第2课时铝的重要化合物

第2课时铝的重要化合物【学习目标】1.掌握铝的重要化合物的主要性质及应用。2.了解铝的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。【新知预习】一、氧化铝(1)Al2O3有哪些重要的性质？有何应用？(2)Al2O3溶于酸生成盐和水，能溶于碱吗？1.物理性质色态溶解性熔点硬度______________________很大白色固体难溶于水很高2.化学性质——两性氧化物(1)两性氧化物。与酸或强碱溶液都能反应生成盐和水的氧化物。(2)Al2O3的两性(写离子方程式)。Al2O3

强酸Al2O3+6H+====2Al3++3H2O强碱Al2O3+2OH-====2AlO2-+H2O______________________________________________3.用途(1)冶炼金属铝的原料。(2)良好的耐火材料。二、氢氧化铝(1)实验室中如何制备氢氧化铝？(2)Al(OH)3有什么特别的性质和应用？1.实验室制备现象：试管中产生__________沉淀，氨水过量时，沉淀________白色胶状原理：化学方程式为______________________________________________Al2(SO4)3+6NH3·H2O====2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4不溶解2.化学性质——“两性氢氧化物”(1)实验探究。实验操作实验现象化学方程式____________________________________________试管中白色沉淀溶解Al(OH)3+3HCl====AlCl3+3H2O实验操作实验现象化学方程式____________________________________________试管中白色沉淀溶解

Al(OH)3+NaOH====NaAlO2+2H2O

(2)化学性质。①两性氢氧化物：与酸或强碱溶液都能反应生成盐和水的氢氧化物。②Al(OH)3的性质(写离子方程式)Al(OH)3两性强酸________________________强碱Al(OH)3+OH-====AlO2-+2H2O不稳定性2Al(OH)3Al2O3+3H2OAl(OH)3+3H+====Al3++3H2O________________________________________________△====3.用途(1)能凝聚水中的悬浮物并能吸附色素，可用来净水。(2)利用其弱碱性，可作胃酸中和剂。三、硫酸铝钾明矾在水中是如何电离的？有何重要应用？原理是什么？1.明矾的化学式：_________________。2.明矾的净水原理KAl(SO4)2·12H2O明矾电离___________________________生成胶体______________________________吸附杂质Al(OH)3胶体能凝聚水中的悬浮物，达到净水的目的KAl(SO4)2====K++Al3++2SO42-Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+

【正误立判】1.熔化烧碱可在氧化铝坩埚中进行。()分析：错误。加热时，Al2O3能与NaOH发生反应：Al2O3+2NaOH====2NaAlO2+H2O。2.溶解Al(OH)3固体的溶液一定是强酸溶液。(

)分析：错误。强酸和强碱溶液均能溶解Al(OH)3。3.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AlO2-形式存在。()分析：正确。Al、Al2O3、Al(OH)3溶于强酸产生Al3+，溶于强碱产生AlO2-。××√4.Al(OH)3能溶于氨水中。()分析：错误。Al(OH)3与强碱溶液反应，但不能与弱碱反应。5.明矾能净水，是因为KAl(SO4)2能凝聚水中的悬浮物，并吸附色素。()分析：错误。明矾能净水，是由于KAl(SO4)2与H2O反应生成Al(OH)3胶体，Al(OH)3胶体能凝聚水中的悬浮物，并能吸附色素。××【课堂探究】一、“铝三角”的转化关系分析Al3+OH-H+Al(OH)3AlO2-OH-H+OH-H+1.Al3+Al(OH)3或AlO2－(1)Al3+Al(OH)3。Al3++3NH3·H2O====Al(OH)3↓+3NH4+Al3++3OH―====Al(OH)3↓(2)Al3+AlO2-。Al3++4OH―====AlO2－+2H2O弱碱或少量强碱过量强碱2.Al(OH)3Al3+或AlO2－转化关系反应Al(OH)3Al3+

Al(OH)3+3H+====Al3++3H2OAl(OH)3AlO2-Al(OH)3+OH―====AlO2-+2H2O强酸强碱3.AlO2－Al(OH)3或Al3+(1)AlO2-Al(OH)3。AlO2－＋CO2(过量)＋2H2O====Al(OH)3↓＋HCO3－或2AlO2－＋CO2(少量)＋3H2O====2Al(OH)3↓＋CO32－AlO2－+H+(少量)＋H2O====Al(OH)3↓(2)AlO2-Al3+。AlO2－＋4H+====Al3++2H2O弱酸或少量强酸过量强酸【特别提醒】(1)制取Al(OH)3可用Al3+或AlO2-。Al3+与弱碱(通常用氨水)反应，AlO2-与弱酸(通常通入CO2气体)反应；一般不用强碱或强酸制取，因为Al(OH)3可溶于强碱或强酸溶液。(2)Al3+和OH-不能大量共存，AlO2-和H+不能大量共存。(3)Al元素的连续反应可以作为推断题的突破口：①AlCl3Al(OH)3NaAlO2；②NaAlO2Al(OH)3AlCl3。NaOHNaOHHClHCl【典例1】A、B、C、D、E五种化合物，均含有某种常见元素，它们的转化关系如图所示，其中A为澄清溶液，若取A溶液灼烧，焰色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃)。ADBCE过量盐酸盐酸过量CO2（易溶）NaOH溶液NaOH溶液（白色固体）△盐酸请回答下列问题：(1)写出化学式：A______,B______，C______。(2)写出下列反应的离子方程式：A→B：____________________________________；B→D：____________________________________；C→E：____________________________________。【解析】以物质B作为突破口，B既能与NaOH反应，又能与盐酸反应，且能受热分解，B为Al(OH)3，C为Al2O3，则D为AlCl3，E为NaAlO2，A与过量CO2反应生成B，且焰色反应为浅紫色，则A为KAlO2。答案：(1)KAlO2Al(OH)3Al2O3(2)AlO2-+CO2+2H2O====Al(OH)3↓+HCO3-Al(OH)3+3H+====Al3++3H2OAl2O3+2OH-====2AlO2-+H2O【方法技巧】与强酸、强碱均能反应的物质既能与强酸反应，又能与强碱反应的物质有以下几类：(1)某些金属单质，如Al；(2)两性氧化物，如Al2O3；(3)两性氢氧化物，如Al(OH)3；(4)多元弱酸的酸式盐，如NaHCO3等；(5)弱酸的铵盐，如(NH4)2CO3。【变式训练】下列变化不可能通过一步实验直接完成的是()A.Al(OH)3→Al2O3B.Al2O3→Al(OH)3C.Al→AlO2-D.Al3+→Al(OH)3【解析】选B。A项，2Al(OH)3Al2O3+3H2O；B项，Al2O3不溶于水，不能与H2O直接化合生成Al(OH)3；C项，2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑；D项，Al3++3NH3·H2O====Al(OH)3↓+3NH4+。△====二、有关Al(OH)3沉淀的图像分析1.有关图像分析向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量向NaAlO2溶液中滴加盐酸至过量现象

反应

操作内容立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失Al3++3OH-====Al(OH)3↓Al(OH)3+OH-====AlO2-+2H2OAlO2-+H++H2O====Al(OH)3↓Al(OH)3+3H+====Al3++3H2O向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量向NaAlO2溶液中滴加盐酸至过量图像

操作内容生成Al(OH)3消耗的NaOH和溶解Al(OH)3消耗的NaOH的物质的量之比为3∶1生成Al(OH)3消耗的HCl和溶解Al(OH)3消耗的HCl的物质的量之比为1∶32.滴加过程中铝元素的存在形式分析(1)向1L1mol·L-1的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液。[Al3++Al(OH)3][Al(OH)3+AlO2-]AlO2-Al3+Al(OH)3···034n(OH-)/mol(2)向1L1mol·L-1的NaAlO2溶液中滴加稀盐酸。014n(H+)/mol···[Al(OH)3+Al3+][AlO2-+Al(OH)3]Al3+AlO2-Al(OH)3【特别提醒】向AlCl3溶液中加NaOH溶液(或向NaAlO2溶液中加盐酸)，计算生成amolAl(OH)3沉淀消耗NaOH溶液(或盐酸)的量时，有两种情况，即碱(酸)不足和碱(酸)过量，如上图所示，计算时要注意讨论分析。【典例2】现有MgCl2和Al2(SO4)3混合溶液，向其中不断加入NaOH溶液，得到沉淀的量与加入NaOH溶液的体积如图所示，原溶液中Mg2+与Al3+的物质的量之比为()A.2∶3 B.1∶4C.6∶1 D.3∶1【解析】选B。可假设横坐标表示NaOH的物质的量，根据图像可以看出：溶解Al(OH)3需0.2molNaOH，则沉淀Al3+需要0.2mol×3=0.6molNaOH，沉淀Mg2+需要NaOH的物质的量为0.7mol-0.6mol=0.1mol，所以原溶液中n(Mg2+)=×0.1mol=0.05mol，n(Al3+)=0.2mol，因此n(Mg2+)∶n(Al3+)=1∶4。【警示钟】(1)Al(OH)3能溶于强酸和强碱，但不溶于弱酸和弱碱，Mg(OH)2不溶于任何碱液。(2)Al3+Al(OH)3AlO2-，应用时有关量的换算关系不能出现错误。3OH-OH-4OH-【变式备选】将NaOH溶液逐滴加入到用盐酸酸化的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时，无沉淀产生，随着NaOH量的增加，沉淀的量也逐渐增加，当NaOH加入到一定量时，沉淀量达到最大值，再加入NaOH，沉淀开始溶解：NaOH+Al(OH)3====NaAlO2+2H2O。形成沉淀与溶解沉淀所需NaOH的体积比为3∶1。综上所述，D项的图像符合题意。【牛刀小试】1．下列各组物质与其用途的关系不正确的是()A.过氧化钠：供氧剂B.烧碱：治疗胃酸过多的一种药剂C.氧化铝：耐火坩埚D.明矾：净水剂【解析】选B。A项，Na2O2与H2O、CO2反应产生O2，可作供氧剂；B项，NaOH具有强碱性和腐蚀性，不能用于治疗胃酸过多；C项，氧化铝熔点高、硬度大，可作耐火材料；D项，明矾与H2O反应生成Al(OH)3胶体，有净水作用。2．有关铝及其化合物的说法错误的是()A．用于熔化烧碱的坩埚，可用Al2O3这种材料制成B．铝能在空气中稳定存在是因为其表面覆盖着一层氧化铝薄膜C．氧化铝是一种难熔物质，是一种较好的耐火材料D．氢氧化铝能中和胃酸，可用于制胃药【解析】选A。A项，Al2O3与NaOH加热时发生反应Al2O3+2NaOH====2NaAlO2+H2O。3．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()①NaHCO3②Al2O3③Al(OH)3④AlA.②③ B.①④C.②③④ D.①②③④【解析】选A。题给4种物质均既能与稀盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应。如NaHCO3与盐酸反应生成氯化钠、水、二氧化碳气体，与氢氧化钠溶液反应生成正盐(碳酸钠)和水；Al2O3、Al(OH)3都是两性物质，Al在金属中也具有特殊性，既能与强酸溶液反应又能与强碱溶液反应，但其不是化