1、学习目标 1.能从物质类别，元素化合价的角度，依据复分解反应规律和氧化还原反应原理，预测铝及其化合物的性质及物质之间的转化，设计实验进行初步验证，并能分析、解释有关实验现象，设计制备、分离、检验等简单任务的方案。2.了解 Al、Al2O3、Al(OH)3 的主要性质和用途。23 自主学习一、铝与铝合金1铝的存在铝在地壳中的含量仅次于和，居第三位。在自然界中铝元素以态存在。01 氧02 硅03 化合2铝的性质(1)物理性质：色固体，质，密度，导电性仅次于金、和。(2)化学性质铝与非金属的反应铝与 O2 反应：铝在氧气中燃烧的化学方程式为。该反应的现象为：。04 银白05 软06 小07 银08
2、铜09 4Al3O2=点燃 2Al2O310 发出耀眼的白光、放出大量的热 铝与酸的反应与非氧化性酸：如盐酸、稀硫酸等反应，离子方程式为。与氧化性酸：如 Al 常温下遇冷的浓硫酸、浓硝酸会发生。11 2Al6H=2Al33H212 钝化铝与强碱溶液反应铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为，离子方程式：。铝热反应Al 在高温下与 Fe2O3 反应的方程式为。该反应常用于、冶炼难熔的金属等。13 2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H214 2Al2OH6H2O=2Al(OH)43H215 2AlFe2O3=高温 2FeAl2O316 焊接钢轨3铝合金及其制品(1)形成：铝中加入其他元素
3、(如铜、镁、硅、锌、锂等)熔合而形成铝合金。(2)性能：密度、强度、塑性、易于成型、制造工艺简单、成本低廉等。17 小18 高19 好二、铝的重要化合物1氢氧化铝Al(OH)3两性氢氧化物(1)物理性质色态：物质。溶解性：几乎溶于水。(2)实验室制备试剂：常用 Al2(SO4)3 溶液(或 AlCl3 溶液)与反应制取氢氧化铝。01 白色胶状固体02 不03 氨水 现象：生成沉淀，加过量氨水，沉淀不溶解。化学方程式：。离子方程式：。04 白色05 AlCl33NH3H2O=Al(OH)33NH4Cl06 Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4(3)化学性质两性氢氧化物：既能与反应，又能与
4、反应的氢氧化物。(4)用途能水中的悬浮物并能吸附色素，可用来净水。利用其性，可用作胃酸中和剂。09 强酸10 强碱11 凝聚12 弱碱2氧化铝(Al2O3)两性氧化物(1)物理性质色态溶解性熔点硬度白色固体难溶很高很大(2)化学性质Al2O3 是两性氧化物，与强酸或强碱溶液都能反应生成盐和水。两性氧化物：既能与反应，又能与反应的氧化物。15 强酸16 强碱(3)用途冶炼金属铝的原料。良好的耐火材料。23 课堂探究一、铝与铝合金 交流研讨1依据前面学习的 Na、Mg、Fe 等的性质预测一下铝可能具有什么性质？提示：强的还原性，能与 O2、Cl2、S、Br2、I2 等非金属单质反应，能与酸反应，能
5、与某些金属氧化物反应等。提示 2铝是重要的金属材料之一，这可能与它具有的哪些性质有关？提示：空气中耐腐蚀、导电、导热性能良好，易与其他金属形成性能优良的合金。提示 点拨提升1铝与非金属单质的反应(1)常温下，铝易与空气中的 O2 反应，生成 Al2O3 保护膜，因此 Al 在空气中具有抗腐蚀性。(2)铝箔在空气中加热不燃烧，只能熔化成液体但不滴落。其原因是铝箔表面生成的高熔点的氧化铝，包裹住内部熔化的铝，使内部的液态铝不能滴落；铝粉在空气中加热会剧烈燃烧。(3)铝与 S、Cl2 也能发生反应，反应的化学方程式分别为 2Al3S=Al2S3 和 2Al3Cl2=点燃 2AlCl3。在 Al 与
6、O2、S、Cl2 的反应中，铝的化合价均由 0 变为3，均做还原剂。2铝热反应实验操作a将两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状并套在一起，使四周都是四层。把内层“纸漏斗”取出，在底部剪一个孔，用水润湿，再与另一“纸漏斗”套在一起，架在铁架台的铁圈上，“纸漏斗”正下方放置盛有细沙的蒸发皿。b把 5 g 干燥的三氧化二铁粉末和 2 g 铝粉混合均匀，放在“纸漏斗”中，上面加少量氯酸钾并在混合物中插一根镁条。c用燃着的木条点燃镁条，观察发生的现象。实验记录注意事项a接反应产物的蒸发皿内要铺少量细沙，一是防止蒸发皿炸裂，二是防止生成的熔融物溅出。b.铝粉和三氧化二铁要混合均匀，以使反应完全。c.铝粉和三氧化二
7、铁要干燥。3合金(1)定义：由两种或两种以上金属(或金属和非金属)熔合而成的具有金属特性的混合物。(2)特点熔点：合金的熔点一般比它的成分金属的熔点低。硬度：合金的硬度一般大于其成分金属的硬度。知识拓展1铝热反应的理解(1)铝热反应：铝与某些难熔金属氧化物高温条件下发生的置换反应称为铝热反应。(2)铝热剂：铝粉与难熔金属氧化物的混合物称为铝热剂。(3)铝热反应的原理：利用金属铝的强还原性，铝单质与其他金属氧化物之间发生置换反应，产生大量的热。(4)铝热反应的应用：铝与氧化铁反应放出大量热，该反应常用于焊接钢轨等。(5)铝还可以置换出 V2O5、Cr3O4 中的 V 和 Cr，其反应方程式分别为
8、 10Al3V2O5=高温 6V5Al2O3,8Al3Cr3O4=高温 9Cr4Al2O3。2铝与强碱溶液反应的实质铝与强碱溶液的反应，不是铝直接与强碱反应，而是铝先与强碱溶液中的 H2O 反应生成 Al(OH)3，Al(OH)3 再与强碱反应生成四羟基合铝酸盐。如铝与 NaOH 溶液反应的过程为 2Al6H2O=2Al(OH)33H2，Al(OH)3NaOH=NaAl(OH)4。因此在反应 2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2中，氧化剂是 H2O，还原剂是 Al；NaOH 的作用是把 Al 与水反应表面生成的 Al(OH)3 溶解掉，使 Al 继续与 H2O 反应，因此，无强
9、碱该反应不能进行到底。练习与活动1合金是一类用途广泛的金属材料，下列物质中不属于合金的是()A钢 B青铜 C黄铜 D水银解析 钢为 Fe 和 C 等的合金；青铜为 Cu 与 Sn 等的合金；黄铜为 Cu与 Zn 等的合金；水银为汞(Hg)单质。解析 答案 D答案 2甲、乙两烧杯中各盛有 100 mL 3 molL1 的盐酸和氢氧化钠溶液，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 12，则加入的铝粉质量为()A5.4 g B3.6 g C2.7 g D1.8 g答案 A答案 解 析 由6HCl 2Al=2AlCl3 3H2 和2NaOH 2Al 6H2O=2NaAl(OH
10、)43H2可知，两份等质量的 Al 都完全反应时，生成的 H2 也等量，消耗的 HCl 与 NaOH 不等量。实际上 HCl、NaOH 都为 0.3 mol，且生成 H2 的体积比为 12，则甲中 HCl 不足，Al 过量；乙中 NaOH 过量，Al 不足。生成 H2 的物质的量之比为 12，参加反应的 Al 的物质的量之比也为 12。与 0.3 mol HCl 反应的 Al 为 2.7 g，与 NaOH 溶液反应的 Al 为 5.4 g。解析 3研究发现用铝热法可从下列氧化物中冶炼出有关金属，若要得到等物质的量的有关金属单质，需消耗单质铝最多的是()AMnO2 BV2O5 CCr2O3 DW
11、O3解析 根据氧化还原反应中化合价升高的总价数等于化合价降低的总价数可知：化合价降低最多的消耗的铝最多，MnO2(40)，V2O5(50)，Cr2O3(30)，WO3(60)，WO3 消耗铝最多。解析 答案 D答案 方法技巧金属铝与酸、碱反应生成 H2 的量的关系(1)反应原理反应原理2Al6H=2Al33H22Al2OH6H2O=2AlOH4 3H2(2)量的关系定量关系2Al6H3H22Al2OH3H2等量的 Al 分别与足量的盐酸和 NaOH 溶液反应产生 H2 的量相等，此时消耗 HCl 与 NaOH 的物质的量之比为 31。足量的铝与等物质的量的 HCl 和 NaOH 溶液反应，产生
12、 H2 的物质的量之比为 13，此时消耗 Al 的物质的量之比也为 13。一定量的 Al 分别和一定量的盐酸和 NaOH 溶液反应，若13 nHClH2nNaOHH21，则必定：a.铝与盐酸反应时，铝过量，而盐酸不足；b.铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而氢氧化钠过量。二、铝的重要化合物交流研讨铝表面有一层氧化物保护膜，因此可以用铝制器皿盛放醋、酸梅汤和Na2CO3 溶液，你认为这种方式可以吗？提示：不可以，因为表面的 Al2O3 能与酸或碱反应而溶解掉，使 Al 与溶液中的酸或碱反应而被腐蚀。Na2CO3 能与 H2O 反应生成少量的 NaOH。提示 点拨提升1Al2O3、Al(OH)3 既能
13、与强酸反应，又能与强碱反应，而 NaHCO3、(NH4)2CO3 等也既能与强酸反应，又能与强碱反应，但不是两性物质。2Al2O3 的性质及应用(1)因为 Al2O3 既能溶于酸，又能溶于碱，所以不能长时间用铝制炊具盛放酸性、碱性食品。(2)涉及 Al2O3 的分离除杂大多是利用 Al2O3 的两性来实现的，如 Fe2O3中混有 Al2O3，除去 Al2O3 的方法就是向混合物中加入足量 NaOH 溶液，使Al2O3 转化为可溶性的 NaAl(OH)4，然后过滤、洗涤、干燥沉淀，即得到纯净的 Fe2O3。(3)工业上常采用电解熔融 Al2O3 的方法冶炼金属铝。(4)由于 Al2O3 的熔点很
14、高，常用来制耐火材料，如耐火砖、耐火管、坩埚等。天然刚玉的成分是 Al2O3，可制作各种宝石。3Al(OH)3 的性质与制备(1)Al(OH)3 的不稳定性Al(OH)3 在煅烧或加热时易分解：2Al(OH)3=Al2O33H2O。(2)Al(OH)3 的制备由于 Al(OH)3 能溶于 NaOH 溶液中，若用 NaOH 溶液制备 Al(OH)3，加入 NaOH 溶液的量不易控制；若加入太多，则得不到 Al(OH)3 沉淀；若加入太少，溶液中生成 Al(OH)3 的量也很少。Al(OH)3 不溶于氨水，反应易控制，故用氨水制备 Al(OH)3 更好。知识拓展有关 Al(OH)3 沉淀的图像分析
15、 练习与活动4在Al2O3 Al(OH)3 Na2CO3 NH4HCO34 种物质中，与盐酸和氢氧化钠溶液均可反应的是()A B C D答案 B答案 解析 Al2O3、Al(OH)3 为两性化合物，均可与盐酸、NaOH 溶液反应；Na2CO3 能与盐酸反应，但不能与 NaOH 溶液反应；NH4HCO3 与盐酸反应的化学方程式为 NH4HCO3HCl=NH4ClH2OCO2，与足量 NaOH 溶液反应的化学方程式为 NH4HCO32NaOH=Na2CO3NH3H2OH2O。解析 5向 20 mL AlCl3 溶液中滴入 2 molL1 NaOH 溶液时，沉淀质量与所滴加 NaOH 溶液体积(mL
16、)关系如图所示：(1)图中 A 点表示的意义是_。(2)图中 B 点表示的意义是_。(3)上述两步用总的离子方程式可表示为_。(4)假设溶液中有 0.39 g Al(OH)3 沉淀，则此时用去 NaOH 溶液的体积为_。答案(1)滴入 NaOH 溶液在 A 点时产生的沉淀量最大(2)滴入 NaOH 溶液沉淀恰好完全溶解(3)Al34OH=Al(OH)4(4)7.5 mL 或 17.5 mL答案 解析 A 点表示沉淀量最大，B 点表示沉淀完全溶解，有 0.39 g Al(OH)3沉淀，即 0.005 mol Al(OH)3 沉淀时，加入 NaOH 的量有两种可能：一种可能：加入 NaOH 的量不
17、足时，生成 0.005 mol Al(OH)3，需要 0.015 mol NaOH，即 7.5 mL NaOH 溶液。另一种可能：加入过量的 NaOH，首先使 Al3全部生成 Al(OH)3 0.01 mol，然后又溶解掉 0.005 mol Al(OH)3，共需要 NaOH 0.035 mol，即 17.5 mL。解析 方法技巧有关 Al(OH)3 图像的解题关键(1)“一看”(图像)看面：弄清横、纵坐标轴及坐标含义。看线：弄清线的走向，变化趋势及线的陡与平。看点：弄清曲线上点的含义，特殊点，如曲线的起点、交点、拐点、最高点、最低点等。看量的变化：滴加的顺序及用量，加入酸或碱能否溶解 Al(OH)3，多种沉淀产生时，仔细分析相关量。看是否要作辅助线。(2)“二想”：联想所涉及的反应方程式。(3)“三判”：通过分析，巧用规律(定量反应关系)，作出正确判断。本课小结 23 课时作业点击进入PPT课件