【2013考纲解读】 考纲内容 1.了解常见性,金属冶炼的一般原金属的活动顺理。金属的回收和资源序。 保护。 2.了解常见2.理解铝的化学性金属及其重要化质。 合物的主要性3.了解铝的重要化质,了解其应用。 合物。 3.了解合金的概 念及其重要应的水解性质是无机化学信息题的一个好的出题知用。 识点和主要命题方向。
【重点知识梳理】 一、镁和铝的性质比较
1.镁、铝在周期表的位置和结构比较
(1)以元素周期表和元素周期律看镁、铝的活泼性。镁、铝在元素周期表中的位置是
第三周期 第四周期 I A族 Na K II A族 Mg Ca III A族 Al Ga 实验和计算。铝元素两性,氮化镁、三硫化二铝该元素化合物知识为载体考查有关概念、理论、间的转化是考试的热点。预计今后的考题还会以难溶能在推断题中应用,Al及Al2O3、Al(OH)3的两性,Al与CO3双水解;Al、Al(OH)3、AlO23+2–3+–能力要求 1.了解金属的通考向定位 Mg、Al的知识的试题在近几年的高考中出现次数很多,它们的离子共存、离子方程式、物质鉴别、制取、推断、计算等题型中大量出现,其中Mg与CO2反应,Mg3N2跟水反应、Mg(OH)2比MgCO3已知Na、K、Ca都是很活泼的金属,据元素周期律知,Mg、Al的金属性比Na、K、Ca要弱,是比较活泼的金属。Al比Mg的金属性还要弱一些。
(2)以金属活动性顺序看镁、铝的活泼性。在金属活动性顺序中,从左向右金属的活动性逐渐减弱。Mg、Al在金属活动性顺序中的位置、金属活动性如下所示:
(3)从原子结构看镁、铝的活泼性。对镁、铝的原子结构、原子的失电子反应等列表如下:
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元素 Mg 原子结构示意图 离子结构示意图 原子半径 原子失电子方程 1.60×10 1.43×10 -10m Al -10m 由表可知,Mg、Al原子的价电子数较少,原子较易失去最外层电子而形成具有最外层8个电子的稳定结构的阳离子,Mg、Al是较活泼的金属。Mg与Al相比,Al的原子半径略小,Al原子失电子更难一些,Al的金属性更弱一些。
2.镁和铝的物理性质比较
镁、铝具有金属共有的物理性质,也有一些不同于其他金属的物理性质,对其列表说明如下:
元素名称 元素符号 镁 铝
Mg Al 单质的物理性质 颜色和状态 银白色固体 银白色固体 硬度 很软 较软 密度/g·cm-3 1.738 2.70 熔点/℃ 沸点/℃ 645 660.4 1090 2467 3.镁和铝的化学性质比较
Mg – 2e = Mg ; Al – 3e = Al , Mg、Al都易失去最外层电子成为阳离子,它们是比较活泼的金属。
2Mg+O2
点燃 -2+
-3+
Mg
2MgO现象:在空气
Al
4Al+3O2
点燃 2Al2O3现象:在纯氧气
中燃烧,放出大量的热量和耀眼的白中燃烧,放出大量的热量和耀眼的白光
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与非金属反应
光
Mg+S
△ MgS Mg3N2 MgCl2
2Al+ 3S
△ 2Al2S3
3Mg+N2
点燃 (只能干法制Al2S3) 2 Al+3Cl2
点燃 Mg+Cl2
与水反应
↑
点燃 2AlCl3
Mg +2H2O(沸水)==Mg(OH)2+H2很难反应
生成的Mg(OH)2能使酚酞变红。
与某些氧化物的反应
2Mg+CO2
点燃 铝热反应:
2MgO+C
Fe2O3+2Al 4Al+3MnO2
高温 2Fe+Al2O3 3Mn+2Al2O3 6V+5Al2O3
高温 10Al+3V2O5
高温 与非氧化性酸反应 与氧化性酸反应(HNO3、浓H2SO4) 与某些盐溶液的反应 与碱反应
Mg+2H=Mg+H2↑
+2+
2Al+6H=2Al+3H2↑
+3+
3Mg+8HNO3(稀) = 3Mg(NO3)2 +2NO↑+ 常温下,铝、铁与冷的浓硝酸和浓硫酸发4H2O
Mg+4HNO3(浓)= Mg(NO3)2+2NO2↑+4H2O
生钝化现象。
Al+4HNO3(稀)=Al(NO3)3+NO↑+2H2O
Mg+Cu = Mg + Cu
Mg+2NH4Cl = MgCl2+2NH3↑+H2↑
2+2+
2Al+3Cu = 2Al + 3Cu
2+
3+
Mg不与碱反应 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
【特别提醒】
(1)在常温下,镁铝可以和氧气反应生成一层致密的氧化膜,阻止反应继续进行,所以镁铝都有抗腐蚀的性能。
(2)铝与强碱溶液反应的实质: 2×3e-
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3↓ + 3H2↑ ; Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O 2×3e-
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总反应式:2Al + 6H2O + 2NaOH = 2NaAlO2 + 3H2↑+ 4H2O
二、镁铝的重要化合物性质比较
1.氧化铝(Al2O3)
(1)氧化铝是典型的两性氧化物,
氧化铝是白色难溶固体,新制备的氧化铝既能跟酸起反应生成铝盐,又能跟碱起反
应生成偏铝酸盐。
Al2O3+6H=2Al+3H2O Al2O3+2OH=2AlO2+H2O
氧化铝不能跟水发生反应,不能用氧化铝直接合成氢氧化铝。 (2)液态氧化铝被电解生成铝和氧气。氧化铝是冶炼铝的主要原料。 (3)酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物概念辨析 类型 酸性氧化物
概念
能与碱反应生成盐和水的氧化物
实例
SO2+Ca(OH)2=CaSO3
+H2O
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
碱性氧化物 两性氧化物
能与酸反应生成盐和水的氧化物
既能与碱反应生成盐和水,又能与酸反应生成盐和水的氧化物
O
Na2O+2HCl=2NaCl+H2O MgO+H2SO4=MgSO4+H2O Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2
↓
反应类型 非氧化还原反应
-
-
+
3+
2.氢氧化铝 Al(OH)3
(1)氢氧化铝是不溶于水的白色胶状物质。新生成的氢氧化铝能凝聚水中悬浮物,又有吸附色素的性能,氢氧化铝可用做净水剂、色素吸附剂等。
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(2)实验室制备氢氧化铝
(3)Al(OH)3的两性
Al(OH)3+3HCl = AlCl3+3H2O Al(OH) 3+3H = Al+3H2O Al(OH)3+NaOH = NaAlO2+2H2O Al(OH)3+ OH = AlO2 +2H2O
-
-
+
3+
【特别提醒】
⑴氢氧化铝既有酸性,又有碱性,但其酸性、碱性都很弱,属于弱电解质,氢氧化铝溶液略显碱性。
⑵ 氢氧化铝不能跟弱碱反应,如氢氧化铝不溶于氨水。氢氧化铝能与醋酸这样的弱酸反应,但不能与碳酸这样的弱酸反应。
⑶ 氢氧化铝既能与酸反应,又能与碱反应的问题,可用平衡移动原理作出解释。 3.硫酸铝钾KAl(SO4)2 (1)硫酸铝钾的组成与名称
硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的化合物,它电离时能产生两种金属的阳离子。硫酸铝钾在水中电离的方程式为:
KAl(SO4)2 == K+Al+2SO4
硫酸铝钾通常为结晶水合物,其化学式可写为KAl(SO4)2 ·12H2O,名称为十二水合硫酸铝钾,俗名是明矾。
(2)硫酸铝钾的主要性质和用途
明矾是无色晶体,易溶于水。因Al的水解反应,其水溶液显酸性。
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3+
+
3+
2-