高考化学58个考点精讲考点36镁和铝Word下载.docx

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有色金属：

除铁、铬、锰以外的金属

密度

轻金属：

密度小于4.5g/cm3

重金属：

密度大于4.5g/cm3

从与人的接触分

常见金属：

如铁、铜、铝等

稀有金属：

如锆、铪、铌等

物理性质（通性）

有金属光泽、不透明，热和电的良导体，有良好的延性和展性

1．金属的晶体结构：

金属具有一些共同性质，是由它们的原子结构和晶体结构的相似性决定的。

金属的价电子较少，容易失去价电子变成金属离子，这些释出的价电子，不在属于那个或那几个指定的金属离子，而是整体金属的“集体财富”。

它们在整个晶体内自由移动，人称“自由电子”。

有人描述金属晶体内的实际情况是“金属离子沉浸在自由电子的海洋中”。

换言之，是金属离子和自由电子之间存在着较强的电性作用，使许多金属离子和自由电子相互结合在一起形成晶体。

但是金属晶体中的“金属离子和自由电子之间存在着较强的电性作用”有相对强弱之分。

一般来说，价电子数越多，原子半径越小，“作用”愈强，其熔沸点相对较高，密度、硬度也相对较大。

例如：

同一主族金属元素的原子，价电子数目相同，从上到下随原子序数的递增，电子层数增多，原子半径增大，金属晶体中金属阳离子与自由电子的作用逐渐减弱，因此，它们的熔点逐渐降低，硬度逐渐减小。

如：

碱金属熔点钠比钾高，硬度钠比钾大。

同一周期金属元素的原子的电子层数相同，从左到右随原子序数的递增，价电子数增多，原子半径减小，金属晶体中金属阳离子与自由电子的作用逐渐增强。

因此它们的熔点逐渐升高，硬度逐渐增大。

按钠、镁、铝的顺序熔点依次升高，硬度逐渐增大。

2.金属的物理特性及解释

（1）金属都是电的良导体，通常情况下，自由电子在金属晶体内部的自由电子在金属内部作无规则的热运动，当金属的两端存在电势差的时候，在电场力的作用下，这些自由电子便作定向的移动，酷似人的定向移动就形成“人流”一样，电子的定向移动也便成了电流。

（2）在金属晶体内，自由电子运动时与金属离子相碰撞，引起两者的能量交换，致使整块金属达到了同样的温度，这是金属导热的原因。

大多数金属有良好的导电性和导热性，是由于这两种性质都与自由电子有关，所以善于导电的金属也善于导热。

常见的几种金属的导电、导热能力由大到小的顺序为：

Ag、Cu、Au、Al、Zn、Pt、Sn、Fe、Pb、Hg。

（3）金属受外力作用晶体中各层之间发生相对滑动，但金属离子与自由电子间的较强的相互作用仍然存在，也就金属虽发生变形而不致破碎。

金属的延性，是指金属可以抽成丝。

最细的白金丝直径不过1/5000mm；

金属又有展性，指的是可以压成薄片，最薄的金箔，只有1/10000mm厚。

延展性最好的金属是金。

但也有少数金属，如锑、铋、锰等，性质较脆，没有延展性。

3.金属晶体与其它常见晶体的比较

晶体类型

离子晶体

原子晶体

分子晶体

金属晶体

实例

NaCl晶体

金刚石

干冰

镁

构成晶体的微粒

阴、阳离子

原子

分子

金属离子、自由电子

微粒间的相互作用

离子键

共价键

范得华力

金属键

物理性质

硬度

较大

很大

很小

较小

熔沸点

较高

很高

低、很低

多数较高

导电性

晶体不导电（熔化时或水溶液中导电）

一般为非导体

非导体（有的水溶液能导电）

良导体

4.为什么整块金属会具有金属光泽而金属粉末常呈暗灰色或黑色？

由于金属原子以最紧密状态堆积排列，内部存在自由电子，所以当光线投射到它的表面时，自由电子可以吸收所有频率的光，然后很快放出各种频率的光，这就使绝大多数金属呈现钢灰色以至银白色光泽。

而金显黄色，铜显赤红色，铋为淡红色，铯为淡黄色，铅为灰蓝色，是由于它们较易吸收某些频率的光。

在粉末状态时，金属的晶面取向杂乱，晶格排列的不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以为黑色。

二、镁和铝的性质

金属

镁（Mg）

铝（Al）

原子结构

原子半径

1.60×

10－10m

1.43×

化合价

+2

+3

晶体结构

单质

物理

性质

镁和铝都是密度较小、熔点较低、硬度较小的银白色金属，但镁和铝相比较，铝的硬度比镁的稍大，熔点和沸点都是铝比镁的高

活泼性

较活泼：

Mg－2e=Mg2+

Al－3e=Al3+

抗腐

蚀性

在空气中都能跟氧气反应，表面覆盖一层致密而坚硬的氧化物薄膜，都具有搞腐蚀性能

与O2反应

点燃

2Mg+O2=2MgO

△

4Al+3O2=2Al2O3

与酸

反应

Mg+2H+=Mg2++H2↑

2Al+6H+=Al3++3H2↑

与碱

不反应

2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑

与氧化物反应

点燃

2Mg+CO2=2MgO+C

2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe

结论

镁、铝均为较活泼的金属，但镁的金属性强于铝

解释

核电荷数镁小于铝，而原子半径镁大于铝，故核对最外层的电子引力镁小于铝，即Al比Mg难失电子，金属性弱于Mg

主要

用途

镁合金汽车、飞机制造、照明弹等

铝合金汽车、船舶、飞机制造、防锈油漆、导线、电缆等

1．我们要善于从镁和铝的原子结构、晶体结构的相同和相似的一面认识它们性质的相似性；

从结构上不同的一面提示和把握它的性质上相异性以及递变。

镁和铝都是较活泼的金属。

在一定条件下，它们都可以和水反应，置换出水中的氢。

镁跟冷水便缓慢地反应，加热时反应更为显著。

铝和沸水也能微弱的反应，但现象不明显。

这一方面是因为镁的金属活动性较铝相对较强，另一个不可忽视的原因是它们的氢氧化物虽然都难溶于水，但Mg（OH）2较Al（OH）3的溶解性相对较大，所以与水反应时生成的Mg（OH）2在镁条表面的覆盖要小，尤其是在加热的条件下（加热时水中的氢离子浓度也相对较大）。

但在像在NaOH溶液的强碱性条件下，情况就不一样了。

在强碱溶液中，Mg（OH）2的溶解度大为减小，水中的氢离子浓度也减小了，事实证明，镁和强碱溶液不反应，而铝则不然，由于Al（OH）3是典型的两性氢氧化物，它可溶于强碱溶液。

即：

Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O

由上分析可知：

铝是一种较活泼的金属，它并不能直接与碱反应，而是先与水反应，2Al+6H2O=2Al（OH）3+3H2↑……①

生成的Al（OH）3是典型的两性氢氧化物，它溶于强碱

Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O……②

将两反应按①+②×

2合并，即得总反应方程式：

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

所以在上述反应中铝是还原剂，而氧化剂是H2O，不是NaOH。

2.铝热剂、铝热反应

某些金属氧化物粉末，与铝粉混合后在较高温度下剧烈反应生成Al2O3和其它金属并放出大量的热的反应，叫铝热反应。

能作铝热剂的不只是Fe2O3,还可以是V2O5、Cr2O3、MnO2等与Al粉形成铝热剂，铝热反应较多的应用于生产上，如：

焊接钢轨，熔炼难熔金属V、Cr等。

3.镁、铝在自然界中均以化合态存在，铝是地壳里存在最多的金属元素。

工业上用电解熔融的MgCl2制取Mg,用电解熔融的Al2O3制取Al。

三、镁和铝的重要化合物

1.镁及其化合物转化关系

2.铝及其化合物转化关系

3.MgO与Al2O3的比较

MgO

Al2O3

均为白色粉末，不溶于水，

熔点高（MgO>

Al2O3），是优良的耐火材料

化

学

性

质

与热水反应

MgO+H2O=Mg（OH）2

与水不反应

碱性氧化物

MgO+2H+=Mg2++H2O

两性氧化物

Al2O3+6H+=2Al3++3H2O

Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O

4.Mg（OH）2与Al（OH）3的比较

Mg（OH）2

Al（OH）3

均为白色固体，不溶于水

不稳定性

Mg（OH）2=MgO+H2O

2Al（OH）3=Al2O3+3H2O

碱性

Mg（OH）2+2H+=Mg2++H2O

两性Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O

制

备

Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓

Mg2++2NH3·

H2O=Mg（OH）2↓+2NH4+

Al3++3NH3·

H2O=Al（OH）3↓+3NH4+

不用强碱

AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-

不用强酸

1．在学习过程中一定要注意以下几点：

（1）注重理论知识的指导作用，培养思维能力.如学习镁、铝性质时，可用元素周期表及周期律的理论为指导；

在学习Al（OH）3两性时，可运用电离理论和化学平衡理论进行分析.这样不仅可以巩固所学的理论知识，还可以培养自己分析问题解决问题的能力.

（2）温故知新，培养自己归纳总结的能力.如铝的一些性质在初三和高一曾学习过.要在复习有关知识的基础上学完本节后学会总结、归纳的方法，使所学的知识系统化、网络化.

（3）充分发挥主体作用，培养自学能力.如金属的通性、合金等内容通过自学，不仅可以获得知识，更重要的是学会读书的方法，培养自学能力.

（4）掌握图像题的解题技巧，如Al（OH）3两性的计算.

2.两性物质与物质的两性

两性物质指即能与酸反应，又能与碱作用生成盐和水的化合物，如Al2O3、ZnO、Zn（OH）2、Al（OH）3、氨基酸、蛋白质等。

物质的两性，如强碱弱酸盐（NaHCO3、KHS、Na2HPO4等）弱酸弱碱盐（CH3COONH4、NH4HS）等，既能与强酸反应，又能与强碱作用，但只能说这种物质的性质有两性，不能将它们称为两性物质，因为这些化合物不是由本身直接电离出的H+和OH-参加反应，并且生成物不全是盐和水。

Al既能与酸作用，又能与强碱溶液反应，但不属于两性物质，也不能说它具有两性，因为Al与强碱溶液反应的本质是：

2Al+6H2O=2Al（OH）3+3H2↑，Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O，两式相加为：

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，由以上反应可知：

Al不直接与NaOH溶液反应，Al仍然为金属元素。

Al（OH）3具有两性，是两性物质，可用电离平衡移动的原理来解释：

Al（OH）3的电离方程式可表示如下：

AlO2-+H++H2O≒Al（OH）3≒Al3++3OH-

其电离程度相当微弱，只有加入强酸（或强碱）时，大量的H+（或OH-）才能破坏Al（OH）3的电离平衡，使平衡向右（或左）移动，生成铝盐（或偏铝酸盐），所以Al（OH）3即具有碱性，又具有酸性。

当加入弱酸或弱碱时，因H+（或OH-）浓度太小，不能使上述平衡移动，因此Al（OH）3只溶于强酸或强碱，而不溶于弱酸或弱碱（如碳酸、氨水）。

Al3+只能在酸性溶液中大量存在，如AlCl3、Al2（SO4）3溶液均是酸性溶液；

铝元素在碱性溶液中能以AlO2-离子大量存在，所以Al