1、第二章鎂鋁第一節金屬的物理性質目標：1, 了解金屬的分類2，理解金屬晶體的結構特點，金屬鍵的概念并能解釋金屬單質的一些特性 3，比擬四類晶體在結構，物性上的異同重點：金屬的物理性質難點：金屬鍵，金屬晶體.引入:金屬之重要性新授：一.概述一 元素：占4 / 5在已發現的一百多種元素里，大約有五分之四是金屬元素。這一章主要學習兩種重要的輕金屬鎂和鋁。二. 分類：金屬有不同的分類方法。在冶金工業上，人們常把金屬分為黑色金屬包括鐵、鉻、錳和有色金屬鐵、鉻、錳以外的金屬兩大類。人們也常按照密度大小來把金屬分類，把密度小于 45g/cm3的叫做輕金屬如鉀、鈉、鈣、鎂、鋁等 ；把密度 大于45g/cm 3的

2、 叫做重金屬如銅、鎳、錫、鉛等。此外，還可把金屬分為常見金屬如鐵、鋁等和稀有金屬如鋯、鉿、鈮、鉬等。個人收集整理 勿做商業用途板書：黑色金屬僅：鐵.鈷鎳有色金屬介紹：鐵的外觀顏色，與命名有關鐵與人類歷史的開展輕金屬以密度45為界重金屬介紹：重金屬及其鹽的毒性，如：銅綠；汽油中的鉛；但注意BaS04.BaC0 3 的差異.常見金屬稀有金屬介紹：稀有金屬元素及其應用前景；我國占有世界上的絕大局部資源 三通性：金屬有許多共同性質，像有金屬光澤、不透明、容易導電、導熱、有延展性等。二金屬鍵金屬晶體一. 概念：怎樣解釋金屬的這些共同性質呢？金屬除汞外在常溫下一般都是晶體。用X射線進行研究發現，在晶體中，

3、金屬原子好似硬球，一層一層地緊密堆積著。個人收集整理 勿做商業用途數學方法可計算出，一定大小的原子，什么方式堆積是最緊密的堆積。觀察與計算一致問題：金屬原子之間為什么能且都是緊密的結合在一起呢 ？假設：因為金屬原子的最外層電子易失去，原子失去電子后就成為金屬陽離子和很多的電子，稱這些電子為自由電子，那么，在金屬晶體中，其立體模型想像為：個人收集整理勿做商業用途如圖：金屬離子浸在霧一樣的自由電子之中分析金屬陽離子的受力情況 ，引出如下概念:金屬鍵金屬晶體中，金屬陽離子與自由電子之間的強烈相互作用金屬晶體由金屬鍵形成的晶體二. 解釋金屬的通性1 導電關鍵詞：電場中，自由電子定向運動2 傳熱關鍵詞：

4、自由電子與金屬離子碰撞而交換能量3、可延展 關鍵詞：形變末破壞金屬鍵。補充：堿金屬單質的熔點、沸點、硬度的變化規律。鈉、鎂、鋁的熔點、沸點、硬度的變化規律。 小結：影響金屬物性的主要因素是：金屬離子的電荷數、半徑。*熔點最高的金屬是鎢、最低的是汞；硬度最大的是鉻。第二節鎂和鋁的性質目標：1了解合金的概念用途和熔點特征，介紹鎂鋁合金2掌握鎂鋁的性質及性質差異3掌握鋁熱劑，鋁熱反響及應用重點：鎂鋁的性質難點：鋁的兩性新授：鎂和鋁都是第三周期的金屬元素，它們原子的價電子數都比擬少，因而性質有類似的地方。但是由于結構不同，所以它們的性質又有許多差異。為了便于比擬，我們把鎂和鋁的性質并列介紹。個人收集整

5、理勿做商業用途一 物性1 小密度，硬度 低熔點，沸點2 優良導電，延展3合金 由金屬與金屬或非金屬熔合而成的具有金屬性質的混合物介紹:熔點低于任一組成的金屬如：保險絲二化性:鎂或鋁原子的最外層分別有 2個或3個電子，它們都容易失去最外層電子成為陽離子。血 t f Al 3l Al34鎂和鋁是比擬活潑的金屬，能跟非金屬、酸等起反響。一, 與非金屬反響.(1).與氧氣1. 常溫：在常溫下，鎂和鋁在空氣里都能跟氧氣起反響，生成一層致密而鞏固的氧化物薄膜，從而使金屬失去光澤。但是，這層氧化物薄膜能夠阻止金屬的繼續氧化，所以鎂和鋁都有抗腐蝕的性能。(與鈍化同理但說法不同)個人收集整理勿做商業用途2 .加

6、熱：鎂在空氣里點燃可以燃燒，放出大量的熱并發出耀眼的白光。我們利用鎂的這種性質來制造照明彈等。2 肚 + Oz=2MgO + 熱量鋁跟氧氣起反響沒有鎂那樣容易，可是把鋁粉或鋁箔放在氧氣里加熱，鋁也能燃燒，放出大量的熱，同時發出耀眼的白光。但是，在空氣里，只是在高溫下，鋁才能發生這樣居y烈的變化。個人收集整理勿做商業用途上述差異可據氧化復原反響原理分析.(2 )與硫，氮氣.2AI + 3S=AI 2S33Mg + N 2=Mg 3N2介紹：產物在水中都不存在(制法),反響時相當于復分解Al 2S3 + 6 H2O=2AI(OH) 3+ 3H2SMg 3N2 +6 H2O=3Mg(OH) 2 +

7、2NH 3(3 )與鹵素但:2 A I + 3I 2=2AII 3需要催化劑，據氧化復原反響原理可分析出該結論二. 與酸反響通性；介紹:與硝酸反響時復原產物的復雜性與強堿反響2AI +5H 2O=2AI(OH)3+ 3出AI(OH) 3 + NaOH=NaAIO 2+ 2H2O2AI +2NaOH + 6H 2O=NaAIO 2 + 4出0復習硅與堿的反響四,與某些氧化物2M g + CO2=2MgO + C演示：實驗21如右圖所示，點燃鎂條，放入盛有二氧化碳的集氣瓶里， 鎂條劇烈燃燒，生成氧化鎂，析出的碳附著在集氣瓶內壁上。個人收集整理勿做商業用途實驗2 2用兩張圓形濾紙分別折疊成漏斗狀，套

8、在一起使四周都有四層。把內層的紙漏斗取出，在底部剪一個孔，用水潤濕，再跟另 一紙漏斗套在一起，架在鐵圈上如右圖，下面放置盛沙的蒸發皿。把5g炒干的氧化鐵粉末和 2g鋁粉混合 均勻，放在紙漏斗中，上面加少量氯酸鉀并在混合物中 間插一根鎂條，用小木條點燃鎂條，觀察發生的現象。氯酸鉀鋁晦個人收集整理勿做商業用途從實驗我們看到，鎂條劇烈燃燒，放出一定的熱量，使氧化鐵粉末和鋁粉在較高的溫度下發生了劇烈的反響，放出大量的熱，發出耀眼的光輝。我們還可以看到紙漏斗下部被燒穿，有熔融物落入沙中。冷卻后除去外層熔渣，仔細觀察，可以發現落下的是鐵珠。這個 反響叫鋁熱反響。在反響中放出大量的熱，可達很高的溫度，生成了

9、氧化鋁和液態鐵。個人收集整理勿做商業用途Al + Fe2O3=AI 2O3 + Fe通常把鋁粉和氧化鐵的混合物叫鋁熱劑。鋁熱反響原理可以應用在生產上，例如焊接鋼軌等。往鋁熱劑里參加一定量的鐵合金和鐵釘屑，把這種混合物放到特制的坩堝里，點燃后，立即發生劇烈的復雜的化學反響，產生了高溫的鋼水和熔渣。隨即把高溫鋼水澆入扣在兩根鋼軌縫上的沙型中，這樣可以把兩根鋼軌焊接起來如右圖。這種焊接不用電源，而且焊接的速度快，設備簡易，適合在野外作業。用這種焊接方法可以把比擬短的鋼軌12.525m焊接成較長的鋼軌約 1000m,這在建設鐵 道的無縫線路上有著重要的意義。此外， 工業上，也用鋁熱劑的焊接法焊接大截面

10、的鋼材部件。個人收集整理勿做商業用途鋁熱劑還有:AI + FeO, Fe 2O3, Fe34, V2O5, W0 3, MnO2第三節鎂和鋁的重要化合物目標：1掌握氧化鎂氯化鎂的物性，化性來源及主要用途2掌握氧化鋁，氫氧化鋁，鋁鹽的性質，制備，主要用途及轉化關系3理解復鹽的組成，明磯的物性的凈水原理.重點：氧化鋁，氫氧化鋁，鋁鹽的性質及轉化關系難點：氧化鋁，氫氧化鋁，鋁鹽的轉化關系一.鎂的重要化合物一.M gO1 .物性：鎂在空氣里燃燒可以生成氧化鎂。工業上通常由煅燒菱鎂礦主要成分是MgCOJ來制取氧化鎂:氧化鎂是密度很小的白色粉末，它的熔點高達2800 C,是優良的耐火材 料，常用來制造耐火

11、磚、耐火管和坩堝等。個人收集整理勿做商業用途板書：白色粉末，熔點高,制耐火材料2 .化性：氧化鎂是一種堿性氧化物，可以跟水緩慢地反響生成氫氧化鎂復習：MgO + H 2O=Mg(OH) 23.工業來源菱鎂礦 MgCO 3=MgO + CO 2不溶性碳酸鹽受熱與此相似，舉例：CaCO3=CuCO 3=二, MgCl 21 ,工業來源:從光鹵石(KCl MgCl 2 6H2O)溶液里把 KCl提出以后，把溶液濃縮，就得到六水合氯化鎂(MgCl2 6H2O)晶體。氯化鎂也存在于海水里，它是制取食鹽的副產品。個人收集整理勿做商業用途在制鹽剩下的苦鹵里參加熟石灰，或直接把海水引入水渠中參加熟石灰,氫氧化

12、鎂就沉淀析出。Ca(OH)2=CaCV 以0聽.然后用鹽酸溶解氫氧化鎂，再將溶液濃縮，就得到氯化鎂晶體。氯化鎂是一種無色、苦味、易溶的晶體，極易吸收空氣中的水分而潮解,粗制食鹽在潮濕的空氣中容易吸濕變潮，就是由于里面含有少量氯化鎂雜質的緣故。氯化鎂是制取鎂的重要原料，工業上采用通電分解熔融的氯化鎂的方法制取鎂。個人收集整理勿做商業用途板書:光鹵石(復鹽)KCl.MgCl 2.6H2OMgCl 26H2OMgCl 2Mg或由制食鹽的鹵水中提取，步驟?-2 主要用途： 制金屬鎂三. MgOH 2演示并寫出離子反響方程式Mg2+ + OH-=MgOH 22+ +Mg + 2NH 3.H2O=MgOH

13、 2 + NH 4第二課時二.鋁的重要化合物一 .Al 2O31存在：氧化鋁AI2O3H2O、三水合氧化鋁AI2O33H2O以及少量氧化鐵和石英等雜質組 成的。鋁土礦可用來提取純氧化鋁。氧化鋁是一種白色難熔的物質，工業上，主要是以氧化鋁為原料，采用通電分解的方法制得鋁的。氧化鋁也是一種比擬好的耐火材料，它可以用來制造耐火坩堝、耐火管和耐高溫的實驗儀器等。個人收集整理勿做商業用途剛玉是天然產的無色氧化鋁晶體。剛玉的硬度很大，僅次于金剛石。因此，它常被用來制成砂輪、研磨紙或研磨石等，用以加工光學儀器和某些金屬制品。通常所說的藍寶石和紅寶石是混有少量不同氧化物雜質的剛玉。它們可以用做精密儀器和手表的

14、軸承。個人收集整理勿做商業用途板書：鋁土礦釩土剛玉其形式有：紅.藍寶石，屬原子晶體與二氧化硅的兩種存在形式相似2 .物性輕,高熔點，可制耐火材料3.化性：氧化鋁是典型的 兩性氧化物，新制備的氧化鋁既能跟酸起反響生成鋁鹽，又能跟堿起反響生成偏鋁酸鹽。氧化鋁不溶于水，因此，不能用它來制備氫氧化鋁。兩性復習+3+Al 2O3 + 6H =2Al+3 H2OAI2O3 + 2OH -=2AI0 2- + H2O二,AI(OH) 31. 物性：凝聚水中懸浮物(凈水),吸附色素以9 5年洪水為例，說明其作用2. 化性：氫氧化鋁是不溶于水的白色膠狀物質。氫氧化鋁能凝聚水中懸浮物，又有吸附色素的性能。在實驗室

15、里我們可以用鋁鹽溶液跟氨水的反響來制備氫氧化鋁。個人收集整理勿做商業用途實驗2 3把3mL0.5mol/L硫酸鋁溶液注入試管里，向硫酸鋁溶液里滴加氨水，生成蓬松的白色膠狀氫氧化鋁沉淀，繼續滴加氨水，直到不再產生沉淀為止。過濾，用蒸餾水沖洗沉淀，得到較純潔的氫氧化鋁(大局部留下做下面的實驗)。取少量氫氧化鋁沉淀放在蒸發皿里，加熱。觀察氫氧化鋁的分解。個人收集整理勿做商業用途上述實驗的反響用化學方程式可表示如下：Alz(SOs+ 6NH3-Hz0 =2Al(OH)5 I + 3(NH4)2SOd2A1 (OH) 5Al 2 O3 + SHsO實驗2 4 把上面實驗制得的氫氧化鋁沉淀分裝在兩個試管里

16、，往一個試管里滴加2moI/L鹽酸；往另一個試管滴加 2moI/L氫氧化鈉溶液。觀察兩個試管里發生的現象。個人收集整理勿做商業用途可見它既能跟酸通過上述實驗我們看到，氫氧化鋁在酸或強堿的溶液里都能溶解。個人收集整理勿做商業用途起反響，又能跟強堿起反響。這兩個反響可以分別表示如下:Al (OH)3 + 3H+=A13+ + 3H20AL COH)S + 0HA10j+ 2H；C實驗證明，氫氧化鋁是典型的兩性氫氧化物。(復習兩性.AI(OH) 3 +H +=AI 3+ +2H 20 AI(OH) 3 + OH -=AI 3+ +2 H 2O 個人收集整理勿做商業用途2 AI(OH) 3= Al 2

17、O3 + 3 H2O明磯：硫酸鋁鉀是由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成的鹽，像這樣的鹽，叫做復鹽。它電離時可解離出兩種金屬的陽離子。江m個人收集整理勿做商業用途十二水合硫酸鋁鉀(KAI ( SO4) 2 12H2O)的俗名是明磯，明磯通常也用K2SO4AI2(SO4)3 24H2O表示。明磯是無色晶體，明磯溶于水時能與水反響，有膠狀的氫氧化鋁生成，生成的氫氧化鋁可以吸附水里懸浮的雜質，并形成沉淀，使水澄清。所以，明磯是一種凈水劑。個人收集整理勿做商業用途用途：三重要的轉化關系3+1. AI AI(OH) 33+-AI +3 OH =AI(OH) 33+.+AI + 3NH3H2O=AI(O

18、H) 3 + 3NH 4強調：完全沉淀鋁離子的最好方法 3+ -2. AI AIO 23+-AI3 +3 OH =AI(OH) 3AI(OH) 3 + OH -=AIO 2-+ 2H 2O總反響為：AI 3+ +4OH -=AIO 2- +2H 2。3. AIO 2 -AI(OH) 3- +AIO2 + H +H 2O=AI(OH) 32AIO2 +CO2 +3 H2O=2AI(OH) 3 + CO3強調：完全沉淀偏鋁酸根的最好方法-3+4. AIO 2 -AI- +AIO2 + H +H 2O=AI(OH) 3+3+AI(OH) 3 + 3H =AI+ 2H2O總反響為：AIO 2- + 4

19、H +=AI 3+ + 2H2O5. 演示：AI + 3AIO 2- +6H2O=4AI(OH) 3介紹滅火器原理：在此僅介紹配平方法，告之:原理待續.第三課時四. 小結：3+aiakoh口 aioT觀察，分析1實驗一:向硫酸鋁溶液中逐滴參加氫氧化鈉，完成可能發生的反響分析比例關系，可知：圖OH，完成可能發生的反響；，完成可能發生的反響；3+Al分析比例關系可知:圖AlO 2目標:1掌握如下概念：硬水暫時,永久軟水；硬水軟化水的凈化；硬度暫時,永久及其計算方法2掌握離子交換法原理3從離子反響的角度理解藥劑軟化法的化學原理重點：軟化水的化學原理難點：石灰-純堿法軟化水的化學原理引入：水與生活，與

20、工農業上的需求新授：一 硬水和軟水一.形成過程.水是日常生活和工農業生產不可缺少的物質。水質的好壞對生產和生活影響很大。天然水跟空氣、巖石和土壤等長期接觸，溶解了許多雜質，如無機鹽類、某些可溶性有機物以及氣體等。水里溶解的無機鹽有鈣和鎂的酸式碳酸鹽、碳酸鹽、氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽,等等。也就是說，天然水里一般含有Ca2+、Mg+等陽離子和HCO、CO2-、Cl-、SQ2-和NO-等陰離子。各地的天然水含有這些離子的種類和數量有所不同。例如，溶有二氧化碳的水，遇到主要成分是碳酸鈣的巖石時，會使碳酸鈣逐漸變成可溶性的碳酸氫鈣：個人收集整理勿做商業用途CiOsI防恥=何圖22+這種水中就含有Ca和H

21、CO離子。板書:CaCO3 +CQ2 +H2Q =Ca(HCQ 3)2MgCQ3 +CQ2 +H2Q=Mg(HCQ 3)2還有鈣.鎂離子的其它無機鹽強調：硬水-含有較多的鈣，鎂離子軟水-含有較少的鈣，鎂離子鑒別：有的天然水里含 CaT和Mg+比擬多，在這種水里參加肥皂水，就會 發生沉淀。實驗2-5用兩個試管分別取蒸餾水、天然水 56mL各注入少量肥皂水，振蕩。 觀察發生的現象。沒有沉淀產生。在盛有天然Ca2+或Mg+，肥皂跟Ca2+或。玄2+和M的水，叫做硬水；通過實驗，我們可以看到盛有蒸餾水的試管里泡沫很多, 水的試管里泡沫較少，并出現絮狀沉淀。這是因為天然水里含有 Mg+起反響以后，生成了

22、不溶于水的物質。通常把溶有較多量的只溶有少量或不含 Ca+和Mg+的水，叫做軟水。個人收集整理勿做商業用途2+Mg CaO.硬度計算方法Ca2+-CaO010mg/L=1計算舉例：規定：硬水8軟水8三. 暫時硬水度、永久硬水度如果水的硬度是由碳酸氫鈣或碳酸氫鎂所引起的，這種硬度叫做暫時硬度。具有暫時硬度的水經過煮沸以后，水里所含的碳酸氫鈣就分解而生成不溶性的碳酸鈣:Ca(Uro3)z=CaCOj+ 00廿+ H20個人收集整理勿做商業用途水里所含的碳酸氫鎂先形成難溶于水的碳酸鎂沉淀。gHC032 = MgC0d+ CO2f+ HjO碳酸鎂雖然難溶于水，但它仍有少量能溶解在水里在18C時，它的溶

23、解度為 0.011g，相當于110mg/L。因此，當繼續加熱煮沸時，碳酸鎂就跟水發生反響，生成了更難溶的氫氧化鎂在18C時，它的溶解度為 0.00084g，相當于8.4mg/L 。這樣水里溶解的 Ca2 M 就轉變成為碳酸鈣和氫氧化鎂的沉淀，從水里析出，水的硬度就可以降低，從而使硬度高的水得到軟化。如果水的硬度是由鈣和鎂的硫酸鹽或氯化物等所引起的，這種硬度叫做永久硬度。永久硬度不能用加熱的方法軟化。天然水大多同時具有暫時硬度和永久硬度，因此，一水的硬度高對生活和生產都有危害。洗滌般所說的水的硬度是泛指上述兩種硬度的總和。用水如果硬度太高，不僅浪費肥皂，而且衣物也不易洗干凈。長期飲用硬度很高或硬

24、度過低的水，都不利于人體的健康。鍋爐用水硬度太高，特別是暫時硬度太高，十分有害。因為經 過長期燒煮后，水里的鈣鹽和鎂鹽會在鍋爐內結成鍋垢，使鍋爐內的金屬管道的導熱能力大大降低，這不但浪費燃料，而且會使管道局部過熱，當超過金屬允許的溫度時，鍋爐管道很多工業部門，如紡織、印染、造紙、化工等, 以降低或消除它的硬度是很重要的。 個人收集整約 7.3將變形或損毀，嚴重時會引起鍋爐爆炸事故。都要求用軟水。因此，對天然水進行處理，理勿做商業用途板書：暫時硬度可以通過加熱降低 ：Ca(HCO3)2 =CaCO 3 +CO2 +H2OMg(HCO 3)2 =MgCO 3 +CO2 +H2O以課本中MgC0 3的溶解度數據計算硬度 故以下反響符合復分解反響的條件：MgCO3 + H2O=Mg(OH) 2 + CO2因此鍋垢的主要成份是：CaCO3 Mg(OH) 2和少量MgCO?(二)硬水軟化的方法一.離子交換法離子交換法是用離子交換劑軟化水的一種方法。在工業上常用磺化煤(NaR做離子交換劑。磺化煤是黑色顆粒狀物質，它不溶于酸和堿。這種物質的陽離子會跟溶液里其他物質的陽離子發生離子交 換作用。所示，在離子交換柱里裝有磺化煤。把硬水從離子交換柱的上口注 入，使硬水慢慢地流經磺化煤。當硬水通過磺化煤時，硬水里的Ca2+和Mg+跟磺化煤的NeT起離子交換作用。