铝及其化合物教案

铝及其重要化合物教案[考纲要求]了解铝及其重要化合物的主要性质和应用。复习目标1、掌握铝的物理性质和化学性质并了解铝的主要用途。2、掌握重要的铝的化合物的性质及用途。3、运用氢氧化铝的两性能解决有关计算和图象问题。知识梳理：一铝1、原子结构示意图：2、周期表中位置：第三周期ⅢA族镁原子核外有三个电子，在化学反应中，容易失去最外层的三个电子，显+3价。3、铝单质的性质1、物理性质：银白色金属，硬度和密度小，具有良好的导电导热性和延展性。在空气中具有很好的耐腐蚀性。2、化学性质：铝的化学性质板书：问题1．金属铝是活泼的金属，能与酸反应，为什么能用铝槽储运浓H2SO4或浓HNO3?问题2．实验室能否用硫化物与铝盐溶液混合制取Al2S3？用离子方程式说明原因。问题3．金属铝与酸、碱反应的本质及定量计算(1)铝与酸、碱反应的实质是什么？氧化剂是什么？(2)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是多少？为什么？(3)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，产生H2的体积之比是多少？为什么？(4)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是多少？为什么？(5)甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol·L－1的盐酸和NaOH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V(甲)∶V(乙)＝1∶2，则加入铝粉的质量为()A．5.4gB．3.6gC．2.7gD．1.8g归纳总结：铝与酸、碱反应生成H2的量的关系铝与酸、碱反应的化学方程式分别为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。从化学方程式可以看出Al与酸、碱反应时生成H2的实质都是Al――→失3e－Al3＋，所以无论与酸还是与碱反应，Al与H2的关系都是2Al～3H2。(1)等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气体积比VHCl(H2)VNaOH(H2)＝1∶1。(2)足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠反应，产生氢气的体积比为VHCl(H2)VNaOH(H2)＝1∶3。(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠反应，产生氢气的体积比为13≤VHCl(H2)VNaOH(H2)≤11，则必定是①铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；②铝与氢氧化钠反应时，铝不足而氢氧化钠过量。解题时应充分利用上述过量关系。二铝的重要化合物1、氧化铝（Al2O3）(1)物理性质：白色固体、熔点高（2054℃）、不溶于水，不与水化合。常作耐火材料。刚玉的主要成分是Al2O3，其中把含少量铬元素的刚玉称为红宝石；含少量的铁和钛元素的刚玉称为蓝宝石。(2)化学性质：①电解熔融的氧化铝制备单质铝但由于氧化铝的熔点很高，故在氧化铝中添加冰晶石（Na3AlF6)降低其熔点。2Al2O3=========2Al+3O2↑②与酸反应：Al2O3＋6HCl＝AlCl3＋3H2O③与碱反应：Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的氧化物叫两性氧化物2、氢氧化铝（Al（OH)3）（1）物理性质：氢氧化铝是白色胶状物质，不溶于水，有强的吸附性，可以吸附水中的悬浮物和各种色素。（2）化学性质：①不稳定性：氢氧化铝不稳定，受热易分解。△2Al(OH)3＝Al2O3＋2H2O电解这是工业上制取纯净氧化铝的方法。Al(OH)3具有两性的原因：H++AlO2—+H2OAl(OH)3Al3++3OH—注意：(1)氢氧化铝作为碱时是三元碱；作为酸时是一元酸（HAlO3）。(2)氢氧化铝与酸碱反应时，弱酸弱碱是不能把氢氧化铝溶解的。例题1．下列物质中既能跟稀硫酸反应，又能跟氢氧化钠溶液反应的是()①NaHCO3②(NH4)2SO3③Al2O3④Al(OH)3⑤AlA．全部B．只有①③④⑤C．只有③④⑤D．只有②③④⑤归纳总结：两性物质：两性物质指既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的化合物，包括Al2O3、ZnO、Al(OH)3、Zn(OH)2、氨基酸、蛋白质等。多元弱酸的酸式盐(如NaHCO3、KHS、KHSO3、NaH2PO4等)及弱碱弱酸盐(如CH3COONH4、NH4HS等)也既能与强酸反应又能与强碱反应，但不能将它们称为两性物质。三Al3＋、Al(OH)3、AlO－2之间转化关系的应用写出上述转化的离子方程式：问题4.试设计制备Al(OH)3的途径。方案一用铝盐(Al3＋)制取Al(OH)3②Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O③Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O加入氨水至沉淀完全，一般不用NaOH等强碱，为什么？方案二用铝屑、烧碱、稀H2SO4制取Al(OH)3方法一：Al――→H2SO4Al3＋――→NH3·H2OAl(OH)3；方法二：Al――→NaOHAlO－2――→CO2Al(OH)3；方法三：Al――→H2SO4Al3＋Al――→NaOHAlO－2――→H2OAl(OH)3。若甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备Al(OH)3。规定必用的药品如下：350g70%H2SO4溶液，NaOH固体240g，足量铝屑、水(不能用其他药品)。甲、乙、丙用各自设计的方案制得Al(OH)3的质量分别是W1、W2、W3。三种实验方案如下：甲：铝→加NaOH溶液→加H2SO4溶液→W1gAl(OH)3乙：铝→加H2SO4溶液→加NaOH溶液→W2gAl(OH)3丙：铝→加H2SO4溶液铝→加NaOH溶液→W3gAl(OH)3试回答：(1)从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素分析，实验方案最合理的是________。(2)三位学生制得的Al(OH)3，W1、W2、W3其质量由大到小的顺序是___________________。(3)制得Al(OH)3的最大质量是________。规律方法总结：（一）典型图像分析1.把铝盐(Al3＋)溶液逐滴加入到强碱溶液中至过量(1)现象：先无明显现象，然后逐渐产生大量的白色沉淀。(2)有关反应：A→B：Al3＋＋4OH－===AlO－2＋2H2OB→C：Al3＋＋3AlO－2＋6H2O===4Al(OH)3↓(3)图像2.在AlO－2溶液中逐滴加入强酸至过量(1)现象：先生成白色沉淀，随后沉淀逐渐溶解。(2)有关反应：A→B：AlO－2＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓B→D：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O(3)图像3.在强酸溶液中逐滴加入AlO－2溶液至过量(1)现象：先无明显现象，反应一段时间后逐渐产生白色沉淀。(2)有关反应：A→B：4H＋＋AlO－2===Al3＋＋2H2OB→C：Al3＋＋3AlO－2＋6H2O===4Al(OH)3↓(3)图像4.向Mg2＋与Al3＋的酸性溶液中逐滴加入强碱溶液(1)现象：无明显现象→出现沉淀→渐多→最多→减少→不变(2)反应O→A：H＋＋OH－===H2OA→B：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓B→C：Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O(3)图像例2．某无色溶液中，已知含有H＋、Mg2＋、Al3＋等阳离子，逐滴加入NaOH(溶液)，则消耗NaOH(溶液)体积(x轴)和生成沉淀量(y轴)之间的函数关系，可用下图表示，则下列图中正确的是()例3．将0．1mol的镁、铝混合物溶于100mL2mol·L-1的H2SO4溶液中，然后再滴加1mol·L-1的NaOH溶液。请回答：(1)若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化的关系如上图所示。当V1＝160mL时，则金属粉末中n(Mg)＝________mol，V2＝______mL。(2)若在滴加NaOH溶液过程中，欲使Mg2＋、Al3＋刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH)＝____mL。(3)若混合物仍为0.1mol，其中Mg粉的物质的量分数为a，用100mL2mol·L－1的H2SO4溶解此混合物后，再加入450mL1mol·L－1的NaOH溶液，所得沉淀中无Al(OH)3。满足此条件的a的取值范围是_____________________________________________________。（二）Al2O3的提纯方案一：碱溶法方案二：酸溶法例4．(2009·福建理综，24)从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下：请回答下列问题：(1)流程甲加入盐酸后生成Al3＋的离子方程式为__________________________________。(2)流程乙加入烧碱后生成SiO2－3的离子方程式为________________________________。(3)验证滤液B中含Fe3＋，可取少量滤液并加入________(填试剂名称)。(4)滤液E、K中溶质的主要成分是__________(填化学式)，写出该溶液的一种用途：________________________________________________________________________。(5)已知298K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp＝5.6×10－12，取适量的滤液B，加入一定量的烧碱达到沉淀溶解平衡，测得pH＝13.00，则此温度下残留在溶液中的c(Mg2＋)＝__________。总结：对于金属及其化合物的复习要抓住的知识主线：单质—金属氧化物—金属氢氧化物—盐，根据金属的原子结构进行指导，去掌握金属的化学性质。