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高一化学 铝的重要化合物 教案

高一化学铝的重要化合物教案


1.掌握铝的重要化合物的主要性质及应用。(重点)

2.了解铝的化合物相互转化的关系及图像。(难点)

3.了解两性氧化物和两性氢氧化物的概念。



氧化铝

[基础·初探]

1.物理性质

色态

溶解性

熔点

硬度

白色固体

难溶于水

很高

晶体时很大

2.化学性质

Al2O3是两性氧化物,与酸或强碱都能反应生成盐和水。


3.用途

(1)冶炼金属铝的原料。

(2)良好的耐火材料。

【特别提醒】 三类氧化物的比较

类型

概念

实例

碱性氧化物(都是金属氧化物)

能与酸反应生成盐和水的氧化物

Na2O+2HCl===2NaCl+H2O;

MgO+H2SO4=== MgSO4+H2O

两性氧化物

既能与酸反应生成盐和水,又能与碱反应生成盐和水的氧化物

Al2O3+6HCl===2AlCl3+3H2O;

Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O

酸性氧化物(主要是非金属氧化物)

能与碱反应生成盐和水的氧化物

CO2+2NaOH=== Na2CO3+H2O;

SO3+2KOH=== K2SO4+H2O

说明:金属氧化物可以是碱性氧化物(如Na2O)、两性氧化物(如Al2O3),也可以是酸性氧化物(如Mn2O7)。

[题组·冲关]

1.下列有关氧化物的叙述,正确的是(  )

A.金属氧化物都是碱性氧化物

B.酸性氧化物在常温、常压下都是气态

C.酸性氧化物都是非金属氧化物

D.碱性氧化物都是金属氧化物

【解析】 Na2O2是金属氧化物,但不是碱性氧化物;P2O5、SiO2都是酸性氧化物,但是固态物质;Mn2O7是金属氧化物,但是酸性氧化物。

【答案】 D

2.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Al2O3是碱性氧化物

C.Al2O3能跟所有的酸、碱溶液反应

D.MgO中的杂质Al2O3可以用NaOH溶液除去

【解析】 Al2O3虽难溶于水,但却是Al(OH)3对应的氧化物,可以根据Al2O3与Al(OH)3中Al的化合价相同判断;金属氧化物多数是碱性氧化物,但有些高价态的氧化物如Mn2O7却是酸性氧化物,Al2O3为两性氧化物;Al2O3与强碱溶液反应,但MgO与强碱不反应。

【答案】 D


 氢氧化铝及其盐

[基础·初探]

教材整理1 氢氧化铝的性质及应用

1.物理性质

颜色状态:白色胶状固体;

溶解性:难溶于水;能吸附色素。

2.化学性质

(1) 

(2)不稳定性:受热易分解:2Al(OH)3△(=====)Al2O3+3H2O。

3.实验室制法

 

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)利用其弱碱性,可用作胃酸中和剂。

教材整理2 硫酸铝钾

1.电离方程式

KAl(SO4)2===K++Al3++2SO4(2-)。

2.明矾

(1)化学式:KAl(SO4)2·12H2O。

(2)物理性质:无色晶体,可溶于水。

(3)用途:作净水剂,原因是其在水中生成Al(OH)3胶体,可以和悬浮于水中的泥沙形成絮状不溶物沉降下来。

[探究·升华]

[思考探究]

Al(OH)3的两性实验探究

(1)若在可溶性铝盐中逐滴滴入氨水至过量,现象是什么?写出有关离子方程式。

【提示】 生成白色胶状沉淀,Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4(+)。

(2)若在可溶性铝盐溶液中逐滴滴入NaOH溶液至过量,可以观察到什么实验现象?若将上述反应分为两个过程,试写出离子反应方程式。

【提示】 Al3+首先和OH-反应生成Al(OH)3沉淀,随着NaOH溶液的加入,Al(OH)3又和过量的NaOH溶液反应,生成NaAlO2。故可观察到先产生白色沉淀,然后沉淀逐渐消失:Al3++3OH-===Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-===AlO2(-)+2H2O。

(3)若向NaAlO2溶液中逐滴滴入稀盐酸至过量,能观察到什么现象?请写出对应的离子方程式。

【提示】 当向NaAlO2溶液中滴加稀盐酸时,AlO2(-)先与H+反应生成Al(OH)3沉淀,当溶液中的AlO2(-)完全转化为Al(OH)3后,再滴加稀盐酸时,生成的Al(OH)3又与过量的盐酸反应生成AlCl3,故观察到的现象为:溶液中先产生白色沉淀,然后沉淀消失,有关离子方程式为AlO2(-)+H++H2O===Al(OH)3↓,Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O。

(4)若向NaAlO2溶液中通入过量CO2,有什么现象?写出有关离子方程式。

【提示】 有白色沉淀生成,AlO2(-)+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO3(-)。

[认知升华]

“铝三角”的转化关系

 

[题组·冲关]

题组1 Al(OH)3及其盐的性质与应用

1.下列物质中既能与稀硫酸反应,又能与NaOH溶液反应的化合物是(  )

①NaHCO3 ②Al2O3 ③Al(OH)3 

④Al ⑤(NH4)2CO3

A.③④ B.①②③⑤

C.①③④   D.全部

【答案】 B

2.以氧化铝为原料制取氢氧化铝,最好的方法是(  )

A.将氧化铝溶于水

B.将氧化铝先溶于盐酸中,之后滴加氨水

C.将氧化铝先溶于盐酸中,之后滴加氢氧化钠溶液

D.将氧化铝溶于氢氧化钾

【解析】 A项,Al2O3难溶于水;C项,滴加NaOH的量不好控制;D项,Al2O3与KOH反应生成KAlO2。

【答案】 B

3.下列试剂中能用来分离MgCl2和AlCl3的是(  )

A.氨水和盐酸

B.NaOH溶液、盐酸和CO2

C.NaCl溶液和盐酸

D.Na2SO4溶液和盐酸


【答案】  B

题组2 Al(OH)3沉淀的有关图像分析

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】 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1 mol Al(OH)3需3 mol NaOH,溶解1 mol Al(OH)3需1 mol NaOH,NaOH的用量应是3∶1,A、B错误,用HCl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,故C也是错误的。

【答案】 D

5.向20 mL某浓度的AlCl3溶液中滴加2 mol/L的NaOH溶液,所得的沉淀质量与加入NaOH溶液的体积之间的关系如下图所示:


(1)图中A点表示的意义是_______________________________________。

(2)最大沉淀量为________g。

(3)B点表示的意义是____________________________________________。

(4)所用AlCl3溶液的物质的量浓度是________。

(5)当所得沉淀量为0.39 g时,用去NaOH溶液的体积是________mL或________mL。

【解析】 本题是AlCl3与NaOH反应与图像相结合的问题,考查了大家对图像的解读能力、分析问题能力、计算能力等。本题解决的关键是明确NaOH溶液逐滴加入到AlCl3溶液中的反应情况:开始AlCl3与NaOH反应生成Al(OH)3沉淀,NaOH的量逐渐增多,Al(OH)3的量逐渐增大,当将AlCl3恰好完全沉淀时,Al(OH)3沉淀达到最大量,随后再加NaOH,沉淀量又逐渐减少直至消失。由于A→B消耗的氢氧化钠为0.01 mol,则n(AlCl3)=0.01 mol,A处生成Al(OH)3  0.78  g,所用AlCl3的物质的量浓度为0.5 mol·L-1。

(5)当NaOH溶液不足时,生成0.39 g Al(OH)3所需NaOH的物质的量为0.015 mol,当NaOH溶液过量时,还剩余0.39 g Al(OH)3共消耗NaOH 0.035 mol,NaOH溶液的体积分别为7.5 mL和17.5 mL。

【答案】 (1)AlCl3与NaOH恰好完全反应,得到最大沉淀量 (2)0.78

(3)Al(OH)3与NaOH恰好完全反应生成NaAlO2,沉淀完全溶解 (4)0.5 mol·L-1 (5)7.5 17.5

【题后归纳】 Al(OH)3的有关图象分析

(1)向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量


(2)向NaAlO2溶液中滴加盐酸至过量

 

 

 

 

 


(3)其他图象

①向含1 mol AlCl3的溶液中加入氨水至过量


②向含1 mol NaAlO2的溶液中通入CO2至过量


③向含MgCl2、AlCl3各1 mol的混合溶液中加入氢氧化钠溶液至过量


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