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1、第6讲 铝及其重要化合物,一铝的性质,1.物理性质：银白色金属，熔点较低，硬度小，密度小，有良好的导电、导热、延展性和韧性。,2.化学性质,（1）与非金属反应,（2）与酸反应,2Al+6H+=2Al3+3H2,在冷浓硝酸、浓硫酸中“钝化”，加热时反应，无氢气生成,b.与氧化性酸反应,a.与非氧化性酸反应,3.工业制备,二. Al2O3,2.化学性质,三. Al(OH)3,2.化学性质,小结：铝及其重要化合物间的转化关系,框图中有关反应的化学方程式:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2;2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2;2Al2O3 4Al+3O2;Al2O3+6HCl=2
2、AlCl3+3H2O;Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;AlCl3+3NaOH(NH3H2O)=Al(OH)3+3NaCl(NH4Cl);,Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O;NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3+NaCl或2NaAlO2+CO2+3H2O=2Al(OH)3+Na2CO3或NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3+NaHCO3;Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O;AlCl3+3NaAlO2+6H2O=4Al(OH)3+3NaCl,1.下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是( )A.铝在常温下不能与氧气反应B.铝不能与氯气反应
3、C.铝既能溶于酸,又能溶于碱D.氧化铝只能与酸反应,不能与碱反应答案:C,体验热身,2.(2009南京模拟)电解法冶炼铝的原料是Al2O3,可由自然界中铝土矿获得其生产过程可表示为:铝土矿(主要成分Al2O3,杂质SiO2Fe2O3)Al(OH)3Al2O3Al从铝土矿到Al(OH)3的转化有两种方案:,(1)过滤的滤渣成分分别是_(填字母代号,下同);过滤的滤渣成分分别是_A.Al2O3B.SiO2C.Fe2O3D.Al(OH)3E.H2SiO3F.Fe(OH)3(2)“Al(OH)3Al”的一般的生产方法是_(填字母代号)A.蒸发B.灼烧C.热还原D.溶解E.过滤F.电解,BF,CE,BF
4、,制取Al(OH)3的可能途径有那些？,解析：(1) 铝盐与碱液反应：,(2)偏铝酸盐与酸反应：,(3)相互促进水解反应：,Al33AlO26H2O4Al(OH)3最优,思考,3.今用铝、稀硫酸和氢氧化钠溶液为原料，在实验室制备一定量的氢氧化铝。可分别采用如下化学方程式所表示的两种方法：2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+ H2Al2(SO4)3+6NaOH=2Al(OH)3+3Na2SO42Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+ 3H22NaAlO2+ H2SO4+2H2O =2Al(OH)3+ Na2SO4（1）上述哪一种方法比较节约试剂？（提示：试从每生产2 mol Al(O
5、H)3所消耗的试剂用量予以说明）（2）原料相同，请设计一种更为节约试剂的方法（用化学方程式表示，并说明其可以最节约试剂的根据）,重点探究,方法归纳:根据铝与强酸溶液反应的关系:2Al+6H+=2Al3+3H2 2Al+2OH-+2H2O=2AlO-2+3H2不难发现如下规律:,一.铝与酸或碱反应生成H2的量的关系,(2)等物质的量的H+和OH-分别与足量铝反应时:消耗铝的物质的量之比为13;生成的H2的物质的量之比为13,(1)等物质的量的铝分别与足量的H+和OH-反应时:生成的H2必然相等;消耗H+与OH-的物质的量之比为31,1.铝分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应,当放出的H2在同温同压
6、下相等时,消耗的盐酸与NaOH的物质的量之比为( )A.11B.21C.31D.13答案:C,【例2】甲乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol/L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甲乙=13,则加入铝粉的质量为( ) A.5.4 g B.3.6 g C.2.7 g D. 8. 1 g,D,1.将5.4 g Al投入200.0 mL 2.0 mol/L的某溶液中有氢气产生,充分反应后有金属剩余该溶液可能为( )A.HNO3溶液 B.Ba(OH)2溶液C.H2SO4溶液 D.HCl溶液答案:D,效果检测,2.将某份铁铝合金样品均分为两份,一份加
7、入足量盐酸,另一份加入足量NaOH溶液,同温同压下产生的气体体积比为32,则样品中铁铝物质的量之比为( )A.32 B.21C.34 D.43答案:C,1.铝盐与强碱溶液作用生成Al(OH)3沉淀的计算:(1)Al3+3OH-=Al(OH)3(生成白色沉淀),分析以上三个反应关系式,所得Al(OH)3沉淀的物质的量与n(Al3+)n(OH-)的关系式:,二.关于Al(OH)3的计算及图像分析,【例题】向 100mL 1 mol/L 的 AlCl3溶液中加入70 mL 5 mol/L NaOH 溶液,充分反应后,铝元素以两种形式存在,其物质的量之比为多少?,解法1:用常规分析法逐步分析计算,解法
8、2:从反应物总量及方程式性质方面考虑总方程式法:,解法3:运用学科规律守恒法,解法4:利用知识特点图像法,解法1:用常规分析法逐步分析计算先将所有的 0.1 mol Al3+完全沉淀,消耗 0.3 mol OH-,生成0.1 mol Al (OH)3 沉淀过量的 0.05 mol OH- 又溶解 0.05 mol Al(OH)3,生成0.05 mol AlO2- 所以n(NaAlO2)n=0.05 mol (0.1-0.05) mol =11,解法2:从反应物总量及方程式性质方面考虑总方程式法:n(AlCl3)=0.1 mol,n(NaOH)=0.35 mol ,则n(AlCl3)n(NaOH
9、)=27按此值写出化学方程式:2Al3+7OH-=x +(2-x)Al(OH)3+2H2O利用电荷守恒解得x=1,所以n(NaAlO2)n=11,解法3:运用学科规律守恒法充分反应后溶液为NaAlO2和NaCl利用电荷守恒得 n(Na+)=n( )+n(Cl-),即n( )=n(Na+)-n(Cl-)=0.35 mol-0.3 mol =0.05 mol又根据铝元素守恒n(Al3+)=n+n( ),即n=n(Al3+)-n(AlO-2)=0.1 mol -0.05 mol =0.05 mol ,所以n(NaAlO2)n=11,解法4:利用知识特点图像法根据Al3+3OH-=3Al(OH)3,
10、Al(OH)3+OH-= +2H2O,把所发生的反应用图像来表示,使其更具体更直接注:图中横坐标表示NaOH的物质的量,纵坐标表示生成的Al(OH)3的物质的量,向 100mL 1 mol/L 的 AlCl3溶液中加入70 mL NaOH 溶液,充分反应后, Al(OH)3的物质的量为0.05mol,求NaOH 溶液的物质的量浓度？,改编题,试作出下列反应图像，并写出各阶段离子方程式。,向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至过量,向NaOH溶液中滴加AlCl3 溶液直至过量,Al3+ + 3OH(少量) = Al(OH)3,Al(OH)3 + OH = AlO2+2H2O,Al3+4OH(过量
11、) = AlO2+2H2O,Al33AlO26H2O4Al(OH)3,2.图像分析,向NaAlO2溶液中滴加HCl溶液直至过量,向HCl溶液中滴加NaAlO2 溶液直至过量,AlO2+H2O+H+(少量)= Al(OH)3,Al(OH)3 +3H+ = Al3+3H2O,AlO2+4H+(过量)= Al3+2H2O,Al33AlO26H2O4Al(OH)3,向HCl酸化的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至过量,向含Mg2+、Al3+的混合溶液中滴加NaOH溶液直至过量,H+OH=H2O,Al3+ + 3OH(少量) = Al(OH)3,Al(OH)3 + OH = AlO2+2H2O,Al3
12、+ + 3OH(少量) = Al(OH)3,Al(OH)3 + OH = AlO2+2H2O,Mg2+ + 2OH = Mg (OH)2,AlCl3和MgCl2的混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液,则消耗NaOH溶液的体积(x轴)和生成沉淀的质量(y轴)之间的函数关系可用如图来表示,则下列关系图正确的是( ),答案:B,(1)图中A点表示的意义是_(2)图中B点表示的意义是_(3)上述两步用总的离子方程式可表示为_(4)假若溶液中有Al(OH)3沉淀 0.39 g,则此时用去NaOH溶液体积为_,表示滴入的NaOH溶液产生沉淀量的最大点,表示滴入的NaOH溶液使沉淀恰好完全溶解点,7.5 mL
13、或 17.5 mL,【例1】向20 mL AlCl3溶液中滴入 2 mol/L NaOH 溶液时,得到Al(OH)3沉淀质量与所滴加NaOH 溶液体积(mL)关系如图所示:,将一定质量的镁铝合金投入一定浓度的100 mL盐酸中,使合金全部溶解,向所得溶液中滴加5.00 mol/L的NaOH溶液至过量,生成沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积的关系如图所示 试求:(1)原合金中镁铝的质量各是多少？ (2)盐酸的物质的量浓度,答案:(1) 镁 4.8g 铝2.7g (2)8.00 mol/L,【例2】,(1)A点的沉淀物的化学式为_;B点的沉淀物的化学式为_(2)原混合物中MgCl2的质量是_g,A
14、lCl3的质量是_g,NaOH的质量是_g(3)Q点HCl溶液加入量是_mL,把NaOHMgCl2AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后有1.16 g白色沉淀,在所得的浊液中逐滴加入1 mol/LHCl溶液,加入HCl溶液的体积与生成沉淀的质量关系如图所示,试回答:,Mg(OH)2,Mg(OH)2和 Al(OH)3,1.90,2.67,5.20,130,解析：本题涉及的化学反应有：Mg+2H+=Mg2+H2 2Al+6H+=2Al3+3H2H+OH=H2O Mg2+2OH=Mg(OH)2Al3+3OH= Al(OH)3 Al(OH)3 + OH = AlO2+2H2O（1）n(Mg)+n(Al)= 0.1mol 2n(Mg)+3n(Al)+1mol/L0.16L=0.4mol， 解得：n(Mg)=0.06mol n(Al)= 0.04mol当发生、时，消耗的碱为：n(NaOH)=2n(Mg)+4n(Al) =20.06mol40.04mol=0.28mol， 故V2= V1+ V(NaOH)=440mL,
