1、镁和铝 元素及其化合物 目的 根据镁、铝的原子结构及其在周期表中位置的比较，掌握它们性质上的相似性和差异性。用比较的方法，归纳出镁、铝单质及其化合物的重要性质，重点掌握铝的氧化物和氢氧化物的两性。一、镁和铝的单质 物理性质 (1)相似性：密度较小、熔点较低，硬度较小的银白色金属 (2)差异性：铝的硬度比镁稍大，熔沸点都比镁高 一、镁和铝的单质 化学性质 (1)相似性：都是比较活泼的金属，都能与O2、S、Cl2等非金属单质直接化合，都能与酸，与某些氧化物反应。Mg+CO2=2MgO+C 单质Mg着火不能用泡沫灭火器灭火 3Fe3O4+8Al=9Fe+4Al2O3 可用这种方法冶炼难熔的金属 一、
2、镁和铝的单质 (2)差异性：Al的活泼性比Mg差。Mg与N2直接反应，但Al不能。Al能被冷的浓H2SO4、浓HNO3钝化。Al能与强碱溶液反应产生H2。3Mg+N2=Mg3N2 Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+3NH3 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2 Mg+2NH4Cl=MgCl2+H2+2NH3 2Al+3Hg(NO3)2=2Al(NO3)3+3Hg(长“白毛”)一、镁和铝的单质 镁和铝的冶炼 (1)镁的制备 CaCO3=CaO+CO2 Mg2+CaO+H2O=Mg(OH)2+Ca2+Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O MgCl2+6H2O=MgCl2
3、6H2O MgCl26H2O=MgCl2+6H2O(HCl气氛中加热)MgCl2(熔融)=Mg+Cl2 一、镁和铝的单质 (2)铝的制备 铝土矿的提纯 Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3-2Al(OH)3=Al2O3+3H2O 电解 2Al2O3(熔融)=4Al+3O2(冰晶石Na3AlF6)二、镁、铝重要化合物 氧化物 MgO是典型的碱性氧化物,可以缓慢和水作用。Al2O3是两性氧化物，天然晶体叫刚玉，不与水反应，能与强酸强碱反应生成相应的铝盐和偏铝酸盐。Al2O3+6H+=2Al3+3H2O Al2O3+2OH-=2AlO2-
4、+H2O 二、镁、铝重要化合物 氢氧化物 (1)Mg(OH)2是不溶性中强碱，而Al(OH)3是两性氢氧化物，它能与强酸强碱反应生成相应的铝盐和偏铝酸盐。H+AlO2-+H2O=Al(OH)3=Al3+3OH-Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O (2)Mg(OH)2、Al(OH)3受热都要分解 Mg(OH)2=MgO+H2O 2Al(OH)3=Al2O3+3H2O 二、镁、铝重要化合物 【讨论】如何制备Al(OH)3 (1)Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NH4+不宜用NaOH溶液，这是由于Al(OH)3可溶于过量的NaOH。Al3
5、+3OH-=Al(OH)3 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O (2)AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3-不宜用盐酸，这是由于Al(OH)3可溶于过量的盐酸。AlO2-+H+H2O=Al(OH)3Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O 二、镁、铝重要化合物 重要的镁盐和铝盐 (1)镁盐 MgCl2易潮解，制取镁的重要原料 MgCO3菱镁矿主要成分，工业上利用它 制取MgO MgCO3=MgO+CO2 二、镁、铝重要化合物 (2)铝盐 KAl(SO4)212H2O或K2SO4Al2(SO4)324H2O 俗名明矾，是一种复盐。常用作净水剂。Al3+3H20=Al(
6、OH)3+3H+AlCl3，气态为双分子缔合体，共价化合物。二、镁、铝重要化合物 遇HCO3-、CO32-、AlO2-、SiO32-、SO32-、S2-、HS-等阴离子发生双水解。Al3+3HCO3-=Al(OH)3+3CO2 2Al3+3CO32-+3H2O=2Al(OH)3+3CO2 Al3+3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3 二、镁、铝重要化合物 【讨论】将适量的镁粉与沙子混合，引燃得到一种灰色粉末。把该粉末投入水中，可听到有轻微的爆炸声，水中会产生白色沉淀。若将此粉末投入浓盐酸中，爆炸声明显增大，且在水面上有火花闪烁。请用所学的知识解释以上现象。二、镁、铝重要化合物 镁粉与沙子发生反应：4Mg+SiO2=2MgO+Mg2Si灰色混合物 投入水中：Mg2Si+4H2O=SiH4+2Mg(OH)2 SiH4自燃：SiH4+2O2=SiO2+2H2O 轻微爆炸声。投入浓盐酸中：Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4。SiH4自燃：SiH4+2O2=SiO2+2H2O 由于C(H+)增大，反应更剧烈，释放的能量更多，故水面有火花闪烁。