高中化学_第7讲 铝及其化合物课件 新人教版必修1

《高中化学_第7讲 铝及其化合物课件 新人教版必修1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学_第7讲 铝及其化合物课件 新人教版必修1（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第7讲 铝及其化合物,一、铝的性质及应用 1.铝的结构和存在 铝位于元素周期表 第三周期A族 ,原子结构示意图为 。铝元素在地壳中含量丰富,仅次于 硅 。自然界中的 铝全部以 化合态 形式存在。 2.金属铝的物理性质 铝是 银白 色有金属光泽的固体,有良好的 延展性 、 导 电性 和传热性等,密度较小,质地柔软。,教材研读,3.金属铝的化学性质 写出图中有关反应的化学方程式: (1),(2)2Al+3Cl2 2AlCl3 (3) (4)2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2 (5)2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe(铝热反应) 4.铝热反应 (1)原理 铝将金属氧化物中化合态

2、的金属还原为金属单质,如Fe2O3+2Al, 2Fe+Al2O3 等。 (2)实验装置 (3)反应现象及结论 镁条剧烈燃烧,放出大量的热,引发混合物剧烈反应,纸漏斗的下部被烧 穿,有熔融物落入沙中;待熔融物冷却后,除去外层熔渣,可以发现落下的 是铁珠。,(4)应用 a.野外焊接钢轨;b.冶炼高熔点金属。 注意 (1)铝热反应是在高温干态下进行的置换反应,铝只能与排在金 属活动性顺序中铝后的金属的氧化物反应。 (2)铝热反应常出现在推断题中。 (3)铝热反应不能用来冶炼大量的金属铁、铜等(要考虑冶炼成本)。,自测1 判断正误,正确的划“”,错误的划“”。 (1)铝在自然界中有游离态和化合态两种形

3、式 ( ) (2)Al在空气中性质稳定,因而具有很强的抗腐蚀性 ( ) (3)MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂 ( ) (4)Mg是活泼金属,而Al是两性金属 ( ),自测2 依据Al单质的性质,思考并回答下列问题。 (1)铝的化学性质活泼,为什么日常生活中广泛使用的铝制品通常具有 较强的抗腐蚀性能? 。 (2)Al既能溶于强酸,又能溶于强碱,所以说“Al既有金属性,又有非金属 性”,你认为这种说法是否恰当?为什么? 。 (3)铝与酸、碱反应的实质是什么?氧化剂是什么? 。,答案 (1)铝在常温下迅速被氧气氧化,形成一层致密的氧化膜,保护铝 不再被氧化,因而铝制品通常具有较强的抗腐蚀性能

4、(2)不恰当。金属性是指元素的原子失电子的能力,非金属性是指元素 的原子得电子的能力。铝不论是与酸反应还是与碱反应,都会失去电 子,因而铝具有较强的金属性 (3)铝与酸、碱反应的实质都是: Al3+,2H+ H2,只不过 碱中的H+来源于水的电离。氧化剂分别为酸和水 二、铝的重要化合物 1.氧化铝 (1)化学性质(用离子方程式或化学方程式表示),两性氧化物 (2)用途 熔点很高,是一种较好的 耐火材料 ,还可制作各种宝石。 2.氢氧化铝,3.常见的铝盐,自测3 判断正误,正确的划“”,错误的划“” 。 (1)用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热,熔 化后的液态铝滴落下来,说明

5、金属铝的熔点较低 ( ) (2)AlCl3溶液中加入过量稀氨水:Al3+4NH3H2O Al +4N +2H2O ( ) (3)Al片溶于NaOH溶液中,产生气体:2Al+2OH-+2H2O 2Al +3H2 ( ) (4)向明矾溶液中滴加Ba(OH)2溶液,恰好使S 沉淀完全:2Al3+3S +3 Ba2+6OH- 2Al(OH)3+3BaSO4 ( ) (5)0.10 molL-1的氨水与AlCl3溶液发生反应的离子方程式为Al3+3OH- Al(OH)3 ( ),(6)明矾溶于水产生Al(OH)3胶体:Al3+3H2O Al(OH)3+3H+ ( ) (7)新制的氧化铝可溶于氢氧化钠溶液

6、:Al2O3+2OH- 2Al +H2O ( ),自测4 铝是一种应用广泛的金属,工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混 合熔融电解制得。铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2。从铝土矿中提炼 Al2O3的流程如下: 回答下列问题: (1)写出反应1的化学方程式 。 (2)滤液中加入CaO生成的沉淀是 ,反应2的离子方程式为 。,(3)电解制铝的化学方程式是 ,以 石墨为电极,阳极产生的混合气体的成分是 。,答案 (1)2NaOH+SiO2 Na2SiO3+H2O、2NaOH+Al2O3 2NaAlO2 +H2O (2)CaSiO3 2Al +CO2+3H2O 2Al(OH)3+C (

7、合理即可) (3)2Al2O3(熔融) 4Al+3O2 O2、CO2(CO) 解析 (3)以石墨为电极,阳极发生的反应为2O2-4e- O2,O2可与石墨反应产生CO2和CO气体。,考点突破,考点一 铝与酸、碱的反应及其计算,考点三 与Al(OH)3相关问题的处理(教师用书专用),考点二 “铝三角”转化关系的应用,1.铝与非氧化性酸溶液反应生成H2和铝盐(Al3+),与氧化性酸溶液反应不 生成H2,且在冷浓HNO3、冷浓H2SO4中发生钝化。 2.铝与强碱溶液反应生成H2和偏铝酸盐(Al )。 3.铝与酸或碱溶液反应生成H2的量的计算 铝分别与盐酸、氢氧化钠溶液反应的原理: 2Al+6HCl

8、2AlCl3+3H2, 2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2。 涉及量时主要有以下三种情况: (1)等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生氢气的体积比为 =11。,考点一 铝与酸、碱的反应及其计算,(2)足量的铝分别与等体积等物质的量浓度的盐酸、NaOH溶液反应,产 生氢气的体积比为 =13。 (3)一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,若产生氢气 的体积比为 1,则必定是: 铝与盐酸反应时,铝过量而盐酸不足。 铝与氢氧化钠溶液反应时,铝不足而氢氧化钠过量。,典例1 铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和 Fe2O3等杂质)为原料制备铝

9、的一种工艺流程如下: 注:SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。 (1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为 。 (2)向“过滤”所得滤液中加入NaHCO3溶液,溶液的pH,(填“增大”“不变”或“减小”)。 (3)“电解”是电解熔融Al2O3,电解过程中作阳极的石墨易消耗,原因 是 。 (4)“电解”是电解Na2CO3溶液,原理如图所示。阳极的电极反应式 为 ,阴极产生的物质A的化学式为 。,(5)铝粉在1 000 时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固 体并充分混合,有利于AlN的制备,其主要原因是 。,答案 (1)Al2O3+2OH- 2Al +H2O (2)减小 (3

10、)石墨电极被阳极上产生的O2氧化 (4)4C +2H2O-4e- 4HC +O2 H2 (5)NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜 解析 (1)Al2O3是两性氧化物,能与强碱反应生成Al 和H2O。 (2)“碱溶”时,NaOH溶液应过量,则在“过滤”所得滤液中一定含有 过量的NaOH,当加入NaHCO3溶液时,HC +OH- C +H2O,使c (OH-)减小,故pH减小。 (3)电解熔融Al2O3时,阳极反应式为2O2-4e- O2,O2会与石墨发生化 学反应,从而消耗石墨。,(4)阳极应是H2O电离出的OH-放电,生成O2和H+,在Na2CO3溶液充足的条 件下,H

11、+与C 反应生成HC ,故阳极的电极反应式为:4C +2H2O-4e- 4HC +O2;阴极的电极反应式为4H2O+4e- 2H2+4OH-,所 以物质A为H2。 (5)铝粉表面有Al2O3薄膜,阻碍反应的进行,而添加少量NH4Cl固体,NH4 Cl分解生成的HCl能与Al2O3反应,破坏Al2O3薄膜,有利于Al和N2反应。,1-1 铝是中学化学学习阶段中唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又 能与强碱溶液反应放出H2的金属,就铝的这一特殊性质回答下列问题: (1)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 。 (2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的

12、盐酸、氢氧化 钠溶液中,在相同状况下,产生H2的体积之比是 。 (3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的盐酸、氢氧 化钠溶液中,二者产生的H2相等,则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是 。 (4)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 molL-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,测得生成的气体在相同状况,下的体积比为V(甲)V(乙)=12,则加入铝粉的质量为 。 A.5.4 g B.3.6 g C.2.7 g D.1.8 g,答案 (1)11 (2)13 (3)31 (4)A 解析 (1)根据化学方程式:2Al+6HCl 2AlCl3+3H2、

13、2Al+2NaOH +2H2O 2NaAlO2+3H2得Al与H2的关系式均为2Al3H2,故只要参 加反应的Al的量相等,所得H2的量必相等。 (2)因为在反应中Al过量,产生的H2由HCl和NaOH的量决定。根据关系 式:6HCl3H2、2NaOH3H2可知,当HCl、NaOH物质的量相等时,产生H2 的体积比为13。 (3)因为铝足量且产生H2相等,则n(HCl)n(NaOH)=31,又因为两溶液 体积相等,故物质的量浓度c(HCl)c(NaOH)=n(HCl)n(NaOH)=31。 (4)V(甲)V(乙)=12,说明此时投入的铝粉对盐酸来说是过量的,而对,NaOH来说是不足的。 2Al

14、+6HCl 2AlCl3+3H2 6 mol 3 mol 3 molL-10.1 L 0.15 mol 则Al与NaOH反应生成的H2为0.15 mol2=0.3 mol。 2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2 227 g 3 mol 5.4 g 0.3 mol 即投入的铝粉为5.4 g。,1-2 将等物质的量的镁和铝混合,取等质量该混合物四份,分别加到足 量的下列溶液中,充分反应后,放出氢气最多的是( ) A.3 molL-1 盐酸 B.4 molL-1 HNO3溶液 C.8 molL-1 NaOH溶液 D.18 molL-1 H2SO4溶液,A,答案 A 将镁、铝混合物加入

15、HNO3和浓H2SO4中都不产生H2;加入 NaOH溶液中,只有Al与之反应生成H2,而镁不反应;加入盐酸中,镁、铝 都与盐酸反应生成H2,所以放出H2的量最多的是盐酸。,1.“铝三角”转化关系,考点二 “铝三角”转化关系的应用,途径一:Al3+ Al(OH)3,不宜用强碱。 途径二:Al Al(OH)3,不宜用强酸。 途径三:Al3+3Al +6H2O 4Al(OH)3。 (2)判断离子共存问题 Al3+与OH-、Al 、C 、S2-等不能大量共存;Al 与H+、HC 、Fe3+ 等不能大量共存。 (3)鉴别AlCl3和NaOH溶液(利用滴加顺序不同,现象不同) 向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液的现象为:先产生白色沉淀,后沉淀溶解。 向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液的现象为:开始无明显现象,后产生白 色沉淀。,2.“铝三角”的应用 (1)制取Al(OH)3,(4)分离、提纯 利用Al能溶于强碱溶液,分离Al与其他金属。 利用Al2O3能与强碱溶液反应,分离Al2O3与其他金属氧化物。 利用Al(OH)3能与强碱溶液反应,分离A