金属及其化合物(必修一 第三章铝及其化合物)

1、第一节第一节 铝单质铝单质第三章第三章 金属及其化合物金属及其化合物 铝元素不是人体所需的微量元素，人体对它的吸收铝元素不是人体所需的微量元素，人体对它的吸收能力也不强。但铝的过量摄入会能力也不强。但铝的过量摄入会引起神经系统的病变引起神经系统的病变，甚至可能甚至可能增加患老年性痴呆的风险增加患老年性痴呆的风险。 若生长发育期的儿童长期大剂量食用铝含量超标的若生长发育期的儿童长期大剂量食用铝含量超标的食品，可能食品，可能造成神经发育受损而导致智力发育障碍造成神经发育受损而导致智力发育障碍。 不吃或少吃油条、油饼、麻花、馓子、虾片等质地不吃或少吃油条、油饼、麻花、馓子、虾片等质地蓬松或脆爽的油炸

2、食品，是减少铝摄入量的明智做法。蓬松或脆爽的油炸食品，是减少铝摄入量的明智做法。我们一起来认识我们一起来认识-铝铝回忆：回忆： 从碱金属及其化合物学习中，我们了解到活泼金属从碱金属及其化合物学习中，我们了解到活泼金属在空气中易与氧气反应，表面形成一层氧化膜。有的氧在空气中易与氧气反应，表面形成一层氧化膜。有的氧化膜疏松，如铁表面的铁锈等；有的氧化膜致密，可以化膜疏松，如铁表面的铁锈等；有的氧化膜致密，可以保护内部金属不被继续氧化，如镁、铝等表面的氧化层。保护内部金属不被继续氧化，如镁、铝等表面的氧化层。思考与交流：思考与交流：1.点燃镁条时为什么要用砂纸打磨？点燃镁条时为什么要用砂纸打磨？ 镁

3、条暴露在空气中会生成一层黑色的致密氧镁条暴露在空气中会生成一层黑色的致密氧化膜（其成分为氧化镁），而氧化镁不能燃烧，化膜（其成分为氧化镁），而氧化镁不能燃烧，必须用砂纸磨掉镁条表面的氧化镁才能确保镁条必须用砂纸磨掉镁条表面的氧化镁才能确保镁条能燃烧能燃烧2.铝条和镁条的情况是否完全相同呢？铝条和镁条的情况是否完全相同呢？科学探究：科学探究：1.用坩埚夹住一小块铝箔（箔厚约用坩埚夹住一小块铝箔（箔厚约0.1mm），在酒精灯上），在酒精灯上 加热至熔化，轻轻晃动，仔细观察。加热至熔化，轻轻晃动，仔细观察。2.取一块铝箔，用砂纸仔细打磨（或在取一块铝箔，用砂纸仔细打磨（或在 酸中处理后，用水洗净），

4、除去表面酸中处理后，用水洗净），除去表面 的氧化膜，再加热至熔化。又有什么的氧化膜，再加热至熔化。又有什么 现象呢？现象呢？观察现象：观察现象：两块铝箔都熔化，失去金属两块铝箔都熔化，失去金属光泽，但是熔化的铝不滴落，光泽，但是熔化的铝不滴落，好像有一层膜兜着。好像有一层膜兜着。解释：解释：铝表面的氧化膜保护了铝，即是打磨过的铝箔，铝表面的氧化膜保护了铝，即是打磨过的铝箔，在空气中也会很快形成一层氧化膜。在空气中也会很快形成一层氧化膜。构成薄膜的构成薄膜的氧化铝的熔点氧化铝的熔点(2050)(2050)高于铝的熔点高于铝的熔点(660)(660)，包包在铝的外面，所以熔化了的液态铝不会滴落下来

5、。在铝的外面，所以熔化了的液态铝不会滴落下来。这正是性质活泼的铝在空气中能稳定存在的原因这正是性质活泼的铝在空气中能稳定存在的原因。 反应方程式：反应方程式：4Al + 3O2=Al2O3点燃点燃应用：应用：日用铝制品可以较长时间使用。日用铝制品可以较长时间使用。一、与非金属单质的反应一、与非金属单质的反应1.与氧气的反应与氧气的反应mp.2050mp.2050mp.660mp.660现实问题思考：现实问题思考： 为什么铝制的锅可以用来烧水做饭呢？它在为什么铝制的锅可以用来烧水做饭呢？它在加热时为什么不再与氧气反应？加热时为什么不再与氧气反应？3. 铝是否不会与氧气发生燃烧反应？铝是否不会与氧

6、气发生燃烧反应？铝箔在氧气中燃烧铝箔在氧气中燃烧铝粉燃烧铝粉燃烧实验视频：实验视频：发生燃烧的条件是什么：发生燃烧的条件是什么： 选择铝粉或让铝箔在氧气中燃烧，目的是通过选择铝粉或让铝箔在氧气中燃烧，目的是通过增大增大反应物与氧气的接触表面积或者增大氧化的浓度反应物与氧气的接触表面积或者增大氧化的浓度，让铝，让铝单质迅速达到着火点。单质迅速达到着火点。2.与氯气的反应与氯气的反应铝在气中燃烧产生白色的烟铝在气中燃烧产生白色的烟现象：现象： 反应方程式：反应方程式：2Al + 3Cl2=2AlCl3点燃点燃其中：其中：AlCl3为共价化合物为共价化合物 在熔融状态下能否导电在熔融状态下能否导电是

7、区分离子化合物与共价是区分离子化合物与共价化合物的唯一标准。化合物的唯一标准。 但是，但是，AlCl3仍是强电解质，因为其中水溶液中仍是强电解质，因为其中水溶液中能完全电离出能完全电离出Al3+和和Cl- 。3.与硫的反应与硫的反应2Al + 3S=Al2S3 金属钠能与水反应生成氢气，那么铝能否与水金属钠能与水反应生成氢气，那么铝能否与水反应呢？如果铝能与水反应，化学方程式如何书写？反应呢？如果铝能与水反应，化学方程式如何书写？猜想：猜想：2Al+6H2O=2 Al(OH)3 +3H2 从化学方程式中，我们发现什么问题呢？又会从化学方程式中，我们发现什么问题呢？又会让我们联想到什么呢？让我们

8、联想到什么呢？CaCO3+H2SO4=CaSO4 +CO2 +H2O 为了除去履盖在为了除去履盖在Al表面的表面的Al(OH)3 ，可以添加，可以添加NaOH溶液。溶液。 在在2支小试管里分别加入支小试管里分别加入5mL盐酸和盐酸和5mLNaOH溶液，再分别放入一小段铝片，观察实验现象。过一溶液，再分别放入一小段铝片，观察实验现象。过一段时间后，将点燃的木条分别放在段时间后，将点燃的木条分别放在2支试管口，你看支试管口，你看到什么现象？到什么现象？实验验证：实验验证：现象：现象：过一段时间后均有气泡产生，点燃在木条放在过一段时间后均有气泡产生，点燃在木条放在试管口均听到轻微的爆鸣声。试管口均听

9、到轻微的爆鸣声。这说明铝单质既能与酸反应，又能与强碱反应。这说明铝单质既能与酸反应，又能与强碱反应。二、与酸的反应：二、与酸的反应：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2写出上述反应的方程式并指出氧化剂和还原剂写出上述反应的方程式并指出氧化剂和还原剂三、与碱的反应三、与碱的反应:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2还原剂还原剂氧化剂氧化剂6e-还原剂还原剂氧化剂氧化剂6e-2Al+6H2O=2 Al(OH)3 +3H2 Al(OH)3 +NaOH=NaAlO2+ 2H2O本质：本质：小结：小结： 铝既可以与盐酸反应又可以与氢氧化钠溶液反应，铝既可以与盐酸反应又可以与氢氧化钠溶液

10、反应，说明铝既有说明铝既有金属性金属性又有又有非金属性非金属性。应用：铝制容器不宜蒸煮或长时间盛放酸性、碱性或应用：铝制容器不宜蒸煮或长时间盛放酸性、碱性或 咸的食物。咸的食物。写出上述反应的离子方程式写出上述反应的离子方程式:2Al + 6H+=2Al3+ + 3H22Al + 2OH- + 2H2O=2AlO2- + 3H2思考题：铝为什么既能与酸反应，又能与强碱反应？思考题：铝为什么既能与酸反应，又能与强碱反应？1.把镁粉中混有的少量铝粉除去，应选用的试剂是把镁粉中混有的少量铝粉除去，应选用的试剂是()A稀盐酸稀盐酸 B烧碱溶液烧碱溶液C硫酸铝溶液硫酸铝溶液 D氯水氯水B2.(双选题双选

11、题)下列物质中不能与下列物质中不能与NaOH溶液反应的是溶液反应的是() ANa BFe CAl DCuBD3.在铝和在铝和NaOH溶液的反应中，作为氧化剂的是溶液的反应中，作为氧化剂的是()A水水B铝铝C氢氧化钠氢氧化钠 D氢氧化钠和水氢氧化钠和水A4.等质量的钠进行下列实验，其中产生氢气最多是等质量的钠进行下列实验，其中产生氢气最多是()A将钠放入足量水中将钠放入足量水中B将钠放入足量稀硫酸中将钠放入足量稀硫酸中C将钠用铝箔包好并刺一些小孔，再放入足量水中将钠用铝箔包好并刺一些小孔，再放入足量水中D将钠放入足量稀盐酸中将钠放入足量稀盐酸中C5.若在加入铝粉能放出若在加入铝粉能放出H2的溶液

12、中，分别加入下列各组的溶液中，分别加入下列各组 离子，肯定不能共存的离子，肯定不能共存的 ()AFe3+、Mg2+、Cl-、Na+BBa2+、Mg2+、HCO 3- 、AlO 2- CNO 3- 、Na+、K+、CO 32- DNO 3- 、K+、AlO 2- 、OH-B6.(1)等量的铝分别与过量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，等量的铝分别与过量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，生成的氢气体积比为生成的氢气体积比为_；(2)等量的盐酸和氢氧化钠溶液分别与过量的铝反应，等量的盐酸和氢氧化钠溶液分别与过量的铝反应， 生成的氢气体积比为生成的氢气体积比为_。7.甲、乙两烧杯中各盛有甲、乙两烧杯中各盛有100 m

13、L 3 molL1的盐酸和的盐酸和 氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉， 反应结束后测得生成的气体体积比为甲反应结束后测得生成的气体体积比为甲 乙乙1 2， 则加入铝粉的质量为则加入铝粉的质量为()A5.4 gB3.6 gC2.7 g D1.8 g1:11:3A四、与盐溶液的反应四、与盐溶液的反应如与硫酸铜溶液的反应如与硫酸铜溶液的反应:2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu8.由钠、镁、铝、锌四种金属单质中的两种组成的合金由钠、镁、铝、锌四种金属单质中的两种组成的合金 共共12 g，跟足量的盐酸反应产生，跟足量的盐酸反应产生5

14、.6 L氢气氢气(标准状况标准状况)， 那么此合金中一定含有的金属是那么此合金中一定含有的金属是()ANa BMg CAl DZnD9.a g铁粉与含有铁粉与含有H2SO4的的CuSO4溶液完全反应后，得到溶液完全反应后，得到 a g铜，则参与反应的铜，则参与反应的CuSO4与与H2SO4的物质的量之比的物质的量之比 为为()A1 7 B7 1 C7 8 D8 7B第二节第二节 铝的化合物铝的化合物1、有两种元素构成且其中一种是氧元素的化合物、有两种元素构成且其中一种是氧元素的化合物(元素元素 与氧化合生成的化合物）叫与氧化合生成的化合物）叫氧化物氧化物； Fe203、CuO、MgO、Na2O

15、等能与等能与HCl等酸反应等酸反应 只生成只生成 和和 这类氧化物叫这类氧化物叫碱性氧化物碱性氧化物， CO2、SO2、SO3等与等与NaOH溶液等碱反应只生成溶液等碱反应只生成 和和 )这类氧化物叫这类氧化物叫酸性氧化物酸性氧化物。2、MgO是一种是一种 色固体色固体 溶于水且不与水发生反溶于水且不与水发生反 应的固体。应的固体。 MgO与与HCl反应的离子方程式反应的离子方程式:【知识回顾知识回顾】盐盐盐盐水水水水白白难难Mg+2H+=Mg2+H2一、铝的氧化物一、铝的氧化物 Al2O3是一种是一种 色色 熔点熔点 的物质，可用来的物质，可用来制造耐火材料；硬度制造耐火材料；硬度 ，能有效

16、地保护内层金属；，能有效地保护内层金属；白白很高很高很大很大对于氧化铝的化学性质：对于氧化铝的化学性质：为什么铝与为什么铝与HCl或或NaOH反应需一段时间才有气泡产生？反应需一段时间才有气泡产生？铝单质表面的氧化物铝单质表面的氧化物(Al2O3)，既能与酸反应，既能与酸反应，又能与强碱反应。又能与强碱反应。Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O对应离子反应方程式：对应离子反应方程式：Al2O3 + 6H+=2Al3+ + 3H2O Al2O3 + 2OH-=2AlO2- + H2O 结论：结论： Al2O3既可以与既可以与酸酸反应，又可以

17、与反应，又可以与强碱强碱反应，因此反应，因此把把Al2O3称作为称作为 氧化物。氧化物。两性两性思考题：思考题： 在碱金属的学习过程中，我们知道在碱金属的学习过程中，我们知道Na2O溶于水可溶于水可得到得到NaOH，能否推知，能否推知Al2O3溶于水也可得到溶于水也可得到Al(OH)3?如何在实验室制备如何在实验室制备Al(OH)3?三、氢氧化铝的实验室制法三、氢氧化铝的实验室制法实验制备实验制备在试管里加入在试管里加入10mL0.5mol/L Al2(SO4)3 溶液，逐滴滴加氨水溶液，逐滴滴加氨水现象：现象：产生白色絮状沉淀产生白色絮状沉淀 继续滴加氨水，继续滴加氨水， 现象：现象：沉淀不

18、溶解沉淀不溶解化学反应方程式：化学反应方程式：Al2(SO4)3+6NH3H2O=3(NH4)2SO4+ 2Al(OH)3离子方程式：离子方程式：Al3+3NH3H2O=3NH4+ 2Al(OH)31.实验室需要使实验室需要使AlCl3溶液中的溶液中的Al3全部沉淀出来，最全部沉淀出来，最 适宜用的试剂是适宜用的试剂是()ANaOH溶液溶液BBa(OH)2溶液溶液C盐酸盐酸 D氨水氨水 D四、氢氧化物四、氢氧化物-Al(OH)31.物理性质物理性质 Al(OH)3是一种是一种 色色 状的物质；状的物质； 溶于溶于水；但能凝聚水中的水；但能凝聚水中的 ，并能吸附，并能吸附 ，因此，因此Al(OH

19、)3可作净水剂。可作净水剂。白白絮絮难难悬浮物悬浮物色素色素2.化学性质化学性质实验探究：实验探究： 将实验制备过程中产生的沉淀均分在两个试将实验制备过程中产生的沉淀均分在两个试 管中，往一支试管里滴加管中，往一支试管里滴加2mol/L盐酸，往盐酸，往 另一支试管滴加另一支试管滴加2mol/LNaOH溶液，边加溶液，边加边振荡。边振荡。现象：现象：沉淀均溶解沉淀均溶解与酸的反应：与酸的反应：与强碱的反应：与强碱的反应：Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O离子方程式：离子方程式：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O离子方程式：离子方程式： Al(OH)3+3H+=Al3+3H2

20、OAl(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O思考题：思考题： 为什么为什么Al(OH)3既与酸反应，又能与强碱反应？既与酸反应，又能与强碱反应？归纳：氢氧化铝是一种既能与归纳：氢氧化铝是一种既能与 反应，又能与反应，又能与 反反 应的应的 氢氧化物。氢氧化物。酸酸强碱强碱两性两性原因：原因：Al(OH)3Al3+3OH-H+ AlO2-+ H2O 碱式电离碱式电离酸式电离酸式电离热不稳定性：热不稳定性：2Al(OH)3=Al2O3+3H2O3.用途用途 医用中和胃酸医用中和胃酸 化学方程式：化学方程式： 净水剂，利用其具有净水剂，利用其具有 性质，能凝聚水中的悬浮物。性质，能凝聚水中的悬

21、浮物。Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O吸附吸附2.下列物质中既能跟稀盐酸反应，又能跟氢氧化下列物质中既能跟稀盐酸反应，又能跟氢氧化钠溶液反应且属于两性化合物的是钠溶液反应且属于两性化合物的是()NaHCO3 Al2O3 Al(OH)3 AlA BC D全部全部A归纳总结：既能与强酸反应，又能与强碱反应的物质：归纳总结：既能与强酸反应，又能与强碱反应的物质：某些金属，如某些金属，如Al；两性氧化物，如两性氧化物，如Al2O3；两性氢氧化物，如两性氢氧化物，如Al(OH)3；某些酸的酸式盐，如某些酸的酸式盐，如NaHCO3、NaHS、NaHSO3、 Na2HPO4、NaH2PO4等；

22、等；某些酸的铵盐，如某些酸的铵盐，如(NH4)2S、(NH4)2CO3、(NH4)2SO3、 CH3COONH4等。等。五、铝盐五、铝盐1.氯化铝氯化铝实验探究：实验探究：Al2(SO4)3NH3H2OAl(OH)3HClAlCl3滴加滴加NaOH至过量至过量现象？现象？现象：现象：先产生白色沉淀，后完全溶解先产生白色沉淀，后完全溶解AlCl3+3NaOH= Al(OH)3+3NaClAl(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O离子反应方程式：离子反应方程式：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2OAl3+3OH-= Al(OH)3Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O2.偏铝酸钠偏

23、铝酸钠实验探究：实验探究：Al2(SO4)3NH3H2OAl(OH)3NaOHNaAlO2滴加滴加HCl至过量至过量现象？现象？现象：现象：先产生白色沉淀，后完全溶解先产生白色沉淀，后完全溶解NaAlO2+HCl+H2O= Al(OH)3+NaClAl(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O离子反应方程式：离子反应方程式：AlO2-+H+H2O= Al(OH)3【实验探究实验探究】向偏铝酸钠溶液中滴加盐酸或用嘴通过长向偏铝酸钠溶液中滴加盐酸或用嘴通过长 导气管往里吹气，观察实验现象。导气管往里吹气，观察实验现象。现象：现象： 出现白色沉淀出现白色沉淀化学方程式：化学方程式：2AlO2-+CO2(少量少量)+3H2O= 2Al(OH)3+CO32-2NaAlO2+CO2(少少)+3H2O=