人教版高一化学必修1第三章金属及其化合物之：铝的化合物教案

第3章 金属及其化合物 铝的化合物 教案一、考点、热点回顾【知识与技能】1.掌握金属单质(Al)的化学性质2.掌握铝金属化合物的性质重点：铝的化学性质，主要是铝与碱、反应及金属铝的制备原理难点：铝的化学性质，主要是铝与碱反应及金属铝的制备原理二、典型例题【目标落实】（1）化学反应中的能量变化知识点一、铝的性质1、 铝的性质1）物理性质：银白色金属，质较软，但比镁要硬，熔点比镁高。有良好的导电、导热性和延展性。2）化学性质：铝是较活泼的金属。（1）通常与氧气易反应，生成致密的氧化膜起保护作用，同时也容易与Cl2、S等非金属单质反应：4Al+3O22Al2O3 2Al+3SAl2S3 2Al+3Cl22AlCl3（2）与酸反应：强氧化性酸，如浓硫酸和浓硝酸在常温下，使铝发生钝化现象；加热时，能反应，但无氢气放出；铝与非氧化性酸反应生成氢气。 2Al+3H2SO4 Al2(SO4)3+3H2（3）与强碱溶液反应：2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2。（4）与某些盐溶液反应：如，能置换出CuSO4、AgNO3等溶液中的金属。（5）铝热反应：可用来冶炼金属2Al + Fe2O3 Al2O3 + 2Fe该反应放热大，能使置换出的铁成液态，适用性强。在实验室中演示时要加入引燃剂，如镁条和氯酸钾等。4Al+3MnO2 2Al2O3+3Mn 2Al+Cr2O3 Al2O3+2Cr铝与氧气的反应现象：_。化学方程式：_。铝是非常活泼的金属，极易与氧气反应。但生活中许多铝制品却很耐腐蚀，这是因为常温下铝在空气中极易与氧气反应，表面生成_，能阻止氧气等与铝进一步反应，因而铝具有很强的抗腐蚀性。铝与氢氧化钠溶液的反应实验操作实验现象试管中_，铝片_；点燃的木条放在试管口时发出_声试管中_，铝片_；点燃的木条放在试管口时发出_声有关方程式化学方程式：_；离子方程式：_化学方程式：_离子方程式：_、物质的量在化学方程式计算中的应用1根据化学方程式进行计算的原理化学方程式是表示物质间发生化学反应的式子，它必须遵循质量守恒定律，即在反应前后质量守恒、原子种类和数目守恒。在化学方程式中，可反映出物质的质量关系、粒子数目关系、物质的量关系等。2根据化学方程式进行计算的基本步骤(1)设：设所求物质的物质的量为n(B)或质量为m(B)，或气体在标准状况下的体积为V(B)等。(2)写：写出相关的化学方程式。(3)标：在有关物质的化学式下面标出已知量和未知量。(4)列：列出所求物质的数学表达式。(5)解：根据比例式求解。(6)答：简明地写出答案。金属的化学性质及其应用知识点二、铝的化合物（一）铝的化合物-氧化物与氢氧化物物质氧化铝氢氧化铝化学式Al2O3 Al(OH)3 俗名刚玉-物理性质白色粉末，不溶于水，熔点高，自然界中为无色晶体白色固体，不深于水化学性质与酸反应Al2O3 +6HCl=AlCl3 +3H2O(Al2O3+6H+=Al3+3H2O)Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O(Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O) 与碱反应Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+ H2O (Al2O3+2OH=2AlO2 +H2O)Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+ 2H2O Al(OH)3+OH=AlO2+2H2O 相互转化-2Al(OH)3 Al2O3+3H2O 考点：铝及其化合物一）、铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应的深度理解1反应原理铝与盐酸反应：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2，Al是还原剂，HCl是氧化剂。铝跟氢氧化钠溶液的反应是分步进行的：a2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2；bAl(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O；总反应为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2，Al是还原剂，H2O是氧化剂。2“量”的关系等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，消耗HCl和NaOH的物质的量之比为31。等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为11。足量的铝分别与等物质的量浓度、等体积的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为13。二）、物质的量在化学方程式计算中的方法1物质的量在化学方程式计算中应用的注意事项(1)书写格式规范化：在计算过程中应注意表达格式的规范化：各物理量、物质的名称、公式等尽量用符号表示，且数据的运算要公式化并带单位。(2)单位运用对应化：一般来说，在一个题目中如果都用统一的单位，不会出现错误，但如果题目所给的两个量单位不一致，若换算成同一个单位，有时显得很繁琐，这时只要做到两个量的单位“上下一致，左右相当”即可。(3)各种符号的书写要规范，大写字母与小写字母的含义各不相同。如“M”表示摩尔质量，“m”表示质量，“N”表示微粒数目，而“n”表示物质的量。2常用计算方法(1)关系式法关系式法就是根据化学式、化学方程式和溶质质量分数等概念所包含的各种比例关系，找出已知量与未知量之间的比例关系式直接列比例式进行计算的方法。关系式法抓住已知量与未知量之间的内在关系，建立关系式，化繁为简，减少计算误差，是化学计算常用方法之一。关系式法有如下两种类型：纵向关系式经过多步的连续反应，即后一反应的反应物为前一反应的生成物，采用“加合”，将多步运算转化为一步计算 横向关系式 几种不同物质中含相同的量，根据该量将几种不同物质直接联系起来进行运算。有多个平行的化学反应即多个反应的生成物有一种相同，根据这一相同的生成物，找出有关物质的关系式，依此关系式进行计算可简化运算过程。(2)守恒法利用化学反应前后某些量之间的等量关系，推理得出正确答案的方法称为守恒法。仔细挖题目中隐含的等量关系是守恒法解题的关键。质量守恒法宏观特征：反应前后质量守恒；微观特征：反应前后各元素的原子个数守恒。电荷守恒法溶液中阴、阳离子个数不一定相等，但正负电荷总数相等。离子方程式中，反应物所带电荷总数与生成物所带电荷总数相同且电性相同。得失电子守恒氧化还原反应中，氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等。(3)差量法(差值法)化学反应都必须遵循质量守恒定律，此定律是根据化学方程式进行计算的依据。但有的化学反应在遵循质量守恒定律的同时，会出现固体、液体、气体质量在化学反应前后有所改变的现象，根据该变化的差值与化学方程式中反应物、生成物的质量成正比，可求出化学反应中反应物或生成物的质量，这一方法叫差量法。此法解题的关键是分析物质变化的原因及规律，建立差量与所求量之间的对应关系。典例1 在杠杆的两端分别挂着质量相同的铝球和铁球，此时杠杆平衡。然后将两球分别浸没在溶液质量相等的稀烧碱溶液和硫酸铜溶液中一段时间，如图所示。下列说法正确的是A铝球表面有气泡产生，且有白色沉淀生成，杠杆不平衡B铝球表面有气泡产生，溶液澄清；铁球表面有红色物质析出，溶液蓝色变浅，杠杆右边下沉C反应后去掉两烧杯，杠杆仍平衡D右边球上出现红色，左边溶液的碱性增强典例2 向含有1 mol KAl(SO4)2的溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液，充分反应。下列说法不正确的是A当Al3+恰好完全沉淀时，消耗氢氧化钡1.5 molB当恰好完全沉淀时，铝元素全部以偏铝酸根离子的形式存在C当向溶液中加入1.5 mol氢氧化钡时，反应可用下列离子方程式表示：2Al3+3+3Ba2+6OH=2Al(OH)3+3BaSO4D随加入的氢氧化钡的物质的量不断增大，沉淀的物质的量不断增大典例3 等质量的两份铝分别与足量稀硫酸和足量NaOH溶液反应，若消耗的两溶液的体积相等，则两溶液的物质的量浓度之比为A32 B23 C11 D12三）Al3+、和Al(OH)3间的相互转化及量的关系1Al3+、和Al(OH)3间的相互转化(1)Al3+Al(OH)3可溶性铝盐与少量NaOH溶液反应：Al3+3OH (少量)=Al(OH)3。可溶性铝盐与氨水反应：Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+3。(2)Al(OH)3Al3+Al(OH)3溶于强酸溶液：Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O。(3)Al3+可溶性铝盐与过量的强碱反应：Al3+4OH(过量)=+2H2O。(4)AlOAl3+偏铝酸盐溶液与足量的盐酸反应：+4H+=Al3+2H2O。(5)Al(OH)3偏铝酸盐溶液中加入少量盐酸：+H+(少量)+H2O=Al(OH)3。偏铝酸盐溶液中通入CO2：+CO2(过量)+2H2O=Al(OH)3+。(6)Al(OH)3Al(OH)3溶于强碱溶液：Al(OH)3+OH=+2H2O。2Al3+、和Al(OH)3间转化的图像分析(1)在氯化铝溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液，开始时观察到的现象是产生白色沉淀，并不断增多，反应的离子方程式是Al3+3OH=Al(OH)3；继续加入氢氧化钠溶液至足量，观察到的现象是白色沉淀不断减少，最后完全消失，反应的离子方程式是Al(OH)3+OH=+2H2O，最终得到的溶液是NaAlO2、NaCl混合溶液。可用图像表示如下：(2)在偏铝酸钠溶液中逐滴加入盐酸，开始时观察到的现象是产生白色沉淀，并不断增多，反应的离子方程式是+H+H2O=Al(OH)3；继续加入盐酸至足量，观察到的现象是白色沉淀不断减少，最后完全消失，反应的离子方程式是Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O，最终得到的溶液是AlCl3、NaCl混合溶液。可用图像表示如下：(3)向偏铝酸钠溶液中，持续不断地通入CO2，观察到的现象是产生白色沉淀，并不断增多，反应的离子方程式：+CO2+2H2O=Al(OH)3+，最终得到的溶液NaHCO3溶液。(4)向AlCl3、MgCl2的酸性溶液中滴加NaOH溶液，反应的离子方程式依次为：H+OH=H2O、Mg2+2OH=Mg(OH)2、AlCl3+3OH=Al(OH)3、Al(OH)3+OH=+2H2O。出现的现象是先产生沉淀，到沉淀最大值，继续滴加NaOH，沉淀部分溶解，最后剩余的为氢氧化镁沉淀，消失的是氢氧化铝沉淀。典例1以Al2O3为原料制取氢氧化铝，最好的方法是A将Al2O3溶于水B将Al2O3先溶于盐酸中，之后滴加氢氧化钠溶液C将Al2O3先溶于盐酸中，之后滴加氨水D将Al2O3先溶于NaOH溶液中，之后滴加盐酸典例2 A、B、C、D、E五种化合物，均含有某种常见元素，它们的转化关系如下图所示，其中A为澄清溶液，C为难溶于水的白色固体，E则易溶于水，若取A溶液灼烧，焰色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃)。请回答下列问题：(1)写出化学式：A_，B_，C_，D_，E_。(2)写出下列反应的离子方程式：AB：_。BD：_。CE：_。典例3 如图所示为一定量AlCl3溶液中加入NaOH溶液后，产生Al(OH)3白色沉淀的质量与加入的NaOH的物质的量之间的关系曲线。请回答下列问题：(1)A点时已参加反应的AlCl3和NaOH的物质的量之比为_。(2)AB段曲线所表示的反应的离子方程式为_。(3)向B处生成的溶液中通入二氧化碳，可观察到的现象是_。(4)向含有0.1 mol NH4Al(SO4)2的溶液中逐滴加入5 molL1 NaOH溶液，开始发现溶液中出现白色沉淀并逐渐增多；一段时间后有刺激性气味的气体逸出；最后白色沉淀逐渐减少并最终消失。请在下图中画出生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系示意图。三、课堂练习1有关Al与NaOH溶液反应的说法中，正确的是A铝是还原剂，其氧化产物是H2 BNaOH是氧化剂，其还原产物是H2C铝是还原剂，H2O和NaOH都是氧化剂 DH2O是氧化剂，Al被氧化2将铝投入到一定量的NaOH溶液中，充分反应后，有2 mol的电子发生转移，则参加反应的铝的物质的量为A mol B 1 mol C 2 mol Dmol3标准状况下，3.25 g锌与足量的盐酸反应生成x L氢气，下列比例式正确的是AZn+2HCl=ZnCl2+H2 1 mol 1 mol 3.25 g x LBZn+2HCl=ZnCl2+H2 65 g 1 L 3.25 g x LCZn+2HCl=ZnCl2+H2 1 mol 1 mol 0.05 mol x LDZn+2HCl=ZnCl2+H2 65 g 22.4 L 3.25 g x L4某无色溶液放入铝片后有氢气产生，在该溶液中下列离子一定可以大量存在的是A BMg2+