高中化学第三章金属及其化合物第二节几种重要的金属化合物第2课时铝的重要化合物学案新人教版.docx

第二课时铝的重要化合物 课标要求1掌握铝的重要化合物的主要性质及应用。2了解铝及其化合物相互转化的关系及图像。3了解两性氧化物和两性氢氧化物的概念。1Al2O3是两性氧化物，其与强酸、强碱溶液反应的离子方程式分别为Al2O36H=2Al33H2O、Al2O32OH=2AlOH2O。2Al(OH)3是两性氢氧化物，其与强酸、强碱溶液反应的离子方程式分别为Al(OH)33H=Al33H2O、Al(OH)3OH=AlO2H2O。3Al2O3是冶炼铝的原料，也是较好的耐火材料；Al(OH)3可用做胃酸中和剂；明矾KAl(SO4)212H2O常用做净水剂。4AlCl3溶液与氨水反应的离子方程式：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH，向NaAlO2溶液中通入足量CO2反应的离子方程式：AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO。1氧化铝(1)物理性质色态溶解性熔点硬度白色固体难溶于水很高很大(2)化学性质Al2O3是两性氧化物，与酸或强碱溶液都能反应生成盐和水。 (3)用途冶炼金属铝的原料；良好的耐火材料。特别提醒Al2O3属于两性氧化物而不是碱性氧化物。2氢氧化铝(1)物理性质色态：白色固体；溶解性：难溶于水。(2)制备实验室常用可溶性铝盐Al2(SO4)3与氨水反应制取Al(OH)3：化学反应方程式为Al2(SO4)36NH3H2O=2Al(OH)33(NH4)2SO4。离子方程式为Al33NH3H2O=Al(OH)33NH。现象：生成白色胶状沉淀，氨水过量时沉淀不溶解。(3)化学性质氢氧化铝的两性：与酸反应与碱反应操作现象试管中白色沉淀溶解试管中白色沉淀溶解反应的化学方程式及离子方程式化学方程式：Al(OH)33HCl=AlCl33H2O离子方程式：Al(OH)33H=Al33H2O化学方程式：Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O离子方程式：Al(OH)3OH=AlO2H2O结论Al(OH)3既能与强酸反应，又能与强碱反应，具有两性氢氧化物的性质不稳定性：加热时氢氧化铝易分解生成氧化铝和水，反应的化学方程式为2Al(OH)3Al2O33H2O。(4)用途用于净水：能凝聚水中悬浮物，并能吸附色素。胃酸中和剂：利用其弱碱性。3硫酸铝钾(1)明矾的化学式：KAl(SO4)212H2O。(2)明矾的净水原理特别提醒Al(OH)3能溶于强酸、强碱溶液，但不溶于弱酸(如H2CO3)、弱碱(如NH3H2O)。1为什么常用氨水与硫酸铝溶液反应制取氢氧化铝，而不用氢氧化钠溶液呢？提示：因为Al(OH)3为两性氢氧化物，Al(OH)3可溶于NaOH溶液中而生成NaAlO2。但Al(OH)3不溶于氨水中，故常用氨水与硫酸铝反应制取氢氧化铝，而不用NaOH溶液。2向AlCl3溶液中滴加少量NaOH溶液，产物是什么？NaOH过量又生成什么产物？提示：NaOH少量时产物是Al(OH)3，反应的化学方程式为AlCl33NaOH=Al(OH)33NaCl。NaOH过量时产物是NaAlO2，反应的化学方程式为AlCl34NaOH=NaAlO23NaCl2H2O。3向NaAlO2溶液中滴加少量盐酸，产物是什么？盐酸过量又生成什么产物？提示：盐酸少量时产物是Al(OH)3，反应的化学方程式为NaAlO2HClH2O=Al(OH)3NaCl；盐酸过量时产物是AlCl3，反应的化学方程式为NaAlO24HCl=AlCl3NaCl2H2O。1“铝三角”及其转化关系(1)Al3与Al(OH)3的相互转化Al3转化为Al(OH)3：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH；Al33OH(少量)=Al(OH)3。Al(OH)3转化为Al3：Al(OH)33H=Al33H2O。(2)Al3与AlO的相互转化Al3转化为AlO：Al34OH(过量)=AlO2H2O。AlO转化为Al3：AlO4H(过量)=Al32H2O。(3)AlO与Al(OH)3的相互转化AlO转化为Al(OH)3：AlOCO2(过量)2H2O=Al(OH)3HCO；2AlOCO2(少量)3H2O=2Al(OH)3CO。AlOH(少量)H2O=Al(OH)3。Al(OH)3转化为AlO：Al(OH)3OH=AlO2H2O。2氢氧化铝两性的应用(1)用过量的NaOH溶液检验Al3的存在。(2)用过量的NaOH溶液鉴别Al3、Mg2。(3)采用互滴法鉴别Al3与OH，AlO与H。(4)用过量NaOH溶液和相应酸分离Al3与Mg2(或Fe3)。(5)用过量的NaOH溶液除杂：如Fe(Al)、Fe2O3(Al2O3)等。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)Al2O3是金属氧化物，也是两性氧化物()(2)Al2O3结构致密，所以可用铝制容器盛盐酸和NaOH溶液等()(3)用氢氧化钠溶液可以除去铝片表面的氧化膜()(4)可以利用Al2O3与水反应制得Al(OH)3()(5)溶解Al(OH)3的溶液一定是强酸溶液()(6)强酸性溶液中铝元素以Al3形式存在，强碱性溶液中铝元素以AlO形式存在()2下列变化不可能通过一步实验直接完成的是()AAl(OH)3Al2O3BAl2O3Al(OH)3CAlAlO DAl3Al(OH)3解析：选BAl(OH)3加热分解可直接得Al2O3，Al与强碱溶液反应可得AlO，Al3遇碱可直接得Al(OH)3，Al2O3难溶于水，不能通过一步反应得Al(OH)3，应将Al2O3与酸或碱反应得Al3或AlO，再与碱或酸反应，才能得Al(OH)3。1图像类型(1)向含1 mol AlCl3的溶液中加入氨水至过量实验现象：立即产生白色沉淀且沉淀不溶于过量氨水。反应原理：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH数量关系：3时，生成沉淀的量最多。(2)向含1 mol AlCl3的溶液中加入氢氧化钠溶液至过量实验现象：立即产生白色沉淀且沉淀量逐渐增多，完全沉淀后，随着NaOH溶液的加入沉淀量又逐渐减少，直至消失。反应原理：OA段：Al33OH=Al(OH)3AB段：Al(OH)3OH=AlO2H2O数量关系：OA段消耗的NaOH与AB段消耗的NaOH的物质的量之比为31。(3)向含1 mol NaAlO2的溶液中通入CO2至过量实验现象：立即产生白色沉淀，且沉淀不溶解。反应原理：OA段：AlO3H2OCO2=2Al(OH)3COAB段：COH2OCO2=2HCO数量关系：时，生成沉淀的量最多(4)向含1 mol NaAlO2的溶液中加入盐酸至过量实验现象：立即产生白色沉淀且沉淀量逐渐增多，完全沉淀后，随着盐酸的加入沉淀量又逐渐减少，直至消失。反应原理：OA段：AlOHH2O=Al(OH)3AB段：Al(OH)33H=Al33H2O数量关系：OA段消耗的HCl与AB段消耗HCl的物质的量之比为13。(5)向含MgCl2、AlCl3各1 mol的混合溶液中加入氢氧化钠溶液至过量。实验现象：立即产生白色沉淀，且沉淀量逐渐增多，随着NaOH溶液的加入沉淀量部分溶解，但不完全消失。反应原理：OA段：Al33OH=Al(OH)3，Mg22OH=Mg(OH)2AB段：Al(OH)3OH=AlO2H2O数量关系：AB段消耗的NaOH的物质的量即为混合液中Al3的物质的量。2反应过程中铝元素存在的形式分析(1)向1 L 1 molL1的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液(2)向1 L 1 molL1的NaAlO2溶液中滴加稀盐酸1将NaOH溶液逐滴加入用盐酸酸化的AlCl3溶液中，若用y轴表示Al(OH)3沉淀的量，x轴表示NaOH溶液的体积，下列图像正确的是()解析：选D当溶液中有H、Al3时，加入的OH先与H反应，后与Al3反应：HOH=H2O，Al33OH=Al(OH)3， 故开始加入NaOH溶液时，无沉淀产生，随着NaOH量的增加，沉淀的量也逐渐增加，当NaOH溶液加入到一定量时，沉淀量达到最大值，再加入NaOH溶液，沉淀开始溶解：Al(OH)3OH=AlO2H2O。形成沉淀与溶解沉淀所需NaOH溶液的体积比为31。综上所述，D项的图像符合题意。2向Al2(SO4)3和MgSO4的混合溶液中滴加NaOH溶液，生成沉淀的量与滴入NaOH溶液的体积关系如图所示，则原混合溶液中Al2(SO4)3与MgSO4的物质的量浓度之比为()A61 B31C21 D12解析：选D由5060 mL可知10 mL NaOH溶液刚好溶解了Al(OH)3，故产生这些Al(OH)3需30 mL NaOH，则在加入的50 mL NaOH溶液中有20 mL与Mg2反应，所以n(Al3)n(Mg2)11，则Al2(SO4)3和MgSO4的物质的量浓度之比为12。三级训练节节过关1下列物质中，既能溶于强酸溶液又能溶于强碱溶液的氧化物是()AMgOBAl2O3CCO2 DAl(OH)3解析：选B四个选项中，A、B、C为氧化物，其中MgO是碱性氧化物，只与酸作用，CO2是酸性氧化物，与强碱反应生成盐和水，而Al2O3是两性氧化物，既能与强酸作用，又能与强碱溶液作用。2下列有关说法中不正确的是()AAl(OH)3在用于治疗胃酸过多类疾病时表现出弱碱性B明矾溶于水后可得到少量的有强吸附性的Al(OH)3，故明矾可作净水剂CAl(OH)3可用于中和馒头制作过程(如发酵阶段)中产生的酸DAl2O3可用于制作耐火材料而Al(OH)3不能解析：选CA项，Al(OH)3是弱碱，能与胃酸反应，用于治疗胃酸过多，正确；B项，明矾溶于水后，电离产生的Al3水解可得到少量的有强吸附性的Al(OH)3，明矾可作净水剂，正确；C项，Al(OH)3不能用于中和馒头制作过程(如发酵阶段)中产生的酸，错误；D项，Al2O3的熔点很高，可制作耐火材料，Al(OH)3受热易分解，不能用于制作耐火材料，正确。3以氧化铝为原料制取氢氧化铝最好的方法是()A将氧化铝溶于水B将氧化铝先溶于盐酸中，之后滴加氨水C将氧化铝先溶于盐酸中，之后滴加氢氧化钠溶液D将氧化铝先溶于氢氧化钠溶液之中，之后滴加盐酸解析：选B以Al2O3为原料制取Al(OH)3，有两条途径：Al2O3Al3Al(OH)3；Al2O3AlOAl(OH)3。因Al(OH)3可溶于强酸、强碱，故应选用Al3与弱碱反应或AlO与弱酸反应。4将氢氧化钠溶液滴入某氯化镁和氯化铝的混合溶液中，则下列图像变化趋势正确的是()解析：选C向氯化镁和氯化铝的混合溶液中滴入氢氧化钠溶液发生的反应的过程是：先产生沉淀，后沉淀部分溶解，最后质量不变，符合的图像只有C。5已知X是某金属单质，X、A、B、C含同一种元素，可发生如下转化：(1)写出下列物质的化学式：X_，A_，B_，C_。(2)写出以下反应的离子方程式：_；_。解析：金属单质中既可和酸反应，又可和碱反应的只有Al，X是Al，则A是Al2O3，B是NaAlO2，C是AlCl3。答案：(1)AlAl2O3NaAlO2AlCl3(2)2Al2OH2H2O=2AlO3H2Al2O32OH=2AlOH2O1氢氧化铝可作为治疗胃酸过多的内服药，这是利用了氢氧化铝的()A两性B碱性C酸性 D不稳定性解析：选B因为Al(OH)33H=Al33H2O，所以Al(OH)3作为治疗胃酸过多的内服药，是利用了Al(OH)3的碱性。2在MgO中混有少量的Al2O3杂质，欲将杂质除去可选用的试剂是()A稀硫酸 B浓氨水C稀盐酸 D氢氧化钠溶液解析：选DMgO不溶于NaOH溶液，Al2O3溶于NaOH溶液。3下列关于Al(OH)3的性质叙述错误的是()AAl(OH)3是两性氢氧化物BAl(OH)3是难溶于水的白色胶状物质CAl(OH)3能凝聚水中悬浮物DAl(OH)3既溶于NaOH溶液、氨水，又能溶于盐酸解析：选DAl(OH)3能溶于强酸、强碱溶液，不溶于弱碱溶液。4为了使AlCl3溶液中的Al3尽可能全部转化为Al(OH)3沉淀，最合适的试剂是()ANaOH溶液 BKOH溶液C盐酸 D氨水解析：选D氢氧化铝是两性氢氧化物，既能与酸反应，也与强碱反应，为了使AlCl3溶液中的Al3尽可能全部转化为Al(OH)3沉淀，需要加入碱液，但不能加入强碱溶液，因此最合适的试剂是氨水。5下列离子方程式书写错误的是()A铝粉投入到NaOH溶液中：2Al2OH=2AlOH2BAl(OH)3溶于NaOH溶液中：Al(OH)3OH=AlO2H2OCNaAlO2溶液中通入少量的CO2：2AlOCO23H2O=2Al(OH)3CODAl2O3粉末溶于NaOH溶液中：Al2O32OH=2AlOH2O解析：选AA项应为2Al2OH2H2O=2AlO3H2。6只用试管和胶头滴管而不用其他试剂无法区别的一组溶液是()AKOH溶液和AlCl3溶液BNa2CO3溶液和盐酸CAlCl3溶液和氨水D盐酸和NaAlO2溶液解析：选CKOH和AlCl3、Na2CO3和HCl、HCl和NaAlO2三组物质都可能因反应物的量不同发生不同的反应，因而互相滴加方式不同而产生不同的现象，只用试管和胶头滴管而不用其他试剂就可以区别。7将物质X逐滴加入Y溶液中，生成沉淀的物质的量(n2)与所加X的物质的量(n1)的关系如图所示，符合该图所示情况的是下表中的()选项ABCDXNaOHAlCl3HClNaAlO2YAlCl3NaOHNaAlO2HCl解析：选C滴入X立即有沉淀产生，可排除B、D两项，而向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液时，产生沉淀消耗的NaOH溶液与溶解沉淀消耗的NaOH溶液的物质的量之比为31，故排除A项，C正确。8向10 mL 0.1 molL1 AlCl3溶液中逐滴加入0.1 molL1 NaOH溶液V mL，则下列图像正确的是()解析：选B向10 mL 0.1 molL1 AlCl3溶液中逐滴加入0.1 molL1 NaOH溶液V mL，反应的化学方程式为AlCl33NaOH=3NaClAl(OH)3，Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O。因此沉淀达到最大值时消耗氢氧化钠溶液是30 mL，溶解氢氧化铝时又消耗氢氧化钠溶液10 mL，B项符合。9现代生活离不开铝，铝有许多优良的性能，因此在各方面有极其广泛的用途。(1)某学生拟用铝粉制备少量Al(OH)3，制备过程如下图所示：请回答：通过操作a分离出Al(OH)3，操作a的名称是_。从Al(OH)3的性质考虑，用Al2(SO4)3溶液制备Al(OH)3时，常用氨水而不用NaOH溶液，请用一个化学方程式表明其理由：_。(2)铝可以和烧碱溶液反应，该反应的离子方程式为_。解析：(1)分离难溶物和溶液的方法是过滤。Al(OH)3是两性氢氧化物，与强酸和强碱反应，所以用Al2(SO4)3溶液制备Al(OH)3时，常用氨水而不用NaOH溶液的原因是Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O。(2)铝可以和烧碱溶液反应，反应的离子方程式为2Al2OH2H2O=2AlO3H2。答案：(1)过滤Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O(2)2Al2OH2H2O=2AlO3H210铝土矿(主要成分为Al2O3，还有少量杂质)是提取铝的原料。提取铝的工艺流程如下：(1)请用离子方程式表示以上工艺流程中第步反应：_。(2)写出以上工艺流程中第步反应的化学方程式：_。(3)若第步加入的是盐酸，则发生反应的离子方程式为_。解析：铝土矿的主要成分是Al2O3，既可用氢氧化钠溶液溶解，也可用盐酸溶解，发生的离子反应分别为Al2O32OH=2AlOH2O，Al2O36H=2Al33H2O，原方案中为保证把偏铝酸钠溶液中的铝元素完全转化为氢氧化铝沉淀，应通入足量的二氧化碳气体，所以发生的化学反应为NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3。答案：(1)Al2O32OH=2AlOH2O(2)NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3(3)Al2O36H=2Al33H2O1下列说法正确的是()AAl2O3难溶于水，不跟水反应，所以它不是Al(OH)3对应的氧化物B因为Al2O3是金属氧化物，所以它是碱性氧化物CAl2O3能跟所有的酸碱溶液反应DAl2O3能跟强的酸碱溶液反应解析：选DAl(OH)3Al2O3H2O；Al2O3是两性氧化物，能跟强酸强碱反应，弱碱不能与Al2O3反应。2既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应的化合物是()AlNaHCO3Al2O3Mg(OH)2Al(OH)3A BC D解析：选CAl是单质而不是化合物，Mg(OH)2只能与盐酸反应，而不能与NaOH溶液反应，故、均不符合题意。3相同物质的量的下列物质，分别与足量NaOH溶液反应，消耗NaOH物质的量最多的是()AAl2O3 BKAl(SO4)2CAl(OH)3 DAl解析：选B分别写出各物质与NaOH溶液反应的方程式：Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O；2KAl(SO4)28NaOH=K2SO42NaAlO23Na2SO44H2O；Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O；2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。比较可知同物质的量时，KAl(SO4)2消耗的NaOH物质的量最多。4用含有少量镁的铝片制取纯净的Al(OH)3，可能有的步骤为加盐酸溶解；加过量苛性钠溶液；过滤；通入过量CO2；加过量纯碱溶液，实验操作最合理的组合及顺序是()A BC D解析：选B用含有少量镁的铝片制取纯净的Al(OH)3，步骤设计一：Mg、AlMg2、Al3过量的NaOH溶液,Mg(OH)2、NaAlO2NaAlO2Al(OH)3，实验合理的步骤是；步骤设计二：Mg、AlNaAlO2Al(OH)3，实验合理步骤是。5.将一小块铝片加入某盐酸中，铝片完全溶解，在所得溶液中继续滴加NaOH溶液。生成Al(OH)3的量与加入NaOH溶液体积的变化关系如图所示，下列说法正确的是()A盐酸与铝片反应后，盐酸还有剩余B图中B点之前发生的离子反应为Al33OH=Al(OH)3CAB段消耗的NaOH溶液的体积与BC段消耗的NaOH溶液的体积比31D溶解铝片的盐酸浓度与滴加的NaOH溶液浓度相等解析：选AA项，从图像可知，刚滴入NaOH溶液时，不生成沉淀，说明盐酸与铝片反应后仍有剩余，正确；B项，B点之前，在OA段，还发生了HOH=H2O的反应，错误；C项，AB段消耗的NaOH溶液的体积与BC段消耗的NaOH溶液的体积比一定等于31，错误；D项，根据题目提供条件，不能判断盐酸与NaOH溶液的浓度关系，错误。6有一块镁铝合金，其中镁与铝的质量比是89，加入足量稀硫酸使其完全溶解后，再加入NaOH溶液，生成沉淀的质量随NaOH溶液体积变化的曲线如下图，其中正确的是()解析：选AMg2H=Mg2H2，2Al6H=2Al33H2，因为硫酸是足量的，所以加入NaOH溶液后发生反应HOH=H2O，Al33OH=Al(OH)3，Mg22OH=Mg(OH)2，Al(OH)3OH=AlO2H2O。镁铝质量比是89，其物质的量比为11，设Mg的质量为24 g，铝的质量为27 g，根据元素守恒，沉淀最大质量为58 g78 g136 g，当氢氧化钠过量，沉淀只有氢氧化镁，其质量为58 g，比136 g的一半少，因此根据上述分析，A符合。7在某无色溶液中缓慢地滴入NaOH溶液直至过量，产生沉淀的质量与加入的NaOH溶液体积的关系如图所示，由此确定，原溶液中含有的阳离子是()AMg2、Al3、Fe2 BH、Mg2、Al3CH、Ba2、Al3 D只有Mg2、Al3解析：选B观察图像时，要注意图像的起始点，终点，及曲线的走势。从图像上看，开始时加入NaOH溶液没有沉淀产生，说明溶液中有H，沉淀量逐渐增加，达到最大值，然后又减少说明溶液中存在Al3，沉淀量减少到一定量后，不再发生变化，说明溶液中还存在Mg2。8含氯化镁和氯化铝的混合溶液200 mL，其中c(Mg2)为0.2 molL1，c(Cl)为1.3 molL1。要使Mg2全部转化为沉淀分离出来，至少需加4 molL1 NaOH溶液的体积为()A40 mL B72 mLC80 mL D128 mL解析：选C根据电荷守恒得：2c(Mg2)3c(Al3)c(Cl)，20.23c(Al3)1.3，c(Al3)0.3 molL1，要使Mg2转化为沉淀分离出，需要把Al(OH)3转化为NaAlO2，根据离子方程式：Mg22OH=Mg(OH)2、Al34OH=AlO2H2O，所以需要NaOH的物质的量为2(0.20.2)4(0.30.2)0.32 mol，需要的NaOH溶液的体积为0.32 mol4 molL10.08 L80 mL。9A、B、C、D、E五种化合物，均