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高中化学镁元素知识汇总
时间:2020-01-15 15:37 来源:纳思书院 分类:教学案例 浏览次数:416次

问:为何镁的化学性质比铝活泼?举例说明。


答:根据镁、铝的原子结构示意图image.pngimage.png可知,镁、铝位于同一周期,电子层数相同,都有三个电子层。镁的原子核带12个单位的正电荷,铝的原子核带13个单位的正电荷,所以原子核对核外电子的引力镁比铝小,原子半径镁比铝大,镁的最外层电子数少,原子核对最外层电子的引力更小些,因此镁的最外层电子更易失去,金属性更强,化学性质更活泼。


例如:(1)二者与相同浓度的盐酸反应时,镁比铝剧烈;(2)二者与水反应时,镁可以与沸水反应,但铝极难与水反应。


问:氮化镁是离子化合物吗?有何性质?


答:
氮化镁是离子化合物,其电子式是:image.png氮化镁有一个很重要的性质就是与水的反应,即氮化镁的水解反应:image.png。氮化镁的这一性质经常在有关镁的无机推断题中考查。


问:Al与NaOH溶液反应的实质是什么?


答:Al与NaOH溶液反应的方程式及化合价变化情况为:image.png
,表面看来,Al是还原剂,NaOH和H2O是氧化剂,实际上Al与NaOH溶液的反应是分为两步进行的:


第一步:image.png(氧化还原反应)


第二步:image.png(复分解反应)

其总反应方程式(上面两式相加)及电子转移情况如下:image.png

由此可见,此氧化还原反应中:还原剂是Al,氧化剂是H2O。

问:什么是铝热剂和铝热反应?


答:铝热剂是指铝粉和某些金属氧化物组成的混合物。


例如:

image.png等。铝热反应是指铝热剂在高温下发生剧烈反应并放出大量热的化学反应。

铝热反应中,镁条的作用:引燃剂;


氯酸钾的作用:助燃剂(氯酸钾分解释放出O2)。


铝热反应原理经常在有关铝的无机推断题中考查。


问:铝、氧化铝、氢氧化铝是两性物质、还是具有两性?


答:两性物质是指既能与酸反应又能与碱反应,只生成盐和水的化合物。


中学里常见的有:image.png、氨基酸、蛋白质等。


物质的两性是指既能与酸反应又能与碱反应的性质,但产物不一定全是盐和水。

如强碱弱酸酸式盐(如:image.png等)及弱碱弱酸盐(如:image.png等),也既能与强酸反应又能与强碱反应,但不能将它们称为两性物质,只能说它们具有两性。


虽然image.png能与酸及强碱溶液作用,但不属于两性物质,也不能说它具有两性(因为根据image.png与碱液反应的本质,可知image.png不是直接与image.png作用)。更不能说它是两性元素,只能说image.png是金属元素。


问:铝盐与碱、偏铝酸盐与酸的正滴与反滴实验中,现象有何不同?
答:
1. 铝盐与碱的正滴与反滴


(1)向
image.png溶液中滴加NaOH溶液至过量
首先发生的反应是image.png
,当image.png全部转化为image.png时,继续加入的NaOH就会与image.png反应:image.png,这时白色沉淀逐渐减少,最后全部消失。


(2)向NaOH溶液中滴加image.png
溶液至过量


首先发生反应:image.png
,接着沉淀立即被溶液中过量的NaOH溶解:image.pngimage.png(两步反应可以合并写成image.png),当NaOH全部转化为image.png之后,继续滴加image.png,则会有沉淀不断生成,直至image.png反应完全,发生的反应为:image.png


2. 偏铝酸盐与酸的正滴与反滴


(1)向image.png
溶液中滴加盐酸至过量


首先发生反应:image.png
,所以开始有沉淀生成且不断增多;当image.png全部转化为image.png时,继续加入的盐酸就会与image.png反应:
image.png,这时白色沉淀会逐渐减少,最后全部消失。


(2)向盐酸中滴加image.png
溶液至过量


首先发生反应:image.png
,接着沉淀立即被溶液中过量的盐酸溶解:image.png(两步反应合并可写成image.png),当盐酸全部反应完全之后,继续滴加image.png,则会有沉淀不断生成,直至image.png反应完全,发生反应:image.png


问:工业上制镁用电解image.png,而制铝却用电解image.png,为什么?


答:工业上常用电解熔融image.png
的方法制金属镁,电解image.png的方法制金属铝。因为MgO的熔点远远高于image.png的熔点(如下表数据),电解熔融状态的MgO需要更高的温度,消耗更多的能量,对条件、设备的要求更高,不利于操作;image.png的熔点虽然低(如下表数据),但易升华,无法进行电解,故不能用来电解制铝。



MgO

image.png

image.png

image.png

熔点(℃)

3852

2072

712

190

沸点(℃)

3600

2980

1418

180



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