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1、1. 了解铝的物理性质了解铝的物理性质。2掌握铝的化学性质及其应用。掌握铝的化学性质及其应用。3了解氧化铝、氢氧化铝的性质及应用。了解氧化铝、氢氧化铝的性质及应用。4了解铝及其化合物之间的相互转化关系，会进行有关简单计算。了解铝及其化合物之间的相互转化关系，会进行有关简单计算。 第二节第二节 铝及其化合物铝及其化合物1物理性质物理性质金属铝呈金属铝呈 色，硬度色，硬度 ，密度，密度 ，熔点，熔点 ，和镁类似，铝的主要，和镁类似，铝的主要用途是制造铝合金，铝优良的导电性和密度小，使铝大量用来制作导线；用途是制造铝合金，铝优良的导电性和密度小，使铝大量用来制作导线；制铝热剂。制铝热剂。银白银白小小
2、小小较高较高常温下，铝表面可形成致密的常温下，铝表面可形成致密的 ，故金属铝有一定的抗腐蚀性。，故金属铝有一定的抗腐蚀性。点燃或加热时与点燃或加热时与O2反应的化学方程式为：反应的化学方程式为： 。(2)与酸反应与酸反应常温下铝遇常温下铝遇 、 发生钝化。发生钝化。与盐酸反应的化学方程式为：与盐酸反应的化学方程式为： 。(3)与强碱与强碱(如如NaOH)溶液反应的化学方程式为：溶液反应的化学方程式为： 。氧化膜氧化膜浓浓H2SO4浓浓HNO32Al6HCl=2AlCl33H22Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H22化学性质化学性质 (1)与与O2反应反应(4)用镁用镁条引燃铝粉和条引燃
3、铝粉和Fe2O3的混合物：的混合物： ，这一反应，这一反应也被称作也被称作 反应。反应。延伸：延伸：在空气在空气中，活泼金属铝易与中，活泼金属铝易与O2反应，在表面生成一层稳定的氧化膜，阻止反应，在表面生成一层稳定的氧化膜，阻止 内部的铝继续被氧化，因而使铝具有抗腐蚀性。当将铝在酒精灯上加热熔化内部的铝继续被氧化，因而使铝具有抗腐蚀性。当将铝在酒精灯上加热熔化 后，熔化的铝并不滴落，好像被一层膜包着，说明后，熔化的铝并不滴落，好像被一层膜包着，说明Al2O3的熔点比铝的熔点高。的熔点比铝的熔点高。铝热铝热1氧化铝氧化铝氧化铝属于离子化合物，室温下，它是一种白色固体，熔点很高。氧化氧化铝属于离子
4、化合物，室温下，它是一种白色固体，熔点很高。氧化铝是冶炼铝的原料，也是一种较好的耐火材料。铝是冶炼铝的原料，也是一种较好的耐火材料。氧化铝属于典型的氧化铝属于典型的 氧化物，与氧化物，与 都能反应，请写都能反应，请写出下列反应的化学方程式：出下列反应的化学方程式：氧化铝溶于盐酸：氧化铝溶于盐酸： 。 氧化氧化铝与烧碱溶液反应：铝与烧碱溶液反应： 。 电解熔融的氧化铝：电解熔融的氧化铝： 。两性两性强酸、强碱强酸、强碱Al2O36HCl=2AlCl33H2OAl2O32NaOH=2NaAlO2H2O2氢氧化铝氢氧化铝可溶可溶性铝盐和氨水反应可制得性铝盐和氨水反应可制得Al(OH)3，它是一种难溶
5、于水的，它是一种难溶于水的 色色 状状物质，具有较强的吸附能力离子方程式：物质，具有较强的吸附能力离子方程式： 。Al(OH)3受热受热 分解，是分解，是一种典型的一种典型的 两性氢氧化物。两性氢氧化物。白白胶胶易易不稳定不稳定Al(OH)3与盐酸与盐酸反应：反应： ；Al(OH)3与与NaOH溶液反应：溶液反应： ；Al(OH)3受热分解的化学方程式：受热分解的化学方程式： 。Al(OH)33H=Al33H2O 3常见铝盐常见铝盐(1)铝盐铝盐可与弱碱溶液可与弱碱溶液(如氨水如氨水)反应制备反应制备Al(OH)3(2)明矾：明矾：KAl(SO4)212H2O明矾易溶于水，完全电离：明矾易溶于
6、水，完全电离：KAl(SO4)2=KAl3其水溶液因其水溶液因Al3水解而显水解而显 性，离子方程式为：性，离子方程式为： 。酸酸【记忆提示】【记忆提示】 铝及其化合物转化关系图铝及其化合物转化关系图1铝三角关系铝三角关系2体现体现“铝三角铝三角”关系的图象关系的图象(1)往往AlCl3溶液中逐滴加入溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量溶液至过量(见图见图1)OA：Al33OH=Al(OH)3， AB：Al(OH)3OH= = 2H2O现象：开始产生白色沉淀并逐渐增多现象：开始产生白色沉淀并逐渐增多白色沉淀开始溶解白色沉淀开始溶解白色沉淀白色沉淀全部溶解全部溶解(2)往往NaOH溶液中逐滴加入溶液
7、中逐滴加入AlCl3溶液至过量溶液至过量(见图见图2)OA：Al34OH= 2H2O， AB：3 Al36H2O=4Al(OH)3现象：开始无现象现象：开始无现象出现白色沉淀，且沉淀不溶解出现白色沉淀，且沉淀不溶解(3)往往NaAlO2溶液中逐滴加入溶液中逐滴加入HCl至过量至过量(见图见图3)OA：AlO HH2O=Al(OH)3， AB：Al(OH)33H=Al33H2O现象现象：开始出现白色沉淀开始出现白色沉淀白色沉淀又全部溶解白色沉淀又全部溶解(4)往盐酸中逐滴加入往盐酸中逐滴加入NaAlO2溶液至过量溶液至过量(见图见图4)OA： 4H=Al32H2O， AB：Al33 6H2O=4
8、Al(OH)3现象：开始无现象现象：开始无现象后出现白色沉淀且沉淀不溶解后出现白色沉淀且沉淀不溶解(5)往等往等物质的量的物质的量的AlCl3、MgCl2混合溶液中加入混合溶液中加入NaOH溶液至过量溶液至过量(见图见图5)OA：Al33OH=Al(OH)3，Mg22OH=Mg(OH)2AB：Al(OH)3OH= = 2H2O现象：开始出现白色沉淀现象：开始出现白色沉淀后沉淀量增多后沉淀量增多沉淀部分溶解沉淀部分溶解【例【例1】 向向20 mL某物质的量浓度的某物质的量浓度的AlCl3溶液中滴入溶液中滴入2 molL1 NaOH 溶液时，溶液时，得到的得到的Al(OH)3沉淀的质量与所滴加沉淀
9、的质量与所滴加NaOH溶液的体积溶液的体积(mL)关系如图所示，关系如图所示，试回答下列问题：试回答下列问题：(1)图中图中A点表示的意义是点表示的意义是_。(2)图中图中B点表示的意义是点表示的意义是_。(3)上述两步用总的离子方程式可表示为：上述两步用总的离子方程式可表示为：_。(4)假定溶液中有假定溶液中有Al(OH)3沉淀沉淀0.39 g，则此时用去，则此时用去NaOH溶液的体积为溶液的体积为_。解析：解析：把把NaOH溶液滴入溶液滴入AlCl3溶液，先产生溶液，先产生Al(OH)3沉淀，其质量最大值为沉淀，其质量最大值为A点，然后全部溶解消失点，然后全部溶解消失(B点点)。其总反应的
10、离子方程式为：。其总反应的离子方程式为：Al34OH= = 2H2O。当有。当有0.39 g Al(OH)3沉淀生成时，沉淀生成时，AlCl3过量，加入过量，加入NaOH使使Al3部分产生沉淀为部分产生沉淀为0.39 g，通过，通过Al33OH=Al(OH)3可知用可知用NaOH 7.5 mL。当当NaOH过量时，过量时，Al3全部参加反应生成全部参加反应生成Al(OH)3沉淀后又部分溶解，用沉淀后又部分溶解，用NaOH 17.5 mL。答案：答案：(1)表示表示滴入滴入15 mL NaOH溶液时溶液时AlCl3完全能转化为完全能转化为Al(OH)3沉淀的质沉淀的质量为量为0.78 g(2)表
11、示滴入表示滴入20 mL NaOH溶液生成的溶液生成的Al(OH)3沉淀完全溶解沉淀完全溶解(3)Al34OH= = 2H2O(4)17.5 mL或或7.5 mL1(2010模拟精选，浙江海宁模拟模拟精选，浙江海宁模拟)已知已知Ba(AlO2)2可溶于水。右图表示的是可溶于水。右图表示的是向向Al2(SO4)3溶液中逐滴加入溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液时，生成沉淀的物质的量溶液时，生成沉淀的物质的量y与加与加入入Ba(OH)2的物质的量的物质的量x的关系。下列有关叙述正确的是的关系。下列有关叙述正确的是()Aab时沉淀的物质的量：时沉淀的物质的量：Al(OH)3比比BaSO4多多Bcd时溶
12、液中离子的物质的量：时溶液中离子的物质的量：AlO 比比Ba2少少Cad时沉淀的物质的量：时沉淀的物质的量：BaSO4可能小于可能小于Al(OH)3Dde时溶液中离子的物质的量：时溶液中离子的物质的量：Ba2可能等于可能等于OH解析：解析：向向Al2(SO4)3溶液中滴加溶液中滴加Ba(OH)2溶液，开始阶段溶液，开始阶段Al3与与OH、 与与Ba2形成沉淀：形成沉淀：2Al33 3Ba26OH=2Al(OH)33BaSO4，当，当Al2(SO4)3与与Ba(OH)2的物质的量之比为的物质的量之比为13时，所有离子恰好完全沉淀，沉淀的物质的量和时，所有离子恰好完全沉淀，沉淀的物质的量和质量均达
13、到最大，此时对应的点为质量均达到最大，此时对应的点为b点。在点。在Ob范围内，范围内，BaSO4的物质的量均比的物质的量均比Al(OH)3多；在多；在b点后继续加入点后继续加入Ba(OH)2，Al(OH)3沉淀开始溶解：沉淀开始溶解：2Al(OH)3Ba(OH)2=Ba(AlO2)24H2O，至，至d点时点时Al(OH)3完全溶解，那么在完全溶解，那么在bd范围内范围内BaSO4比比Al(OH)3多，多，AlO 比比Ba2多多溶质是溶质是Ba(AlO2)2；de时沉淀只有时沉淀只有BaSO4，溶质是溶质是Ba(AlO2)2和加入的和加入的Ba(OH)2，所以，所以n(Ba2)可能等于可能等于n
14、(OH)。答案：答案：D因为因为AlCl3与与NaOH反应生成的反应生成的Al(OH)3能和能和NaOH继续反应，故计算方法继续反应，故计算方法类似于类似于CO2与澄清石灰水的反应，其计算规律如下：与澄清石灰水的反应，其计算规律如下：1求产物求产物Al(OH)3的物质的量的物质的量当当n(OH)3n(Al3)时，时，nAl(OH)3 n(OH)当当3n(Al3)n(OH)4n(Al3)时，时，nAl(OH)34n(Al3)n(OH)当当n(OH)4n(Al3)时，时，nAl(OH)3)0，无沉淀，无沉淀2求反应物强碱的物质的量求反应物强碱的物质的量若碱不足：若碱不足：n(OH)3nAl(OH)
15、3若碱过量：若碱过量：n(OH)4n(Al3)nAl(OH)3【例【例2】 在在50 mL b molL1的的AlCl3溶液中加入溶液中加入50 mL a molL1 NaOH溶液。溶液。(1)当当a3b时，生成时，生成Al(OH)3沉淀的物质的量为沉淀的物质的量为_。(2)当当a、b满足满足_条件时，无沉淀产生。条件时，无沉淀产生。(3)当当a、b满足满足_条件时，先有沉淀生成，后又有部分沉淀溶解，此条件时，先有沉淀生成，后又有部分沉淀溶解，此时时Al(OH)3的质量为的质量为_g。解析：解析：依题意知，在依题意知，在AlCl3溶液中加入溶液中加入NaOH溶液有如下两个反应发生：溶液有如下两
16、个反应发生：AlCl33NaOH=Al(OH)33NaClAlCl34NaOH=NaAlO23NaCl2H2O根据以上两个反应可以看出：根据以上两个反应可以看出：当当a3b时只发生第一个反应，此时时只发生第一个反应，此时NaOH不足量，产生沉淀的量取决于不足量，产生沉淀的量取决于NaOH。nAl(OH)3 n(NaOH)。所以答案为：。所以答案为： mol。(2)如果无沉淀生成，如果无沉淀生成，Al 元素全部以元素全部以AlO 形式存在。形式存在。n(AlCl3) n(NaOH)1 4，即，即a b4 1，所以答案为：，所以答案为：a4b。(3)此种情况应当是两个反应均发生，铝元素以此种情况应
17、当是两个反应均发生，铝元素以Al(OH)3和和AlO 两种形式存两种形式存在。在。符合关系：符合关系： 整理：整理： 求沉淀的量的方法很多。求沉淀的量的方法很多。解法一：解法一：联立方程法。设反应联立方程法。设反应中，中，AlCl3物质的量为物质的量为x，则，则Al(OH)3的物质的物质的量为的量为x，NaOH的物质的量为的物质的量为3x。反应反应中中AlCl3物质的量为物质的量为y，NaOH的物质的量为的物质的量为4y。解得解得x(0.2b0.05a) mol0.05(4ba) molmAl(OH)378 gmol10.05(4ba) mol3.9(4ba) g。解法二：解法二：守恒法。此种
18、条件下，溶液中的离子有守恒法。此种条件下，溶液中的离子有Na、Cl、 。n( )n(Na)n(Cl)0.05a mol0.053b molnAl(OH)3n(Al3)总总n( )0.05b mol(0.05a mol0.15b mol)(0.2b0.05a) mol0.05(4ba) molmAl(OH)378 gmol10.05(4ba) mol3.9(4ba) g。解化学计算题，最关键的是要搞清各个变化的化学过程，其次才是分析其中解化学计算题，最关键的是要搞清各个变化的化学过程，其次才是分析其中的定量关系。的定量关系。分析综合问题时，要用顺序法把化学反应按先后排列出来，便于思考，否则分析综
19、合问题时，要用顺序法把化学反应按先后排列出来，便于思考，否则思维易混乱。用假设法分析多个反应中哪个优先发生思维易混乱。用假设法分析多个反应中哪个优先发生(至少可以这样思考问至少可以这样思考问题，不影响解题结果题，不影响解题结果)，优先发生反应的产物必须不与溶液中其他成分反应，优先发生反应的产物必须不与溶液中其他成分反应，否则不能共存。否则不能共存。2向向20 mL 2 molL1的的AlCl3溶液中，加入溶液中，加入30 mL烧碱溶液，充分以应后，得烧碱溶液，充分以应后，得0.78 g沉淀，求烧碱溶液的物质的量浓度是多少？沉淀，求烧碱溶液的物质的量浓度是多少？解析：解析：Al3与与OH反应生成
20、反应生成Al(OH)3的计算有三种类型：的计算有三种类型：Al33OH=Al(OH)3 ab？知？知Al3和和OH，求，求Al(OH)3 a？ b 知知Al3和和Al(OH)3，求，求OH ？ b a 知知OH和和Al(OH)3，求，求Al3本题属于第二种类型，解法如下：本题属于第二种类型，解法如下：(1)设设Al3过量过量(一般先求容易的一般先求容易的Al3过量的情况过量的情况)Al33OH =Al(OH)3 3 mol78 g30 mL103 LmL1c0.78 g解得：解得：c1 molL1。(2)设设OH过量，按反应历程求解过量，按反应历程求解设设Al3完全反应时消耗完全反应时消耗x
21、mol NaOH，生成，生成y g沉淀。则沉淀。则Al33OH=Al(OH)31 mol3 mol78 g004 mol x y解得：解得：x0.12 mol，y3.12 g设溶解设溶解(3.120.78) g Al(OH)3消耗消耗n mol NaOHAl(OH)3OH= 2H2O78 g1 mol(3.120.78 ) gn解得：解得：n0.03 mol，则，则NaOH溶液的浓度为溶液的浓度为 答案：答案：1 molL1或或5 molL1【例【例1】 把把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后有三种固体组成的混合物溶于足量水后有1.16 g白色沉淀，在所得的悬浊液
22、中逐滴加入白色沉淀，在所得的悬浊液中逐滴加入1 molL1HCl溶液，加入溶液，加入HCl溶液的溶液的体积体积V与生成沉淀的质量与生成沉淀的质量m的关系如图所示，试回答：的关系如图所示，试回答：(1)A点沉淀物的化学式为点沉淀物的化学式为_；B点沉淀物的化学式为点沉淀物的化学式为_。(2)原混合物中的原混合物中的MgCl2的物质的量为的物质的量为_，AlCl3的物质的量为的物质的量为_，NaOH的物质的量为的物质的量为_。(3)HCl溶液在溶液在C点的体积是点的体积是_。解析：解析：(1)加入盐酸加入盐酸010 mL时，沉淀的质量没有改变，说明未加盐酸时，沉淀时，沉淀的质量没有改变，说明未加盐
23、酸时，沉淀物为物为Mg(OH)2，溶液为，溶液为NaAlO2和和NaOH的混合液，加盐酸是中和剩余的的混合液，加盐酸是中和剩余的NaOH，A处的悬浊液为处的悬浊液为Mg(OH)2、NaAlO2、NaCl，则原混合物中，则原混合物中n(MgCl2)1.16 g/58 gmol10.02 mol。(2)加入盐酸加入盐酸1030 mL过程时，发生反应为：过程时，发生反应为： H2OH=Al(OH)3，B沉淀的化学式为沉淀的化学式为Mg(OH)2、Al(OH)3，原溶液中，原溶液中n(AlCl3)(3010)103 L1 mol/L0.02 mol，B点沉淀量达到最大值，其溶液为点沉淀量达到最大值，其
24、溶液为NaCl溶液。溶液。 所以所以n(NaOH)n(HCl)30103 L1 mol/L0.03 mol。(3)设设Mg(OH)2、Al(OH)3完全溶解时，所消耗盐酸的体积为完全溶解时，所消耗盐酸的体积为V，V103 L/mL1 mol/L0.02 mol20.02 mol3，V100 mL，C点表示加入了点表示加入了130 mL的盐酸。的盐酸。答案：答案：(1)Mg(OH)2Mg(OH)2、Al(OH)3(2)0.02 mol0.02 mol0.03 mol(3)130 mL 高分策略高分策略以以Al为核心的图象丰富多彩。析图或作图时不仅要注意加入酸或碱的强弱，而且要为核心的图象丰富多彩
25、。析图或作图时不仅要注意加入酸或碱的强弱，而且要注意所加入的量或滴加顺序，因滴加顺序不同产生的现象不同。若产生沉淀有多种，注意所加入的量或滴加顺序，因滴加顺序不同产生的现象不同。若产生沉淀有多种，则应仔细分析相关量间的关系。要特别关注沉淀是否同步，沉淀物是否完全溶于所则应仔细分析相关量间的关系。要特别关注沉淀是否同步，沉淀物是否完全溶于所加入的过量试剂中，同时要注意纵坐标的物理量意义。对于一些复杂问题可先分解加入的过量试剂中，同时要注意纵坐标的物理量意义。对于一些复杂问题可先分解后组合，进行图象的叠加工作。抓住一些关键点后组合，进行图象的叠加工作。抓住一些关键点(如最高点、最低点、转折点如最高
26、点、最低点、转折点)和变化和变化趋势，才能较顺利地解决图象反映的问题。对于以图象为情景的有关铝盐与强碱反趋势，才能较顺利地解决图象反映的问题。对于以图象为情景的有关铝盐与强碱反应的计算问题，在理解图象的基础上要掌握以下定量关系：应的计算问题，在理解图象的基础上要掌握以下定量关系：(1)铝盐与强碱铝盐与强碱的反应的反应n(Al3) n(OH)1 3时：时：mAl(OH)378 gmol1 n (OH)n(Al3) n(OH)1 4时：时：mAl(OH)301 4n(Al3) n(OH)1 3时：时：mAl(OH)378 gmol14n(Al3)n(OH)(2)偏铝酸盐与强酸的反应：偏铝酸盐与强酸
27、的反应：n(AlO ) n(H)1 1时：时：mAl(OH)378 gmol1n(H)n(AlO ) n(H)1 4时：时：mAl(OH)301 4n(AlO ) n(H)1 1时：时：m Al(OH)378 gmol1 4n(AlO)n(H) 【例【例2】 (2010试题调研，青岛期末测试试题调研，青岛期末测试)Al(OH)3是治疗是治疗胃酸过多的药物胃舒平胃酸过多的药物胃舒平的主要成分。某课外兴趣小组用铝、稀硫酸、烧碱为原料，制备一定量的的主要成分。某课外兴趣小组用铝、稀硫酸、烧碱为原料，制备一定量的Al(OH)3。他们分别设计了两种实验方案：。他们分别设计了两种实验方案：方案一：方案一：
28、Al Al2(SO4)3 Al(OH)3方案二：方案二：Al NaAlO2 Al(OH)3(1)从节约从节约药品的角度思考，你认为哪一种方案好？药品的角度思考，你认为哪一种方案好？_。方案一和方案二共同存在的问题是方案一和方案二共同存在的问题是_。(2)请用相同的原料设计一个更为节约药品的方案，并写出有关反应的化学方程请用相同的原料设计一个更为节约药品的方案，并写出有关反应的化学方程式：式：_。 解析：解析：(1)设同样制备设同样制备1 mol Al(OH)3，根据所设计的方案中涉及的反应计算，方案一，根据所设计的方案中涉及的反应计算，方案一需需1 mol Al、1.5 mol H2SO4、3
29、 mol NaOH，方案二需，方案二需1 mol Al、0.5 mol H2SO4、1 mol NaOH，故方案二比方案一节约药品。但方案一中加入，故方案二比方案一节约药品。但方案一中加入NaOH溶液和方案中二加溶液和方案中二加入入H2SO4溶液时，均难以控制加入的量以确保溶液时，均难以控制加入的量以确保Al元素全部转化为沉淀。元素全部转化为沉淀。(2)生成生成Al(OH)3的反应还有：的反应还有：Al33AlO 6H2O4Al(OH)3因而可按下图，因而可按下图，将将1 mol Al分成两部分去做，将所得溶液合并：分成两部分去做，将所得溶液合并：1 mol Al 1 mol Al(OH)3
30、实验中需实验中需1 mol Al、0.375 mol H2SO4、0.75 mol NaOH，且无需担心，且无需担心Al元素不能元素不能全部进入沉淀。全部进入沉淀。答案：答案：(1)方案二方案二较好方案一在加入较好方案一在加入NaOH溶液和方案二在加入溶液和方案二在加入H2SO4溶液时，溶液时，均难以控制加入的量，以确保均难以控制加入的量，以确保Al元素全部转化为沉淀。元素全部转化为沉淀。(2)实验方案：将实验方案：将Al按按13分成两份，第一份与适量硫酸溶液反应，第二份与适分成两份，第一份与适量硫酸溶液反应，第二份与适量量NaOH溶液反应，然后将所得溶液混合即可。有关反应的化学方程式为：溶液
31、反应，然后将所得溶液混合即可。有关反应的化学方程式为：2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H2 2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2Al2(SO4)36NaAlO212H2O=8Al(OH)33Na2SO4 高分策略高分策略此探究实验方案三的明显优点是易于定量控制，节省原料、产率高等，这是在巧此探究实验方案三的明显优点是易于定量控制，节省原料、产率高等，这是在巧妙合理利用了妙合理利用了Al及其化合物化学性质的情景下设计出来的，考查了学生对铝及其及其化合物化学性质的情景下设计出来的，考查了学生对铝及其化合物的相互转化、性质掌握和巧妙迁移应用的能力。化合物的相互转化、性质掌握和巧妙迁移应用的能力。 点击此处进入点击此处进入 作业手册作业手册