《高中化学2.1铝及其化合物的性质同步课件苏教选修6》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学2.1铝及其化合物的性质同步课件苏教选修6（65页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、课题1铝及其化合物的性及其化合物的性质学学习目目标1.通通过实验的的方方法法进一一步步认识铝、氧氧化化铝、氢氧化氧化铝、可溶性、可溶性铝盐的重要化学性的重要化学性质。2.学学会会铝燃燃烧实验的的方方法法；能能用用实验的的方方法法证明明铝表面氧化膜的保表面氧化膜的保护作用。作用。3.通通过探究探究铝及其化合物的性及其化合物的性质，掌握研究物，掌握研究物质性性质的基本方法和程序，学会有目的地的基本方法和程序，学会有目的地观察察和分析和分析实验现象。象。课前自主学案课前自主学案自主学自主学习一、一、实验原理原理1铝元素的原子元素的原子结构特征构特征铝位位于于元元素素周周期期表表中中第第_周周期期_族
2、族，其其原原子子结构构示示意意图为_。铝原原子子最最外外电子子层上上的的3个个电子在化学反子在化学反应中容易失去。中容易失去。2铝的化学性的化学性质铝是活是活泼性性较强强的金属，表的金属，表现出出较强强的的_。在一定条件下，金属在一定条件下，金属铝能与非金属能与非金属单质、酸、碱、酸、碱、不活不活泼金属的可溶性金属的可溶性盐等等发生反生反应。3A还原性原性铝在在空空气气中中或或在在冷冷的的浓硫硫酸酸、浓硝硝酸酸中中都都能能生生成成一一层结构构致致密密的的_薄薄膜膜。这一一层薄薄膜膜能能使使金金属属铝与与其其周周围的的介介质(空空气气、水水等等)隔隔绝，起起到到保保护金金属属铝的的作作用用。但但
3、是是，当当有有_存存在在时，铝表表面面的的氧氧化化膜膜易易被被破破坏坏，因因此此铝制制容容器不能用来腌制咸菜。器不能用来腌制咸菜。氧化物氧化物氯离子离子思考感悟思考感悟1为什么可以用什么可以用铝质槽槽车装运装运浓硝酸？硝酸？【提示提示】因因为常温下常温下铝遇遇浓HNO3发生生“钝化化”，铝表面形成致密的氧化物薄膜，阻止了表面形成致密的氧化物薄膜，阻止了内部内部铝与与浓HNO3的的进一步反一步反应。3氧化氧化铝和和氢氧化氧化铝的两性的两性氧化氧化铝和和氢氧化氧化铝都是都是_化合物，它化合物，它们既能既能与与强强酸溶液反酸溶液反应，又能与，又能与强强碱溶液反碱溶液反应。氧化。氧化铝和和氢氧化氧化铝
4、分分别与与强强酸反酸反应的离子方程式是：的离子方程式是：_；氧化；氧化铝和和氢氧化氧化铝分分别与与强强碱反碱反应的离子方程式是：的离子方程式是：_。两性两性Al33H2O Al(OH)33H配合物配合物复复盐发出出耀耀眼眼的的白白光光，有有少少量量白白烟烟思考感悟思考感悟2铝条条与与O2反反应时，集集气气瓶瓶内内为什什么么要要事事先盛有少量水或先盛有少量水或铺少量少量细沙？沙？【提示提示】铝与与O2反反应放出大量的放出大量的热而使而使铝条熔化，盛少量水或条熔化，盛少量水或铺少量少量细沙的目的是防沙的目的是防止止溅落的熔融物炸裂瓶底。落的熔融物炸裂瓶底。2铝表面氧化膜的表面氧化膜的实验探究探究(
5、1)取取三三小小块铝片片，将将其其中中两两块铝片片分分别用用砂砂纸擦去表面的氧化膜。擦去表面的氧化膜。(2)将将一一块擦擦去去氧氧化化膜膜的的铝片片放放入入20 mL 0.5 molL 1的的CuSO4溶溶液液中中，观察察到到的的现象象是是_。 化化学学反反应的的离离子子方方程程式式：_。(3)将一将一块未擦去氧化膜的未擦去氧化膜的铝片放入片放入20 mL 0.5 molL1的的CuSO4溶液中，溶液中，观察到的察到的现象是象是_。铝片表面析出一片表面析出一层海海绵状的暗状的暗红色物色物质2Al3Cu2=3Cu2Al3无明无明显现象象(4)取取步步骤(3)中中的的铝片片，用用水水冲冲洗洗后后，
6、放放入入盛盛有有3 mL 6.0 molL1的的NaOH溶溶液液的的试管管中中，观察察到到的的现象象是是_。12 min后后取取出出铝片片，洗洗净，再再放放入入盛盛有有20 mL 0.5 molL 1 CuSO4溶溶液液的的试管管中中，观察察到到的的现象象是是_。(5)将另一将另一块擦去氧化膜的擦去氧化膜的铝片放入盛有片放入盛有3 mL浓硝硝酸的酸的试管中，管中，观察到的察到的现象是象是_。1 min后取出后取出铝片，用水洗片，用水洗净，再放入盛有，再放入盛有20 mL 0.5 molL1CuSO4溶液的溶液的试管中，管中，观察到的察到的现象象是是_。铝片表面片表面产生大量无色气泡生大量无色气
7、泡铝片表面很快出片表面很快出现一一层海海绵状的暗状的暗红色物色物质无明无明显现象象无明无明显现象象思考感悟思考感悟3家家中中的的铝锅能能否否用用金金属属材材料料制制成成的的清清洁球球摩擦清洗？摩擦清洗？为什么？什么？【提示提示】不能。因不能。因为铝锅的表面有一的表面有一层致密致密的氧化膜，能保的氧化膜，能保护铝锅不被腐不被腐蚀。若用清。若用清洁球球摩擦清洗，容易破坏氧化物薄膜，使内摩擦清洗，容易破坏氧化物薄膜，使内层金属金属被腐被腐蚀。先有白色沉淀生成，后沉淀溶解生成无色溶液先有白色沉淀生成，后沉淀溶解生成无色溶液4培养明培养明矾晶体晶体(1)向向250 mL烧杯杯中中加加入入120 mL比比
8、室室温温高高1020 的的水水，分分批批加加入入明明矾晶晶体体，用用玻玻璃璃棒棒搅拌拌，至至晶晶体体不不再再溶溶解解为止止。待待溶溶液液自自然然冷冷却却到到比比室室温温高高35 ，将将溶溶液液倒倒入入另另一一只只烧杯杯中中，用用硬硬纸板盖好，静置板盖好，静置过夜。夜。(2)从从烧杯中杯中选取取2粒形状粒形状规则的小晶体作的小晶体作为晶晶核，将所核，将所选的晶核用的晶核用细线轻轻系好。系好。(3)把把步步骤(1)中中配配制制的的明明矾溶溶液液倒倒入入另另一一只只烧杯杯中中，注注意意不不要要将将已已结晶晶出出来来的的明明矾倒倒出出，再再向向溶溶液液中中加加入入适适量量明明矾，加加热使使其其成成为比
9、比室室温温高高1020 的的饱和和溶溶液液。待待溶溶液液开开始始自自然然冷冷却却时，将将小小晶晶体体悬挂挂在在烧杯杯的的中中央央，用用硬硬纸板板盖盖好好烧杯，静置杯，静置过夜。夜。(4)每天把用每天把用细线系着的明系着的明矾晶体取出，重复步晶体取出，重复步骤(3)的操作，直到晶体的操作，直到晶体长到一定的大小。到一定的大小。自主体自主体验1(2011年年镇江江高高二二检测)实验室室需需要要使使AlCl3溶溶液液中中的的Al3全全部部沉沉淀淀出出来来，适适宜宜用用的的试剂是是()ANaOH溶液溶液 BBa(OH)2溶液溶液C硫酸硫酸 D氨水氨水解析：解析：选D。使。使铝盐全部沉淀的方法是使沉淀全
10、部沉淀的方法是使沉淀剂适当适当过量，因量，因为氢氧化氧化铝既能溶于既能溶于强强酸，又酸，又能溶于能溶于强强碱，所以不能用碱，所以不能用强强酸或酸或强强碱来制碱来制备，只能用只能用铝盐与与过量氨水来制量氨水来制备。2除去除去MgO中的中的Al2O3可可选用的用的试剂是是()ANaOH溶液溶液 B硝酸硝酸C浓硫酸硫酸 D稀稀盐酸酸解析：解析：选A。考。考查MgO和和Al2O3的性的性质差异。因差异。因Al2O3为两性氧化物，可与两性氧化物，可与强强碱反碱反应，而氧化，而氧化镁不与不与强强碱反碱反应，因此加入，因此加入过量量NaOH溶液即可溶液即可除去除去MgO中的中的Al2O3。也可依其余三。也可
11、依其余三项均与均与MgO反反应而直接排除。而直接排除。3向向下下列列各各物物质的的水水溶溶液液中中滴滴加加稀稀硫硫酸酸和和MgCl2溶液溶液时，均有白色沉淀，均有白色沉淀产生的是生的是()ABaCl2 BBa(OH)2CNa2CO3 DKOH解析：解析：选B。A项中中BaCl2只与稀硫酸只与稀硫酸产生白色生白色沉淀；沉淀；C项中中Na2CO3与稀硫酸只生成气体，与稀硫酸只生成气体，不不产生沉淀；生沉淀；D项中中KOH与稀硫酸反与稀硫酸反应不生不生成沉淀。成沉淀。课堂互动讲练课堂互动讲练要点一要点一铝单质的性的性质例例例例1 1实 验 中中 发 生生 反反 应 的的 化化 学学 方方 程程 式式
12、 是是_。实验步步骤：(1)称称取取5.4 g铝镁合合金金粉粉末末样品品，投投入入V mL 2.0 molL1 NaOH溶溶液液中中，充充分分反反应。NaOH溶液的体溶液的体积V_。(2)过滤、洗、洗涤、干燥、称量固体。、干燥、称量固体。该步步骤中若中若未洗未洗涤固体，固体，测得得镁的的质量分数将量分数将_(填填“偏高偏高”或或“偏低偏低”)。实验装置如装置如图，问题讨论：(1)某某同同学学提提出出该实验装装置置不不够完完善善，应在在A、B之之间添添加加一一个个干干燥燥、除除酸酸雾的的装装置置。你你的的意意见是是：_(填填“需要需要”或或“不需要不需要”)。(2)为使使测定定结果果尽尽可可能能
13、精精确确，实验中中应注注意意的的问题是是(写出两点写出两点)：_。_。探探究究三三实验方方案案：称称量量5.4 g铝镁合合金金粉粉末末，放放在在如如图所所示示装装置置的的惰惰性性电热板板上上，通通电使其充分灼使其充分灼烧。问题讨论：(1)欲欲计算算Mg的的质量量分分数数，该实验中中还需需测定定的的数据是数据是_。(2)若若用用空空气气代代替替O2进行行实验，对测定定结果果是是否否有影响？有影响？_(填填“是是”或或“否否”)。【思路点思路点拨】解答本解答本题要注意以下两点：要注意以下两点：(1)镁只只具具有有较强强的的金金属属性性而而铝及及其其部部分分化化合合物物具有两性。具有两性。(2)量气
14、管的正确使用。量气管的正确使用。探究二探究二(1)因因挥发出出的的HCl可可溶溶于于水水，而而在在量量气气管管左左端端H2与与量量气气管管中中的的水水会会接接触触，故故不不需需要要添添加加干干燥燥、除酸除酸雾装置。装置。(2)涉涉及及到到气气体体的的实验装装置置气气密密性性应良良好好；量量气气管管读数数时应在在室室温温下下并并且且量量气气管管两两端端液液面面应相相平平使使被被测气气体体压强强等等于于外外界界大大气气压，而而且且视线应与凹液面相切。与凹液面相切。【 答答 案案 】 探探 究究 一一 2Al 2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2(1)97(2)偏高偏高探究二探究二(1)不
15、需要不需要(2)调整整量量气气管管C的的高高度度，使使C中中液液面面与与B中中液液面面相相平平恢恢复复到到室室温温后后再再读数数读数数时保保证视线与与凹凹液液面面的的最最低低点点相相平平；检查装装置置的的气气密密性性；合合金完全溶解金完全溶解(或加入足量或加入足量盐酸酸)等合理答案等合理答案探究三探究三(1)灼灼烧后固体的后固体的质量量(2)是是互动探究互动探究请请参参照照探探究究一一、探探究究二二另另设设计计一一实实验验方方案案，测测定该合金中的镁的质量分数。定该合金中的镁的质量分数。【提提示示】利利用用Al(OH)3可可溶溶于于强强碱碱，Mg(OH)2不不溶溶于于强强碱碱的的性性质质可可设
16、设计计实实验验，称称量量溶溶液液中中未未与碱反应产生的沉淀的质量求出镁的质量分数。与碱反应产生的沉淀的质量求出镁的质量分数。变式式训练1某某铝合合金金中中含含有有元元素素镁、铜、硅硅，为了了测定定该合合金金中中铝的的含含量量，设计了了如如下下实验，请回答有关回答有关问题：(1)称称取取样品品a g，称称量量时应该使使用用的的主主要要仪器器的名称是的名称是_。(2)将将样品溶解于足量的稀品溶解于足量的稀盐酸中，酸中，过滤。滤液液中主要含有中主要含有_，滤渣中含有渣中含有_，溶解、，溶解、过滤用到的玻璃用到的玻璃仪器是器是_。(3)滤液液中中加加过量量氢氧氧化化钠溶溶液液，过滤并并洗洗涤滤渣渣。有
17、关的离子方程式是有关的离子方程式是_。(4)步步骤(3)的的滤液液中中通通入入足足量量二二氧氧化化碳碳气气体体，过滤并并 洗洗 涤 滤 渣渣 。 有有 关关 的的 离离 子子 方方 程程 式式 是是_。(5)步步骤(4)过滤后后的的滤渣渣用用蒸蒸馏水水洗洗涤数数次次，烘烘干干并并灼灼烧至至恒恒重重，冷冷却却后后称称量量，其其质量量为b g，有有关关的化学方程式是的化学方程式是_，原原样品中品中铝的的质量分数是量分数是_。(6)若步若步骤(3)中加入中加入氢氧化氧化钠的量不足，的量不足，则实验结果偏果偏_(填填“高高”、“低低”或或“不影响不影响”，下同下同)；若步；若步骤(5)中中滤渣没有洗渣
18、没有洗涤，则实验结果果偏偏_；若；若滤渣灼渣灼烧不充分，不充分，则实验结果偏果偏_。要点二要点二铝的重要化合物的重要化合物 (2011年年厦厦门高高二二检测)已已知知铜氨氨溶溶液液中中存存在在如如下下平平衡衡：Cu(NH3)42 Cu24NH3。某某混混合合液液含含有有Ag、Fe3和和Al3，可可用下列流程用下列流程图加以分离和加以分离和鉴定：定：例例例例2 2(1)写写出出滤液液A中中主主要要的的阳阳离离子子的的化化学学式式：_。(2)解解 释 步步 骤 中中 生生 成成 沉沉 淀淀 B的的 原原 因因 ：_。(3)写写出出步步骤中中发生生反反应的的离离子子方方程程式式：_。(4)溶溶 液液
19、 G中中 的的 金金 属属 阳阳 离离 子子 的的 鉴 定定 方方 法法 ：_。【易易误警警示示】本本题涉涉及及离离子子反反应、离离子子鉴别、平平衡衡移移动等等诸多多问题，考考查知知识面面较广广，但但问题设置置有有梯梯度度，第第(1)(3)(4)问都都比比较基基础，第第(2)问则有有一一定定难度度。首首先先，银离离子子在在过量量氨氨水水中中能能形形成成银氨氨络离离子子是是我我们熟熟悉悉的的知知识，在在解解决决第第(2)问时，易易仅从从银离离子子与与氯离离子子反反应生生成成氯化化银沉沉淀淀来来考考虑，而而忽忽视了了问题的的本本质是平衡的移是平衡的移动。变式式训练2A是是一一种种无无色色透透明明的
20、的晶晶体体，进行行如如下下实验：取取少少量量A晶晶体体做做焰焰色色反反应实验，透透过蓝色色钴玻璃玻璃观察，火焰呈紫色。察，火焰呈紫色。取取少少量量A晶晶体体溶溶于于水水可可以以得得到到无无色色的的液液体体，该溶液使石蕊溶液使石蕊变红。取取少少量量A晶晶体体的的溶溶液液加加过量量氨氨水水，有有白白色色沉沉淀淀B生成。生成。过滤除除去去中中的的B后后，在在滤液液中中滴滴加加氯化化钡溶液，有白色沉淀溶液，有白色沉淀C生成，生成，C不溶于稀不溶于稀盐酸。酸。取少量取少量B滴加滴加氢氧化氧化钠溶液，得无色溶液溶液，得无色溶液D。取少量取少量B滴加滴加盐酸，得无色溶液酸，得无色溶液E。将将47.4 g A
21、晶体在晶体在120 下加下加热脱水，剩余物的脱水，剩余物的质量量为25.8 g。根根据据上上述述实验现象象和和结果果确确定定A、B、C、D、E，写出它写出它们的化学式。的化学式。A：_，B：_，C：_，D：_，E：_。答案：答案：KAl(SO4)212H2OAl(OH)3BaSO4NaAl(OH)4AlCl3探究整合应用探究整合应用铝热反反应2Al(s)Fe2O3(s)=Al2O3(s)2Fe(s)H852 kJ/mol1铝热反反应实验中中氯酸酸钾和和镁条的作用条的作用铝热反反应实验中，中，氯酸酸钾和和镁条是引燃条是引燃剂。铝粉粉和氧化和氧化铁的反的反应需达到一定的温度才能需达到一定的温度才能
22、发生，所生，所以点燃以点燃镁条，条，氯酸酸钾受受热分解分解产生氧气，使生氧气，使镁条条更易燃更易燃烧，产生高温，引生高温，引发铝和氧化和氧化铁的反的反应。2铝热反反应在生在生产生活中的生活中的应用用(1)铝热反反应发生生时释放放出出大大量量的的热，可可使使被被置置换出出来来的的金金属属熔熔融融成成液液体体，故故可可用用于于野野外外焊接接铁轨。(2)可用于冶可用于冶炼某些某些难熔金属如熔金属如铬、锰、钒等。等。 教教材材中中曾曾对“铝热反反应”的的现象象有有这样的的描描述述：“反反应放放出出大大量量的的热，并并发出出耀耀眼眼的的光光芒芒。”“”“纸漏漏斗斗的的下下部部被被烧穿穿，有有熔熔融融物物
23、落落入入沙沙中中。”又又已已知知，Al、Fe2O3、Al2O3、Fe的熔点、沸点数据如下：的熔点、沸点数据如下：例例例例物物质AlFe2O3Al2O3Fe熔点熔点()660146220541535沸点沸点()246729802750(1)某某同同学学推推测，铝热反反应所所得得到到的的熔熔融融物物应是是铁铝合合金金。你你认为他他的的推推测_。(填填“合合理理”或或“不合理不合理”)(2)设计一个一个简单的的实验方案方案证明上述所得的明上述所得的块状状熔融物中含有金属熔融物中含有金属铝。填写下列表格：。填写下列表格：所用所用试剂实验操作及操作及现象象有关反有关反应的化学方程式的化学方程式(3)实验
24、室室欲欲溶溶解解此此熔熔融融物物，下下列列试剂中中最最好好的的是是_(填序号填序号)。A浓硫酸硫酸 B稀硫酸稀硫酸C稀硝酸稀硝酸 DNaOH溶液溶液不不选其他三个其他三个选项的理由依次是：的理由依次是：_。(4)研研究究表表明明，熔熔融融物物的的成成分分与与铝热剂中中的的金金属属铝和氧化和氧化铁的用量有关。的用量有关。编号号熔融物成熔融物成分分(用化学用化学式表示式表示)Fe和和Al2O3Al、Fe和和Al2O3加足量加足量盐酸后酸后发生生的氧化的氧化还原反原反应(用用离子方程离子方程式表示式表示)1.Fe2H=Fe2H22_3_1.Fe2H=Fe2H22_3_1.Fe2H=Fe2H222Al
25、3Fe2=2Al33Fe3_1._2_3_在表格中填写相在表格中填写相应内容内容(可不填可不填满，也可，也可补充充)该小小组取取固固体体熔熔融融物物10.26 g，研研碎碎后后置置于于足足量量NaOH溶溶液液中中充充分分反反应，在在反反应过程程中中未未见气气体体产生生，过滤、洗洗净后后，剩剩余余固固体体称称重重为7.20 g。将将剩剩余余固固体体加加入入到到足足量量的的盐酸酸中中充充分分反反应，收收集集到到标准准状状况况下下的的气气体体2016 mL，向向反反应后后的的溶溶液液中中滴滴加加KSCN溶液，未溶液，未见红色。色。请 通通 过 计 算算 判判 断断 ： 该 熔熔 融融 物物 的的 成
26、成 分分 是是_，对应上述各成分的物上述各成分的物质的量之比是的量之比是_。【思路点思路点拨】解答本解答本题要注意以下三点：要注意以下三点：(1)根根据据反反应物物的的量量的的多多少少和和各各物物质的的熔熔点点分分析析产物的成分。物的成分。(2)根据各物根据各物质的性的性质确定确定检验产物的方法。物的方法。(3)定量分析定量分析时要找全化学反要找全化学反应。【解解析析】(1)铝热反反应发生生时放放出出大大量量的的热，铁在在1535 时熔熔化化，而而铝的的熔熔点点是是660 ，故故铁熔熔化化时，铝也熔化，因此，生成物中也熔化，因此，生成物中应有熔融的有熔融的铝。(2)铝能与能与强强碱碱(NaOH
27、)溶液反溶液反应产生生H2，而，而铁与与强强碱碱(NaOH)溶液不反溶液不反应，故可用，故可用强强碱碱(NaOH)溶溶液来判断熔融物中是否含有液来判断熔融物中是否含有铝。(3)稀稀硫硫酸酸能能完完全全溶溶解解此此熔熔融融物物，并并且且不不造造成成环境境污染染；浓硫硫酸酸会会使使铁、铝钝化化；稀稀硝硝酸酸溶溶解解金金属属时，会会产生生氮氮氧氧化化合合物物而而污染染环境境；NaOH溶溶液液不能溶解不能溶解铁。(4)铝热反反应肯肯定定有有Al2O3和和Fe生生成成，根根据据金金属属铝和和氧氧化化铁的的用用量量不不同同，还可可能能Al过量量或或Fe2O3过量。量。结合合题干干信信息息，n(H2)0.0
28、9 mol，若若原原固固体体中中不不存存在在Fe2O3，则原原固固体体在在加加NaOH溶溶液液后后剩剩余余物物质中中仅有有单质铁，其其质量量应为m(Fe)56 gmol10.09 mol5.04 g，与与题意意7.20 g不不符符，故故原原固固体体应为Al2O3、Fe和和Fe2O3的的混混合合物物，溶溶于于盐酸后，酸后，Fe3全部被全部被还原。原。m(Al2O3)10.26 g7.20 g3.06 gn(Al2O3)0.03 mol720 g固体加固体加盐酸后酸后发生的反生的反应为Fe2O36HCl=2FeCl33H2On(Fe2O3) 2n(Fe2O3)Fe 2HCl=FeCl2H20.09 mol0.09 molFe 2FeCl3=3FeCl2n(Fe)2n(Fe2O3)【答案答案】(1)合理合理(2)试剂：NaOH溶液溶液操操作作及及现象象：取取适适量量块状状熔熔融融物物置置于于试管管中中，加加入足量入足量NaOH溶液，有气泡溶液，有气泡产生生化化学学方方程程式式：2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2(3)B浓硫硫酸酸会会使使铁、铝钝化化；稀稀硝硝酸酸溶溶解解金金属属时，会会产生生氮氮氧氧化化合合物物而而污染染环境境；NaOH溶溶液液不不能能溶溶解解铁(4).Fe2O3、Fe和和Al2O3Fe2Fe3=3Fe2Al2O3、Fe和和Fe2O33101
