化学：铝及其化合物

第二节铝及其化合物铝及其重要化合物之间的转化关系1234567891011

NaAlO2

Al(0H)3

AlCl3

Al2O3

AlKAl(SO4)21213141、氧化铝两性氧化物——既能溶于酸又能溶于强碱Al2O3+6H+=2Al3++3H2OAl2O3+2OH-=2AlO2-+H2O2、氢氧化铝①、实验室制法Al2(SO4)3

+

6NH3•H2O

=

2Al(OH)3↓+

3(NH4)2SO4

②、两性氢氧化物。

Al(OH)3+3H+=Al3++3H2OAl(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O③、热不稳定性

2Al(OH)3

＝Al2O3

＋

2H2O④、用途：医用的胃药、净水。△考纲要求：金属单质—氧化物—氧化物对应的水化物—盐复习线索：

Al—Al2O3—Al(OH)3—Al3+AlO2－1．掌握金属铝及其重要化合物的主要性质。2．了解铝及其化合物的应用。

◎回归教材◎

一、铝1．位置第三ⅢA还原强

铝元素在元素周期表中位于________周期________族。铝是较活泼的金属，在金属活动性顺序表中，铝位于锌铁的前面。铝在化学反应中，能表现出较强的________性，即失电子的能力________，是常用的还原剂。银白色小小低2．物理性质 铝是________金属、密度__________(属轻金属)、硬度______、熔沸点________，有良好的导电性和导热性。铝合金密度小、强度高、塑性好、易于成型、制造工艺简单、成本低廉，常用于建筑业、容器和包装业、交通运输业、电子行业等。43页Al与强碱溶液反应铝热反应特性存在、制备方法及用途特性活泼金属通性①与非金属反应④与某些盐溶液反应③与酸反应②与热水反应3、铝的化学性质：（1）与非金属反应△4Al+3O2

═2Al2O3点燃2Al+3Cl2===2AlCl3（2）与酸反应6HCl+2Al=2AlCl3+3H2↑注意：铝在冷的浓硫酸、浓硝酸中钝化。为什么可以用铝槽运输浓硫酸、浓硝酸溶液？（3）与盐溶液反应2Al+3CuSO4

＝3Cu+Al2(SO4)3Al+稀HNO3----？思考：为什么铝有抗腐蚀性？

常温下，Al与O2反应生成一层氧化铝薄膜，能保护内部金属。⑷铝与强碱溶液反应总反应式：2Al+2H2O+2NaOH＝2NaAlO2+3H2↑AlH2O还原剂：_____氧化剂：______实质：--与强碱溶液反应（铝的特性）离子反应方程式：2Al+2H2O+2OH-＝2AlO2-+3H2↑问题：金属镁中含有少量铝，如何除去铝，请设计实验方案。2、在铝制易拉罐充满CO2后，迅速倒入10%NaOH溶液，立刻将口密封，不一会，听到罐“咔咔”作响，易拉罐变瘪了，过了一段时间后，易拉罐又鼓起来。试写出易拉罐变瘪和鼓起来的化学方程式：

；

。CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑1、铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的HCl和NaOH物质的量之比为

(

)

A.

1∶1

B.

2∶1

C.

3∶1

D.

1∶3C⑸Al与某些氧化物(Fe2O3

、Cr2O3、MnO2

、V2O5

等)反应[现象]：[化学方程式]：发出耀眼的光芒、放出大量的热、纸漏斗下部被烧穿，有熔融物落入沙中。2Al+Fe2O3==2Fe+

Al2O3高温铝热剂铝热反应的用途：

焊接铁轨、冶炼金属—铝热反应

铝粉和氧化铁反应装置图引燃剂助燃剂3．下列叙述正确的是（）A．铝制槽车可用来贮运浓硫酸、浓硝酸是因为常温下铝和浓硫酸、浓硝酸不反应B．两份相同质量的铝粉，分别与足量的稀硫酸和氢氧化钠溶液反应，产生的氢气前者多C．合金的熔点一般比组成它的各成分的熔点都高D．工业上常利用铝热反应冶炼难熔金属，如钒、铬、锰。D1、某同学欲利用教材的实验装置探究“铝热反应”中熔融物的成份，请写出铝热反应的方程式：

。又已知Al、Fe2O3、Al2O3、Fe的熔沸点数据如下：物质AlFe2O3Al2O3Fe熔点（0C）660146220541535沸点（0C）246729802750（1）该同学推测，铝热反应得到的熔融物应是铁铝合金，其理由是：

该反应放热能使铁熔化，而铝的熔点比铁低，所以铁熔化时铝也熔化，得到的是铁铝合金【练习提升】：铝热反应的应用（2）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。填写下列表格：所用试剂实验操作及现象反应方程式NaOH溶液取少量样品放在试管，加入适量NaOH溶液，有气泡产生，则证明该熔融物中有铝。2Al+2H2O+2NaOH＝

2NaAlO2+3H2↑

存在冶炼用途铝土矿(Al2O3、Fe2O3、SiO2等)化合态铝土矿Al(OH)3

Al2O3

Al

△电解冶炼金属、制合金、飞机、汽车、轮船部件、导线、日用品2Al2O3(熔融)========4Al+3O2↑冰晶石Na3AlF6电解冰晶石作助熔剂（降低Al2O3的熔化温度）；石墨碳棒作电极。二、氧化铝与氢氧化铝白色物质(1)Al2O3(2)Al(OH)3物理性质氧化铝是________、不溶于水、难熔的物质难溶于水的白色胶状物质化学性质与酸反应：____________________________________与酸反应：_____________________________与碱反应：___________________________________与碱反应：_____________________________冶炼铝：______________________________________受热分解：_______________________________属性________氧化物________氢氧化物Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2OAl2O3＋2OH－===2AlO＋H2O2Al2O34Al＋3O2↑

Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋OH－===AlO

＋2H2O2Al(OH)3Al2O3＋3H2O两性两性(续表)物质(1)Al2O3(2)Al(OH)3用途利用其高熔点常用作高级耐火材料，如制坩埚、高温炉管等；利用其耐高温性质制刚玉球磨机、高压钠灯的灯管等Al(OH)3可用作脱色剂(有吸附色素的能力)、用作胃酸中和剂，也是一种阻燃材料(分解吸热，生成高熔点的Al2O3而具有阻燃作用)分析:注意电离平衡的应用H++AlO2-+H2OAl(OH)3Al3++3OH-.酸式电离碱式电离问题1：如何解释Al(OH)3的两性？若向此溶液中加入强酸，反应向

方向进行；若加入碱，反应故向

方向进行。碱式电离酸式电离问题2：如何制备Al(OH)3？（1）Al(OH)3的实验室制法____氨水与铝盐反应Al3++3NH3.H2O=Al(OH)3↓+3NH4+(2)向NaAlO2溶液通入足量CO2气体AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-

(通入少量CO2气体可写成CO32-)(3)AlO2-与Al3+发生双水解3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓H2O+AlO2-+HCO3-=Al(OH)3↓+CO32-思考：铝转化为Al(OH)3需要哪些试剂？(4)特殊反应：AlO2-

与HCO3-[学生活动]画出以下化学反应过程的图象(纵坐标为Al(OH)3物质的量,横坐标为逐滴加入的物质的物质的量)：①AlCl3溶液中逐滴加入氨水至过量②AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量③在NaAlO2溶液中逐渐通入CO2至过量④在NaAlO2溶液中逐滴加入HCl至过量⑤在NaOH溶液中逐滴加入AlCl3至过量⑥在盐酸中逐滴加入NaAlO2溶液至过量学科思想：化学过程图像①AlCl3溶液中逐滴加入氨水至过量②AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量Al3++3OH-=Al(OH)3↓Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2On(NH3.H2O)Al3++3NH3.H2O=Al(OH)3↓+3NH4+③在NaAlO2溶液中逐渐通入CO2至过量④在NaAlO2溶液中逐滴加入HCl至过量AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓Al(OH)3+3H+=Al3++H2OAlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-

⑤在NaOH溶液中逐滴加入AlCl3至过量Al3++4OH-=AlO2-+2H2O3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓⑥在盐酸中逐滴加入NaAlO2溶液至过量3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓AlO2-+4H+=Al3++2H2O（2)若在滴加NaOH溶液过程中，欲使Mg2+、Al3+刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH)=

mL【例2】将0.1moL的镁、铝混合物溶于100mL2mol/LH2SO4溶液中，然后再滴入1mol/LNaOH溶液。请回答（1)若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如图所示。当V1=160mL时，则金属粉末中n(Mg)=

mol，V2=

mL。0.064404000mV1V2V/mL2、图像与计算：渗透了质量守恒、电子守恒等基本守恒思想和终态分析法。3、溶液中阳离子与OH－反应的先后顺序当溶液中有多种离子时要考虑离子之间的反应顺序，如向含有H＋、NH4+、Mg2＋、Al3＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，NaOH先与

反应，然后依次与

、

反应生成沉淀，再与

反应，最后再溶解Al(OH)3沉淀。H＋Al3＋Mg2＋NH4+4．在0.2mol/L的AlCl3溶液100mL中，如果要得到1.17g沉淀，则需加入0.5mol/L的NaOH溶液多少毫升？用图象法会更直观：n[Al(OH)3]最大值=0.2mol/L×0.1L=0.02moln[Al(OH)3]=1.17g78g/mol=0.015molV1V2n[Al(OH)3](mol)NaOH(mL)0.020.015_______________________________，Al3+水解生成Al(OH)3胶三、铝盐1．复盐：由两种或两种以上阳离子和一种阴离子组成的盐。如明矾，化学式为KAl(SO4)2·12H2O。2．明矾的净水原理：明矾溶于水后发生电离：体［化学方程式：________________________________］，氢氧化铝胶体的吸附能力很强，可以吸附水里悬浮的杂质，并形成沉淀，使水澄清。所以，明矾是一种较好的净水剂。

3．AlCl3

是共价化合物，熔融时不导电，不能用电解法制Al。AlCl3

溶液加热蒸干灼烧最终得Al2O3

固体。Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋“铝三角”的转化关系及其应用1、请写出⑴—⑹步相关反应的离子方程式2、MgCl2溶液中含有少量Al3+，如何除去Al3+？重点一氢氧化铝两性的应用1．判断离子共存2．鉴别(利用滴加顺序不同，现象不同)

AlCl3溶液中滴加NaOH

溶液现象为：先生成白色沉淀，后沉淀溶解；NaOH

溶液中滴加AlCl3溶液现象为：开始无明显现象，后产生白色沉淀，继续滴加沉淀不溶解。3．分离提纯重点二从铝土矿中提取铝

铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界主要以化合态形式存在于氧化铝中。铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，冶炼金属铝很重要的一个过程是Al2O3的提纯。对于以提纯某一物质为实验目的的流程题，其实就是考查混合物的除杂、分离、提纯的有关知识。当遇到这一类题时，一般的思路是在流程中找出得到的主要物质是什么，混有的杂质有哪些；认真分析当加入某一试剂后，能与什么物质发生反应，生成了什么产物，要用什么样的方法才能将杂质除去。只有这样才能明白每一步所加试剂或操作的目的。(1)溶解：目的是得到偏铝酸钠溶液。Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O(2)过滤：除去不溶物质。(3)酸化：得到氢氧化铝和碳酸氢钠。NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3(4)过滤：得到氢氧化铝。(5)灼烧：得到高纯度氧化铝。2Al(OH)3Al2O3＋3H2O(6)电解：得到金属铝。 电解冰晶石2Al2O3(熔融）==4Al＋3O2↑铝的性质的实验探究

铝镁合金已成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料。某研究性学习小组的三位同学，为测定某含镁3%～5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数，设计下列三种不同实验方案进行探究。填写下列空白。实验方案：铝镁合金―――――→测定剩余固体质量。【探究一】NaOH

溶液实验中发生反应的化学方程式是：_______________________________________