12-09-07高三化学《铝及其化合物》(课件).ppt

铝及其化合物,复习目标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。,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=2AlO2-3H2,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_。,2Al3H2O6e=Al2O36H,HCO3-与H反应使H浓度降低，产生Al(OH)3沉淀,【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？,1.准确称取6g铝土矿样品(含Al2O3、Fe2O3、SiO2)加入100mL硫酸溶液，充分反应后向滤液中加入10mol/L的NaOH溶液，产生沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示，则所用硫酸溶液的物质的量浓度为()A.3.50mol/LB.1.75mol/LC.0.85mol/LD.无法计算,B,2.把Al粉和Fe3O4粉末均匀混合，分成两等份，一份在高温下恰好完全反应后将生成物与过量的盐酸反应，另一份直接与足量的氢氧化钠溶液反应，两者生成的气体的物质的量之比为()A.1:1B.9:8C.3:4D.4:3,C,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,3.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。,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,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的制备主要有几种方法？,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,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,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,提示金属单质：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。,思考：,三、Al3、Al(OH)3、AlO2-三者之间有关图象及相关计算,nAl(OH)3,n(OH),A,B,C,A:Al3+B:Al(OH)3C:AlO2,Al3+3OH=Al(OH)3,Al(OH)3+OH=AlO2+2H2O,Al3+4OH=AlO2+2H2O,1.AlCl3溶液中滴加NaOH：,先有沉淀生成，后沉淀逐渐溶解。,先无沉淀生成，后有沉淀生成且不溶解。,nAl(OH)3,n(Al3+),B,A,C,A:OHB:AlO2C:Al(OH)3,4OH+Al3+=AlO2+2H2O,3AlO2+Al3+6H2O=4Al(OH)3,2.向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液直到过量。,先有沉淀生成，后沉淀完全溶解。,nAl(OH)3,n(H+),A,B,C,A:AlO2B:Al(OH)3C:Al3+,AlO2+H+H2O=Al(OH)3,Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O,AlO2+4H+=Al3+2H2O,3.向NaAlO2溶液中滴加HCl溶液直到过量。,：,先无沉淀生成，后有沉淀生成且不溶解。,nAl(OH)3,n(Al3+),B,A,C,A:H+B:Al3+C:Al(OH)3,4H+AlO2=Al3+2H2O,3AlO2+Al3+6H2O=4Al(OH)3,4.向HCl溶液中滴加NaAlO2溶液直到过量。,n(Al(OH)3),V(氨水),n(NaOH),n(沉淀),向AlCl3溶液中逐滴加入氨水到过量；向盐酸、MgCl2、AlCl3的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液到过量。分别画出生成沉淀的量与加入溶液的体积关系图。,拓展,【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,【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，还含有少的。,Al2O3,铝土矿,Fe2O3、SiO2,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_。,Al2O36H=2Al33H2O,SiO22OH=SiO32-H2O,(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)，写出该溶液的一种用途：_。,硫氰化钾溶液,NaHCO3,制纯碱(或做发酵粉等）,(5)已知298K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp5.61012，取适量的滤液B，加入一定量的烧碱达到沉淀溶解平衡，测得pH13.00，则此温度下残留在溶液中的c(Mg2)_。,5.61010mol/L,5.2012浙江卷水溶液X中只可能溶有K、Mg2、Al3、AlO2-、SiO32-、SO32-、CO32-、SO42-中的若干种离子。某同学对该溶液进行了如下实验：,下列判断正确的是()A气体甲一定是纯净物B沉淀甲是硅酸和硅酸镁的混合物CK、AlO2-和SiO32-一定存在于溶液X中DCO32-和SO42-一定不存在于溶液X中,C,C,6,AX溶液溶质为AlCl3，Y溶液溶质为NaAlO2Bb曲线表示的是向X溶液中加入NaOH溶液C在O点时两方案中所得溶液浓度相等Da、b曲线表示的反应都是氧化还原反应,C,7.,82012安徽卷已知室温下，Al(OH)3的Ksp或溶解度远大于Fe(OH)3。向浓度均为0.1molL1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液。下列示意图表示生成Al(OH)3的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系，合理的是,C,如图，纵坐标表