人教版必修一化学《几种重要的金属化合物》教学案（含答案）

第2课时

教学设计

三维目标

知识与技能

1.掌握AI2O3、A1(OH)3的两性。

2.掌握A1(OH)3的制备方法。

3.通过实验和计算的教学，培养学生的观察能力、动手能力及分析、解决问题的能力。

过程与方法

1.通过演示实验和学生实验相结合的方法，使学生理解、掌握AI2O3和A1(OH)3的两性及

A1(OH)3的制备方法。

2.结合演示实验使学生理解A1(OH)3生成及溶解的有关图象，并能灵活分析解决一般的计算问

题。

3.通过启发、诱导和实验探究，突破教学难点。

情感、态度与价值观

1.通过AI2O3、A1(OH)3、明矶性质和用途的教学，激发学生学习化学的热情，树立为社会、

为人类的进步而努力学习的责任感。

2.通过AI2O3、A1(OH)3的两性说明元素性质的递变性，对学生进行辩证唯物主义教育。

3.结合A1(OH)3生成和溶解的图象及相关计算，培养学生思维能力和综合分析能力。

教学重点

AI2O3、A1(OH)3的两性、A1(OH)3生成和溶解的图象及计算。

教学难点

A1(OH)3生成和溶解的图象及相关计算。

教具准备

0.5mol.L」Ab(SO4)2溶液、2moi盐酸、2moiNaOH溶液、氨水、试管、胶头滴管、

铝条

教学过程

师：共同回顾钠的重要化合物的性质(主要是NazCh和NaHCCh)

生：NazCh和水反应生成NaOH和02；NazCh和CCh反应生成Na2c。3和02；NaHCCh

受热分解或者与NaOH反应可以转化为Na2co3；向Na2co3溶液中通CCh可以生成NaHCCh。

师：通过钠和铝在周期表中的位置及钠和铝单质的性质，分析钠和铝的金属活动性强弱

并举出事实根据。

生：钠比铝活动性强；钠与冷水剧烈反应，铝与水不能直接反应可以说明。

过渡：钠和铝同属第三周期元素，本课时我们来共同学习铝的重要化合物。

［板书］(二)铝的重要化合物

1.氧化铝

讲述：氧化铝是铝元素在地壳中的具体存在形式，铝元素是地壳中含量最多的金属元素,

铝元素只能以化合态存在于自然界中。

(1)AI2O3的物理性质

难溶于水，熔点很高，是比较好的耐火材料，也是工业炼铝的原料。

(2)AI2O3的化学性质

演示：将铝条分别插入盐酸中和NaOH溶液中仔细观察反应现象。

师：哪位同学可以描述一下有关实验现象？

生：铝条分别插入两溶液中并不立即产生气泡，都是过一会儿才有气体生成。

师：大家思考为什么要过一会儿才看到气泡呢？

生：因为铝表面存在一层致密的A12O3薄膜，只有A12O3薄膜被反应掉以后，才会看到气

泡。

［板书］A12O3+6HC1====2A1C13+3H2O

Al2O3+2NaOH====2NaAlO2+H2O

指名板演两反应的离子方程式

+3+

A12O3+6H====2A1+3H2O

A12O3+2OH====2AZO；+H2O

师：［设疑］什么是酸性氧化物？什么是碱性氧化物？A12O3是酸性氧化物还是碱性氧化

物？

生：只能与碱反应生成盐和水的氧化物为酸性氧化物;只能与酸反应生成盐和水的氧化物

为碱性氧化物;A12O3既是酸性氧化物，又是碱性氧化物。

［讲述］该同学说法不妥，既能与酸反应生成盐和水又能与碱反应生成盐和水的氧化物叫两

性氧化物。AhO3是一种典型的两性氧化物。

［板书］两性氧化物：

［板书］2.氢氧化铝

①A1(OH)3的实验室制备

［演示］实验37向Ab(SO4)3溶液中滴加氨水，引导学生观察实验现象。

［板书］Ah(SO4)3+6NH3-H2O====2A1(OH)31+3(NH4)2SO4

3++

［指名板演离子方程式］A1+3NH3-H2O====Al(OH)31+3NH4

［指导观察］生成的A1(OH)3是一种白色絮状沉淀；继续加氨水，沉淀不溶解。

讲述：A1(OH)3能凝聚水中的悬浮物，并能吸附色素。

［板书］②A1(OH)3的化学性质

［演示］实验3-8

将［实验3-7］制得的A1(OH)3沉淀分装在两支试管里，分别加入盐酸和NaOH溶液，边加边

振荡，观察现象。

［实验现象］A1(OH)3沉淀中加盐酸或NaOH溶液，沉淀都溶解。

［板书］A1(OH)3+3HC1====A1C13+3H2O

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

指导学生写出反应的离子方程式：A1(OH)3+3H+====AF++3H2O;

A1(OH)3+OH====AIO；+2H2O

师：大家思考，实验室制A1(OH)3为什么用氨水而不用NaOH溶液？

生：A1(OH)3能溶于NaOH溶液。

思考：什么是两性氢氧化物？

生：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物为两性氢氧化物。

师：A1(OH)3对热也不稳定，受热能分解为氧化铝和水。

工一△

［板书］2Al(OH)3^=AbO3+3H2O

［探索］铝盐和偏铝酸盐与酸碱溶液反应的图象。

(1)AlCh和NaOH反应

［演示］向AlCh溶液中滴加NaOH溶液至过量。现象为：先产生白色沉淀，后沉淀又逐渐溶解。

反应方程式：AlCl3+3NaOH====Al(OH)3j+3NaCl,Al(OH)3+NaOH====NaAlO2+2H2。,离子方

程式为：AF++3OH-====Al(OH)3j,&(0田3+011一====4。£+2七0,图象如下图(1)。

［演示］向NaOH溶液中滴加A1C13溶液至过量。

现象为：开始无沉淀，过一会出现白色沉淀且不溶解。反应方程式为：

AlC13+4NaOH====NaAlO2+3NaCl+2H2O,3NaAlO2+AlCh+6H2O====4Al(OH)31+3NaCl,离子

3+3+

方程式为：A1+4OH"===AIQ-+2H2O,3AIO~+A1+6H2O====4A1(OH)31o图象如下图(2)。

(2)NaAQ和HC1

［演示］向NaAlCh溶液中滴加盐酸溶液至过量，现象为：先产生白色沉淀，后沉淀逐渐溶解。

反应的化学方程式为：NaA102+HCl+H20====NaCl+Al(0H)31,Al(OH)3+3HCl====AlCh+

3H2O,离子方程式为:A/O；+H++H2O====Al(OH)3j,A1(OH)3+3H+====AF++3H2O,图象如下

图⑶。

1演示］向盐酸溶液中滴加NaAKh溶液至过量，现象为：开始无沉淀，过一会出现白色沉淀且

不溶解。反应的方程式为：NaAlO2+4HCl====NaCl+AlCl3+2H2O,3NaAlO2+AlCl3+6H2====

+3+3+

O4Al(OH)31+3NaCl,离子方程式为：M0\+4H====A1+2H20,3A/G＞；+A1+6H2O====

A1(OH)3］图象如下图(3)o

思考1：向AlCb溶液中滴加氨水至过量和向NaAKh溶液中通入C02气体至过量，有何现象？

其图象应该怎样画？

点拨：向AlCh溶液中滴加氨水至过量时溶液中出现沉淀且不消失；向NaAKh溶液中通入

C02至过量，溶液中出现白色沉淀且不消失。AlCh+3NH3-H2O====A1(OH)31+3NH4C1,

NaA102+2H20+C02====Al(0H)31+NaHC03o

思考2：写出往明矶(KA1(SO4)2)溶液中加入少量氢氧化钢溶液和过量氢氧化钢溶液的离子

方程式。

分析:2A13++3S0j+3Ba2++6OH-====3BaSO4J+2A1(OH)31

2Ba2++4OH-+Al3++2so丁====2BaS0U+AIO-+2H2O

［例题剖析］

(例1)实验室如何从含有少量的SiO2和Fe2O3杂质的A12O3混合物中提取纯净的AhO3?

分析:混合物的三种氧化物中SiO2为酸性氧化物，FezCh为碱性氧化物，AhCh为两性氧化物。

根据它们的性质差异，除去杂质制取纯净A12O3的过程可表示为：

人，2。3‘沉淀‘沉淀

加入过量盐酸、/溶液

%°3>--------------，容液加入过量NaOH溶液通入过量CO?)

过滤⑴

SiQ.过滤过滤

Na/7co§

Al(OH)3^-^Al2O,

为确保混合物中的AI2O3不损失，关键的操作步骤是(3),因此NaAKh与酸反应必须使

之能完全转化为A1(OH)3，故反应(3)中以通入过量C02为宜，反应式

为:4O：+2H2O+CO2====Al(OH)3j+"C。；，A1(OH)3不溶于H2co3。若反应中加入的是其他

强酸如盐酸，则常由于难于控制盐酸的用量，使溶液中的402•可能因为加入的盐酸不足量而

没有完全转化为A1(OH)3沉淀，或者又由于加入的盐酸过量而使生成的A1(OH)3部分溶解，

其结果都造成混合物中的AI2O3因实验操作不慎而损失。加HC1溶液反应式表示为:

+

AZO-+H+H2O====A1(OH)31A1(OH)3+3H+====AF++3H2O

通过上述例题的分析应明确，由铝盐(A13+)或偏侣酸盐(A/OD制取A1(OH)3,在实验中应采

用向铝盐溶液加稍过量氨水或向偏铝酸盐溶液中通入过量的C02的方法。

(例2)准确称取bg铝土矿(含AI2O3、Fe2O3>SiO2)样品，放入盛有100mLH2sCU溶液

的烧杯中，充分反应后过滤，向滤液中加入10mol-L」NaOH溶液，产生沉淀的质量

m(g)与所加NaOH溶液的体积V(mL)的关系如右图所示。

(1)试求H2s04溶液的物质的量浓度。

(2)若b=2.75,求铝土矿中各成分的质量分数。

(3)b值的范围是,在这个范围内，b值越大，的含量越少。

教师精讲：本题提供了观察能力和思维能力等考查的很好情景。从题给图象看出，当向滤液

中加入NaOH溶液时，开始并无沉淀产生，这告诉我们，首先发生的反应是OH「+H+====H2O,

可推出，100mLH2sO4溶液在与bg铝土矿反应后应当有剩余，另外，从沉淀产生到沉

淀达最大量，发生的反应为：

A13++3OH-====A1(OH)31Fe3++3OH====Fe(OH)31

而AF+和Fe3+是H2so4与AI2O3、Fe2O3反应所得，即

+3++3+

AhO3+6H====2Al+3H2OFe2O3+6H====2Fe+3H2O

不难看出关系式：3H+->A13+一>3OH-3H+->Fe3+->3OH,也就是说35mLi0

molL-)的NaOH溶液完成了对100mLH2so4溶液的完全中和。

从加入35mLNaOH溶液到加入45mLNaOH溶液，完成的是A1(OH)3+OH

====40：+2H20,所以图示沉淀量减少直至A1(OH)3完全溶解。若提供b的具体数据，则样

品中各物质的质量可得。

关于b值范围的讨论,实质上是关于在完成bg铝土矿样品中AI2O3和Fe2O3之后，过量H2sCU

的讨论。在bg样品中，AI2O3的物质的量为0.050mol已成事实，溶解0.050molAI2O3需

H2so40.150mol。知HOmLH2s。4溶液中H2s。4的物质的量为0.175mol。

(1)假设bg铝土矿中没有Fe2O3,则H2s04过量0.175mol-0.150mol=0.025mol,则中

和0.025molH2sO4需10molfNaOH溶液5mL。但事实上bg铝土矿中有FezCh,故

b<5o

(2)假设bg铝土矿中没有SiCh,则Fe2O3的物质的量为(bg—0.05molx102g-mol-1)-160

1

g-moF-0.0056mol0溶解该FezCh还需H2so40.0056molx3M.O17molo这样，尚剩余

H2s04的物质的量为：

0.175mol-0.150mol-0.017mol=0.008mol。中和剩余0.008molH2so4需10molL-1

的NaOH溶液1.60mL,但事实上bg铝土矿中有SiC)2,故b>1.60。

答案：(1)1.75molL1

(2)W(A12O3)=85%,

w(Fe2O3)=10%,w(SiO2)=5%

(3)1.60<b<5Fe2O3

［课堂小结］

铝及其化合物的知识在历年高考试题中出现较多，如在离子共存、离子方程式、物质的

鉴别与推断题等题中大量出现；此外，一些定量计算，实验以及在日常、生活、生产中的应

用也常出现。解这类题的关键是铝元素的两性，即Al、AI2O3、A1(OH)3均既能与酸反应，又

能与碱反应。

板书设计

(二)铝的重要化合物

1.氧化铝

Al2O3+6HCl====2AlCh+3H2O

AhO3+2NaOH====2NaAlO2+H2O

两性氧化物：

2.氢氧化铝

①制备：Ah(SO4)3+6NH3-H2O^^2Al(OH)31+3(NH4)2SO4

②性质：Al(OH)3+3HCl====AlCh+3H2O

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

两性氢氧化物：

△

2A1(OH)3^=A12O3+3H2O

活动与探究

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氢氧化铝。可分别采用

如下化学方程式所表示的两种方法：

①2Al+3H2sO4====A12(SC)4)3+3H2T

Ah(SO4)3+6NaOH====2Al(OH)31+3Na2SO4

②2Al+2NaOH+2H20====2NaA102+3H2T

2NaA102+H2so4+2H2O====2Al(OH)31+Na2s04

上述哪一种方法比较节约试剂？

参考答案：第②种方法比较节约试剂。

随堂练习

1.已知BaLA1(OH)412可溶于水。如右图表示的是向A12(SO4)3溶液中逐滴加入Ba(0H)2溶液

时，生成沉淀的物质的量y与加入Ba(OH”的物质的量x的关系。下列有关叙述正确的是

()

j/mol|

o---------------------------►

x/mol

A.a-b时沉淀的物质的量：A1(OH)3比BaSO4多

B.c~d时溶液中离子的物质的量：[A1(OH)4]-比Ba?+多

C.a~d时沉淀的物质的量：BaSCU可能小于A1(OH)3

D.d-e时溶液中离子的物质的量：Ba?+可能等于OH

答案:BD

2.在AlCb溶液中逐滴加入过量的氨水至溶液呈碱性，下列图中,能表示该反应产生的沉淀质

量W与加入氨水的体积V关系正确的是()

「RL上

uyMVV。V

ABCD

答案:c

3.(2007山东临沂模拟，2)将铝和过氧化钠混合溶于足量的水中，得到澄清溶液，同时产生

3.5g气体，向所得溶液中加入200mL3.5mol-L」的盐酸，先有沉淀出现，随后沉淀恰好溶解,

则A1和Na2O2的物质的量之比为()

A.1：2B.1：4C.11：2D.2：11

答案:A

4.向100mL0.25mol-L1的AlCb溶液中加入金属钠完全反应，恰好生成只含NaCl和Na

[A1(OH)4]的澄清溶液，则加入金属钠的质量是()

A.3.45gB.2.3gC.1.15gD.0.575g

答案:B

5.向20mL某物质的量浓度A1C13溶液中滴入2molL-1NaOH溶液时，得到A1(OH)3沉淀质量

与所滴加NaOH溶液的体积(mL)关系如右图所示，试回答下列问题：

(1)图中A点表示的意义是o

(2)图中B点所示的意义是o

(3)上述两步反应用总的离子方程式可表示为o

(4)假若溶液中有A1(OH)3沉淀0.39g,则此时用去NaOH溶液的体积为

答案:(1)加入NaOH溶液15mL时，沉淀达到最多，质量为0.78g。

(2)当NaOH溶液达到20mL时，生成的沉淀恰好全部溶解。

(3)A13++4OH====AIO；+2H2O

(4)7.5mL或17.5mL

6.物质的分离和提纯有多种方法。物质分离、提纯方案的设