高中化学 专题3 从矿物到基础材料 第一单元 从铝土矿到铝合金 第2课时课件 苏教版必修1.ppt

第2课时铝的氧化物与氢氧化物从铝土矿中提取铝 专题3第一单元从铝土矿到铝合金 学习目标定位1 根据氧化铝 氢氧化铝的物质类别 会分析其化学性质 2 熟知al3 alo和al oh 3之间的相互转化 3 了解从铝土矿提取铝的流程和原理 新知导学 达标检测 内容索引 新知导学 1 al2o3是一种 的化合物 常用于制造 如耐火坩埚 耐火管和耐高温的实验仪器等 al2o3既能与强酸 如盐酸 反应 又能与强碱 如naoh溶液 反应 是一种两性氧化物 1 与盐酸反应的化学方程式是 离子方程式是 高硬度 高熔点 一 氧化铝和氢氧化铝 高沸点 耐火材 料 al2o3 6hcl 2alcl3 3h2o al2o3 6h 2al3 3h2o 相关视频 2 与naoh溶液反应的化学方程式是 离子方程式是 al2o3 2naoh 2naalo2 h2o al2o3 2oh 2alo h2o 相关视频 2 按要求完成下列实验 1 在试管中加入10ml0 5mol l 1的al2 so4 3溶液 逐滴加入稀氨水至过量 观察到的实验现象是 反应的化学方程式是 离子方程式是 2 将实验 1 所得的悬浊液一分为二 向其一支试管中逐滴滴入稀盐酸 观察到的实验现象是 反应的离子方程式为 另一支试管中逐滴滴入naoh溶液 观察到的实验现象是 反应的离子方程式为 产生白色胶状沉淀 al2 so4 3 6nh3 h2o 2al oh 3 3 nh4 2so4 al3 3nh3 h2o al oh 3 3nh 白色沉淀逐渐溶解 得到澄清溶液 al oh 3 3h al3 3h2o 白色沉淀逐渐溶解 得到澄清溶液 al oh 3 oh alo 2h2o 3 向实验 2 中加入naoh溶液的试管中通入足量co2 观察到的现象为 化学方程式为 生成白色沉淀 naalo2 co2 2h2o al oh 3 nahco3 1 两性化合物既可以与酸反应又可以与碱反应生成盐和水的化合物 al2o3为两性氧化物 al oh 3为两性氢氧化物 2 al oh 3难溶于水 为白色胶状沉淀 3 氢氧化铝不稳定 受热易分解 化学方程式是 4 实验室由al2 so4 3或alcl3制备al oh 3 应选用氨水 而不选用naoh溶液 2al oh 3al2o3 3h2o 提醒 1 al2o3 al oh 3不能与nh3 h2o等弱碱反应 也不能与h2co3等很弱的酸反应 2 al oh 3胶体具有很强的吸附能力 它能凝聚水中的悬浮物并使之沉降 从而达到净水的目的 例1下列说法正确的是a al2o3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c al2o3能跟所有的酸 碱溶液反应d al2o3能跟强的酸 碱溶液反应 答案 解析 易误提醒 解析al2o3虽然难溶于水 但是2al oh 3al2o3 3h2o al2o3和al oh 3中al的化合价相同 所以al2o3是al oh 3对应的氧化物 金属氧化物与碱性氧化物是两个不同的概念 二者没有必然的联系 al2o3是两性氧化物 al2o3与酸 强碱反应 与弱碱不反应 易误提醒 易误提醒两性物质与物质的两性不同 两性物质是既能与酸反应生成盐和水 又能和碱反应生成盐和水 如al2o3 zno zn oh 2 al oh 3等 物质的两性 如弱酸的酸式盐 nahco3等 既能与强酸反应 又能与强碱反应 但只能说这些物质有两性 不能将它们称为两性物质 例2以氧化铝为原料制取氢氧化铝 合理的方法是a 将氧化铝溶于水b 将氧化铝溶于氨水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中 之后通入二氧化碳 答案 解析 知识拓展 解析以al2o3为原料制取al oh 3 有两条途径 al2o3 h al3 al oh 3 al2o3 oh alo al 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 知识拓展 知识拓展al oh 3的三种制备方法 1 用铝盐和氨水制备al oh 3 不选用强碱 如naoh 溶液 是由于al oh 3溶于强碱溶液 而不溶于弱碱 如氨水 溶液 2 溶液中alo al oh 3最好通入co2 而不选用强酸 是由于al oh 3溶于强酸 而不溶于较弱的酸 如h2co3 按要求完成下列实验 1 向alcl3溶液中加入过量的naoh溶液 最后所得溶液中含有 填溶质化学式 2 把上述溶液分成两份 向其中一份中逐滴加入盐酸至过量 观察到的现象是 反应的离子方程式为 向另一份中通入过量的co2气体 观察到的现象是 反应的离子方程式为 naalo2 nacl naoh 二 铝离子 偏铝酸根之间的相互转化 先产生白色沉淀 后又溶解 得到澄清溶液 h oh h2o alo h h2o al oh 3 al oh 3 3h al3 3h2o oh co2 hco 产生白色沉淀 co2 alo 2h2o hco al oh 3 1 铝元素的化合态主要以三种形式存在 即al3 alo和al oh 3 它们之间能相互转化 2 由naalo2溶液制备al oh 3 应通入co2气体 而不加入强酸 3 向alcl3溶液中逐滴加入naoh溶液和向naalo2溶液中逐滴加入盐酸的比较 提醒向alcl3溶液中加naoh溶液和向naalo2溶液中加盐酸 计算生成al oh 3沉淀的量时 有两种情况 即碱 酸 不足和碱 酸 过量 如上图中所示 计算时要注意讨论分析 答案 解析 例3向用盐酸酸化过的alcl3溶液中逐滴滴入naoh溶液 图中能正确表示这个反应的是 解析向alcl3溶液中逐滴滴入naoh溶液 先生成白色沉淀 再加入naoh溶液 沉淀逐渐溶解 最后完全消失 生成1molal oh 3需3molnaoh 溶解1molal oh 3需1molnaoh naoh的用量应是3 1 a b错误 用盐酸酸化过的alcl3溶液中含有酸 加入naoh溶液先中和溶液中的酸 然后才生成al oh 3沉淀 故c也是错误的 例4向50ml1mol l 1的al2 so4 3溶液中加入100mlkoh溶液 充分反应得到3 9g沉淀 求koh溶液的物质的量浓度 答案 解析 思维启迪 答案1 5mol l 1或3 5mol l 1 思维启迪 解析方法一 根据al3 的物质的量与沉淀al oh 3的物质的量比较可推测koh的两种情况 加入氢氧化钾不足量时 n koh 3n al oh 3 3 0 15mol c koh 1 5mol l 1 当al oh 3部分溶解时 n koh 4n al3 n al oh 3 0 4mol 0 05mol 0 35mol c koh 3 5mol l 1 方法二 用图像法求解 如下图所示 当生成沉淀0 05mol时 需koh0 15mol 需koh0 35mol 思维启迪1 已知al3 和oh 的物质的量 计算al oh 3的物质的量解题思路 1 计算的比值 判断反应产物 2 根据反应原理或守恒关系列式计算 2 已知al3 和al oh 3的物质的量计算oh 的物质的量解题思路 1 若n al3 n al oh 3 n oh 3n al oh3 2 若n al3 n al oh 3 则有两种情况 n oh 不足 n oh 3n al oh 3 n oh 过量 n oh 3n al oh 3 4 n al3 n al oh 3 4n al3 n al oh 3 1 铝的存在 1 含量 铝元素是地壳中含量的金属元素 2 存在 地壳中铝以态存在于铝土矿中 铝土矿的主要成分是 最多 化合 三 从铝土矿中提取铝 al2o3 写出上图中反应的化学方程式 2 从铝土矿制备铝的工艺流程如下图所示 al2o3 2naoh 2naalo2 h2o naalo2 co2 2h2o al oh 3 nahco3 2al oh 3al2o3 3h2o 2al2o34al 3o2 1 al2o3是一种高熔点的化合物 为了降低能耗 工业上加入冰晶石 na3alf6 使al2o3在1000 熔融 以降低铝的冶炼成本 2 电解法制铝是采用高熔点的al2o3 而不用熔点低很多的alcl3 是因为alcl3在熔融状态时不电离 不导电 3 酸化时用过量co2 使naalo2完全转化为al oh 3沉淀 不能用强酸酸化 因为过量的强酸能使al oh 3溶解 例5下图所示是从铝土矿 主要成分是al2o3 含fe2o3 sio2等杂质 中提取氧化铝的工艺流程之一 已知 sio2能和氢氧化钠反应 不和盐酸反应 答案 解析 回答下列问题 1 用盐酸溶解铝土矿后 所得溶液中的阳离子有 fe3 al3 h 解析铝土矿中的fe2o3 al2o3溶于盐酸得到的阳离子是fe3 al3 由于盐酸过量 阳离子还有h 过滤得到的滤渣是sio2 在进行步骤 时 需要加入过量的naoh溶液 发生反应fe3 3oh fe oh 3 al3 4oh alo 2h2o 过滤分离出fe oh 3 碳酸的酸性比氢氧化铝强 利用强酸制弱酸的原理 向naalo2溶液中通入过量co2可制得al oh 3 过滤后的滤液中含有nahco3和nacl 2 固体a的主要成分是 3 进行步骤 时 为了达到分离要求 加入的naoh应该 4 进行步骤 时 一般通入过量co2 其反应的化学方程式是 5 溶液x和盐酸反应的离子方程式为 sio2 过量 naalo2 2h2o co2 nahco3 al oh 3 hco h h2o co2 答案 al3 alo与al oh 3之间的转化关系 学习小结 达标检测 1 下列说法正确的是a 金属氧化物都能与水反应生成碱b 非金属氧化物都能与水反应生成酸c 氧化铝既能与盐酸反应又能与氨水反应d 氧化铝是冶炼金属铝的原料 解析多数金属氧化物和部分非金属氧化物不溶于水 例如cuo sio2等 al2o3是两性氧化物 能与酸和强碱溶液反应 工业上用电解al2o3的方法制备铝 1 2 3 4 5 答案 解析 6 解析al oh 3是两性氢氧化物 能溶于酸 也能溶于naoh koh等强碱 但al oh 3不能溶于氨水等弱碱 2 下列关于al oh 3的性质叙述错误的是a al oh 3受热易分解生成al2o3和h2ob al oh 3是难溶于水的白色胶状物质c al oh 3能凝聚水中的悬浮物 也能吸附色素d al oh 3既能溶于naoh溶液 氨水 又能溶于盐酸 1 2 3 4 5 答案 解析 6 3 使溶液中的alo完全转化成al oh 3 应选择的最好试剂是a 稀h2so4b 盐酸c co2d 氨水 解析使alo转化成al oh 3需加酸 若用强酸会使al oh 3溶解 最好通入co2气体 1 2 3 4 5 答案 解析 6 4 下列物质 al nahco3 al2o3 mg oh 2 al oh 3中 既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应的化合物是a b c d 解析al既能与盐酸反应 又能与naoh溶液反应 但不是化合物 mg oh 2只能与盐酸反应 nahco3 al2o3 al oh 3三种物质既能与盐酸反应 又能与naoh溶液反应 1 2 3 4 5 答案 解析 6 5 相等物质的量的下列物质分别与足量naoh溶液反应 消耗naoh的物质的量最多的是a al2o3b kal so4 2c al oh 3d al 1 2 3 4 5 答案 解析 6 解析若各物质的物质的量为1mol 则有以下分析计算 a项 al2o3 2naoh 2naalo2 h2o1mol2molb项 2kal so4 2 8naoh k2so4 2naalo2 3na2so4 4h2o1mol4molc项 al oh 3 naoh naalo2 2h2o1mol1mold项 2al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 1mol1mol故消耗naoh物质的量最多的是kal so4 2 1 2 3 4 5 6 6 1 用alcl3溶液与naoh溶液反应时 当al3 的物质的量与oh 的物质的量之比 以下均填物质的量之比 为 时 al oh 3沉淀量最多 时 al oh 3全部溶解 或 时 al oh 3沉淀量为最多沉淀量的一半 解析向含al3 的溶液中加入naoh溶液时 有关反应 al3 3oh al oh 3 al oh 3 oh alo 2h2o 总反应 al3 4oh alo 2h2o 由上述反应方程式可知当n al3 n oh 1 3时 沉淀量最大 当n al3 n oh 2 3或2 7时 沉淀量为最大量的一半 1 2 3 4 5 答案 解析 6 1 3 1 4 2 3 2 7 2