高中化學：鎂鋁知識問答

太行森林 2020-01-03

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問：為何鎂的化學性質(zhì)比鋁活潑？舉例說明。

答：根據(jù)鎂、鋁的原子結(jié)構示意圖、可知，鎂、鋁位于同一周期，電子層數(shù)相同，都有三個電子層。鎂的原子核帶12個單位的正電荷，鋁的原子核帶13個單位的正電荷，所以原子核對核外電子的引力鎂比鋁小，原子半徑鎂比鋁大，鎂的最外層電子數(shù)少，原子核對最外層電子的引力更小些，因此鎂的最外層電子更易失去，金屬性更強，化學性質(zhì)更活潑。例如：（1）二者與相同濃度的鹽酸反應時，鎂比鋁劇烈；（2）二者與水反應時，鎂可以與沸水反應，但鋁極難與水反應。

問：氮化鎂是離子化合物嗎？有何性質(zhì)？

答：氮化鎂是離子化合物，其電子式是：

氮化鎂有一個很重要的性質(zhì)就是與水的反應，即氮化鎂的水解反應：。氮化鎂的這一性質(zhì)經(jīng)常在有關鎂的無機推斷題中考查。

問：Al與NaOH溶液反應的實質(zhì)是什么？

答：Al與NaOH溶液反應的方程式及化合價變化情況為：

，

表面看來，Al是還原劑，NaOH和H₂O是氧化劑，實際上Al與NaOH溶液的反應是分為兩步進行的：

第一步：（氧化還原反應）

第二步：（復分解反應）

其總反應方程式（上面兩式相加）及電子轉(zhuǎn)移情況如下：

由此可見，此氧化還原反應中：還原劑是Al，氧化劑是H₂O。

問：什么是鋁熱劑和鋁熱反應？

答：鋁熱劑是指鋁粉和某些金屬氧化物組成的混合物。

例如：等。

鋁熱反應是指鋁熱劑在高溫下發(fā)生劇烈反應并放出大量熱的化學反應。鋁熱反應中，鎂條的作用：引燃劑；氯酸鉀的作用：助燃劑（氯酸鉀分解釋放出O₂）。鋁熱反應原理經(jīng)常在有關鋁的無機推斷題中考查。

問：鋁、氧化鋁、氫氧化鋁是兩性物質(zhì)、還是具有兩性？

答：兩性物質(zhì)是指既能與酸反應又能與堿反應，只生成鹽和水的化合物。中學里常見的有：、氨基酸、蛋白質(zhì)等。物質(zhì)的兩性是指既能與酸反應又能與堿反應的性質(zhì)，但產(chǎn)物不一定全是鹽和水。如強堿弱酸酸式鹽（如：等）及弱堿弱酸鹽（如：等），也既能與強酸反應又能與強堿反應，但不能將它們稱為兩性物質(zhì)，只能說它們具有兩性。

雖然能與酸及強堿溶液作用，但不屬于兩性物質(zhì)，也不能說它具有兩性（因為根據(jù)與堿液反應的本質(zhì)，可知不是直接與作用）。更不能說它是兩性元素，只能說是金屬元素。

問：鋁鹽與堿、偏鋁酸鹽與酸的正滴與反滴實驗中，現(xiàn)象有何不同？

答：

1. 鋁鹽與堿的正滴與反滴

（1）向溶液中滴加NaOH溶液至過量

首先發(fā)生的反應是，當全部轉(zhuǎn)化為時，繼續(xù)加入的NaOH就會與反應：，這時白色沉淀逐漸減少，最后全部消失。

（2）向NaOH溶液中滴加溶液至過量

首先發(fā)生反應：，接著沉淀立即被溶液中過量的NaOH溶解：（兩步反應可以合并寫成），當NaOH全部轉(zhuǎn)化為之后，繼續(xù)滴加，則會有沉淀不斷生成，直至反應完全，發(fā)生的反應為：。

2. 偏鋁酸鹽與酸的正滴與反滴

（1）向溶液中滴加鹽酸至過量

首先發(fā)生反應：，所以開始有沉淀生成且不斷增多；當全部轉(zhuǎn)化為時，繼續(xù)加入的鹽酸就會與反應：，這時白色沉淀會逐漸減少，最后全部消失。

（2）向鹽酸中滴加溶液至過量

首先發(fā)生反應：，接著沉淀立即被溶液中過量的鹽酸溶解：（兩步反應合并可寫成），當鹽酸全部反應完全之后，繼續(xù)滴加，則會有沉淀不斷生成，直至反應完全，發(fā)生反應：。

問：工業(yè)上制鎂用電解，而制鋁卻用電解，為什么？

答：工業(yè)上常用電解熔融的方法制金屬鎂，電解的方法制金屬鋁。因為MgO的熔點遠遠高于的熔點（如下表數(shù)據(jù)），電解熔融狀態(tài)的MgO需要更高的溫度，消耗更多的能量，對條件、設備的要求更高，不利于操作；的熔點雖然低（如下表數(shù)據(jù)），但易升華，無法進行電解，故不能用來電解制鋁。