1、第三章 金属及其化合物 第二节 几种重要的金属化合物 课时2 铝的重要化合物 目标与素养：1.掌握铝的重要化合物的性质及应用。(宏观辨识与变化观念)2.了解铝的化合物的重要转化关系及图像。(科学探究与模型认知)自 主 探 新 知 预 习 一、氧化铝(Al2O3)1物理性质色态溶解性熔点硬度 白色固体_溶于水_晶体时很大难很高2.化学性质结论：Al2O3 为_氧化物，既能与酸反应又能与_反应生成_和_。Al2O36H=2Al33H2OAl2O32OH=2AlO2 H2O两性强碱盐水3用途(1)冶炼金属铝的原料：2Al2O3=电解熔融 4Al3O2。(2)良好的耐火材料。可制作氧化铝坩埚。微点拨：
2、金属氧化物可能是碱性氧化物(如 Na2O)、酸性氧化物(如Mn2O7)也可能是两性氧化物(如 Al2O3)，其他氧化物(如 Na2O2)。二、氢氧化铝Al(OH)3氢氧化铝是白色难溶于水的_氢氧化物。1实验室制备(1)试剂：常用 Al2(SO4)3 溶液与_反应制取氢氧化铝。(2)现象：生成_沉淀，加过量氨水，沉淀不溶解。(3)化学方程式：_。(4)离子方程式：_。两性氨水白色胶状Al2(SO4)36NH3H2O=2Al(OH)33(NH4)2SO4Al33NH3H2O=Al(OH)33NH42化学性质两性氢氧化物是指既能与酸反应又能与_反应生成盐和水的氢氧化物。Al(OH)33H=Al33H
3、2OAl(OH)3OH=AlO2 2H2O 2Al(OH)3=Al2O33H2O强碱3主要用途(1)能凝聚水中的悬浮物并能吸附色素，可用来_。(2)利用其_性，可用作胃酸中和剂。净化水弱碱 为什么用氨水与硫酸铝反应制取 Al(OH)3，而不用NaOH 溶液呢？提示：NaOH 能溶解 Al(OH)3 生成 NaAlO2。三、硫酸铝钾KAl(SO4)21水中电离方程式：_。2明矾(1)化学式：_。(2)物理性质：_晶体，可溶于水。KAl(SO4)2=KAl32SO24KAl(SO4)212H2O无色(3)用途：作净水剂，原因是其在水中生成_，可以和悬浮于水中的泥沙形成絮状不溶物沉降下来。(4)明
4、矾 溶 液 中 加 入 少 量 Ba(OH)2 溶 液，生 成 的 沉 淀 有_，加入过量 Ba(OH)2 溶液，生成的沉淀为_，溶液中的含铝的离子是_。Al(OH)3胶体Al(OH)3和BaSO4BaSO4AlO21判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)Al2O3 既是酸性氧化物又是碱性氧化物。()(2)Al(OH)3 与酸或强碱反应生成的盐均是铝盐。()(3)向 AlCl3 溶液中逐滴加入 NaOH 溶液至过量，可实现Al3Al(OH)3AlO2 的转化。()(4)明矾可以作净水剂的原因是在水中能生成 Al(OH)3 胶体。()答案(1)(2)(3)(4)2下列物质中既能与稀硫酸反应
5、，又能与 NaOH 溶液反应的化合物是()NaHCO3 Al2O3 Al(OH)3 Al(NH4)2CO3A BCD全部答案 B3回答下列问题：(1)氢氧化铝可以治疗胃酸过多，利用了 Al(OH)3 的_性质。(2)实验室常用 Al2(SO4)3 与氨水反应制备 Al(OH)3，用离子方程式表示不选用 NaOH 溶液的理由：_。(3)向明矾的溶液中逐滴滴入氢氧化钠溶液的离子方程式为_。答案(1)弱碱(2)Al(OH)3OH=AlO2 2H2O(3)Al33OH=Al(OH)3，Al(OH)3OH=AlO2 2H2O核 心 攻 重 难 突 破 铝的重要化合物的转化及应用1.转化关系图2转化说明(
6、1)铝盐(Al3)与碱的反应Al3弱碱或少量强碱 Al(OH)3Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4；Al33OH=Al(OH)3。Al3过量强碱 AlO2()Al34OH=AlO2 2H2O。(2)偏铝酸盐(AlO2)与酸的反应AlO2 过量强酸 Al3()AlO2 4H=Al32H2O。AlO2 弱酸或少量强酸 Al(OH)3AlO2 CO2(过量)2H2O=Al(OH)3HCO3 或 2AlO2 CO2(少量)3H2O=2Al(OH)3CO23；AlO2 H(少量)H2O=Al(OH)3。(3)Al2O3、Al(OH)3 的两性反应Al(OH)3强酸 Al3Al(OH)33H=A
7、l33H2O。Al(OH)3强碱 AlO2Al(OH)3OH=AlO2 2H2O。Al2O3强酸 Al3Al2O36H=2Al33H2O。Al2O3强碱 AlO2Al2O32OH=2AlO2 H2O。微点拨：制取 Al(OH)3 可用 Al3或 AlO2。Al3与弱碱(通常用氨水)反应，AlO2 与弱酸(通常通入 CO2 气体)反应；一般不用强碱或强酸制取，因为 Al(OH)3 可溶于强碱或强酸溶液。1由 Al3Al(OH)3AlO2 Al3系列变化中，中应填写的是()AAl(OH)3 BAlCl3CHClDNaOHA Al3Al(OH)3AlO2 AlOH3Al3，前两步是加入了OH，后两步
8、是加入了 H。2铝土矿(主要成分为 Al2O3，还有少量杂质)是提取铝的原料。提取铝的工艺流程如下：(1)请用离子方程式表示以上工艺流程中第步反应：_。(2)写出以上工艺流程中第步反应的离子方程式：_。(3)若第步加入的是盐酸，则与 Al2O3 发生反应的离子方程式为_，然后在第步中加入了氨水，则反应的离子方程式为_。解析 铝土矿的主要成分是 Al2O3，第步发生的离子反应为Al2O32OH=2AlO2 H2O。原方案中为保证把偏铝酸钠溶液中的铝元素完全转化为氢氧化铝沉淀，通入了足量的二氧化碳气体，所以发生的离子反应为 AlO2 CO22H2O=Al(OH)3HCO3。若第步加入的是盐酸，则发
9、生反应的离子方程式为 Al2O36H=2Al33H2O。第步若加入氨水，反应的离子方程式为Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4。答案(1)Al2O32OH=2AlO2 H2O(2)AlO2 CO22H2O=Al(OH)3HCO3(3)Al2O36H=2Al33H2OAl33NH3H2O=Al(OH)33NH41Al3能与碱反应生成氢氧化铝，故 Al3存在于酸性环境，不能存在于碱性环境；AlO2 能与酸发生反应生成氢氧化铝，故 AlO2 存在于碱性环境，不存在于酸性环境。2向偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳气体时，若气体不足，生成的是氢氧化铝和碳酸钠；若气体过量，生成的是氢氧化铝和碳酸氢钠。3
10、Al 与 NaOH 反应不能生成 AlOH3，而是 AlO2。Al(OH)3沉淀的有关图像分析1向含 1 mol AlCl3 的溶液中加入氨水至过量(1)反应原理：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4。(2)数量关系：nNH3H2OnAl33 时，生成沉淀的量恰好达到最大，且不再发生变化。2向含 1 mol AlCl3 的溶液中加入氢氧化钠溶液至过量(1)反应原理(写离子方程式)：OA 段：Al33OH=Al(OH)3。AB 段：Al(OH)3OH=AlO2 2H2O。(2)数量关系：OA 段消耗的 NaOH 与 AB 段消耗的 NaOH 的物质的量之比为 31。3向含 1 mol N
11、aAlO2 的溶液中通入 CO2 至过量(1)反应原理OA 段：2AlO2 3H2OCO2=2Al(OH)3CO23。AB 段：CO23 H2OCO2=2HCO3。(2)数量关系：nCO2nAlO2 12时，生成沉淀的量恰好达到最大，且不再发生变化。4向含 1 mol NaAlO2 的溶液中加入盐酸至过量(1)反应原理：OA 段：AlO2 HH2O=Al(OH)3。AB 段：Al(OH)33H=Al33H2O。(2)数量关系：OA 段消耗的 HCl 与 AB 段消耗的 HCl 的物质的量之比为 13。5向含 MgCl2、AlCl3 各 1 mol 的混合溶液中加入氢氧化钠溶液至过量(1)反应原
12、理：OA 段：Al33OH=Al(OH)3，Mg22OH=Mg(OH)2。AB 段：Al(OH)3OH=AlO2 2H2O。(2)数量关系：AB 段消耗的 NaOH 的物质的量即为混合液中Al3的物质的量。模型认知铝元素的存在形式分析(1)向 1 L 1 molL1 的 AlCl3 溶液中滴加 NaOH 溶液(2)向 1 L 1 molL1 的 NaAlO2 溶液中滴加稀盐酸3向用盐酸酸化过的 AlCl3 溶液中逐滴加入 NaOH 溶液，图中能正确表示这个反应的是()D 向 AlCl3 溶液中逐滴加入 NaOH 溶液，先生成白色沉淀，再加入 NaOH 溶液，沉淀逐渐溶解，最后完全消失，生成 1
13、 mol Al(OH)3 需 3 mol NaOH，溶解 1 mol Al(OH)3 需 1 mol NaOH，NaOH的用量应是 31，A、B 错误；用盐酸酸化过的 AlCl3 溶液中含有酸，加入 NaOH 溶液先中和溶液中的酸，然后才生成 Al(OH)3 沉淀，故C 也是错误的。4将一定质量的 Mg 和 Al 混合物投入 400 mL 稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。待反应完全后，向所得溶液中加入 NaOH 溶液，生成沉淀的物质的量与加入 NaOH 溶液的体积关系如图所示。计算：(1)Mg 和 Al 的总质量为_ g。(2)硫酸的物质的量浓度为_。(3)生成 H2 的物质的量为_。解析
14、由图像可知，从开始至加入 NaOH 溶液 40 mL，没有沉淀生成，说明原溶液中硫酸溶解 Mg、Al 后有剩余，此时发生的反应为 H2SO42NaOH=Na2SO42H2O，当 V(NaOH 溶液)400 mL时，沉淀量最大，此时为 Mg(OH)2 和 Al(OH)3，二者物质的量之和为 0.7 mol，溶液中溶质为 Na2SO4，根据钠元素守恒可知此时，n(Na2SO4)等于 400 mL 氢氧化钠溶液中含有的 n(NaOH)的 0.5 倍。从 400 mL 开 始，NaOH 溶 解 Al(OH)3，发 生 反 应 NaOHAl(OH)3=NaAlO22H2O，当沉淀不再减少，此时全部为Mg
15、(OH)2，物质的量为 0.3 mol，所以沉淀量最大时，Mg(OH)2 为 0.3 mol，Al(OH)3 为 0.7 mol0.3 mol0.4 mol，所以该阶段消耗 n(NaOH)nAl(OH)30.4 mol，氢氧化钠的浓度为0.4 mol0.480.4L5 molL1。(1)由元素守恒可知 n(Al)nAl(OH)30.4 mol，n(Mg)nMg(OH)20.3 mol，Mg 和 Al 的总质量为 0.4 mol27 gmol10.3 mol24 gmol118 g。(2)沉淀量最大时，沉淀为 Mg(OH)2 和 Al(OH)3，溶液中溶质为Na2SO4，根据钠元素守恒可知此时
16、n(NaOH)2n(Na2SO4)0.4 L5 molL12 mol，所以，n(Na2SO4)1 mol，所以硫酸的浓度为1 mol0.4 L2.5 molL1。(3)由(1)中可知 n(Al)0.4 mol，n(Mg)0.3 mol，根据电子转移守恒可知 2n(H2)3n(Al)2n(Mg)30.4 mol20.3 mol1.8 mol，所以 n(H2)0.9 mol。答案(1)18(2)2.5 molL1(3)0.9 mol当 堂 提 素 养 达 标 1下列说法正确的是()AAl2O3 难溶于水，不跟水反应，所以它不是 Al(OH)3 对应的氧化物B因为 Al2O3 是金属氧化物，所以 A
17、l2O3 是碱性氧化物CAl2O3 能跟所有的酸、碱溶液反应DMgO 中的杂质 Al2O3 可以用 NaOH 溶液除去D Al2O3 虽难溶于水，但却是 Al(OH)3 对应的氧化物，可以根据 Al2O3 与 Al(OH)3 中 Al 的化合价相同判断；金属氧化物多数是碱性氧化物，但有些高价态的氧化物如 Mn2O7 却是酸性氧化物，Al2O3为两性氧化物；Al2O3 与强碱溶液反应，与弱碱(如 NH3H2O)不反应。2实验室需要使 AlCl3 溶液中的 Al3全部沉淀出来，最适宜用的试剂是()ANaOH 溶液BBa(OH)2 溶液C盐酸D氨水答案 D3把一定量的 Ba(OH)2 溶液滴入明矾K
18、Al(SO4)212H2O溶液中，使 SO24 全部转化成 BaSO4 沉淀，此时铝元素的主要存在形式是()AAl3BAl(OH)3CAlO2DAl3和 Al(OH)3C 当 SO24 全部转化成 BaSO4 时，Al3与 OH的物质的量之比为 14，二者反应生成 AlO2。4向 1.0 molL1 的甲溶液中逐滴加入 1.0 molL1 的乙溶液至过量，产生氢氧化铝沉淀的质量与加入的乙溶液的体积关系如图所示。符合图中关系的是下列各组溶液中的()A甲为氯化铝，乙为氢氧化钠B甲为氢氧化钠，乙为氯化铝C甲为偏铝酸钠，乙为盐酸D甲为氯化铝，乙为氨水答案 D5若用镁铝合金的废料、稀硫酸、稀盐酸、NaO
19、H 溶液制取MgCl2、Al2(SO4)3 溶液，首先可将废料加入到_溶液中，发生反应的化学方程式是_。经过滤，将难溶物加入到_中，可得到_溶液，反应的离子方程式是_，然后向滤液中加入适量的_，反应的离子方程式为_。再过滤，将沉淀物加入到_中，可得到_溶液，反应的离子方程式是_。解析 由于铝可与 NaOH 溶液反应，而镁不能，因此先用NaOH 溶液把两者分开，然后分别用稀硫酸和稀盐酸制取 MgCl2、Al2(SO4)3。可表示为：答 案 NaOH 2Al 2NaOH2H2O=2NaAlO2 3H2 稀盐酸 MgCl2 Mg2H=Mg2 H2 稀盐酸(或稀硫酸)AlO2 H2OH=Al(OH)3 稀硫酸 Al2(SO4)3 Al(OH)33H=Al33H2O课 时 分 层 作 业 点击右图进入 Thank you for watching!
