第三章 學(xué)案14 鋁及其重要化合物 2重點(diǎn)

1、 第 課時(shí) 14鋁及其重要化合物教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)與技能 掌握鋁的化學(xué)性質(zhì)；掌握氧化鋁和氫氧化鋁化學(xué)性質(zhì) 以及比較；鋁三角之間的轉(zhuǎn)換； 過程與方法 通過課前學(xué)生自主學(xué)習(xí)，教師講評(píng)，找出學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí) 方面的薄弱點(diǎn)，從而達(dá)到夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)。 情感態(tài)度與價(jià)值觀 通過本節(jié)課的復(fù)習(xí)，培養(yǎng)判斷能力，自學(xué)能力， 分析能力。重點(diǎn)難點(diǎn) 鋁三角之間的轉(zhuǎn)換課時(shí)安排 4課時(shí)考綱要求了解鋁及其重要化合物的主要性質(zhì)和應(yīng)用。 教學(xué)過程知識(shí)點(diǎn)一鋁的化學(xué)性質(zhì)1鋁與氧氣反應(yīng)用坩堝鉗夾住一小塊鋁箔，在酒精燈上加熱至之熔化，會(huì)看到的現(xiàn)象是_，原因是_，反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。2鋁與酸的反應(yīng)鋁與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為：_。3鋁與強(qiáng)堿的反應(yīng)鋁

2、與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為：_。4鋁熱反應(yīng)Al與Fe2O3共熱的化學(xué)方程式為：_。問題思考1鋁是活潑金屬，為什么鋁制品常用來作為各種材料、具有一定的防腐蝕能力？ 2鋁與酸、堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么？氧化劑是什么？ 知識(shí)點(diǎn)二鋁的重要化合物1氧化鋁和氫氧化鋁的比較問題思考3既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)的氧化物，一定是兩性氧化物嗎？ 2常見的鋁鹽(1)硫酸鋁鉀是由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成的復(fù)鹽。(2)明礬的化學(xué)式為：_，它是_色晶體，_溶于水，水溶液pH_7(填“<”、“>”或“”)。明礬可以凈水，其凈水的原因是：_。一、鋁與酸、堿的反應(yīng)1等質(zhì)量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化

3、鈉溶液反應(yīng)，所得H2的體積之比是多少？為什么？ 2足量的兩份鋁分別投入到等體積、等物質(zhì)的量濃度的鹽酸、氫氧化鈉溶液中，產(chǎn)生H2的體積關(guān)系是什么？為什么？ 3足量的兩份鋁分別投入到等體積、一定物質(zhì)的量濃度的HCl、NaOH溶液中，二者產(chǎn)生的H2相等，則HCl和NaOH的物質(zhì)的量濃度是什么關(guān)系？為什么？ 典例導(dǎo)悟1(2011·太原調(diào)研)等體積、等物質(zhì)的量濃度的硫酸、氫氧化鈉溶液分別放在甲、乙兩燒杯中，各加等質(zhì)量的鋁，生成氫氣的體積比為56，則甲、乙兩燒杯中的反應(yīng)情況可能分別是()A甲、乙中都是鋁過量B甲中鋁過量、乙中堿過量C甲中酸過量、乙中鋁過量D甲中酸過量、乙中堿過量變式演練甲、乙兩燒

4、杯中各盛有100 mL 3 mol·L1的鹽酸和NaOH溶液，向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉，反應(yīng)結(jié)束后，測(cè)得生成的氣體體積比為V(甲)V(乙)12，則加入鋁粉的質(zhì)量為()A5.4 g B3.6 g C2.7 g D1.8 g二、Al(OH)3沉淀生成的計(jì)算1Al3與OH反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀的定量計(jì)算規(guī)律可溶性鋁鹽與強(qiáng)堿溶液混合時(shí)，二者相對(duì)量的大小要影響產(chǎn)物的生成：強(qiáng)堿不足量時(shí)(反應(yīng))：_；強(qiáng)堿足量時(shí)(反應(yīng))：_；綜合上述兩式可得(反應(yīng))：_。設(shè)Al3、OH的物質(zhì)的量分別為n(Al3)、n(OH)，最終生成Al(OH)3的質(zhì)量為mAl(OH)3，借助數(shù)軸討論如圖所示：2強(qiáng)酸與A

5、lO反應(yīng)的定量計(jì)算規(guī)律強(qiáng)酸不足量時(shí)(反應(yīng))：_；強(qiáng)酸足量時(shí)(反應(yīng))：_；綜合上述兩式可得(反應(yīng))：_。結(jié)果如下：典例導(dǎo)悟2實(shí)驗(yàn)室用鋁屑、燒堿和稀H2SO4為原料制取一定量的Al(OH)3?？煞謩e用如下的轉(zhuǎn)化關(guān)系表示兩種方法：AlAl3Al(OH)3AlAlOAl(OH)3(1)上述哪一種方法比較節(jié)約試劑？(提示：試從每生產(chǎn) 2 mol Al(OH)3所耗費(fèi)的試劑用量予以說明)(2)從操作難易的角度分析，上述兩種方法存在的明顯缺點(diǎn)是什么？若原料相同，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種更為節(jié)約試劑的方法(以方程式表示，并說明其可以最節(jié)約試劑的根據(jù))。 題組一Al及其化合物的性質(zhì)1判斷正誤(1)鋁制容器可盛裝濃H2SO4(

6、)(2)用氫氧化鈉溶液除去鋁表面的氧化膜：Al2O32OH=2AlOH2O()(3)用氨水鑒別Al3、Mg2、Ag()(4)向明礬溶液中加入過量的氫氧化鋇溶液：Al32SO2Ba24OH=2BaSO4AlO2H2O()(5)Y(即Al)的最高價(jià)氧化物的水化物能溶于稀氨水()2(2008·廣東，6)相同質(zhì)量的下列物質(zhì)分別與等濃度的NaOH溶液反應(yīng)，至體系中均無固體物質(zhì)，消耗堿量最多的是()AAl BAl(OH)3 CAlCl3 DAl2O33(2009·上海，15)鎂和鋁分別與等濃度、等體積的過量稀硫酸反應(yīng)，產(chǎn)生氣體的體積(V)與時(shí)間(t)關(guān)系如上圖。反應(yīng)中鎂和鋁的()A物質(zhì)

7、的量之比為32B質(zhì)量之比為32C摩爾質(zhì)量之比為23D反應(yīng)速率之比為234(2009·四川理綜，11)向m g鎂和鋁的混合物中加入適量的稀硫酸，恰好完全反應(yīng)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體b L。向反應(yīng)后的溶液中加入c mol·L1氫氧化鉀溶液V mL，使金屬離子剛好沉淀完全，得到的沉淀質(zhì)量為n g。再將得到的沉淀灼燒至質(zhì)量不再改變?yōu)橹?，得到固體p g。則下列關(guān)系不正確的是()Ac BpmCnm17Vc D.m<p<m52010·山東理綜29(1)對(duì)金屬制品進(jìn)行抗腐蝕處理，可延長其使用壽命。以下為鋁材表面處理的一種方法：堿洗的目的是除去鋁材表面的自然氧化膜，堿洗時(shí)常

8、有氣泡冒出，其原因是_(用離子方程式表示)。為將堿洗槽液中的鋁以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列試劑中的_。aNH3 bCO2 cNaOH dHNO3以鋁材為陽極，在H2SO4溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽極電極反應(yīng)式為_。取少量廢電解液，加入NaHCO3溶液后產(chǎn)生氣泡和白色沉淀，產(chǎn)生沉淀的原因是_。6(2009·福建理綜，24)從鋁土礦(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質(zhì))中提取氧化鋁的兩種工藝流程如下： 請(qǐng)回答下列問題：(1)流程甲加入鹽酸后生成Al3的離子方程式為_。(2)流程乙加入燒堿后生成SiO的離子方程式為_。(3)驗(yàn)證濾液B中含F(xiàn)e3，可取

9、少量濾液并加入_(填試劑名稱)。(4)濾液E、K中溶質(zhì)的主要成分是_(填化學(xué)式)，寫出該溶液的一種用途：_。(5)已知298 K時(shí)，Mg(OH)2的溶度積常數(shù)Ksp5.6×1012 mol3·L3，取適量的濾液B，加入一定量的燒堿達(dá)到沉淀溶解平衡，測(cè)得pH13.00，則此溫度下殘留在溶液中的c(Mg2)_。題組二Al3、AlO、Al(OH)3相互轉(zhuǎn)化的圖象7(2010·南京模擬)將物質(zhì)X逐漸加入(或通入)Y溶液中，生成沉淀的量與加入X的物質(zhì)的量關(guān)系如圖所示，符合圖示情況的是()ABCDXCO2HClNaOHAlCl3YCa(OH)2NaAlO2AlCl3NaOH題

10、組一鋁的性質(zhì)1若在加入鋁粉能放出氫氣的溶液中，分別加入下列各組離子，可能大量共存的是()ANH NO CO NaBNa Ba2 Mg2 HCOCNO Ca2 K ClDNO K AlO H2(2011·合肥統(tǒng)考)將總物質(zhì)的量為n mol的鈉和鋁(其中鈉的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x )投入到一定量的水中充分反應(yīng)，金屬?zèng)]有剩余，共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體V L。下列關(guān)系式中正確的是()Ax B0<x0.5CV33.6n(1x) D11.2n<V22.4n3把鋁粉和Fe3O4粉末配成鋁熱劑，分成兩等份，一份在高溫下恰好完全反應(yīng)后，再與足量鹽酸反應(yīng)，另一份直接放入足量的燒堿溶液中充分反應(yīng)；前

11、后兩種情況下生成的氣體質(zhì)量比是()A11 B98 C34 D434(2011·湖北黃岡模擬)兩個(gè)燒杯中加入同體積濃度均為2 mol·L1的H2SO4，置于天平兩端，調(diào)平天平后分別加入10.8 g的Al和Mg，則反應(yīng)完畢后，天平()A可能加Mg的一端下傾B可能加Al的一端下傾C不可能保持平衡D無法判斷5用含少量鎂粉的鋁粉制取純凈的氫氧化鋁，下述操作步驟中最恰當(dāng)?shù)慕M合是()加鹽酸溶解；加燒堿溶液溶解；過濾；通入過量CO2生成Al(OH)3沉淀；加入鹽酸生成Al(OH)3沉淀；加入過量燒堿溶液A BC D題組二鋁的重要化合物6(1)將350 mL 1 mol·L1 Na

12、OH溶液逐滴滴入100 mL 1 mol·L1 AlCl3溶液中。(2)將100 mL 1 mol·L1 AlCl3溶液逐滴滴入350 mL 1 mol·L1 NaOH溶液中，結(jié)果是()A現(xiàn)象相同，生成Al(OH)3的量相同B現(xiàn)象不同，生成Al(OH)3的量相同C現(xiàn)象相同，生成Al(OH)3的量不同D現(xiàn)象不同，生成Al(OH)3的量不同7(2009·江蘇，5)化學(xué)在生產(chǎn)和日常生活中有著重要的應(yīng)用。下列說法不正確的是()A明礬水解形成的Al(OH)3膠體能吸附水中懸浮物，可用于水的凈化B在海輪外殼上鑲?cè)脘\塊，可減緩船體的腐蝕速率CMgO的熔點(diǎn)很高，可用于制

13、作耐高溫材料D電解MgCl2飽和溶液，可制得金屬鎂8下列各反應(yīng)的離子方程式中，錯(cuò)誤的是()A硫酸鋁溶液中加入過量的氨水：Al33NH3·H2O=Al(OH)33NHB鐵片放入過量的稀硝酸中：3Fe8H2NO=3Fe22NO24H2OC將鋁片放入過量NaOH溶液中：2Al2OH2H2O=2AlO3H2D偏鋁酸鈉與過量鹽酸反應(yīng)：AlO4H=Al32H2O9下列操作所得物質(zhì)為純凈物的是()A將一塊帶有氧化膜的鋁片與過量的濃NaOH溶液完全反應(yīng)后，取澄清溶液將其蒸干，得純凈的NaAlO2固體B向NaAlO2溶液中加入過量的AlCl3溶液，將所得沉淀過濾洗滌，加熱灼燒去掉水分，可得純凈的Al(

14、OH)3固體C把鋁塊與適量的稀鹽酸完全反應(yīng)，將所得溶液蒸干，可得AlCl3固體D把AlCl3溶液與足量氨水反應(yīng)，將沉淀過濾、洗滌、灼燒去掉水分可得Al2O3固體10.A、B、C、D、E五種化合物均含有某種短周期常見元素，它們的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，其中A為澄清溶液，C為難溶于水的白色固體，E則易溶于水，若取A溶液灼燒，焰色反應(yīng)為紫色(透過藍(lán)色鈷玻璃)。(1)寫出化學(xué)式：A_，B_，C_， D_，E_。(2)寫出下列反應(yīng)的離子方程式：AB：_；AD：_。課后反思：題組三實(shí)驗(yàn)探究11(2010·南京模擬)電解法冶煉鋁的原料是Al2O3，可由自然界中鋁土礦獲得，其生產(chǎn)過程可表示為：鋁土礦(主要

15、成分Al2O3，雜質(zhì)SiO2、Fe2O3)Al(OH)3Al2O3Al。從鋁土礦到Al(OH)3的轉(zhuǎn)化有兩種方案：方案1： 方案2：(1)過濾、的濾渣成分分別是_(填字母代號(hào)，下同)；過濾、的濾渣成分分別是_。AAl2O3 BSiO2 CFe2O3 DAl(OH)3EH2SiO3FFe(OH)3(2)“Al(OH)3Al”的一般的生產(chǎn)方法是_(填字母代號(hào))。A蒸發(fā)B灼燒C熱還原D溶解E過濾F電解學(xué)案14鋁及其重要化合物【課前準(zhǔn)備區(qū)】知識(shí)點(diǎn)一1鋁箔熔化，失去光澤，但熔化的鋁并不滴落鋁箔加熱時(shí)與O2發(fā)生反應(yīng)生成氧化膜，使內(nèi)部的鋁被Al2O3包裹著，所以熔化的鋁不易滴下4Al3O22Al2O322A

16、l6H=2Al33H232Al2OH2H2O=2AlO3H2。42AlFe2O3Al2O32Fe知識(shí)點(diǎn)二1.化學(xué)性質(zhì)與酸反應(yīng)Al2O36H=2Al33H2OAl(OH)33H=Al33H2O與堿反應(yīng)Al2O32OH=2AlOH2OAl(OH)3OH=AlO2H2O加熱不分解2Al(OH)3Al2O33H2O2.(2)KAl(SO4)2·12H2O白易<Al33H2OAl(OH)3(膠體)3H，Al(OH)3膠體吸附水中雜質(zhì)形成沉淀而凈水問題思考1因?yàn)殇X易與空氣中的氧氣反應(yīng)生成保護(hù)膜，保護(hù)著內(nèi)部金屬不易被腐蝕。2鋁與酸、堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)都是： Al3，2HH2，只不過堿中的H來源于水

17、的電離，氧化劑分別為酸和水。3不一定是。兩性氧化物是指既能與酸反應(yīng)生成鹽和水，又能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物。所以，判斷兩性氧化物不僅要看與酸、堿的反應(yīng)，還要看生成物的類型?！菊n堂活動(dòng)區(qū)】一、1.11(或相等)根據(jù)方程式：2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2得Al與H2的關(guān)系式均為2Al3H2，故只要參加反應(yīng)的Al相等，所得H2必相等。213因?yàn)樵诜磻?yīng)中Al過量，產(chǎn)生的H2由HCl和NaOH的量決定。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中的關(guān)系式：6HCl3H2；2NaOH3H2，故當(dāng)HCl、NaOH物質(zhì)的量相等時(shí)，二者產(chǎn)生H2的體積比為13。331因?yàn)殇X足量且產(chǎn)生H2相

18、等，根據(jù)2中的關(guān)系式n(HCl)n(NaOH)31，又因?yàn)槎芤后w積相等，故物質(zhì)的量濃度c(HCl)c(NaOH)n(HCl)n(NaOH)31。二、1.Al33OH=Al(OH)3Al(OH)3OH=AlO2H2OAl34OH=AlO2H2O2AlOHH2O=Al(OH)3Al(OH)33H=Al33H2OAlO4H=Al32H2O典例導(dǎo)悟1B由題意知n(H2SO4)n(NaOH)，設(shè)均為1 mol。當(dāng)Al均不足，H2SO4和NaOH均過量時(shí)，生成H2相等，即11；當(dāng)Al均過量時(shí)分別生成2 g和3 g H2，即體積比23。因>，故甲中鋁過量，乙中鋁不足(即堿過量)。2(1)法比法節(jié)約試

19、劑。每制備 2 mol Al(OH)3 法消耗 2 mol Al,3 mol H2SO4,6 mol NaOH，法消耗2 mol Al，2 mol NaOH，1 mol H2SO4，所以法比較節(jié)約試劑。(2)由于Al(OH)3既能與H2SO4反應(yīng)又能與NaOH反應(yīng)所以在上述兩種方法中第二步驟操作的用量都難以控制。2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H22Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2Al2(SO4)36NaAlO212H2O=8Al(OH)33Na2SO4故每生成2 mol Al(OH)3，需要2 mol Al，0.75 mol H2SO4，1.5 mol NaOH，可見比兩

20、法更節(jié)約試劑。解析(1)反應(yīng)過程中所涉及的化學(xué)方程式為：2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H2Al2(SO4)36NaOH=2Al(OH)33Na2SO42Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H22NaAlO22H2OH2SO4=2Al(OH)3Na2SO4由化學(xué)方程式可分別得出兩種方法的關(guān)系式：法2Al3H2SO46NaOH2Al(OH)3法2Al2NaOHH2SO42Al(OH)3所以制備2 mol Al(OH)3法消耗2 mol Al,3 mol H2SO4, 6mol NaOH；法消耗2 mol Al,2 mol NaOH, 1mol H2SO4。故法比較節(jié)約試劑(2)根據(jù)A

21、l33AlO6H2O=4Al(OH)3可采用以下轉(zhuǎn)化關(guān)系： 2 mol Al(OH)3變式演練A其反應(yīng)原理分別為：2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2?？梢姰?dāng)參加反應(yīng)的HCl和NaOH的物質(zhì)的量一樣多時(shí)，產(chǎn)生H2的體積比是13，而題設(shè)條件體積比為12，說明此題投入的鋁粉對(duì)鹽酸來說是過量的，而對(duì)于NaOH來說是不足的。2Al6HCl=2AlCl33H2 6 mol 3 mol 3 mol·L1×0.1 L 0.15 mol則Al與NaOH反應(yīng)生成的H2為0.15 mol×20.3 mol。2Al2NaOH2H2O=2Na

22、AlO23H22×27 g 3 mol54 g 0.3 mol即投入的鋁粉為5.4 g?！菊n后練習(xí)區(qū)】高考集訓(xùn)1(1)(2)(3)×(4)(5)×2A3.A4.C52Al2OH2H2O=2AlO3H2b2Al3H2O6e=Al2O3 6HHCO與H反應(yīng)使H濃度降低，產(chǎn)生Al(OH)3沉淀解析堿洗時(shí)，部分除去了氧化膜的Al與NaOH溶液反應(yīng)放出了H2，若將溶液中AlO轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀應(yīng)向溶液中通入CO2，加HNO3，如若過量會(huì)造成沉淀溶解。鋁作陽極失去電子最終形成Al2O3，所以陽極電極反應(yīng)式為：2Al3H2O6e=Al2O36H，在廢電解液中加入NaHCO

23、3，會(huì)使溶液中H濃度降低而生成Al(OH)3沉淀。6(1)Al2O36H=2Al33H2O(2)SiO22OH=SiOH2O(3)硫氰化鉀(或苯酚溶液等合理答案均可)(4)NaHCO3制純堿(或做發(fā)酵粉等合理答案均可)(5)5.6×1010 mol·L1解析鋁土礦中的成分能與HCl反應(yīng)的有Al2O3、Fe2O3、MgO，不反應(yīng)的是SiO2，所以固體A為SiO2，濾液B中有Al3、Fe3、Mg2，再加入過量燒堿，Al34OH=AlO2H2O，F(xiàn)e33OH=Fe(OH)3，Mg22OH=Mg(OH)2，沉淀C為Fe(OH)3、Mg(OH)2混合物，濾液D為NaAlO2、NaOH

24、(過量)，NaAlO2能與CO2反應(yīng)，NaAlO22H2OCO2=Al(OH)3NaHCO3，濾液E為NaHCO3，沉淀F為Al(OH)3，Al(OH)3灼燒得到Al2O3。鋁土礦中能與NaOH溶液反應(yīng)的有Al2O3、SiO2，其余均不反應(yīng)，所以固體X為Fe2O3、MgO，Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O，SiO22NaOH=Na2SiO3H2O。(5)題中應(yīng)用Ksp的有關(guān)計(jì)算，Kspc(Mg2)·c2(OH)，c(OH)1.0×101 mol·L1，所以c(Mg2) mol·L15.6×1010 mol·L1。7CA項(xiàng)，由Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O，CaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2可知，其圖象應(yīng)為圖1；B項(xiàng)，由HClNaAlO2H2O=Al(OH)3NaCl，Al(OH)33HCl=AlCl33H2O可知其圖象應(yīng)為圖2；D項(xiàng)，由AlCl34NaOH=NaAlO23NaCl2H2O,3NaAlO2AlCl36H2O=4Al(OH)33NaCl可知，其圖象應(yīng)為圖3。圖1 圖2圖3考點(diǎn)集訓(xùn)1C2D