铝及其化合物的性质教案24038.doc

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1、铝元素及其化合物的性质与应用一、复习预习1复习与钠有关的化学反应方程式的书写；2复习元素周期表及元素周期律的相关知识。二、知识讲解考点1、铝单质1物理性质：银白色金属，质较软，但比镁要硬，熔点比镁高。有良好的导电、导热性和延展性。2化学性质：铝是较活泼的金属。（1）通常与氧气易反应，生成致密的氧化膜起保护作用，同时也容易与Cl2、S等非金属单质反应：4Al+3O22Al2O3 2Al+3SAl2S3 2Al+3Cl22AlCl3（2）与酸反应：强氧化性酸，如浓硫酸和浓硝酸在常温下，使铝发生钝化现象；加热时，能反应，但无氢气放出；铝与非氧化性酸反应生成氢气。 2Al+3H2SO4 Al2(SO4

2、)3+3H2（3）与强碱溶液反应：2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2。（4）与某些盐溶液反应：如，能置换出CuSO4、AgNO3等溶液中的金属。（5）铝热反应：可用来冶炼金属2Al + Fe2O3 Al2O3 + 2Fe该反应放热大，能使置换出的铁成液态，适用性强。在实验室中演示时要加入引燃剂，如镁条和氯酸钾等。4Al+3MnO2 2Al2O3+3Mn 2Al+Cr2O3 Al2O3+2Cr特别提示：1等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气量相同。2足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠反应，产生氢气的物质的量之比为1：3。3一定量的铝分别与一定量

3、的盐酸和氢氧化钠反应产生氢气的物质的量之比为介于1：1和1：3之间。则必定是铝与盐酸反应时铝过量而盐酸不足；铝和氢氧化钠反应时，铝不足而氢氧化钠过量。考点2、氧化铝（Al2O3）1物理性质：白色固体，熔点高（2054），沸点2980，常作为耐火材料。2化学性质：两性氧化物，既能与强酸反应又能与强碱反应生成盐和水的氧化物。Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O 3用途：Al2O3是工业冶炼铝的原料2Al2O3（熔融）4Al + 3O2。特别提示：1制备单质铝不能电解熔融的氯化铝，只能电解熔融的氧化铝，并且需要加入冰晶石来降低氧

4、化铝的熔点。考点3、氢氧化铝（Al(OH)3）：1物理性质：白色难于水的胶状沉淀。2化学性质：（1）既能与强酸又能与强碱反应生成盐和水的氢氧化物，两性氢氧化物。Al(OH)3 + 3HCl AlCl3 + 3H2O：Al(OH)3 + 3H+ Al3+ + 2H2OAl(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O：Al(OH)3 + OH AlO2 + 2H2O（2）加热能分解。2Al(OH)3 Al2O3 +3 H2O 3制备：可溶性铝盐与氨水反应Al3+ + 3NH3H2O Al(OH)3+ 3NH4+考点4、铝盐AlCl3的性质NaOH的量少量AlCl33NaOHAl(OH)33

5、NaClAl33OHAl(OH)3过量AlCl34NaOHNaAlO22H2O3NaClAl34OHAlO22H2ONH3H2O的量与量无关AlCl33NH3H2OAl(OH)33NH4ClAl33NH3H2OAl(OH)33NH4NaAlO2的性质HCl的量少量NaAlO2HClH2OAl(OH)3NaClAlO2HH2OAl(OH)3过量NaAlO24HClAlCl3NaCl2H2OAlO24HAl32H2OCO2的量少量2NaAlO2CO23H2O2Al(OH)3Na2CO32AlO2CO23H2O2Al(OH)3CO32过量NaAlO2CO22H2OAl(OH)3NaHCO3AlO2C

6、O22H2OAl(OH)3HCO3特别提示： AlCl3与碱反应不与酸反应，因此Al3与OH不共存；AlO2与酸反应不与碱反应，因此AlO2与H不共存。考点5、铝的冶炼1铝是地壳中含量最多的金属元素，自然界中主要是以氧化铝的形式存在。2工业生产的流程：铝土矿（主要成分是氧化铝）用氢氧化钠溶解过滤向滤液中通入二氧化碳酸化，过滤氢氧化铝氧化铝 铝。 主要反应：Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O CO2 + 3H2O + 2NaAlO2 2Al(OH)3+ Na2CO3 2Al(OH)3Al2O3 +3 H2O ，2Al2O3（熔融）4Al + 3O2。考点6、有关Al(OH)3

7、的图像探究1在AlCl3溶液中逐滴加入NaOH至过量的图像 现象： 先产生沉淀，后沉淀消失。方程式：Al3+3OH Al(OH)3，Al(OH)3+OH AlO2+2H2O2在NaOH溶液中逐滴加入AlCl3至过量的图像 现象：开始无沉淀，一段时间后有沉淀方程式：Al3+ 4OH AlO2+2H2O，Al3+3AlO2+6H2O 4Al(OH)3 3在NaAlO2溶液中逐滴加入HCl至过量的图像。现象：开始有沉淀，之后沉淀溶解方程式：H+AlO2+ H2O Al(OH)3，Al(OH)3+3H+ Al3+3H2O4在HCl溶液中逐滴加入NaAlO2至过量的图像。 现象：开始无沉淀，一段时间后有

8、沉淀方程式：AlO2+4H+ Al3+2H2O，Al3+3AlO2+6H2O 4Al(OH)35向MgCl2和AlCl3混合溶液中加入NaOH现象：开始产生沉淀，之后沉淀部分溶解方程式：Mg2+2OH Mg(OH)2，Al3+3OH Al(OH)3Al(OH)3+OH AlO2+2H2O三、例题精析【例题1】【题干】以下关于铝的叙述正确的是（ ）A铝的化学性质很活跃，在空气中极易锈蚀B铝对稀硫酸有耐腐蚀性质C铝在高温下还原性很强，可以用铝冶炼高熔点金属D铝的导电性比铜、银更强，所以常用以制造电线、电缆【答案】C【解析】根据铝的性质进行分析，铝容易被空气中的氧气氧化，表面生成致密的氧化物保护膜，

9、铝能与酸反应生成氢气，还原性强，可以用来冶炼铁，铝的导电性比铜差。故选C。【例题2】【题干】（2013山东卷）足量下列物质与等质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是（ ）A氢氧化钠溶液 B稀硫酸 C盐酸 D稀硝酸【答案】A【解析】首先硝酸与金属铝反应不生成氢气，根据生成物的化学式：NaAlO2、Al2(SO4)3、AlCl3，通过物料守恒可直接判断出等量的铝消耗NaOH物质的量最少。【例题3】【题干】应用电解法制备的物质主要有三种：一是铝的工业制备；二是电解饱和NaCl溶液制备烧碱；三是金属钠的制备下列关于这三个工业生产的描述中正确的是（）A电解法制铝时一般是用熔融态的氧化铝进行电解

10、，但也可用熔融态的A1C13B电解法生产铝时，每转移3mol电子的时候，就能生产出1mol的铝C在电解饱和NaCl溶液中，电解池中的阴极产生的是H2，NaOH在阳极附近产生D电解饱和NaCl溶液和金属钠的冶炼都用到了NaC1，在电解时它们的阴极都是C1-失电子【答案】B【解析】A、电解法制取金属应电解熔融态的金属离子化合物，不能电解熔融态的共价化合物；氯化铝因为属于共价化合物，熔融态没有自由移动的离子，故不导电，不能用于电解，故A错误。B、2Al2O34Al+3O2 转移电子4mol 12mol1mol 3mol所以电解法生产铝时，每转移3mol电子的时候，就能生产出1mol的铝，故B正确。C

11、、在电解饱和NaCl溶液中，电解池中的阴极上氢离子得电子产生H2，所以水电离出的氢氧根离子在阴极附近产生，导致NaOH在阴极附近产生，故C错误。D、饱和NaCl溶液和金属钠的冶炼都用到了NaC1，电解时氯化钠溶液时，阴极上氢离子得电子生成氢气，电解熔融态氯化钠时，阴极上钠离子得电子生成钠单质，故D错误。故选B。【例题4】【题干】把由NaOH、AlCl3、MgCl2三种固体组成的混合物，溶于足量水中后有1.16g白色沉淀，在所得浊液中，逐滴加入1.00mol/l的盐酸，加入盐酸的体积与生成沉淀的质量关系如右图所示：（1）A点沉淀物的化学式为_，理由_。（2）写出A点到B点发生反应的离子方程式_。

12、（3）原混合物中MgCl2的质量是_，AlCl3的质量是_，NaOH的质量是_。（4）C点溶液的体积为_ml。【答案】（1）Mg(OH)2；加入10.0mlHCl后沉淀才增加，说明加入10.0mlHCl正好把过量的NaOH中和掉，故A点的沉淀物只有Mg(OH)2。（2）AlO2HH2O Al(OH)3（3）1.90 g；2.67 g；5.20 g（4）130.0 mL【解析】（1）加入10.0mlHCl后沉淀才增加，说明加入10.0mlHCl正好把过量的NaOH中和掉，故A点的沉淀物只有Mg(OH)2。（2）AB，AlO2刚好生成Al(OH)3，反应为AlO2HH2O Al(OH)3 （3）n

13、（MgCl2）=nMg(OH)2=1.16g58g/mol=0.0200molm(MgCl2）=0.0200mol95g/mol=1.90gn(AlCl3)=m（AlO2）=1.00mol/l(30.0ml10.0ml) 103L/ml=0.020molm(AlCl3)=0.0200mol133.5g/mol=2.67gn(NaOH)=2n(MgCl2）+4n(AlCl3)+1.00mol/l0.0100L=0.130molm(NaOH)=0.130mol40g/mol=5.20g（4）从BC，加入的HCl刚好把Mg(OH)2、Al(OH)3溶解掉。n（HCl）=30.0ml103L/ml1.00mol/l+2 nMg(OH)2+3nAl(OH)3=0.1300molV（HCl）=0.1300mol1.00mol/l=0.1300L=130.0ml