第4章第2節(jié)鋁金屬材料第2課時(shí)鋁的重要化合物1.了解氧化鋁、氫氧化鋁的性質(zhì)和用途。2.掌握氫氧化鋁的制備方法。目標(biāo)導(dǎo)航基礎(chǔ)知識(shí)導(dǎo)學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)探究隨堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)欄目索引一、氫氧化鋁[Al(OH)3]——兩性氫氧化物1.物理性質(zhì)(1)色態(tài)：

物質(zhì)。(2)溶解性：

溶于水。2.實(shí)驗(yàn)室制備(1)試劑：常用Al2(SO4)3溶液(或AlCl3溶液)與

反應(yīng)制取氫氧化鋁。(2)現(xiàn)象：生成

沉淀，加過量氨水，沉淀不溶解。(3)化學(xué)方程式：_____________________________________________。

(4)離子方程式：_____________________________________。基礎(chǔ)知識(shí)導(dǎo)學(xué)答案白色膠狀不氨水白色膠狀A(yù)l2(SO4)3＋6NH3·H2O===2Al(OH)3↓＋3(NH4)2SO4相關(guān)視頻答案3.化學(xué)性質(zhì)Al(OH)3+3H+===Al3++3H2OAl(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-2Al(OH)3Al2O3+3H2O兩性氫氧化物：既能與

反應(yīng)，又能與

反應(yīng)的氫氧化物。強(qiáng)酸強(qiáng)堿相關(guān)視頻答案4.用途(1)能凝聚水中的懸浮物并能吸附色素，可用來凈水。(2)利用其

性，可用作胃酸中和劑。弱堿二、氧化鋁(Al2O3)——兩性氧化物答案1.物理性質(zhì)色態(tài)溶解性熔點(diǎn)硬度____色固體____溶____________白難很高很大答案2.化學(xué)性質(zhì)Al2O3是兩性氧化物，與強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液都能反應(yīng)生成鹽和水。兩性氧化物：既能與

反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)的氧化物。強(qiáng)酸答案3.用途(1)冶煉金屬

的原料。(2)良好的

材料。鋁耐火三、硫酸鋁鉀(2)氫氧化鋁答案(1)KAl(SO4)2電離方程式：____________________________。練一練1.有關(guān)鋁及其化合物的說法錯(cuò)誤的是(

)A.用于熔化燒堿的坩堝，可用Al2O3這種材料制成B.鋁能在空氣中穩(wěn)定存在是因?yàn)槠浔砻娓采w著一層氧化鋁薄膜C.氧化鋁是一種難熔物質(zhì)，是一種較好的耐火材料D.氫氧化鋁能中和胃酸，可用于制胃藥A解析Al2O3和NaOH能發(fā)生反應(yīng)，熔化燒堿的坩堝不能用Al2O3材料制成。解析答案2.下列關(guān)于Al2O3的說法正確的是(

)A.Al2O3也可通過分解反應(yīng)制得B.Al2O3加熱分解為鋁和氧氣C.Al2O3非常致密，所以可用鋁制容器盛鹽酸和NaOH溶液等D.在酒精燈上灼燒擦去表面氧化鋁的鋁條，熔化的鋁紛紛滴落下來A答案3.下列各種物質(zhì)既能與強(qiáng)酸反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)的是(

)①Al

②AlCl3

③Na2CO3

④Al2O3

⑤NaHCO3A.①③⑤B.②③④C.①③④D.①④⑤解析答案解析Al與酸反應(yīng)生成鋁鹽和H2，與堿反應(yīng)生成偏鋁酸鹽和H2；Al2O3顯兩性；NaHCO3是一個(gè)二元弱酸的酸式鹽，它與強(qiáng)酸反應(yīng)生成CO2，與強(qiáng)堿反應(yīng)生成正鹽。D4.回答下列問題：(1)Al(OH)3可以治療胃酸過多，利用了Al(OH)3的________性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)室需要使AlCl3溶液中的Al3＋全部沉淀下來，適宜選用的試劑是___(填字母)。a.NaOH溶液

b.Ba(OH)2溶液c.鹽酸 d.氨水(2)實(shí)驗(yàn)室常用Al2(SO4)3與氨水反應(yīng)制備Al(OH)3，用離子方程式表示不選用NaOH溶液的理由：__________________________。(3)向明礬的溶液中逐滴滴入氫氧化鈉溶液的離子方程式為_______________________________________________________。答案弱堿d返回一、鋁的化合物之間的相互轉(zhuǎn)化——“鋁三角”重點(diǎn)難點(diǎn)探究(1)兩性化合物的概念：指既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)的化合物。與酸或堿反應(yīng)生成的產(chǎn)物是鹽和水的化合物才是兩性化合物。弱酸的銨鹽、弱酸的酸式鹽不屬于兩性化合物。(2)Al(OH)3的三種制備方法：特別提醒①用鋁鹽和氨水制備Al(OH)3，不選用強(qiáng)堿(如NaOH)溶液，是由于Al(OH)3溶于強(qiáng)堿溶液，而不溶于弱堿溶液(如氨水)。②溶液中[Al(OH)4]－―――→Al(OH)3最好通入CO2，而不選用強(qiáng)酸，是由于Al(OH)3溶于強(qiáng)酸，而不溶于較弱的酸(如H2CO3)溶液。(3)常見的既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)的物質(zhì)：①金屬單質(zhì)：Al等；②兩性氧化物：Al2O3等；③兩性氫氧化物：Al(OH)3

等；④弱酸的銨鹽：(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；⑤弱酸的酸式鹽：NaHCO3、KHS、NaHSO3等。例1

A、B、C、D、E五種化合物，均含有常見元素，它們的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，其中A為澄清溶液，C為難溶的白色固體，E則易溶于水，若取A溶液灼燒，焰色反應(yīng)為淺紫色(透過藍(lán)色鈷玻璃)。(1)寫出化學(xué)式：A______，C______，D______，E______。(2)寫出下列反應(yīng)的離子方程式：①A→B：__________________________________________，②B→E：__________________________________________，③C→E：__________________________________________，④F→E：____________________________________________________。解析答案解析題目應(yīng)以B物質(zhì)作為突破口：解析答案答案(1)K[Al(OH)4]

Al2O3

AlCl3

Na[Al(OH)4](1)Al單質(zhì)及其化合物推斷突破口：Al、Al2O3、Al(OH)3既能與強(qiáng)酸反應(yīng)又能與弱酸反應(yīng)。(2)Al元素化合物之間的典型轉(zhuǎn)化關(guān)系：①解題反思②變式訓(xùn)練1用含少量鎂的鋁片制取純凈的氫氧化鋁，下述操作步驟中最恰當(dāng)?shù)慕M合是(

)①加鹽酸溶解②加燒堿溶液溶解③過濾④通入過量CO2生成Al(OH)3沉淀⑤加入鹽酸生成Al(OH)3沉淀⑥加入過量燒堿溶液生成Al(OH)3沉淀A.①⑤⑥③ B.②③⑥③C.②③④③ D.②③⑤③解析答案解析本題通過實(shí)際問題考查Al和Al(OH)3既能與強(qiáng)酸反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的知識(shí)，在分析中要注意步驟⑥，加入過量燒堿將使Al3＋轉(zhuǎn)化為[Al(OH)4]－，因此，不能得到Al(OH)3沉淀：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－，這樣就淘汰選項(xiàng)A和B；選項(xiàng)C、D兩種方案都利用鎂不溶于強(qiáng)堿溶液而鋁溶于強(qiáng)堿溶液的性質(zhì)，通過②③步驟經(jīng)過濾除去雜質(zhì)鎂，然后利用四羥基合鋁酸是比碳酸還弱的酸的性質(zhì)，分別用鹽酸、CO2把[Al(OH)4]－沉淀出來，但鹽酸過量時(shí)能進(jìn)一步溶解Al(OH)3：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，CO2過量時(shí)不溶解Al(OH)3，且CO2比鹽酸經(jīng)濟(jì)得多，故選項(xiàng)C能達(dá)到既經(jīng)濟(jì)又最大限度地得到產(chǎn)品的目的，所以是最恰當(dāng)?shù)慕M合。答案C(1)氫氧化鋁兩性的重要作用：①用過量的NaOH溶液檢驗(yàn)Al3＋的存在。②用過量的NaOH溶液鑒別Al3＋、Mg2＋。③采用互滴法鑒別Al3＋與OH－，[Al(OH)4]－與H＋。④用過量NaOH溶液和相應(yīng)酸分離Al3＋與Mg2＋(或Fe3＋)。⑤用過量的NaOH溶液除雜：如Fe(Al)、Fe2O3(Al2O3)等。(2)除雜分離實(shí)例：

解題反思操作

現(xiàn)象立即產(chǎn)生白色沉淀―――→漸多――→最多―――→漸少――→消失二、有關(guān)Al(OH)3沉淀的圖像分析及有關(guān)計(jì)算1.有關(guān)Al(OH)3沉淀的圖像分析反應(yīng)①Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓②Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－①H＋＋[Al(OH)4]－===Al(OH)3↓＋H2O②Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O圖像

解釋x＝n(OH－)/n(Al3＋)①當(dāng)0＜x＜3時(shí)，隨著x的增大，沉淀的量逐漸增多②當(dāng)x＝3時(shí)，沉淀的量最多③當(dāng)3＜x≤4時(shí)，隨著x的增大，沉淀的量逐漸減小至0x＝n(H＋)/n{[Al(OH)4]－}①當(dāng)0＜x＜1時(shí)，隨著x的增大，沉淀的量逐漸增多②當(dāng)x＝1時(shí)，沉淀的量最多③當(dāng)1＜x≤4時(shí)，隨著x的增大，沉淀的量逐漸減小至02.滴加過程中鋁元素存在形式的分析(1)向1L1mol·L－1的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液：(2)向1L1mol·L－1的Na[Al(OH)4]溶液中滴加稀鹽酸：解析答案例2向50mL1mol·L－1的Al2(SO4)3溶液中加入100mLKOH溶液，充分反應(yīng)得到3.9g沉淀，求KOH溶液的物質(zhì)的量濃度。方法二：用圖像法求解，如右圖所示，當(dāng)生成沉淀0.05mol時(shí)，①需KOH0.15mol；②需KOH0.35mol。答案

1.5mol·L－1或3.5mol·L－1解題反思(2)已知Al3＋和Al(OH)3的物質(zhì)的量計(jì)算OH－的物質(zhì)的量解題思路：①若n(Al3＋)＞n[Al(OH)3]，n(OH－)＝3n[Al(OH3)]；②若n(Al3＋)＜n[Al(OH)3]，則有兩種情況：a.n(OH－)不足，n(OH－)＝3n[Al(OH)3]；b.n(OH－)過量：n(OH－)＝3n[Al(OH)3]＋4{n(Al3＋)－n[Al(OH)3]}＝4n(Al3＋)－n[Al(OH)3]。變式訓(xùn)練2如下六個(gè)圖中，橫坐標(biāo)為某溶液中加入某物質(zhì)的物質(zhì)的量，縱坐標(biāo)為生成沉淀的物質(zhì)的量，將圖中的字母代號(hào)填入下表。解析答案溶

液加入的物質(zhì)字母代號(hào)①飽和石灰水通過量CO2

②AlCl3溶液通過量NH3

③MgCl2、AlCl3混合溶液逐滴滴加NaOH溶液至過量

④AlCl3溶液逐滴滴加NaOH溶液至過量

⑤含少量HCl的AlCl3溶液逐滴滴加NaOH溶液至過量

⑥向Na[Al(OH)4]溶液中通入CO2至過量

解析①發(fā)生如下反應(yīng)：Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2，故其沉淀生成與消失時(shí)消耗的CO2的物質(zhì)的量是相同的，其圖像應(yīng)為B。②AlCl3溶液中通入NH3只發(fā)生反應(yīng)：3H2O＋AlCl3＋3NH3===3NH4Cl＋Al(OH)3↓，生成的Al(OH)3不能溶于弱堿溶液中，其對(duì)應(yīng)圖像應(yīng)為C。③發(fā)生如下反應(yīng)：MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl，AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl，故先生成沉淀，當(dāng)NaOH過量時(shí)又發(fā)生如下反應(yīng)而沉淀部分溶解：Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4]，因Mg(OH)2與堿不反應(yīng)，故沉淀不能完全消失，因此其對(duì)應(yīng)圖像為A。解析答案④發(fā)生如下反應(yīng)：AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl，Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4]。其反應(yīng)現(xiàn)象為先生成白色沉淀，再逐漸溶解且前后消耗NaOH的物質(zhì)的量之比為3∶1，故其對(duì)應(yīng)圖像為E。⑤發(fā)生的反應(yīng)：HCl＋NaOH===NaCl＋H2O，AlCl3＋3NaOH===3NaCl＋Al(OH)3↓，Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4]。此時(shí)優(yōu)先發(fā)生的是酸堿中和反應(yīng)，故開始時(shí)應(yīng)無沉淀產(chǎn)生，后續(xù)反應(yīng)與上述④中相同，故其對(duì)應(yīng)圖像應(yīng)為F。答案B

C

A

E

F

C解題反思有關(guān)Al(OH)3圖像的解題關(guān)鍵(1)“一看”(圖像)①看面：弄清橫、縱坐標(biāo)軸及坐標(biāo)含義。②看線：弄清線的走向，變化趨勢(shì)及線的陡與平。③看點(diǎn)：弄清曲線上點(diǎn)的含義，特殊點(diǎn)，如曲線的起點(diǎn)、交點(diǎn)、拐點(diǎn)、最高點(diǎn)、最低點(diǎn)等。④看量的變化：滴加的順序及用量，加入酸或堿能否溶解Al(OH)3，多種沉淀產(chǎn)生時(shí)，仔細(xì)分析相關(guān)量。⑤看是否要作輔助線。返回(2)“二想”：聯(lián)想所涉及的反應(yīng)方程式。(3)“三判”：通過分析，巧用規(guī)律(定量反應(yīng)關(guān)系)，作出正確判斷。

隨堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.下列說法正確的是(

)A.Al2O3難溶于水，不跟水反應(yīng)，所以它不是Al(OH)3對(duì)應(yīng)的氧化物B.因?yàn)锳l2O3是金屬氧化物，所以它是堿性氧化物C.Al2O3能跟所有的酸堿溶液反應(yīng)D.Al2O3能跟強(qiáng)的酸堿溶液反應(yīng)1234解析答案D562.某溶液中可能含有大量的Mg2＋、Al3＋、H＋、Cl－和少量OH－，向該溶液中逐滴加入0.5mol·L－1NaOH溶液，生成沉淀的質(zhì)量和加入NaOH溶液的體積之間的關(guān)系如右圖所示，則可判斷原溶液中(

)A.有Mg2＋，沒有Al3＋B.有Al3＋，沒有Mg2＋C.有Mg2＋和Al3＋D.有大量的H＋、Mg2＋和Al3＋1234解析答案56解析由圖可以看出，當(dāng)加入NaOH溶液時(shí)，馬上就有沉淀產(chǎn)生(由原點(diǎn)開始)，可確定溶液中無大量H＋；產(chǎn)生的沉淀有部分可以溶解，可證明溶液中一定有Mg2＋和Al3＋。C3．將NaCl、AlCl3、FeCl2、FeCl3、MgCl2五種溶液，通過一步實(shí)驗(yàn)就能加以區(qū)別，并只用一種試劑，這種試劑是(

)A．KSCN B．BaCl2C．NaOH D．HCl解析氫氧化鈉與氯化鈉不反應(yīng)，沒現(xiàn)象；氫氧化鈉與氯化鋁反應(yīng)，先生成白色沉淀，至堿過量后沉淀溶解；與氯化亞鐵反應(yīng)生成白色沉淀后沉淀變?yōu)榛揖G色最后變?yōu)榧t褐色；與氯化鐵反應(yīng)生成紅褐色沉淀；與氯化鎂反應(yīng)生成白色沉淀。1234C56解析答案4.下列操作中最終可以得到Al(OH)3的是(

)A.Al2O3和水混合加熱B.過量的稀HCl加入到Na[Al(OH)4]溶液中C.過量的NaOH溶液加入到AlCl3溶液中D.過量的氨氣通入到AlCl3溶液中解析Al2O3不能與水反應(yīng)，過量的NaOH溶液與AlCl3反應(yīng)生成Na[Al(OH)4]、NaCl和H2O。1234D56解析答案5.相同質(zhì)量的下列物質(zhì)分別與等濃度的NaOH溶液反應(yīng)，至體系中均無固體物質(zhì)，消耗堿量最多的是(

)A.Al B.Al(OH)3C.AlCl3 D.Al2O31