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1、鲁科化学必修材料家族中的元素铝金属材鲁科化学必修材料家族中的元素铝金属材料时料时第1页/共39页第2页/共39页第3页/共39页(1)等量的铝分别与足量盐酸和等量的铝分别与足量盐酸和NaOH溶液反应，产生的氢气的体积比为溶液反应，产生的氢气的体积比为11。(2)足量的铝分别与等物质的量的盐酸和足量的铝分别与等物质的量的盐酸和NaOH溶液反应，产生的氢气的体积比为溶液反应，产生的氢气的体积比为13。(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸和一定量的铝分别与一定量的盐酸和NaOH溶液反应，若产生氢气的体积比介于溶液反应，若产生氢气的体积比介于13和和11之间时，有：之间时，有：铝与盐酸反应时，铝过量而盐
2、酸不足，铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足，铝与铝与NaOH溶液反应时铝不足而溶液反应时铝不足而NaOH过量。过量。第4页/共39页第5页/共39页(1)Al3Al(OH)3或或Al(OH)4。与弱碱与弱碱(如氨水如氨水)或少量强碱反应生成或少量强碱反应生成Al(OH)3。Al33NH3H2O=Al(OH)33NHAl33OH=Al(OH)3与过量强碱反应生成与过量强碱反应生成Al(OH)4。Al34OH=Al(OH)4第6页/共39页(2)Al(OH)3Al3或或Al(OH)4。与强酸反应生成与强酸反应生成Al3。Al(OH)33H=Al33H2O与强碱反应生成与强碱反应生成Al(OH)4。A
3、l(OH)3OH=Al(OH)4第7页/共39页(3)Al(OH)4Al(OH)3或或Al3。与弱酸与弱酸(如碳酸如碳酸)或少量强酸反应生成或少量强酸反应生成Al(OH)3。Al(OH)4CO2(过量过量)=Al(OH)3 HCO或或2Al(OH)4CO2(少量少量)=2Al(OH)3 COH2OAl(OH)4H(少量少量)=Al(OH)3H2O与过量强酸反应生成与过量强酸反应生成Al3。Al(OH)44H=Al34H2O与铝盐反应生成与铝盐反应生成Al(OH)3。3Al(OH)4Al3=4Al(OH)3第8页/共39页A、B、C、D、E五种化合物，均含有某种常见金属元素，五种化合物，均含有某
4、种常见金属元素，A中又含有钾元素，它们的转化关系如图所示，其中中又含有钾元素，它们的转化关系如图所示，其中A为澄清溶液，为澄清溶液，C为难溶的具有两性的白色固体，为难溶的具有两性的白色固体，E则易溶于水。则易溶于水。第9页/共39页(1)写出化学式。写出化学式。A_，C_，D_，E_。第10页/共39页第11页/共39页第12页/共39页第13页/共39页硝酸硝酸稀盐酸稀盐酸氨水氨水氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液CO2(1)方案一中加入的碱最好是方案一中加入的碱最好是_，离子方程式是，离子方程式是_。方案二中的酸最好是通入方案二中的酸最好是通入_，离子方程，离子方程_。第14页/共39页(2)若三种
5、方案中所用试剂都是铝，稀盐酸，氢氧化钠溶液，制取若三种方案中所用试剂都是铝，稀盐酸，氢氧化钠溶液，制取1 mol Al(OH)3，完成表格内容：，完成表格内容：第15页/共39页(3)综合比较三个用铝屑制取综合比较三个用铝屑制取Al(OH)3方案，你认为哪种方案最好？原因是什么？方案，你认为哪种方案最好？原因是什么？_。第16页/共39页第17页/共39页(3)从操作上分析从操作上分析，方案一中方案一中NaOH的量和方案二中盐酸的量不易控制；从原料消耗上分析的量和方案二中盐酸的量不易控制；从原料消耗上分析，方案三最少方案三最少，方案一最多。方案一最多。答案：答案：(1)NH3H2OAl33NH
6、3H2O=Al(OH)33NH过量的过量的CO2Al(OH)4CO2(足足)=Al(OH)3HCO或或2Al(OH)4CO2(不足不足)=2Al(OH)3COH2O(2)方案一：方案一：3 mol3 mol方案二：方案二：1 mol1 mol方案三：方案三：mol mol(3)方案三最好，因为该方案易操作并节约盐酸和氢氧化钠方案三最好，因为该方案易操作并节约盐酸和氢氧化钠第18页/共39页甲、乙两烧杯中各盛有甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 molL1的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，
7、反应结束后测得生成的气体体积比为V(甲甲)V(乙乙)12，则加入铝粉的质量为，则加入铝粉的质量为()A5.4 g B3.6 g C2.7 g D1.8 g第19页/共39页解析：解析：其反应原理分别为：其反应原理分别为：2Al6HCl=2AlCl33H2；2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2。可见当参加反应的。可见当参加反应的HCl和和NaOH的物质的量一样多时的物质的量一样多时，产生产生H2的体积比是的体积比是13，而题设条件体积比为而题设条件体积比为12，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对而对NaOH来说是不足的。来说是不足的。第
8、20页/共39页2Al6HCl=2AlCl33H26 mol3 mol3 molL10.1 L0.15 mol则则Al与与NaOH反应生成的反应生成的H2为为0.15 mol20.3 mol。2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2227 g3 mol54 g0.3 mol即投入的铝粉为即投入的铝粉为5.4 g。答案：答案：A第21页/共39页 变式训练变式训练2等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两个烧杯中，各加等物质的量的铝，生成氢气的体积比为等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两个烧杯中，各加等物质的量的铝，生成氢气的体积比为56，则甲
9、、乙两烧杯中的反应情况可能分别是，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是(B)A甲、乙中都是铝过量甲、乙中都是铝过量B甲中铝过量、乙中碱过量甲中铝过量、乙中碱过量C甲中酸过量、乙中铝过量甲中酸过量、乙中铝过量D甲中酸过量、乙中碱过量甲中酸过量、乙中碱过量第22页/共39页解析：解析：发生反应有：发生反应有：2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H2；2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，讨论：讨论：(1)若酸碱均过量若酸碱均过量，则产生的氢气取决于铝则产生的氢气取决于铝，铝的质量相同铝的质量相同，所以氢气体积比所以氢气体积比11。(2)若酸碱均不够若酸碱均不够，产生的氢气取决于酸碱产
10、生的氢气取决于酸碱，根据方程式根据方程式，酸碱产生氢气的体积比为酸碱产生氢气的体积比为23。(3)现在生成氢气的体积比是现在生成氢气的体积比是56，处于处于 23和和11之间之间，由于铝消耗硫酸量大于碱由于铝消耗硫酸量大于碱，此时铝对于酸过量而对于碱不足。，此时铝对于酸过量而对于碱不足。第23页/共39页第24页/共39页第25页/共39页第26页/共39页3.滴加过程中铝元素的存在形式分析。滴加过程中铝元素的存在形式分析。(1)向向1 L 1 molL1的的AlCl3溶液中滴加溶液中滴加NaOH溶液。溶液。第27页/共39页(2)向向1 L 1 molL1的的NaAl(OH)4溶液中滴加稀盐
11、酸。溶液中滴加稀盐酸。第28页/共39页 特别提醒：特别提醒：(1)NaOH溶液和溶液和AlCl3溶液滴加顺序不同溶液滴加顺序不同，则现象不同则现象不同，可以用互滴的方法鉴别这两种溶液可以用互滴的方法鉴别这两种溶液，同理同理，稀盐酸和稀盐酸和NaAl(OH)4溶液也可这样鉴别。溶液也可这样鉴别。(2)向铝盐中滴强碱溶液向铝盐中滴强碱溶液，若已知生成的若已知生成的Al(OH)3沉淀的量沉淀的量，只要沉淀量不为最大值和零只要沉淀量不为最大值和零，消耗消耗OH的量有两种可能。的量有两种可能。第29页/共39页若若OH不足不足，消耗消耗n(OH)nAl(OH)3。若若OH足量足量，消耗消耗OH共有两步
12、：共有两步：将将Al3全部转化为全部转化为Al(OH)3沉淀：沉淀：Al33OHAl(OH)3(最大值最大值)，再反应掉部分再反应掉部分Al(OH)3：Al(OH)3(反应反应)OHAl(OH)4。第30页/共39页向向20 mL AlCl3溶液中滴入溶液中滴入2 molL1NaOH溶液时，沉淀质量与所滴加溶液时，沉淀质量与所滴加NaOH溶液体积溶液体积(mL)关系如图所示：关系如图所示：第31页/共39页(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)假设溶液中有假
13、设溶液中有0.39 g Al(OH)3沉淀，则此时用去沉淀，则此时用去NaOH溶液体积为溶液体积为_。第32页/共39页解析：解析：把把NaOH溶液滴入溶液滴入AlCl3溶液中溶液中，先产生先产生Al(OH)3 沉淀沉淀，其质量最大值为其质量最大值为A点点，然后全部消失溶解然后全部消失溶解(B点点)。其总反应的离子方程式为。其总反应的离子方程式为Al34OH=Al(OH)4。当有。当有0.39 g Al(OH)3沉淀生成时有两种情况沉淀生成时有两种情况，AlCl3过量过量，加入的加入的NaOH使使Al3部分产生沉淀部分产生沉淀，通过通过Al33OH=Al(OH)3可计算出沉淀：可计算出沉淀：n
14、(NaOH)3nAl(OH)30.015 mol，V(NaOH)0.0075 L。第33页/共39页NaOH过量过量，使生成的使生成的Al(OH)3部分溶解后剩余部分溶解后剩余0.39 g。AlCl33NaOH=Al(OH)33NaCl3 mol1 moln1(NaOH)0.01 moln1(NaOH)0.03 mol，第34页/共39页Al(OH)3NaOH=NaAl(OH)41 mol1mol0005 moln2(NaOH)n2(NaOH)0.005 mol，共消耗共消耗NaOH 0.035 mol。V(NaOH)0.0175 L。答案：答案：(1)沉淀质量最大值沉淀质量最大值(2)沉淀完
15、全消失沉淀完全消失(3)Al34OH=Al(OH)4(4)7.5 mL或或17.5 mL第35页/共39页 变式训练变式训练3在在Al2(SO4)3和和MgSO4的混合溶液中，滴加的混合溶液中，滴加NaOH溶液，生成沉淀的量与滴入溶液，生成沉淀的量与滴入 NaOH溶液的体积关系如图所示，则原混合液中溶液的体积关系如图所示，则原混合液中 Al2(SO4)3与与MgSO4的物质的量浓度之比为的物质的量浓度之比为(D)A61B31C21D12第36页/共39页解析：解析：据图示据图示，V(NaOH)为为5060 mL时发生反应时发生反应Al(OH)3NaOH=NaAl(OH)4，又又V(NaOH)为为050 mL时发生的反应为：时发生的反应为：Al33OH=Al(OH)3和和Mg22OH=Mg(OH)2，所以用来沉淀，所以用来沉淀Al3和和Mg2的的NaOH溶液分别为溶液分别为30 mL和和20 mL，即即n(Al3)n(Mg2)11，所以原混合液中所以原混合液中Al2(SO4)3与与MgSO4的物质的量浓度之比为的物质的量浓度之比为12。第37页/共39页第38页/共39页