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高二化学-镁和铝(成都七中课件)


第四章

几种重要的金属

金属概论
一、金属分类
?轻金属: < 4.5g ? (cm) ?3 ],如:K、Ca、Na、Mg、Al … [ρ ? 按密度分? ?重金属: > 4.5g ? (cm) ?3 ],如:Cu、Zn、Ag、Au … [ρ ?

?黑色金属:Fe、Cr、Mn及其合金 按冶金分? ?有色金属:除Fe、Cr、Mn外的其它金属

?常见金属:Al、Fe、Na、Mg …… 按含量分? ?稀有金属:Zr、Hf ……

二、金属元素在周期表中的 位置及其结构特征 1、位置 、 2、原子结构特征 、 一般为1~3) 最外层电子数 (一般为 ) 较大) 原子半径 (较大) 注意: 注意: 特性:失电子, 特性:失电子,表 现 出还原性 金属元素有负价吗? 金属元素有负价吗? 的金属虽然最外层电子数较多, ① ⅣA、ⅤA、ⅥA的金属虽然最外层电子数较多,但它 、 、 的金属虽然最外层电子数较多 的原子半径都较大,电子层数较多, 们 的原子半径都较大,电子层数较多,最外层的电子也易 失去(或其中一部分失去),显示其金属性。 ),显示其金属性 失去(或其中一部分失去),显示其金属性。 典型金属( 、 除外 除外) ⅠA、ⅡA、ⅢA 典型金属(H、B除外) 、 、 副族和Ⅷ ② 副族和Ⅷ 族 过渡元素 ⅣA、ⅤA、ⅥA 表现出一定的非金属性 、 、

三、金属晶体及物理通性
金属原子因失去价电子而变成阳离子,这些阳离子 金属原子因失去价电子而变成阳离子, 紧密有序的堆集着。释出的价电子(自由电子) 紧密有序的堆集着。释出的价电子(自由电子)在 整个晶体中自由地运动, 整个晶体中自由地运动, 金属阳离子跟自由电子之间存在着较强的作用, 金属阳离子跟自由电子之间存在着较强的作用, 使金属离子相互结合成金属晶体 金属晶体。 使金属离子相互结合成金属晶体。 金属键

问:含金属阳离子的物质一定是离子化合物吗? 含金属阳离子的物质一定是离子化合物吗?

金属物理通性: 金属物理通性: 1、金属中除汞常温为液态外,其余 、金属中除汞常温为液态外, 均为固态;大多数金属呈银白色 大多数金属呈银白色。 均为固态 大多数金属呈银白色。 2、导电性 、 3、导热性 、 4、延展性 、

填空:自然界地壳中含量最多的金属元素是 铝 填空:自然界地壳中含量最多的金属元素是________, , 最活泼的金属是______,熔点最低的金属是_____________, 最活泼的金属是 铯 ,熔点最低的金属是 , 汞 钨 熔点最高的金属是_____________,导电性最好的金属是 银 , 熔点最高的金属是 ,导电性最好的金属是______, 延展性最好的金属是________,硬度最大的金属是 延展性最好的金属是 金 ,硬度最大的金属是__________。 。 铬

第一节

镁和铝

一、镁和铝的 物理性质及用途 镁、铝的用途很广泛,如镁、铝合金用以制造飞机, 铝的用途很广泛,如镁、铝合金用以制造飞机, 密度小、 密度小、质轻 主要原因是____________________;用镁制造照明弹,其 ;用镁制造照明弹, 主要原因是 镁在空气中燃烧, 原因是_______________________________。 原因是 镁在空气中燃烧,产生耀眼白光 。用铝制造导线 和电缆,其原因是 优良导电性和密度小 , 和电缆,其原因是___________________,铝还可制成铝箔 用以包装糖果、香烟等,是因为 铝具有优良的延展性 用以包装糖果、香烟等,是因为_______________________。 。

二、镁和铝的原子结构与化学性质

Mg +12 2 8 2

Al +13 2 8 3

Mg – 2e- → Mg2+ Al – 3e- → Al3+

Mg 失电子的能力比 Al 强

1、与非金属单质反应 、

2Mg+O2

点燃

2MgO

4Al+3O2

点燃

2Al2O3

Mg+Cl2

点燃

MgCl2

3Mg+N2

点燃

Mg3N2

2Al+3Cl2 △



2AlCl3

2Al+3S

Al2S3

2、与水反应 、 Mg 能与热水反应,Al 高温时与水蒸气反应 能与热水反应,

Mg+2H2O



Mg(OH)2+H2↑
高温

2Al+3H2O(g)

Al2O3+3H2

3、与酸反应 、 Mg、Al 均易与盐酸、稀硫酸反应置换酸中氢; 、 均易与盐酸、稀硫酸反应置换酸中氢; 与氧化性酸(硝酸、浓硫酸)反应通常不产生氢气; 与氧化性酸(硝酸、浓硫酸)反应通常不产生氢气; Al 被冷浓硝酸、冷浓硫酸钝化 被冷浓硝酸、 等质量的Mg、 与足量的盐酸反应,谁放出的H 的量多? 等质量的 、Al 与足量的盐酸反应,谁放出的 2的量多? 例:由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物 由锌、 10g,与足量的盐酸反应生成的氢气在标状况下为 ,与足量的盐酸反应生成的氢气在标状况下为11.2L,则 , 混合物中一定含有的金属是( C ) 混合物中一定含有的金属是( A、锌 B、铁 C、铝 D、镁 、 、 、 、 4、与碱反应 、 Mg 与碱不反应,Al 要反应 与碱不反应, 2Al + 2NaOH + 2H2O = NaAlO2 + 3H2↑
等质量的Al 与足量的盐酸和NaOH溶液反应,放出的 2的量比较 溶液反应, 等质量的 与足量的盐酸和 溶液反应 放出的H

5、与氧化物的反应反应 、

2Mg+CO2

高温

2MgO+C
Al2O3+2Fe
铝热反应 可用于冶炼难熔的 金属、焊接铁轨。 金属、焊接铁轨。

2Al+Fe2O3 2 3
铝热剂

高温

Al粉与金属活动性排在其后的 粉与金属活动性排在其后的 的混合物。 金属的氧化物所形成 的混合物。

三、镁、铝的重要化合物 1、镁和铝的氧化物 、 MgO 化学式 物理性质 化 学 性 质 碱性氧化物 (1)与热水部分反应 ) △

Al2O3 两性氧化物 (1)不与水反应 ) Al2O3+6H+=2Al3++3H2O

白色固体、熔点很高、 白色固体、熔点很高、难溶于水

MgO+H2O

) Mg(OH)2 (2)与酸反应

(2)与酸反应 ) ) MgO+2H+=Mg2++H2O (3)与强碱反应 Al2O3+2OH-=2AlO2 +H2O (3)不与碱反应 )

制法 用途

Mg(OH)2 MgCO3




MgO+H2O

MgO+CO2↑

2Al(OH)3



Al2O3+3H2O

耐火材料

耐火材料、 耐火材料、冶炼铝

2、镁和铝的氢氧化物 、
化学式 物理性质 Mg(OH)2 白色难溶于水的固体 具有难溶碱的通性 (1)与酸反应 ) Mg(OH)2+2H+=Mg2++ 化学性质 2H2O (2)不与碱反应 ) (3)受热分解 ) 具有两性氢氧化物通性 (1)与酸反应 ) Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O (2)与强碱反应 ) Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O (3)受热分解 ) Al(OH)3

Mg(OH)2
制法



MgO+H2O 2Al(OH)3



Al2O3+3H2O

Mg2++2OH-=Mg(OH)

Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓ = ↓ 2 +3NH4+

有两瓶试剂AlCl3、NaOH,不用 有两瓶试剂 , 其它试剂,如何鉴别出它们? 其它试剂,如何鉴别出它们? 中滴加NaOH ① 向AlCl3中滴加



中滴加AlCl3 向NaOH 中滴加

讨论: 溶液逐滴加入y溶液中 讨论:将x溶液逐滴加入 溶液中, 溶液逐滴加入 溶液中, 生成沉淀量与加入x溶液的关系如 生成沉淀量与加入 溶液的关系如 下图所示,符合图中所示情况是( 下图所示,符合图中所示情况是( C )

A、 、 B、 、 C、 、

x H2SO4 NaOH HCl

y NaAlO2 HCl和AlCl3 和 NaOH和NaAlO2 和 HCl

D、 NaAlO2和NaOH 、

Al Al3+ Al2O3 AlO? 2

Al(OH)3

AlO2-+2H2O+CO2=Al(OH)3↓+HCO3AlO2-+ HCO3- + H2O=Al(OH)3↓+CO32= 3、硫酸铝钾 (KAl(SO4)2 ) 、 KAl(SO4)2 = K+ + Al3+ + 2SO42- 复盐:由两种不同的金属阳离子(或铵离子) 复盐:由两种不同的金属阳离子(或铵离子) 和一种酸根离子组成的盐。 和一种酸根离子组成的盐。 问:如何证明明矾中含有哪些离子? 如何证明明矾中含有哪些离子? 首先取明矾晶体溶于水制成溶液, 首先取明矾晶体溶于水制成溶液,用试管取样三份 向一试样加入盐酸酸化的BaCl2,有白色沉淀, 有白色沉淀, ① 向一试样加入盐酸酸化的 表明有SO 表明有 42向一试样加入过量的氨水,产生白色沉淀,表明有Al ② 向一试样加入过量的氨水,产生白色沉淀,表明有 3+ ③ 另一试样作焰色反应,透过蓝色钴玻璃观察,呈紫色, 另一试样作焰色反应,透过蓝色钴玻璃观察,呈紫色, 表明有K 表明有 +

练习:有图示如下 纵座标表示生成 练习:有图示如下(纵座标表示生成 沉淀量,横座标表示加入试剂量 横座标表示加入试剂量) 沉淀量 横座标表示加入试剂量

A

B

C

D

E

在下面发生反应的空白处填写出上面对应图示的序号。 在下面发生反应的空白处填写出上面对应图示的序号。 B (1)向饱和石灰水中通入过量 )向饱和石灰水中通入过量CO2_________; ; C 溶液中加入过量氨水__________; (2)向AlCl3溶液中加入过量氨水 ) ; D ; 溶液中通入过量CO2_______; (3)向含少量 )向含少量NaOH的NaAlO2溶液中通入过量 的 溶液中逐滴加稀盐酸_______; (4)向含少量 )向含少量NaOH的NaAlO2溶液中逐滴加稀盐酸 E 的 ; 混合溶液中逐滴加NaOH溶液至过量 A 。 溶液至过量______。 (5)向MgCl2、AlCl3混合溶液中逐滴加 ) 溶液至过量

四、合金 合金:几种金属(或金属与非金属) 合金:几种金属(或金属与非金属) 熔合而成具有金属特性的物质。 熔合而成具有金属特性的物质。 通常合金的性质有以下规律: 通常合金的性质有以下规律: 1、熔点:合金低于单组分金属。 、熔点:合金低于单组分金属。 2、硬度、强度及机械加工性能:合金高于单组分金属。 、硬度、强度及机械加工性能:合金高于单组分金属。 3、导电性:合金低于单组分金属。 、导电性:合金低于单组分金属。 练习1:下列叙述中正确的是( D ) 练习 :下列叙述中正确的是( A、金属都是高熔点、银白色晶体 、金属都是高熔点、 B、含阳离子的晶体中一定含有阴离子 、 C、能导电传热的物质一定是金属 、 D、金属晶体中的自由电子为整个晶体中的阳离子所共有 、

2、某单质X能从盐溶液中置换出 , 、某单质 能从盐溶液中置换出 能从盐溶液中置换出Y, 由此说明( 、 由此说明(C、D) A、 若X是金属,则Y也一定是金属 是金属, 、 是金属 也一定是金属 B、X的氧化性一定比 强 的氧化性一定比Y强 、 的氧化性一定比 C、若X是金属,说明Xn+离子氧化性比 是金属, 、 是金属 ym+离子氧化性弱 D、若X是非金属,则Y一定不可能是金属 是非金属, 、 是非金属 一定不可能是金属 3、 X、Y、Z、R四种金属,只有 能与冷水反应;X、Y、Z 、 、 、 、 四种金属 只有Z能与冷水反应 四种金属, 能与冷水反应; 、 、 能与盐酸作用, 易被冷浓硝酸钝化 高温X能从 易被冷浓硝酸钝化; 能从Y的氧化物 能与盐酸作用,X易被冷浓硝酸钝化;高温 能从 的氧化物 中置换出Y; 浸入 的盐浓液中, 表面能析出 浸入R的盐浓液中 表面能析出R, 中置换出 ;Y浸入 的盐浓液中,Y表面能析出 ,下列关于 这四种金属的叙述中不正确的是( 这四种金属的叙述中不正确的是( C ) A、 R一定排金属活动顺序中 后的重金属 、 一定排金属活动顺序中H后的重金属 一定排金属活动顺序中 B、 这四种金属活动顺序为 、X、Y、R 、 这四种金属活动顺序为Z、 、 、 C、 X一定是铁 、 一定是铁 D、X、Y高温下都能与水蒸气反应产生 2 高温下都能与水蒸气反应产生H 、 、 高温下都能与水蒸气反应产生

讨论:天平两盘各放一烧杯, 讨论:天平两盘各放一烧杯,两杯中 各盛有n 的稀硫酸100 mL,调节 各盛有 mol/L的稀硫酸 的稀硫酸 , 天平平衡后,向左杯中加入m 镁 天平平衡后,向左杯中加入 g镁,右 杯中加入w 铝 充分反应后, 杯中加入 g铝,充分反应后,天平仍 处于平衡状态。关于m和 的下列叙述 处于平衡状态。关于 和w的下列叙述 与关系式中, 与关系式中,不正确的是 (D ) A、当两杯中酸均完全反应时:m=w 、当两杯中酸均完全反应时: B、当两种金属均完全反应时:33m=32w 、当两种金属均完全反应时: C、当一杯中酸有剩余,另一杯中金属有 、当一杯中酸有剩余, 剩余时: 剩余时:11m = 12(w -0.2n) D、当一杯中酸完全反应,另一杯中金属完全反应时: 、当一杯中酸完全反应,另一杯中金属完全反应时: 9(m-0.2n) = 8w


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