镁和铝的重要化合物(三)

§2-3 镁和铝的重要化合物（三）

教学内容：高二化学(必修)第二章第三节

教学目的:氢氧化铝的两性及与此有关的计算和图像.

教学过程：

[复习巩固]

让学生在练习本上写出下列反应的化学方程式和离子反应方程式:

(1)氧化镁溶于酸溶液

(2)氧化铝溶于酸溶液

(3)氧化铝溶于碱溶液

(4)氢氧化铝溶于酸溶液

(5)氢氧化铝溶于碱溶液

(6)实验室制取氢氧化铝

(7)向偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳至过量

三.氢氧化铝两性的原因:

启发学生从铝在周期表中的位置角度进行思考和分析:

Mg,Al,Si三种种原子的电子层数相同,但最外层电

子数不等。 Mg 是金属元素， Si是非金属,Al则介于

Mg 和 Si之间。

B，Al, Ga 三种元素的原子都具有相同的最外层电子数，但电子层数不等。B是非金属元素，Ga是金属元素，Al介于 B 和Ga之间。因此 Al 的化合物--- Al2O3, Al(OH)3均具有两性。

四．Al3+,AlO2- , Al(OH)3之间相互转化图像：

（一）向一定量氯化铝溶液中逐滴加氢氧化钠溶液：

3+ + 3OH- = Al(OH)

3

↓3

+ OH- = AlO2- + 2H2O

（二 ）和一定量氢氧化钠溶液逐滴滴加氯化铝溶液：

Al 3+ + 4OH - = AlO 2- + 2H 2O

3AlO 2- + Al 3+ + 6H 2O = 4 Al(OH)3↓

3+(mol)

（三）一定量偏铝酸钠溶液逐滴滴加盐酸溶液：

Al(OH)3(mol)

2- + H + + H 2O = Al(OH)3↓

3 + 3H + = Al 3+ + 3H 2O

+(mol)

(四) 向一定量盐酸溶液中逐滴滴加偏铝酸钠溶液：

2- + 4H + = Al 3+ + 2H 2O

2- + Al 3+ + 6H 2O = 4 Al(OH)3↓

2-

四．关于Al(OH)3 的计算：

（一）向可溶性铝盐溶液（Al 3+）逐滴加入NaOH(或强碱)溶液：

基本图形:

现象：立即产生白色沉淀 → 沉淀逐渐增多 → 最多（

)3()(+-Al n OH n =3 ） → 逐渐减少 → 沉淀消失 （)3()

(+-Al n OH n =4 ）

发生的反应及的Al(OH)3沉淀量分析：

Al(OH)3 的沉淀量与

)3()(+-Al n OH n 有关： （1） 当)3()

(+-Al n OH n <3 时，沉淀量逐渐增大，此时Al 3+过量，以n (OH -)

为标准计算。

n (Al(OH)3 = 1/3 n (OH -)

（2） 当)3()

(+-Al n OH n =3 时,沉淀量达到最大值。用n(Al 3+)或n (OH -)哪个

计算均可。

n (Al(OH)3 )= 1/3 n (OH -) 或： n (Al(OH)3 = n (Al 3+)

[例一] 向200mL 0.1mol/L 的NaOH 溶液中逐滴加入100mL 0.1mol/L

AlCl 3 溶液，可得沉淀多少？

(3) 当3 < )3()

(+-Al n OH n < 4时,沉淀量又逐渐减小。

按一般常规计算分三步：

① 先求Al 3+完全反应时生成Al(OH)3沉淀的量

② 再求过量的强碱溶解Al(OH)3的量

③ 生成的沉淀与溶解的沉淀的量之差，就是剩余沉淀的量。

[简便算法] 此时，最后得到Al(OH)3的量为：

n Al(OH)3 = 4n Al 3+ - nOH -

或： m Al(OH)3 = (4n Al 3+ - nOH -)?78

[例二] 向20g 26.7% 的AlCl 3溶液中滴入30mL 2mol/L 的 NaOH 溶

液，完全反应后得Al(OH)3 沉淀多少克？

[例三] 把1 mol/L 的 AlCl 3溶液 75mL 和2 mol/L NaOH 溶液60mL 混

合，可得Al(OH)3 沉淀多少克？

(4) 当)3()

(+-Al n OH n ≥ 4 时,沉淀完全溶解。最后产物为NaAlO 2

Al 3+ + 3OH - = Al(OH)3↓

Al(OH)3 + OH - = AlO 2- + 2H 2O

总反应方程式: Al 3+ + 4OH - == AlO 2- + 2H 2O

(二) 向NaOH 溶液中逐滴加入过量的铝盐溶液：

现象：立即产生白色沉淀 → 振荡后沉淀消失 → 继续加入NaOH 产生白

色沉淀 → 渐多 → 最多 → 沉淀不消失。

（1）当)3()

(+-Al n OH n ≥ 4 时, 先出现沉淀,而后沉淀溶解。

发生的反应是： Al 3+ + 3OH - = Al(OH)3↓

Al(OH)3 + OH - = AlO 2- + 2H 2O

总反应方程式: Al 3+ + 4OH - == AlO 2- + 2H 2O

（2）当 3 <

)3()(+-Al n OH n < 4 时,沉淀量逐渐增大。 （3）当)3()

(+-Al n OH n ≥ 3 时，沉淀量达到最大值。

[归纳] 铝盐与强碱作用的计算题有两类：

（1） 已知铝盐和强碱的物质的量，求生成Al(OH)3沉淀的质量。

（2） 已知Al(OH)3 沉淀的量的质量，求强碱的浓度或体积。

这类题会出现两个解：

① OH- 不足量

② OH- 过量，使生成的Al(OH)3沉淀一部分溶解

[例四] 向 20mL 1mol/L 的 Al 2(SO 4)3溶液中加入30mL NaOH 溶液，充

分反应后，得到0.78g 沉淀，求NaOH 的物质的量浓度?

[例五] 向 10mL 0.2mol/L 的AlCl 3 溶液中滴入NaOH 溶液，当滴加到15

mL 和45 mL 时，所得的沉淀同样多。求NaOH 的浓度？

[例六] 在含有0.02molMgCl2和0.02molAlCl3的混合溶液中，主要存在有

_________________离子，向此混合液中加入100ml1mol/L的NaOH溶液

后，混合液中增加了离子，____________________ 离子减少；继续加入1mol/L NaOH溶液50ml后，混合液中主要存在

离子______________________。

解析：

此反应中，主要涉及到氢氧化铝的两性问题。

在第一步中，由于n Mg2+==0.02mol,n Al3+==0.02mol,n OH-==0.1mol

由Mg2+ + 2OH- == Mg(OH)2↓ Al3+ + 3OH- == Al(OH)3↓可知溶

液中的镁离子和铝离子均刚好完全反应，全部转化为沉淀，故溶液中只有

钠离子和氯离子。

在第二步中，继续加入的氢氧化钠的物质的量为0.05mol，由

Al(OH)3 + OH- == AlO2- + 2H2O

可知，使全部的沉淀消失只需要0.02mol的氢氧化钠，而现在却有

0.05mol的氢氧化钠溶液，故氢氧化钠溶液是过量的，因而溶液中除了含有

偏铝酸根离子和氯离子之外，还含有钠离子和氢氧根离子。