铝及其重要化合物复习课件.ppt

1、第2讲铝及其重要化合物一、铝的存在与性质1.铝元素的存在及原子结构特点2.铝的物理性质:银白色金属,密度小,熔点低,硬度小。3.铝的化学性质 铝的化学性质与O2反应常温下生成氧化膜,点燃:4Al+3O2 2Al2O3 与其他非金属反应2Al+3Cl2 2AlCl32Al+3S Al2S3与非氧化性酸反应(以盐酸为例)2Al+6HCl2AlCl3+3H2与碱溶液反应(以NaOH为例)2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2与某些氧化物反应2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe二、铝的重要化合物1.氧化铝(Al2O3)(1)氧化铝的物理性质:白色固体,熔点高,难溶于水。(2)氧化铝的化学

2、性质:两性氧化物。Al2O3+HCl:Al2O3+6H+2Al3+3H2OAl2O3+NaOH:Al2O3+2OH-2Al+H2O2.氢氧化铝Al(OH)32O(1)氢氧化铝的制备在Al2(SO4)3溶液中滴加氨水时有白色胶状沉淀生成,反应的化学方程式为Al2(SO4)3+6NH3H2O 2Al(OH)3+3(NH4)2SO4。(2)氢氧化铝的两性 H+Al+H2O Al(OH)3 Al3+3OH-酸式电离碱式电离Al(OH)3+3H+Al3+3H2O2OAl(OH)3+OH-Al+2H2O(3)Al(OH)3的不稳定性加热时,Al(OH)3分解的化学方程式为2Al(OH)3 Al2O3+3H

3、2O。(4)Al(OH)3的用途Al(OH)3是医用胃酸(HCl)中和剂中的一种,它的碱性不强,对胃壁不产生强烈的腐蚀性,可以中和过多胃酸。3.明矾2O(1)明矾的化学式为 KAl(SO4)212H2O,属于复盐。(2)明矾净水的原理:明矾溶于水时发生电离,电离方程式为KAl(SO4)2K+Al3+2S-,其中Al3+发生水解反应,产生 Al(OH)3(胶体),其吸附能力很强,可以吸附水里的杂质并形成沉淀,使水澄清。24O答案:不对。虽然铝既能与酸反应,又能与碱反应,但是无论与酸或碱反应的本质都是铝失去电子表现较强的金属性。互动探究铝、氧化铝和氢氧化铝都既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠反应,氧化

4、铝、氢氧化铝都属于两性物质,那铝是两性元素对吗?考点透析考点1 铝与强酸、强碱反应有关量的问题 典例1将5.4 g Al投入200.0 mL 2.0 molL-1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()A.HNO3溶液B.Ba(OH)2溶液C.H2SO4溶液 D.HCl溶液【解析】Al为0.2 mol,溶液中的溶质为0.4 mol。A项中硝酸不会与铝生成氢气;B项中,n(OH-)=0.8 mol,与铝反应OH-有剩余;C、D两项中n(H+)分别为0.8 mol、0.4 mol,2Al+6H+2Al3+3H2,所以C项中H+有剩余,D项中铝有剩余。【答案】D1.等量铝分别与足量

5、盐酸和足量NaOH溶液反应,产生H2的体积比 =1 1。2.足量铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠反应,产生H2的体积比 =1 3。3.当生成H2相等时,消耗Al单质一定相等,消耗HCl与NaOH的物质的量之比为3 1。4.一定量的铝分别与一定量的盐酸和NaOH溶液反应,若产生H2的体积比为 ,则必定是Al与HCl反22()()H ClNaOHVHVH22()()H ClNaOHVHVH1322()()H ClNaOHVHVH11技能归纳分析依据:2Al+6HCl 2AlCl3+3H2,2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2应时,铝过量而HCl不足;Al与NaOH溶液反应时,铝不

6、足而NaOH溶液过量。特别提醒:铝与盐酸、NaOH溶液反应,本质上都是铝失电子置换出H2的过程。生成等量H2时,转移电子的物质的量相等。质,则 Na、Al、Al2O3的物质的量之比可能为()A.1 4 1B.4 4 1C.4 2 1 D.1 1 2学以致用1.将 Na、Al、Al2O3三种物质的混合物加入水中,完全反应后无固体剩余,所得溶液中只含有NaAlO2一种溶【解析】根据Na+Al 的1 1关系可得n(Na+)=n(Al)+2n(Al2O3),C项正确。【答案】C2O 考点2 “铝三角”转化关系及Al(OH)3的计算与图像分析 典例2 (1)溶液中一定含有的溶质是 (填化学式,下同)。(

7、2)溶液中一定不含有的溶质是 。(3)溶液中可能含有的溶质是 (填名称),判断该物质是否存在的实验方法是 。(4)分别写出AB段、BC段发生的离子方程式:AB段 ;BC段 。【解析】首先分析图像,找出图像中的转折点、斜线及水平线,结合题意可知OA段是NaOH溶液与HCl中和,加入过量NaOH溶液,沉淀全部溶解,说明无MgCl2,所以沉淀只有Al(OH)3,BC段是NaOH溶液与NH4Cl反应,所以溶液中一定含有HCl、AlCl3、NH4Cl,一定无MgCl2;又因为AlCl3与Na2CO3不能大量共存,所以一定无Na2CO3;可能含KCl,检验碱金属元素可利用焰色反应。(2)MgCl2、Na2

8、CO3(3)氯化钾;焰色反应;若透过蓝色钴玻璃看到火焰为紫色,则溶液中存在KCl,否则不存在(4)Al3+3OH-Al(OH)3;N+OH-NH3H2O4H【答案】(1)HCl、AlCl3、NH4Cl2.铝盐与强碱溶液作用生成Al(OH)3沉淀的计算反应关系如下:(1)Al3+3OH-Al(OH)3(生成沉淀)技能归纳1.“铝三角”转化关系(2)Al(OH)3+OH-Al +2H2O(沉淀溶解)(3)Al3+4OH-Al +2H2O(生成沉淀,又恰好完全溶解)分析以上三个反应关系式,所得Al(OH)3沉淀的物质的量与n(Al3+)、n(OH-)的关系如下:当 3时,所得沉淀的物质的量nAl(O

9、H)3=n(OH-);2O2O3()()n OHn Al13当 4时,所得沉淀的物质的量nAl(OH)3=0;当3 4时,所得沉淀的物质的量nAl(OH)3=4n(Al3+)-n(OH-)。3()()n OHn Al3()()n OHn Al操作可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量偏铝酸盐溶液中逐滴加入盐酸至过量现象立即产生白色沉淀渐多最多渐少消失立即产生白色沉淀渐多最多渐少消失图像3.图像分析离子方程式Al3+3OH-Al(OH)3Al(OH)3+OH-Al+2H2OAl+H+H2O Al(OH)3Al(OH)3+3H+Al3+3H2O 操作NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量盐

10、酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量现象无沉淀(有但即溶)出现沉淀渐多最多沉淀不消失同左2O2O图像离子方程式Al3+4OH-Al+2H2O3Al+Al3+6H2O 4Al(OH)3Al+4H+Al3+2H2OAl3+3Al+6H2O 4Al(OH)3 2O2O2O2O特别提醒:解答有关Al(OH)3的图像和计算问题时,要注意以下两点:“铝三角”关系图中各物质转化方程式中的计量数关系;图像分析时,首先要看清横纵坐标的含义,其次要对图像进行全面分析,尤其需要关注的是特殊点(起点、折点、顶点和终点)的含义。2.下列各组物质,不能按(“”表示反应一步完成)关系转化的是()学以致用选项abcAAl2O3Na

11、AlO2Al(OH)3BAlCl3Al(OH)3NaAlO2CAlAl(OH)3Al2O3DMgCl2Mg(OH)2MgO【答案】C 实验探究 从铝土矿中提取氧化铝近几年高考经常围绕Al2O3、Al(OH)3的两性,结合物质的分离、提纯及化工工艺考查实验设计、实验评价及反应原理,解决此类问题注意抓住Al2O3、Al(OH)3的两性和实验分离、提纯的操作,选择试剂时要考虑过量试剂对实验的影响。(1)流程甲加入盐酸后生成Al3+的离子方程式为 。【示例】从铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下:(2)流程乙加入烧碱后生成Si -的离子方程

12、式为 。(3)验证滤液B含Fe3+,可取少量滤液并加入 (填试剂名称)。(4)滤液E、K中溶质的主要成分是 (填化学式),写出该溶质的一种用途:。(5)分析最终产物,流程甲比流程乙更有优势,其原因是 。23O(6)已知298 K时,Mg(OH)2的溶度积常数Ksp=5.610-12,取适量的滤液B加入一定量的烧碱至达到沉淀溶解平衡,测得pH=13.00,则此温度下残留在溶液中的c(Mg2+)=。【解析】Al2O3、SiO2、Fe2O3、MgO中,Al2O3、SiO2与NaOH溶液反应,MgO、Fe2O3不与NaOH溶液反应;除SiO2不与盐酸反应外,Al2O3、Fe2O3、MgO均与盐酸反应;还有反应Al+2H2O+CO2 Al(OH)3+HC,结合以上知识点不难对(1)、(2)、(3)、(4)、(5)作答。2O3O(6)pH=13.00时,c(OH-)=0.1 molL-1,Ksp=c(Mg2+)c2(OH-)=5.610-12,可得c(Mg2+)=5.6 10-10 molL-1。【答案】(1)Al2O3+6H+2Al3+3H2O(2)SiO2+2OH-Si -+H2O23O(3)硫氰化钾(或其他合理答案)(4)NaHCO3;制纯碱(或做发酵粉等合理答案)(5)流程甲制得的Al2O3更纯净,流程乙制得的Al2O3中混有SiO2(6)5.6 10-10 molL-1