第2課時鋁的重要化合物【學習目標】1.掌握鋁的重要化合物的主要性質及應用。2.了解鋁的化合物相互轉化的關系及圖像。3.了解兩性氧化物和兩性氫氧化物的概念。【新知預習】一、氧化鋁(1)Al2O3有哪些重要的性質？有何應用？(2)Al2O3溶于酸生成鹽和水，能溶于堿嗎？1.物理性質色態溶解性熔點硬度______________________很大白色固體難溶于水很高2.化學性質——兩性氧化物(1)兩性氧化物。與酸或強堿溶液都能反應生成鹽和水的氧化物。(2)Al2O3的兩性(寫離子方程式)。Al2O3

強酸Al2O3+6H+====2Al3++3H2O強堿Al2O3+2OH-====2AlO2-+H2O______________________________________________3.用途(1)冶煉金屬鋁的原料。(2)良好的耐火材料。二、氫氧化鋁(1)實驗室中如何制備氫氧化鋁？(2)Al(OH)3有什么特別的性質和應用？1.實驗室制備現象：試管中產生__________沉淀，氨水過量時，沉淀________白色膠狀原理：化學方程式為______________________________________________Al2(SO4)3+6NH3·H2O====2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4不溶解2.化學性質——“兩性氫氧化物”(1)實驗探究。實驗操作實驗現象化學方程式____________________________________________試管中白色沉淀溶解Al(OH)3+3HCl====AlCl3+3H2O實驗操作實驗現象化學方程式____________________________________________試管中白色沉淀溶解

Al(OH)3+NaOH====NaAlO2+2H2O

(2)化學性質。①兩性氫氧化物：與酸或強堿溶液都能反應生成鹽和水的氫氧化物。②Al(OH)3的性質(寫離子方程式)Al(OH)3兩性強酸________________________強堿Al(OH)3+OH-====AlO2-+2H2O不穩定性2Al(OH)3Al2O3+3H2OAl(OH)3+3H+====Al3++3H2O________________________________________________△====3.用途(1)能凝聚水中的懸浮物并能吸附色素，可用來凈水。(2)利用其弱堿性，可作胃酸中和劑。三、硫酸鋁鉀明礬在水中是如何電離的？有何重要應用？原理是什么？1.明礬的化學式：_________________。2.明礬的凈水原理KAl(SO4)2·12H2O明礬電離___________________________生成膠體______________________________吸附雜質Al(OH)3膠體能凝聚水中的懸浮物，達到凈水的目的KAl(SO4)2====K++Al3++2SO42-Al3++3H2OAl(OH)3(膠體)+3H+

【正誤立判】1.熔化燒堿可在氧化鋁坩堝中進行。()分析：錯誤。加熱時，Al2O3能與NaOH發生反應：Al2O3+2NaOH====2NaAlO2+H2O。2.溶解Al(OH)3固體的溶液一定是強酸溶液。(

)分析：錯誤。強酸和強堿溶液均能溶解Al(OH)3。3.強酸性溶液中鋁元素以Al3+形式存在，強堿性溶液中鋁元素以AlO2-形式存在。()分析：正確。Al、Al2O3、Al(OH)3溶于強酸產生Al3+，溶于強堿產生AlO2-。××√4.Al(OH)3能溶于氨水中。()分析：錯誤。Al(OH)3與強堿溶液反應，但不能與弱堿反應。5.明礬能凈水，是因為KAl(SO4)2能凝聚水中的懸浮物，并吸附色素。()分析：錯誤。明礬能凈水，是由于KAl(SO4)2與H2O反應生成Al(OH)3膠體，Al(OH)3膠體能凝聚水中的懸浮物，并能吸附色素。××【課堂探究】一、“鋁三角”的轉化關系分析Al3+OH-H+Al(OH)3AlO2-OH-H+OH-H+1.Al3+Al(OH)3或AlO2－(1)Al3+Al(OH)3。Al3++3NH3·H2O====Al(OH)3↓+3NH4+Al3++3OH―====Al(OH)3↓(2)Al3+AlO2-。Al3++4OH―====AlO2－+2H2O弱堿或少量強堿過量強堿2.Al(OH)3Al3+或AlO2－轉化關系反應Al(OH)3Al3+

Al(OH)3+3H+====Al3++3H2OAl(OH)3AlO2-Al(OH)3+OH―====AlO2-+2H2O強酸強堿3.AlO2－Al(OH)3或Al3+(1)AlO2-Al(OH)3。AlO2－＋CO2(過量)＋2H2O====Al(OH)3↓＋HCO3－或2AlO2－＋CO2(少量)＋3H2O====2Al(OH)3↓＋CO32－AlO2－+H+(少量)＋H2O====Al(OH)3↓(2)AlO2-Al3+。AlO2－＋4H+====Al3++2H2O弱酸或少量強酸過量強酸【特別提醒】(1)制取Al(OH)3可用Al3+或AlO2-。Al3+與弱堿(通常用氨水)反應，AlO2-與弱酸(通常通入CO2氣體)反應；一般不用強堿或強酸制取，因為Al(OH)3可溶于強堿或強酸溶液。(2)Al3+和OH-不能大量共存，AlO2-和H+不能大量共存。(3)Al元素的連續反應可以作為推斷題的突破口：①AlCl3Al(OH)3NaAlO2；②NaAlO2Al(OH)3AlCl3。NaOHNaOHHClHCl【典例1】A、B、C、D、E五種化合物，均含有某種常見元素，它們的轉化關系如圖所示，其中A為澄清溶液，若取A溶液灼燒，焰色反應為淺紫色(透過藍色鈷玻璃)。ADBCE過量鹽酸鹽酸過量CO2（易溶）NaOH溶液NaOH溶液（白色固體）△鹽酸請回答下列問題：(1)寫出化學式：A______,B______，C______。(2)寫出下列反應的離子方程式：A→B：____________________________________；B→D：____________________________________；C→E：____________________________________。【解析】以物質B作為突破口，B既能與NaOH反應，又能與鹽酸反應，且能受熱分解，B為Al(OH)3，C為Al2O3，則D為AlCl3，E為NaAlO2，A與過量CO2反應生成B，且焰色反應為淺紫色，則A為KAlO2。答案：(1)KAlO2Al(OH)3Al2O3(2)AlO2-+CO2+2H2O====Al(OH)3↓+HCO3-Al(OH)3+3H+====Al3++3H2OAl2O3+2OH-====2AlO2-+H2O【方法技巧】與強酸、強堿均能反應的物質既能與強酸反應，又能與強堿反應的物質有以下幾類：(1)某些金屬單質，如Al；(2)兩性氧化物，如Al2O3；(3)兩性氫氧化物，如Al(OH)3；(4)多元弱酸的酸式鹽，如NaHCO3等；(5)弱酸的銨鹽，如(NH4)2CO3。【變式訓練】下列變化不可能通過一步實驗直接完成的是()A.Al(OH)3→Al2O3B.Al2O3→Al(OH)3C.Al→AlO2-D.Al3+→Al(OH)3【解析】選B。A項，2Al(OH)3Al2O3+3H2O；B項，Al2O3不溶于水，不能與H2O直接化合生成Al(OH)3；C項，2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑；D項，Al3++3NH3·H2O====Al(OH)3↓+3NH4+。△====二、有關Al(OH)3沉淀的圖像分析1.有關圖像分析向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至過量向NaAlO2溶液中滴加鹽酸至過量現象

反應

操作內容立即產生白色沉淀→漸多→最多→漸少→消失立即產生白色沉淀→漸多→最多→漸少→消失Al3++3OH-====Al(OH)3↓Al(OH)3+OH-====AlO2-+2H2OAlO2-+H++H2O====Al(OH)3↓Al(OH)3+3H+====Al3++3H2O向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至過量向NaAlO2溶液中滴加鹽酸至過量圖像

操作內容生成Al(OH)3消耗的NaOH和溶解Al(OH)3消耗的NaOH的物質的量之比為3∶1生成Al(OH)3消耗的HCl和溶解Al(OH)3消耗的HCl的物質的量之比為1∶32.滴加過程中鋁元素的存在形式分析(1)向1L1mol·L-1的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液。[Al3++Al(OH)3][Al(OH)3+AlO2-]AlO2-Al3+Al(OH)3···034n(OH-)/mol(2)向1L1mol·L-1的NaAlO2溶液中滴加稀鹽酸。014n(H+)/mol···[Al(OH)3+Al3+][AlO2-+Al(OH)3]Al3+AlO2-Al(OH)3【特別提醒】向AlCl3溶液中加NaOH溶液(或向NaAlO2溶液中加鹽酸)，計算生成amolAl(OH)3沉淀消耗NaOH溶液(或鹽酸)的量時，有兩種情況，即堿(酸)不足和堿(酸)過量，如上圖所示，計算時要注意討論分析。【典例2】現有MgCl2和Al2(SO4)3混合溶液，向其中不斷加入NaOH溶液，得到沉淀的量與加入NaOH溶液的體積如圖所示，原溶液中Mg2+與Al3+的物質的量之比為()A.2∶3 B.1∶4C.6∶1 D.3∶1【解析】選B。可假設橫坐標表示NaOH的物質的量，根據圖像可以看出：溶解Al(OH)3需0.2molNaOH，則沉淀Al3+需要0.2mol×3=0.6molNaOH，沉淀Mg2+需要NaOH的物質的量為0.7mol-0.6mol=0.1mol，所以原溶液中n(Mg2+)=×0.1mol=0.05mol，n(Al3+)=0.2mol，因此n(Mg2+)∶n(Al3+)=1∶4。【警示鐘】(1)Al(OH)3能溶于強酸和強堿，但不溶于弱酸和弱堿，Mg(OH)2不溶于任何堿液。(2)Al3+Al(OH)3AlO2-，應用時有關量的換算關系不能出現錯誤。3OH-OH-4OH-【變式備選】將NaOH溶液逐滴加入到用鹽酸酸化的AlCl3溶液中，若用y軸表示Al(OH)3沉淀的量，x軸表示NaOH溶液的體積，下列圖像正確的是()【解析】選D。當溶液中有H+、Al3+時，加入的OH-先與H+反應，后與Al3+反應：H++OH-====H2O，Al3++3OH-====Al(OH)3↓，故開始加入NaOH時，無沉淀產生，隨著NaOH量的增加，沉淀的量也逐漸增加，當NaOH加入到一定量時，沉淀量達到最大值，再加入NaOH，沉淀開始溶解：NaOH+Al(OH)3====NaAlO2+2H2O。形成沉淀與溶解沉淀所需NaOH的體積比為3∶1。綜上所述，D項的圖像符合題意。【牛刀小試】1．下列各組物質與其用途的關系不正確的是()A.過氧化鈉：供氧劑B.燒堿：治療胃酸過多的一種藥劑C.氧化鋁：耐火坩堝D.明礬：凈水劑【解析】選B。A項，Na2O2與H2O、CO2反應產生O2，可作供氧劑；B項，NaOH具有強堿性和腐蝕性，不能用于治療胃酸過多；C項，氧化鋁熔點高、硬度大，可作耐火材料；D項，明礬與H2O反應生成Al(OH)3膠體，有凈水作用。2．有關鋁及其化合物的說法錯誤的是()A．用于熔化燒堿的坩堝，可用Al2O3這種材料制成B．鋁能在空氣中穩定存在是因為其表面覆蓋著一層氧化鋁薄膜C．氧化鋁是一種難熔物質，是一種較好的耐火材料D．氫氧化鋁能中和胃酸，可用于制胃藥【解析】選A。A項，Al2O3與NaOH加熱時發生反應Al2O3+2NaOH====2NaAlO2+H2O。3．下列物質中既能跟稀鹽酸反應，又能跟氫氧化鈉溶液反應且屬于兩性化合物的是()①NaHCO3②Al2O3③Al(OH)3④AlA.②③ B.①④C.②③④ D.①②③④【解析】選A。題給4種物質均既能與稀鹽酸反應，又能與氫氧化鈉溶液反應。如NaHCO3與鹽酸反應生成氯化鈉、水、二氧化碳氣體，與氫氧化鈉溶液反應生成正鹽(碳酸鈉)和水；Al2O3、Al(OH)3都是兩性物質，Al在金屬中也具有特殊性，既能與強酸溶液反應又能與強堿溶液反應，但其不是化