南山中學(xué)

李曉紅一輪專題復(fù)習(xí)

班級(jí)：2023級(jí)33.37.44班

時(shí)間：2025年7月20日專題三

鎂、鋁、銅及其合金專題

學(xué)習(xí)目標(biāo)1.全面系統(tǒng)的復(fù)習(xí)鎂、鋁、銅及其化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途、制備2.合金的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途

的系統(tǒng)復(fù)習(xí)重點(diǎn)：鎂、鋁、銅及其化合物的性質(zhì)、相應(yīng)離子的檢驗(yàn)、合金的性質(zhì)和用途。難點(diǎn)：銅的配合物及其應(yīng)用。本專題復(fù)習(xí)思路元素“位置—結(jié)構(gòu)—性質(zhì)”認(rèn)識(shí)元素的性質(zhì)物質(zhì)“結(jié)構(gòu)—性質(zhì)—用途”認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)方法“單質(zhì)—氧化物—?dú)溲趸铩}”認(rèn)識(shí)化合物步驟：鎂及其化合物的性質(zhì)、用途和制備鋁及其化合物的性質(zhì)、用途和制備銅及其化合物的性質(zhì)、用途和制備合金性能、用途及應(yīng)用一.鎂及其化合物的性質(zhì)周期表中的位置

基態(tài)電子排布式

基態(tài)電子排布圖

原子結(jié)構(gòu)示意圖1s22s22p63s2化學(xué)性質(zhì)：還原性，與O2、N2、H2O(g)、酸等反應(yīng),作還原劑1.鎂的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)預(yù)測(cè)2.鎂的主要化學(xué)性質(zhì)制作焰火、用信號(hào)彈、煙幕彈離子化合物

遇水強(qiáng)烈水解生成兩種弱堿

鎂與冷熱水反應(yīng)對(duì)比遇冷水幾乎沒(méi)有變化，反應(yīng)十分緩慢（肉眼不容易觀察到）

遇熱水快速反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣泡，滴有酚酞的水溶液迅速變紅

Mg+2H2OMg(OH)2+H2

↑

鎂帶與冷水（滴有酚酞）鎂帶與熱水（滴有酚酞）1.輕量化材料?：鎂合金密度僅為鋁的2/3、鋼的1/4，廣泛應(yīng)用于新能源汽車(chē)、航空航天及機(jī)器人部件。2.高強(qiáng)度合金?：與鋁、鋅等金屬形成高強(qiáng)度合金，用于汽車(chē)零部件（如方向盤(pán)骨架）、3C產(chǎn)品外殼等3.化工與冶金?：氧化鎂、氯化鎂等化合物用于耐火材料、建材及冶金輔料。?4.健康與醫(yī)療領(lǐng)域：鎂促進(jìn)鈣吸收和骨骼代謝，預(yù)防骨質(zhì)疏松，保持骨骼健康?；

調(diào)節(jié)心臟節(jié)律、降低血壓和血脂，減少心腦血管疾病風(fēng)險(xiǎn)，保護(hù)心腦血管；

緩解焦慮、改善睡眠，并參與神經(jīng)信號(hào)傳遞，調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)；

增強(qiáng)胰島素敏感性，輔助控制血糖水平；

日常生活?：硫酸鎂用于導(dǎo)瀉，堿性鎂鹽中和胃酸。5.能源與環(huán)保?：鎂儲(chǔ)氫技術(shù)被視為潛在的新型能源解決方案。3.鎂的主要用途4.鎂的工業(yè)制備123就地取材：堿來(lái)源于貝殼煅燒循環(huán)思想：HCl等的循環(huán)利用方程式的書(shū)寫(xiě)：寫(xiě)出1-3步發(fā)生的化學(xué)方程式5.鎂的主要化合物氧化鎂[MgO]：熔點(diǎn)高，作耐火材料（鎂坩堝，不能灼燒酸性固體）；酸中和劑等。堿性氧化物:MgO+2H+=Mg2++H2O氫氧化鎂[Mg(OH)2]：難溶性弱堿，白色沉淀，受熱分解；常用作酸中和劑Mg(OH)2MgO+H2O氯化鎂[MgCl2]：熔點(diǎn)比MgO低，電解其熔融鹽冶煉鎂；MgCl2固體干燥劑；碳酸鎂[MgCO3]：胃酸中和劑MgCO3+2HCl=MgCl2+H2O+CO2↑二.鋁的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系——地殼中含量最多的金屬元素1.鋁的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)預(yù)測(cè)化學(xué)性質(zhì)：還原性，與O2、酸、堿、氧化物等反應(yīng),作還原劑位置：金屬與非金屬的交界處兩性：既有金屬性，也有非金屬性周期表中的位置

基態(tài)電子排布式

基態(tài)電子排布圖

原子結(jié)構(gòu)示意圖三周期ⅢA族2.鋁的性質(zhì)①鋁與氧氣反應(yīng)：4Al+3O2=2Al2O3Al2O3：是一種致密的氧化物，能保護(hù)內(nèi)層金屬不被腐蝕。鋁制品表面致密的氧化膜有耐磨性和抗腐蝕的性能。②鋁與水反應(yīng)分析：鋁與冷水難反應(yīng)，與熱水反應(yīng)受阻止。鋁鍋可以燒開(kāi)水等。解析：鋁與熱水反應(yīng)生成不穩(wěn)定的Al(OH)3,受熱迅速分解成氧化鋁覆蓋在鋁制品表面阻止反應(yīng)的進(jìn)行。鋁的兩性③鋁與普通的酸反應(yīng)：2Al+6H+=2Al3++3H2↑（活潑金屬的通性）提醒：a.鋁與硝酸反應(yīng)生成的氣體產(chǎn)物是NO或NO2，不是H2b.鋁在冷的濃硫酸或冷的濃硝酸中鈍化，加熱反應(yīng)會(huì)NO2等

可以用鋁制容器來(lái)盛裝冷的濃硫酸和冷的濃硝酸。④鋁與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)：有些教材寫(xiě)法2Al+2NaOH+2H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑

四羥基合鋁酸鈉現(xiàn)行教材寫(xiě)法3.鋁的用途1——鋁熱反應(yīng)冶煉鐵鋁熱反應(yīng)是指鋁粉與某些金屬氧化物（如Fe?O?、Fe?O?、Cr?O?等）在高溫條件下發(fā)生的劇烈放熱反應(yīng)，生成氧化鋁和相應(yīng)的金屬單質(zhì)。鋁的用途——鋁合金——會(huì)飛的金屬鋁用途歸納制備：

電解熔融Al2O3（加冰晶石作助熔劑），降低熔點(diǎn)、減少能耗拓展——稀土金屬的廣泛應(yīng)用4.氧化鋁的性質(zhì)和用途——Al2O3（俗稱：剛玉，兩性氧化物）物性：高熔點(diǎn)、難溶、堅(jiān)硬的固體化性（兩性）：酸、強(qiáng)堿反應(yīng)用途：冶煉鋁耐火材料剛玉：制紅寶石和藍(lán)寶石耐火鋁坩堝耐火管耐高溫實(shí)驗(yàn)儀器Al2O3+2OH-+3H2O=2Al(OH)4-5.氫氧化鋁[Al(OH)3]的性質(zhì)和用途——兩性氫氧化物物性：白色、難溶、膠狀沉淀、弱堿化性：兩性、不穩(wěn)定性熱分解：2Al(OH)3

Al2O3+3H2O用途：胃酸中和劑：弱堿性、適宜胃酸過(guò)多且患胃潰瘍的病人膠體作凈水劑：只凈水，不能殺菌消毒制備Al2O3Al(OH)3+OH-=Al(OH)4-(現(xiàn)行教材）6.常見(jiàn)鋁鹽的主要用途明礬：化學(xué)式——KAl(SO4)2·12H2O(復(fù)鹽）鋁鹽用途：當(dāng)酸使用作凈水劑酸性：Al3++3H2OAl(OH)3+3H+考點(diǎn)1：鋁鹽水解顯酸性，可當(dāng)酸使用，如泡沫滅火劑，

Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑考點(diǎn)2：鋁鹽水解生成氫氧化鋁膠體粒子

，能吸附水中的懸浮物和雜質(zhì)，使水變澄清，從而凈水，不具有殺菌消毒功能鋁鹽：氯化鋁[AlCl3]酸性：Al3++3H2OAl(OH)3+3H+考點(diǎn)1：配制AlCl3溶液將其固體溶于較濃的鹽酸中，抑制Al3+水解考點(diǎn)2：將AlCl3溶液蒸干得到Al(OH)3，灼燒得到Al2O3考點(diǎn)3：將AlCl3溶液蒸在HCl氣流中蒸干得到AlCl3固體拓展：像AlCl3·3H2O這種易水解的結(jié)晶水合物除去結(jié)晶水的另一種方法是將該固體與SOCl2混合加熱得純凈干燥固體AlCl3·3H2O+3SOCl2AlCl3+3SO2

↑+6HCl↑

鋁離子檢驗(yàn)——Al3+和Al(OH)4-離子的檢驗(yàn)原理：Al3+過(guò)量強(qiáng)堿Al(OH)3少量堿Al(OH)4-Al(OH)4-過(guò)量強(qiáng)酸Al(OH)3少量酸Al3+操作：取適量待測(cè)液于干凈試管中，逐滴加入稀NaOH溶液，若先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀溶解，則待測(cè)液中含Al3+，反之，則沒(méi)有Al3+。操作：取適量待測(cè)液于干凈試管中，逐滴加入稀鹽酸，若先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀溶解，則待測(cè)液中含Al(OH)4-，反之，則沒(méi)有。三.銅及其化合物的性質(zhì)、用途1.銅的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)預(yù)測(cè)周期表中的位置

基態(tài)電子排布式

原子結(jié)構(gòu)示意圖四周期ⅠB族2.性質(zhì)預(yù)測(cè)：

(還原性)強(qiáng)氧化劑生成:Cu(Ⅱ)弱氧化劑生成：Cu(Ⅰ)2Cu+S

Cu2S

Cu+Cl2CuCl22.銅的主要化學(xué)性質(zhì)銅與非金屬單質(zhì)反應(yīng)Cu+Cl2CuCl22Cu+S

Cu2S

2Cu+O22CuO

銅與鹽反應(yīng)Cu+2FeCl3

=CuCl2+2FeCl2銅與氧化性酸反應(yīng)3Cu+8HNO3(?。?3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

Cu+4HNO3(濃）

=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

3.銅的主要用途和制備銅特性：有色金屬，不僅在自然界資源豐富且具有較優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性、耐腐蝕性、耐磨性等優(yōu)良性質(zhì)。銅的應(yīng)用領(lǐng)域：電氣和電子行業(yè)主要用于制造電線、通訊電纜、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子及電子儀器、儀表等。CuO+H2

====Cu+H2O↑高溫火法煉銅“曾青得鐵則化為銅”Fe+CuSO4==

FeSO4

+Cu濕法煉銅4.銅的氧化物和氫氧化物

CuO+2H+=Cu2++H2OCuO：黑色固體、難溶于水、堿性氧化物Cu2O：磚紅色固體、難溶于水、非堿性氧化物（高溫條件下穩(wěn)定）在酸性條件下易歧化

：Cu2O+2H+==Cu+Cu2+

+H2OCu(OH)2：藍(lán)色、難溶性弱堿，有弱氧化性，能將R—CHO氧化成R-COOH5.銅鹽CuSO4(白色)：常用作水的檢測(cè)劑，結(jié)合少量水生成結(jié)晶水合物，CuSO4·nH2O(藍(lán)色)CuSO4·5H2O(藍(lán)色):又稱膽礬或藍(lán)帆，[Cu(H2O)4]SO4·H2O.[Cu(NH3)4](OH)2

：易溶于水強(qiáng)堿，其水溶液為深藍(lán)色溶液。CuCl2：棕黃色固體，濃CuCl2溶液為綠色，加水稀釋，平衡逆向移動(dòng)，CuCl2稀溶液一般為藍(lán)色。[CuCl4]-的中心原子采取dsp2，孤電子對(duì)數(shù)為0，空間構(gòu)型為平面正方形，其二元取代物有兩種結(jié)構(gòu)。拓展2.銅的配合物少量氨水過(guò)量氨水乙醇藍(lán)色沉淀藍(lán)色溶液藍(lán)色晶體Cu(OH)2[Cu(NH3)4](OH)2[Cu(NH3)4]SO4?H2O銅的配合物拓展1.硫酸銅晶體中結(jié)晶水n的測(cè)定實(shí)驗(yàn)[CuSO4·nH2O]CuSO4·nH2O晶體質(zhì)量=m2-m1CuSO4質(zhì)量=m4-m1水的質(zhì)量=m2-m4

拓展2.CuSO4·5H2O晶體中中心原子的雜化方式和[Cu(H2O)4]2+空間結(jié)構(gòu)a.中心原子的配位數(shù)為6，采取sp3d2雜化b.以1個(gè)銅離子為中心，與6個(gè)配位原子構(gòu)成畸變八面體，形成拉長(zhǎng)的八面體或