值得拥有高考一轮复习精品教案课题16镁铝.doc
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精品教案——课题16镁铝及其化合物性质
知识体系构建:
镁铝及其化合物
(1)镁是活泼金属,虽不跟碱性溶液反应,但能置换出酸中的氢,也能与水解呈酸性的盐溶液反应产生H2。
(2)注意对Al2O3、Al(OH)3两性的理解,以及对Al3+、AlO2-存在条件的认识。
Al2O3、Al(OH)3仅能溶于强酸和强碱溶液中(如在氨水和碳酸中均不溶),Al3+、AlO2-只能分别存在于酸性与碱性溶液中。
Al3+与下列离子不能大量共存:
OH-、CO32-、HCO3-、SO32-、S2-、AlO2-,其中OH-是因为直接反应,其余均是“双水解”。
AlO2-与下列离子不能大量共存:
H+、HCO3-、NH4+、Al3+、Mg2+、Cu2+。
其中H+和HCO3-是因为直接反应(AlO2-+HCO3-+H2O=Al(OH)3↓+CO32-),其余也是“双水解”。
(3)注意正确理解图象的涵义。
图示中每个曲线或每条曲线的转折点(拐点),都反映了特定的反应,若没有找对,或对生成沉淀和沉淀溶解所需加入(或通入)溶液(或气体)的量之比没搞清,易导致错误。
注意研究以下几个实验现象及产生沉淀的量与加入物质的量的数量关系的图象:
①向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量;②向AlCl3和MgCl2混合中逐滴加入NaOH溶液直至过量;④向HCl、MgCl2、AlCl3混合液中逐滴加入NaOH溶液直至过量;③向NaAlO2溶液中逐滴加入HCl溶液直至过量;⑤向HCl溶液中逐滴加入NaAlO2溶液直至过量。
(4)Mg(OH)2的溶解度小于MgCO3。
所以在碱性溶液中Mg2+总是转化为Mg(OH)2沉淀,产生的MgCO3也会在加热的条件下逐渐转化为Mg(OH)2[MgCO3+H2O(沸水)=Mg(OH)2+CO2↑]。
知识回顾:
知识点1:
镁、铝及其化合物
镁的知识主线
上图的1~13中的有关化学方程式如下:
2Mg+O2=2MgO
3Mg+N2===Mg3N2
Mg+Cl2====MgCl2、Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
MgCl2====Mg+Cl2↑
MgO+H2O===Mg(OH)2
Mg(OH)2===MgO+H2O
Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl
MgCO3===MgO+CO2↑
MgCO3+H2O===Mg(OH)2+CO2↑
Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑
Mg(OH)2+H2SO4=MgSO4+2H2O
MgSO4+2NaOH=Mg(OH)2↓+Na2SO4
铝的知识主线
上图1~12的有关化学方程式如下:
4Al+3O2=2Al2O3
2Al2O3====4Al+3O2↑
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑
2Al(OH)3====Al2O3+3H2O
Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O
AlCl3+3NH3·H2O+Al(OH)3↓+3NH4Cl
Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O
Na[Al(OH)]+CO2=Al(OH)3↓+NaHCO3
Al(OH)3+NaOH=NA[Al(OH)4]
2KAl(SO4)2+6NH3·H2O=2Al(OH)3↓+K2SO4+3(NH4)2SO4
典例讲析:
【例1】甲、乙两烧杯中分别装有相同体积、相同pH的氨水和NaOH溶液,各加入10mL0.1mol·L-1AlCl3溶液,两烧杯中都有沉淀生成。
下列判断正确的是
A.甲中沉淀一定比乙中的多B.甲中沉淀可能比乙中的多
C.甲中沉淀一定比乙中的少D.甲中和乙中的沉淀可能一样多
答案:
BD
解析:
此题考查了元素化合物知识。
根据氢氧化铝的性质,其能溶于氢氧化钠但不溶于氨水,故此加入时,两烧杯中生成的都是氢氧化铝沉淀;相同体积相同pH的两溶液中的溶质氨水大于氢氧化钠,当两者均不足量时,生成的沉淀氨水多;氨水过量,氢氧化钠不足量时,生成的沉淀氨水多;氨水过量,氢氧化钠恰好时,生成的沉淀一样多;氨水和氢氧化钠都过量时,生成的沉淀氨水多;可知BD正确。
【例2】下列叙述正确的是
A.铝制容器可盛装热的H2SO4
B.Agl胶体在电场中自由运动
C.K与水反应比Li与水反应剧烈
D.红磷在过量Cl2中燃烧生成PCl3
8.答案C
【解析】本题考察物质的性质。
A项,铝与热的浓硫酸反应,错误。
B项,AgL胶体吸附电荷而带电,故在电场作用下做定向移动,错误。
C项,K比Li活泼,故与水反应剧烈,正确。
D项,P与过量的反应,应生成,错误。
知识点2:
镁和铝的性质
一.物理性质:
共性:
密度小熔点较低,硬度较小银白色金属.
不同点:
Al的上述性质都比镁略高.
二.化学性质:
1.跟O2及其它非金属反应
常温下,在空气中都因生成氧化膜,具有抗腐蚀能力.
Mg+O22MgO
4Al+3O22Al2O3
3Mg+N2Mg3N2
Mg+Br2MgBr2
2Al+3SAl2S3
2.跟某些氧化物
2Mg+CO22MgO+C
2Al+Fe2O32Fe+Al2O3(铝热反应)
3.跟水反应
Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑(冷水慢,沸水快)
2Al+6H2O2Al(OH)30+3H2↑(一般不反应,只有氧化膜被破坏后反应)
4.跟酸的反应
Mg+2H+Mg2++H2↑
2Al+6H+3Al3++3H2↑(常温下,在浓H2SO4、浓HNO3中钝化)
5.跟碱反应
2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑
三.镁和铝的氧化物的主要性质
MgO(碱性氧化物)Al2O3(两性氧化物)
物理性质:
白色粉末、熔点高 白色固体、熔点高
化学性质:
1.跟水的反应
MgO+H2O=Mg(OH)2↓(反应缓慢进行)
2.跟酸反应
MgO+2H+Mg2++H2O
Al2O3+6H+2Al3++3H2O
3.跟碱反应
Al2O3+2OH-AlO-2+2H2O
四.镁和铝的氢氧化物的主要性质
Mg(OH)2(中强碱)Al(OH)3(两性氢氧化物)
物理性质:
白色粉末难溶于水 白色固体,难溶于水
化学性质:
1.跟酸反应
Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O(可溶于NH4Cl等强酸弱碱盐)
Al(OH)3+3H+Al3++3H2O
2.跟碱反应
Al(OH)3+OH-AlO-2+2H2O
3.受热分解
Mg(OH)2MgO+H2O
2Al(OH)3Al2O3+3H2O
实验室制法
可溶性镁盐加NaOH溶液Mg2++2OH-Mg(OH)2↓
可溶性铝盐加氨水Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH+4
知识点3铝及其化合物的性质
1.铝与强碱溶液反应的实质
反应过程:
2×3e
2Al+6H2O2Al(OH)3↓+3H2↑
2Al(OH)3+2NaOH2NaAlO2+4H2O
2×3e
总反应式:
2Al+2H2O+2NaOH2NaAlO2+3H2↑
Al与水很难反应,且生成的Al(OH)3附在Al的表面,阻止了Al继续反应,但强碱NaOH能溶解Al(OH)3,故可促使Al与强碱液反应,而弱碱如氨水,不溶解Al(OH)3,故Al在弱碱溶液中不反应.
2.Al(OH)3的两性
在溶液中同时发生酸式电离和碱式电离.
Al(OH)3H3AlO3HAlO2+H2O
碱式电离
Al3++3OH- AlO-2+H+
若向此溶液中加入酸,因H+与OH-结合生成水,反应向碱式电离方向进行,此时Al(OH)3是碱性,若加入碱,因OH-与H+结合生成水,故向酸式电离方向进行,这时Al(OH)3显酸性.
Al(OH)3溶解度很小,无论酸式或碱式电离的程度都很小,其碱性略强于酸性,故仍属于弱碱.
3.铝盐溶液与强碱溶液的反应.
(1)向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液
①现象:
白色沉淀沉淀增加减少消失
②有关反应:
Al3++3OH-Al(OH)3↓
Al(OH)3+OH-AlO-2+2H2O
(2)向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液
①现象:
沉淀立刻消失,沉淀沉淀增加沉淀量不变
②有关反应:
Al3++3OH-Al(OH)3↓
Al(OH)3+OH-AlO-2+2H2O
Al3++3AlO-2+6H2O4Al(OH)3↓
4.铝与酸、碱反应生成H2的量的关系:
铝与酸、碱反应的化学方程式分别为2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑。
从化学方程式可以看出Al与酸、碱反应时生成H2的实质都是AlAl3+,所以无论与酸还是与碱反应,Al与H2的关系都是2Al~3H2。
(1)等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生氢气体积比=1∶1。
(2)足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠反应,产生氢气的体积比为=1∶3。
(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠反应,产生氢气的体积比为≤≤,则必定是①铝与盐酸反应时,铝过量而盐酸不足;②铝与氢氧化钠反应时,铝不足而氢氧化钠过量。
解题时应充分利用上述过量关系。
知识点4:
铝的化合物
铝三角
写出上述相关方程式:
铝的化合物相关图像
例1.相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应,至体系中均无固体物质,消耗碱量最多的是
A.Al B.Al(OH)3 C.AlCl3 D.Al2O3
例2.将a克Fe2O3、Al2O3样品溶解在过量的200mLPh=1的硫酸溶液中,然后向其中加入NaOH溶液使Fe3+、Al3+刚好完全沉淀,用去NaOH溶液100mL,则NaOH溶液的浓度为()
A.0.1mol.L-1B.0.2mol.L-1
C.0.4mol.L-1D.0.8mol.L-1
答案:
B
【变式训练】(湖南长沙一中09高三化学第五次月考)下列实验中产生的现象与对应图形(纵坐标n均表示产生的Al(OH)3的物质的量)不相符的是
A.在AlCl3溶液中滴加氨水至过量 B.向NaOH溶液中滴加AlCl3至过量
n(AlCl3)
n
n(NH3·H2O)
n
C.向NaAlO2溶液中滴加盐酸至过量 D.向H2SO4溶液中加入NaAlO2溶液至过量
n(HCl)
n
n(NaAlO2)
n
铝及其化合物常见题型的计算公式如下:
I.与NaOH反应生成沉淀的质量
①当时,。
②当时,。
③当时,。
II.与强酸()反应生成沉淀的质量
①当时,。
②当时,。
③当时,。
III.的混合溶液与反应时,求的物质的量。
若与的反应关系如下图,则
①
②
IV.明矾溶液与溶液反应生成沉淀的质量。
①当时,;
②当时,;
③当时,。
(注:
以上可作为2课时)
知识点5:
Al3+、Al(OH)3、AlO之间转化关系的应用
写出上述转化的离子方程式:
思考:
试
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