【化学】铝及其化合物的转化及图像教学课件 高一化学同步备课系列（人教版2019必修第一册）.pptx

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1、 人教版2019 高一第二节第二节 金属材料金属材料 专题：专题：铝及其化合物的转化及图像铝及其化合物的转化及图像第三章 铁 金属材料CONTENTS目录铝及其化合物的性质及转化铝及其化合物的性质及转化01铝及其化合物的图像分析铝及其化合物的图像分析02学习目标 1.通过讨论交流、问题探究，进一步巩固铝、氧化铝、氢氧化铝及铝盐分别与酸、碱反应的规律，掌握氢氧化铝的制备方法、铝及其化合物的主要性质及其应用。2.通过归纳总结、对比分析，加深对铝的重要化合物性质及应用的理解，构建铝三角转化模型，进一步巩固物质的量在化学方程式计算中的应用。3.通过对铝及其化合物性质的深度探究，了解铝的重要化合物在生产

2、、生活中的重要应用。掌握铝及其化合物有关图像的特点及应用，增强学好化学、服务社会的责任感和使命感。新课导入新课导入 19世纪，法国王宫一次宴会上，法国皇帝拿破仑三世独自用一种比金、银轻得多的金属制成的刀叉，而其他人都用黄金或白银制的餐具，以体现其王者的风范。其实拿破仑的刀叉就是用金属就是铝属制成的。由于当时冶炼铝很难，铝十分珍贵，据说泰国当时的国王曾用过铝制的表链；1855年巴黎万国博览会上，展出了一小块铝，标签上写到：“来自黏土的白银”，并将它放在最珍贵的珠宝旁边；直到1889年伦敦化 学会还把铝合金制的花瓶和杯子作为贵重的礼物送 给门捷列夫。随着科学技术的发展，铝的冶炼变得 很简单，现在铝

3、和铝制品在生活中，可以说无处不在。PART 01铝及其化合物的性质及转化铝及其化合物的性质及转化0 01 1铝及其化合物的性质及转化活动一、铝、氧化铝及氢氧化铝的主要性质及应用活动一、铝、氧化铝及氢氧化铝的主要性质及应用任务一任务一、结合金属单质的通性，思考金属铝有哪些主要化学性质?完成表格内容。性质现象原理与非金属单质（O2)反应与沸水反应常温下，铝在空气中稳定存在，抗腐蚀能力强（做炊具）。灼烧Al熔化成铝滴却不滴落。Al的表面生成一层致密的氧化膜Al2O3，4Al+3O2=2Al2O3(抗腐蚀性)4Al+3O2 2Al2O3(白色粉末)Al2O3熔点较高。铝表面有一层致密氧化铝薄膜阻止铝与

4、沸水的反应无明显现象0 01 1性质现象原理与H+反应（酸的氧化性）与氧化性酸（浓H2SO4、浓HNO3）反应与金属氧化物铝及其化合物的性质及转化常温Al和Fe遇到浓HNO3、浓H2SO4纯化而不能继续反应，加热钝化现象被破坏：2Al+6H2SO4 Al2(SO4)3+3SO2+6H2OAl+6HNO3 Al(NO3)3+3NO2+3H2O铝热反应，2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe现象：放出大量热，生成金属单质Fe等常温无明显现象，加热溶解，生成有刺激性气味的气体（常温铝铁制成铝铁槽车来运输浓HNO3和浓H2SO4）铝溶解，产生气泡2Al+6H+=2Al3+3H2剧烈反应，放出大量的热（

5、焊接钢轨和冶炼稀有金属）0 01 1物理性质 化学性质（两性氧化物）铝及其化合物的性质及转化任务二、任务二、请归纳总结氧化铝有哪些重要的物理性质及用途？制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器。可以制作各种宝石。工业炼铝：2Al2O3（熔融）4Al+3O2与盐酸反应：Al2O36HCl=2AlCl33H2O，Al2O36H=2Al33H2O。与NaOH溶液反应：Al2O32NaOH+3H2O=2NaAl(OH)4Al2O33H2O+2OH=2Al(OH)4-白色固体，难溶于水，熔沸点高、硬度大（刚玉的主要成分是Al2O3，把含少量铬元素的刚玉称为红宝石；含少量的铁和钛元素的刚玉称为蓝宝石；含少量

6、的铬元素的刚玉称为绿宝石）0 01 1铝及其化合物的性质及转化 氧化铝的天然存在形式氧化铝的天然存在形式【铝土矿】【铝土矿】由氧化铝的水合物和少量的氧化铁和二氧化硅杂质组成【刚玉】【刚玉】氧化铝的天然晶体，硬度大仅次于金刚石、金刚砂。含少量铬元素红宝石；含少量的铁和钛元素蓝宝石；含少量的铬元素绿宝石0 01 1铝及其化合物的性质及转化 【注意】科学研究发现，老年性痴呆症与铝有密切关系。同时还发现，铝对人体的脑、心、肝、肾功能都有损害。因此，世界卫生组织于1989年正式将铝确定为食品污染物而加以控制。提出成年人每天允许铝摄入量为36 mg。如经常吃油条等油炸食品，喝铝罐装饮料等，或是经常食用铝制

7、炊具炒出的饭菜，都会使人的摄铝量增加，从而影响脑细胞功能，导致记忆力下降，思维能力迟钝。老年痴呆阿莫兹海默病老年痴呆阿莫兹海默病老年痴呆阿莫兹海默病老年痴呆阿莫兹海默病0 01 1对应训练【典例1】下列关于金属铝的叙述中，说法不正确的是()A.铝的化学性质很活泼，但在空气中不易锈蚀 B.铝是比较活泼的金属，在化学反应中容易失去电子，表现出还原 性 C.铝箔在空气中受热可以熔化，且发生剧烈燃烧 D.铝箔在空气中受热可以熔化，但由于氧化膜的存在，熔化的铝并 不滴落C【解析】尽管铝的化学性质很活泼，但在空气中易与氧气反应，生成一层稳定的致密氧化膜，故不易被锈蚀，A项正确；B项正确；铝箔在空气中受热可

8、以熔化，但形成的氧化膜使得铝与氧气不再反应，因而也就不会燃烧，C项错；D项正确。四金属与氯气、硫的反应。0 01 1对应训练【典例2】用氧化铝为原料来制取氢氧化铝的最好的方法是（）A将氧化铝粉末溶于水 B将氧化铝粉末溶于盐酸，再滴加氢氧化钠溶液 C将氧化铝粉末溶于盐酸中，再滴加氨水 D将氧化铝粉末溶于氢氧化铝溶液中，再滴加盐酸 滴落C【解析】A氧化铝粉末和水不反应，故A错误；B过量的NaOH可能会导致Al(OH)3溶解，故B错误；C氨水不能溶解Al(OH)3但能和AlCl3得到Al(OH)3沉淀，故C正确；D过量的HCl可能会导致Al(OH)3溶解，故D错误；故选C。0 01 1铝及其化合物的

9、性质及转化活动二、铝盐的性质及应用、氢氧化铝的制备活动二、铝盐的性质及应用、氢氧化铝的制备任务一、任务一、观察明矾样品，观察实验现象，思考明矾具有哪些性质及用途？化学式物理性质化学性质用途KAl(SO4)212H2O无色晶体，可溶于水与氨水反应：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4+（过量氨水沉淀不溶解）与强加反应：Al33OH-（不足）=Al(OH)3、Al34OH-（过量）=Al(OH)4-净水:KAl(SO4)2=KAl32SO42-，其中Al3与反应，产生Al(OH)3(胶体)，能吸附水中悬浮物形成沉淀，使水澄清。0 01 1铝及其化合物的性质及转化任务二、任务二、讨论交流：氢

10、氧化铝具有哪些重要的性质？根据氢氧化铝的性质如何制备氢氧化铝？完成表格内容。物理性质化学性质（两性氢氧化物）与酸反应与碱反应不稳定性白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性Al(OH)33HClAlCl33H2OAl(OH)33HAl33H2OAl(OH)3NaOHNaAl(OH)4Al(OH)3OH=Al(OH)4-2Al(OH)3 Al2O33H2O0 01 1铝及其化合物的性质及转化制备铝盐与足量氨水偏铝酸盐与足量CO2铝盐与偏铝酸盐反应用途Al33NH3H2OAl(OH)33NH4+Al(OH)4-CO2Al(OH)3HCO3Al33Al(OH)4-=4Al(OH)3氢氧化铝胶体有较强的

11、吸附性，可用于净水；氢氧化铝碱性不强，可以用作胃酸中和剂0 01 1对应训练【典例1】探究氢氧化铝的两性，最适宜的试剂是()AAl、NaOH溶液、稀盐酸 BAl2O3、氨水、稀盐酸 CAl2(SO4)3溶液、NaOH溶液、稀盐酸 DAlCl3溶液、氨水、稀盐酸C【解析】可溶性的铝盐Al2(SO4)3溶液与少量NaOH溶液反应生成氢氧化铝沉淀，继续加过量的氢氧化钠，氢氧化铝沉淀会溶解，氢氧化铝沉淀中加盐酸也会溶解。0 01 1对应训练【典例2】下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是()A铝的金属活泼性强，可用于制作铝金属制品 B氧化铝熔点高，可用作电解冶炼铝的原料 C氢氧化铝受热分解，可用于中

12、和过多的胃酸 D明矾溶于水并水解形成胶体，可用于净水D【解析】铝的金属活泼性强与可用于制作铝金属制品无对应关系，A项错误；氧化铝熔点高，可用作耐高温材料；铝是活泼金属，用电解法冶炼，选择氧化铝作原料，是因为氧化铝是离子化合物，B项错误；氢氧化铝具有弱碱性，可以中和过多的胃酸，C项错误；明矾的化学式为KAl(SO4)212H2O，Al3发生水解生成Al(OH)3胶体，可以吸附水中悬浮的颗粒物，从而起到净水的作用，D项正确。PART 02铝及其化合物的图像分析铝及其化合物的图像分析0 02 2铝及其化合物的图像分析活动一、铝及其化合物的转化关系活动一、铝及其化合物的转化关系任务一、任务一、结合铝及

13、其化合物的性质，请自主构建Al3+、Al(OH)3、Al(OH)4-的转化模型，写出相应化学方程式，并与大家交流分享。【三角转化关系图】Al(OH)3溶于强酸溶液：Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O。【有关方程式】可溶性铝盐与过量的强碱反应：Al3+4OH(过量)=Al(OH)4-0 02 2铝及其化合物的图像分析可溶性铝盐与氨水反应：Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NH4+可溶性铝盐与四羟基铝酸钠溶液反应：Al33Al(OH)4-=4Al(OH)3可溶性铝盐与少量NaOH溶液反应：Al3+3OH(少量)=Al(OH)3。偏铝酸盐溶液与足量的盐酸反应：Al(OH)4-+4H+=

14、Al3+4H2O。偏铝酸盐溶液中加入少量盐酸：Al(OH)4-+H+(少量)=Al(OH)3+H2O 偏铝酸盐溶液中通入CO2：Al(OH)4-+CO2(过量)=Al(OH)3+HCO3-Al(OH)3溶于强碱溶液：Al(OH)3+OH=Al(OH)4-0 02 2铝及其化合物的图像分析任务二、任务二、讨论交流：铝及其化合物的转化关系有哪些应用？制取Al(OH)3：Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NH4+Al(OH)4-+CO2=Al(OH)3+HCO3-（利用Al(OH)3不能溶于碳酸的性质）判断离子共存问题：Al3+与OH等离子不能大量共存；Al(OH)4-与H+、HCO3-等离

15、子不能大量共存。鉴别(利用滴加试剂顺序不同，现象不同)：向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解；向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。分离提纯：利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的混合物；利用Al2O3能与强碱溶液反应，分离Al2O3与其他金属氧化物；利用Al(OH)3能与强碱溶液反应，分离Al3+与其他金属阳离子。0 02 2对应训练【典例1】下列各种物质既能与强酸反应又能与强碱反应的是（）Al AlCl3 NaCl Al(OH)3 Al2O3 NaHCO3 A B C DD【解析】Al既能与强酸反应产生铝盐和氢气，也

16、能够与强碱反应产生偏铝酸盐和氢气，符合题意；AlCl3只能与强碱反应产生偏铝酸盐，但不能与强酸反应，不符合题意；NaCl是强酸强碱盐，与强酸、强碱都不反应，不符合题意；Al(OH)3既能够与强酸反应产生铝盐和水，也能够与强碱反应产生偏铝酸盐和水，符合题意；Al2O3既能够与强酸反应产生铝盐和水，也能够与强碱反应产生偏铝酸盐和水，符合题意；NaHCO3既能与强酸反应产生强酸的盐和CO2气体，也能够与强碱反应产生碳酸的正盐和水，符合题意；综上选D。0 02 2对应训练【典例1】下列离子方程式书写错误的是()A铝粉投入到NaOH溶液中：2Al2OH4H2O=2Al(OH)4H2 BAl(OH)3溶于

17、NaOH溶液中：Al(OH)3OH=Al(OH)4 CNaAl(OH)4溶液中通入少量的CO2：2Al(OH)4CO2=2Al(OH)3CO32-H2O DAl2O3粉末溶于NaOH溶液中：Al2O32OH3H2O=2Al(OH)4A【解析】A项应为2Al2OH6H2O=2Al(OH)43H2。0 02 2铝及其化合物的图像分析活动二、铝及其化合物的图像及原理活动二、铝及其化合物的图像及原理任务一、任务一、分析可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像有何特点和规律？完成表格内容。操作可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量现象图像 离子方程式AB：BD

18、：AB：BC：立即产生白色沉淀渐多最多渐少消失无沉淀(有但即溶)出现沉淀渐多最多沉淀不消失Al33OH=Al(OH)3Al(OH)3OH=Al(OH)4-Al34OH=Al(OH)4-Al33Al(OH)4-=4Al(OH)30 02 2铝及其化合物的图像分析任务二、任务二、分析偏铝酸盐（四羟基铝酸盐）溶液与盐酸反应的图像的特点和规律，完成表格内容。操作 偏铝酸盐溶液中逐滴加稀盐酸至过量稀盐酸中逐滴加偏铝酸盐溶液至过量现象图像 离子方程式AB：BD：AB：BC：立即产生白色沉淀渐多最多渐少消失无沉淀出现沉淀渐多最多沉淀不消失Al(OH)4-H=Al(OH)3H2OAl(OH)33H=Al33H

19、2OAl33Al(OH)4-=4Al(OH)34HAl(OH)4-=Al34H2O0 02 2铝及其化合物的图像分析任务三、任务三、分析可溶性铝盐溶液与弱碱(氨水)溶液反应的图像、偏铝酸盐溶液与弱酸(CO2)反应的图像有何特点何规律，完成表格内容。操作向AlCl3溶液中逐滴滴入氨水或NaAl(OH)4溶液至过量向NaAl(OH)4溶液中通入CO2至过量现象图像 离子方程式立即产生白色沉淀渐多最多沉淀不消失立即产生白色沉淀渐多最多沉淀不消失Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4+Al33Al(OH)4-=4Al(OH)3Al(OH)4-CO2=Al(OH)3HCO3-0 02 2铝及其化合

20、物的图像分析任务四、任务四、分析向含MgCl2、AlCl3、盐酸、NH4Cl的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液至过量的图像有何特点何规律，填写表格内容。现象图像 离子方程式OA：AB：BC：CD：开始无沉淀产生，后产生沉淀并逐渐增多，沉淀不变，最后沉淀部分溶解。HOH=H2OAl33OH=Al(OH)3，Mg22OH=Mg(OH)2NH4+OH=NH3H2O Al(OH)3OH=Al(OH)4-0 02 2对应训练【典例1】下列各组反应中最后仍产生沉淀的是（）ANaAl(OH)4溶液中加入过量盐酸 BKAl(SO4)2溶液中加入过量氨水 CAlCl3溶液中加入过量NaOH溶液 DNaOH溶液中

21、加入少量AlCl3溶液B【解析】ANaAl(OH)4溶液中加入过量盐酸，生成了AlCl3，A不符合题意；BKAl(SO4)2溶液中加入过量氨水，生成了Al(OH)3沉淀，B符合题意；CAlCl3溶液中加入过量NaOH溶液，生成了NaAl(OH)4，C不符合题意；DNaOH溶液中加入少量AlCl3溶液，溶液中NaOH过量，生成了NaAl(OH)4-，D不符合题意；故答案选B。0 02 2对应训练【典例2】如下六个图中，横坐标为某溶液中加入某物质的物质的 量，纵坐标为生成沉淀的物质的量，将图中的字母代号填入下表。溶液加入的物质字母代号饱和石灰水通过量CO2AlCl3溶液通过量NH3MgCl2、Al

22、Cl3混合溶液逐滴加NaOH溶液至过量AlCl3溶液逐滴加NaOH溶液至过量含少量HCl的AlCl3溶液逐滴加NaOH溶液至过量BCAEF0 02 2对应训练【解析】发生如下反应：Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O，CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2，故其沉淀生成与消失时消耗的CO2的物质的量是相同的，其图象应为B。AlCl3溶液中通入NH3只发生反应：3H2O+AlCl3+3NH3=3NH4Cl+Al(OH)3，生成的Al(OH)3不能溶于弱碱溶液中，其对应图象应为C。发生如下反应：MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2+2NaCl，AlCl3+3NaOH=Al(OH)3

23、+3NaCl，故先生成沉淀，当NaOH过量时又发生如下反应而部分溶解：Al(OH)3+NaOH=NaAl(OH)4，因Mg(OH)2与碱不反应，故沉淀不能完全消失，因此其对应图象为A。发生如下反应：AlCl3+3NaOH=Al(OH)3+3NaCl，Al(OH)3+NaOH=NaAl(OH)4。其反应现象为先生成白色沉淀，再逐渐溶解且前后消耗NaOH的物质的量之比为31，故其对应图象为E。发生的反应有：HCl+NaOH=NaCl+H2O，AlCl3+3NaOH=3NaCl+Al(OH)3，Al(OH)3+NaOH=NaAl(OH)4。此时优先发生的是酸碱中和反应，故开始时应无沉淀产生，后续反应

24、与上述中相同，故其图象应为F。课堂练习课堂练习1下列关于铝及其化合物的说法正确的是（）A铝制品在生活中被广泛使用，说明铝是一种不活泼的金属 B氧化铝的熔点很高，是一种较好的耐火材料 CAl(OH)3碱性很强，故可用于治疗胃酸过多 D铝是地壳中含量最多的元素B【解析】A铝易被氧化生成氧化铝，在铝表面形成一层致密的氧化铝膜，可保护铝进一步被腐蚀，所以铝制品在生活中被广泛使用，并不是铝不活泼，A错误；B氧化铝的熔点很高，很难熔化，是一种较好的耐火材料，B正确；CAl(OH)3碱性很弱，能和胃酸反应，同时由于碱性弱、无毒，所以常用于治疗胃酸过多，C错误；D铝是地壳中含量最多的金属元素，地壳中含量最多的

25、元素为O元素，D错误；综上所述答案为B。课堂练习课堂练习2用含有少量镁的铝片制取纯净的氢氧化铝，下述操作步骤中最恰当的组合是()加盐酸溶解加过量烧碱溶液溶解过滤 通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀加入盐酸生成Al(OH)3沉淀加入过量烧碱溶液生成Al(OH)3沉淀A B C DC【解析】利用铝既能与酸反应，又能与碱反应的特点，先加入过量烧碱溶液溶解，过滤除去镁，氢氧化铝不与弱酸反应，所以通入过量CO2可以得到Al(OH)3沉淀，过滤即可得到氢氧化铝沉淀。课堂练习课堂练习3下列离子方程式书写正确的是（）A向硝酸铝溶液中通入过量氨气：4NH3+Al3+4H2O=Al(OH)4-+4NH4+B将铝

26、片打磨后置于NaOH溶液中：2Al+2H2O+2OH-=2Al(OH)4-+H2C向明矾溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液：Al3+2SO42-+2Ba2+4OH-=2BaSO4+Al(OH)4-D向NaAl(OH)4溶液中通入足量CO2：2Al(OH)4-+CO2=2Al(OH)3+H2O+CO32-C课堂练习课堂练习【解析】A硝酸铝与过量氨气、水反应生成氢氧化铝沉淀和硝酸铵，离子方程式是3NH3+3H2OAl3=Al(OH)33NH4+，故A错误；B将铝片打磨后置于NaOH溶液中，Al和NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气：2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)4-+3H2，故B错误；C

27、向明矾溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液，Al3和SO42-按1:2参与反应，生成硫酸钡沉淀和偏铝酸钠和水，离子方程式是Al32SO42-2Ba24OH=2BaSO4Al(OH)4-，故C正确；D向NaAl(OH)4溶液中通入足量CO2生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，反应离子方程式是Al(OH)4-CO2=Al(OH)3HCO3-，故D错误；故选C。课堂练习课堂练习4若下列图像中横轴代表所加溶液体积，纵坐标代表生成沉淀质量，则各项描述中与图像能对应的是（）A图可能是MgCl2、AlCl3溶液逐滴加氨水至过量B图可能是AlCl3溶液逐滴加NaOH溶液至过量C图可能是NaAl(OH)4溶液滴加稀盐酸至

28、过量D图可能是含一定量HCl的AlCl3溶液逐滴加氨水至过量D课堂练习课堂练习【解析】AMgCl2、溶液中滴加氨水至过量，应生成沉淀氢氧化镁、氢氧化铝，由于氢氧化铝不溶于弱碱，所以沉淀完全后不再变化，A错误；B向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量，先生成氢氧化铝沉淀，氢氧化钠过量后沉淀溶解生成偏铝酸钠，发生的反应为：Al33OHAl(OH)3、Al(OH)3OHAl(OH)4，两过程中氢氧化钠的用量为3：1，与图象不符合，B错误；C向NaAl(OH)4溶液中滴加稀盐酸至过量且边滴边振荡，开始会生成沉淀，当偏铝酸钠完全沉淀后继续滴入盐酸，沉淀会溶解，发生的反应为：Al(OH)4H=Al(OH)3、Al(OH)33H=Al33H2O，两过程消耗盐酸量为1：3，与图象不符合，C不正确；D向含一定量HCl的AlCl3溶液逐滴加氨水至过量，氨水首先与盐酸发生中和反应，然后沉淀铝离子，由于氨水不能溶解氢氧化铝，所以沉淀达到最大值以后，不再发生变化，D正确，答案选D。课堂总结课堂总结铝及其化合物的性质及转化铝及其化合物的图像分析可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应四羟基铝酸盐溶液与盐酸反应可溶性铝盐溶液与弱碱溶液反应含铝混合溶液与NaOH溶液