[理化生]g《铝及其化合物》y

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1、铝及其化合物,复习目标 1通过实验探究，了解铝、氧化铝、氢氧化铝 的重要性质。 2了解两性氧化物、两性氢氧化物的概念和 一般性质。 3掌握与Al(OH)3沉淀量有关的图像分析和化 学计算方法。 4了解复盐的概念，了解明矾的组成、性质 和用途。,一、铝的性质,1、位置与结构：,2、铝的物理性质：,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。,Al的原子结构示意图,3、铝的化学性质：,（较强还原性）,（1）与非金属反应（O2、Cl2）,铝在空气中缓慢氧化，在氧气中点燃剧烈燃烧。,思考1：在金属活泼性顺序中铝排在铁的前面，那为什么铁在空气中易生锈而铝在空

2、 气中不易被腐蚀呢？,铝与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜并牢固地覆盖在铝表面，阻止了内部的铝与空气接触。,加热铝箔:而铝箔熔化，失去光泽，熔化的铝不滴落。,这是因为常温下铝与空气中的氧气反应生成了致密的氧化膜，此氧化膜熔点很高，不熔化，从而保护了铝。性质活泼的铝在空气中能稳定存在的原因,Al遇冷浓硫酸、浓硝酸发生钝化：,钝化: 用电化学或化学方法使金属表面形成一 层致密的氧化膜，从而阻止内部金属进一步发生反应，这种现象称为钝化。,（2）与酸反应（HCl、稀H2SO4、稀HNO3）,4HNO3 (稀）+ Al = Al(NO3)3 + NO + 2H2O,Al + 2NaOH+2H2O=2Na

3、AlO2+3H2,还原剂 氧化剂,反应的实质:分两步进行,将（1）+（2）2：,（3）与强溶液碱反应（NaOH溶液）,【随堂训练1】,对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使 用寿命。以下为铝材表面处理的一种方法：,碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜， 碱洗时常有气泡冒出，其原因是(用离子方 程式表示) _ 。 为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好 向槽液中加入下列试剂中的_。 aNH3 bCO2 cNaOH dHNO3,b,2Al 2OH 2H2O = 2AlO2- 3H2,【现象】,发光、放热、 反应剧烈,有熔融物 落入沙中,（4）与某些氧化物反应铝热反应,铝热剂：铝与活泼性较弱的金属氧化

4、物的混合物,(Fe2O3 、 Cr2O3 、 MnO2 、V2O5 等),铝热反应的应用： 在生产上，如用于焊 接钢轨、冶炼金属等。,铝除了和Fe2O3反应外，还可以和FeO、 Fe3O4、 Cr2O3、V2O5、MnO2等金属氧化物组成铝热剂发生铝热反应，冶炼Fe、V、Cr、Mn等金属。,思考: 上述铝热反应是如何发生的？,如何进行点燃操作？必修2p89,练习1.把Al粉和Fe3O4粉末均匀混合，分成两等份，一份在高温下恰好完全反应后将生成物与过量的盐酸反应，另一份直接与足量的氢氧化钠溶液反应，两者生成的气体的物质的量之比为 ( ) A.1:1 B.9:8 C.3:4 D.4:3,C,练习2

5、.工业上可用铝与软锰矿(主要成分为MnO2)反应来冶炼金属锰。 用铝与软锰矿冶炼锰的原理是(用化学方程 式表示） 。 MnO2在H2O2分解反应中作催化剂。若将适 量MnO2 加入酸化后的H2O2溶液中，MnO2 溶解产生Mn2，该反应的离子方程式是 _ 。,MnO2 H2O2 2H= Mn2 O22H2O,3.Al的工业制法电解熔融氧化铝,由于铝的氧化物熔点很高，故在氧化铝中添加冰晶石（Na3AlF6)降低其熔点。,二、铝的化合物,1、氧化铝(Al2O3)：,（1）物理性质：白色、不溶于水的固体，熔点很 高（2054）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

6、红宝石；含少量的铁和钛元素的刚玉称为蓝宝石。,两性氧化物：,既能与酸反应又能与碱反应 只生成盐和水的氧化物。,（2）Al2O3的化学性质,与酸、强碱反应具有两性,（3）工业制备：,2、氢氧化铝Al（OH)3：,（1）物理性质： 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： 不稳定性：受热易分解,与酸、强碱反应具有两性,氢氧化铝的两性可用电离平衡移动的原理来解释，氢氧化铝电离方程式可表示如下：,当加入强碱、弱碱及水解显碱性的盐，平衡左移。 当加入强酸、弱酸及水解显酸性的盐，平衡右移。,H2O+AlO-2+H+ Al(OH)3 Al3+3OH-,酸式电离,

7、碱式电离,AlCl3溶液中逐滴加入NaOH？,AlCl3中逐滴加入氨水？,Al3+3NH3.H2O = Al(OH)3 + 3NH4+,（3）Al(OH)3的制备主要有几种方法？,Al3+ 、加入氨水,故用Al3+制取Al(OH)3用弱碱溶液更合适,Al3+ + 3OH- = Al(OH)3 ,Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O,2AlO2- + CO2 + 3H2O = 2Al(OH)3 + CO32- AlO2- + CO2 + 2H2O = Al(OH)3 + HCO3-,NaAlO2溶液中逐滴加入盐酸？,NaAlO2溶液中缓慢通入CO2？, AlO2-、通入C

8、O2,AlO2- + H+ + H2O = Al(OH)3 ,Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O,故由AlO2-制取Al(OH)3用弱酸溶液更合适,KAl(SO4)212H2O,KAl(SO4)2 = K+ + Al3+ + 2SO42-,无色晶体，易溶于水,3、常见的铝盐 明矾,水溶液PH7,净水原理：,Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水,Al、Al2O3、Al(OH)3、 弱酸的铵盐，如：(NH4)2CO3、CH3COONH4、 弱酸的酸式盐，如：NaHCO3、NaHSO3、NaHS等,铝的存在：,铝元素占地壳总量的7.73%， 是地壳中含量最多的金属。,

9、铝是活泼的金属，因此铝元素在自然界 中均以化合态的形式存在。,三 从铝土矿中提取铝,铝元素在地壳中的主要存在 于 中， 其主要成分 ， 还含有少的 。,Al2O3,铝土矿,Fe2O3、SiO2,Al2O3 Fe2O3 SiO2,Al2O3,方法1,Al,酸溶法,所加试剂顺序：酸、碱、（弱）酸,Al2O3 Fe2O3 SiO2,方法2,碱溶法,Al2O3,Al,所加试剂顺序：碱、酸、（弱）碱,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：,【随堂训练4】,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

10、加入烧碱后生成SiO32-的离子方程式为_。,Al2O3 6H = 2Al3 3H2O,SiO2 2OH = SiO32- H2O,(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：_ 。,硫氰化钾溶液,NaHCO3,制纯碱 (或做发酵粉等 ）,考点一：关于Al(OH)3的计算及图像分析 1.“铝三角”转化关系,偏铝酸钠加入同一种酸的量不同，生成物也不同，试写出与下列物质反应的离子方程式： (1)少量盐酸：_。 (2)过量盐酸：_。 (3)少量 CO2：_。 (4)过量 CO2：_。,AlO2 H+H2

11、O=Al(OH)3,CO22AlO2 3H2O=2Al(OH)3 CO32-,AlO2 4H+=Al3+2H2O,CO2AlO2 2H2O=Al(OH)3 HCO3,H2O+AlO-2+H+ Al(OH)3 Al3+3OH-,铝三角”的应用 鉴别(利用滴加顺序不同，现象不同) AlCl3溶液中滴入NaOH溶液现象为：先生成白色沉淀，后沉淀又溶解。 NaOH溶液中滴入AlCl3溶液现象为：开始无明显现象，后产生白色沉淀，不溶解。 分离提纯 利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的混合物。 利用Al2O3能与强碱反应，分离Al2O3与其他金属氧化物。 利用Al(OH)3的两性，分离Al3与其他

12、金属离子。,2、Al3、Al(OH)3、AlO2- 三者之间 有关图象 及相关计算,（一）向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量,1、实验现象 2、反应离子方程式,A,AlCl3溶液中先出现白色沉淀， 继续滴加NaOH溶液沉淀溶解。,Al3+3OH-=Al(OH)3 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,3、图像,（二）向 NaOH溶液中滴加AlCl3溶液至过量,3、图像,A,B,1、实验现象： 2、反应离子方程式, NaOH溶液中出现白色沉淀后迅速溶解， 继续滴加AlCl3溶液沉淀突然增多后保持不变。,Al3+4OH-= AlO2-+2H2O Al3+ 3AlO2-+6H2O =4

13、Al(OH)3,（三）向NaAlO2溶液中滴加HCl溶液至过量,A,1、实验现象： 2、反应离子方程式, AlO2-溶液中先出现白色沉淀， 继续滴加HCl溶液沉淀溶解。,AlO2-+H+H2O =Al(OH)3 Al(OH)3+3H+= Al3+ +3H2O,3、图像,(四)向HCl溶液中滴加NaAlO2溶液至过量,3、图像,A,B,1、实验现象： 2、反应离子方程式, HCl溶液中出现白色沉淀后迅速溶解， 继续滴加AlO2-溶液产生沉淀至不变。,AlO2-+4H+ =Al3+ +2H2O Al3+3AlO2-+6H2O =4Al(OH)3,n(Al(OH)3),V(氨水),n(NaOH),n

14、(沉淀),向AlCl3溶液中逐滴加入氨水到过量； 向盐酸、MgCl2、AlCl3的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液到过量。 分别画出生成沉淀的量与加入溶液的体积关系图。,拓展,下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法即可鉴别的是 。 A 硫酸铝和氢氧化钠 B 硫酸铝和氨水 C 偏铝酸钠和盐酸 D 碳酸钠和盐酸 E 硫酸铜和氢氧化钠,ACD,例1,向30 mL 1mol/L的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4 mol/L的NaOH溶液，若产生0.78g白色沉淀，则加入的溶液的体积可能为（ ） A. 3mL B. 7.5mL C. 15mL D. 27.5mL,例2,BD,a c b,2,2、铝盐与强碱溶液作用生成Al(OH)3沉淀的量的关系 主要反应关系有： Al33OH=Al(OH)3 ,(1)定量分析 可溶性铝盐与强碱(如NaOH溶液)反应，Al元素的存在形式三种。,首先求出恰好反应比例；然后是画数轴分区间（两点三区间）；先分析点再分析区间。如果是计算题，先要根据条件进行判断，选择反应计算，如果