高三一轮复习铝及其化合物.ppt

铝及其化合物,1通过实验探究，了解铝、氧化铝、氢氧化铝的重要性质。2了解两性氧化物、两性氢氧化物的概念和一般性质。3掌握与Al(OH)3沉淀量有关的图像分析和化学计算方法。4了解复盐的概念，了解明矾的组成、性质和用途。,下列有关金属铝及其化合物的叙述错误的是()A铝制容器可盛装浓硫酸B用NaOH溶液除去铝表面的氧化膜：Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2OCAl的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水D向明矾溶液中加入过量的氢氧化钡溶液：Al3+2SO42-+2Ba2+4OH-=2BaSO4+AlO2-+2H2O,C,【预习检测】,一、铝的性质,1、铝原子的结构：,2、铝的物理性质：,银白色金属，硬度和密度小，具有良好的导电导热性和延展性。在空气中具有很好的耐腐蚀性。,Al的原子结构示意图,3、铝的化学性质：,（较强还原性）,（1）与非金属反应（O2、Cl2）,铝在空气中缓慢氧化，在氧气中点燃剧烈燃烧。,思考1：在金属活泼性顺序中铝排在铁的前面，那为什么铁在空气中易生锈而铝在空气中不易被腐蚀呢？,铝与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜并牢固地覆盖在铝表面，阻止了内部的铝与空气接触。,Al遇冷浓硫酸、浓硝酸发生钝化：,钝化:用电化学或化学方法使金属表面形成一层致密的氧化膜，从而阻止内部金属进一步发生反应，这种现象称为钝化。,（2）与酸反应（HCl、稀H2SO4、稀HNO3）,4HNO3+Al=Al(NO3)3+NO+2H2O,Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2,还原剂氧化剂,反应的实质:分两步进行,将（1）+（2）2：,（3）与强溶液碱反应（NaOH溶液）,【随堂训练1】,对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。以下为铝材表面处理的一种方法：,碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，其原因是(用离子方程式表示)_。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的_。aNH3bCO2cNaOHdHNO3,b,2Al2OH2H2O=2AlO3H2,以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为_。取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是_。,将某份铁铝合金样品均分为两份，一份加入足量盐酸，另一份加入足量NaOH溶液，同温同压下产生的气体体积比为32，则样品中铁、铝物质的量之比为()A32B21C34D43,【随堂训练2】讲义P60例1,2Al3H2O6e=Al2O36H,HCO3-与H反应使H浓度降低，产生Al(OH)3沉淀,C,思维提升若将盐酸改为稀HNO3且稀HNO3只被还原为NO，则Fe、Al物质的量之比为多少？,【随堂训练3】讲义P60即时巩固1等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为56，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是()A甲、乙中都是铝过量B甲中铝过量、乙中碱过量C甲中酸过量、乙中铝过量D甲中酸过量、乙中碱过量,5：4,B,Fe2O3和Al粉的混和物,没有吸出任何物质,证明混合物中没有铁粉。,Fe2O3和Al粉的混和物(铝热剂),KClO3(引燃剂),镁带,坩锅,吸出的有物质,证明混合物中有铁粉生成。,【现象】,发光、放热、反应剧烈,有熔融物落入沙中,（4）与某些氧化物反应铝热反应,铝热剂：铝与活泼性较弱的金属氧化物的混合物,铝热反应的应用：在生产上，如用于焊接钢轨、冶炼金属等。,铝除了和Fe2O3反应外，还可以和FeO、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2等金属氧化物组成铝热剂发生铝热反应，冶炼Fe、V、Cr、Mn等金属。,思考2上述铝热反应是如何发生的？,试一试：写出Al分别与MnO2、V2O5的反应方程式,4、铝能冶炼金属和制成铝热剂，因为（）A、密度小、熔点低B、在空气中燃烧，发出耀眼白光C、具有还原性D、是金属,【随堂训练】,C,实验探究1某课外小组对一些金属单质和化合物的性质进行研究。,按反应类型写出实验中发生反应的化学方程式各一个(是离子反应的只写离子方程式)置换反应_；化合反应_。(2)用石墨作电极，电解上述实验分离出的溶液，两极产生气泡。持续电解，在阴极附近的溶液中还可观察到的现象是，_。解释此现象的离子方程式是,2Al6H=2Al33H2或2Al3Cu2=2Al33Cu,2CuO2H2OCO2=Cu2(OH)2CO3,生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解至消失,Al33OH=Al(OH)3Al(OH)3OH=AlO2H2O,(3)工业上可用铝与软锰矿(主要成分为MnO2)反应来冶炼金属锰。用铝与软锰矿冶炼锰的原理是(用化学方程式表示）。MnO2在H2O2分解反应中作催化剂。若将适量MnO2加入酸化后的H2O2溶液中，MnO2溶解产生Mn2，该反应的离子方程式是_。,MnO2H2O22H=Mn2O22H2O,4、Al的工业制法电解熔融氧化铝,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。,2Al+3CuSO43Cu+Al2(SO4)3,二、铝的化合物,1、氧化铝(Al2O3)：,（1）物理性质：白色、不溶于水的固体，熔点很高（2054）常作耐火材料。,刚玉的主要成分是Al2O3，其中把含少量铬元素的刚玉称为红宝石；含少量的铁和钛元素的刚玉称为蓝宝石。,两性氧化物：,既能与酸反应又能与碱反应只生成盐和水的氧化物。,（2）Al2O3的化学性质,与酸、强碱反应具有两性,（3）、工业制备：,2、氢氧化铝Al（OH)3：,（1）物理性质：白色胶状物质，不溶于水，有强的吸附性可以吸附水中的悬浮物和各种色素。（2）化学性质：不稳定性：受热易分解,与酸、强碱反应具有两性,氢氧化铝为“两性氢氧化物”,碱式电离,酸式电离,左右逢源,与碱反应,与酸反应,Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O,【小结】：常见既能与酸反应又能与碱反应的物质有哪些?,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、NaHSO3NH4HCO3、等氨基酸、蛋白质等有机物,AlCl3溶液中逐滴加入NaOH？,AlCl3中逐滴加入氨水？,Al3+3NH3.H2O=Al(OH)3+3NH4+,（3）Al(OH)3的制备：,Al3+、加入氨水,故用Al3+制取Al(OH)3用弱碱溶液更合适,Al3+3OH-=Al(OH)3,Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,必修1P58实验,2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3+CO32-AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3-,NaAlO2溶液中逐滴加入盐酸？,NaAlO2溶液中缓慢通入CO2？,AlO2-、通入CO2,AlO2-+H+H2O=Al(OH)3,Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O,故由AlO2-制取Al(OH)3用弱酸溶液更合适,Al(OH)3的制备方案与试剂的选择1实验原理方案一：用铝盐(Al3)制取Al(OH)3加入氨水至沉淀完全，一般不用强碱。Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4+方案二：用铝屑、烧碱、稀H2SO4制取方法一：AlAl3Al(OH)3方法二：AlAlO2Al(OH)3,H2SO4,NaOH,H+,NaOH,方法三：Al(OH)3,每制取1molAl(OH)3，方法一耗H和OH各3mol；方法二耗H和OH各1mol；方法三耗H和OH各3/4mol。故方法三最节省原料。,KAl(SO4)212H2O,KAl(SO4)2=K+Al3+2SO42-,无色晶体，易溶于水,3、常见的铝盐明矾,水溶液PH7,净水原理：,Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水,1铝盐(Al3)溶液中逐滴加入强碱溶液至过量,(3)有关反应：AC：Al33OH=Al(OH)3CD：Al(OH)3OH=AlO22H2O,(1)现象：有白色沉淀产生，后沉淀逐渐溶解,(2)有关图像：,三、Al3、Al(OH)3、AlO2-三者之间有关图象及相关计算,随堂训练2向30mL1mol/L的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4mol/L的NaOH溶液，若产生0.78g白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为（）A3mLB7.5mLC15mLD17.5mL,B,(4)有关计算：,Al3+,0,=1/3n(OH-),Al3+、Al(OH)3,Al(OH)3,Al(OH)3、AlO2-,=1/3n(OH-)=n(Al3+),AlO2-,0,(3)有关反应：AB：Al34OH=AlO2-2H2OBD：Al33AlO2-6H2O=4Al(OH)3,2强碱溶液中逐滴加铝盐(Al3)溶液至过量,(1)现象：先无明显现象，后逐渐产生大量的白色沉淀,（2）有关图象,【算一算】,向300mL4mol/L的NaOH溶液中逐渐加入浓度360mL1mol/L的AlCl3溶液，则最终产生的沉淀的物质的量是多少？此时铝元素以什么形式存在？,nAl(OH)3=0.24mol,此时铝元素以Al(OH)3、AlO2-形式存在.,(4)有关计算：,0,Al(OH)3,Al(OH)3、AlO2-,AlO2-,=n(Al3+)=1/3n(OH-),0,AlO2-,0,3在AlO2-溶液中逐滴加入强酸至过量,(1)现象：先生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解。,(3)有关反应：AC：AlO2-HH2O=Al(OH)3CD：Al(OH)33H=Al33H2O,（2）有关图象：,C,【动动手】,向含2molNaAlO2的溶液中逐滴加入浓度500mL6mol/L的盐酸溶液，则最终产生的沉淀的物质的量是多少？此时铝元素以什么形式存在？,nAl(OH)3=5/3mol,此时铝元素以Al(OH)3、Al3+形式存在.,(4)有关计算：,0,Al3+,Al(OH)3、Al3+,AlO2-,0,C,AlO2-、Al(OH)3,=n(H+),Al(OH)3,=n(H+)=n(AlO2-),(1)现象：先无明显现象，反应一段时间后逐渐产生白色沉淀,(3)有关反应：AB：4HAlO2-=Al32H2OBD：Al33AlO2-6H2O=4Al(OH)3,4.在强酸溶液中逐滴加入AlO2-溶液至过量,（2）有关图象：,【动手算算】,向500mL8mol/L的盐酸溶液中逐渐加入含2L一定浓度的NaAlO2溶液，若最终产生的沉淀的物质的量是2mol,则该NaAlO2溶液的物质的量浓度为多少？此时铝元素以什么形式存在？,此时铝元素以Al(OH)3、Al3+形式存在.,C（NaAlO2）=1.25mol/L,(4)有关计算：,0,0,0,Al3+,Al3+,Al3+、Al(OH)3,Al(OH)3,=n(AlO2-)=1/3n(H+),【思考】？不用其他试剂，用化学方法如何鉴别下列失去标签的试剂？1、稀盐酸和aAlO2溶液2、AlCl3溶液与NaOH溶液,利用互滴时产生的现象不同来鉴别,5明矾溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至过量,(2)有关反应：OA：2KAl(SO4)23Ba(OH)2=2Al(OH)33BaSO4K2SO4AB：2Al(OH)3K2SO4Ba(OH)2=BaSO42KAlO24H2O,(1)现象：先有白色沉淀生成，然后部分沉淀溶解。,（2）有关图像：,6向Mg2与Al3的酸性溶液中逐滴加入强碱溶液,(1)现象：无明显现象出现沉淀渐多最多减少不变,(3)有关反应：OA：HOH=H2OAB：Al33OH=Al(OH)3Mg22OH=Mg(OH)2BC：Al(OH)3OH=AlO2-2H2O,（2）有关图象：,【随堂训练3】某无色溶液中，已知含有H、Mg2、Al3等阳离子，逐滴加入NaOH(溶液)，则消耗NaOH(溶液)体积(x轴)和生成沉淀量(y轴)之间的函数关系，可用下图表示，则下列图中正确的是(),B,铝的存在：,铝元素占地壳总量的7.73%，是地壳中含量最多的金属。,铝是活泼的金属，因此铝元素在自然界中均以化合态的形式存在。,四、从铝土矿中提取铝,铝元素在地壳中的主要存在于中，其主要成分，还含有少量的。,Al2O3,铝土矿,Fe2O3、SiO2,Al2O3Fe2O3SiO2,Al2O3,方法1,Al,酸溶法,所加试剂顺序：酸、碱、（弱）酸,Al2O3Fe2O3SiO2,方法2,碱溶法,Al2O3,Al,所加试剂顺序：碱、酸、（弱）碱,从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下：,【随堂训练4】,请回答下列问题：(1)流程甲加入盐酸后生成Al3的离子方程式为_。(2)流程乙加入烧碱后生成SiO32-的离子方程式为_。(3)验证滤液B中含Fe3，可取少量滤液并加入_(填试剂名称)。(4)滤液E、K中溶质的主要成分是_(填化学式)，