高三化学选修铝及其化合物.doc

扬中市第二高级中学教学案 高三年级化学备课组 备课时间：2012.9.6课题课题： 专题三 铝及其化合物班级 所需课时授课时间三维目标知识与技能1、 了解铝及其重要化合物的主要性质和重要应用。2、 了解铝及其重要化合物在生产和生活中的重要应用。过程与方法通过这样一个复习流程让学生在以后的复习中能得出复习一般元素的学习方法。情感、态度、价值观培养学生的观察能力和思维能力教学重点了解铝及其重要化合物的主要性质和重要应用。教学难点Al(OH)3、Al3+、AlO2-间的转化，能解决有关计算问题。教学方法讨论法和读书指导法教学过程设计教学内容（含预习、新授、课堂训练、作业等）方法、思路和技巧1、铝（1）原子结构铝的原子结构简图为 ，电子式： ，在元素周期表中的位置： 周期， 族。（2）物理性质_色，有_光泽，熔点_，硬度_，具有金属的通性思考与交流：镁在密度、熔点、沸点、硬度上均_铝（3）铝的化学性质（写出反应的化学方程式或离子方程式。并联系现象。）与非金属单质反应 与水反应 与非氧化性酸反应 思考与交流：能够在浓HNO3、浓H2SO4中发生钝化的金属有_与强碱反应 铝与强碱溶液反应的实质： (感悟高考)1（08年广东）相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应，至体系中均无固体物质，消耗碱量最多的是 AAlBAl(OH)3CAl Cl3 DAl2O3与某些氧化物反应 思考与交流：铝热剂的组成_，目的_ _，引发铝热反应的操作是 。例题1足量铝粉分别与等体积pH=12的氢氧化钠溶液和pH=2的某酸溶液反应，放出氢气的体积分别为V1、V2，则在相同状况下，V1与V2的关系可能为 ( )A. V1 V2 D.上述三种情况都可能例题2有关Al与NaOH溶液的反应的说法中，正确的是A.铝是还原剂，其氧化产物是Al(OH)3 B.NaOH是氧化剂，其还原产物是H2C.铝是还原剂，H2O和NaOH都是氧化剂 D.H2O是氧化剂，Al被氧化（4）制取： (感悟高考)2（12年江苏20）铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛。 （1） 镁铝合金(Mg17Al12 )是一种潜在的贮氢材料，可在氩气保护下，将一定化学计量比的Mg、Al 单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg17Al122+17H2=17MgH2+12Al。得到的混合物Y(17MgH2 +12Al)在一定条件下可释放出氢气。 熔炼制备镁铝合金(Mg17Al12)时通入氩气的目的是 。 在6. 0 molL-1 HCl 溶液中，混合物Y 能完全释放出H2。1 mol Mg17 Al12 完全吸氢后得到的混合物Y 与上述盐酸完全反应，释放出H2 的物质的量为 。 在0. 5 molL-1 NaOH 和1. 0 molL-1 MgCl2溶液中，混合物Y 均只能部分放出氢气，反应后残留固体物质的X射线衍射谱图如图8 所示(X射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。在上述NaOH 溶液中，混合物Y 中产生氢气的主要物质是 (填化学式)。(3)铝电池性能优越，Al-AgO 电池可用作水下动力电源，其原理如图9所示。该电池反应的化学方程式为 。2、铝的氧化物和氢氧化物（1）物理性质：Al2O3：_ Al(OH)3_色_状沉淀，具有_性能。（2）化学性质：（用离子方程式表示）Al2O3Al(OH)3与盐酸反应与氢氧化钠反应解释氢氧化铝的两性：_思考与交流：如何从铝土矿(含Fe2O3、Al2O3、SiO2)中获得纯净的Al2O3?供选用的试剂有：盐酸、CO2、氢氧化钠、氨水注意每种试剂不能重复使用 AlO2-Al3+Al（OH）33、铝盐（Al3+）和偏铝酸盐（AlO2- ） （1）二者强烈水解：含Al3+的溶液呈酸性 如明矾的化学式_其水溶液呈酸性的原因（离子方程式）_ _，含AlO2-的溶液呈碱性。 （2）Al3+、Al(OH)3、AlO2-的相互之间如何转化？ 4、Al(OH)3的制备： 例题3实验室中有甲、乙、丙3位学生在做制备氢氧化铝实验。3位学生桌上都放有同样药品：231g浓度为70%的硫酸，含杂质苛性钾20%的烧碱140g及足量的铝屑。最后甲、乙、丙3位学生分别制得W1g，W2g，W3g。由于制备方法不同，故得氢氧化铝质量为W2W1W3。（1）制得W1g氢氧化铝的学生所用方法的离子方程式为：_ _。（2）制得W2g氢氧化铝的学生所得Al(OH)3的物质的量为：_ mol。 （3）W3为_g。【小结】铝及其重要化合物的转化关系【当堂巩固】1在常温下，下列可以盛放在铁制容器中的物质是 A浓H2SO4 B稀HNO3 C盐酸 DCuSO4溶液2下列用途主要体现铝的物理性质的是 家用铝锅 盛浓硝酸的容器 制导线焊接钢轨 包装铝箔 炼钢的脱氧剂 做防锈油漆 做合金用作飞机制造业材料 工业做热交换器A B C D3某些化学试剂可用于净水。水处理中使用的一种无机高分子混凝剂的化学式可表示为Al2(OH)nClm yH2Ox，式中m等于 A3n B6n C6+n D3+n4下列物质在一定条件下，既能和某些金属、非金属单质反应，又能跟某些金属氧化物、非金属氧化物反应的是 ANO BAl CNaOH溶液 DCuSO4溶液5向下列溶液中通入过量CO2有沉淀生成的是 ANaAlO2溶液 BCa(OH)2饱和溶液 CCaCl2溶液 D漂白粉溶液6下列离子方程式不正确的是 AAlCl3溶液中加入过量的NaOH溶液 Al3+4OH-=AlO+2H2OBAlCl3溶液中加入过量的氨水 Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NHC往Al(OH)3加入氨水 Al(OH)3+NH3H2O=NH+AlO+2H2OD往NaAlO2溶液中通入过量的CO2 AlO+2H2O+CO2=Al(OH)3+HCO 作业布置内容难易程度约需时间教后感专题三 铝及其化合物习题1氮氧化铝(AlON)属原子晶体，是一种超强透明材料，下列描述错误的是 AAlON和石英的化学键类型相同 BAlON和石英晶体类型相同 CAlON和Al2O3的化学键类型不同 DAlON和Al2O3晶体类型相同2四种化合物NaHCO3，Al(OH)3，(NH4)2S，NH2CH2-COOH，Al中，跟盐酸和氢氧化钠溶液都能反应的是 A.只有 B.只有 C.只有 D全部3下列各组物质的稀溶液相互反应，无论是前者滴入后者，还是后者滴入前者，反应现象都相同的是 A.NaHSO4和Ba(OH)2 B.AlCl3和NaOH C.NaAlO2和H2SO4 D.Ba(HCO3)2和Ba(OH)24我国最近报道的高温超导体材料中，铊（TI）是其成分之一，已知铊与铝是同族元素，关于铊的性质判断中，可能错误的是 A铊是银白色金属 BTI(OH)3与Al(OH)3一样，是两性氢氧化物C能形成+3价的化合物 D与稀HNO3作用生成硝酸盐5.下列离子方程式表达正确的是A.SO2通入次氯酸钠溶液中：SO2+ClO一+H2OSO32+Cl+2HB.用KI、稀硫酸及淀粉检验碘盐中IO3-：IO3-+5I+6H3I2+3H2OC.浓氨水滴入氯化铝溶液：Al3+4NH3H2OAlO2+4NH4+2H2OD.用两根铜棒电解盐酸：2H+2ClH2+Cl26、将5.4g Al 投入到200.0mL 2.0molL1的某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩余。该溶液可能为 AHNO3溶液 BBa(OH)2溶液 CH2SO4溶液 DHCl溶液7. 以下各组均有三种溶液，这三种溶液中所含溶质的物质的量均相等，将它们充分混和后，不会产生沉淀的是 A.AlCl3、Ba(OH)2、HCl B.BaCl2、Na2CO3、H2SO4C.MgCl2、NaOH、HNO3 D.NaAlO2、NaOH、H2SO48下列各组离子在指定条件下一定能大量共存的是 A加入铝粉能产生氢气的溶液中：NH4、 Fe2+、SO42、NO3B滴加甲基橙变红的溶液中：Cu2+、A13+、SO42、NO3C常温下，c(H+)/c(OH-)=10-12的溶液中：Na、CO32、NO3、AlO2D在含有大量 Fe3的溶液中：NH4+、Na、S2、Br9.Al、Fe、Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是A.三者对应的氧化物均为碱性氧化物B.三者的单质放置在空气中均只生成氧化物C.制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法D.电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液是阴极上依次析出Cu、Fe、Al10.铝是一种重要的金属。(1)铝在元素周期表中的位置是_ _。(2)生产中曾用铝热反应焊接钢轨，铝与氧化铁发生反应的化学方程式为_ _。(3)铝与NaOH溶液反应的离子方程式为：_ _；同温同压下，在浓度和体积均为100 mL 2 mol/L的盐酸及NaOH溶液中各加入等质量的Al，产生气体的体积比为5:6，则所加Al的质量为_。(4)以上述所得AlCl3溶液为原料制取无水AlCl3，先制得AlCl36H2O晶体，主要操作包括_ _，在干燥的HCl气流中加热AlCl36H2O晶体，能进一步制取无水AlCl3，其原因是(结合离子方程式简要说明)_ 。11阅读材料，回答下列问题材料：近年来，科技人员研究得到一种新型材料泡沫铝它是把发泡剂加到熔融铝合金中制成的，其优点是硬度高，密度小(约为0.160.5 g/cm3)，比木材还轻，可浮于水面，又有很大刚性，且隔音、保温，是一种良好的建筑材料和轻质材料，近几年可大批量投放市场(1)下列关于泡沫铝的说法错误的是_A泡沫铝即是铝单质泡沫 B泡沫铝是一种合金C泡沫铝是一种优质的建筑材料和轻质材料 D泡沫铝可用于飞机制造(2)铝制成铝箔作食品包装，是利用它的哪一性质_A金属光泽B延展性 C导电性 D导热性(3)铝在空气中会被氧化生成一层致密的氧化膜(氧化物)而对铝起保护作用，但这层氧化膜(氧化物)遇到强酸或强碱都会溶解，请写出：与盐酸反应的离子方程式：_ _与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：_ _12由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用钢材镀铝。工艺流程如下：（注：NaCl熔点为801；AlCl3在181升华）（1）精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为 和 。（2）将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有 ；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在 。（3）在用废碱液处理A的过程中，所发生反应的离子方程式为 。（4）镀铝电解池中，金属铝为 极，熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以AlCl4 和Al2Cl7形式存在，铝电镀的主要电极反应式为 。（5）钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是 。（1）铝属于活泼金属，在高温下可置换某些金属或非金属，因此有关反应的方程式为2AlFe2O3Al2O32Fe、4Al3SiO22Al2O33Si。（2）在高温下，氯气可与氢气、金属钠和铝反应生成HCl、NaCl和AlCl3，由于温度是700，所以AlCl3会升化变成气体，因此气泡的主要成分除Cl2外还含有HCl和AlCl3；NaCl熔点为801，此时NaCl不会熔化，只能在浮渣中存在，即浮渣中肯定存在NaCl。（3）尾气经冷凝后分为气体A和B，由框图可知A是氯气和氯化氢的混合气体，B是AlCl3，因此用废碱液处理A的过程中，所发生反应的离子方程式为Cl22OH=ClClOH2O和H+OHH2O。（4）既然是镀铝，所以铝必需作阳极，由于熔融盐中铝元素和氯元素主要以AlCl4 和Al2Cl7形式存在，所以阳极的电极反应式为Al +7 AlCl43e4Al2Cl7。（5）铝在空气中易形成一层极薄的致密而坚固的氧化膜，它能阻止内部的金属继续被氧化，起到防腐蚀保护作用。【答案】（1）2AlFe2O3Al2O32Fe 4Al3SiO22Al2O33Si。（2）H2和AlCl3；NaCl（3）Cl22OH=ClClOH2O。（4）阳极 Al +7 AlCl43e4Al2Cl7。（5）致密的氧化铝膜能隔绝钢材与空气中的O2、CO2和H2O等接触，使电化学腐蚀和化学腐蚀不能发生。解析：(1)泡沫铝是把发泡剂加到熔融的铝合金中制成的，故不是铝单质(3)Al2O3是两性氧化物，可以与酸、碱反应生成盐和水答案：(1)A(2)B(3)Al2O36H=2Al33H2OAl2O32OH=2AlOH2O解析：(3)2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，由上述两个方程式可以看出，当盐酸与NaOH的物质的量相同时，产生H2的体积为1:3，现为5:61:3，故加入的Al相对盐酸过量，对NaOH不足。0.2 mol的HCl需Al的质量为27 g/mol0.2 mol1.8 g，对应5份H2，当H2为6份时，铝的质量为1.8 g2.16 g即为所求。答案：(1)第3周期A族(2)2AlFe2O3高温Al2O32Fe(3)2Al2OH2H2O=2AlO3H22.16 g(4)加热浓缩，冷却结晶，过滤Al33H2OAl(OH)33H，在干燥的HCl气流中，抑制AlCl3的水解，且带走AlCl36H2O晶体受热产生的水蒸气，故能得到AlCl3【解析】铝对应的氧化物Al2O3属于两性氧化物，A不正确；铝属于活泼金属其表面易被空气中氧气氧化形成一层致密的氧化膜而使铝不易被腐蚀；铁放置在空气可以直接发生化学腐蚀，例如铁与氯气直接反应而被腐蚀；铜放置在空气中会和空气中氧气、二氧化碳和水缓慢的反应生成碱式碳酸铜即铜绿，方程式为2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3，因此选项B不正确；AlCl3、FeCl3、CuCl2均属于强酸弱碱盐，在溶液中会水解生成相应的氢氧化物和HCl，溶液在加热时会促进水解，同时生成的HCl挥发，进一步促进水解，当溶液蒸干后将最终将得到相应的氢氧化物，所以选项C正确；铝属于活泼的金属元素，在水溶液中Al3+不会放电生成铝单质；Fe3+在水溶液会放电但产物是Fe2+，而不是单质铁；只有Cu2+在阴极上得到电子生成单质铜。所以选项D也不正确。【答案】C8