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1、高中化学 58 个考点精讲 第 1 页 共 12 页36、镁和铝1复习重点1镁和铝单质的化学性质；2。镁和铝的重要化合物的化学性质。3重点是 Al2O3、Al(OH) 3 的两性。2难点聚焦一、金属的通性项目 内容周期表中的分布 位于从硼到砹的左下方，在已知的 109 种元素中有 87 种是金属元素原子结构的特征（最外层电子）最外层电子数一般少于 4 个（AA 的某些金属元素有 45 个，但核外电子层数较多，原子半径较大）组成微粒及通常状态金属离子和自由电子通常情况下都是金属晶体，只有汞在常温下呈液态冶金工业 黑色金属：铁、铬、锰有色金属：除铁、铬、锰以外的金属密度 轻金属：密度小于 4.5g
2、/cm3重金属：密度大于 4.5g/cm3分类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
3、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。如：按钠、镁、铝的
4、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、S
5、n、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。例如：最细的白金丝直径不过 1/5000mm；金属又有展性，指的是可以高中化学 58 个考点精讲 第 2 页 共 12 页压成薄片，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
6、由电子微粒间的相互作用 离子键 共价键 范得华力 金属键硬度 较大 很大 很小 较小熔沸点 较高 很高 低、很低 多数较高物理性质导电性 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，
7、吸收可见光后辐射不出去，所以为黑色。二、镁和铝的性质金属项目镁（Mg） 铝（Al）原子结构原子半径 1.601010 m 1.431010 m化合价 +2 +3晶体结构 金属晶体 金属晶体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：Mg2e=Mg 2+较活泼：Al3e=Al 3+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 = 2MgO4Al+3O2 = 2Al2O3与酸反应Mg+2H+=Mg2+H2 2Al+6H+=Al3+3H2与
8、碱反应不反应 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2与氧化物反应点燃2Mg+CO2 = 2MgO+C2Al+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单质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。高中化学 58 个考点精讲 第 3 页 共 12 页镁和
9、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(
10、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+6H 2O=2Al(OH)3+3H2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将两反应按+2 合并，即得总反应方程式：2Al+2NaOH+2H 2O=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，
11、叫铝热反应。能作铝热剂的不只是 Fe2O3,还可以是 V2O5、Cr 2O3、MnO 2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物理性质均为白色粉末，不溶于水，熔点高（MgOAl 2O3） ，是优良的耐火材料与热水反应MgO+H2O=Mg(OH)2与水不反应化学性质碱性氧化物MgO
12、+2H+=Mg2+H2O两性氧化物Al2O3+6H+=2Al3+3H2OAl2O3+2OH-=2AlO2-+H2O4.Mg(OH)2与 Al(OH)3的比较高中化学 58 个考点精讲 第 4 页 共 12 页Mg(OH)2 Al(OH)3物理性质均为白色固体，不溶于水不稳定性Mg(OH)2=MgO+ H2O不稳定性2Al(OH)3=Al2O3+3H2O化学性质碱性Mg(OH)2+2H+=Mg2+H2O两性 Al(OH)3+3H+=Al3+3H2OAl(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O制备Mg2+2OH-= Mg(OH)2Mg2+2NH3H2O =Mg(OH)2+2NH 4+Al3+3NH
13、3H2O=Al(OH)3+3NH 4+不用强碱AlO2-+CO2+2H2O= Al(OH)3+HCO 3-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、
14、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（NaHCO 3、KHS、Na 2HPO4等）弱酸弱碱盐（CH 3COONH4、NH 4HS）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
15、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+6H 2O=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+H2OAl(OH) 3Al 3+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)
16、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、Al 2(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 AlO2-与 OH-、Al 3+与 H+ 不能大量共存，AlO 2-与 Al3+也不能大量共存，其离子方程式是：Al3+3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3。3试剂的滴加顺序不同产生的现象不同（1）NaOH 和 AlCl3向 AlCl3溶液中滴加 NaOH 溶液，先出现白色沉淀后消失： Al 3+3OH-=Al(OH)3 Al(OH) 3+OH-=AlO2-+2H2O向 NaOH 溶液中滴加 AlCl3
