实验化学：铝及其化合物的性质.ppt

课题课题 1 铝铝及其化合物的性质质 课前自主学案 自主学习习 一、实验实验 原理 1铝铝元素的原子结结构特征 铝铝位于元素周期表中第_周期_族，其原子结结 构示意图为图为 _。铝铝原子最外电电子层层上的3个 电电子在化学反应应中容易失去。 2铝铝的化学性质质 铝铝是活泼泼性较较强的金属，表现现出较较强的_ 。在一定条件下，金属铝铝能与非金属单质单质 、酸、 碱、不活泼泼金属的可溶性盐盐等发发生反应应。 3 A 还还原性 铝铝在空气中或在冷的浓浓硫酸、浓浓硝酸中都能生 成一层结层结 构致密的_薄膜。这这一层层薄膜 能使金属铝铝与其周围围的介质质(空气、水等)隔绝绝 ，起到保护护金属铝铝的作用。但是，当有 _存在时时，铝铝表面的氧化膜易被破坏， 因此铝铝制容器不能用来腌制咸菜。 氧化物 氯氯离子 思考感悟 1为为什么可以用铝质铝质 槽车车装运浓浓硝酸？ 【提示】 因为为常温下铝铝遇浓浓HNO3发发生“钝钝 化”，铝铝表面形成致密的氧化物薄膜，阻止了 内部铝铝与浓浓HNO3的进进一步反应应。 3氧化铝铝和氢氢氧化铝铝的两性 氧化铝铝和氢氢氧化铝铝都是_化合物，它们们既能 与强酸溶液反应应，又能与强碱溶液反应应。氧化铝铝 和氢氢氧化铝铝分别别与强酸反应应的离子方程式是： _ _；氧化铝铝和氢氢氧化铝铝分别别与强 碱反应应的离子方程式是：_ _ 。 两性 AlO2- 2H2O 相当于 Al(OH)4- Al33H2O Al(OH)33H 配合物 复 盐盐 发发出耀眼的白光，有少量白 烟 思考感悟 2铝铝条与O2反应时应时 ，集气瓶内为为什么要事 先盛有少量水或铺铺少量细细沙？ 【提示】 铝铝与O2反应应放出大量的热热而使铝铝 条熔化，盛少量水或铺铺少量细细沙的目的是防 止溅溅落的熔融物炸裂瓶底。 2铝铝表面氧化膜的实验实验 探究 (1)取三小块铝块铝 片，将其中两块铝块铝 片分别别用砂纸纸 擦去表面的氧化膜。 (2)将一块块擦去氧化膜的铝铝片放入20 mL 0.5 molL1的CuSO4溶液中，观观察到的现现象是 _。化 学反应应的离子方程式： _。 (3)将一块块未擦去氧化膜的铝铝片放入20 mL 0.5 molL1的CuSO4溶液中，观观察到的现现象是 _。 铝铝片表面析出一层层海绵绵状的暗红红色物质质 2Al3Cu2=3Cu2Al3 无明显现显现 象 (4)取步骤骤(3)中的铝铝片，用水冲洗后，放入盛有3 mL 6.0 molL1的NaOH溶液的试试管中，观观察到 的现现象是_。12 min 后取出铝铝片，洗净净，再放入盛有20 mL 0.5 molL 1 CuSO4溶液的试试管中，观观察到的现现象是 _。 (5)将另一块块擦去氧化膜的铝铝片放入盛有3 mL浓浓 硝酸的试试管中，观观察到的现现象是_ 。1 min后取出铝铝片，用水洗净净，再放入盛有20 mL 0.5 molL1CuSO4溶液的试试管中，观观察到的 现现象是_。 铝铝片表面产产生大量无色气泡 铝铝片表面很快出现现一层层海绵绵状的暗红红色物质质 无明显现显现 象 无明显现显现 象 思考感悟 3家中的铝锅铝锅 能否用金属材料制成的清洁洁球 摩擦清洗？为为什么？ 【提示】 不能。因为铝锅为铝锅 的表面有一层层致 密的氧化膜，能保护铝锅护铝锅 不被腐蚀蚀。若用清 洁洁球摩擦清洗，容易破坏氧化物薄膜，使内层层 金属被腐蚀蚀。 先有白色沉淀生成，后沉淀溶解生成无色溶液 4培养明矾矾晶体 (1)向250 mL烧烧杯中加入120 mL比室温高10 20 的水，分批加入明矾矾晶体，用玻璃棒搅搅拌 ，至晶体不再溶解为为止。待溶液自然冷却到比 室温高35 ，将溶液倒入另一只烧烧杯中，用 硬纸纸板盖好，静置过过夜。 (2)从烧烧杯中选选取2粒形状规则规则 的小晶体作为为晶 核，将所选选的晶核用细线轻轻细线轻轻 系好。 (3)把步骤骤(1)中配制的明矾矾溶液倒入另一只烧烧 杯中，注意不要将已结结晶出来的明矾矾倒出，再 向溶液中加入适量明矾矾，加热热使其成为为比室温 高1020 的饱饱和溶液。待溶液开始自然冷却 时时，将小晶体悬悬挂在烧烧杯的中央，用硬纸纸板 盖好烧烧杯，静置过过夜。 (4)每天把用细线细线 系着的明矾矾晶体取出，重复 步骤骤(3)的操作，直到晶体长长到一定的大小。 自主体验验 1实验实验 室需要使AlCl3溶液中的Al3全部沉淀 出来，适宜用的试剂试剂 是( ) ANaOH溶液 BBa(OH)2溶液 C硫酸 D氨水 解析：选选D。 2除去MgO中的Al2O3可选选用的试剂试剂 是( ) ANaOH溶液 B硝酸 C浓浓硫酸 D稀盐盐酸 解析：选选A。 3向下列各物质质的水溶液中滴加稀硫酸或 MgCl2溶液时时，均有白色沉淀产产生的是( ) ABaCl2 BBa(OH)2 CNa2CO3 DKOH 解析：选选B。 课堂互动讲练 铝单质铝单质 的性质质 例例1 1 实验实验 中发发生反应应的化学方程式是 _ 。 实验实验 步骤骤：(1)称取5.4 g铝镁铝镁 合金粉末样样品， 投入V mL 2.0 molL1 NaOH溶液中，充分反 应应。NaOH溶液的体积积V_。 (2)过滤过滤 、洗涤涤、干燥、称量固体。该该步骤骤中 若未洗涤涤固体，测测得镁镁的质质量分数将 _(填“偏高”或“偏低”)。 实验实验 装置如图图，问题讨论问题讨论 ： (1)某同学提出该实验该实验 装置不够够完善，应应在A、B 之间间添加一个干燥、除酸雾雾的装置。你的意见见是 ：_(填“需要”或“不需要”)。 (2)为为使测测定结结果尽可能精确，实验实验 中应应注意的 问题问题 是(写出两点)： _ _。 _ _。 探究三实验实验 方案：称量5.4 g铝镁铝镁 合金粉 末，放在如图图所示装置的惰性电热电热 板上， 通电电使其充分灼烧烧。 问题讨论问题讨论 ： (1)欲计计算Mg的质质量分数，该实验该实验 中还还需测测定 的数据是_。 (2)若用空气代替O2进进行实验实验 ，对测对测 定结结果是否 有影响？_(填“是”或“否”)。 【思路点拨拨】 解答本题题要注意以下两点： (1)镁镁只具有较较强的金属性而铝铝及其部分化合物 具有两性。 (2)量气管的正确使用。 探究二 (1)因挥发挥发 出的HCl可溶于水，而在量气管左端 H2与量气管中的水会接触，故不需要添加干燥 、除酸雾雾装置。 (2)涉及到气体的实验实验 装置气密性应应良好；量 气管读读数时应时应 在室温下并且量气管两端液面 应应相平使被测测气体压压强等于外界大气压压，而 且视线应视线应 与凹液面相切。 【答案】 探究一2Al2NaOH 6H2O=2NaAl(OH)43H2 (1)97 (2)偏高 探究二(1)不需要 (2)调调整量气管C的高度，使C中液面与B中液面 相平 恢复到室温后再读读数读读数时时保证视线证视线 与凹液面的最低点相平；检查检查 装置的气密性； 合金完全溶解(或加入足量盐盐酸)等合理答案 探究三(1)灼烧烧后固体的质质量 (2)是 互动探究 请参照探究一、探究二另设计一实验方案，测 定该合金中的镁的质量分数。 【提示】 利用Al(OH)3可溶于强碱， Mg(OH)2不溶于强碱的性质可设计实验，称量 溶液中未与碱反应产生的沉淀的质量求出镁的 质量分数。 变变式训练训练 1 某铝铝合金中含有元素镁镁、铜铜、硅 ，为为了测测定该该合金中铝铝的含量，设计设计 了如下 实验实验 ，请请回答有关问题问题 ： (1)称取样样品a g，称量时应该时应该 使用的主要仪仪器 的名称是_。 (2)将样样品溶解于足量的稀盐盐酸中，过滤过滤 。滤滤 液中主要含有_，滤滤渣中含有 _，溶解、过滤过滤 用到的玻璃仪仪器是 _ _。 (3)滤滤液中加过过量氢氢氧化钠钠溶液，过滤过滤 并洗涤滤涤滤 渣。有关的离子方程式是 _ _ _ _。 (4)步骤骤(3)的滤滤液中通入足量二氧化碳气体，过滤过滤 并洗涤滤涤滤 渣。有关的离子方程式是 _ _ _ _。 (5)步骤骤(4)过滤过滤 后的滤滤渣用蒸馏馏水洗涤涤数次，烘 干并灼烧烧至恒重，冷却后称量，其质质量为为b g， 有关的化学方程式是 _ _， 原样样品中铝铝的质质量分数是_。 (6)若步骤骤(3)中加入氢氢氧化钠钠的量不足，则实验则实验 结结果偏_(填“高”、“低”或“不影响 ”，下同)；若步骤骤(5)中滤滤渣没有洗涤涤，则实验则实验 结结果偏_；若滤滤渣灼烧烧不充分，则实验则实验 结结果偏_。 铝铝的重要化合物 (2011年厦门门高二检测检测 )已知铜铜氨溶液 中存在如下平衡：Cu(NH3)42 Cu2 4NH3。某混合液含有Ag、Fe3和Al3，可 用下列流程图图加以分离和鉴鉴定： 例例2 2 (1)写出滤滤液A中主要的阳离子的化学式： _ _。 (2)解释释步骤骤中生成沉淀B的原因： _ _ _ _。 (3)写出步骤骤中发发生反应应的离子方程式： _ _ _ _。 (4)溶液G中的金属阳离子的鉴鉴定方法： _ _ _ _。 【易误误警示】 本题题涉及离子反应应、离子鉴鉴 别别、平衡移动动等诸诸多问题问题 ，考查查知识识面较较广 ，但问题设问题设 置有梯度，第(1)(3)(4)问问都比较较 基础础，第(2)问则问则 有一定难难度。首先，银银离子 在过过量氨水中能形成银银氨络络离子是我们们熟悉 的知识识，在解决第(2)问时问时 ，易仅仅从银银离子与 氯氯离子反应应生成氯氯化银银沉淀来考虑虑，而忽视视 了问题问题 的本质质是平衡的移动动。 变变式训练训练 2 A是一种无色透明的晶体，进进行 如下实验实验 ： 取少量A晶体做焰色反应实验应实验 ，透过蓝过蓝 色钴钴 玻璃观观察，火焰呈紫色。 取少量A晶体溶于水可以得到无色的液体， 该该溶液使石蕊变红变红 。 取少量A晶体的溶液加过过量氨水，有白色沉 淀B生成。 过滤过滤 除去中的B后，在滤滤液中滴加氯氯化钡钡 溶液，有白色沉淀C生成，C不溶于稀盐盐酸。 取少量B滴加氢氢氧化钠钠溶液，得无色溶液D。 取少量B滴加盐盐酸，得无色溶液E。 将47.4 g A晶体在120 下加热热脱水，剩余物的 质质量为为25.8 g。 根据上述实验现实验现 象和结结果确定A、B、C、D、E ，写出它们们的化学式。 A：_，B：_， C：_，D：_， E：_。 答案：KAl(SO4)212H2O Al(OH)3 BaSO4 NaAl(OH)4 AlCl3 探究整合应用 铝热铝热 反应应 2Al(s)Fe2O3(s)=Al2O3(s)2Fe(s) H852 kJ/mol 1铝热铝热 反应实验应实验 中氯氯酸钾钾和镁镁条的作用 铝热铝热 反应实验应实验 中，氯氯酸钾钾和镁镁条是引燃剂剂。铝铝 粉和氧化铁铁的反应应需达到一定的温度才能发发生， 所以点燃镁镁条，氯氯酸钾钾受热热分解产产生氧气，使 镁镁条更易燃烧烧，产产生高温，引发铝发铝 和氧化铁铁的 反应应。 2铝热铝热 反应应在生产产生活中的应应用 (1)铝热铝热 反应发应发 生时释时释 放出大量的热热，可使被 置换换出来的金属熔融成液体，故可用于野外焊焊 接铁轨铁轨 。 (2)可用于冶炼炼某些难难熔金属如铬铬、锰锰、钒钒等 。 教材中曾对对“铝热铝热 反应应”的现现象有这这 样样的描述：“反应应放出大量的热热，并发发出耀眼 的光芒。”“纸纸漏斗的下部被烧烧穿，有熔融物 落入沙中。”又已知，Al、Fe2O3、Al2O3、Fe 的熔点、沸点数据如下： 例例 物质质AlFe2O3Al2O3Fe 熔点()660146220541535 沸点()246729802750 (1)某同学推测测，铝热铝热 反应应所得到的熔融物应应是 铁铝铁铝 合金。你认为认为 他的推测测_。(填“合 理”或“不合理”) (2)设计设计 一个简单简单 的实验实验 方案证证明上述所得的块块 状熔融物中含有金属铝铝。填写下列表格： 所用试剂试剂 实验实验 操作及现现象 有关反应应的化学方程式 (3)实验实验 室欲溶解此熔融物，下列试剂试剂 中最好的 是_(填序号)。 A浓浓硫酸 B稀硫酸 C稀硝酸 DNaOH溶液 不选选其他三个选项选项 的理由依次是： _ _。 (4)研究表明，熔融物的成分与铝热剂铝热剂 中的金属 铝铝和氧化铁铁的用量有关。 编编号 熔融物成 分(用化学 式表示) Fe和 Al2O3 Al、Fe和 Al2O3 加足量盐盐 酸后发发生 的氧化还还 原反应应(用 离子方程 式表示) 1.Fe2H =Fe2 H2 2 _ _ 3 _ _ 1.Fe2H =Fe2 H2 2 _ _ 3 _ _ 1.Fe2H =Fe2 H2 22Al 3Fe2 =2Al3 3Fe 3 _ _ 1._ _ 2 _ _ 3 _ _ 在表格中填写相应应内容(可不填满满，也可补补充) 该该小组组取固体熔融物10.26 g，研碎后置于足量 NaOH溶液中充分反应应，在反应过应过 程中未见见气体产产 生，过滤过滤 、洗净净后，剩余固体称重为为7.20 g。将剩 余固体加入到足量的盐盐酸中充分反应应，收集到标标准 状况下的气体2016 mL，向反应应后的溶液中滴加 KSCN溶液，未见红见红 色。 请请通过计过计 算判断：该该熔融物的成分是 _ _， 对应对应 上述各成分的物质质的量之比是_。 【思路点拨拨】 解答本题题要注意以下三点： (1)根据反应应物的量的多少和各物质质的熔点分析 产产物的成分。 (2)根据各物质质的性质质确定检验产检验产 物的方法。 (3)定量分析时时要找全化学反应应。 【解析】 (1)铝热铝热 反应发应发 生时时放出大量的热热， 铁铁在1535 时时熔化，而铝铝的熔点是660 ，故铁铁 熔化时时，铝铝也熔化，因此，生成物中应应有熔融的 铝铝。 (2)铝铝能与强碱(NaOH)溶液反应产应产 生H2，而铁铁与 强碱(NaOH)溶液不反应应，故可用强碱(NaOH)溶 液来判断熔融物中是否含有铝铝。 (3)稀硫酸能完全溶解此熔融物，并且不造成环环境 污污染；浓浓硫酸会使铁铁、铝钝铝钝 化；稀硝酸溶解金属 时时，会产产生氮氧化合物而污污染环环境；NaOH溶液 不能溶解铁铁。 (4)铝热铝热 反应应肯定有Al2O3和