2020版高中化学 第三章 金属及其化合物 第2节 几种重要的金属化合物 第2课时 铝的重要化合物课

第三章金属及其化合物第二节几种重要的金属化合物第二课时铝的重要化合物1.掌握铝的重要化合物的主要性质及应用。2.了解铝及其化合物相互转化的关系及图象。3.了解两性氧化物和两性氢氧化物的概念。[晨背重点语句]1.Al2O3是两性氧化物，其与强酸、强碱溶液反应的离子方程式分别为Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O。2.Al(OH)3是两性氢氧化物，其与强酸、强碱溶液反应的离子方程式分别为Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O、Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O。[晨背重点语句]3.Al2O3是冶炼铝的原料，也是较好的耐火材料；Al(OH)3可用作胃酸中和剂；明矾[KAl(SO4)2·12H2O]常用作净水剂。4.AlCl3溶液与氨水反应的离子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4，向NaAlO2溶液中通入足量CO2反应的离子方程式：AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3。知识梳理·对点练课后提能·层级练知识梳理·对点练知识点一铝的重要化合物1．氧化铝(1)物理性质色态溶解性熔点硬度1_______色固体2_______溶于水很3_______很大白难高(2)化学性质Al2O3是4________性氧化物，与强酸或强碱溶液都能反应生成盐和水。两(3)用途①冶炼金属铝的原料；②良好的耐火材料。2．氢氧化铝(1)物理性质①色态：7__________物质。②溶解性：8__________溶于水。(2)实验室制备①试剂：常用Al2(SO4)3溶液与9_______反应制取氢氧化铝。②现象：生成10____________沉淀，加过量氨水，沉淀不溶解。白色胶状不氨水白色胶状③化学方程式：11__________________________________________________________________________。④离子方程式：12___________________________________。Al2(SO4)3＋6NH3·H2O===2Al(OH)3↓＋Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋43(NH4)2SO4(3)化学性质(4)用途①能凝聚水中的悬浮物并能吸附色素，可用来净水。②利用其16_________性，可用作胃酸中和剂。弱碱3．硫酸铝钾(1)明矾的化学式：17___________________。(2)明矾的净水原理KAl(SO4)2·12H2O1．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、碱溶液反应解析：选DAl2O3虽然难溶于水，但是2Al(OH)3=====△Al2O3＋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与强酸、强碱溶液反应，与弱酸、弱碱溶液不反应。2.下列物质中①Al②NaHCO3③Al2O3④Mg(OH)2⑤Al(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．①②③⑤B．①④⑤C．②③⑤D．①③④解析：选CAl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。3．A、B、C、D、E五种化合物，均含有常见元素，它们的转化关系如图所示，其中A为澄清溶液，C为难溶的白色固体，E则易溶于水，若取A溶液灼烧，焰色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃)。(1)写出化学式：A______，C______，D______，E______。(2)写出下列反应的离子方程式：①A→B：___________________________________________，②B→E：___________________________________________，③C→E：___________________________________________，④F→E：___________________________________________。解析：题目应以B物质作为突破口：答案：(1)KAlO2Al2O3AlCl3NaAlO2(2)①AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3②Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O③Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O④2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑[归纳总结]两性物质与物质的两性不同。两性物质既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水，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。知识点二有关氢氧化铝的图象分析1．图象类型(1)向含1molAlCl3的溶液中加入氨水至过量①实验现象：立即产生白色沉淀且沉淀不溶于过量氨水。②反应原理：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4。③数量关系：nNH3·H2OnAl3＋＝3时，生成沉淀的量最多。(2)向含1molAlCl3的溶液中加入氢氧化钠溶液至过量①实验现象：立即产生白色沉淀且沉淀量逐渐增多，完全沉淀后，随着NaOH溶液的加入沉淀量又逐渐减少，直至消失。②反应原理OA段：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓AB段：Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O③数量关系：OA段消耗的NaOH与AB段消耗的NaOH的物质的量之比为3∶1。(3)向含1molNaAlO2的溶液中通入CO2至过量①实验现象：立即产生白色沉淀，且沉淀不溶解。②反应原理OA段：2AlO－2＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋CO2－3AB段：CO2－3＋H2O＋CO2===2HCO－3③数量关系：nCO2nAlO－2＝12时，生成沉淀的量最多。(4)向含1molNaAlO2的溶液中加入盐酸至过量①实验现象：立即产生白色沉淀且沉淀量逐渐增多，完全沉淀后，随着盐酸的加入沉淀量又逐渐减少，直至消失。②反应原理OA段：AlO－2＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓AB段：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O③数量关系：OA段消耗的HCl与AB段消耗HCl的物质的量之比为1∶3。(5)向含MgCl2、AlCl3各1mol的混合溶液中加入氢氧化钠溶液至过量。①实验现象：立即产生白色沉淀，且沉淀量逐渐增多，随着NaOH溶液的加入沉淀部分溶解，但不完全消失。②反应原理OA段：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓AB段：Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O③数量关系：AB段消耗的NaOH的物质的量即为混合液中Al3＋的物质的量。2．反应过程中铝元素存在的形式分析(1)向1L1mol·L－1的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液(2)向1L1mol·L－1的NaAlO2溶液中滴加稀盐酸4．向用HCl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：选D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，C错误。5．将一定质量的镁、铝合金投入一定浓度的100mL盐酸中，使合金全部溶解，向所得溶液中滴加5.0mol·L－1的NaOH溶液至过量，生成沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积的关系如图所示。试求：(1)原合金中铝的质量分数；(2)盐酸的物质的量浓度。解析：(1)由图象知m[Mg(OH)2]＝11.6g，m[Al(OH)3]＝(19.4－11.6)g＝7.8g，则铝的质量分数为w(Al)＝mAlmAl＋mMg×100%＝7.8g78g·mol－1×27g·mol－17.8g78g·mol－1×27g·mol－1＋11.6g58g·mol－1×24g·mol－1×100%＝36%。(2)n[Al(OH)3]＝7.8g÷78g·mol－1＝0.1mol，由Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O知，溶解Al(OH)3所需要的NaOH的物质的量为0.1mol；由图象知沉淀达到最大值时，溶液中的溶质只有NaCl，即此时n(HCl)＝n(NaOH)＝0.180L×5.0mol·L－1－0.1mol＝0.8mol，则c(HCl)＝0.8mol÷0.1L＝8.0mol·L－1。答案：(1)36%(2)8.0mol·L－1[归纳总结]所得Al(OH)3沉淀的物质的量与n(Al3＋)、n(OH－)的关系①当nOH－nAl3＋≤3时，所得沉淀的物质的量为n[Al(OH)3]＝13n(OH－)；②当nOH－nAl3＋≥4时，所得沉淀的物质的量为n[Al(OH)3]＝0；③当3nOH－nAl3＋4时，所得沉淀的物质的量为n[Al(OH)3]＝n(Al3＋)－[n(OH－)－3n(Al3＋)]＝4n(Al3＋)－n(OH－)。