第3章+第3节+铝及其化合物[1].ppt
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1、【考纲点击考纲点击】了解金属铝及其重要化合物的主要性质及应用了解金属铝及其重要化合物的主要性质及应用【考情播报考情播报】1Al2O3、Al(OH)3的两性及的两性及Al3、Al(OH)3之之间的转化关系间的转化关系2结合结合Al(OH)3的制备实验、化学计算及在生产的制备实验、化学计算及在生产生活中的应用进行综合考生活中的应用进行综合考1物理性质及用途物理性质及用途颜色:颜色:;硬度、密度:;硬度、密度:;熔点:;熔点:;导;导电、导热性:电、导热性:用途:制造用途:制造、制作、制作银白色银白色较小较小较低较低良好良好铝合金铝合金导线导线2化学性质化学性质(1)与与O2反应反应常温下,铝的表面
2、形成致密的常温下,铝的表面形成致密的(具有一定的具有一定的);点燃或加热时的化学反应方程式为:;点燃或加热时的化学反应方程式为:(2)与酸反应与酸反应常温下,铝遇常温下,铝遇、能够发生钝化;铝与能够发生钝化;铝与盐酸反应,离子方程式为:盐酸反应,离子方程式为:.氧化膜氧化膜抗腐蚀性抗腐蚀性浓浓HNO3浓浓H2SO44Al3O22Al2O3.2Al6H=2Al33H2(3)与强碱反应与强碱反应铝与铝与NaOH溶液反应的化学反应方程式为:溶液反应的化学反应方程式为:.(4)铝热反应铝热反应铝与氧化铁反应的化学反应方程式为:铝与氧化铁反应的化学反应方程式为:.2Al2NaOH2H2O=2NaAlO2
3、3H2 2AlFe2O3Al2O32Fe=高温高温金属与酸或碱反应的相关计算金属与酸或碱反应的相关计算1金属与酸反应的计算金属与酸反应的计算(1)实质:实质:MnH=MnH2.(2)常用方法常用方法守恒法守恒法守恒法是化学计算中常用的方法,包括原子守恒、电荷守恒、守恒法是化学计算中常用的方法,包括原子守恒、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,可设平均摩尔平均值法是混合物组分含量求解的常用方法,可设平均摩尔质量,要注意结合化合价进行转化质量,要注意结合化合价进行转化2铝与酸或碱反应生成铝与酸或碱反应生成H2量的关系量的关系铝分别与盐酸、氢氧化钠溶
4、液反应的原理:铝分别与盐酸、氢氧化钠溶液反应的原理:2Al6HCl=2AlCl33H2,2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 .(1)等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生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钠溶液足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生氢气的体积比为反应,产生氢气的体积比为1 3.Al与酸、碱溶液反应,实质上都是:与酸、碱溶液反应,实质上都是:,2H,故铝与酸、碱溶液反应时,铝与氢气的关系,故铝与酸、碱溶液反应时,铝与氢气的关系可利用可利用2Al3H2进行计算
5、,也可以直接利用得失电子守恒进行计算,也可以直接利用得失电子守恒灵活计算灵活计算1下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是()A铝在常温下不能与氧气反应铝在常温下不能与氧气反应B铝不能与氯气反应铝不能与氯气反应C铝既能溶于酸,又能溶于碱铝既能溶于酸,又能溶于碱D氧化铝只能与酸反应,不能与碱反应氧化铝只能与酸反应,不能与碱反应解析:解析:铝为活泼金属,常温下能与铝为活泼金属,常温下能与O2反应生成致密的反应生成致密的氧化层;加热条件下与氧化层;加热条件下与Cl2剧烈反应;剧烈反应;Al、Al2O3既能既能与酸反应又能与碱反应与酸反应又能与碱反应答案:答案:C2
6、铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应,当两个反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积相等时,反应中消耗的应放出的气体在相同状况下体积相等时,反应中消耗的HCl和和NaOH的物质的量之比为的物质的量之比为()A1 1B2 1C3 1D1 3解析:解析:2Al6HCl=2AlCl33H2,2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 ,根据以上两个化学反应方程式知,放出等量气体时消根据以上两个化学反应方程式知,放出等量气体时消耗耗HCl和和NaOH的物质的量之比为的物质的量之比为3 1.答案:答案:C1氧化铝氧化铝(1)物理性质物理性质色态:色态:;硬度:
7、;硬度:;熔点:;熔点:(2)化学性质化学性质两性两性与盐酸反应:与盐酸反应:,与与NaOH溶液反应:溶液反应:.Al2O36HCl=2AlCl33H2OAl2O32NaOH=2NaAlO2H2O白色固体白色固体大大高高电解电解化学方程式为:化学方程式为:2Al2O3(熔融熔融)4Al3O2.2氢氧化铝氢氧化铝(1)物理性质物理性质Al(OH)3是一种是一种于水的白色胶状物质,具有较强的于水的白色胶状物质,具有较强的能力能力(2)化学性质化学性质难溶难溶吸附吸附两性两性Al(OH)3既能溶于强酸又能溶于强碱,且都生成盐和水既能溶于强酸又能溶于强碱,且都生成盐和水与盐酸反应:与盐酸反应:,与与N
8、aOH溶液反应:溶液反应:.不稳定性不稳定性Al(OH)3受热分解:受热分解:.Al(OH)33HCl=AlCl33H2OAl(OH)3NaOH=NaAlO22H2O2Al(OH)3Al2O33H2O(3)制备制备常用铝盐溶液与氨水反应来制备常用铝盐溶液与氨水反应来制备Al(OH)3,其离子方程,其离子方程式为:式为:Al33NH3H2O=Al(OH)3.3明矾明矾明矾的化学式为:明矾的化学式为:,可溶于水,电离方,可溶于水,电离方程式为:程式为:KAl(SO4)2=KAl3.明矾可用于净水,其原因是:明矾可用于净水,其原因是:KAl(SO4)212H2OAl3水解产生水解产生Al(OH)3胶
9、体,胶体,Al(OH)3胶体可以和悬浮于水中的泥沙形成絮状不溶物而胶体可以和悬浮于水中的泥沙形成絮状不溶物而沉降下来,使水澄清沉降下来,使水澄清“铝三角铝三角”转化及转化及Al(OH)3沉淀的图象分析沉淀的图象分析1“铝三角铝三角”转化关系转化关系2Al元素的存在形态与元素的存在形态与OH和和Al3相对量之间的关系相对量之间的关系3Al(OH)3沉淀的图象分析沉淀的图象分析(1)把强碱溶液逐滴加入到铝盐把强碱溶液逐滴加入到铝盐(Al3)溶液中至过量溶液中至过量(如图如图1)现象:先产生白色沉淀,然后沉淀逐渐溶解现象:先产生白色沉淀,然后沉淀逐渐溶解有关反应:有关反应:AB:Al33OH=Al(
10、OH)3 BD:Al(OH)3OH =2H2O(2)把铝盐把铝盐(Al3)溶液逐滴加入到强碱溶液中至过量溶液逐滴加入到强碱溶液中至过量(如图如图2)现象:先无明显现象,然后逐渐产生大量白色沉淀现象:先无明显现象,然后逐渐产生大量白色沉淀有关反应:有关反应:AB:Al34OH=2H2O BC:Al336H2O=4Al(OH)3(3)在在溶液中逐滴加入强酸至过量溶液中逐滴加入强酸至过量(如图如图3)现象:先生成白色沉淀,然后沉淀逐渐溶解现象:先生成白色沉淀,然后沉淀逐渐溶解有关反应:有关反应:AB:HH2O=Al(OH)3 BD:Al(OH)33H =Al33H2O(4)在强酸溶液中逐滴加入在强酸
11、溶液中逐滴加入溶液至过量溶液至过量(如图如图4)现象:反应一段时间后逐渐产生白色沉淀现象:反应一段时间后逐渐产生白色沉淀有关反应:有关反应:AB:4H =Al32H2O BC:Al336H2O=4Al(OH)3(5)向明矾溶液中逐滴加入向明矾溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液的有关溶液的有关反应及图示反应及图示(如图如图5)OA:2KAl(SO4)23Ba(OH)2=2Al(OH)3 3BaSO4 K2SO4AB:2Al(OH)3K2SO4Ba(OH)2 =BaSO4 2KAlO24H2O当溶液中有多种离子时要考虑离子之间的反应顺当溶液中有多种离子时要考虑离子之间的反应顺序,如向含有序,如向含有
12、H、Mg2、Al3的混合溶液中逐的混合溶液中逐滴加入滴加入NaOH,先与,先与H反应,再与反应,再与Mg2、Al3生成沉淀,生成沉淀,再与再与反应,最后再溶解反应,最后再溶解Al(OH)3沉淀沉淀3相同质量的下列物质分别与等浓度的相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反溶液反应,至体系中均无固体物质,消耗碱量最多的是应,至体系中均无固体物质,消耗碱量最多的是()AAlBAl(OH)3CAlCl3DAl2O3解析:解析:根据化学反应物质的量关系:根据化学反应物质的量关系:A:1molAl1molNaOH,B:1molAl(OH)31molNaOH,C:1molAlCl34molNaOH;D
13、:1molAl2O32molNaOH.若消若消耗耗4molNaOH,需要,需要m(Al)4mol27g/mol108g,需,需要要mAl(OH)378g/mol4mol312g,需要,需要m(AlCl3)1mol133.5g/mol133.5g,需要,需要m(Al2O3)2mol102g/mol204g由上判断可知,相同质量时由上判断可知,相同质量时Al消耗消耗NaOH最多最多答案:答案:A4在硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中,逐滴加入稀氢氧在硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中,逐滴加入稀氢氧化钠溶液至过量,表示氢氧化钠加入量化钠溶液至过量,表示氢氧化钠加入量(x)与溶液中与溶液中沉淀物的量沉淀物的量(y)
14、的关系示意图正确的是的关系示意图正确的是()解析:解析:此过程中发生的反应:此过程中发生的反应:Al(NO3)3+3NaOH=Al(OH)3+3NaNO3,Mg(NO3)2+2NaOH=Mg(OH)2 +2NaNO3,Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O.开始时沉淀逐开始时沉淀逐渐增多,达最大值后,渐增多,达最大值后,Al(OH)3溶解,沉淀又逐渐减少,因溶解,沉淀又逐渐减少,因Mg(OH)2不溶于不溶于NaOH溶液,所以最后沉淀量保持不变溶液,所以最后沉淀量保持不变答案:答案:C例例1(2009上海高考上海高考)镁和铝分别与镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应,等浓度、等体
15、积的过量稀硫酸反应,产生气体的体积产生气体的体积(V)与时间与时间(t)关系如关系如右图反应中镁和铝的右图反应中镁和铝的()A物质的量之比为物质的量之比为3 2B质量之比为质量之比为3 2C摩尔质量之比为摩尔质量之比为2 3D反应速率之比为反应速率之比为2 3思路点拨思路点拨解答本题关键要注意以下三点:解答本题关键要注意以下三点:(1)明确坐标轴的涵义,把图中的信息转化为数据分析明确坐标轴的涵义,把图中的信息转化为数据分析(2)灵活应用电子得失守恒计算灵活应用电子得失守恒计算(3)镁、铝摩尔质量的数值固定不变镁、铝摩尔质量的数值固定不变课堂笔记课堂笔记选选由关系式:由关系式:MgH2,2Al3
16、H2,可知产,可知产生等量生等量H2时,消耗时,消耗Mg、Al物质的量之比为物质的量之比为3 2,故,故A项正确项正确二者质量之比为二者质量之比为4 3,摩尔质量之比为,摩尔质量之比为8 9,反应速,反应速率之比为率之比为3 2.A金属与酸反应的定量规律金属与酸反应的定量规律(1)金属与酸反应失去电子的物质的量等于产生的氢原子金属与酸反应失去电子的物质的量等于产生的氢原子的物质的量的物质的量(2)相同物质的量的金属与足量的酸反应产生氢气的量之相同物质的量的金属与足量的酸反应产生氢气的量之比等于反应后对应金属呈现的化合价之比比等于反应后对应金属呈现的化合价之比(3)相同质量的金属与足量酸反应产生
17、氢气的量之比等于相同质量的金属与足量酸反应产生氢气的量之比等于对应金属失去对应金属失去1mol电子时质量的倒数比电子时质量的倒数比(3)相同质量的金属与足量酸反应产生氢气的量之比等于相同质量的金属与足量酸反应产生氢气的量之比等于对应金属失去对应金属失去1mol电子时质量的倒数比电子时质量的倒数比(4)若产生相同量的氢气,所需金属的物质的量之比等于若产生相同量的氢气,所需金属的物质的量之比等于反应后对应金属呈现的化合价的倒数比反应后对应金属呈现的化合价的倒数比(5)若产生相同量的氢气,所需金属的质量比等于金属失若产生相同量的氢气,所需金属的质量比等于金属失去去1mol电子时的质量比电子时的质量比
18、(6)当参加反应的金属与产生的氢气的质量差相等时,则当参加反应的金属与产生的氢气的质量差相等时,则反应后两溶液增加的质量相等反应后两溶液增加的质量相等.例例2(2009福建高考福建高考)从铝土矿从铝土矿(主要成分是主要成分是Al2O3,含,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质等杂质)中提取氧化铝的两种工艺中提取氧化铝的两种工艺流程如下:流程如下:请回答下列问题:请回答下列问题:(1)流程甲加入盐酸后生成流程甲加入盐酸后生成Al3的离子方程式的离子方程式_.(2)流程乙加入烧碱后生成流程乙加入烧碱后生成的离子方程式为:的离子方程式为:_.(3)验证滤液验证滤液B含含Fe3,可取少量滤液并加入,可
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