化學(xué)：鋁及其化合物

第二節(jié)鋁及其化合物鋁及其重要化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系1234567891011

NaAlO2

Al(0H)3

AlCl3

Al2O3

AlKAl(SO4)21213141、氧化鋁兩性氧化物——既能溶于酸又能溶于強(qiáng)堿Al2O3+6H+=2Al3++3H2OAl2O3+2OH-=2AlO2-+H2O2、氫氧化鋁①、實(shí)驗(yàn)室制法Al2(SO4)3

+

6NH3?H2O

=

2Al(OH)3↓+

3(NH4)2SO4

②、兩性氫氧化物。

Al(OH)3+3H+=Al3++3H2OAl(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O③、熱不穩(wěn)定性

2Al(OH)3

＝Al2O3

＋

2H2O④、用途：醫(yī)用的胃藥、凈水。△考綱要求：金屬單質(zhì)—氧化物—氧化物對(duì)應(yīng)的水化物—鹽復(fù)習(xí)線索：

Al—Al2O3—Al(OH)3—Al3+AlO2－1．掌握金屬鋁及其重要化合物的主要性質(zhì)。2．了解鋁及其化合物的應(yīng)用。

◎回歸教材◎

一、鋁1．位置第三ⅢA還原強(qiáng)

鋁元素在元素周期表中位于________周期________族。鋁是較活潑的金屬，在金屬活動(dòng)性順序表中，鋁位于鋅鐵的前面。鋁在化學(xué)反應(yīng)中，能表現(xiàn)出較強(qiáng)的________性，即失電子的能力________，是常用的還原劑。銀白色小小低2．物理性質(zhì) 鋁是________金屬、密度__________(屬輕金屬)、硬度______、熔沸點(diǎn)________，有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。鋁合金密度小、強(qiáng)度高、塑性好、易于成型、制造工藝簡(jiǎn)單、成本低廉，常用于建筑業(yè)、容器和包裝業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、電子行業(yè)等。43頁(yè)Al與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)鋁熱反應(yīng)特性存在、制備方法及用途特性活潑金屬通性①與非金屬反應(yīng)④與某些鹽溶液反應(yīng)③與酸反應(yīng)②與熱水反應(yīng)3、鋁的化學(xué)性質(zhì)：（1）與非金屬反應(yīng)△4Al+3O2

═2Al2O3點(diǎn)燃2Al+3Cl2===2AlCl3（2）與酸反應(yīng)6HCl+2Al=2AlCl3+3H2↑注意：鋁在冷的濃硫酸、濃硝酸中鈍化。為什么可以用鋁槽運(yùn)輸濃硫酸、濃硝酸溶液？（3）與鹽溶液反應(yīng)2Al+3CuSO4

＝3Cu+Al2(SO4)3Al+稀HNO3----？思考：為什么鋁有抗腐蝕性？

常溫下，Al與O2反應(yīng)生成一層氧化鋁薄膜，能保護(hù)內(nèi)部金屬。⑷鋁與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)總反應(yīng)式：2Al+2H2O+2NaOH＝2NaAlO2+3H2↑AlH2O還原劑：_____氧化劑：______實(shí)質(zhì)：--與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)（鋁的特性）離子反應(yīng)方程式：2Al+2H2O+2OH-＝2AlO2-+3H2↑問(wèn)題：金屬鎂中含有少量鋁，如何除去鋁，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。2、在鋁制易拉罐充滿CO2后，迅速倒入10%NaOH溶液，立刻將口密封，不一會(huì)，聽(tīng)到罐“咔咔”作響，易拉罐變癟了，過(guò)了一段時(shí)間后，易拉罐又鼓起來(lái)。試寫出易拉罐變癟和鼓起來(lái)的化學(xué)方程式：

；

。CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑1、鋁分別與足量的稀鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，當(dāng)兩個(gè)反應(yīng)放出的氣體在相同狀況下體積相等時(shí)，反應(yīng)中消耗的HCl和NaOH物質(zhì)的量之比為

(

)

A.

1∶1

B.

2∶1

C.

3∶1

D.

1∶3C⑸Al與某些氧化物(Fe2O3

、Cr2O3、MnO2

、V2O5

等)反應(yīng)[現(xiàn)象]：[化學(xué)方程式]：發(fā)出耀眼的光芒、放出大量的熱、紙漏斗下部被燒穿，有熔融物落入沙中。2Al+Fe2O3==2Fe+

Al2O3高溫鋁熱劑鋁熱反應(yīng)的用途：

焊接鐵軌、冶煉金屬—鋁熱反應(yīng)

鋁粉和氧化鐵反應(yīng)裝置圖引燃劑助燃劑3．下列敘述正確的是（）A．鋁制槽車可用來(lái)貯運(yùn)濃硫酸、濃硝酸是因?yàn)槌叵落X和濃硫酸、濃硝酸不反應(yīng)B．兩份相同質(zhì)量的鋁粉，分別與足量的稀硫酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氣前者多C．合金的熔點(diǎn)一般比組成它的各成分的熔點(diǎn)都高D．工業(yè)上常利用鋁熱反應(yīng)冶煉難熔金屬，如釩、鉻、錳。D1、某同學(xué)欲利用教材的實(shí)驗(yàn)裝置探究“鋁熱反應(yīng)”中熔融物的成份，請(qǐng)寫出鋁熱反應(yīng)的方程式：

。又已知Al、Fe2O3、Al2O3、Fe的熔沸點(diǎn)數(shù)據(jù)如下：物質(zhì)AlFe2O3Al2O3Fe熔點(diǎn)（0C）660146220541535沸點(diǎn)（0C）246729802750（1）該同學(xué)推測(cè)，鋁熱反應(yīng)得到的熔融物應(yīng)是鐵鋁合金，其理由是：

該反應(yīng)放熱能使鐵熔化，而鋁的熔點(diǎn)比鐵低，所以鐵熔化時(shí)鋁也熔化，得到的是鐵鋁合金【練習(xí)提升】：鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用（2）設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案，證明上述所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁。填寫下列表格：所用試劑實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象反應(yīng)方程式NaOH溶液取少量樣品放在試管，加入適量NaOH溶液，有氣泡產(chǎn)生，則證明該熔融物中有鋁。2Al+2H2O+2NaOH＝

2NaAlO2+3H2↑

存在冶煉用途鋁土礦(Al2O3、Fe2O3、SiO2等)化合態(tài)鋁土礦Al(OH)3

Al2O3

Al

△電解冶煉金屬、制合金、飛機(jī)、汽車、輪船部件、導(dǎo)線、日用品2Al2O3(熔融)========4Al+3O2↑冰晶石Na3AlF6電解冰晶石作助熔劑（降低Al2O3的熔化溫度）；石墨碳棒作電極。二、氧化鋁與氫氧化鋁白色物質(zhì)(1)Al2O3(2)Al(OH)3物理性質(zhì)氧化鋁是________、不溶于水、難熔的物質(zhì)難溶于水的白色膠狀物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)與酸反應(yīng)：____________________________________與酸反應(yīng)：_____________________________與堿反應(yīng)：___________________________________與堿反應(yīng)：_____________________________冶煉鋁：______________________________________受熱分解：_______________________________屬性________氧化物________氫氧化物Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2OAl2O3＋2OH－===2AlO＋H2O2Al2O34Al＋3O2↑

Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋OH－===AlO

＋2H2O2Al(OH)3Al2O3＋3H2O兩性兩性(續(xù)表)物質(zhì)(1)Al2O3(2)Al(OH)3用途利用其高熔點(diǎn)常用作高級(jí)耐火材料，如制坩堝、高溫爐管等；利用其耐高溫性質(zhì)制剛玉球磨機(jī)、高壓鈉燈的燈管等Al(OH)3可用作脫色劑(有吸附色素的能力)、用作胃酸中和劑，也是一種阻燃材料(分解吸熱，生成高熔點(diǎn)的Al2O3而具有阻燃作用)分析:注意電離平衡的應(yīng)用H++AlO2-+H2OAl(OH)3Al3++3OH-.酸式電離堿式電離問(wèn)題1：如何解釋Al(OH)3的兩性？若向此溶液中加入強(qiáng)酸，反應(yīng)向

方向進(jìn)行；若加入堿，反應(yīng)故向

方向進(jìn)行。堿式電離酸式電離問(wèn)題2：如何制備Al(OH)3？（1）Al(OH)3的實(shí)驗(yàn)室制法____氨水與鋁鹽反應(yīng)Al3++3NH3.H2O=Al(OH)3↓+3NH4+(2)向NaAlO2溶液通入足量CO2氣體AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-

(通入少量CO2氣體可寫成CO32-)(3)AlO2-與Al3+發(fā)生雙水解3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓H2O+AlO2-+HCO3-=Al(OH)3↓+CO32-思考：鋁轉(zhuǎn)化為Al(OH)3需要哪些試劑？(4)特殊反應(yīng)：AlO2-

與HCO3-[學(xué)生活動(dòng)]畫出以下化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的圖象(縱坐標(biāo)為Al(OH)3物質(zhì)的量,橫坐標(biāo)為逐滴加入的物質(zhì)的物質(zhì)的量)：①AlCl3溶液中逐滴加入氨水至過(guò)量②AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至過(guò)量③在NaAlO2溶液中逐漸通入CO2至過(guò)量④在NaAlO2溶液中逐滴加入HCl至過(guò)量⑤在NaOH溶液中逐滴加入AlCl3至過(guò)量⑥在鹽酸中逐滴加入NaAlO2溶液至過(guò)量學(xué)科思想：化學(xué)過(guò)程圖像①AlCl3溶液中逐滴加入氨水至過(guò)量②AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至過(guò)量Al3++3OH-=Al(OH)3↓Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2On(NH3.H2O)Al3++3NH3.H2O=Al(OH)3↓+3NH4+③在NaAlO2溶液中逐漸通入CO2至過(guò)量④在NaAlO2溶液中逐滴加入HCl至過(guò)量AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓Al(OH)3+3H+=Al3++H2OAlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-

⑤在NaOH溶液中逐滴加入AlCl3至過(guò)量Al3++4OH-=AlO2-+2H2O3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓⑥在鹽酸中逐滴加入NaAlO2溶液至過(guò)量3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓AlO2-+4H+=Al3++2H2O（2)若在滴加NaOH溶液過(guò)程中，欲使Mg2+、Al3+剛好沉淀完全，則滴入NaOH溶液的體積V(NaOH)=

mL【例2】將0.1moL的鎂、鋁混合物溶于100mL2mol/LH2SO4溶液中，然后再滴入1mol/LNaOH溶液。請(qǐng)回答（1)若在滴加NaOH溶液的過(guò)程中，沉淀質(zhì)量m隨加入NaOH溶液的體積V變化如圖所示。當(dāng)V1=160mL時(shí)，則金屬粉末中n(Mg)=

mol，V2=

mL。0.064404000mV1V2V/mL2、圖像與計(jì)算：滲透了質(zhì)量守恒、電子守恒等基本守恒思想和終態(tài)分析法。3、溶液中陽(yáng)離子與OH－反應(yīng)的先后順序當(dāng)溶液中有多種離子時(shí)要考慮離子之間的反應(yīng)順序，如向含有H＋、NH4+、Mg2＋、Al3＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，NaOH先與

反應(yīng)，然后依次與

、

反應(yīng)生成沉淀，再與

反應(yīng)，最后再溶解Al(OH)3沉淀。H＋Al3＋Mg2＋NH4+4．在0.2mol/L的AlCl3溶液100mL中，如果要得到1.17g沉淀，則需加入0.5mol/L的NaOH溶液多少毫升？用圖象法會(huì)更直觀：n[Al(OH)3]最大值=0.2mol/L×0.1L=0.02moln[Al(OH)3]=1.17g78g/mol=0.015molV1V2n[Al(OH)3](mol)NaOH(mL)0.020.015_______________________________，Al3+水解生成Al(OH)3膠三、鋁鹽1．復(fù)鹽：由兩種或兩種以上陽(yáng)離子和一種陰離子組成的鹽。如明礬，化學(xué)式為KAl(SO4)2·12H2O。2．明礬的凈水原理：明礬溶于水后發(fā)生電離：體［化學(xué)方程式：________________________________］，氫氧化鋁膠體的吸附能力很強(qiáng)，可以吸附水里懸浮的雜質(zhì)，并形成沉淀，使水澄清。所以，明礬是一種較好的凈水劑。

3．AlCl3

是共價(jià)化合物，熔融時(shí)不導(dǎo)電，不能用電解法制Al。AlCl3

溶液加熱蒸干灼燒最終得Al2O3

固體。Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋“鋁三角”的轉(zhuǎn)化關(guān)系及其應(yīng)用1、請(qǐng)寫出⑴—⑹步相關(guān)反應(yīng)的離子方程式2、MgCl2溶液中含有少量Al3+，如何除去Al3+？重點(diǎn)一氫氧化鋁兩性的應(yīng)用1．判斷離子共存2．鑒別(利用滴加順序不同，現(xiàn)象不同)

AlCl3溶液中滴加NaOH

溶液現(xiàn)象為：先生成白色沉淀，后沉淀溶解；NaOH

溶液中滴加AlCl3溶液現(xiàn)象為：開始無(wú)明顯現(xiàn)象，后產(chǎn)生白色沉淀，繼續(xù)滴加沉淀不溶解。3．分離提純重點(diǎn)二從鋁土礦中提取鋁

鋁是地殼中含量最多的金屬元素，在自然界主要以化合態(tài)形式存在于氧化鋁中。鋁土礦的主要成分是Al2O3，此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì)，冶煉金屬鋁很重要的一個(gè)過(guò)程是Al2O3的提純。對(duì)于以提純某一物質(zhì)為實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡牧鞒填}，其實(shí)就是考查混合物的除雜、分離、提純的有關(guān)知識(shí)。當(dāng)遇到這一類題時(shí)，一般的思路是在流程中找出得到的主要物質(zhì)是什么，混有的雜質(zhì)有哪些；認(rèn)真分析當(dāng)加入某一試劑后，能與什么物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成了什么產(chǎn)物，要用什么樣的方法才能將雜質(zhì)除去。只有這樣才能明白每一步所加試劑或操作的目的。(1)溶解：目的是得到偏鋁酸鈉溶液。Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O(2)過(guò)濾：除去不溶物質(zhì)。(3)酸化：得到氫氧化鋁和碳酸氫鈉。NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3(4)過(guò)濾：得到氫氧化鋁。(5)灼燒：得到高純度氧化鋁。2Al(OH)3Al2O3＋3H2O(6)電解：得到金屬鋁。 電解冰晶石2Al2O3(熔融）==4Al＋3O2↑鋁的性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究

鋁鎂合金已成為輪船制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料。某研究性學(xué)習(xí)小組的三位同學(xué)，為測(cè)定某含鎂3%～5%的鋁鎂合金(不含其他元素)中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)下列三種不同實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究。填寫下列空白。實(shí)驗(yàn)方案：鋁鎂合金―――――→測(cè)定剩余固體質(zhì)量。【探究一】NaOH

溶液實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：_______________________________________