高三化学一轮复习-34-铝及其化合物教学设计.doc

第三章 金属及其化合物
第四课时 铝及其化合物
〖复习目标〗
（1）掌握铝及其重要化合物的主要性质和应用。
（2）掌握铝及其化合物之间的相互转化关系。
（3）了解铝及其化合物图像的基本原理，掌握其中的量的关系，并运用于解题。
（4）掌握有关铝及其化合物的实验问题。
〖教学重点〗铝及其重要化合物的主要性质、应用以及相互转化关系
〖教学难点〗铝及其化合物图像的基本原理及应用
〖教学过程〗

【知识精讲】
1、铝
（1）铝的结构和存在
铝位于元素周期表第三周期ⅢA族，原子结构示意图为。铝元素在地壳中含量丰富，仅次于硅，是地壳中含量最多的金属元素。自然界中的铝全部以化合态存在；镁位于元素周期表中第三周期第ⅡA族。
（2）金属铝的物理性质
物理性质
状态
色泽
密度
熔点
沸点
硬度
导电、导热性
延展性
固态
银白色
2.7 g·cm－3
660.4℃
2 467℃
较小
很好
良好
用途
纯铝用作导线，铝合金用于制备汽车、飞机、生活用品等

（3）金属铝的化学性质

图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
①
②2Al＋3Cl22AlCl3
③Al
④2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
⑤2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe(铝热反应)
2、氧化铝
（1）物理性质：白色固体，难溶于水，有很高的熔点。
（2）化学性质
两性氧化物—
3、氢氧化铝
（1）物理性质
白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。
（2）化学性质(用化学方程式表示)
Al(OH)3的电离方程式为

①两性氢氧化物—
②受热分解：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。
（3）制备
①向铝盐中加入氨水，离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4+。
②NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为AlO2‾＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3‾。
③NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：3AlO2‾＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓。
4、常见的铝盐
（1）硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。
（2）明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH<7。明矾可以净水，其净水的原理是Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。

【方法精讲】
1、铝的两性
（1）铝与酸、碱反应生成H2的量的关系
铝与酸、碱反应的化学方程式分别为：
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。
从化学方程式可以看出Al与酸、碱反应时生成H2的实质都是AlAl3＋，所以无论与酸还是与碱反应，Al与H2的关系都是2Al～3H2。
①等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气体积比＝1∶1。
②足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比＝1∶3。
③一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比<<，则必定是：a、铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；b、铝与氢氧化钠反应时，铝不足而氢氧化钠过量。解题时应充分利用上述过量关系。
（2）铝的这种既能与酸(非氧化性酸)又能与强碱反应产生H2的性质常作为推断题的“题眼”。
2、利用“含铝化合物的转化关系”解答问题的策略
（1）Al3＋、AlO、Al(OH)3的转化关系

（2）应用
①制取Al(OH)3：
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4+
或AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3‾
②判断离子共存问题：
Al3＋与OH－及AlO2‾、CO32‾、S2－等弱酸根阴离子或AlO2‾与H＋、HCO3‾以及弱碱阳离子Al3＋、Fe3＋等因生成沉淀或发生相互促进的水解反应而不能大量共存。
③鉴别(利用滴加试剂顺序不同，现象不同)：
A、向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解。
B、向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。
④分离提纯：
A、利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的混合物。
B、利用Al2O3能与强碱溶液反应，分离Al2O3与其他金属氧化物。
C、利用Al(OH)3能与强碱溶液反应，分离Al3＋与其他金属阳离子。
3、数形结合解答Al(OH)3的图像题
（1）四个基本图像
①可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像：
操作
向可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量
向NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量
现象
立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失
无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失
图像

离子方程式
Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
Al(OH)3＋OH－=== AlO2‾＋2H2O
Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O
3AlO2‾+Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓

②偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像：

操作
向偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量
向稀盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量
现象
立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失
无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失
图像

离子方程式
AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O
Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓

（2）拓展图像
①向AlCl3溶液中逐滴加入氨水或NaAlO2溶液至过量，图像如图1所示。
②向NaAlO2溶液中逐滴加入AlCl3溶液或通入CO2至过量，图像如图2所示。

③向MgCl2、AlCl3和盐酸的混合溶液(即将Mg、Al溶于过量盐酸所得的溶液)中逐滴滴入NaOH溶液至过量，图像如图3所示。
④向MgCl2、AlCl3混合溶液中先加入NaOH溶液，后加入盐酸(NaOH与盐酸的物质的量浓度相等)，沉淀图像如图4所示。

【典例精讲】
【例1】甲、乙、丙三种物质均含有铝元素，在溶液中的转化关系如图所示。下列说法正确的是 （ ）

A．若甲是Al，丙是Al(NO3)3，则乙一定是NaAlO2
B．若甲是Al2O3，丙是NaAlO2，则乙一定是Al(NO3)3
C．若甲是Al(NO3)3，丙是NaAlO2，则乙一定是Al(OH)3
D．若甲是Al(OH)3，丙是Al(NO3)3，则乙一定是NaAlO2
【答案】C
【解析】A．若甲是Al，丙是Al(NO3)3，则甲变为乙只要加入强碱即可，乙可能是NaAlO2 ，也可能是K AlO2 ，错误；B．若甲是Al2O3，丙是NaAlO2，则甲变为乙只要加入强酸即可，乙可能是Al(NO3)3AlCl3等，不一定 是Al(NO3)3，错误；C．若甲是Al(NO3)3，Al(NO3)3直接变为丙是NaAlO2，应该加入强碱，甲Al(NO3)3先变为乙，乙再产生NaAlO2，乙只能是Al(OH)3，正确；D．若甲是Al(OH)3，丙是Al(NO3)3，则乙可能是NaAlO2，也可能是Al2O3，错误。
【例2】室温下，在0.2 mol/LAl2(SO4)3溶液中，逐滴加入1.0 mol/LNaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如下图，下列说法正确的是 （ ）

A．a点，离子方程式为：Al3+ +3OH- =Al(OH)3↓
B．a～b段，溶液pH增大，促进了氢氧化铝的碱式电离
C．b～c段，加入的OH—主要用于生成Al(OH)3沉淀
D．d点时，Al(OH)3沉淀开始溶解
【答案】C
【解析】A.由于硫酸铝为强酸弱碱盐，水溶液呈酸性，故a点是氢离子和氢氧根离子反应，故选项A离子方程式错误；B.a-b段发生反应为氢离子和氢氧根离子反应生成水，由于消耗溶液的H+，使c(H+)减小，因此溶液的pH增大，促进了氢氧化铝的酸式电离，抑制碱式电离，选项B错误；C.b-c段加入氢氧根离子，主要是铝离子和氢氧根结合成氢氧化铝，所以选项C正确；D.c点后pH发生突变，是由于氢氧化钠过量，氢氧化铝与过量的NaOH发生反应，使Al(OH)3沉淀开始溶解，生成偏铝酸钠，碱性较强，而d点pH大于10，氢氧化钠远远过量，溶液为偏铝酸钠和NaOH的混合溶液，选项D错误。

【考题精练】
1．下列操作所得物质为纯净物的是 （ ）
A．将一块带有氧化膜的铝片与过量的浓NaOH溶液完全反应后，取澄清溶液将其蒸干，得纯净的NaAlO2固体
B．向NaAlO2溶液中加入过量的AlCl3溶液，将所得沉淀过滤洗涤，加热灼烧去掉水分，可得纯净的Al(OH)3固体
C．把铝块与适量的稀盐酸完全反应，将所得溶液蒸干，可得AlCl3固体
D．把AlCl3溶液与足量氨水反应，将沉淀过滤、洗涤、灼烧去掉水分可得Al2O3固体
【答案】D
【解析】A、因为加的是过量NaOH溶液，蒸干后得到NaAlO2和NaOH，故错误；B、得到沉淀为Al(OH)3，加热灼烧，Al(OH)3分解为Al2O3，故错误；C、AlCl33＋H2OAl(OH)3＋3HCl，此反应是吸热反应，加热促使平衡向正反应方向进行，HCl挥发，最后得到Al(OH)3或Al2O3，故错误；D、得到沉淀为Al(OH)3，加热灼烧，Al(OH)3分解为Al2O3，故正确。
2．某1 L混合溶液中，溶质X、Y的浓度都为0.1 mol·L－1，向混合溶液中滴加某溶液Z(0.1 mol· L－1氢氧化钠或硫酸溶液)，所得沉淀的物质的量如图所示，则X、Y、Z分别是 （ ）
A．硫酸铝、硫酸铁、氢氧化钠
B．硫酸铝、硫酸镁、氢氧化钠
C．偏铝酸钠、氢氧化钡、硫酸
D．偏铝酸钠、氯化钡、硫酸
【答案】C
【解析】A、当加入1L氢氧化钠溶液时金属阳离子铁离子、铝离子均过量，曲线不会出现拐点，A错误；B、当加入1L氢氧化钠溶液时金属阳离子镁离子、铝离子均过量，曲线不会出现拐点，B错误；C、当加入1L硫酸时恰好与氢氧化钡反应生成硫酸钡和水，继续加入硫酸偏铝酸钠与硫酸反应生成氢氧化铝和水，硫酸过量后氢氧化铝溶解，曲线正确，C正确；D、加入硫酸立即生成硫酸钡和氢氧化铝沉淀，当加入0.5L硫酸时偏铝酸钠恰好反应，此时氯化钡过量曲线出现拐点，图像错误，D不正确，答案选C。