发现之旅 |
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2005年底,国际知名IT品牌华硕隆重推出了用镁合金精心打造的M5A纪念版——M5217Ae-DR笔记本 ,此次限量推出的华硕M5A纪念版笔记本最大的特点就是采用镁合金上盖设计。 |
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这种银白色金属是最新的航钛级轻金属材料,具有质地轻、强度高、散热快、有抗菌效果等独特优势,使得华硕M5A纪念版笔记本具备了健康、环保、安全等特点和与众不同的轻盈魅力。 |
镁合金是世界上已经投入实际应用的最轻的金属材料之一,用它打造的笔记本可以做到非常轻薄,同时其良好的刚性可以有效保护LCD屏幕和内部元器件;镁合金的吸震能力也很优异,可有效降低笔记本的震动和噪音,减少对内部精密电子、光学组件的干扰,保障笔记本安全使用的同时性能更加稳定。 |
深入思考 |
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镁的原子序数为12,原子量为24.305,是碱土金属中最轻的结构金属。
镁在地壳中的含量约为2.5%,是第8个最丰富的元素。镁的矿物主要有菱镁矿、橄榄石等。海水中含有大量的镁,同时镁也存在于人体和植物中,而且它是叶绿素的主要组分。
镁是银白色金属;熔点为648.8°C,沸点为1107°C,密度1.74克/厘米3。镁具有优良的切削加工性能。 |
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镁 |
镁元素的原子的最外层只有两个电子,很容易失去最外层电子成为阳离子: |
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我们知道,镁条能在氧气中燃烧,生成氧化镁,而镁也能在二氧化碳中燃烧:将点燃的镁条放入装有二氧化碳气体的集气瓶中,观察现象。 |
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从实验中可以很明显的看到:镁条能在二氧化碳中剧烈燃烧,发出耀眼的白光,生成白色粉末,且在集气瓶的内壁有黑色的小颗粒附着,这些黑色的小颗粒就是碳。 |
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所以镁条在二氧化碳气体中燃烧的反应方程式为: |
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镁和氢氧化钠不能发生反应,可是镁却能和水起反应,但是必须是在热水中才能发生反应。
将镁条放在蒸馏水中,并在试管中滴入酚酞试剂,观察试管中的现象。 |
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此时可以观察到试管中没有任何变化,这说明镁和冷水不能起反应。
将试管放在酒精灯上加热至沸腾,观察试管中的现象。 |
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此时可以看到:镁与水开始反应,滴有酚酞的溶液也开始变红。这说明镁能与热水起反应。酚酞溶液变红,说明镁与热水生成的产物显碱性。反应的化学反应方程式为 : |
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镁是航空工业的重要材料,镁合金用于制造飞机及森、发动机零件等;镁还用来制造照相和光学仪器等;镁及其合金的非结构应用也很广;镁作为一种强还原剂,还用于钛、锆、铍、铀和铪的生产中。 |
学有所用 |
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飞翔在蓝天的镁 |
由于镁特别的轻,因此科学家希望能够将其运用于航天方面。但是镁质软且不稳定,显然无法满足航天的要求。科学家把镁和其他金属(如:铜、铝、锡、钛、锰等)熔炼成合金,这样镁就变得结实了许多。1935年,苏联的飞机设计师制造了一架飞机,它的金属原材料中含有80%的镁合金,此飞机经过全方位的试验,没有出现任何故障,以后又在各种恶劣的条件下使用了相当长的时间,经受了严峻的考验。
镁合金在其他领域也有广泛应用,这是因为合金中不同的金属在增加综合性能方面都起到独特的作用。例如,铝和锌会增加合金的强度;锰会增加合金的抗腐蚀性等。因此,镁合金是制造火箭、原子反应堆、石油平台、铁路车辆构架、公共汽车等不可缺少的材料。
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沙场练兵 |
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1. 把等物质的量的镁和铝混合,取等质量的混合物四份,分别加入足量的下列溶液中,充分反应后,放出的H2最多的是( )
A、3mol/L HCl B、4mol/L HNO3
C、8mol/L NaOH D、18mol/L H2SO4
答案:A
解析:① 等物质的量的铝和稀酸或强碱溶液反应放出H2一样多。
2Al+6H+====2Al3++3H2↑
2Al+2OH-+2H2O===2AlO2-+3H2↑
② Mg、Al与硝酸(稀)反应,因HNO3的氧化性而不放出H2,而生成氮的化合物。
③ Mg与浓硫酸(18mol/L)反应,也因浓硫酸的氧化性不生H2,而生成硫的化合物。而Al与浓硫酸在常温下发生钝化现象。
④Mg与NaOH溶液不反应
不难看出Mg、Al混合物和足量盐酸反应放出H2最多。
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2. 0.1mol镁粉分别在足量的O2、CO2、N2中燃烧,生成固体的质量依次为W1、W2、W3,下列关系式正确的是( )
A、W2>W1>W3 B、W1=W2>W3
C、W1=W2=W3 D、W3>W2>W1
答案:A
解析:反应前后的质量关系可从下列化学方程式看出:
1molMg在O2中燃烧后质量增加16g;在N2中燃烧质量增加9.3g;在CO2中燃烧质量增加22g。以在CO2中燃烧质量增加最多,在N2中燃烧质量增加最少。
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3. 将1molMg在氧气中完全燃烧时,其质量增加16g,若在空气中完全燃烧时,其质量增加不到16g,只能在9.33g~16g之间,这是因为( )
A、镁在空气中未能完全燃烧
B、氧化镁的称量有误
C、镁在空气中燃烧还生成了Mg3N2
D、镁还跟空气中的CO2
答案:C
解析:相同质量的镁在纯氧气中燃烧时只生成氧化镁。
若在空气中燃烧时,除生成MgO外,还能和空气中的N2化合,生成氮化镁。
反应后的增量:
可见24g镁在纯氧中燃烧增量为16g,但在空气中燃烧时,由于还生成了Mg3N2,所以增量应在9.33<△m<16g
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4. 2种金属的混合粉末32g,跟足量的盐酸反应,恰好得到22.4L氢气(标准状况),则下列的金属组合中可能的是( )
A、Mg和Al B、Mg和Zn C、Al和Fe D、Zn和Cu
答案:B、C
解析:判断本题可应用“平均相对原子质量法”(中间值法)。把混合金属设想是某种+2价的金属M。根据题意以及简单的关系式(M-H2)、题中的几种金属的相对原子质量进行的判断。
因为在标准状况下,生成22.4L H2,需要+2的金属为1mol。已知Mg、Zn、Fe、Cu的相对原子质量为24、65、56、64。而Al折合为+2价金属,其相对原子质量为2/3*27=18
题中给出此2种金属是32g,可确认是M的平均相对原子质量。就是说,选项中的2种金属的平均相对原子质量应当是32,才符合要求。虽然,在2种金属的组合,必然是有一种金属的相对原子质量要小于32(Mg、Al),另一种则要大于32(Zn、Cu、Fe)。
所以,(A)中的Mg和Al不符合要求(都小于32),(D)中的Zn和Cu亦不符合要求(都大于32)。而(B)中的Mg和Zn,以及(C)中的Al和Fe符合要求。
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