铝及其化合物教案

铝及其重要化合物教案[考纲要求]了解铝及其重要化合物的主要性质和应用。

复习目标1、掌握铝的物理性质和化学性质并了解铝的主要用途。

2、掌握重要的铝的化合物的性质及用途。

3、运用氢氧化铝的两性能解决有关计算和图象问题。

知识梳理：一铝1、原子结构示意图：2、周期表中位置：第三周期ⅢA族镁原子核外有三个电子，在化学反应中，容易失去最外层的三个电子，显+3价。

3、铝单质的性质1、物理性质：银白色金属，硬度和密度小，具有良好的导电导热性和延展性。

在空气中具有很好的耐腐蚀性。

2、化学性质：铝的化学性质板书：问题1．金属铝是活泼的金属，能与酸反应，为什么能用铝槽储运浓H2SO4或浓HNO3?问题2．实验室能否用硫化物与铝盐溶液混合制取Al2S3？用离子方程式说明原因。

问题3．金属铝与酸、碱反应的本质及定量计算(1)铝与酸、碱反应的实质是什么？氧化剂是什么？(2)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是多少？为什么？(3)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，产生H 2的体积之比是多少？为什么？(4)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl 、NaOH 溶液中，二者产生的H 2相等，则HCl 和NaOH 的物质的量浓度之比是多少？为什么？(5)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L －1的盐酸和NaOH 溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为V (甲)∶V (乙)＝1∶2，则加入铝粉的质量为( )A ．5.4 gB ．3.6 gC ．2.7 gD ．1.8 g归纳总结：铝与酸、碱反应生成H 2的量的关系铝与酸、碱反应的化学方程式分别为2Al ＋6HCl===2AlCl 3＋3H 2↑、2Al ＋2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑。

从化学方程式可以看出Al 与酸、碱反应时生成H 2的实质都是Al ――→失3e －Al 3＋，所以无论与酸还是与碱反应，Al 与H 2的关系都是2Al ～3H 2。

(1)等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气体积比V HCl (H 2)V NaOH (H 2)＝1∶1。

(2)足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠反应，产生氢气的体积比为V HCl (H 2)V NaOH (H 2)＝1∶3。

(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠反应，产生氢气的体积比为13≤V HCl (H 2)V NaOH (H 2)≤11，则必定是①铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；②铝与氢氧化钠反应时，铝不足而氢氧化钠过量。

解题时应充分利用上述过量关系。

二 铝的重要化合物1、氧化铝（Al2O3）(1)物理性质：白色固体、熔点高（2054℃） 、不溶于水，不与水化合。

常作耐火材料。

刚玉的主要成分是Al 2O 3 ，其中把含少量铬元素的刚玉称为红宝石；含少量的铁和钛元素的刚玉称为蓝宝石。

(2)化学性质：①电解熔融的氧化铝制备单质铝但由于氧化铝的熔点很高，故在氧化铝中添加冰晶石（Na 3AlF 6)降低其熔点。

2Al 2O 3 ========= 2Al + 3 O 2 ↑②与酸反应：Al 2O 3＋6HCl ＝AlCl 3＋3H 2O ③与碱反应：Al 2O 3＋2NaOH ＝2NaAlO 2＋H 2O既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的氧化物叫两性氧化物 2、氢氧化铝（Al （OH)3）（1）物理性质：氢氧化铝是白色胶状物质，不溶于水，有强的吸附性，可以吸附水中的悬浮物和各种色素。

（2）化学性质：①不稳定性：氢氧化铝不稳定，受热易分解。

△电解2Al(OH)3 ＝ Al 2O 3＋2H 2O这是工业上制取纯净氧化铝的方法。

Al(OH)3 具有两性的原因：H ++AlO 2—+H 2OAl(OH)3Al 3+ + 3OH —注意：(1)氢氧化铝作为碱时是三元碱；作为酸时是一元酸（HAlO3）。

(2)氢氧化铝与酸碱反应时，弱酸弱碱是不能把氢氧化铝溶解的。

例题1．下列物质中既能跟稀硫酸反应，又能跟氢氧化钠溶液反应的是 ( )①NaHCO 3 ②(NH 4)2SO 3 ③Al 2O 3 ④Al(OH)3 ⑤Al A ．全部B ．只有①③④⑤C ．只有③④⑤D ．只有②③④⑤归纳总结：两性物质：两性物质指既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的化合物，包括Al 2O 3、ZnO 、Al(OH)3、Zn(OH)2、氨基酸、蛋白质等。

多元弱酸的酸式盐(如NaHCO 3、KHS 、KHSO 3、NaH 2PO 4等)及弱碱弱酸盐(如CH 3COONH 4、NH 4HS 等)也既能与强酸反应又能与强碱反应，但不能将它们称为两性物质。

三 Al 3＋、Al(OH)3、AlO －2之间转化关系的应用写出上述转化的离子方程式：问题4.试设计制备Al(OH)3的途径。

②Al(OH)3+NaOH= NaAlO 2+2H 2O ③Al(OH)3 + 3HCl= AlCl 3 + 3H 2O方案一 用铝盐(Al 3＋)制取Al(OH)3加入氨水至沉淀完全，一般不用NaOH 等强碱，为什么？ 方案二 用铝屑、烧碱、稀H 2SO 4制取Al(OH)3 方法一：Al ――→H 2SO 4Al 3＋――→NH 3·H 2O Al(OH)3； 方法二：Al ――→NaOHAlO －2――→CO 2Al(OH)3；方法三：⎦⎥⎤Al ――→H 2SO4Al 3＋Al ――→NaOH AlO －2――→H 2OAl(OH)3。

若甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备Al(OH)3。

规定必用的药品如下：350 g 70% H 2SO 4溶液，NaOH 固体240 g ，足量铝屑、水(不能用其他药品)。

甲、乙、丙用各自设计的方案制得Al(OH)3的质量分别是W 1、W 2、W 3。

三种实验方案如下：甲：铝→加NaOH 溶液→加H 2SO 4溶液→W 1 g Al(OH)3 乙：铝→加H 2SO 4溶液→加NaOH 溶液→W 2 g Al(OH)3 丙：⎭⎪⎬⎪⎫铝→加H 2SO 4溶液铝→加NaOH 溶液→W 3 g Al(OH)3 试回答：(1)从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素分析，实验方案最合理的是________。

(2)三位学生制得的Al(OH)3，W 1、W 2、W 3其质量由大到小的顺序是___________________。

(3)制得Al(OH)3的最大质量是________。

规律方法总结： （一）典型图像分析1.把铝盐(Al 3＋)溶液逐滴加入到强碱溶液中至过量(1)现象：先无明显现象，然后逐渐产生大量的白色沉淀。

(2)有关反应：A →B ：Al 3＋＋4OH －===AlO －2＋2H 2OB →C ：Al 3＋＋3AlO －2＋6H 2O===4Al(OH)3↓(3)图像2.在AlO－2溶液中逐滴加入强酸至过量(1)现象：先生成白色沉淀，随后沉淀逐渐溶解。

(2)有关反应：A→B：AlO－2＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓B→D：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O(3)图像3.在强酸溶液中逐滴加入AlO－2溶液至过量(1)现象：先无明显现象，反应一段时间后逐渐产生白色沉淀。

(2)有关反应：A→B：4H＋＋AlO－2===Al3＋＋2H2OB→C：Al3＋＋3AlO－2＋6H2O===4Al(OH)3↓(3)图像4.向Mg2＋与Al3＋的酸性溶液中逐滴加入强碱溶液(1)现象：无明显现象→出现沉淀→渐多→最多→减少→不变(2)反应O→A：H＋＋OH－===H2OA→B：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓B→C：Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O(3)图像例2．某无色溶液中，已知含有H＋、Mg2＋、Al3＋等阳离子，逐滴加入NaOH(溶液)，则消耗NaOH(溶液)体积(x轴)和生成沉淀量(y轴)之间的函数关系，可用下图表示，则下列图中正确的是()例3．将0．1 mol的镁、铝混合物溶于100 mL 2 mol·L-1的H2SO4溶液中，然后再滴加1 mol·L-1的NaOH溶液。

请回答：(1)若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化的关系如上图所示。

当V1＝160 mL时，则金属粉末中n(Mg)＝________ mol，V2＝______ mL。

(2)若在滴加NaOH溶液过程中，欲使Mg2＋、Al3＋刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH)＝____mL。

(3)若混合物仍为0.1 mol，其中Mg粉的物质的量分数为a，用100 mL 2 mol·L－1的H2SO4溶解此混合物后，再加入450 mL 1 mol·L－1的NaOH溶液，所得沉淀中无Al(OH)3。

满足此条件的a的取值范围是_____________________________________________________。

（二）Al2O3的提纯方案一：碱溶法方案二：酸溶法例4．(2009·福建理综，24)从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下：请回答下列问题：(1)流程甲加入盐酸后生成Al3＋的离子方程式为__________________________________。

(2)流程乙加入烧碱后生成SiO2－3的离子方程式为________________________________。

(3)验证滤液B中含Fe3＋，可取少量滤液并加入________(填试剂名称)。

(4)滤液E、K中溶质的主要成分是__________(填化学式)，写出该溶液的一种用途：________________________________________________________________________。

(5)已知298 K时，Mg(OH)2的溶度积常数K sp＝5.6×10－12，取适量的滤液B，加入一定量的烧碱达到沉淀溶解平衡，测得pH＝13.00，则此温度下残留在溶液中的c(Mg2＋)＝__________。

总结：对于金属及其化合物的复习要抓住的知识主线：单质—金属氧化物—金属氢氧化物—盐，根据金属的原子结构进行指导，去掌握金属的化学性质。