2019年高中化学 专题2 物质性质的研究 课题1 海带中碘元素的分离及检验教学案 苏教版选修6.doc

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1、1课题课题 1 1 铝及其化合物的性质铝及其化合物的性质浙江选考加试要求1铝片(条)燃烧的方法。2铝表面氧化膜的作用。1Al3与 Al(OH)的相互转化 4Al、Al2O3、Al(OH)3分别与强酸、强碱反应可归纳为Error!Al(OH)Al3Error!OH强碱 4H强酸Al3与 Al(OH)相互转化关系可归纳为下列关系式 42配位键和配合物(1)配位键：若甲方具有已配对的孤对电子，乙方具有能量与之相近的空轨道，则成键的两个电子完全由甲方提供，如此所形成的化学键称为配位键。(2)配合物的组成1以实验巩固铝的化学性质。以实验巩固铝的化学性质。2以实验巩固可溶性铝盐的化学性质。以实验巩固可溶性

2、铝盐的化学性质。3通过铝及其化合物的学习，培养细致、认真的科学态度。通过铝及其化合物的学习，培养细致、认真的科学态度。实验要素先知道实验要素先知道实验过程详剖析实验过程详剖析2器材与原理相关器材 集气瓶、毛玻璃、烧杯、试管、酒精灯、坩埚钳、镊子、玻璃棒、剪刀、火柴、砂纸、温度计、硬纸板、细线、铁架台。相关原理1铝的性质(1)原子结构铝的原子结构示意图是。(2)化学性质铝在空气中会产生致密的氧化膜，有很好的抗蚀性。铝遇冷的强氧化性浓酸，如浓硫酸或浓硝酸，氧化膜加厚而使铝钝化。铝具有相当强的还原性，它与氧的化学亲合力也很强。因为铝既能与稀硫酸或盐酸发生置换反应，又能与苛性钠溶液反应生成氢气与Al(

3、OH)，所以铝器不应接触碱或酸，即铝能较好地抗氧而不耐酸、碱。 4铝跟卤素单质反应，生成对应的卤化铝。如铝粉与碘粉混合后，滴入水作为催化剂，即可发生燃烧。在高温下还能和硫、氮、碳反应生成 Al2S3、AlN 和 Al4C3。铝与硫的粉状混合物点燃，可反应生成硫化铝。这是硫化铝的唯一制法。铝具有强还原性，氧化物稳定，生成氧化物时会放出大量的热，而使其他金属氧化物还原并熔化。工业上可用铝冶炼金属 Mn、Co、W、Cr 等，如Cr2O32Al2CrAl2O3。=高温常温下 Al 和水不反应，若和汞生成铝汞齐，则能将水分解产生氢气，铝和酸、碱反应也能产生氢气。2铝的重要化合物(1)氢氧化铝：白色固体，

4、在溶液中析出时为胶絮状，难溶于水，是典型的两性氢氧化物。用电离平衡观点理解其两性时，可用下式表示：Al(OH)3Al33OH，Al(OH)3H2OAl(OH)H。 4遇强酸，因中和了 OH而使平衡向生成 Al3的方向移动；遇强碱，因中和了 H而使平衡向生成 Al(OH)的方向移动。实验室可用适量 NaOH 溶液与铝盐反应制取，但碱稍过 4量则发生沉淀溶解现象，因此常用稀氨水代替 NaOH 溶液。Al33NH3H2O=Al(OH)33NH 4(2)常见的铝盐：氯化铝、硫酸铝、明矾KAl(SO4)212H2O是常见的可溶性铝盐。它3们皆水解呈弱酸性：Al33H2OAl(OH)33H。用明矾净化水时

5、，在稀溶液中或有微碱性杂物时，水解成胶体氢氧化铝而携带泥砂沉降：Al33H2OAl(OH)3(胶体)3H。实验与拓展实验流程1铝与氧气反应的实验探究教材实验要求注意事项改进意见(1)将铝片剪成长 58 cm，宽0.20.3 cm 的铝条，绕成螺旋状，一端绕紧一根火柴铝片要薄，使用前用细砂纸轻轻打磨掉氧化膜铝片包火柴时要留有空隙，不能包紧可用香烟盒或纸制电容器上的铝箔(2)坩埚钳夹住铝条另一端，点燃铝条上的火柴，待火柴快要燃烧完时，将铝条伸入装有 O2的集气瓶中(瓶内盛少量水)，观察现象当铝片卷住的火柴燃烧最旺时放入集气瓶氧气要纯，必须用排水法收集 O2火柴也可改用镁条2铝表面氧化膜的实验探究教

6、材实验要求注意事项和改进意见(1)取 3 片铝片，将其中两片铝片用砂纸擦去表面的氧化膜(2)将一片擦去氧化膜的铝片放入 20 mL 0.5 molL1 CuSO4溶液中，观察铝片表面现象(3)将一片未擦去氧化膜的铝片放入 20 mL 0.5 molL1 CuSO4溶液中，观察铝片表面现象(4)取步骤 3 中的铝片，用水冲洗后，放入盛有 3 mL 6.0 molL1 NaOH 溶液的试管中，观察铝表面的现象。12 min后取出铝片，洗净，再放入盛有 20 mL 0.5 molL1CuSO4溶液中，观察铝片表面现象(5)将另一片擦去氧化膜的铝片放入盛有 3 mL 浓硝酸的试管中，观察现象。1 mi

7、n 后取出铝片，用水洗净，再放入盛有 20 mL 0.5 molL1 CuSO4溶液的试管中，观察铝片表面的现象可适当提高 CuSO4的浓度以加快反应速率用少量 H2SO4酸化CuSO4溶液可以使生成的铜更致密、美观NaOH 除去铝表面的氧化膜的时间必须保持12 min，不能因为铝片已经和碱剧烈反应就缩短反应时间43培养明矾晶体教材实验要求注意事项改进意见(1)向 250 mL 烧杯中加入 120 mL 比室温高1020 的水，分批加入明矾晶体，用玻璃棒搅拌，至晶体不再溶解为止。待溶液冷却到比室温高 35 时，将溶液倒入另一只烧杯中，用硬纸板盖好，静置过夜冷却速度对晶体的形状有影响：迅速冷却产

8、生的晶体很小，呈雪花状(类似于浊液)，缓慢冷却呈颗粒状，得到直径 0.5 cm的八面体颗粒(2)从烧杯中选取 2 粒形状规则的小晶体作晶核，将选取的晶核用细线轻轻系好使用铜丝的效果很好(3)把步骤 1 中配制的明矾溶液倒入另一烧杯中，再向溶液中加适量明矾，加热配成比室温高 1020 的饱和溶液，待溶液开始自然冷却时，将小晶体悬挂在烧杯中央，用硬纸板盖好烧杯，静置过夜必须保证溶液是饱和的结晶速度要慢。若溶液浓度大，温度高，迅速冷却可以得到一大簇晶体，但颗粒较小(4)每天把用细线系着的明矾晶体取出，重复步骤 3 的操作，直到晶体长到一定的大小在高于室温 1020 的饱和硫酸铜溶液中放置一根铜丝，冷

9、却后，铜丝表面有大簇晶体生成。除掉多余晶体，留一粒较好的晶体作晶核对点集训1下列有关厨房铝制品的使用中，你认为合理的是( )A盛放食醋 B烧煮开水C用金属丝擦表面的污垢 D用碱水洗涤解析：选 B 铝既能与酸反应也能与强碱反应，氧化铝也是既能与酸反应，又能与强碱反应，所以不能用来盛放食醋，不能用碱水洗涤，不能用金属丝擦表面的污垢，以防表面的氧化铝薄膜被破坏。因能形成较致密的氧化铝保护薄膜，用于烧煮开水是合理的。2在明矾的检验中，下列操作错误的是( )A取少量明矾固体配成稀溶液B取少量明矾溶液置于 2 支试管中，分别滴加 NaOH 溶液(至过量)和酸性 BaCl2溶液，观察现象C用铂丝蘸取明矾溶液

10、在酒精灯上灼烧，直接观察焰色D取少量明矾固体置于干燥试管中加热，观察试管内壁现象解析：选 C 鉴别明矾中的钾元素，可用焰色反应，但应透过蓝色钴玻璃观察，以排除钠的干扰。3某化学兴趣小组用回收的镁铝合金制取氢气。现有 10.8 g 镁铝合金，下列说法正5确的是( )A常温下与足量 18 molL1 H2SO4溶液反应，最多可放出 0.6 mol H2B常温下与足量 2 molL1 HNO3溶液反应，最少可放出 0.45 mol H2C常温下与足量 2 molL1 H2SO4溶液反应，放出 H2的物质的量在 0.450.6 mol之间D常温下与足量 2 molL1 NaOH 溶液反应，放出 H2的

11、物质的量在 0.450.6 mol之间解析：选 C A、B 中的浓硫酸、硝酸均为氧化性酸，不能与镁铝合金中的镁铝反应产生氢气，A、B 项错误；NaOH 溶液只能与铝反应生成氢气，氢气的物质的量小于 0.45 mol，D 项错误；若 10.8 g 全为镁，与稀硫酸反应放出 H2：10.8 g24 gmol10.45 mol，若 10.8 g 全为铝，与稀硫酸反应放出 H2：10.8 g27 gmol11.50.6 mol，即放出氢气量的范围为 0.450.6 mol。4铝矾石(主要成分是 Al2O3，还含有少量杂质 SiO2、Fe2O3)是工业上用于炼铝的主要矿物之一，由铝矾石制取金属铝的工艺流

12、程图如下：请回答下列有关问题：(1)下列有关铝矾石以及用铝矾石炼铝的说法中，不正确的是_。A铝矾石中只含有金属氧化物B铝矾石与河沙含有相同的成分C铝矾石炼铝需要消耗电能D铝矾石炼铝的过程中不涉及置换反应(2)原料 A 的名称是_，步骤用到的主要玻璃仪器有_。(3)滤液中要加入稍过量的原料 B，原料 B 的化学式是_，步骤反应的离子方程式为_。(4)在步骤中_(填“能”或“不能”)用盐酸代替 CO2，原因是_。解析：(1)铝矾石中含有的 SiO2是非金属氧化物，A 项错误；河沙的主要成分为SiO2，B 项正确；电解法炼铝，必须消耗电能，C 项正确；铝矾石炼铝的过程中涉及复分解反应、分解反应等，不

13、涉及置换反应，D 项正确。(2)原料 A 溶解矿石，可利用强酸，分离出不溶物 SiO2，步骤为过滤操作，使用的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、漏斗等。6(3)步骤中可加入强碱，沉淀出 Fe3，使 Al3转化为 Al(OH)留在溶液里，通入 4CO2发生反应：CO2Al(OH)=Al(OH)3HCO；过滤得 Al(OH)3沉淀，加热生成氧化 4 3铝，电解熔融的氧化铝得到铝。(4)Al(OH)3能溶于盐酸，所以不能用盐酸代替 CO2气体。答案：(1)A(2)盐酸(或硫酸) 烧杯、玻璃棒、漏斗(3)NaOH HOH=H2O、Fe33OH=Fe(OH)3、Al34OH=Al(OH) 4(4)不能 因为过量

14、的盐酸会将 NaAl(OH)4转化成 AlCl3而得不到 Al(OH)3沉淀拓展实验铝热反应1实验操作(1)将两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状，套在一起，使四周都有四层。把内层漏斗取出，在底部剪一个孔，用水润湿，再跟另一纸漏斗套在一起，架在铁圈上(如图)，下面放置盛沙的蒸发皿。把 5 g 炒干的氧化铁粉末和 2 g 铝粉混合均匀，放在纸漏斗中，上面加少量氯酸钾并在混合物中间插一根镁条，用小木条点燃镁条，观察发生的现象。(2)通过实验看到，镁条剧烈燃烧，放出一定的热量，使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应。反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒。同时还可以看到，纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙

15、中。待熔融物冷却后，除去外层熔渣，仔细观察，可以发现落下的是铁珠。这个反应叫做铝热反应，反应生成 Al2O3和 Fe。2相关问题粉末状试样 A 是由等物质的量的 MgO 和 Fe2O3组成的混合物。进行如下实验：取适量 A 进行铝热反应，产物中有单质 B 生成；另取 20 g A 全部溶于 0.15 L 6.0 molL1盐酸中，得溶液 C；将中得到的单质 B 和溶液 C 反应，放出 1.12 L(标况)气体，同时生成溶液 D，还残留有固体物质 B；用 KSCN 溶液检验时，溶液 D 不变色。请填空：(1)中引发铝热反应的实验操作是_，产物中的单质 B 是_。(2)中所发生的各反应的化学方程式

16、是_。(3)中所发生的各反应的离子方程式是_。(4)若溶液 D 的体积仍视为 0.15 L，则该溶液中c(Mg2)为_，c(Fe2)为7_。解析：由铝热反应原理推知中 B 为单质铁；由中放出 1.12 L(标况)气体，固体 B有剩余及用 KSCN 溶液检验时，溶液 D 不变色，推知中盐酸过量；中的反应为一部分铁与盐酸反应，一部分铁与氯化铁反应，反应后溶液中的溶质为氯化镁和氯化亚铁。利用题目给出的数据容易求出c(Mg2)，再根据 Cl求出c(Fe2)。在 20 g A 中，n(MgO)n(Fe2O3)20/(40160)0.1(mol)。01 mol Fe2O3发生铝热反应时可以生成 0.2 m

17、ol Fe(铁元素守恒)。在中，n(HCl)0.156.00.9(mol)，发生以下两个反应共消耗 0.8 mol HCl。Fe2O3 6HCl = 2FeCl3 3H2O 01 mol 0.6 mol 0.2 molMgO 2HCl = MgCl2 H2O01 mol 0.2 mol 0.1 mol发生以上两个反应后剩余的 HCl 为 0.9 mol 0.8 mol0.1 mol，即 C 溶液中含有0.2 mol FeCl3、0.1 mol MgCl2和 0.1 mol HCl。在中，将 0.2 mol Fe 加到 C 溶液后，会发生两个反应，因为氧化性 Fe3H，所以加入的单质铁首先与 F

18、e3发生归中反应Fe2Fe3=3Fe2，然后再与 HCl 发生置换反应 Fe2H=Fe2H2。2Fe3 Fe = 3Fe2(先)02 mol 0.1 mol 0.3 mol2H Fe = Fe2 H2(后)01 mol 0.05 mol 0.05 mol 0.05 mol充分反应后最后还剩余 0.05 mol Fe 粉。c(Mg2)0.1 mol/0.15 L0.67 molL1，c(Fe2)(0.3 mol0.05 mol)/0.15 L2.3 molL1。答案：(1)加少量 KClO3，插上 Mg 条并将其点燃 Fe(2)Fe2O36HCl=2FeCl33H2O、MgO2HCl=MgCl2

19、H2O(3)Fe2H=Fe2H2、Fe2Fe3=3Fe2(4)0.67 molL1 2.3 molL11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B铝不能与氯气反应C铝既能溶于酸，又能溶于碱课后检测与提能课后检测与提能8D氧化铝只能与酸反应，不能与碱反应解析：选 C 铝在常温下迅速被氧气氧化，形成一层致密的氧化膜，保护 Al 不再被氧化。在点燃或高温条件下铝能与氯气反应；氧化铝是两性氧化物，与酸、碱均能反应。2人的胃液是一种强酸性液体，pH 在 0.91.5 之间，氢氧化铝是一种治疗胃酸过多的胃药的主要成分。目前这种胃药已不常用，原因主要是( )A长期摄入铝元素不利

20、于人体健康B它不能中和胃液C它不易溶于胃液D它的疗效太差解析：选 A 铝元素在人体内积累过多会造成老年痴呆症。3将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是( )A稀硝酸 B稀盐酸C硝酸铜 D氢氧化钠解析：选 C 铝条完全钝化以后，表面覆盖了一层氧化铝薄膜。氧化铝是两性氧化物，既能与稀 HNO3、稀盐酸反应，也能与 NaOH 溶液反应，但不能跟 Cu(NO3)2溶液反应。4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 HCl 和 NaOH 的物质的量之比为( )A11 B21C31 D13解析：选 C 根据铝与 HCl 以及铝与

21、NaOH 反应的化学方程式2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2计算，可知，产生相同量的 H2，消耗 HCl 和 NaOH 的物质的量之比为 31。5铝是当今广泛应用的一种金属材料。下列关于铝的叙述，不正确的是( )A铝是地壳中含量最多的金属元素B在常温下，铝不能与 NaOH 溶液反应C铝是一种比较活泼的金属D在化学反应中，铝容易失去电子，是还原剂解析：选 B 地壳中含量最多的金属元素是铝，A 项正确；铝在常温下能与 NaOH 溶液剧烈反应，B 项错误；铝在金属活动性顺序表位置靠前，是比较活泼的金属，C 项正确；铝比较活泼，在铝参加的各反应中铝

22、一般作还原剂，D 项正确。6对比和类推是研究物质性质的常用方法。已知镁和铝都是较活泼的金属，下列描述正确的是( )A高温下，镁和铝在空气中都有抗腐蚀性B镁和铝都能跟稀盐酸、稀硫酸和强碱反应9C镁在点燃条件下可以跟二氧化碳反应，铝在一定条件下可以跟氧化铁发生氧化还原反应D铝遇冷的浓硝酸“钝化” ，镁遇冷的浓硝酸也发生“钝化”解析：选 C 镁在高温下容易燃烧，A 项错误；镁不能与强碱反应，B 项错误；铝、铁遇冷的浓硫酸、浓硝酸发生“钝化”现象，镁遇冷的浓硫酸、浓硝酸不会发生“钝化”现象，D 项错误。7Al、Fe、Cu 都是重要的金属元素。下列说法正确的是( )A三者对应的氧化物均为碱性氧化物B三者

23、的单质放置在空气中只生成氧化物C制备 AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法D电解 AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液是阴极上依次析出 Cu、Fe、Al解析：选 C A 项，Fe、Cu 对应的氧化物都是碱性氧化物，而 Al 对应的氧化物 Al2O3属于两性氧化物，错误；B 项，Al、Fe 放置在空气中生成氧化物 Al2O3、Fe2O3，而 Cu 放置在空气中会生成 Cu2(OH)2CO3(铜绿)，错误；C 项，若蒸干 AlCl3、FeCl3、CuCl2溶液会由于盐水解生成氢氧化物和 HCl 而失败，正确；D 项，电解 AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合

24、溶液时，阴极上离子的放电顺序为 Fe3Cu2H，析出的物质只有 Cu 和 H2(Fe3生成 Fe2)，错误。8锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物既能溶于强酸，又能溶于强碱，但是氢氧化铝不溶于氨水，而氢氧化锌能溶于氨水，生成Zn(NH3)42。回答下列问题：(1)单质铝溶于氢氧化钠溶液后，溶液中铝元素的存在形式为_(用化学式表示)。(2)写出锌和氢氧化钠溶液反应的化学方程式_。(3)下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法即可鉴别的是_(填序号)。硫酸铝和氢氧化钠；硫酸铝和氨水；硫酸锌和氢氧化钠；硫酸锌和氨水。(4)写出可溶性铝盐与氨水反应的离子方程式_。试解释在实验室不适宜用可溶性锌盐与氨水反应

25、制备氢氧化锌的原因_。解析：碱性溶液中铝元素的存在形式为 Al(OH)；利用 Al 与强碱反应，可推导出 4Zn2NaOH2H2O=Na2Zn(OH)4H2；利用 Al(OH)3和 Zn(OH)2性质差异性，可判断滴加顺序不同，现象也不同；而中不论怎样滴加现象只有一个，即产生白色沉淀；(4)中离子方程式为 Al33NH3H2O=Al(OH)33NH。因 Zn(OH)2能溶于过量氨水， 4不易控制氨水的量，故不适宜在实验室用可溶性锌盐与氨水反应制取 Zn(OH)2。答案：(1)Al(OH) 410(2)Zn2NaOH2H2O=Na2Zn(OH)4H2(3)(4)Al33NH3H2O=Al(OH)

26、33NH 4可溶性锌盐与氨水反应产生的 Zn(OH)2可溶于过量的氨水中并生成Zn(NH3)42，且氨水的用量不易控制9某混合物 A，含有 KAl(SO4)2、Al2O3和 Fe2O3，在一定条件下可实现下图所示的物质之间的变化：据此判断(1)固体 B 所含物质的化学式为_。(2)固体 E 所含物质的化学式为_。(3)反应的离子方程式为_。解析：根据框图，结合铝及其化合物的相互转化关系分析判断即可。答案：(1)Al2O3 (2)(NH4)2SO4、K2SO4(3)CO2Al(OH)=Al(OH)3HCO 4 310(1)人的胃液呈酸性，其中主要是盐酸，胃酸过多会使身体不适形成疾病，常用胃舒平来

27、治疗，胃舒平主要成分为 Al(OH)3，试写出服用胃舒平后，胃中发生的反应：_。沿海渔民也用墨鱼骨(主要成分是 CaCO3)治疗胃酸过多，反应的离子方程式为_。(2)在铝制易拉罐中收集满 CO2气体，然后向其中倒入 10 mL 浓 NaOH 溶液，并迅速用胶带将易拉罐口封住。过一段时间后，罐壁内凹而瘪。再过一段时间后，瘪了的罐壁重新鼓起来(假设易拉罐不会被腐蚀烂)。解释下列变化的实验现象，写出有关化学方程式。罐壁内凹而瘪的原因是_，反应的化学方程式是_。罐重新鼓起的原因是_，化学方程式是_。(3)铝在人体内积累可使人慢性中毒，1989 年世界卫生组织正式将铝定为“食品污染源之一”而加以控制。1

28、1铝在下列使用场合须加以控制的是_。糖果和食品内包装 电线电缆 牙膏皮 氢氧化铝胶囊(胃舒平，作内服药) 用明矾净水 用明矾和小苏打混合物作食品膨化剂 制造炊具和餐具 制防锈漆解析：(1)Al(OH)3和 CaCO3都能与胃酸中的盐酸反应，达到治疗胃酸过多的目的。(2)易拉罐的“凹”与“鼓”是因为罐内压强与外界大气压的压力差的变化而引起的。因罐内气体的消耗，罐内气压要减小；因罐内有气体生成，罐内气压要增大。(3)强调“病从口入”，与饮食有关的问题才需要作为污染源加以控制。答案：(1)Al(OH)33HCl=AlCl33H2OCaCO32H=Ca2CO2H2O(2)NaOH 溶液消耗了罐内的 CO2，使罐内气压小于大气压 CO22NaOH=Na2CO3H2O 铝与 NaOH 溶液反应生成了气体 H2，使罐内的气压又大于大气压 2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2(3)