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1 镁铝及其化合物 一、物理性质 银白色固体、镁的硬度、熔点均低于铝，是由于二者的金属键强度不同造成的。 二、原子结构 镁的第一电离能高于铝，由原子结构决定的。 三、化学性质 1. 与非金属反应 2Mg +O2=（点燃） 2MgO 4Al +3O 2=（） 2 Al2O3 Mg+Cl2= （点燃） MgCl2 4Al+3Cl2=（） 2AlCl3 Mg + S= （） MgS 2Al + 3S=（） Al2S3 3Mg+ N2=（） Mg3N2 不反应 镁与铝在常温下均可生成致密的氧化膜，保护金属。 镁在空气中点燃，可与N2、O2、CO2反应。 2. 与酸反应 Mg + 2H+ = Mg 2+ + H 2（与硝酸反应复杂，浓度不同，还原产物不同） 2Al + 6H+ = 2Al 3+ + 3H 2（常温下遇浓硝酸、冷的浓硫酸钝化） 3. 与沸水反应 Mg +H2O= （） Mg（OH ）2+H2 Al不反应，铁与沸水也可反应。 4. 与氧化物反应 2Mg + CO 2=（点燃）2MgO + C 2Al+Fe3O4=（高温） 2Fe+ Al2O3 5. 与碱反应 镁不反应 2Al + 2H2O +2NaOH =2NaAlO2 + 3H2 四、氧化镁与氧化铝（两性氧化物） 1. 物理性质 白色固体、密度小、熔点高，用于生产耐火、耐高温材料。 2. 化学性质 与水反应： MgO+H2O=Mg （OH ）2 很慢不反应 与酸反应： MgO+2H+=Mg 2+H 2O Al2O3+ 6H+=2Al 3+3H 2O 与碱反应：不反应 Al 2O3+ 2OH+=2AlO2 - +H2O 五、氢氧化铝与氢氧化镁 2 1. 物理性质 氢氧化镁是难溶的中强碱，能使酚酞变红。 氢氧化铝是一种白色胶状难溶物，不能使酚酞变色。 2. 化学性质 分解反应： Mg （OH ）2=（） MgO+ H2O 2Al(OH)3=（） Al2O3+3H2O 与酸反应： Mg （OH ）2+2H+=Mg 2+2H 2O Al(OH)3 + 3H+ = Al 3+ + 3H20 与碱反应：Al(OH)3 +OH -=AlO2-+2H 2O 不反应 溶解性： Mg（OH ）2+2NH4 +=2Mg2+2NH 3+2H20 即可溶于浓NH4Cl 中 Al(OH)3不溶于 氨水 六、具有两性的物质 1. 两性氧化物如Al2O3 2. 两性氢氧化物如Al(OH)3 3. 单质如 Al 4. 弱酸的铵盐如（NH4）2S、 （NH4）2CO3、NH4AC 。 5. 多元弱酸 的酸式盐如NaHCO 3、NaHSO3。 6. 氨基酸 七、氯化镁、氯化铝、明矾 1. 氯化镁：通常含有六个分子的结晶水，即MgCl2·6H2O，易潮解，置于干燥空气中会 风化而失去结晶水。工业制镁的原料，离子化合物为离子晶体。与碱反应、水解、电解。 2. 氯化铝：白色的结晶或粉末、有强烈的氯化氢气味。在潮湿空气中发烟、极易吸湿。 共价化合物为分子晶体，在常压下于177.8升华而不熔融。平面三角形构型。 AlCl3+3NH3· H2O=Al(OH)3 +3NH4Cl 3. 明矾 白矾、明矾、KAl(SO4)2· 12H2O 、复盐、净水原理。 八、铝三角 1. 方程式： AlCl3 + 3NH3·H2O=Al(OH)3+3NH4Cl 3 Al(OH)3 + 3HCl=AlCl3 + 3H2O NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3 CO2+2NaAlO2+3H2O=2Al(OH)3+Na2CO3 Al(OH)3 + NaOH=NaAlO2 + 2H2O AlCl3+4NaOH = NaAlO2+3NaCl+2H2O NaAlO2+4HCl=AlCl3+2H2O 2. 制备 Al(OH)3 AlCl 3 + 3NH3·H2O=Al(OH)3+3NH4Cl CO2+2NaAlO2+3H2O=2Al(OH)3+Na2CO3 3. 离子共存 与 Al 3+不能共存的阴离子： OH-、AlO2 - 、HS-、CO3 2-、HCO 3- 、SO3 2- 。 如：Al2(SO 4)3+6NaHCO3=3Na2SO4+2Al(OH)3+6CO2 2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 6NaCl + 2Al(OH)3 + 3CO2 与 AlO2 -不能共存的阳离子： Al 3+、H+、NH 4+、Fe3+。 4. 反应顺序 Al3+ 、NH4+ 、H+溶液中加入NaOH ：H+ Al3+ NH4+ Al(OH)3 AlO2- 、CO3 2-、OH-溶液中加入 HCl：OH-AlO2- CO3- CO3 2- HCO 3- Al(OH)3 5. “铝三角”转化关系中的图象问题 向 AlCl3溶液中滴加NaOH 溶液直到过量 向 NaOH溶液中滴加AlCl 3溶液直至过量 向 AlCl3溶液中滴加稀氨水直至过量 4 向 NaAlO2溶液中滴加稀盐酸直至过量 向稀盐酸中滴加NaAlO2溶液直至过量 向 NaAlO2溶液中通入CO2气体直至过量 九、 Al 的冶炼 1.原料：铝土矿（Al2O3· H2O 、Al2O3· 3H2O、 Fe2O3、SiO2） 2.原理： Al 2O3=（电解、熔融）4Al+3O 2 例题 1： （2011 山东高考12）Al 、Fe、Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是 A. 三者对应的氧化物均为碱性氧化物 B. 三者的单质放置在空气中均只生成氧化物 C. 制备 AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法 5 D. 电解 AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液是阴极上依次析出Cu、Fe、 Al 例题 2： （2011 广东高考10）某同学通过系列实验探究Mg及其化合物的性质，操作正确且 能达到目的的是 A. 将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁片于其中探究讨Mg的活泼性 B. 将 NaOH 溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成 C. 将 Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀 D. 将 Mg(OH)2沉淀转入表面皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体 例题 3： （2009 江苏高考）化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是 A明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化 B. 在海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀速率 C. MgO 的熔点很高，可用于制作耐高温材料 D. 电解 MgCl2饱和溶液，可制得金属镁 例题 4：出土的锡青铜（铜锡合金）文物常有Cu2(OH)3Cl 覆盖在其表面。下列说法正确的是 A. 锡青铜的熔点比纯铜高 B在自然环境中，锡青铜中的锡对铜起保护作用 C锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快 D生成 Cu2(OH)3Cl 覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程 例题 5：将 a mol 的 NaOH 溶液逐滴加入到b mol 的 AlCl3的溶液中，沉淀逐渐增多，后又逐 渐减少，但最终仍有剩余，则剩余沉淀的物质的量为（） A.a/3 mol B.bmol C.(4b-a) mol D.(4a-b)mol 例题 6：有一澄清透明的溶液，只可能含有大量的Fe 3、Fe2、H、 AlO 2、 Al 3、CO 3 2 、 NO3 七种离子中的几种，向该溶液中逐滴加入一定量 1 mol?L 1 NaOH 溶液的过程中，开始没 有沉淀，而后才有沉淀。则下列判断正确的是 A溶液中可能含有AlO2 B溶液中可能含有NO3 C溶液中一定不含Fe 2和 Fe3 D溶液中可能含有Fe 3，但一定不含 Fe 2 例题 7：某烧杯中盛有含0.1mol (NH 4)Al(SO4)2的溶液，现向其中缓缓加入2mol?L 1 NaOH 溶液 200mL ，使其充分反应，此时烧杯中铝元素的存在形式为 6 AAl 3和 Al(OH) 3 B Al(OH)3 CAlO2 和 Al(OH) 3DAlO2 例题 8：常温下，下列溶液中可能大量共存的离子组是( ) A加入金属镁能产生H2的溶液中： Na+、Fe 3+、SO 4 2- 、NO3- B含有大量Fe 2+的溶液中： K+、Mg2+、ClO、SO 4 2- C能使 Al3+生成沉淀的溶液中：NH4+、Na+、SiO3 2、HCO 3 D水电离产生的c(OH ) 1×10 10mol/L 的溶液中： Al3+、SO 4 2、NO 3 、Cl 例题 9：在 Al2（SO4）3、K2SO4和明矾的混合液中，若硫酸根离子浓度为0.2mol/L ，当加入 等体积的0.2mol/L的 KOH溶液时，生成的沉淀恰好溶解，则原混合物中K+的物质的量浓度 为多少？ A.0.2mol/L B.0.25mol/L C.0.45mol/L D.0.225mol/L 例题 10：等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两容器中,各加入 等质量的铝 , 生成氢气的体积比为56。则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是( ) A.甲、乙中都是铝过量 B.甲中铝过量 , 乙中碱过量 C.甲中酸过量 , 乙中铝过量 D.甲中酸过量 , 乙中碱过量 例题 11：将 5.1 g 镁和铝投入500 ml 2 mol/L的盐酸中，生成氢气0.5 g ，金属完全溶解： 再加入 4 mol/L的 NaOH 溶液： （1）若要使生成的沉淀最多，则应加入NaOH 溶液的体积是（） A. 200 ml B. 250 ml C. 425 ml D. 560 ml (2) 生成沉淀的质量最多是（） A.22.1 g B. 8.5 g C. 10.2 g D. 13.6 g 例题 12：将 K2SO4和 Al2(SO4)3和 KAl(SO4)2三种混合溶液加H2SO4酸化。测得C(SO4 2- )=0.105 mol/L ，C(Al 3+)=0.055 mol ，pH=2.0( 假设 H2SO4完全电离为H+和 SO4 2- ) 则 C（K+）为： A. 0.045 mol/L B. 0.035 mol/L C. 0.055 mol/L&bsp D. 0.040 mol/L 例题 13：将 4.6 g Cu 和 Mg完全溶于浓硝酸溶液中，反应中硝酸的还愿产物为4480 ml NO2 气体和 336 ml N2O4气体 ( 标准状况下 ) ，反应后的溶液中，加入过量NaOH溶液，生成沉淀的 质量为 ( ) A.9.02 g B.8.51 g C.8.26 g D.7.04 g 例题 14：将 10.2 g 的镁和铝投入1000 ml 2 mol/L 的盐酸中， 金属完全溶解， 再加入 4 mol/L 的 NaOH 溶液，若要使生成的沉淀最多，则应加入NaOH溶液的体积是（） 7 A.100 ml B.700 ml C.600 ml D.500 ml