2.两性物质与物质的两性

两性物质指即能与酸反应,又能与碱作用生成盐和水的化合物,如Al2O3、ZnO、Zn(OH)2、Al(OH)3、氨基酸、蛋白质等。

物质的两性,如强碱弱酸盐(NaHCO3、KHS、Na2HPO4等)弱酸弱碱盐(CH3COONH4、NH4HS)等,既能与强酸反应,又能与强碱作用,但只能说这种物质的性质有两性,不能将它们称为两性物质,因为这些化合物不是由本身直接电离出的H+和OH-参加反应,并且生成物不全是盐和水。

Al既能与酸作用,又能与强碱溶液反应,但不属于两性物质,也不能说它具有两性,因为Al与强碱溶液反应的本质是:2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑,Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,两式相加为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,由以上反应可知:Al不直接与NaOH溶液反应,Al仍然为金属元素。

Al(OH)3具有两性,是两性物质,可用电离平衡移动的原理来解释:Al(OH)3的电离方程式可表示如下:

AlO2-+H++H2O≒Al(OH)3≒Al3++3OH-

其电离程度相当微弱,只有加入强酸(或强碱)时,大量的H+(或OH-)才能破坏Al(OH)3的电离平衡,使平衡向右(或左)移动,生成铝盐(或偏铝酸盐),所以Al(OH)3即具有碱性,又具有酸性。当加入弱酸或弱碱时,因H+(或OH-)浓度太小,不能使上述平衡移动,因此Al(OH)3只溶于强酸或强碱,而不溶于弱酸或弱碱(如碳酸、氨水)。

Al3+只能在酸性溶液中大量存在,如AlCl3、Al2(SO4)3溶液均是酸性溶液;铝元素在碱性溶液中能以AlO2-离子大量存在,所以AlO2-与OH-、Al3+与H+ 不能大量共存,AlO2-与Al3+也不能大量共存,其离子方程式是:Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓。

金属
项目
镁(Mg)
铝(Al)
原子结构
 
 
原子半径
1.60×10-10m
1.43×10-10m
化合价
+2
+3
晶体结构
金属晶体
金属晶体
单质
物理
性质
镁和铝都是密度较小、熔点较低、硬度较小的银白色金属,但镁和铝相比较,铝的硬度比镁的稍大,熔点和沸点都是铝比镁的高
活泼性
较活泼:Mg-2e=Mg2+
较活泼:Al-3e=Al3+
抗腐
蚀性
在空气中都能跟氧气反应,表面覆盖一层致密而坚硬的氧化物薄膜,都具有搞腐蚀性能
与O2反应
  点燃
2Mg+O2 = 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
点燃
2Mg+CO2 = 2MgO+C
       △
2Al+Fe2O3=Al2O3+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.我们要善于从镁和铝的原子结构、晶体结构的相同和相似的一面认识它们性质的相似性;从结构上不同的一面提示和把握它的性质上相异性以及递变。

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,事实证明,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。

 0  5002  5010  5016  5020  5026  5028  5032  5038  5040  5046  5052  5056  5058  5062  5068  5070  5076  5080  5082  5086  5088  5092  5094  5096  5097  5098  5100  5101  5102  5104  5106  5110  5112  5116  5118  5122  5128  5130  5136  5140  5142  5146  5152  5158  5160  5166  5170  5172  5178  5182  5188  5196  447348 

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