浙江省诸暨市牌头中学高中化学 2.1 铝及其化合物的性质同步课件 苏教版选修6.ppt

课题1铝及其化合物的性质 学习目标1 通过实验的方法进一步认识铝 氧化铝 氢氧化铝 可溶性铝盐的重要化学性质 2 学会铝燃烧实验的方法 能用实验的方法证明铝表面氧化膜的保护作用 3 通过探究铝及其化合物的性质 掌握研究物质性质的基本方法和程序 学会有目的地观察和分析实验现象 课前自主学案 一 实验原理1 铝元素的原子结构特征铝位于元素周期表中第 周期 族 其原子结构示意图为 铝原子最外电子层上的3个电子在化学反应中容易失去 2 铝的化学性质铝是活泼性较强的金属 表现出较强的 在一定条件下 金属铝能与非金属单质 酸 碱 不活泼金属的可溶性盐等发生反应 3 a 还原性 铝在空气中或在冷的浓硫酸 浓硝酸中都能生成一层结构致密的 薄膜 这一层薄膜能使金属铝与其周围的介质 空气 水等 隔绝 起到保护金属铝的作用 但是 当有 存在时 铝表面的氧化膜易被破坏 因此铝制容器不能用来腌制咸菜 氧化物 氯离子 思考感悟1 为什么可以用铝质槽车装运浓硝酸 提示 因为常温下铝遇浓hno3发生 钝化 铝表面形成致密的氧化物薄膜 阻止了内部铝与浓hno3的进一步反应 3 氧化铝和氢氧化铝的两性氧化铝和氢氧化铝都是 化合物 它们既能与强酸溶液反应 又能与强碱溶液反应 氧化铝和氢氧化铝分别与强酸反应的离子方程式是 氧化铝和氢氧化铝分别与强碱反应的离子方程式是 两性 al3 3h2oal oh 3 3h 配合物 复盐 发出耀眼的白光 有少量白烟 思考感悟2 铝条与o2反应时 集气瓶内为什么要事先盛有少量水或铺少量细沙 提示 铝与o2反应放出大量的热而使铝条熔化 盛少量水或铺少量细沙的目的是防止溅落的熔融物炸裂瓶底 2 铝表面氧化膜的实验探究 1 取三小块铝片 将其中两块铝片分别用砂纸擦去表面的氧化膜 2 将一块擦去氧化膜的铝片放入20ml0 5mol l 1的cuso4溶液中 观察到的现象是 化学反应的离子方程式 3 将一块未擦去氧化膜的铝片放入20ml0 5mol l 1的cuso4溶液中 观察到的现象是 铝片表面析出一层海绵状的暗红色物质 2al 3cu2 3cu 2al3 无明显现象 4 取步骤 3 中的铝片 用水冲洗后 放入盛有3ml6 0mol l 1的naoh溶液的试管中 观察到的现象是 1 2min后取出铝片 洗净 再放入盛有20ml0 5mol l 1cuso4溶液的试管中 观察到的现象是 5 将另一块擦去氧化膜的铝片放入盛有3ml浓硝酸的试管中 观察到的现象是 1min后取出铝片 用水洗净 再放入盛有20ml0 5mol l 1cuso4溶液的试管中 观察到的现象是 铝片表面产生大量无色气泡 铝片表面很快出现一层海绵状的暗红色物质 无明显现象 无明显现象 思考感悟3 家中的铝锅能否用金属材料制成的清洁球摩擦清洗 为什么 提示 不能 因为铝锅的表面有一层致密的氧化膜 能保护铝锅不被腐蚀 若用清洁球摩擦清洗 容易破坏氧化物薄膜 使内层金属被腐蚀 先有白色沉淀生成 后沉淀溶解生成无色溶液 4 培养明矾晶体 1 向250ml烧杯中加入120ml比室温高10 20 的水 分批加入明矾晶体 用玻璃棒搅拌 至晶体不再溶解为止 待溶液自然冷却到比室温高3 5 将溶液倒入另一只烧杯中 用硬纸板盖好 静置过夜 2 从烧杯中选取2粒形状规则的小晶体作为晶核 将所选的晶核用细线轻轻系好 3 把步骤 1 中配制的明矾溶液倒入另一只烧杯中 注意不要将已结晶出来的明矾倒出 再向溶液中加入适量明矾 加热使其成为比室温高10 20 的饱和溶液 待溶液开始自然冷却时 将小晶体悬挂在烧杯的中央 用硬纸板盖好烧杯 静置过夜 4 每天把用细线系着的明矾晶体取出 重复步骤 3 的操作 直到晶体长到一定的大小 1 2011年镇江高二检测 实验室需要使alcl3溶液中的al3 全部沉淀出来 适宜用的试剂是 a naoh溶液b ba oh 2溶液c 硫酸d 氨水解析 选d 使铝盐全部沉淀的方法是使沉淀剂适当过量 因为氢氧化铝既能溶于强酸 又能溶于强碱 所以不能用强酸或强碱来制备 只能用铝盐与过量氨水来制备 2 除去mgo中的al2o3可选用的试剂是 a naoh溶液b 硝酸c 浓硫酸d 稀盐酸解析 选a 考查mgo和al2o3的性质差异 因al2o3为两性氧化物 可与强碱反应 而氧化镁不与强碱反应 因此加入过量naoh溶液即可除去mgo中的al2o3 也可依其余三项均与mgo反应而直接排除 3 向下列各物质的水溶液中滴加稀硫酸和mgcl2溶液时 均有白色沉淀产生的是 a bacl2b ba oh 2c na2co3d koh解析 选b a项中bacl2只与稀硫酸产生白色沉淀 c项中na2co3与稀硫酸只生成气体 不产生沉淀 d项中koh与稀硫酸反应不生成沉淀 课堂互动讲练 实验中发生反应的化学方程式是 实验步骤 1 称取5 4g铝镁合金粉末样品 投入vml2 0mol l 1naoh溶液中 充分反应 naoh溶液的体积v 2 过滤 洗涤 干燥 称量固体 该步骤中若未洗涤固体 测得镁的质量分数将 填 偏高 或 偏低 实验装置如图 问题讨论 1 某同学提出该实验装置不够完善 应在a b之间添加一个干燥 除酸雾的装置 你的意见是 填 需要 或 不需要 2 为使测定结果尽可能精确 实验中应注意的问题是 写出两点 探究三 实验方案 称量5 4g铝镁合金粉末 放在如图所示装置的惰性电热板上 通电使其充分灼烧 问题讨论 1 欲计算mg的质量分数 该实验中还需测定的数据是 2 若用空气代替o2进行实验 对测定结果是否有影响 填 是 或 否 思路点拨 解答本题要注意以下两点 1 镁只具有较强的金属性而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 除酸雾装置 2 涉及到气体的实验装置气密性应良好 量气管读数时应在室温下并且量气管两端液面应相平使被测气体压强等于外界大气压 而且视线应与凹液面相切 答案 探究一 2al 2naoh 6h2o 2na al oh 4 3h2 1 97 2 偏高 探究二 1 不需要 2 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数 读数时保证视线与凹液面的最低点相平 检查装置的气密性 合金完全溶解 或加入足量盐酸 等合理答案 探究三 1 灼烧后固体的质量 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 变式训练1某铝合金中含有元素镁 铜 硅 为了测定该合金中铝的含量 设计了如下实验 请回答有关问题 1 称取样品ag 称量时应该使用的主要仪器的名称是 2 将样品溶解于足量的稀盐酸中 过滤 滤液中主要含有 滤渣中含有 溶解 过滤用到的玻璃仪器是 3 滤液中加过量氢氧化钠溶液 过滤并洗涤滤渣 有关的离子方程式是 4 步骤 3 的滤液中通入足量二氧化碳气体 过滤并洗涤滤渣 有关的离子方程式是 5 步骤 4 过滤后的滤渣用蒸馏水洗涤数次 烘干并灼烧至恒重 冷却后称量 其质量为bg 有关的化学方程式是 原样品中铝的质量分数是 6 若步骤 3 中加入氢氧化钠的量不足 则实验结果偏 填 高 低 或 不影响 下同 若步骤 5 中滤渣没有洗涤 则实验结果偏 若滤渣灼烧不充分 则实验结果偏 2011年厦门高二检测 已知铜氨溶液中存在如下平衡 cu nh3 4 2 cu2 4nh3 某混合液含有ag fe3 和al3 可用下列流程图加以分离和鉴定 1 写出滤液a中主要的阳离子的化学式 2 解释步骤 中生成沉淀b的原因 3 写出步骤 中发生反应的离子方程式 4 溶液g中的金属阳离子的鉴定方法 易误警示 本题涉及离子反应 离子鉴别 平衡移动等诸多问题 考查知识面较广 但问题设置有梯度 第 1 3 4 问都比较基础 第 2 问则有一定难度 首先 银离子在过量氨水中能形成银氨络离子是我们熟悉的知识 在解决第 2 问时 易仅从银离子与氯离子反应生成氯化银沉淀来考虑 而忽视了问题的本质是平衡的移动 变式训练2a是一种无色透明的晶体 进行如下实验 取少量a晶体做焰色反应实验 透过蓝色钴玻璃观察 火焰呈紫色 取少量a晶体溶于水可以得到无色的液体 该溶液使石蕊变红 取少量a晶体的溶液加过量氨水 有白色沉淀b生成 过滤除去 中的b后 在滤液中滴加氯化钡溶液 有白色沉淀c生成 c不溶于稀盐酸 取少量b滴加氢氧化钠溶液 得无色溶液d 取少量b滴加盐酸 得无色溶液e 将47 4ga晶体在120 下加热脱水 剩余物的质量为25 8g 根据上述实验现象和结果确定a b c d e 写出它们的化学式 a b c d e 答案 kal so4 2 12h2oal oh 3baso4na al oh 4 alcl3 探究整合应用 铝热反应2al s fe2o3 s al2o3 s 2fe s h 852kj mol1 铝热反应实验中氯酸钾和镁条的作用铝热反应实验中 氯酸钾和镁条是引燃剂 铝粉和氧化铁的反应需达到一定的温度才能发生 所以点燃镁条 氯酸钾受热分解产生氧气 使镁条更易燃烧 产生高温 引发铝和氧化铁的反应 2 铝热反应在生产生活中的应用 1 铝热反应发生时释放出大量的热 可使被置换出来的金属熔融成液体 故可用于野外焊接铁轨 2 可用于冶炼某些难熔金属如铬 锰 钒等 教材中曾对 铝热反应 的现象有这样的描述 反应放出大量的热 并发出耀眼的光芒 纸漏斗的下部被烧穿 有熔融物落入沙中 又已知 al fe2o3 al2o3 fe的熔点 沸点数据如下 1 某同学推测 铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金 你认为他的推测 填 合理 或 不合理 2 设计一个简单的实验方案证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝 填写下列表格 3 实验室欲溶解此熔融物 下列试剂中最好的是 填序号 a 浓硫酸b 稀硫酸c 稀硝酸d naoh溶液不选其他三个选项的理由依次是 4 研究表明 熔融物的成分与铝热剂中的金属铝和氧化铁的用量有关 在表格中填写相应内容 可不填满 也可补充 该小组取固体熔融物10 26g 研碎后置于足量naoh溶液中充分反应 在反应过程中未见气体产生 过滤 洗净后 剩余固体称重为7 20g 将剩余固体加入到足量的盐酸中充分反应 收集到标准状况下的气体2016ml 向反应后的溶液中滴加kscn溶液 未见红色 请通过计算判断 该熔融物的成分是 对应上述各成分的物质的量之比是 思路点拨 解答本题要注意以下三点 1 根据反应物的量的多少和各物质的熔点分析产物的成分 2 根据各物质的性质确定检验产物的方法 3 定量分析时要找全化学反应 解析 1 铝热反应发生时放出大量的热 铁在1535 时熔化 而铝的熔点是660 故铁熔化时 铝也熔化 因此 生成物中应有熔融的铝 2 铝能与强碱 naoh 溶液反应产生h2 而铁与强碱 naoh 溶液不反应 故可用强碱 naoh 溶液来判断熔融物中是否含有铝 3 稀硫酸能完全溶解此熔融物 并且不造成环境污染 浓硫酸会使铁 铝钝化 稀硝酸溶解金属时 会产生氮氧化合物而污染环境 naoh溶液不能溶解铁 4 铝热反应肯定有al2o3和fe生成 根据金属铝和氧化铁的用量不同 还可能al过量或fe2o3过量 结合题干信息 n h2 0 09mol 若原固体中不存在fe2o3 则原固体在加naoh溶液后剩余物质中仅有单质铁 其质量应为m fe 56g mol 1 0 09mol 5 04g 与题意7 20g不符 故原固体应为al2o3 fe和fe2o3的混合物 溶于盐酸后 fe3 全部被还原 m al2o3 10 26g 7 20g 3 06gn al2o3 0 03mol 7 20g固体加盐酸后发生的反应为fe2o3 6hcl 2fecl3 3h2on fe2o3