镁、铝及其化合物
一、镁、铝在元素周期表中的位置、结构及性质
镁和铝分别位于第三周期IIA族和IIIA族。它们的原子均有三个电子层，其原子的核外电子数分布分别为Mg：2,8,2、Al：2,8,3；由于Al的金属键的键能比Mg的大，所以铝的熔沸点比镁高，硬度比镁大。
Mg、Al都是比较活泼的金属，常温下能被空气中的O2氧化，表面生成一层致密的氧化膜。镁和铝在纯阳中剧烈燃烧，发出耀眼的白光。镁不易和冷水反应，但能与沸水反应。铝不与水反应，故镁比铝的金属性更强。常温下铝在浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，所以常用铝槽车来运输浓硫酸和浓硝酸。
二、镁、铝的重要化合物
1．MgO是一种白色粉末，属碱性氧化物，它能与水缓慢反应生成Mg(OH)2，它具有很高的熔点，可作耐火材料。MgCl2是一种无色、有苦味易溶的固体，易潮解，可作干燥剂。工业上电解熔融的MgCl2的方法制取金属镁。
2．Al2O3是一种白色难溶的物质，Al(OH)3是一种白色胶状物质，它们都是不溶于水的两性化合物，它们既能与强酸反应，又能与强碱反应，其离子反应方程式为：
Al2O3+6H+==2Al3++3H2O；Al2O3+2OH-==2AlO2-+H2O；
Al(OH)3+3H+== Al3++3H2O；Al(OH)3+OH-== AlO2-+2H2O。
三、铝热反应及其意义
1．铝热反应：Al+MnOm==Al2O3+M（液态）+大量热（高温）
2．MnOm指Fe2O3、V2O5、MnO2、WO3、Cr2O3等比铝活动性差的金属的氧化物。
3．反应本质：铝从这些金属氧化物中夺取氧，表现出很强的还原性。
4．反应特点：放出大量的热，使生成的金属呈液态，而与熔渣分离开来（熔渣熔点高）。
5．实际应用：焊接大截面金属钢轨和冶炼某些高熔点的金属，如Fe、V、Mn、W、Cr等。
四、氢氧化铝的两性
氢氧化铝是两性氢氧化物，它既能跟强酸反应生成盐和水，又能和强碱反应生成盐和水。这是因为Al(OH)3在水溶液中会有极少量溶解，溶解的Al(OH)3以两种方式电离：
酸式电离：Al(OH)3==H2O+ AlO2-+H+（可逆）
碱式电离：Al(OH)3== Al3++3OH-（可逆）
其电离程度相当微弱（不能用指示剂检验其酸性或碱性），只有加入强酸或强碱时，大量的H+或OH-才能破坏氢氧化铝的电离平衡，使平衡向右或向左移动，使Al(OH)3按酸式或碱式电离，生成铝盐或偏铝酸盐。所以Al(OH)3既具有酸性又具有碱性。在中学知识范围内，Al(OH)3可看成是三元弱碱或乙酸弱酸（偏铝酸）。
五、实验室制Al(OH)3的方法
1．向铝盐（Al3+）溶液中加入过量氨水，离子方程式为：
Al3++3NH3·H2O == Al(OH)3↓+3NH4+
过量的氨水并不会与Al(OH)3反应生成AlO2-。（实际上偏铝酸铵会发生双水解）
2．向偏铝酸盐（AlO2-）溶液中通入过量的CO2，离子方程式为：
AlO2-+CO2+2H2O==Al(OH)3↓+HCO3-
上式可以证明偏铝酸的酸性弱于碳酸。
3．将铝盐溶液偏铝酸溶液混合，离子方程式为：
Al3++3AlO2-+ 6H2O ==4 Al(OH)3↓（双水解）
六、复盐
复盐：由两种或两种以上阳离子和一种酸根离子所形成的化合物。溶于水后，能电离出简单盐类所具有的离子。例如，明矾（12水和硫酸铝钾）：
KAl(SO4)2·12H2O==K++Al3++2SO42-+12H2O
明矾是一种净水剂，明矾溶于水后：Al3++3H2O == Al(OH)3+3H+（可逆，生成胶体）。Al(OH)3胶体能够吸附水中的悬浮物。
七、Al3+、AlO2-、Al(OH)3的相互转化（铝三角）
1．Al(OH)3→Al3+：Al(OH)3+3H+== Al3++3H2O；
2．Al3+→Al(OH)3：Al3++3OH-== Al(OH)3↓；
3．Al(OH)3→AlO2-：Al(OH)3+OH-== AlO2-+2H2O；
4．AlO2-→Al(OH)3：AlO2-+H++H2O==Al(OH)3↓；
5．AlO2-→Al3+：AlO2-+4H+== Al3++2H2O；
6．Al3+→AlO2-：Al3++4OH-== AlO2-+2H2O。
八、既能与酸又能与碱反应的物质
1．某些单质：Al、S、Zn、Si等。
3S+6NaOH==2Na2S+Na2SO3+3H2O； S+2H2SO4（浓）==3SO2↑+2H2O
Si+4HF==SiF4↑+2H2↑； Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑
2．两性氧化物：Al3O2、ZnO。
3．两性氢氧化物：Al(OH)3、Zn(OH)2。
4．弱酸的铵盐：CH3COONH4、(NH4)2CO3、(NH4)2S等。
(NH4)2S +2HCl==2NH4Cl +H2S↑； (NH4)2S +2NaOH==Na2S+2NH3↑+2H2O
5．多元弱酸的酸式盐：NaHCO3、NaH2PO4、NaHS等。
NaHS+HCl==NaCl+H2S↑； NaHS+NaOH==Na2S+H2O
镁、铝及其化合物
一、镁、铝在元素周期表中的位置、结构及性质
镁和铝分别位于第三周期IIA族和IIIA族。它们的原子均有三个电子层，其原子的核外电子数分布分别为Mg：2,8,2、Al：2,8,3；由于Al的金属键的键能比Mg的大，所以铝的熔沸点比镁高，硬度比镁大。
Mg、Al都是比较活泼的金属，常温下能被空气中的O2氧化，表面生成一层致密的氧化膜。镁和铝在纯阳中剧烈燃烧，发出耀眼的白光。镁不易和冷水反应，但能与沸水反应。铝不与水反应，故镁比铝的金属性更强。常温下铝在浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，所以常用铝槽车来运输浓硫酸和浓硝酸。
二、镁、铝的重要化合物
1．MgO是一种白色粉末，属碱性氧化物，它能与水缓慢反应生成Mg(OH)2，它具有很高的熔点，可作耐火材料。MgCl2是一种无色、有苦味易溶的固体，易潮解，可作干燥剂。工业上电解熔融的MgCl2的方法制取金属镁。
2．Al2O3是一种白色难溶的物质，Al(OH)3是一种白色胶状物质，它们都是不溶于水的两性化合物，它们既能与强酸反应，又能与强碱反应，其离子反应方程式为：
Al2O3+6H+==2Al3++3H2O；Al2O3+2OH-==2AlO2-+H2O；
Al(OH)3+3H+== Al3++3H2O；Al(OH)3+OH-== AlO2-+2H2O。
三、铝热反应及其意义
1．铝热反应：Al+MnOm==Al2O3+M（液态）+大量热（高温）
2．MnOm指Fe2O3、V2O5、MnO2、WO3、Cr2O3等比铝活动性差的金属的氧化物。
3．反应本质：铝从这些金属氧化物中夺取氧，表现出很强的还原性。
4．反应特点：放出大量的热，使生成的金属呈液态，而与熔渣分离开来（熔渣熔点高）。
5．实际应用：焊接大截面金属钢轨和冶炼某些高熔点的金属，如Fe、V、Mn、W、Cr等。
四、氢氧化铝的两性
氢氧化铝是两性氢氧化物，它既能跟强酸反应生成盐和水，又能和强碱反应生成盐和水。这是因为Al(OH)3在水溶液中会有极少量溶解，溶解的Al(OH)3以两种方式电离：
酸式电离：Al(OH)3==H2O+ AlO2-+H+（可逆）
碱式电离：Al(OH)3== Al3++3OH-（可逆）
其电离程度相当微弱（不能用指示剂检验其酸性或碱性），只有加入强酸或强碱时，大量的H+或OH-才能破坏氢氧化铝的电离平衡，使平衡向右或向左移动，使Al(OH)3按酸式或碱式电离，生成铝盐或偏铝酸盐。所以Al(OH)3既具有酸性又具有碱性。在中学知识范围内，Al(OH)3可看成是三元弱碱或乙酸弱酸（偏铝酸）。
五、实验室制Al(OH)3的方法
1．向铝盐（Al3+）溶液中加入过量氨水，离子方程式为：
Al3++3NH3·H2O == Al(OH)3↓+3NH4+
过量的氨水并不会与Al(OH)3反应生成AlO2-。（实际上偏铝酸铵会发生双水解）
2．向偏铝酸盐（AlO2-）溶液中通入过量的CO2，离子方程式为：
AlO2-+CO2+2H2O==Al(OH)3↓+HCO3-
上式可以证明偏铝酸的酸性弱于碳酸。
3．将铝盐溶液偏铝酸溶液混合，离子方程式为：
Al3++3AlO2-+ 6H2O ==4 Al(OH)3↓（双水解）
六、复盐
复盐：由两种或两种以上阳离子和一种酸根离子所形成的化合物。溶于水后，能电离出简单盐类所具有的离子。例如，明矾（12水和硫酸铝钾）：
KAl(SO4)2·12H2O==K++Al3++2SO42-+12H2O
明矾是一种净水剂，明矾溶于水后：Al3++3H2O == Al(OH)3+3H+（可逆，生成胶体）。Al(OH)3胶体能够吸附水中的悬浮物。
七、Al3+、AlO2-、Al(OH)3的相互转化（铝三角）
1．Al(OH)3→Al3+：Al(OH)3+3H+== Al3++3H2O；
2．Al3+→Al(OH)3：Al3++3OH-== Al(OH)3↓；
3．Al(OH)3→AlO2-：Al(OH)3+OH-== AlO2-+2H2O；
4．AlO2-→Al(OH)3：AlO2-+H++H2O==Al(OH)3↓；
5．AlO2-→Al3+：AlO2-+4H+== Al3++2H2O；
6．Al3+→AlO2-：Al3++4OH-== AlO2-+2H2O。
八、既能与酸又能与碱反应的物质
1．某些单质：Al、S、Zn、Si等。
3S+6NaOH==2Na2S+Na2SO3+3H2O； S+2H2SO4（浓）==3SO2↑+2H2O
Si+4HF==SiF4↑+2H2↑； Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑
2．两性氧化物：Al3O2、ZnO。
3．两性氢氧化物：Al(OH)3、Zn(OH)2。
4．弱酸的铵盐：CH3COONH4、(NH4)2CO3、(NH4)2S等。
(NH4)2S +2HCl==2NH4Cl +H2S↑； (NH4)2S +2NaOH==Na2S+2NH3↑+2H2O
5．多元弱酸的酸式盐：NaHCO3、NaH2PO4、NaHS等。
NaHS+HCl==NaCl+H2S↑； NaHS+NaOH==Na2S+H2O