学年高中化学人教版必修1学案第三章 第二节 第二课时 铝的重要化合物 Word版含答案.docx

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学年高中化学人教版必修1学案第三章第二节第二课时铝的重要化合物Word版含答案

第二课时

铝的重要化合物

[课标要求]

1．掌握铝的重要化合物的主要性质及应用。

2．了解铝及其化合物相互转化的关系及图像。

3．了解两性氧化物和两性氢氧化物的概念。

1．Al2O3是两性氧化物，其与强酸、强碱溶液反应的离子方程式分别为

Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O。

2．Al（OH）3是两性氢氧化物，其与强酸、强碱溶液反应的离子方程式分别为Al（OH）3＋3H＋===Al3＋＋3H2O、

Al（OH）3＋OH－===AlO＋2H2O。

3．Al2O3是冶炼铝的原料，也是较好的耐火材料；Al（OH）3可用做胃酸中和剂；明矾[KAl（SO4）2·12H2O]常用做净水剂。

4．AlCl3溶液与氨水反应的离子方程式：

Al3＋＋3NH3·H2O===Al（OH）3↓＋3NH，

向NaAlO2溶液中通入足量CO2反应的离子方程式：

AlO＋CO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO。

1．氧化铝

（1）物理性质

色态

溶解性

熔点

硬度

白色固体

难溶于水

很高

很大

（2）化学性质

Al2O3是两性氧化物，与酸或强碱溶液都能反应生成盐和水。

（3）用途

①冶炼金属铝的原料；

②良好的耐火材料。

[特别提醒]　Al2O3属于两性氧化物而不是碱性氧化物。

2．氢氧化铝

（1）物理性质

①色态：

白色固体；

②溶解性：

难溶于水。

（2）制备

实验室常用可溶性铝盐Al2（SO4）3与氨水反应制取Al（OH）3：

①化学反应方程式为Al2（SO4）3＋6NH3·H2O===2Al（OH）3↓＋3（NH4）2SO4。

②离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al（OH）3↓＋3NH。

③现象：

生成白色胶状沉淀，氨水过量时沉淀不溶解。

（3）化学性质

①氢氧化铝的两性：

与酸反应

与碱反应

操作

现象

试管中白色沉淀溶解

试管中白色沉淀溶解

反应的化学方程式及离子方程式

化学方程式：

Al（OH）3＋3HCl===AlCl3＋3H2O

离子方程式：

Al（OH）3＋3H＋===Al3＋＋3H2O

化学方程式：

Al（OH）3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O

离子方程式：

Al（OH）3＋OH－===AlO＋2H2O

结论

Al（OH）3既能与强酸反应，又能与强碱反应，具有两性氢氧化物的性质

②不稳定性：

加热时氢氧化铝易分解生成氧化铝和水，反应的化学方程式为2Al（OH）3Al2O3＋3H2O。

（4）用途

①用于净水：

能凝聚水中悬浮物，并能吸附色素。

②胃酸中和剂：

利用其弱碱性。

3．硫酸铝钾

（1）明矾的化学式：

KAl（SO4）2·12H2O。

（2）明矾的净水原理

[特别提醒]　Al（OH）3能溶于强酸、强碱溶液，但不溶于弱酸（如H2CO3）、弱碱（如NH3·H2O）。

1．为什么常用氨水与硫酸铝溶液反应制取氢氧化铝，而不用氢氧化钠溶液呢？

提示：

因为Al（OH）3为两性氢氧化物，Al（OH）3可溶于NaOH溶液中而生成NaAlO2。

但Al（OH）3不溶于氨水中，故常用氨水与硫酸铝反应制取氢氧化铝，而不用NaOH溶液。

2．向AlCl3溶液中滴加少量NaOH溶液，产物是什么？

NaOH过量又生成什么产物？

提示：

NaOH少量时产物是Al（OH）3，反应的化学方程式为AlCl3＋3NaOH===Al（OH）3↓＋3NaCl。

NaOH过量时产物是NaAlO2，反应的化学方程式为AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O。

3．向NaAlO2溶液中滴加少量盐酸，产物是什么？

盐酸过量又生成什么产物？

提示：

盐酸少量时产物是Al（OH）3，反应的化学方程式为NaAlO2＋HCl＋H2O===Al（OH）3↓＋NaCl；盐酸过量时产物是AlCl3，反应的化学方程式为NaAlO2＋4HCl===AlCl3＋NaCl＋2H2O。

1．“铝三角”及其转化关系

（1）Al3＋与Al（OH）3的相互转化

①Al3＋转化为Al（OH）3：

Al3＋＋3NH3·H2O===Al（OH）3↓＋3NH；

Al3＋＋3OH－（少量）===Al（OH）3↓。

②Al（OH）3转化为Al3＋：

Al（OH）3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。

（2）Al3＋与AlO的相互转化

①Al3＋转化为AlO：

Al3＋＋4OH－（过量）===AlO＋2H2O。

②AlO转化为Al3＋：

AlO＋4H＋（过量）===Al3＋＋2H2O。

（3）AlO与Al（OH）3的相互转化

①AlO转化为Al（OH）3：

AlO＋CO2（过量）＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO；

2AlO＋CO2（少量）＋3H2O===2Al（OH）3↓＋CO。

AlO＋H＋（少量）＋H2O===Al（OH）3↓。

②Al（OH）3转化为AlO：

Al（OH）3＋OH－===AlO＋2H2O。

2．氢氧化铝两性的应用

（1）用过量的NaOH溶液检验Al3＋的存在。

（2）用过量的NaOH溶液鉴别Al3＋、Mg2＋。

（3）采用互滴法鉴别Al3＋与OH－，AlO与H＋。

（4）用过量NaOH溶液和相应酸分离Al3＋与Mg2＋（或Fe3＋）。

（5）用过量的NaOH溶液除杂：

如Fe（Al）、Fe2O3（Al2O3）等。

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。

（1）Al2O3是金属氧化物，也是两性氧化物（√）

（2）Al2O3结构致密，所以可用铝制容器盛盐酸和NaOH溶液等（×）

（3）用氢氧化钠溶液可以除去铝片表面的氧化膜（√）

（4）可以利用Al2O3与水反应制得Al（OH）3（×）

（5）溶解Al（OH）3的溶液一定是强酸溶液（×）

（6）强酸性溶液中铝元素以Al3＋形式存在，强碱性溶液中铝元素以AlO形式存在（√）

2．下列变化不可能通过一步实验直接完成的是（　　）

A．Al（OH）3→Al2O3　　B．Al2O3→Al（OH）3

C．Al→AlOD．Al3＋→Al（OH）3

解析：

选B　Al（OH）3加热分解可直接得Al2O3，Al与强碱溶液反应可得AlO，Al3＋遇碱可直接得Al（OH）3，Al2O3难溶于水，不能通过一步反应得Al（OH）3，应将Al2O3与酸或碱反应得Al3＋或AlO，再与碱或酸反应，才能得Al（OH）3。

1．图像类型

（1）向含1molAlCl3的溶液中加入氨水至过量

①实验现象：

立即产生白色沉淀且沉淀不溶于过量氨水。

②反应原理：

Al3＋＋3NH3·H2O===Al（OH）3↓＋3NH

③数量关系：

＝3时，生成沉淀的量最多。

（2）向含1molAlCl3的溶液中加入氢氧化钠溶液至过量

①实验现象：

立即产生白色沉淀且沉淀量逐渐增多，完全沉淀后，随着NaOH溶液的加入沉淀量又逐渐减少，直至消失。

②反应原理：

OA段：

Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓

AB段：

Al（OH）3＋OH－===AlO＋2H2O

③数量关系：

OA段消耗的NaOH与AB段消耗的NaOH的物质的量之比为3∶1。

（3）向含1molNaAlO2的溶液中通入CO2至过量

①实验现象：

立即产生白色沉淀，且沉淀不溶解。

②反应原理：

OA段：

AlO＋3H2O＋CO2===2Al（OH）3↓＋CO

AB段：

CO＋H2O＋CO2===2HCO

③数量关系：

＝时，生成沉淀的量最多

（4）向含1molNaAlO2的溶液中加入盐酸至过量

①实验现象：

立即产生白色沉淀且沉淀量逐渐增多，完全沉淀后，随着盐酸的加入沉淀量又逐渐减少，直至消失。

②反应原理：

OA段：

AlO＋H＋＋H2O===Al（OH）3↓

AB段：

Al（OH）3＋3H＋===Al3＋＋3H2O

③数量关系：

OA段消耗的HCl与AB段消耗HCl的物质的量之比为1∶3。

（5）向含MgCl2、AlCl3各1mol的混合溶液中加入氢氧化钠溶液至过量。

①实验现象：

立即产生白色沉淀，且沉淀量逐渐增多，随着NaOH溶液的加入沉淀量部分溶解，但不完全消失。

②反应原理：

OA段：

Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓，

Mg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓

AB段：

Al（OH）3＋OH－===AlO＋2H2O

③数量关系：

AB段消耗的NaOH的物质的量即为混合液中Al3＋的物质的量。

2．反应过程中铝元素存在的形式分析

（1）向1L1mol·L－1的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液

（2）向1L1mol·L－1的NaAlO2溶液中滴加稀盐酸

1．将NaOH溶液逐滴加入用盐酸酸化的AlCl3溶液中，若用y轴表示Al（OH）3沉淀的量，x轴表示NaOH溶液的体积，下列图像正确的是（　　）

解析：

选D　当溶液中有H＋、Al3＋时，加入的OH－先与H＋反应，后与Al3＋反应：

H＋＋OH－===H2O，Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓，故开始加入NaOH溶液时，无沉淀产生，随着NaOH量的增加，沉淀的量也逐渐增加，当NaOH溶液加入到一定量时，沉淀量达到最大值，再加入NaOH溶液，沉淀开始溶解：

Al（OH）3＋OH－===AlO＋2H2O。

形成沉淀与溶解沉淀所需NaOH溶液的体积比为3∶1。

综上所述，D项的图像符合题意。

2．向Al2（SO4）3和MgSO4的混合溶液中滴加NaOH溶液，生成沉淀的量与滴入NaOH溶液的体积关系如图所示，则原混合溶液中Al2（SO4）3与MgSO4的物质的量浓度之比为（　　）

A．6∶1B．3∶1

C．2∶1D．1∶2

解析：

选D　由50→60mL可知10mLNaOH溶液刚好溶解了Al（OH）3，故产生这些Al（OH）3需30mLNaOH，则在加入的50mLNaOH溶液中有20mL与Mg2＋反应，所以

n（Al3＋）∶n（Mg2＋）＝1∶1，则Al2（SO4）3和MgSO4的物质的量浓度之比为1∶2。

[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1．下列物质中，既能溶于强酸溶液又能溶于强碱溶液的氧化物是（　　）

A．MgO　　　　　　　　B．Al2O3

C．CO2D．Al（OH）3

解析：

选B　四个选项中，A、B、C为氧化物，其中MgO是碱性氧化物，只与酸作用，CO2是酸性氧化物，与强碱反应生成盐和水，而Al2O3是两性氧化物，既能与强酸作用，又能与强碱溶液作用。

2．下列有关说法中不正确的是（　　）

A．Al（OH）3在用于治疗胃酸过多类疾病时表现出弱碱性

B．明矾溶于水后可得到少量的有强吸附性的Al（OH）3，故明矾可作净水剂

C．Al（OH）3可用于中和馒头制作过程（如发酵阶段）中产生的酸

D．Al2O3可用于制作耐火材料而Al（OH）3不能

解析：

选C　A项，Al（OH）3是弱碱，能与胃酸反应，用于治疗胃酸过多，正确；B项，明矾溶于水后，电离产生的Al3＋水解可得到少量的有强吸附性的Al（OH）3，明矾可作净水剂，正确；C项，Al（OH）3不能用于中和馒头制作过程（如发酵阶段）中产生的酸，错误；D项，Al2O3的熔点很高，可制作耐火材料，Al（OH）3受热易分解，不能用于制作耐火材料，正确。

3．以氧化铝为原料制取氢氧化铝最好的方法是（　　）

A．将氧化铝溶于水

B．将氧化铝先溶于盐酸中，之后滴加氨水

C．将氧化铝先溶于盐酸中，之后滴加氢氧化钠溶液

D．将氧化铝先溶于氢氧化钠溶液