5镁和铝 铁和铁的化合物 金属的冶炼的学案.docx

1、5镁和铝 铁和铁的化合物 金属的冶炼的学案第四章几种重要的金属第一节 镁和铝 （第一课时）钟 晶预习提纲1在核电荷数1-18的元素中,其单质属于金属晶体的有 。金属中,密度最小的是: ,地壳中含量最多的是 ,熔点最低的是 ,具有两性的元素是 ,单质的还原性最强的是 . 2 填空题：（1）金属可分为重金属和轻金属，其中密度大于 _的叫做重金属，如（举5种） 。（2）金属又可分为黑色金属和有色金属，其中Fe、Cr、Mn常称为 _。（3）在金属中，熔点最低的是_ _，硬度最大的是_ 。3金属活动顺序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金属原子失电子

2、依次减 ，还原性减 在空气跟O2反应易被 跟水反应常温跟酸反应剧烈跟盐反应位于金属活动顺序前面的金属可以将后面金属从其 跟碱反应A1等具 的金属可与碱反应笔记要点一、 金属的通性 1.金属元素位置及金属的概述: 2.金属的几种分类方法：稀有金属（如锆,铌,钼等） 从颜色分 从密度分 从含量分重金属盐一般有毒.3.金属的共性：金属晶体中的金属离子与自由电子之间存在较强的作用可以用这一点解释金属的导电性，导热性，延展性，硬度和熔点。金属晶体是靠金属离子跟自由电子之间存在较强的作用使许多金属离子相互结合在一起而形成的。讨论: 金属为什具有导电性、导热性、延展性？4.金属的特性(1)熔点最高:W(34

3、10);最低Hg(-39)(2)密度最大:Os(22.45g/cm3);最小:Li(0.53 g/cm3)(3)硬度最大:Cr(9);最小:Na(0.4)(4)延展性最好:Au，可制成万分之一毫米的金箔。(5)导电导热性最好:Ag，Cu次之，Al第三。5化学性质：（1）和非金属反应（2）与水、酸、盐的反应（3）少数与强碱溶液反应金属活动性顺序K Ca Na Mg Al Mn Zn Fe Sn Pb (H)Cu Hg Ag Pt Au金属原子失电子能力 依次减小，还原性减弱空气中跟氧气的反应易被氧化常温时能被氧化加热时能被氧化不能被氧化跟水的反应常温可置换出水中的氢加热或与水蒸气反应时能置换出水

4、中的氢不与水反应跟酸的反应能置换出稀酸（如HCl、H2SO4）中的氢不能置换出稀酸中的氢反应剧烈反应程度依次减弱能跟浓硫酸、硝酸反应能跟王水反应跟盐的反应位于金属活动性顺序前面的金属可以将后面的金属从其盐溶液中置换出来跟碱的反应Al、Zn等具有两性的金属可以与碱反应第一节 镁和铝一、镁和铝1.镁和铝的存在：（1）镁铝元素自然界中存在： 。（2）含量：铝是自然界中含量 的金属元素。2.镁和铝的物理性质由镁和铝在元素周期表中的位置归纳镁和铝的结构及其物理性质.镁铝最外层电子数23原子半径大小1.610-10m(大)1.4310-10m(小)熔点/沸点()645/1090660.4/2467密度(g

5、/cm3)1.7382.7硬度2.02-2.9合金（1）定义：由两种或两种以上的金属（或金属和非金属）熔合而成的具有 的物质 (合金为混合物)。如：钢铁为铁碳合金、铝合金。（2）特点：合金的性质不是各成分金属性质的总和。合金的熔点、密度一般比各成分的金属低。合金的硬度一般比各成分的金属大。合金的化学性质也和各成分金属不同。最早的合金是青铜,最常见、用量最大的合金是钢。3镁和铝的结构及性质比较镁铝结构周期表中位置金属性单质还原性物理性质共性：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.4.镁和铝的化学性质Mg-2e-Mg2+ Al-3e-Al3+说明:1. 实验4-1铝

6、箔在氧气中燃烧,条件:点燃;现象;注意点. 2. 实验4-2镁、铝与碱反应产物的检验. 3. 实验4-3镁与CO2反应的注意点 4. 实验4-4铝热反应 用氯酸钾与氧化铁和铝的混合物;现象;注意点铝粉与某些金属氧化物的混和物叫铝热剂,在高温下发生铝热反应.利用铝热法可冶炼钒,铬,锰,也可焊接钢轨.镁的化学性质铝的化学性质2Mg+O22MgO4Al+3O22Al2O33Mg+N2 Mg3N2 Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH32Al+3S=Al2S3 Al2S3+6H2O=2Al(OH)3+3H2SMg+2H2O= Mg(OH)2+H22Mg+CO2 2MgO+C 2Mg+SO2M

7、gS 2nAl+3M2On6M+nAl2O3 (M=Fe,V,Cr等)Mg+2H+=Mg2+H2与氧化性酸发生复杂反应2Al+6H+=2Al3+3H2常温遇浓硫酸、浓硝酸钝化镁与碱不反应6e2Al+2NaOH+3H2O=2NaAlO2+3H2+H2OMg+2NH4Cl(aq)= MgCl2+2NH3+H2(水)Mg +Cu2+= Mg2+Cu2Al+3Cu2+= 2Al3+3Cu 总结：1.镁的金属性比铝的金属性，比钠的金属性。2.铝与强碱溶液反应的实质反应过程： 23e 2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O 23e总反应式： 2Al+6H2O

8、+2NaOH 2NaAlO2+3H2+4H2OAl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.例1.有 A、B、C、D、E五种金属。已知：E的氧化产物比D的氧化产物氧化能力强；A投入E的盐溶液中可得E单质；在以A、D为极板形成的原电池中，D极上发生还原反应；电解含有A、B、C、E离子的盐溶液时，B离子最先在电极上放电，其次是E离子，而A、C离子则不能在电极上放电；C的碳酸盐的溶解度大于它的酸式碳酸盐。推出五种金属的活动顺序是_ 。例2将相同质

9、量的镁条分别在氧气空气N2二氧化碳中燃烧.燃烧后所得产物的质量是( )A. B. B. D. 例3.下图表示物质之间的相互转化关系：（1）若单质甲为金属，单质乙为非金属，指出它们的物质名称，并写出有关反应的化学方程式。（2）若单质甲为非金属，单质乙为金属，指出它们的物质名称，并写出有关反应的化学方程式。课堂练习1下列说法正确吗？为什么？（1）含有金属阳离子的晶体一定含有阴离子。（2）在离子晶体中既有阴离子，又有金属阳离子。（3）离子晶体的化合物其熔点一定高于金属晶体。2下列晶体中，金属离子与自由电子之间作用最强的是 （ ）ANa BMg CAl DSi3镁粉在焰火，闪光粉中是不可少的原料，工业

10、制造镁粉将镁蒸气在气体中冷却。下列可作为冷却气体的是 （ ）空气 CO2 Ar H2 N2A B C D4铝热反应说明了 （ ）A铝的还原性大于铁，且反应时放出大量的热B铝比铁熔点低 C铁、铝易形成合金 D反应需要加热，所以铝热反应是吸热反应5在两个烧杯中，各加入相同体积3摩/升的硫酸溶液，随后分别置于天平左右两个托盘上，调节天平，使之平衡，此时向两个烧杯中分别加入10.8克Mg、Al反应完毕后，天平两端将会 （ ）A不平衡，放铝的一端托盘上升 B不平衡，放镁的一端托盘上升C仍保持平衡 D无法确定第一节 镁和铝 （第二课时）钟 晶 预习提纲：镁铝结构周期表中位置金属性单质还原性物理性质化学性质

11、1.跟O2及其它非金属反应2.跟某些氧化物3.跟水反应4.跟酸的反应5.跟碱反应用途：制法：笔记要点：二、镁的重要化合物：氧化镁：MgO 1氧化镁的生成和制取：（1） 镁在空气中燃烧： 2Mg + O2 2MgO 抽取2Mg + CO2 2MgO + C （2） 煅烧菱镁矿： MgCO3(菱镁矿) MgO + CO2 -工业制备氧化镁方法（3）煅烧氢氧化镁：Mg (OH)2 MgO + H2O - 从海水或苦卤中制取氧化镁的反应2. 氧化镁的物理性质：3. 氧化镁的化学性质：氧化镁是一种碱性氧化物，具有碱性氧化物的通性。 与水反应： MgO + H2O Mg(OH)2（慢） 与酸或与酸或酸性氧

12、化物、酸性物质反应： 4. 氧化镁的用途：优良耐火材料，制耐火砖、耐火管和坩锅等。（二）氯化镁: MgCl2 氯化镁是从光卤石溶液里把氯化钾提出以后所得到的一种晶体，氯化镁也存在于海水中，它是制取食盐的副产品。氯化镁是一种无色、苦味、易溶的晶体，食盐极易潮解。就是因含有氯化镁的缘故。（海水的苦味原因）KClMgCl26H2O 光卤石光卤石制取氯化镁的原理： 溶液提取氯化钾后浓缩氯化镁的工业制法： 在制盐剩下的苦卤里加入熟石灰，或向海水中加入熟石灰。将沉淀用盐酸溶解，再将溶液浓缩，得MgCl2 晶体。氯化镁的用途： 制取镁的原料（在金属活动顺序表中铝和铝以前的活泼金属，一般无法用还原剂使金属离子

13、还原成金属单质。而是采用电解法。） MgCl2 （熔融） Mg + Cl2三铝的重要化合物：（一）氧化铝：Al2O3（1）氧化铝的存在：铝土矿（ Al2O3H2O 和 Al2O33H2O及少量Fe2O3和SiO2 ）用于炼铝和耐火材料。刚玉（宝石）（较纯的Al2O3）硬度仅次于金刚石，用于制手表轴承 （2）氧化铝的性质：物理性质：氧化铝是一种的白色的熔点较高的粉末状物质，可用作耐火材料。- Al2O3俗称刚玉，硬度仅次于金刚石（注意：- Al2O3依然是离子晶体，而非原子晶体）化学性质：氧化铝是一种典型的两性氧化物，既可以溶于强酸，又可以溶于强碱：Al2O3的制备：第一步：向铝土矿石中加入盐酸

14、，其中的氧化铝和氧化铁分别和稀盐酸反应生成可溶性的氯化铝和氯化铁（石英不和盐酸反应）。 Al2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O第二步：将上述混合物过滤，滤去不溶性的石英，得滤液。第三步：向滤液中加过量的NaOH溶液， AlCl3生成可溶性的偏铝酸钠， FeCl3 生成不溶于水的Fe(OH)3 。Al3+ + 3OH- = Al(OH)3 Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3第四步：将上混合物过滤，除去不溶于水的Fe(OH)3 ，再向滤液中通入过量的CO2 ； Al

15、O2- + H2O + CO2 = HCO3- + Al(OH)3过滤， 并用水冲洗沉淀2-3次得胶状纯净的Al(OH)3 （洗涤的作用是什么？）第五步：将Al(OH)3 加热分解得纯净的Al2O3 2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O小结 氧化铝与氧化镁的比较： 氧化镁氧化铝物理性质化学性质1.跟水反应2.跟酸的反应3.跟碱反应物质类别（二）氢氧化铝 Al(OH)3 :(1) 氢氧化铝的制取1 通常用可溶性铝盐与氨水反应（实验室制法）实验4-5铝盐与氨水反应 Al2(SO4)3 + 6NH3。H2O = 2 Al(OH)3 + 3(NH4)2SO4Al3+3NH3.H2O =3NH4+

16、 Al(OH)3 2Al(OH)3 Al2O3+3H2O2 向偏铝酸钠溶液中通入过量CO2 2NaAlO2 + CO2 + 3H2O = 2Al(OH)3 + Na2CO3NaAlO2 + CO2 + 2H2O = Al(OH)3 + NaHCO33 混合铝盐和偏铝酸盐的溶液：Al3+ + 3AlO2- + 6H2O = 4 Al(OH)3结论：氧化铝的两性：氢氧化铝两性的原因: 从铝在周期表中的位置角度进行思考和分析:B MgAlSiGa Mg,Al,Si 三种种原子的电子层数相同,但最外层电子数不等。 Mg 是金属元素， Si是非金属,Al则介于Mg 和 Si之间。 B，Al, Ga 三种

17、元素的原子都具有相同的最外层电子数，但电子层数不等。B是非金属元素，Ga是金属元素，Al介于 B 和Ga之间。氢氧化铝Al(OH)3 氢氧化铝处于中强碱向弱酸过渡的位置，所以它可能既有弱碱性，又有弱酸性（即两性）。因此 Al 的化合物- Al2O3, Al(OH)3均具有两性。Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O氢氧化镁和氢氧化铝的比较Mg(OH)2Al(OH)3物理性质化学性质跟酸反应跟碱反应受热分解制法物质类别总结：比较铝和钠、镁及它们的氧化物、氢氧化物的性质，可以看出，铝及铝的氧化物、氢氧化物既可以与 反应又可以与

18、 反应，而钠镁及它们的氧化物、氢氧化物只与酸反应，说明铝是典型的 元素。Al(OH)3也可以写成酸的形式： H3AlO3 它是一元酸H3AlO3失去一分子水即成偏铝酸式盐。 酸性比碳酸弱用酸、碱的电离以及平衡移动的原理简单加以解释:氢氧化铝虽然难溶于水，但在水中仍有微量溶解，存在溶解平衡；氢氧化铝是弱电解质，可发生两种形式的电离，存在两个电离平衡。氢氧化铝和酸反应时表现为弱碱；和强碱反应时表现为弱酸，酸和碱这对矛盾既对立又统一地存在于氢氧化铝中，在不同的条件下，突出表面了某一方面的性质。在溶液中同时发生酸式电离和碱式电离.Al(OH)3电离方程式： 若向此溶液中加入酸，因H+与OH-结合生成水

19、，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.（三）硫酸铝钾： KAl(SO4)2 （1）明矾晶体： KAl(SO4)2 12H2O 也常用下式表示：K2SO4Al2(SO4)324H2O如何验证明矾的成份？（2）结构：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，是一种复盐。（复盐定义：由的金属离子和一种酸根离子组成的盐。）复盐： 复盐和复盐的水合物都属于纯净物。常见的复

20、盐：明矾（十二水合硫酸铝钾KAl(SO4)212H2O），光卤石（KClMgCl26H2O）明矾是无色晶体，溶于水完全电离产生三种离子，Al3+水解形成Al(OH)3胶体，水溶液呈酸性复盐KAl(SO4)2=K+Al3+2SO42- Al3+3H2O=Al(OH)3（胶体）+3H+强调： 冰晶石： Na3AlF6 不是复盐！（3）物理性质：无色晶体，易溶于水，（4）化学性质：铝离子的水解：向明矾溶液中滴入紫色石蕊试液，变红。这是由于明矾电离出的铝离子在水中发生水解：Al3+ + 3H2O = Al(OH)3 (胶体) + 3H+ 溶于水时生成的胶状氢氧化物，可以吸附水中的悬浮杂质形成沉淀，因而

21、明矾具有净水作用。明矾溶液与碳酸氢钠溶液混合： (5)明矾的用途：Al(OH)3有很强的吸附能力，它吸附水中悬浮的杂质形成沉淀。可作净水剂，还可作收敛剂和媒染剂。例1.下列物质中，属于复盐的是（ ）A Cu2(OH)2CO3 B. CaCl2 + Ca(ClO)2 C. KClMgCl26H2O D. Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4 例2.铝盐中加过量氨水,观察到的现象 ,离子方程式: ,若向铝盐中逐滴加入过量NaOH溶液,观察到的现象是: ,离子方程式是 。例3下列物质中：Al2O3，Mg(OH)2，Al(OH)3，NH4Cl，NaHCO3，AlCl3，它们中既能跟硫酸反应，又能跟N

22、aOH溶液反应的是（ ）A B只有 C只有 D归纳总结： 例4测定一定质量的铝锌合金与强酸溶液反应产生的氢气的体积，可以求得合金中铝和锌的质量分数。现有下列实验用品：中学化学实验常用仪器、800毫升烧杯、100毫升量筒、短颈玻璃漏斗、铜网、铝锌合金样品、浓盐酸（密度1.19克/毫升）、水。按图示装置进行实验，回答下列问题。（设合金样品完全反应，产生的气体体积不超过100毫升）（1）补充下列实验步骤，直到反应开始进行（铁架台和铁夹的安装可省略）：将称量后的合金样品用铜网小心包裹好，放在800毫升烧杯底部，把短颈漏斗倒扣在样品上面。 往烧杯中注入水，直至 。(没答水面没过漏斗颈不给分)在100mL

23、量筒中装满水， （量筒中不应留有气泡），使漏斗颈伸入量筒中。烧杯中水面到杯口至少保留约100mL空间。将长颈漏斗（或答玻璃棒）插入烧杯并接近烧杯底部，通过它慢慢加入 ，至有气体产生。注：实验步骤顺序写错，或在步骤中加入盐酸，则不论其它步骤回答是否正确，小题（1）均为0分。（2）合金样品用铜网包裹的目的是： 课堂练习1.请描述下列实验现象，并写出离子方程式。将NaOH溶液逐滴滴入到AlCl3溶液中，直至过量。将AlCl3溶液逐滴滴入到NaOH溶液中，直至过量。将盐酸逐滴到NaAlO2溶液中，直至过量。将NaAlO2溶液中，直至过量。2高温超导体中，铊（T1）是组成成分之一，已知铊和铝是同族元素，

24、关于铊的性质的推断，可能错误的是 （ ）是银白色的软质金属 能生成+3价的离子化合物 T1(OH)3和A1(OH)3一样是两性的 与稀硝酸作用生成硝酸盐 与CL3反应生成盐A、和 B、只有 C、和 D、与3下列离子方程式书写正确的是 （ ）A硫酸铝中加入过量氨水：AL3+3OH- AL(OH)3B氢氧化铝跟盐酸反应：2AL(OH)3+6H+ 2AL3+6H2OC硫酸铜与氢氧化钡溶液反应：Ba2+SO42- BaSO4D偏铝酸钠溶液与适量稀硝酸反应：ALO2-+H+H2O AL(OH)34把含有某一种氯化物杂质的氯化镁粉末9.5克溶于水后,与足量的硝酸银溶液反应,生成氯化银沉淀30克,则该氯化镁

25、中的杂质可能是 （ ） A氯化钠 B氯化铝 C氯化钾 D氯化钙5从海水中提取金属镁的途径正确的是 （ ）A海水MgCl2MgB海水Mg（OH）2MgCl2 MgC海水Mg（OH）2MgCl2 MgD海水Mg（OH）2MgO Mg第一节 镁和铝 （第三课时）钟 晶预习提纲：1镁、铝化学性质对比2有关铝的三种存在形式之间的转化关系：“铝三角”关系 Al3+ Al(OH)3 AlO2- 请写出上述转化过程中所有的化学反应方程式： _ _ _ _ _ _笔记要点：四、 Al3+,AlO2- , Al(OH)3之间相互转化图像：（一）向一定量氯化铝溶液中逐滴加氢氧化钠溶液： Al(OH)3(mol) A

26、l3+ + 3OH- = Al(OH)3 1 Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O NaOH(mol)（二）和一定量氢氧化钠溶液逐滴滴加氯化铝溶液： Al(OH)3(mol) Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2O 3AlO2- + Al3+ + 6H2O = 4 Al(OH)3 Al3+(mol)（三）一定量偏铝酸钠溶液逐滴滴加盐酸溶液： Al(OH)3(mol) AlO2- + H+ + H2O = Al(OH)3 Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O H+(mol)（四）向一定量盐酸溶液中逐滴滴加偏铝酸钠溶液： Al(OH)3(mol)

27、 AlO2- + 4H+ = Al3+ + 2H2O 3AlO2- + Al3+ + 6H2O = 4 Al(OH)3 AlO2-（五）有MgCl2溶液、AlCl3溶液、ZnSO4溶液、FeSO4溶液，当它们各自或组合后与NaOH溶液反应，测定沉淀的量后画出以下曲线，试判断曲线a、b、c代表的反应物。提示：Zn2+2OH-=Zn（OH）2 Zn（OH）2+2OH-=ZnO22-+2H2O答案：五、关于Al(OH)3 的计算：向可溶性铝盐溶液（Al3+）逐滴加入NaOH(或强碱)溶液：1基本图形: Al(OH)3(mol) 1 NaOH(mol)现象：立即产生白色沉淀 沉淀逐渐增多 最多（=3 ） 逐渐减少 沉淀消失 （=4 ）2发生的反应及的Al(OH)3沉淀量分析： Al(OH)3 的沉淀量与 有关：(1)当3 时，沉淀量逐渐增大，此时Al3+过量，以n (OH-)为标准