電解,Al,過量NaOH,Fe2O3,AlO2- SiO32-,,過量HCl,H2SiO3,Al3+,,過量氨水,Al(OH)3,,加熱,注:,Al2O3是一種高熔點(diǎn)(2045)化合物,電解時(shí)需將Al2O3熔化,條件要求很高。為了使Al2O3在較低溫度下熔化、電解，往往在Al2O3中加入冰晶石(Na3AlF6),從而使Al2O3在1000 時(shí)即熔化、電解。冰晶石為熔劑。 電解鋁工業(yè)生產(chǎn)的原理是： 說明：Al2O3是離子化合物，電解時(shí)用石墨作電極，陰、陽兩極分別生成鋁和氧氣。,,