SK铝及其化合物物.ppt

,1了解铝、镁的主要性质及其应用。2了解铝的重要化合物的主要性质及其应用。3.依据铝等金属及其化合物的特征进行化工和实验问题的解答,考纲要求,考点一铝、镁的性质及应用,考点二铝的重要化合物,考点三用数形结合思想理解Al3、Al(OH)3、AlO之间的转化关系,考点四化工生产中镁、铝及其化合物的转化关系,一、铝1铝的原子结构和存在铝位于元素周期表，原子结构示意图为_。铝元素在地壳中含量丰富，仅次于。自然界中的铝全部以态存在。2金属铝的物理性质色有金属光泽的固体，有良好的、和传热性等，密度较小，质地柔软。,第3周期A族,硅,化合,延展性,银白,导电性,3、铝的化学性质：,Al的化学性质活泼,具有较强还原性,3金属铝的化学性质根据下列转化关系，完成相关化学方程式。,2Al6HCl=2AlCl33H2,2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2,4.对比记忆镁的化学性质,5、镁、铝的制取：,电解法,MgCl2（熔融）Mg+Cl2,2Al2O3（熔融）4Al+3O2,工业上采用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝。但由于铝的熔点很高，故在氧化铝中添加冰晶石（Na3AlF6)降低其熔点。,深度思考,1.判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)铝在自然界中有游离态和化合态两种形式()(2)Mg、Al在空气中性质稳定，因而都具有很强的抗腐蚀性()(3)MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂()(4)Mg金属性强，而Al既能溶于强酸，又能溶于强碱，所以说“Al既有金属性，又有非金属性”是两性金属(),不恰当。金属性是指元素的原子失电子的能力，非金属性是指元素的原子得电子的能力。铝不论是与酸反应还是与碱反应，都是失去3e，化合价升高为3价，均是还原剂，因而铝具有较强的金属性。,归纳总结,熟记铝、镁的特殊化学性质1.活泼金属与酸反应是金属的通性，而铝不但能与酸(H)反应，还能够与碱溶液反应，表现出特殊性：2Al2OH2H2O=2AlO-3H2。,2.铝热反应铝和某些金属氧化物反应，将其从氧化物中置换出来，同时放出大量的热，这种反应称为铝热反应，可用于焊接金属、冶炼高熔点贵重金属等。注意Al与MgO不能发生铝热反应。3.Mg在CO2中能够燃烧，所以活泼金属着火不能用干冰灭火器和泡沫灭火器。,1、镁、铝单质的化学性质以相似性为主，但也存在某些较大差异性，下列物质能用于证明二者存在较大差异性的是()CO2盐酸NaOH溶液水ABCD,C,随堂检测,2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由于铝的导电性能比铜强，所以常用铝制造电线、电缆D工业上常利用铝热反应冶炼难熔金属，如钒、铬、锰。,D,随堂检测,4.下列说法正确的是（）A.所有不锈钢都只含有金属元素B.我国流通的硬币材质是金属单质C.广东正在打捞的明代沉船上存在大量铝制餐具D.镁合金的硬度和强度均高于纯镁,c,D,3.铝具有较强的抗腐蚀性能，主要是因为,A与氧气在常温下不反应,B铝性质不活泼,C铝表面能形成了一层致密的氧化膜,D铝耐酸耐碱,随堂检测,4.（2011江苏高考3）下列有关物质的性质和该性质的应用均正确的是A.常温下浓硫酸能与铝发生钝化，可在常温下用铝制贮藏贮运浓硫酸B.二氧化硅不与任何酸反应，可用石英制造耐酸容器C.二氧化氯具有还原性，可用于自来水的杀菌消毒D.铜的金属活泼性比铁的差，可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀,A,连线高考,5、某无色透明溶液与铝反应放出2，该溶液中可能含有大量的H、K、Mg2、Cl、OH、NO3、CO32等离子，试推断第一种情况一定含有可能有第二种情况一定有可能有,H、Cl,K、Mg2,OH、K,NO3-、CO32-、Cl-,等量Mg、Al合金粉末分别与下列四种过量的溶液充分反应，放出H2最多的是A、2molL-1H2SO4溶液B、18molL-1H2SO4溶液C、6molL-1KOH溶液D、3molL-1HNO3溶液,A,连线高考,铝与酸或碱反应的定量分析,铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出H2的金属(1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是_。,11,铝与酸或碱反应的定量分析,(2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，产生H2的体积之比是_。,13,(3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是_。,31,某学生用铝片分别与c(H+)均为3mol/L的稀盐酸和稀硫酸反应：其实验过程：往装有相同铝片的2支试管中分别加入等体积，且c(H+)=3.0mol/L的盐酸和硫酸，观察反应进行到1、2、5、15、20min时铝片与酸反应的情况。实验结果如下表：,挑战自我,通过上述实验可知，铝片与盐酸和硫酸反应存在较大的差异。这和课本中“铝能与稀盐酸和稀硫酸反应生成氢气”的说法不一致。假如你将开展实验探究铝片与稀盐酸和稀硫酸反应差异的原因，为设计实验，你将对差异的原因作出哪些假设或猜想（填2种即可）？假设（猜想）一：_假设（猜想）二：.,Cl能够促进金属铝与H+反应,SO42对H+与金属铝的反应起阻碍作用,二、铝的重要化合物,1、氧化铝和氢氧化铝的性质,两性氧化物,两性氢氧化物,白色、不溶于水，高熔点的固体，天然产称为刚玉（红宝石、蓝宝石）,不溶于水的白色胶状物质，能凝聚水中的悬浮物，并能吸附色素。,稳定,加热分解:,2Al3+3H2O,Al3+3H2O,2NaAlO2+H2O,NaAlO2+2H2O,Al2O3+3H2O,Al(OH)3+3NH4+,1.作耐火材料（制坩埚、耐火管等）2.冶炼铝的原料,1.胃酸中和剂2.作净水剂,小结：制备氢氧化铝的三种方法,金版学案P31例2.若甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备Al(OH)3。规定必用的药品如下：350g70%H2SO4溶液，NaOH固体240g，足量铝屑、水(不能用其他药品)。甲、乙、丙用各自设计的方案制得Al(OH)3的质量分别是W1、W2、W3。三种实验方案如下：甲：铝加NaOH溶液加H2SO4溶液W1gAl(OH)3乙：铝加H2SO4溶液加NaOH溶液W2gAl(OH)3,制备Al(OH)3的最佳途径,试回答：(1)从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素分析，实验方案最合理的是_。(2)三位学生制得的Al(OH)3，W1、W2、W3其质量由大到小的顺序是_。(3)制得Al(OH)3的最大质量是_。,丙,W3W1W2,520g,1.为了迅速地将AlCl3溶液中的Al3全部转化为Al(OH)3沉淀，下列试剂不宜选用的是A氨水BNaHCO3溶液CNaOH溶液DNaAlO2溶液,C,随堂检测,(1)Al(OH)3是不溶于水的白色胶状物质，能吸附色素作净水剂，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)。(2)Al(OH)3具有两性，能溶于强酸(如盐酸)、强碱(如NaOH溶液)，但不溶于弱酸(如H2CO3)、弱碱溶液(如氨水)。(3)Al、Al2O3、Al(OH)3与强碱溶液反应均生成偏铝酸盐:,补充归纳,KAl(SO4)212H2O,无,可,面积能吸附水中杂质形成沉淀而净水,(3).Al2(SO4)3溶液与碳酸氢钠溶液混合(泡沫灭火器的原理)：,Al3+3HCO3-=Al(OH)3+3CO2,1.明矾的净水作用与液氯对自来水的消毒作用原理是否相同？答案不同。明矾净水只能除去水中的悬浮杂质，不能杀菌消毒，而液氯只能杀菌消毒，不能沉淀悬浮的杂质。2.在做铝的燃烧实验时，用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热至其熔化，会看到的现象是铝箔熔化，失去光泽，但熔化的铝并不滴落。原因是_。,深度思考,铝箔加热时与O2发生反应生成,熔点很高的Al2O3薄膜，使内部的铝被Al2O3包裹着，所以熔化的铝不易滴下,2下列物质中既能跟稀硫酸反应，又能跟氢氧化钠溶液反应的是()NaHCO3(NH4)2SO3Al2O3Al(OH)3AlA全部B只有C只有D只有,A,随堂检测,既能与酸反应又能与碱反应的物质：金属单质：Al等；两性氧化物：Al2O3等；两性氢氧化物：Al(OH)3等；弱酸的铵盐：(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；弱酸的酸式盐：NaHCO3、KHS、NaHSO3等。氨基酸,中学化学学习阶段接触到许多既能与酸反应又能与碱反应的物质，除了Al及其重要化合物外，你还知道哪些？,深度思考,3.下列除去杂质的方法不正确的是()A.镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥B.用过量氨水除去Fe3溶液中的少量Al3C.Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量CO2后过滤D.MgO中混有少量Al2O3：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥得到MgO,B,随堂检测,含铝杂质的提纯方法归类利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于强碱的特性，可除去许多物质中的含铝杂质，如：Mg(Al)：加足量NaOH溶液；Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液；Mg(OH)2Al(OH)3：加足量NaOH溶液；Mg2(Al3)：加过量NaOH溶液，过滤，再加酸充分溶解。,练后反思,C,练习点点清,CD,反思归纳,三、铝及其化合物的转化1“铝三角”之间的转化,写出上述转化的离子方程式。,AlO2-+H+H2O-=Al(OH)3,1.下列各项操作中，能出现“先产生沉淀，然后沉淀又溶解”现象的是_。向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2向NaAlO2溶液中逐滴加入过量的稀盐酸向AlCl3溶液中逐滴加入过量稀氢氧化钠溶液向硅酸钠溶液中逐滴加入过量的盐酸,深度思考,解析中Na2CO3与CO2、H2O反应生成NaHCO3，由于Na2CO3的溶解度比NaHCO3的大，因而只会产生沉淀；NaAlO2中加入稀盐酸，开始时产生白色沉淀Al(OH)3，当盐酸过量时，Al(OH)3又溶于盐酸；向AlCl3溶液中加入NaOH溶液，开始时产生白色沉淀Al(OH)3，当NaOH过量时，Al(OH)3又溶于NaOH；只会生成H2SiO3沉淀。答案,(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：利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的混合物。利用Al2O3能与强碱反应，分离Al2O3与其他金属氧化物的混合物。,1如何除去镁粉中的少量铝粉？,思考与交流,加足量NaOH溶液，然后过滤,2如何分离Al2O3和Fe2O3的混合物？,4向一定量的下列物质的溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液，先生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，这种物质是()AMgSO4BNaAlO2CAlCl3DFeCl3,C,随堂检测,5.把Ba(OH)2溶液滴入明矾溶液中,使SO42-全部转化成BaSO4沉淀,此时铝元素的主要存在形式是（）A.Al3+B.Al(OH)3C.AlO2-D.Al3+和Al(OH)3,C,随堂检测,3可溶性铝盐与强碱(如NaOH溶液)反应，铝元素存在形态分析a,巩固演练2.下列各组物质的无色溶液，不用其他试剂即可鉴别的是_。NaOH、AlCl3NaHCO3、H2SO4NaAlO2、NaHSO4Na2CO3、HClNa2CO3、NaHCO3、Ca(OH)2解析都使用互滴法，两次操作应产生不同的现象。向含Al3的溶液中滴加NaOH溶液：先生成白色沉淀，后沉淀又逐渐溶解；向NaOH溶液中滴加含Al3的溶液：开始无沉淀产生，后产生白色沉淀，且沉淀不溶解。两次现象不同，可以鉴别。,不论是NaHCO3滴入H2SO4中还是H2SO4滴入NaHCO3中都会立即产生气泡，现象相同，无法鉴别。NaHSO4=NaHSO，溶液显强酸性。向NaAlO2溶液中滴加NaHSO4：开始出现白色沉淀后沉淀逐渐溶解；向NaHSO4溶液中滴加NaAlO2溶液：开始无现象，后出现白色沉淀。现象不同，可以鉴别。,向Na2CO3溶液中滴加盐酸：开始无现象，后产生气泡；向盐酸中滴加Na2CO3溶液：立即产生气泡。现象不同，可以鉴别。无论是NaHCO3还是Na2CO3加到Ca(OH)2中都会产生白色沉淀，无法鉴别。答案,四、化工生产中镁、铝及其化合物的转化关系,递进题组,知识梳理,知识梳理,1.从海水中提取镁的流程(1)流程：,镁和铝单质的制备,(2)主要化学反应：制石灰乳：CaCO3CaOCO2、CaOH2O=Ca(OH)2；沉淀Mg2：Mg22Ca(OH)2=Mg(OH)2Ca2；制备MgCl2：Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O；电解MgCl2：MgCl2(熔融)MgCl2。,2.工业炼铝的流程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。由于Al2O3是两性氧化物，而杂质SiO2是酸性氧化物，Fe2O3是碱性氧化物，因而可设计出两种提纯氧化铝的方案。,方案一：碱溶法讨论回答下列问题：(1)写出、两步骤中可能发生反应的离子方程式。,铝土矿主要成分是Al2O3，此外含有少量SiO2、Fe2O3等杂质,写出、两步骤中可能发生反应的离子方程式。,(2)步骤中不用盐酸(或H2SO4)酸化的理由是_。,因为AlO与酸反应生成的Al(OH)3具有两性，可溶于强酸，不易控制酸的量；CO2廉价而且生成的副产物NaHCO3用途广泛，经济效益好,(3)步骤中得到较纯的Al2O3，可能含有_杂质，在电解时它不会影响铝的纯度的原因：_。,由于SiO2的熔点很高，在加热到1000左右时不会熔化，因而不影响铝的纯度,SiO2,方案二：酸溶法,讨论回答下列问题：(1)写出、中可能发生反应的离子方程式。Al2O36H=2Al33H2O，Fe2O36H=2Fe33H2OAl34OH=AlO2H2O，Fe33OH=Fe(OH)3,(2)步骤中不用氨水沉淀Fe3的原因：_。,Al(OH)3只能溶于强碱，不能溶于氨水，用氨水不能将Fe(OH)3和Al(OH)3分离,递进题组,题组一铝的提炼过程,1.铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝：,下列说法中错误的是(双选)()A.中除加试剂外，还需要进行过滤操作B.a、b中铝元素的化合价不同C.中需要通入过量的氨气D.进行的操作是加热，而且d一定是氧化铝,BC,解析反应后的体系中含有固体二氧化硅，需要过滤除去，反应后的体系中含有氢氧化铁沉淀，需要过滤除去，A正确；a、b中Al元素分别以AlCl3和NaAlO2形式存在，其中铝的化合价都是3价，B错误；由NaAlO2制备氢氧化铝需要通入过量二氧化碳，C错误；由氢氧化铝制备氧化铝，加热即可，D正确。答案BC,2.工业上用某种氧化铝矿石(含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：,对上述流程中的判断正确的是()A.试剂X可以为氨水，沉淀中含有铁的化合物B.CO2可以用H2SO4溶液或稀盐酸代替C.反应中的反应为CO2AlO2H2O=Al(OH)3HCOD.工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al，成本更低,C,解析A项试剂X应为强碱溶液，使Al2O3溶解；B项若用强酸代替CO2，强酸过量时，Al(OH)3会溶解，不能保证生成Al(OH)3沉淀；D项因Al比Fe活泼，不能用Fe置换Al。答案C,题组二镁及其重要化合物转化关系的应用,3.MgSO47H2O是一种重要的化工原料。某研究性学习小组设计了利用菱镁矿石(主要成分是MgCO3，并含有MnCO3、SiO2杂质)制取MgSO47H2O的实验，流程如下。,(1)第步研磨的目的是_，所得滤液主要含_、_等溶质。解析研磨可增大固体的表面积，使被溶物充分溶解并使溶解速率加快。菱镁矿石与稀硫酸反应，MgCO3、MnCO3会转变为MgSO4、MnSO4。,使溶解充分并加快溶解速率,MgSO4MnSO4,(2)第步反应的离子方程式为_。解析根据流程图，加入NaClO溶液，MnSO4转变为MnO2。根据得失电子守恒和元素守恒即可写出第步反应的离子方程式：Mn2ClOH2O=MnO2Cl2H。,Mn2ClOH2O=MnO2Cl2H,(3)第步浓缩结晶后，要经过_、洗涤、干燥等步骤才可得到MgSO47H2O，洗涤沉淀的基本操作是_。解析第步浓缩结晶后要经过过滤、洗涤、干燥才能得到MgSO47H2O晶体。洗涤沉淀时要注意加水不能过多，且不能用玻璃棒搅拌，还要重复23次。,过滤,将沉淀置于过滤器中，加蒸馏水至刚好浸没沉淀，待水流尽，重复23次,(4)若制得MgSO47H2O质量为82.00g，测得MnO2质量为1.74g，且测得第步滤渣质量为4.70g，忽略各物质在溶液中的溶解损失，可计算出菱镁矿石中MgCO3的质量分数为_。解析根据题中信息可求得MgCO3、MnCO3的质量分别