高中化学05铝及其化合物学生.docx
《高中化学05铝及其化合物学生.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学05铝及其化合物学生.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
高中化学05铝及其化合物学生
高二化学暑假班
教师
日期
学生
课程编号
课型
同步
课题
金属铝及其化合物
教学目标
1、了解铝的物理性质和结构。
2、熟练掌握铝的化学性质，了解金属铝与氢氧化钠反应的本质问题。
3、掌握氧化铝与氢氧化铝的两性。
教学重点
1、铝与碱溶液的反应。
2、氧化铝与氢氧化铝的两性。
3、金属铝与酸和碱反应产生氢气的量的问题。
教学安排
版块
时长
1
每识每课
5mins
2
新知精讲
60mins
3
课堂小憩
5mins
4
典例解析
40mins
5
师生总结
10mins
6
课后作业
30mins
传说在古罗马，一天，一个陌生人去拜见罗马皇帝泰比里厄斯（Tiberius），献上一只金属杯子，杯子象银子一样闪闪发光，但是分量很轻。
它是这个人从粘土中提炼出的新金属。
但这个皇帝表面上表示感谢，心里却害怕这种光彩夺目的新金属会使他的金银财宝贬值，就下令把这位发明家斩着。
从此，再也没有人动过提炼这种"危险金属"的念头，这种新金属就是现在大家非常熟悉的铝。
在19世纪以前，铝被认为是一种希罕的贵金属，价格比黄金还要贵。
当一个欧洲君主买了一件有铝钮扣的衣服时，他就瞧不起那些买不起这种奢侈品的其它君主。
而没有铝钮扣衣服的君主，又是多么渴望有朝一日自己也能穿上这种带铝钮扣的衣服。
在法国拿破仑三世统治时期，就曾经发生过现在看来很好笑的一件事情。
在一个国王举办的盛宴上，只有王室成员和贵族来宾才能荣幸地用铝匙和铝叉用餐。
当然，被伤了脸面的客人们是无论如何吃不好这顿盛餐的了。
此外，为了让其他国王对自己产生羡慕和妨忌，他花了大量资金让他的警卫部队的卫士穿上铝胸甲，因备有铝铠甲的确太昂贵了，其他国王无能为力。
俄罗斯作家车尔尼雪夫斯基（Chernyshevsky）曾在他的小说《怎么办》1863年中写到：
终有一天，铝将代替木材，甚至可能代替石头。
看，这一切是多么奢侈，到处都是铝。
1889年，当门捷列夫在伦敦时，为了表彰他的伟大勋业，他被赠予一件贵重奖品──用金和铝制作的天平。
其实，这些都不足为奇，因为铝的价值贵贱，完全取决于炼铝工业的水平。
随着铝产量的增加，铝价也就下降。
1854年，1公斤铝需1200卢布，而到了十九世纪末就降到１卢布。
显然，珠宝商人已经对铝完全失去了兴趣，但是，铝却立即吸引了整个工业界。
1818年，用铝合金造出了第一架飞机，从此以后，铝的命运就牢固地与飞机制造业联系在一起了。
铝被誉为"带翼的金属"。
一、金属铝的物理性质
铝为_______色金属，熔点为660.4℃，沸点为2467℃，密度为2.7g·cm-3，导电性仅次于银、铜和金，质地柔软。
地壳中含量最多的金属元素是_______，在地壳中以___________的形式存在。
【思考】请你根据铝的用途写出对应的铝的物理性质。
铝的物理性质→用途
___________________易加工成各种形状，包装装饰工艺
___________________制成合金，用在飞机航天器上
___________________铝锅、铝壶等加热器皿
___________________铝芯电线、电缆
二、金属铝的化学性质
铝是比较活泼的金属，在化学反应中较容易失去3个电子变成带3个单位正电荷的阳离子。
1．铝的氧化反应
（1）点燃的条件下，Al与O2反应。
课堂实验1：
把2cm×5cm铝箔的一端固定在粗铁丝上，另一端裹一根火柴。
点燃火柴，待火柴快燃尽时，立即把铝箔伸入盛有氧气的集气瓶中（集气瓶底部要放一些细沙），观察现象。
现象：
______________________________________________
方程式：
_______________________________________________
（2）常温下，铝被空气里的氧气氧化，在表面生成一层致密的氧化物薄膜，阻止内部的金属继续与氧气反应。
学生活动：
观看“毛刷实验”视频
课堂实验2：
用砂皮擦去铝条表面的氧化膜，把铝条插入硝酸汞溶液里。
稍后，取出铝条，用滤纸轻轻地把表面吸干，再把铝条放在干燥的滤纸上。
观察与分析：
_________________________________________________
结论：
______________________________________________________
【思考1】铝是活泼金属，为什么铝制品常用来作为各种材料、具有一定的防腐蚀能力？
2．铝与氯气的反应
课堂实验3：
取一条铝箔，下端用小孔系住一根火柴，然后用镊子夹住上端，引燃后，迅速伸入盛有氯气的集气瓶中。
实验现象：
_________________________________________________
化学方程式：
____________________________________________________
3．铝热反应
学生活动：
观看“铝热反应”视频
课堂实验4：
用两张圆形滤纸折成漏斗，把5g氧化铁粉末和2g铝粉混合均匀，放在纸漏斗中，在底部剪一个孔，用水润湿后，放在用硬纸做成的三角漏斗里，把漏斗架在铁圈上，下面放置一个盛砂的蒸发皿。
在纸漏斗中再加入少量氯酸钾，在混合物中间插上一根镁带，用小木条引火点燃镁带。
实验现象：
_________________________________________________
化学方程式：
____________________________________________________
【思考2】铝热反应中氯酸钾、镁条是什么作用？
注意：
（1）铝粉和氧化铁的混合物叫做_____________。
当加热反应时，反应中会放出大量的热，使混合物达到很高的温度，生成氧化铝与液态铁，这个反应叫做铝热反应。
（2）还有一些金属氧化物和氧化铁相似也能发生铝热反应，这些氧化物有_________________。
（3）工业上常利用铝热反应冶炼某些难熔的金属（如钒、铬、锰）。
4．铝与热水反应
反应方程式：
____________________________________________
【注意】Al（OH）3是白色胶状沉淀。
5．铝与酸反应
（1）与弱氧化性酸反应：
稀硫酸：
________________________________________
盐酸：
________________________________________
离子方程式：
________________________________________
（2）与强氧化性酸反应
①常温下，铝、铁遇浓硫酸、浓硝酸发生____________。
因此________（填“可以”或“不可以”）用铝制容器盛放和运输浓H2SO4、浓HNO3。
②加热时，铝与热浓硫酸、浓硝酸会发生反应。
【注意】钝化属于化学变化，铝与稀硝酸反应不产生H2。
6．铝与碱反应
课堂实验5：
用砂纸擦去铝条表面的物质，将铝条浸入6mol/L的氢氧化钠溶液中。
观察与现象：
_________________________________________________________
本质探讨：
铝与碱反应的本质：
①铝和溶液中的水反应：
_______________________________________
②生成的氢氧化铝和氢氧化钠反应：
_______________________________________
反应①不易进行的原因：
a._______________________________________
b._______________________________________
铝与氢氧化钠反应的化学方程式：
_______________________________________
可简写为：
_______________________________________
【注意】
（1）铝与NaOH溶液反应时，水作为__________参加反应。
（2）铝与碱的反应过程中，Al（OH）3起_________（填酸或碱）的作用。
（3）铝制品不能用来存放酸性和碱性的物质。
【思考3】请标出Al和NaOH反应时的电子转移方向和数目。
在该反应中，还原剂是______，氧化剂为______，还原剂与氧化剂的物质的量之比为_______。
三、氧化铝
1．物理性质
氧化铝是_______色固体，高熔点（2045℃），______溶于水，是__________氧化物，可用作______材料。
还可以制作各种宝石。
2．化学性质
（1）与酸反应（盐酸，稀硫酸，稀硝酸）
反应方程式：
______________________________________________
（2）与强碱反应（氢氧化钠溶液）
反应方程式：
______________________________________________
四、氢氧化铝
1．物理性质
氢氧化铝是几乎______溶于水的_______色胶状物质，能凝聚水中的悬浮物，又能吸附色素，因此可用于水的净化。
2．化学性质
（1）氢氧化铝的电离：
_____________________________________________
（2）与强酸反应（盐酸，硝酸，硫酸等）
反应方程式：
__________________________________________________
（3）与强碱反应（氢氧化钠溶液）
反应方程式：
__________________________________________________
（4）氢氧化铝受热分解：
反应方程式：
__________________________________________________
3．氢氧化铝的制备
（1）向铝盐溶液中加入氨水，离子方程式为：
______________________________________________________
（2）向偏铝酸盐溶液中通入少量CO2，离子方程式为：
______________________________________________________
（3）向偏铝酸盐溶液中通入足量CO2，离子方程式为：
______________________________________________________
【练一练】
1．下列物质中既能跟稀H2SO4反应，又能跟氢氧化钠溶液反应的是（）
①NaHCO3②Al2O3③Al（OH）3④Al
A．③④B．②③④C．①③④D．全部
2．把铝片投入下列溶液中，能发生化学反应但无气体发生的是（）
A．苛性钠溶液B．稀盐酸
C．硫酸铜溶液D．浓硝酸（冷）
3．铝粉和氧化铁配成铝热剂，分成两份：
一份在高温下恰好完全反应后，再与足量盐酸反应，一份直接放入烧碱溶液中反应；前后两中情况生成的气体质量比是（）
A．1：
1B．2：
3C．3:
2D．28:
9
五、明矾
明矾的化学式为：
______________，可做净水剂。
硫酸铝钾的电离方程式：
________________________________________
Al3＋容易水解，生成胶状的氢氧化铝Al（OH）3，氢氧化铝胶体的吸附能力很强，可以吸附水里悬浮的杂质，并形成沉淀，使水澄清。
其净水的原理涉及到的离子方程式表示为：
_________________________________________
红宝石
引用亚洲宝石协会（GIG）研究报告：
红宝石是指颜色呈红色、粉红色的刚玉，它是刚玉的一种，主要成分时氧化铝，红色来自铬（Cr3+）。
自然没有铬的宝石是蓝色的蓝宝石。
常见的红宝石内部有很多的裂纹，即所谓红宝石的“十红九裂”。
天然红宝石大多来自亚洲（缅甸、泰国和斯里兰卡）、非洲和澳大利亚，美国蒙大拿州和南卡罗莱那洲也有一点。
天然红宝石非常少见珍贵，但是人造并非太难，所以工业用红宝石都是人造的。
红宝石的英文名为Ruby，在圣经中红宝石是所有宝石中最珍贵的。
红宝石制热的红色使人总把它和热情、爱情联系在一起，被誉为“爱情之石”，象征着热情似火，爱情的美好、永恒与坚贞。
红宝石是七月的生辰石。
不同色泽的红宝石，来自不同的国度，却同样意味着一份吉祥。
红色永远是美的使者，红宝石更是将祝愿送予他人的最佳向导。
红宝石的红色之中，最具价值的是颜色最浓、被称为“鸽血红”的宝石。
这种几乎可称为深红色的鲜艳、强烈色彩，更把红宝石的真面目表露的一览无余。
遗憾的是大部分红宝石颜色都是呈淡红色，并且有粉红的感觉，因此带有鸽血色调的红宝石就更显得有价值。
由于红宝石弥漫着一股强烈的生气和浓艳的色彩，以
前的人们认为它是不死鸟的化身，对其产生了热烈的幻想。
（世界最大的红宝石：
卡门露西亚）
知识点1：
共存问题
【例1】向某溶液中投入铝片后有大量H2放出，则溶液中不可能大量存在的离子是（）
A．Cl-B．H+C．OH-D．HCO-3
变式1：
某无色透明溶液能与铝作用放出氢气，此溶液中一定能大量共存的离子组是（）
A．Cl-、SO42-、Na+、K+B．K+、ClO-、Na+、NO3-
C．HCO3-、Na+、NO3-、K+D．NO3-、Ba2+、Cl-、NH4+
变式2：
某无色透明溶液与金属铝反应放出氢气。
试判断下列离子：
Ba2+、Mg2+、Cu2+、H+、Ag+、SO42-、SO32-、HCO3-、OH-、NO3-中，何者能大量存在于此溶液中？
（1）当生成Al3+时，可能大量存在的离子有_____________________________。
（2）当生成AlO2-时，可能大量存在的离子有_____________________________。
【方法提炼】
往某无色溶液中加入金属铝能够产生氢气的，则该可溶液可以是酸溶液，也可以是碱溶液，不能忽略其中的任何一种情况。
知识点2：
铝与酸碱反应及相关计算
铝分别与盐酸、NaOH溶液反应的原理：
2Al＋6HCl→2AlCl3＋3H2↑2Al＋2NaOH＋2H2O→2NaAlO2＋3H2↑。
1．等量的铝与足量盐酸和足量氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为
＝________。
2．足量铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为
＝________。
3．一定量的铝分别与一定量的盐酸和NaOH溶液反应，若产生H2的体积比为____________________，则必定是：
铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；铝与NaOH溶液反应时，铝不足而NaOH溶液过量。
4．相同质量的镁铝合金分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应，哪种物质产生的H2多？
【例1】甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol/L盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得甲、乙两烧杯中产生的气体体积之比为1∶2，则加入铝粉的质量为
（）
A．5.4gB．3.6gC．2.7gD．1.6g
变式1：
等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为5∶6（相同条件下），则甲、乙两烧杯中的反应情况可能是（）
A．甲、乙中都是铝过量B．甲中铝过量、乙中碱过量
C．甲中酸过量，乙中铝过量D．甲中酸过量，乙中碱过量
变式2：
两份铝屑，第一份与过量的盐酸反应，第二份与过量的NaOH溶液反应，产生氢气的体积比为1：
2，则第一份与第二份铝屑的质量比为（）
A．1：
1B．1：
2C．1：
3D．1：
4
变式3：
将一定量的镁铝合金样品分成两等份，一份加入足量NaOH溶液中，充分反应后，收集到标准状况下气体6.72L；另一份加入到足量稀盐酸中，充分反应后，收集到标准状况下气体11.2L。
则原合金样品中镁的质量为（）
A．4.8gB．6gC．9.6gD．12g
知识点3：
毛刷实验
【例1】某同学为进一步探究铝在空气中的氧化反应，设计下述试验（如右下图）：
外管是中间留有空气的一支试管，连接一个U形管，管内有红色水柱。
内管是一支试管，管内放有除去氧化膜的铝片，该铝片还用硝酸汞溶液处理过，并用滤纸吸干。
该小试管连有一导管，导管内有红色水滴。
整个装置不漏气。
试回答：
（1）观察到现象：
①铝片：
_________________________________________。
②红色水滴___________（填“向左”或向右或不）移动。
③红色水柱将：
_____________________________________。
（2）解释原因：
①硝酸汞溶液处理铝片的作用_________________________________________。
②红色水滴出现的变化，表明：
______________________________________。
③红色水柱出现变化，表明：
____________________________________________。
变式1：
用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁（如下图），将试管浸入硝酸汞溶液中，片刻取出，然后置于空气中，不久铝箔表面生出“白毛”，红墨水柱右端上升，根据实验现象判断下列说法错误的是（）
A．实验中发生的反应都是氧化还原反应
B．铝是一种较活泼的金属
C．铝与氧气反应放出大量的热量
D．铝片上生成的白毛是氧化铝和氧化汞的混合物
变式2：
表面破损的铝制品，放久了破损处会有一层“白毛”产生，“白毛”既能溶于酸又能溶于碱溶液，写出形成“白毛”的化学方程式___________________________________。
【方法提炼】
毛刷实验反应的本质是金属铝与空气中的氧气反应生成氧化铝，最后毛刷的成分就是“氧化铝”。
1.1989年世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一，因此铝在下列各应用中应该加以控制的或加以改进的是（）
①制铝合金②制电线③制餐具④银色漆涂料⑤明矾净水⑥明矾与苏打制食品膨松剂⑦易拉罐⑧用氢氧化铝凝胶制胃舒平药品⑨包装糖果
A．③⑤⑧⑨B．⑥⑧⑨C．③⑤⑨D．③⑤⑥⑦⑧⑨
2.下列关于金属铝的叙述中，正确的是（）
A．铝可与盐酸反应不溶于氢氧化钠溶液B．铝跟硫不反应
C．铝跟冷的浓硝酸反应放出二氧化氮气体D．铝可作还原剂，用于金属的冶炼
3.下列各物质中，属于纯净物的是（）
A．铝热剂B．硬铝C．漂白粉D．液氯
4.下列物质中，常温下能用铝制容器贮存的是（）
A．稀硝酸B．浓硫酸C．浓硝酸D．硫酸铜溶液
5.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
6.相同质量的铝片分别跟足量的氢氧化钠溶液和盐酸反应，放出氢气的质量是（）
A．一样多B．跟氢氧化钠溶液反应放出的多
C．跟盐酸反应放出的多D．无法比较
7.等质量的两份铝分别跟足量的盐酸及氢氧化钠溶液反应，放出氢气的质量分别为mg与ng，则m与n的关系是（）
A．m=nB．m>nC．m8.2.7g铝粉分别与体积均为100mL、浓度均为2mol/L的①硫酸溶液、②烧碱溶液、③盐酸完全反应，放出氢气的体积（相同条件）是（）
A．①＝②＝③B．①＝②＞③C．①＞②＞③D．②＞①＝③
9.将5.4gAl投入到200.0mL2.0mol·L－1的某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩余。
该溶液可能为（）
A．HNO3溶液B．Ba（OH）2溶液C．H2SO4溶液D．HCl溶液
10.甲、乙两烧杯分别盛有100ml6mol/L的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后生成等质量的氢气，则加入铝粉的质量为（）
A．8.1gB．5.4gC．3.6gD．2.7g
11.甲、乙两烧杯中分别为等体积、等物质的量浓度的稀硫酸及氢氧化钠溶液，在甲、乙两烧杯中分别加入足量的铝粉，充分反应后，甲、乙两烧杯中产生氢气的体积（同温同压下测定）之比为（）
A．1:
1B．2:
3C．3:
2D．2:
1
12.现有4mol铝及足量稀HCl和稀NaOH溶液，欲将铝全部转化为Al（OH）3，所需HCl与NaOH的物质的量之和最少应是（）
A．6molB．4molC．16molD．8mol
13.有三种不同浓度的稀硫酸，体积比依次为3︰2︰1，它们分别与等物质量的K2CO3、KHCO3、Al刚好完全反应，此三种硫酸的物质的量浓度比为（）
A．1︰1︰1B．6︰2︰3C．4︰3︰18D．2︰1︰3
14.下列反应中，能生成氢氧化铝沉淀的是（）
A．氧化铝跟水B．氯化铝跟氨水
C．氧化铝跟强碱溶液D．铝跟强碱溶液
15.对于金属铝和过量的NaOH溶液反应，下列方程式中，符合既配平，又能正确表示电子转移方向和数目的是（）
A．
B．
C．
D．
16.有关Al与NaOH溶液的反应的说法中，正确的是（）
A．铝是还原剂，其氧化产物是Al（OH）3B．NaOH是氧化剂，其还原产物是H2
C．铝是还原剂，H2O和NaOH都是氧化剂D．H2O是氧化剂，Al被氧化
17.能用铝为原料来冶炼难熔的金属主要是因为（）
A．铝的密度小,熔点较低
B．铝在空气中燃烧,放出大量的热
C．铝在金属活动性顺序表排在较前面
D．铝具有还原性.发生氧化还原反应时放出大量的热
18.美、德两国成功合成具有化学特性的氢铝化合物（AlH3）n，关于氢铝化合物的推测不正确的是（）
A．氢铝化合物与水反应生成氢氧化铝和氢气B．氢铝化合物中铝显＋3价，氢显－1价
C．铝与水蒸气高温下反应生成氢铝化合物D．氢铝化合物具有强还原性
19.下列氧化物中，既能溶于强酸，又能溶于强碱的是（）
A．Fe2O3B．Ag2OC．CuOD．Al2O3
20.下列物质中：
①Al②Al2O3③Al（OH）3④AlCl3⑤NaAlO2⑥NaHCO3⑦（NH4）2S，既能与盐酸溶液反应，又能与氢氧化钠溶液反应的有（）
A．①②③④⑤B．①②③④⑤⑥C．①②③④⑤⑥⑦D．①②③⑥⑦
21.下列离子中，在强碱性溶液中能大量存在的是（）
A．Fe2+B．Fe3+C．Al3+D．AlO2-
22.下列离子中，在强
升级会员 