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1、第三章第三章 金属及其化合物金属及其化合物 铝及其重要化合物铝及其重要化合物考纲要求：考纲要求： 掌握掌握Al的化学性质的化学性质.了解铝的重要化合物了解铝的重要化合物高考命题趋势高考命题趋势: 由于由于Al2O3 、 Al(OH)3呈两性，使得铝及其化合呈两性，使得铝及其化合物在高考试题中重现率极高。常以选择、推断、物在高考试题中重现率极高。常以选择、推断、计算、试验等形式出现，涉及的知识常有：计算、试验等形式出现，涉及的知识常有： 1. Al3+ 、AlO2-与其它离子的共存与其它离子的共存 2. Al、 Al2O3 、 Al(OH)3的性质的性质 3. Mg2+、Al3+的分离与鉴别的分
2、离与鉴别 4.铝及其化合物的相互转化与推断等铝及其化合物的相互转化与推断等一一、铝的性质、铝的性质1 1、铝的物理性质、铝的物理性质2 2、铝的化学性质、铝的化学性质Mg和和Al的化学性质比较的化学性质比较MgAl与与非非金金属属反反应应O2 N2SCl2空气中形成氧化物薄膜，空气中形成氧化物薄膜，具有抗腐蚀的性能具有抗腐蚀的性能点燃点燃Mg+ O2 2MgO点燃点燃4Al+ 3O2 2Al2O3点燃点燃3Mg+ N2 Mg3N2加热加热Mg+ S MgS加热加热2Al+ 3S Al2S3点燃点燃Mg+Cl2 MgCl2点燃点燃2Al+ 3Cl2 2AlCl3常温下：常温下：与与酸酸反反应应氧
3、化氧化性酸性酸H+与碱反应与碱反应与盐反应与盐反应Mg+2H2O Mg(OH)2+H2除氧化膜后可与水微弱反应除氧化膜后可与水微弱反应与与氧氧化化物物反反应应H2OCO2Fe2O3点燃2Mg+ CO2 2MgO+C高温2Al+ Fe2O3 2Fe+ Al2O3反应，无氢气生成反应，无氢气生成在冷浓硝酸、浓硫酸中在冷浓硝酸、浓硫酸中“钝化钝化”，加热时反应，无加热时反应，无氢气生成氢气生成Mg+2H+=Mg2+H22Al+6H+=2Al3+3H22Al+2H2O+2OH = 2AlO2+3H2Mg+Cu2+ = Mg2+Cu2Al+3Cu2+ = 2Al3+3Cu铝热反应铝热反应用途、引发用途、
4、引发二、铝的重要化合物二、铝的重要化合物 三、明矾三、明矾铝及其化合物相互转化铝及其化合物相互转化知知 识识 网网 络络AlAl2O3O2OH_加加热热H+OH_H+H+OH_OH_H+AlO2 Al(OH)3 Al3+ KAl(SO4)2H2OAl、Al3+、Al(OH)3、AlO2-之间的互变规律及应用之间的互变规律及应用过量过量H+ (4H+)Al3+Al(OH)3AlO2-AlH+OH-H+OH-CO2、H2O，(H+) 适量适量过量过量OH- (4OH-)NH3H2O、(OH-) 适量适量反应中因物质的量反应中因物质的量不同对生成物影响不同对生成物影响的反应的反应反应物加入顺序不反应
5、物加入顺序不同，产生现象产物同，产生现象产物不同的反应不同的反应 操作操作 离子方程式离子方程式 图像图像往往AlCl3溶液溶液中加入中加入NaOH溶液至过量溶液至过量Al3+ + 3OH- = Al(OH)3Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O沉淀量沉淀量V(HCl)0往往NaAlO2溶溶液中加入液中加入 稀稀盐酸至过量盐酸至过量AlO2- + H+ + H2O =Al(OH)3Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O沉淀量沉淀量V(AlCl3)0Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2OAl3+ + 3AlO2- + 6H2O= 4Al(OH)3
6、往往NaOH溶液溶液中加入中加入 AlCl3溶液至过量溶液至过量沉淀量沉淀量V(NaAlO2)0往稀盐酸溶往稀盐酸溶液中加入液中加入 NaAlO2至过至过量量AlO2- + 4H+ = Al3+ + H2O Al3+ + 3AlO2- + 6H2O= 4Al(OH)3沉淀量沉淀量V(NaOH)0【讨讨论论】怎怎样样将将氯氯化化铝铝和和氯氯化化铁铁的的混混合合溶溶液液分分离离成成氯氯化化铝铝和和氯氯化化铁铁两两种种溶溶液液? ?写写出出简简要要实实验验操操作步骤和有关离子方程式。作步骤和有关离子方程式。(1)(1)向向混混合合溶溶液液中中加加入入过过量量的的NaOHNaOH溶溶液液, ,洗洗涤涤
7、过过滤滤。将滤渣洗涤后将滤渣洗涤后, ,溶于盐酸得溶于盐酸得FeClFeCl3 3溶液。溶液。 AlAl3+3+4OH+4OH- -=AlO=AlO2 2+2H+2H2 2O O FeFe3+3+3OH+3OH=Fe(OH)=Fe(OH)3 3 Fe(OH)Fe(OH)3 3+3H+3H+ +=Fe=Fe3+3+3H+3H2 2O O(2)(2)在在滤滤液液中中滴滴加加盐盐酸酸至至滤滤液液不不再再产产生生沉沉淀淀为为止止AlOAlO2 2+H+H+ +H+H2 2O=Al(OH)O=Al(OH)3 3(3)(3)再再过过滤滤, ,将将沉沉淀淀经经洗洗涤涤后后, ,用用盐盐酸酸溶溶解解, ,得得
8、AlClAlCl3 3溶液。溶液。Al(OH)Al(OH)3 3+3H+3H+ +=Al=Al3+3+3H+3H2 2O O 例题：铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液例题：铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的积相等时，反应中消耗的HCl和和NaOH物质的物质的量之比为量之比为 ( ) A1:1 B2:1 C3:1 D1:3C【训练训练】A1 000 mLC100 mLB500 mLD1 500 mL解析：解析：沉淀最多时，沉淀最多时，Mg2、Al3 全部沉淀，此时全部沉淀，此时HCl 和和NaO
9、H 的物质的量相等。的物质的量相等。答案：答案：A1有有Mg、Al粉粉末末10.2 g，将将它它溶溶于于500 mL 4 molL1的的盐盐酸酸中中，要要使使得得到到的的沉沉淀淀最最多多，则则加入加入2 molL1的的NaOH溶液的体积为溶液的体积为()。2、某种铝粉与过氧化钠的混合物与足量水反、某种铝粉与过氧化钠的混合物与足量水反应得到无色溶液，反应中生成应得到无色溶液，反应中生成1.75克气体，所克气体，所得溶液中加入得溶液中加入3.5mol/L盐酸盐酸100mL完全反应，完全反应，且使生成的沉淀恰好完全溶解，则原混合物中且使生成的沉淀恰好完全溶解，则原混合物中铝与过氧化钠的物质的量之比为
10、（铝与过氧化钠的物质的量之比为（ ）A. 1:2 B. 2:1 C. 3:2 D. 2:3A3、下列物质中下列物质中:Al2O3，Mg(OH)2，Al(OH)3,NH4Cl,NaHCO3，AlCl3，既，既能跟硫酸反应又能跟能跟硫酸反应又能跟NaOH溶液反应的是溶液反应的是( )AB只有只有C只有只有D4、将等物质的量的镁和铝相混合，平均分成将等物质的量的镁和铝相混合，平均分成4份，分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，份，分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是放出氢气最多的是 ( )A. 3mol L-1HCl B. 4 mol L-1HNO3 C. 8mol L-1NaOH
11、 D. 18mol L-1H2SO4DA练练习习：下下列列各各组组试试剂剂，只只用用试试管管和和胶胶头头滴滴管管，不用任何试剂就可以鉴别的是（不用任何试剂就可以鉴别的是（ ） A.KOH和和Al2(SO4)3 B.稀稀HCl和和Na2CO3 C.CaCl2和和Na2CO3 D.Ba(OH)2和和NaHSO4不不用用任任何何试试剂剂，只只需需通通过过不不同同的的滴滴加加顺顺序序就就能能鉴别的两种一组的无色溶液还有：鉴别的两种一组的无色溶液还有： 硫酸（或盐酸）和硫酸（或盐酸）和NaAlO2 、 AlCl3与与NaOH 、 Na2CO3 与与 HCl 、 AgNO3和和NH3 H2O 等。等。AB
12、不用其它试剂，仅用试管无法鉴别组内两种溶不用其它试剂，仅用试管无法鉴别组内两种溶液的是液的是( )AAlCl3和和NaOH BNaAlO2和和HNO3CAgNO3和和NaCl DAgNO3和和NH3H2OC4.AlCl3和和MgCl2的混合溶液中的混合溶液中,逐滴加入逐滴加入NaOH溶液溶液,则消耗则消耗NaOH溶液的体积溶液的体积(x轴轴)和生成沉和生成沉淀的质量淀的质量(y轴轴)之间的函数关系可用如图来表之间的函数关系可用如图来表示示,则下列关系图正确的是则下列关系图正确的是( )答案答案:B金属与酸反应失去电子的物质的量等于产生金属与酸反应失去电子的物质的量等于产生氢原子的物质的量氢原子
13、的物质的量 重点探究重点探究金属与酸或碱反应生成金属与酸或碱反应生成H2的量的关系的量的关系1.金属与酸反应的计算金属与酸反应的计算(1)实质实质:相同物质的量的金属与足量酸反应产生相同物质的量的金属与足量酸反应产生H2的的物质的量之比等于反应后对应金属呈现的化合物质的量之比等于反应后对应金属呈现的化合价之比价之比 (2)规律规律守恒法守恒法守恒法是化学计算中常用的方法守恒法是化学计算中常用的方法,包括原子守恒包括原子守恒 电荷守恒电荷守恒 电子守恒等电子守恒等 平均值法平均值法平均值法是混合物组分含量求解的常用方法平均值法是混合物组分含量求解的常用方法,可可设平均摩尔质量设平均摩尔质量,要注
14、意结合化合价进行转化要注意结合化合价进行转化 (3)常用方法常用方法2.铝与酸或碱反应生成铝与酸或碱反应生成H2的量的关系的量的关系铝分别与盐酸铝分别与盐酸 氢氧化钠溶液反应的原理氢氧化钠溶液反应的原理:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 (1)等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应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产生氢气的体积比为1 1 (2)足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应钠溶液反应,产生氢气的体积比为产生氢气的体积比为1 3 【例例1】甲甲 乙两烧杯中
15、各盛有乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol/L的盐酸和的盐酸和NaOH溶液溶液,向两烧杯中分别向两烧杯中分别加入等质量的铝粉加入等质量的铝粉,反应结束后测得生成的反应结束后测得生成的气体体积比为甲气体体积比为甲 乙乙=1 2,则加入铝粉的质量则加入铝粉的质量为为( ) A.5.4 g B.3.6 g C.2.7 g D.1.8 gA方法归纳方法归纳:根据铝与强酸溶液反应的关系根据铝与强酸溶液反应的关系:2Al+6H+=2Al3+3H22Al+2OH-+2H2O=2AlO-2+3H2不难发现如下规律不难发现如下规律:(1)等物质的量的铝分别与足量的等物质的量的铝分别与足量的H+和和OH-反应
16、时反应时:生成的生成的H2必然相等必然相等;消耗消耗H+与与OH-的物质的量之比为的物质的量之比为3 1 (2)等物质的量的等物质的量的H+和和OH-分别与足量铝反应时分别与足量铝反应时:消耗铝的物质的量之比为消耗铝的物质的量之比为1 3;生成的生成的H2的物质的量之比为的物质的量之比为1 3 类比迁移类比迁移1.将将5.4 g Al投入投入200.0 mL 2.0 mol/L的某溶液的某溶液中有氢气产生中有氢气产生,充分反应后有金属剩余充分反应后有金属剩余 该溶该溶液可能为液可能为( ) A.HNO3溶液溶液 B.Ba(OH)2溶液溶液 C.H2SO4溶液溶液 D.HCl溶液溶液答案答案:D
