2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 專題3.2.2 鋁的重要化合物導(dǎo)學(xué)案 新人教版必修1.doc

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3-2-2 鋁的重要化合物 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1．掌握鋁的重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用； 2．了解鋁的化合物間相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系及圖像； 3．了解兩性氧化物和兩性氫氧化物的概念。 學(xué)習(xí)重點難點： 1．掌握鋁及重要化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系； 2．掌握Al2O3和Al(OH)3的兩性。 【自主預(yù)習(xí)】 1．氧化鋁 （1）白色固體， 溶于水，熔點、沸點 。 （2）化學(xué)性質(zhì)：氧化鋁是 氧化物，能與強酸和強堿溶液反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式分別為 ， 。 （3）用途：①冶煉 的原料(2Al2O34Al+3O2↑)；②制造 ，還可制作各種寶石。 2．氫氧化鋁 （1）化學(xué)性質(zhì) 寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式： ① ；② ； ③ （2）制備 ①向鋁鹽中加入氨水，化學(xué)方程式為 ； ②向偏鋁酸鹽中通入足量CO2，離子方程式為 ； 3．明礬 明礬的化學(xué)式為 ，硫酸鋁鉀在水中的電離方程式為： ，其凈水原理： 。 【合作探究】 一、氧化鋁 【思考與交流】1．氧化鋁可以用來制造耐火坩堝，這是利用了它的 性質(zhì)。能否用它來熔化NaOH固體 2．為了除去MgO中的少量雜質(zhì)Al2O3，可以選用什么試劑？ 二、氫氧化鋁 （1）Al(OH)3的制法：實驗室用 反應(yīng)制取氫氧化鋁 觀察課本P58[實驗3-7]，該反應(yīng)的現(xiàn)象： 化學(xué)方程式： 離子方程式： （2）Al(OH)3的性質(zhì) ①物理性質(zhì)：白色膠狀沉淀，不溶于水，有吸附作用 ②化學(xué)性質(zhì)： a、兩性 觀察課本P58[實驗3-8]，該反應(yīng)的現(xiàn)象： 化學(xué)方程式： 離子方程式： 【小結(jié)】氫氧化鋁既能溶于強酸又能溶于強堿，是 氫氧化物。(既能和 反應(yīng)又能和 反應(yīng)生成 和 的氫氧化合物叫做兩性氫氧化物) 【思考與交流1】為什么常用氨水與硫酸鋁溶液反應(yīng)制取氫氧化鋁，而不用氫氧化鈉溶液呢？ 【思考與交流2】請寫出硫酸鋁溶液與過量的氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式？ 【思考與交流3】有兩瓶試劑沒有標(biāo)簽的試劑裝有AlCl3溶液 和NaOH溶液， 不用任何試劑，如何鑒別？ b、不穩(wěn)定性： 。 【思考與交流4】熱穩(wěn)定性差的金屬氫氧化物 （3）Al(OH)3的用途：制藥、凈水 三、鋁鹽與NaOH溶液反應(yīng)的圖像 a、【實驗】AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量 現(xiàn)象： 方程式： 見圖像1 b、【實驗】NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液至過量 現(xiàn)象： 方程式： 見圖像2： 【小結(jié)】寫出關(guān)于鋁及其化合物轉(zhuǎn)化反應(yīng) ① ；② ③ ；④ ⑤ ；⑥ ⑦ ；⑧ ⑨ ；⑩ ⑾ ； 當(dāng)堂達(dá)標(biāo) 基礎(chǔ)鞏固 1．實驗室中，要使AlCl3溶液中的Al3+離子全部沉淀出來，適宜用的試劑是( ) A．NaOH溶液 B．Ba(OH)2 溶液 C．鹽酸 D．氨水[ 2．向硫酸鋁溶液中滴加下列試劑，有沉淀產(chǎn)生，且沉淀不會因加入試劑過量而消失的是 A．NaOH B． NH3H2O C．NaCl D．BaCl2 3．等體積的AlCl3和NaOH溶液混合后，沉淀物中含鋁的質(zhì)量與溶液中含鋁的質(zhì)量相等，則AlCl3和NaOH兩種溶液的物質(zhì)的量濃度之比為 A．1∶3 B．2∶3 C．1∶4 D．2∶7 4．下列物質(zhì)中既能跟稀鹽酸反應(yīng)， 又能跟氫氧化鈉溶液反應(yīng)的是：①NaHCO3 ②(NH4)2S ③Al2O3 ④Al(OH)3 ⑤Al A．③④ B．③④⑤ C．①③④⑤ D．全部 5．向一定量的下列物質(zhì)中逐滴加入氫氧化鈉溶液，先生成白色沉淀，后沉淀逐漸溶解。這種物質(zhì)是 A．MgSO4 B．Na[Na(OH)4] C．AlCl3 D．FeCl3 6．向MgSO4和Al2(SO4)3的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液。下列圖象中，能正確表示上述反應(yīng)的是(橫坐標(biāo)表示加入NaOH溶液的體積，縱坐標(biāo)表示反應(yīng)生成沉淀的質(zhì)量) 能力提高 7．將等物質(zhì)的量的兩種氧化物溶于100mL硫酸，而后逐滴加入1．00mol/L的氫氧化鈉溶液。當(dāng)加入的氫氧化鈉的體積V1＝50mL時，開始有沉淀析出，且沉淀量隨氫氧化鈉的加入量逐漸增加。當(dāng)氫氧化鈉的體積V2＝650mL時，沉淀量達(dá)到最大值，繼續(xù)滴加氫氧化鈉時，沉淀量逐漸減小。當(dāng)V3≥750mL時，沉淀量不再改變。 （1）最初加入的50mL氫氧化鈉溶液的作用是什么？ （2）計算所用硫酸的濃度。 （3）試判斷兩種氧化物各是什么，并計算其物質(zhì)的量。 參考答案 【自主預(yù)習(xí)】1．（1）不；高；（2）兩性；Al2O3+6H+==2Al3++3H2O；Al2O3+2OH—== 2AlO2—+H2O；（3）金屬鋁；耐火坩堝、耐高溫的實驗儀器； 2．（1）①Al(OH)3+3H+==Al3++3H2O；②Al(OH)3+OH—==AlO2—+2H2O；③2Al(OH)3Al2O3+3H2O。（2）①Al3++3NH3H2O==Al(OH)3↓+3NH4+；②AlO2—+CO2+H2O==Al(OH)3↓+HCO3— 3．KAl(SO4)212H2O；KAl(SO4)2==K++Al3++2SO42-；明礬在水中可以電離出兩種金屬離子KAl(SO4)2= K+ + Al3+ + 2SO42-，而Al3+很容易水解，生成膠狀的氫氧化鋁Al(OH)3：Al3+ + 3H2O ? Al(OH)3+ 3H+ ，氫氧化鋁膠體的吸附能力很強，可以吸附水里懸浮的雜質(zhì)，并形成沉淀，使水澄清。 【合作探究】一、1、熔點很高；不能，因為熔融狀態(tài)的NaOH能與氧化鋁反應(yīng)：Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O。2、NaOH溶液 二、（1）鋁鹽溶液和氨水；生成白色膠狀物質(zhì)；Al2(SO4)3+6NH3H2O==2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4； Al3++3NH3H2O==Al(OH)3↓+3NH4+ （2）第一支試管中溶液由渾濁變澄清，第二支試管中溶液由渾濁變澄清；Al(OH)3+3HCl==AlCl3+3H2O，Al(OH)3+NaOH==NaAlO2+2H2O；Al(OH)3+3H+==Al3++3H2O，Al(OH)3+OH—==AlO2—+2H2O。 【小結(jié)】兩性；酸；強堿；鹽；水。 【思考與交流1】因為Al(OH)3可溶于強酸強堿而不溶于弱酸弱堿，避免生成的Al(OH)3溶于過量的NaOH溶液中，從而影響Al(OH)3的產(chǎn)量。 【思考與交流2】Al3++4OH—==AlO2—+2H2O 【思考與交流3】取A，B兩試管，分別加入兩種溶液，將B緩慢加到A中，假若A試管中沒有沉淀生成，則A試管中是NaOH溶液，B試管中是AlCl3溶液。若A中有沉淀生成，后沉淀溶解，則A試管中是AlCl3溶液，B試管是NaOH溶液。 b．2Al(OH)3Al2O3+3H2O【思考與交流4】Mg(OH)2、Al(OH)3、Fe(OH)3、Cu(OH)2等。 三、a．先生成白色沉淀至最大量，后沉淀逐漸溶解，最后消失； Al3++3OH—==Al(OH)3 ↓ Al(OH)3+OH— ==AlO2—+2H2O b．先無明顯現(xiàn)象，后產(chǎn)生白色沉淀至最大量； Al3++4OH—==AlO2—+2H2O 3AlO2—+Al3+ +6H2O==4Al(OH)3↓ ① 2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑；② 2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑ ② Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O；④Al2O3+6HCl==2AlCl3+3H2O ⑤ Al(OH)3+3HCl==AlCl3+3H2O ；⑥Al3++3NH3H2O==Al(OH)3↓+3NH4+ ⑦2Al(OH)3Al2O3+3H2O；⑧Al(OH)3+NaOH==NaAlO2+2H2O ⑨3AlO2—+Al3+ +6H2O==4Al(OH)3↓；⑩2Al2O34Al+3O2↑ ⑾ 4Al+3O22Al2O3 基礎(chǔ)鞏固 1．解析：氫氧化鋁沉淀能溶于強堿，比如NaOH溶液、Ba(OH)2 溶液，但不能溶于弱堿，比如氨水，所以實驗室中一般用氨水來沉淀鋁離子或制取氫氧化鋁沉淀。 答案：D 2．解析：向硫酸鋁溶液中加NaOH，先產(chǎn)生氫氧化鋁沉淀，NaOH過量后，沉淀溶解；向其中加NH3H2O，產(chǎn)生氫氧化鋁沉淀，但氨水是弱堿，不溶解；加NaCl無明顯現(xiàn)象；加BaCl2產(chǎn)生硫酸鋇沉淀，且沉淀不會溶解。 答案：A 4．解析：以上5種物質(zhì)均既能與強酸反應(yīng)，又能與強堿溶液反應(yīng)。如：NaHCO3與鹽酸可以反應(yīng)生成氯化鈉、水、二氧化碳?xì)怏w，與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成正鹽(碳酸鈉)和水；(NH4)2S與鹽酸可以反應(yīng)生成H2S氣體和氯化銨，與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成硫化鈉和氨水；Al2O3 、Al(OH)3都是兩性物質(zhì)，Al在金屬中也具有特殊性，既與強酸反應(yīng)又能與強堿溶液反應(yīng)。 答案：D。 規(guī)律總結(jié)：既能與強酸反應(yīng)， 又能與強堿反應(yīng)的物質(zhì)：①某些金屬Al；②兩性氧化物Al2O3；③兩性氫氧化物Al(OH)3； ④弱酸的酸式鹽如NaHCO3、NaHS、NaHSO3、Na2HPO4、NaH2PO4等； ⑤弱酸的銨鹽如：(NH4)2S、(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2SO3等。 5．解析：在MgSO4中加入加入氫氧化鈉溶液，會產(chǎn)生氫氧化鎂白色沉淀，但氫氧化鎂不溶于過量的氫氧化鈉，不會出現(xiàn)“后沉淀逐漸溶解”的現(xiàn)象，A錯誤；Na[Na(OH)4]與氫氧化鈉溶液不反應(yīng)，B錯誤；在AlCl3中加入氫氧化鈉溶液，會生成氫氧化鋁白色沉淀，當(dāng)氫氧化鈉溶液過量時，氫氧化鋁又重新溶解生成Na[Na(OH)4]，C正確；在FeCl3中加入氫氧化鈉溶液，會出現(xiàn)紅褐色沉淀，也不會出現(xiàn)“后沉淀逐漸溶解”的現(xiàn)象，D錯誤。 答案：C。 考向指南：鋁及其氧化物、氫氧化物具有與其它金屬不同的性質(zhì)，既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)。同時，鋁及其化合物也有非常廣泛的用途。這也決定了其在高考中的地位。無論是選擇題、填空題或者計算題，可以頻繁的見到鋁及其化合物的身影。 6．解析：向混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，NaOH溶液先后與Al2(SO4)3溶液、MgSO4溶液反應(yīng)生成氫氧化鋁、氫氧化鎂沉淀，當(dāng)沉淀達(dá)到最多時，繼續(xù)加入的NaOH溶液將氫氧化鋁沉淀溶解，但氫氧化鎂不能與過量的NaOH溶液反應(yīng)。 答案：A。 能力提高 答案：（1）中和過量的硫酸。 （2）當(dāng)沉淀量達(dá)到最大值時，H2SO4全部轉(zhuǎn)變?yōu)镹a2SO4，根據(jù)SO42－守恒可以知道： n(H2SO4)＝n(Na2SO4)＝1/2n(NaOH) c(H2SO4)＝0．65L1mol/L(20．1L)＝3．35mol/L （3）將金屬離子完全沉淀為氫氧化物時共需氫氧化鈉： (0．65L-0．05L)1mol/L=0．6mol 有一種金屬氫氧化物能溶于氫氧化鈉溶液，所以該物質(zhì)是氫氧化鋁，物質(zhì)的量是0．1mol，其氧化物為Al2O3，物質(zhì)的量0．05mol。生成0．1mol氫氧化鋁需要0．3mol氫氧化鈉。則沉淀另一種金屬離子需要氫氧化鈉為0．3mol。又已知兩種氧化物的物質(zhì)的量相等，所以另一種氧化物也是三價金屬的氧化物，且不溶于過量的堿溶液中，可知為Fe2O3，其物質(zhì)的量為0．05mol。 誤點警示：本題的易錯點是將50mL氫氧化鈉中和的硫酸當(dāng)作100mL硫酸中的全部硫酸，求出了硫酸的濃度為0．5mol/L。根據(jù)氧化物不溶于氫氧化鈉認(rèn)為是氧化鎂或氧化鐵的確定缺乏說服力，甚至沒有任何說明直接得出結(jié)論。