第四章 第一节 镁与铝.doc

知识点一、金属通性的理解 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（ⅣA～ⅥA的某些金属元素有4～5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 分类 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/cm3 重金属：密度大于4.5g/cm3 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、Sn、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。 2、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，吸收可见光后辐射不出去，所以为黑色。 知识点二、镁和铝的性质 镁和铝的性质 金属 项目 镁（Mg）2MgO 4Al+3O2 2Al2O3 与酸反应 Mg+2H+=Mg2++H2↑ 2Al+6H+=Al3++3H2↑ 与碱反应 不反应 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ 与氧化物反应 2Mg+CO2 2MgO+C 铝热反应 2Al+Fe2O3Al2O3+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 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、镁和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。镁和强碱溶液不反应，而铝则不然，由于Al(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+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑① 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……② 将两反应按①+②×2合并，即得总反应方程式：2Al+2NaOH+2H2O=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，叫铝热反应。 能作铝热剂的不只是Fe2O3,还可以是V2O5、Cr2O3、MnO2等与Al粉形成铝热剂，铝热反应较多的应用于生产上，如