铝及其重要化合物复习(杨)ppt

1、 1、氧化铝、氧化铝Al2O3（1）物理性质：白色不溶于水的固体）物理性质：白色不溶于水的固体 ，熔点高，熔点高，m.p.2054 b.p.2980 。知识介绍：刚玉知识介绍：刚玉无色氧化铝晶体，硬度仅次于金刚石，无色氧化铝晶体，硬度仅次于金刚石，含微量含微量Cr2O3为红宝石，含微量铁、钛氧化物为蓝宝石为红宝石，含微量铁、钛氧化物为蓝宝石 。存在：铝土矿存在：铝土矿Al2O33H2O等等 。（2）化学性质：）化学性质：两性氧化物两性氧化物Al2O3+6H+ = 2Al3+3H2OAl2O3+2NaOH = 2NaAlO2+3H2O铝的重要化合物铝的重要化合物（4）用途：耐火材料、冶炼铝的原料

2、）用途：耐火材料、冶炼铝的原料 。（3）制备：）制备：2Al(OH)3 = Al2O3+3H2O 氢氧化铝是典型的两性氧化物，氢氧化铝是典型的两性氧化物，既是弱碱，又是弱酸。请用平衡移既是弱碱，又是弱酸。请用平衡移动原理分析：加入酸、碱后，氢氧动原理分析：加入酸、碱后，氢氧化铝的电离平衡如何移动？化铝的电离平衡如何移动？Al3+ + 3OH（酸式电离）（酸式电离）（碱式电离）（碱式电离）请写出氢氧化铝的电离方程式请写出氢氧化铝的电离方程式H2O + AlO2 + H+Al(OH)3 2、氢氧化铝、氢氧化铝Al(OH)3思考：思考：用用平衡移动原理平衡移动原理解释氢氧化铝具有两性。解释氢氧化铝具

3、有两性。 其电离程度相当微弱，加入强碱其电离程度相当微弱，加入强碱(或强或强酸酸)时，大量的时，大量的H+ (或或OH)才能破坏氢氧化才能破坏氢氧化铝的电离平衡，使平衡向右铝的电离平衡，使平衡向右(或向左或向左)移动，移动，生成铝盐生成铝盐(或偏铝酸盐或偏铝酸盐)，所以氢氧化铝既具，所以氢氧化铝既具有碱性，又具有酸性。有碱性，又具有酸性。 H2O + AlO2 + H+ Al(OH)3 Al3+3OH（酸式电离）（酸式电离）（碱式电离）（碱式电离） 归纳：氢氧化铝归纳：氢氧化铝Al(OH)3（1）物理性质：不溶于水的白色胶状固体）物理性质：不溶于水的白色胶状固体 。（2）化学性质：）化学性质：

4、 a）不稳定，受热易分解：）不稳定，受热易分解：2Al(OH)3Al2O3+3H2Ob）两性氢氧化物）两性氢氧化物某些单质：Al、Zn等；两性氧化物：Al2O3、ZnO等； ZnO+2NaOH=Na2ZnO2+H2O两性氢氧化物：Al(OH)3、Zn(OH)2等； Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2（偏锌酸钠）+2H2O Na2Zn(OH)4（四羟合锌酸钠）弱酸的铵盐：(NH4)2CO3、NH4HS、CH3COONH4等；多元弱酸的酸式盐：NaHCO3、KHS等；氨基酸、蛋白质等；特殊：某些还原性酸：H2S、H2SO3； SiO2、Na2CO3等不算两性。 既能与酸反应又能与碱反应的物

5、质有哪些？既能与酸反应又能与碱反应的物质有哪些？ 当加入弱酸或弱碱时，因当加入弱酸或弱碱时，因H+或或OH浓度浓度太小，不足以使上述平衡移动，因此太小，不足以使上述平衡移动，因此Al(OH)3只溶于强酸或强碱，而不溶于弱酸或弱碱。只溶于强酸或强碱，而不溶于弱酸或弱碱。 应用：实验室用可溶性的铝盐和氨水反应用：实验室用可溶性的铝盐和氨水反应制取氢氧化铝。应制取氢氧化铝。 Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NH4+（3）制备：）制备：讨论：氢氧化铝能否溶于氨水？为什么？实验讨论：氢氧化铝能否溶于氨水？为什么？实验室如何制备氢氧化铝？室如何制备氢氧化铝？【例【例1】今用铝、稀硫酸和氢氧化钠溶

6、液为原料，今用铝、稀硫酸和氢氧化钠溶液为原料，在实验室制备一定量的在实验室制备一定量的氢氧化铝氢氧化铝。可分别采用如。可分别采用如下化学方程式所表示的两种方法：下化学方程式所表示的两种方法：2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+ 3H2Al2(SO4)3+6NaOH=2Al(OH)3+3Na2SO42Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+ 3H22NaAlO2+H2SO4+2H2O =2Al(OH)3+ Na2SO4（1）上述哪一种方法比较）上述哪一种方法比较节约节约试剂？（提示：试试剂？（提示：试从每生产从每生产2 mol Al(OH)3所消耗的试剂用量予以说所消耗的试剂用量予以说

7、明）明）（2）原料相同，请设计一种）原料相同，请设计一种更为节约更为节约试剂的方法试剂的方法（用化学方程式表示，并说明其可以最节约试剂（用化学方程式表示，并说明其可以最节约试剂的根据）的根据）解析解析（1 1） 法较法较法节约了酸、碱试剂。因为同样是制法节约了酸、碱试剂。因为同样是制备备2 mol Al(OH)3，法法 需需 2 mol Al、3 mol H2SO4、6 mol NaOH；法只需法只需2 mol Al、1 mol H2SO4、2 mol NaOH。（2）利用）利用Al3和和AlO2的的互相促进水解反应互相促进水解反应制备制备Al(OH)3 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)

8、3+ H2 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+ 3H2 Al2(SO4)3+6NaAlO2+12H2O=8Al(OH)3+3Na2SO42 mol1.5 mol0.25 mol1.5 mol1.5 mol0.25 mol0.75 mol 制备制备2 mol Al(OH)3 所用原料为所用原料为2 mol Al、0.75 mol H2SO4、1.5 mol NaOH，比，比试剂用量少。试剂用量少。氢氧化铝有哪些用途？与哪些性质相关？氢氧化铝有哪些用途？与哪些性质相关？（4）用途：）用途：制药制药：氢氧化铝具有弱碱性：氢氧化铝具有弱碱性吸附剂吸附剂：胶状的氢氧化铝具有很强的吸附性：胶状

9、的氢氧化铝具有很强的吸附性制氧化铝：氢氧化铝不稳定，受热易分解；制氧化铝：氢氧化铝不稳定，受热易分解；其他：离子交换剂、纸张填料、制防水织物、玻璃其他：离子交换剂、纸张填料、制防水织物、玻璃器具、器具、。 3、Al3+、AlO2 有关问题讨论有关问题讨论 A、通常状况下加热、通常状况下加热AlCl3溶液最后得到什么物溶液最后得到什么物质？如想通过蒸发溶剂的方法得到上述溶质质？如想通过蒸发溶剂的方法得到上述溶质, , 采用什么措施采用什么措施? ?B、只有试管和滴管，不用其它试剂，如何、只有试管和滴管，不用其它试剂，如何鉴别鉴别Al2(SO4)3溶液溶液 和和NaOH 溶液溶液，现象如何？其它，

10、现象如何？其它的哪些组试剂也可以用类似的鉴别方法，总结的哪些组试剂也可以用类似的鉴别方法，总结一下。一下。 C、不能与、不能与Al3+大量共存的离子有哪些？大量共存的离子有哪些？OH、 AlO2、CO32、HCO3、S2、HS、SO32、HSO3 等等。等等。D、不能与、不能与AlO2大量共存的离子有哪些大量共存的离子有哪些?H+、 Al3+、NH4+、Fe3+、Cu2+ 等等。等等。 铝的重要化合物学习方法铝的重要化合物学习方法Al3+ Al(OH)3 AlO2-“铝线铝线” H+ Al3+ Al(OH)3 AlO2- OH-H+AlO2-+H2OH3AlO3 (HAlO2+H2O)“铝三角

11、铝三角”H+H+过量过量H+OH-OH-过量过量OH-Al(OH)3Al3+3OH- 线型学铝线型学铝相邻粒子不反应相邻粒子不反应相隔粒子聚中间相隔粒子聚中间隔之越远越易行隔之越远越易行所带电荷是关键所带电荷是关键能否共存能否共存产物判断产物判断反应先后反应先后物质配比物质配比 【例【例2】某无色溶液能与某无色溶液能与Al粉作用产生氢气，粉作用产生氢气，此溶液中可能大量共存的离子组是（此溶液中可能大量共存的离子组是（ ） A. K+，Ba2+，AlO2-，CO32- B. Al3+，Fe3+，HCO3-，SO42- C. Ca2+，H+，Cl-，NO3- D. H+，Al3+，Cl-，SO42

12、-“铝线铝线” H+ Al3+ Al(OH)3 AlO2- OH-死记？死记？No !相邻粒子不反应相邻粒子不反应相隔粒子聚中间相隔粒子聚中间隔之越远越易行隔之越远越易行所带电荷是关键所带电荷是关键能否共存能否共存产物判断产物判断反应先后反应先后物质配比物质配比“铝线铝线” H+ Al3+ Al(OH)3 AlO2- OH-思考下列反应现象及离子方程式思考下列反应现象及离子方程式1.将少量将少量HCl滴加到滴加到NaAlO2溶液中溶液中2.将少量将少量NaAlO2 滴加到滴加到HCl溶液中溶液中3.将少量将少量NaOH滴加到滴加到AlCl3溶液中溶液中4.将少量将少量AlCl3滴加到滴加到Na

13、OH 溶液中溶液中5.将溶液将溶液AlCl3与与NaAlO2溶液混合溶液混合线型学铝线型学铝【例例2】将将100 mL amol.L-1的的NaOH溶液滴加到溶液滴加到100mL bmol.L-1的的AlCl3溶液中，试推导溶液中，试推导a与与b的关系，并计算能得到的关系，并计算能得到Al(OH)3的物的物质的量。质的量。 解析解析1. 此时必须注意整个反应过程中的现象：此时必须注意整个反应过程中的现象： 将将NaOH溶液滴入溶液滴入AlCl3溶液中，开始时有沉淀生成，反应为溶液中，开始时有沉淀生成，反应为Al3+3OH= = Al(OH)3； 当溶液中当溶液中Al3+全部转变为全部转变为Al

14、(OH)3沉淀后，继续加入沉淀后，继续加入NaOH，沉，沉淀将溶解，其反应为淀将溶解，其反应为Al(OH)3+OH= =AlO2+2H2O。 2.当当n(OH) = 3n(Al3+)时，时，Al3+恰好完全转变为恰好完全转变为Al(OH)3沉淀，沉沉淀，沉淀达到最大值。淀达到最大值。 3.当当n(OH)3n(Al3+)时，时，Al3+尚未转变为尚未转变为Al(OH)3沉淀。沉淀。 4.当当n(OH)4n(Al3+)时，时，Al3+完全转变为完全转变为AlO2，无沉淀。，无沉淀。 5.当当3n(Al3+)n(OH)4n(Al3+)时，一部分时，一部分Al3+转变为转变为Al(OH)3沉沉淀，另一

15、部分淀，另一部分Al3+转变为转变为AlO2。 以上关系是进行可溶性铝盐与强碱反应的有关计算的依据。以上关系是进行可溶性铝盐与强碱反应的有关计算的依据。答案答案(1)当当AlCl3过量过量n(OH)3n(Al3+), 即即a3b， 沉淀量应根据沉淀量应根据NaOH的量计算：的量计算：nAl(OH)3n(NaOH)/3=0.1a/3mol。(2) 当当NaOH与与AlCl3恰好完全反应时恰好完全反应时n(OH)3n(Al3+)，即，即a3b nAl(OH)30.1b mol0.1a/3mol。(3) 当当NaOH过量，生成的沉淀完全溶解过量，生成的沉淀完全溶解n(OH-)4n(Al3+)，即，即a4b，nAl(OH)30 mol。(4) 当当NaOH过量，生成的沉淀部分溶解时过量，生成的沉淀部分溶解时3n(Al3+)n(OH- -)4n(Al3+)，即，即3ba4b。 设生成的设生成的 Al(OH)3为为xmol，生成的，生成的AlO2为为ymol，根据，根据Al3+和和OH的物质的量守恒的物质的量守恒,有：有：x+y=0.163x+4y=0.1ax=(0.4b0.1a)(mol)y=(0.1a