1、1 新情境激趣引航红宝石、蓝宝石是含少量不同金属氧化物的优质刚玉。一般红宝石因含有少量铬元素而显红色。蓝宝石则因含少量铁和钛元素而显蓝色。明矾(alum)是一种复盐(由两种或两种以上阳离子和一种阴离子组成的盐)，化学式为 KAl(SO4)212H2O，是一种常见的净水剂。明矾溶于水后发生电离：KAl(SO4)2=KAl32SO24电离出的 Al3和水反应生成 Al(OH)3 胶体：Al33H2O=Al(OH)3(胶体)3HAl(OH)3 胶体具有很强的吸附能力，它能凝聚水中的悬浮物并使之沉降，从而达到净水的目的。由于铝在体内积累对人类健康有害，因此目前用于饮用水净化的含铝的净水剂已逐步被含铁的
2、净水剂所取代。人们在生活中所使用的各种铝制餐具由于氧化膜的保护，可使这些餐具经久耐用。这层氧化膜真的无法破坏吗？铝还有其他哪些常见化合物？它们各有怎样的性质和用途？2 新知识预习探索 设计一想一想 目标定位1掌握从铝土矿中提取铝的方法原理。2掌握氧化铝的重要性质及应用。3体会铝的化合物的特殊性质，注重化学原理在工业生产中的应用。4了解氢氧化铝的主要性质。5了解明矾及其净水原理。设计二 填一填 自主学习一、从铝土矿中提取铝1铝的存在(1)含量：铝元素是地壳中含量最高的金属元素。(2)存在：地壳中铝以态存在于铝土矿中，铝土矿的主要成分是。化合Al2O32从铝土矿制备铝的工艺流程上述过程中发生反应的
3、化学方程式分别为：Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O；CO2NaAlO22H2O=Al(OH)3NaHCO3；2Al(OH)3=Al2O33H2O；3Al2O3=通电 4Al3O2。二、铝的氧化物与氢氧化物1氧化铝(1)物理性质：色态溶解性熔点硬度(2)化学性质：两性氧化物：的氧化物。反应实例(化学方程式)：与盐酸反应：Al2O36HCl=2AlCl33H2O；与 NaOH 溶液反应：Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O。白色固体 难溶于水 很高很大既可以与酸反应又可以与碱反应生成盐和水2氢氧化铝(1)物理性质：白色难溶于水的胶状物质。(2)化学性质：两性氢氧化物：的氢氧化物。A
4、l(OH)3 的两性：A实验步骤：a向盛有 AlCl3 的溶液中滴加过量的氨水：现象：；化学方程式：AlCl33NH3H2O=Al(OH)33NH4Cl。既可以与酸反应又可以与碱反应生成盐和水产生白色胶状沉淀，氨水过量，沉淀不溶解b将上述沉淀分成两份：.向其中一份中滴加盐酸：现象：。化学方程式：Al(OH)33HCl=AlCl33H2O。.向另一份中滴加 NaOH 溶液，然后通入 CO2：现象：。离子方程式：Al(OH)3OH=AlO2 2H2O；AlO2 2H2OCO2=HCO3 Al(OH)3。B实验结论：。沉淀溶解沉淀溶解，通入足量 CO2 气体后又产生白色胶状沉淀Al(OH)3 既可溶
5、于盐酸，又可溶于 NaOH溶液，是两性氢氧化物3明矾的净水作用(1)复盐：由两种或两种以上和一种组成的盐。如明矾，化学式为。(2)明矾的净水原理：阴离子阳离子KAl(SO4)212H2O设计三做一做 明辨正误1从铝土矿制备铝所涉及的反应中无氧化还原反应。()分析：电解熔融的氧化铝的反应属于氧化还原反应。2铝元素是地壳中含量最高的元素。()分析：铝元素是地壳中含量最高的金属元素，氧是含量最高的元素。3Al(OH)3 能溶于所有的碱溶液中。()分析：Al(OH)3 能溶于强碱溶液中，不溶于弱碱如 NH3H2O 中。4将氧化铝溶于水可制取氢氧化铝。()分析：氧化铝不溶于水也不与水反应。3 新课堂互动
6、探究探究点一“铝三角”及其之间的相互转化1Al3Al(OH)3：(1)可溶性铝盐溶液与少量的 NaOH 溶液反应：Al33OH(少量)=Al(OH)3(2)可溶性铝盐溶液与氨水反应：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH42Al(OH)3Al3：Al(OH)3 溶于强酸溶液：Al(OH)33H=Al33H2O3Al3AlO2：可溶性铝盐溶液与过量的强碱溶液反应：Al34OH=AlO2 2H2O4AlO2 Al3：可溶性偏铝酸盐溶液与足量的强酸溶液反应：AlO2 4H=Al32H2O5AlO2 Al(OH)3：(1)可溶性偏铝酸盐溶液与少量强酸溶液反应：AlO2 H(少量)H2O=Al(OH
7、)3(2)可溶性偏铝酸盐溶液中通入 CO2：2AlO2 CO2(少量)3H2O=2Al(OH)3CO23，AlO2 CO2(过量)2H2O=Al(OH)3HCO36Al(OH)3AlO2：Al(OH)3 溶于强碱溶液：Al(OH)3OH=AlO2 2H2O师生互动解疑惑疑点一：为什么工业上制取金属铝用 Al2O3 而不用 AlCl3，制取金属镁用 MgCl2 而不是 MgO?名师在线：(1)Al2O3 是一种高熔点化合物，为了降低能耗，工业上加入冰晶石(Na3AlF6)，使 Al2O3 在 1 000 熔融，以降低铝的冶炼成本。(2)工业上电解熔融 MgCl2 制镁，而不采用熔融的 MgO，是
8、因为 MgO 的熔点高、能耗大；电解法制铝是采用高熔点的 Al2O3，而不用熔点低很多的 AlCl3，是因为 AlCl3 在熔融状态时，不电离、不导电。疑点二：为什么不用硫酸铝溶液与氢氧化钠溶液反应直接制备氢氧化铝？名师在线：硫酸铝溶液与氢氧化钠溶液反应可以生成氢氧化铝，由于氢氧化铝可以溶于氢氧化钠溶液，当加入氢氧化钠溶液过量时，生成的氢氧化铝会溶解，故不能用硫酸铝溶液与氢氧化钠溶液反应制备氢氧化铝。探究点二关于 Al(OH)3 图像的实验探究1可溶性铝盐溶液与 NaOH 溶液反应的图像操作向可溶性铝盐溶液中逐滴加入 NaOH 溶液至过量向 NaOH 溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量现象立即
9、产生白色沉淀渐多最多渐少消失无沉淀(有但即溶)出现沉淀渐多最多沉淀不变图像离子方程式Al33OH=Al(OH)3Al(OH)3OH=AlO2 2H2OAl34OH=AlO2 2H2O3AlO2 Al36H2O=4Al(OH)32偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像操作向偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量向盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量现象立即产生白色沉淀渐多最多渐少消失无沉淀(有但即溶)出现沉淀渐多最多沉淀不变图像离子方程式AlO2 HH2O=Al(OH)3 Al(OH)33H=Al33H2OAlO2 4H=Al32H2OAl33AlO2 6H2O=4Al(OH)33.向 H和 Al3、OH和 Al
10、O2 混合溶液中分别滴加 NaOH 溶液、盐酸的反应图像操作向H和Al3混合液中滴加NaOH 至过量向 OH和 AlO2 混合液中滴加盐酸至过量现象无沉淀白色沉淀渐多最多渐少全部溶解无沉淀白色沉淀渐多最多渐少全部溶解图像离子方程式HOH=H2OAl33OH=Al(OH)3 Al(OH)3OH=AlO2 2H2OHOH=H2O AlO2 HH2O=Al(OH)3 Al(OH)33H=Al33H2O4 新思路典型归类 题型一 从铝土矿中提取铝的反应原理 在铝土矿制备金属铝的三个主要操作：酸化、灼烧、电解，其中没有发生过的化学反应类型是()A氧化还原反应 B复分解反应C分解反应D置换反应【解 析】酸
11、 化 发 生 的 反 应 是NaAlO2 CO2 2H2O=Al(OH)3NaHCO3，属于复分解反应；灼烧发生的反应是 2Al(OH)3=Al2O33H2O，属于分解反应；电解发生的反应是 2Al2O3=通电 4Al3O2，属于氧化还原反应，也属于分解反应。【答案】D类题跟踪 1 工业上以铝土矿(主要成分是 Al2O3)制备铝的工艺流程可简单表示如下(图中 A 到 E 代表有关物质的化学式)：写出以上各步反应的化学方程式：_；_；_；_；_。【解析】分析题中示意图可知，用 NaHCO3 和消石灰制NaOH，用 NaOH 在高压水蒸气环境下将 Al2O3 转化为 NaAlO2，再通入 CO2
12、生成 Al(OH)3，灼烧 Al(OH)3 得 Al2O3，最后电解 Al2O3 制得 Al。【答案】Al2O32NaOH=2NaAlO2H2ONaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3NaHCO3Ca(OH)2=CaCO3NaOHH2O2Al(OH)3=Al2O33H2O2Al2O3(熔融)=通电 4Al3O2题型二 铝的重要化合物的性质 以氧化铝为原料制取氢氧化铝，最好的方法是()A将氧化铝溶于水B将氧化铝先溶于盐酸中，之后滴加氨水C将氧化铝先溶于盐酸中，之后滴加氢氧化钠溶液D将氧化铝先溶于氢氧化钠溶液中，之后滴加盐酸【解析】以 Al2O3 为原料制取 Al(OH)3 有两条途
13、径：Al2O3H Al3OH Al(OH)3；Al2O3OH AlO2 H Al(OH)3。因Al(OH)3可溶于强酸、强碱，故应选用Al3与弱碱反应或AlO2与弱酸反应。【答案】B类题跟踪 2 下列物质中既能与盐酸反应，又能与 NaOH 溶液反应的是()Na2CO3 Al(OH)3 NH4HCO3 Al2O3ABCD【解析】Na2CO3 只能与盐酸反应；Al2O3 和 Al(OH)3 是两性化合物，既能与盐酸反应，又能与 NaOH 溶液反应；NH4HCO3 与盐酸反应放出 CO2，与 NaOH 溶液反应放出 NH3。【答案】B题型三 关于 Al(OH)3 的图像问题 在 H2SO4 酸化过的
14、 Al2(SO4)3 溶液中滴加 NaOH 溶液，生成沉淀 W(g)与所加 NaOH 溶液体积 V 的关系如图，其中正确的是()【解析】NaOH 溶液先与 H2SO4 反应，没有沉淀生成，然后与 Al2(SO4)3 溶液反应，生成 Al(OH)3 沉淀与溶解 Al(OH)3 沉淀所用NaOH 的物质的量之比为：1。【答案】D类题跟踪 3 某溶液中含 MgCl2 和 AlCl3 各 0.01 mol，向其中逐滴滴加 1 mol/L 的 NaOH 溶液至过量，下列关系图正确的是()【解析】判断图像正误时，是在明确纵横坐标的含义后，首先关注关键点的变化。含 Mg2、Al3的溶液中加入 NaOH，立即
15、生成 白 色 沉 淀：Mg2 2OH=Mg(OH)2，Al3 3OH=Al(OH)3，所以 B 项错误，沉淀的产生没有从 0 开始。当加入0.05 mol NaOH 时，Mg2、Al3刚好沉淀完全(沉淀物质的量达最大值 0.02 mol)，D 项错。继续加入 NaOH 溶液，Al(OH)3 沉淀要溶解，所以 C 项正确且 Al(OH)3 需要消耗 NaOH 溶液 10 mL。【答案】C5 新思维随堂自测1.偏铝酸钠的化学式为()ANaAlO BNa2AlO2CNaAlO2 DNaAlO3【答案】C2(双选)下列物质中，既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应的是()AFe2O3 BAl(OH)3C
16、Al2O3 DCuO 【解析】Al(OH)3 和 Al2O3 均为两性化合物，既溶于强酸也溶于强碱。【答案】BC3对氧化铝的分类中正确的是()A酸性氧化物B碱性氧化物C两性氧化物D不成盐氧化物(像 CO 一样)【解析】Al2O3 既能与酸反应，又能与碱反应生成盐和水，所以属于两性氧化物。【答案】C4工业上用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝，而不用还原剂还原氧化铝的方法冶炼铝，下列有关说法中正确的是()A氧化铝中铝元素的化合价为3 价，只有还原性，没有氧化性B氧化铝的熔点较低，在熔融状态下易被还原C铝单质的还原性强，较难用还原剂还原氧化铝得到铝D铝离子的氧化性强，较难用还原剂还原氧化铝得到铝【答案】C
17、5在用铝土矿制备铝时有：溶解；酸化；灼烧；电解等 4 个主要操作，写出发生反应的化学方程式：(1)_ _；(2)_ _；(3)_ _；(4)_ _。【答案】(1)Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O(2)NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3(3)2Al(OH)3=Al2O33H2O(4)2Al2O3=通电 4Al3O26Al(OH)3 是一种_氢氧化物，请写出它与盐酸和 NaOH溶 液 反 应 的 化 学 方 程 式 _、_。为此实验室制取 Al(OH)3 时，所选的试剂为_和_，有关离子方程式为_。【答案】两性 Al(OH)33HCl=AlCl33H2OAl(OH)3
18、NaOH=NaAlO22H2OAl2(SO4)3 氨水 Al33NH3H2O=Al(OH)33NH46 新视点名师讲座刚玉与宝石刚玉、红宝石和蓝宝石虽然名称各异，其形状、硬度、性质、用途也不相同，但是它们的化学成分却完全相同，都是氧化铝。纯净的氧化铝是白色无定形粉末，俗称矾土，密度 3.94.0gcm3、熔点 2 050、沸点 2 980，不溶于水，工业上可从铝土矿中提取。自然界天然存在的 型氧化铝晶体叫做刚玉，常因含有不同的杂质而呈现不同的颜色。刚玉硬度 8.8，仅次于金刚石和碳化硅，能耐高温。常作研磨材料，用于制各种研磨纸、砂轮、研磨石，也用于加工光学仪器等。因天然刚玉产量供不应求，工业上
19、常将纯 型氧化铝粉末在高温电炉中烧结制成人造刚玉，我国自 1958 年起就能生产人造刚玉了。红宝石是天然产的透明红色刚玉，红色是因为晶体中含少量氧化铬，红宝石是宝石中的珍品。蓝宝石的英文名称为 Sapphire，源于拉丁文 Spphins，意思是蓝色。蓝宝石的矿物名称为刚玉，属刚玉族矿物。目前宝石界将红宝石之外，其余各色宝石级刚玉统称为蓝宝石。蓝宝石的化学成分为三氧化二铝(Al2O3)，因含微量元素钛(Ti4)或铁(Fe2)而呈蓝色。人造宝石是将纯净的氧化铝和少量金属氧化物等经高温熔融制成。20 世纪 60 年代科学家研制成功红宝石单晶体，为激光技术的发展提供了物质基础，世界上第一台产生激光的仪器就是用红宝石单晶制成的。氢氧化铝为何既溶解于酸又溶解于碱？原因是 Al(OH)3 存在下列电离方式：H2OAlO2 HAl33OH(酸式电离)(碱式电离)Al(OH)3 电离强度相当微弱，只有加入强酸(或强碱)时，大量 H(或 OH)才能破坏 Al(OH)3 的电离平衡，使平衡向右(或左)移动，生成铝盐(或偏铝酸盐)，所以 Al(OH)3 既具有碱性，又具有酸性，当加入弱酸或弱碱时，因 H或 OH浓度太小，不能使上述平衡移动，因此 Al(OH)3 只溶于强酸或强碱，而不溶于弱酸(CH3COOH、H2CO3 等)、弱碱(NH3H2O 等)。
