題目列表(包括答案和解析)

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3.試劑的滴加順序不同產(chǎn)生的現(xiàn)象不同

(1)NaOH和AlCl3

向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液,先出現(xiàn)白色沉淀后消失:

Al3++3OH-=Al(OH)3 ↓     Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O

向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液,開始無現(xiàn)象后出現(xiàn)白色沉淀:

Al3++4OH-= AlO2-+2H2O     Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3

(2)NaAlO2和鹽酸

向NaAlO2溶液中滴加鹽酸,先出現(xiàn)白色沉淀后消失:

NaAlO2+HCl+H2O= Al(OH)3↓+NaCl   Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O

向鹽酸中滴加NaAlO2溶液,開始無現(xiàn)象后出現(xiàn)白色沉淀:

4HCl+NaAlO2= NaCl+AlCl3+2H2O    AlCl3+3NaAlO2+6H2O=4Al(OH)3↓+3NaCl

(3)Na2CO3和鹽酸

向Na2CO3溶液中滴加鹽酸,開始無現(xiàn)象,后產(chǎn)生氣泡

Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3            NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2

向鹽酸中滴加Na2CO3溶液,立即產(chǎn)生氣泡

Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2

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2.兩性物質(zhì)與物質(zhì)的兩性

兩性物質(zhì)指即能與酸反應,又能與堿作用生成鹽和水的化合物,如Al2O3、ZnO、Zn(OH)2、Al(OH)3、氨基酸、蛋白質(zhì)等。

物質(zhì)的兩性,如強堿弱酸鹽(NaHCO3、KHS、Na2HPO4等)弱酸弱堿鹽(CH3COONH4、NH4HS)等,既能與強酸反應,又能與強堿作用,但只能說這種物質(zhì)的性質(zhì)有兩性,不能將它們稱為兩性物質(zhì),因為這些化合物不是由本身直接電離出的H+和OH-參加反應,并且生成物不全是鹽和水。

Al既能與酸作用,又能與強堿溶液反應,但不屬于兩性物質(zhì),也不能說它具有兩性,因為Al與強堿溶液反應的本質(zhì)是:2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑,Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,兩式相加為:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,由以上反應可知:Al不直接與NaOH溶液反應,Al仍然為金屬元素。

Al(OH)3具有兩性,是兩性物質(zhì),可用電離平衡移動的原理來解釋:Al(OH)3的電離方程式可表示如下:

AlO2-+H++H2O≒Al(OH)3≒Al3++3OH-

其電離程度相當微弱,只有加入強酸(或強堿)時,大量的H+(或OH-)才能破壞Al(OH)3的電離平衡,使平衡向右(或左)移動,生成鋁鹽(或偏鋁酸鹽),所以Al(OH)3即具有堿性,又具有酸性。當加入弱酸或弱堿時,因H+(或OH-)濃度太小,不能使上述平衡移動,因此Al(OH)3只溶于強酸或強堿,而不溶于弱酸或弱堿(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;鋁元素在堿性溶液中能以AlO2-離子大量存在,所以AlO2-與OH-、Al3+與H+ 不能大量共存,AlO2-與Al3+也不能大量共存,其離子方程式是:Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓。

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1.在學習過程中一定要注意以下幾點:

(1)注重理論知識的指導作用,培養(yǎng)思維能力.如學習鎂、鋁性質(zhì)時,可用元素周期表及周期律的理論為指導;在學習Al(OH)3兩性時,可運用電離理論和化學平衡理論進行分析.這樣不僅可以鞏固所學的理論知識,還可以培養(yǎng)自己分析問題解決問題的能力.

(2)溫故知新,培養(yǎng)自己歸納總結的能力.如鋁的一些性質(zhì)在初三和高一曾學習過.要在復習有關知識的基礎上學完本節(jié)后學會總結、歸納的方法,使所學的知識系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化.

(3)充分發(fā)揮主體作用,培養(yǎng)自學能力.如金屬的通性、合金等內(nèi)容通過自學,不僅可以獲得知識,更重要的是學會讀書的方法,培養(yǎng)自學能力.

(4)掌握圖像題的解題技巧,如Al(OH)3兩性的計算.

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4.Mg(OH)2與Al(OH)3的比較

 
Mg(OH)2
Al(OH)3
物理
性質(zhì)
均為白色固體,不溶于水



質(zhì)
不穩(wěn)定性
Mg(OH)2=MgO+ H2O
不穩(wěn)定性
2Al(OH)3=Al2O3+3H2O
堿性
Mg(OH)2+2H+=Mg2++H2O
兩性Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
 


Mg2++2OH-= Mg(OH)2
Mg2++2NH3·H2O =Mg(OH)2↓+2NH4+
 
Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
不用強堿
AlO2-+CO2+2H2O= Al(OH)3↓+HCO3-
不用強酸

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3.MgO與Al2O3的比較

 
MgO
Al2O3
物理
性質(zhì)
均為白色粉末,不溶于水,
熔點高(MgO>Al2O3),是優(yōu)良的耐火材料



質(zhì)
與熱水反應
MgO+H2O=Mg(OH)2
與水不反應
堿性氧化物
MgO+2H+=Mg2++H2O
兩性氧化物
Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O

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2.鋁及其化合物轉化關系

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1.鎂及其化合物轉化關系

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3.鎂、鋁在自然界中均以化合態(tài)存在,鋁是地殼里存在最多的金屬元素。工業(yè)上用電解熔融的MgCl2制取Mg,用電解熔融的Al2O3制取Al。

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2.鋁熱劑、鋁熱反應

某些金屬氧化物粉末,與鋁粉混合后在較高溫度下劇烈反應生成Al2O3和其它金屬并放出大量的熱的反應,叫鋁熱反應。

能作鋁熱劑的不只是Fe2O3,還可以是V2O5、Cr2O3、MnO2等與Al粉形成鋁熱劑,鋁熱反應較多的應用于生產(chǎn)上,如:焊接鋼軌,熔煉難熔金屬V、Cr等。

試題詳情

金屬
項目
鎂(Mg)
鋁(Al)
原子結構
 
 
原子半徑
1.60×10-10m
1.43×10-10m
化合價
+2
+3
晶體結構
金屬晶體
金屬晶體
單質(zhì)
物理
性質(zhì)
鎂和鋁都是密度較小、熔點較低、硬度較小的銀白色金屬,但鎂和鋁相比較,鋁的硬度比鎂的稍大,熔點和沸點都是鋁比鎂的高
活潑性
較活潑:Mg-2e=Mg2+
較活潑:Al-3e=Al3+
抗腐
蝕性
在空氣中都能跟氧氣反應,表面覆蓋一層致密而堅硬的氧化物薄膜,都具有搞腐蝕性能
與O2反應
  點燃
2Mg+O2 = 2MgO
 △
4Al+3O2 = 2Al2O3
與酸
反應
Mg+2H+=Mg2++H2
2Al+6H+=Al3++3H2
與堿
反應
不反應
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2
與氧化物反應
點燃
2Mg+CO2 = 2MgO+C
       △
2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe
結論
鎂、鋁均為較活潑的金屬,但鎂的金屬性強于鋁
解釋
 
核電荷數(shù)鎂小于鋁,而原子半徑鎂大于鋁,故核對最外層的電子引力鎂小于鋁,即Al比Mg難失電子,金屬性弱于Mg
主要
用途
鎂合金汽車、飛機制造、照明彈等
鋁合金汽車、船舶、飛機制造、防銹油漆、導線、電纜等

1.我們要善于從鎂和鋁的原子結構、晶體結構的相同和相似的一面認識它們性質(zhì)的相似性;從結構上不同的一面提示和把握它的性質(zhì)上相異性以及遞變。

鎂和鋁都是較活潑的金屬。在一定條件下,它們都可以和水反應,置換出水中的氫。鎂跟冷水便緩慢地反應,加熱時反應更為顯著。鋁和沸水也能微弱的反應,但現(xiàn)象不明顯。這一方面是因為鎂的金屬活動性較鋁相對較強,另一個不可忽視的原因是它們的氫氧化物雖然都難溶于水,但Mg(OH)2較Al(OH)3的溶解性相對較大,所以與水反應時生成的Mg(OH)2在鎂條表面的覆蓋要小,尤其是在加熱的條件下(加熱時水中的氫離子濃度也相對較大)。但在像在NaOH溶液的強堿性條件下,情況就不一樣了。在強堿溶液中,Mg(OH)2的溶解度大為減小,水中的氫離子濃度也減小了,事實證明,鎂和強堿溶液不反應,而鋁則不然,由于Al(OH)3是典型的兩性氫氧化物,它可溶于強堿溶液。即:

Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O

由上分析可知:鋁是一種較活潑的金屬,它并不能直接與堿反應,而是先與水反應,2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑……①

生成的Al(OH)3是典型的兩性氫氧化物,它溶于強堿

Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O……②

將兩反應按①+②×2合并,即得總反應方程式:

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2

所以在上述反應中鋁是還原劑,而氧化劑是H2O,不是NaOH。

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