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一. 本周教學(xué)內(nèi)容：鋁及其化合物

1、鋁

2、氧化鋁

3、氫氧化鋁

二. 重點(diǎn)、難點(diǎn)：

1、掌握鋁及其重要化合物的性質(zhì)和用途。

2、掌握Al2O3、Al（OH）3的兩性。

3、掌握運(yùn)用氫氧化鋁的兩性解決判斷溶液中離子共存、推斷物質(zhì)的及有關(guān)計(jì)算和圖象問(wèn)題的。

三.過(guò)程

（一）鋁

1、鋁的原子結(jié)構(gòu)

分析：鋁位于元素周期表中第三周期ⅢA族，易失去3個(gè)電子形成鋁離子，所以鋁具有強(qiáng)還原性。

2、性質(zhì)及用途

（1）物理性質(zhì)：鋁是一種銀白色金屬、有金屬光澤，密度較小、熔點(diǎn)較低、硬度較小，具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性和延展性，具有一定的強(qiáng)度，在空氣中具有很好的耐腐蝕性。

（2）用途：

物理性質(zhì)

用途

良好的導(dǎo)電性

鋁電纜

良好的導(dǎo)熱性

制炊具、熱交換器

銀白色光澤

制銀漆

密度較小

制航空用的合金、航天器材

反光性強(qiáng)

高質(zhì)量的反射鏡、衛(wèi)星信號(hào)接收器

良好的延展性

極薄的鋁箔

耐低溫

抗低溫的材料

3、性質(zhì)

（1）與氧氣反應(yīng)

鋁是一種活潑的金屬，常溫下被氧氣氧化，在表面形成一層致密氧化層，阻止內(nèi)部的金屬繼續(xù)與氧氣反應(yīng)，所以鋁具有很強(qiáng)的抗腐蝕。鋁去膜在純氧中的反應(yīng)現(xiàn)象：繼續(xù)燃燒發(fā)出耀眼的白光。

（2）與酸反應(yīng)

鋁與稀鹽酸（或稀硫酸）反應(yīng)的離子方程式：2Al 6H =2Al 3 3H2↑

鋁與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式：Al 4H NO3?D= A l 3 NO↑ 2H2O

常溫下，鋁在濃硝酸、濃硫酸中發(fā)生鈍化。這種鈍化是金屬與酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，具體地說(shuō)是酸將金屬氧化生成了一層致密而又堅(jiān)硬的氧化物薄膜，將金屬與酸隔離開(kāi)，化學(xué)反應(yīng)不再發(fā)生。

（3）與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)：

鋁與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式：2Al 2OH?D 2H2O=2AlO2?D 3H2↑

反應(yīng)中H2O作氧化劑，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6e?D，NaOH并未充當(dāng)氧化劑。鋁是一種既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)的金屬，相同物質(zhì)的量的鋁分別與足量的鹽酸和氫氧化鈉反應(yīng)，放出的氫氣一樣多。

（4）鋁熱反應(yīng)

鋁與某些難熔金屬氧化物的反應(yīng)稱(chēng)為鋁熱反應(yīng)，鋁粉和氧化鐵的混合物稱(chēng)為鋁熱劑。

2Al Fe2O3 2Fe Al2O3

氧化鐵粉末和鋁粉劇烈反應(yīng)，放出大量的熱，發(fā)出耀眼的光芒。紙漏斗下部被燒穿，有黑色物質(zhì)落入沙中。鋁熱反應(yīng)能夠進(jìn)行的原因是：鋁具有強(qiáng)還原性，且反應(yīng)放出大量的熱。鋁熱反應(yīng)屬于置換反應(yīng)，常用于焊接金屬、冶煉熔點(diǎn)高的金屬如：釩、鉻、錳等。

4、鋁的冶煉和海水提鎂

（1）鋁的冶煉

②電解熔融氧化鋁制取鋁

（2）海水提鎂

CaO CO2↑

CaO H2O=Ca（OH）2

Ca（OH）2 MgCl2=Mg（OH）2↓ CaCl2

Mg（OH）2 2HCl=MgCl2 2H2O

MgCl2 Mg Cl2↑

【思考】六水氯化鎂在氯化氫氣氛中加熱的原因：在干燥的HCl氣流中，抑制了MgCl2的水解，且?guī)ё吡薓gCl2•6H2O受熱產(chǎn)生的水氣。

（二）氧化鋁

氧化鋁是白色、不溶于水的固體，熔點(diǎn)高，硬度大。是一種良好的耐火材料，可以用來(lái)制造耐火坩堝，耐火管和耐高溫的實(shí)驗(yàn)儀器。氧化鋁是典型的兩性氧化物。

1、制�。�

【思考】氯化鋁溶液加熱至干灼燒得到氧化鋁的原因：加熱促使氯化鋁的水解平衡右移，氯化氫受熱揮發(fā)，使水解平衡不斷右移直至完全得到氫氧化鋁，氫氧化鋁受熱分解得到氧化鋁。

2、兩性氧化物的性質(zhì)

（1）溶于強(qiáng)酸生成鹽和水：Al2O3 6H =2Al 3 3H2O

（2）溶于強(qiáng)堿生成鹽和水：Al2O3 2 = H2O

（三）氫氧化鋁

氫氧化鋁是不溶于水的白色膠狀物質(zhì)。能凝聚水中的懸浮物，吸附色素，可用于凈水。

1、氫氧化鋁的兩性

H AlO Al（OH）3 Al3 3OH－

（酸式電離） （堿式電離）

分析：加入大量H （或OH－），平衡右移（或左移）；當(dāng)H （或OH－）濃度不大時(shí)，對(duì)平衡的移動(dòng)影響不大，故Al（OH）3溶于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿，不溶于弱酸或弱堿。

（2）與強(qiáng)酸反應(yīng)生成鹽和水：Al（OH）3 3H ====Al3 3H2O

（3）與強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和水：Al（OH）3 OH－====AlO

離子方程式：Al3 3OH－====Al（OH）3↓ Al（OH）3 OH－====AlO

離子方程式：Al3 3NH3?H2O====Al（OH）3↓ 3NH現(xiàn)象：立即產(chǎn)生白色沉淀→漸多→最多→漸少→沉淀消失

圖象：

離子方程式：AlO

離子方程式：2AlO CO2 3H2O====2Al（OH）3↓ CO ，Al（OH）3與CO2、H2O不反應(yīng)。

（5）在適量強(qiáng)堿性溶液中逐滴加入鋁鹽溶液至過(guò)量

離子方程式：Al3 4OH－====AlO 6H2O====4Al（OH）3↓

（6）在適量強(qiáng)酸性溶液中逐滴加入偏鋁酸鹽溶液至過(guò)量

現(xiàn)象：局部產(chǎn)生白色沉淀→振蕩消失→白色沉淀→漸多→最多

圖象：

離子方程式：AlO 6H2O====4Al（OH）3↓

【規(guī)律總結(jié)1】“先沉淀后溶解”的化學(xué)反應(yīng)：

（1）可溶性鋁鹽中滴加強(qiáng)堿至過(guò)量

（2）在偏鋁酸鹽溶液中滴加鹽酸至過(guò)量

（3）澄清石灰水中通入CO2（或SO2 ）至過(guò)量

（4）AgNO3溶液中滴加氨水至過(guò)量

（5）Fe（OH）3膠體或Al（OH）3膠體中滴加強(qiáng)酸至過(guò)量，膠體先聚沉，然后沉淀溶解

（6）硅酸膠體中滴加強(qiáng)堿至過(guò)量，膠體先聚沉，然后沉淀溶解。

【規(guī)律總結(jié)2】滴定順序不同，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不同，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同的化學(xué)反應(yīng)

（1）鹽酸和碳酸鈉溶液

（2）氯化鋁溶液和氫氧化鈉溶液

（3）偏鋁酸鈉溶液和鹽酸溶液

（4）硝酸銀溶液和氨水

（5）磷酸溶液和澄清石灰水

【規(guī)律總結(jié)3】可溶性鋁鹽與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算

（1）求產(chǎn)物Al（OH）3的量

當(dāng)n（Al3 ）:n（OH－）≥1:3時(shí)，n[Al（OH）3]=（1/3）n（OH－）

當(dāng)1:4＜n（Al3 ）:n（OH－）＜1:3時(shí)，n[Al（OH）3]=4n（Al3 ）-n（OH－）

當(dāng)n（Al3 ）:n（OH－）≤1:4時(shí)， n[Al（OH）3] =0

（2）求反應(yīng)物堿的量

當(dāng)n[Al（OH）3]=n（Al3 ）時(shí)，n（OH-）=3n（Al3 ）

當(dāng)n[Al（OH）3]＜n（Al3 ）時(shí)，若堿不足，n（OH－）=3n[Al（OH）3]，若堿過(guò)量，n（OH－）=4n（Al3 ）-n[Al（OH）3]

2、不穩(wěn)定性

【典型例題】

例1. 將等物質(zhì)的量的鎂和鋁相混合,取等質(zhì)量該混合物四份,分別加到足量的下列溶液中,充分反應(yīng)后,放出氫氣最多的是（ ）

A. 3mol/L HCl B. 4mol/L HNO3

C. 8mol/L NaOH D. 18mol/L H2SO4

答案：A

例2. 甲、乙兩燒杯中各盛有100mL3mol/L的鹽酸和氫氧化鈉溶液，向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉，反應(yīng)結(jié)束后測(cè)得生成的氣體體積比為甲:乙=1:2，則加入鋁粉的質(zhì)量為（ ）

A. 5.4g B. 3.6g C. 2.7g D. 1.6g

答案：A

例3. 若在加入鋁粉能放出氫氣的溶液中，分別加入下列各組離子，可能共存的是（ ）

A.NH4 、NO3-、CO32-、Na B.Na 、Ba2 、Mg2 、HCO3-C.NO3-、Ca2 、K 、Cl- D.NO3-、K 、AlO2-、OH-

答案：CD

例4. 已知Ba（AlO2）2可溶于水。下圖表示的是向A12（SO4）3溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液時(shí)，生成沉淀的物質(zhì)的量y與加入Ba（OH）2的物質(zhì)的量x的關(guān)系。下列有關(guān)敘述正確的是

A. a?Db時(shí)沉淀的物質(zhì)的量：A1（OH）3比BaSO4多

B. c?Dd時(shí)溶液中離子的物質(zhì)的量：AlO2－比Ba2 多

C. a?Dd時(shí)沉淀的物質(zhì)的量：BaSO4可能小于A1（OH）3

D. d?De時(shí)溶液中離子的物質(zhì)的量：Ba2 可能等于OH－

答案：B、D

例5. 只用試管和膠頭滴管無(wú)法區(qū)分的一組溶液是（ ）

A. KOH和AlCl3 B. MgCl2和氨水 C. NaAlO2和鹽酸 D. Na2CO3和鹽酸

答案：B

例6. 向20ml AlCl3溶液中滴入2 mol/LNaOH溶液時(shí)，得到Al（OH）3沉淀質(zhì)量與所滴加NaOH溶液體積（mL）關(guān)系如下圖所示：

答案：（1）燒杯 漏斗（2）除去鐵等不溶于堿的雜質(zhì)（3）取上層清液，逐滴加入稀硫酸，若變渾濁則說(shuō)明沉淀不完全，若不變渾濁則說(shuō)明沉淀完全（4）通入足量的CO2氣體

例8. Al（OH）3是治療胃酸過(guò)多的藥物胃舒平的主要成分。某課外小組用鋁、稀硫酸、燒堿為原料，制備一定量的Al（OH）3。他們分別設(shè)計(jì)了兩種實(shí)驗(yàn)方案：

方案一：Al Al（OH）3

（1）從節(jié)約藥品的角度思考，你認(rèn)為哪一種方案好？_________，方案一和方案二共同存在的問(wèn)題是__________________。

（2）請(qǐng)用相同的原料設(shè)計(jì)一個(gè)更為節(jié)約藥品的方案，并寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。

分析：（1）設(shè)同樣制備1 mol Al（OH）3，根據(jù)設(shè)計(jì)的方案中涉及的反應(yīng)計(jì)算，方案一需1 mol Al、1.5 mol H2SO4、3 mol NaOH，方案二需1 mol Al、0.5 mol H2SO4、1 mol NaOH 高中歷史，故方案二比方案一節(jié)約藥品。但方案一中加入NaOH溶液和方案二中加入H2SO4溶液時(shí)，均難以控制加入的量以確保Al元素全部進(jìn)入沉淀。

（2）按下圖，將1 mol Al分成兩部分去做，將所得溶液合并：

1 mol Al ?菁/p>

實(shí)驗(yàn)中只需1molAl、0.375molH2SO4、0.75molNaOH，且無(wú)需擔(dān)心Al元素不能全部進(jìn)入沉淀。

答案：（1）方案二較好 方案一在加入NaOH溶液和方案二在加入H2SO4溶液時(shí)，均難以控制加入的量，確保Al元素全部進(jìn)入沉淀（2）將Al按1∶3分成兩份，第一份與硫酸溶液反應(yīng)，第二份與NaOH溶液反應(yīng)，然后將所得溶液混合即可。有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

2Al 3H2SO4====Al2（SO4）3 3H2↑

2Al 2NaOH 2H2O====2NaAlO2 3H2↑

Al2（SO4）3 6NaAlO2 12H2O====8Al（OH）3↓ 3Na2SO4

【模擬

1. 下列關(guān)于金屬鋁的敘述中，說(shuō)法不正確的是（ ）

A. Al 是地殼中含量最多的金屬元素

B. Al 是比較活潑的金屬，在化學(xué)反應(yīng)中容易失去電子，表現(xiàn)還原性

C. Al箔在空氣中受熱可以熔化，且發(fā)生劇烈燃燒

D. Al箔在空氣中受熱可以熔化，由于氧化膜的存在，熔化的Al 并不滴落

2. 常溫下不能與鋁反應(yīng)的物質(zhì)是（ ）

A. 氧化鐵 B. 燒堿溶液 C. 硫酸銅溶液 D. 稀鹽酸

3. 鋁在空氣中能夠穩(wěn)定存在的原因是（ ）

A. 鋁的活潑性差 B. 鋁的還原性差

C. 鋁與氧氣不反應(yīng) D. 鋁表面有氧化膜

4. 下列關(guān)于鋁的敘述中，不正確的是 （ ）

A. 鋁屬于第ⅢA族元素 B. 鋁是地殼里含量最多的金屬元素

C. 鋁不能與氧氣反應(yīng) D. 鋁能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)

5. 為了除去鐵粉中的少量鋁粉，可以選取下列哪種溶液（ ）

A. 濃鹽酸 B. 濃硝酸

C. 濃硫酸 D. 濃氫氧化鈉溶液

6. 下列物質(zhì)中，不屬于合金的是（ ）

A. 硬鋁 B. 黃銅 C. 鋼鐵 D. 金箔

7. 鋁在人體內(nèi)積累可使人慢性中毒，1989年世界衛(wèi)生組織正式將鋁定為“食品污染源之一”而加以控制。鋁在下列使用場(chǎng)合須加以控制的是（ ）

①糖果香煙內(nèi)包裝 ②電線(xiàn)電纜 ③牙膏皮 ④氫氧化鋁膠囊（作內(nèi)服藥）

⑤用明礬凈水 ⑥用明礬和小蘇打混合物作食品膨化劑 ⑦制造炊具和餐具 ⑧制防銹漆

A. ①③④⑤⑥⑦ B. ②③④⑤⑥ C. ②③⑤⑦⑧ D. 全部

8. 下列離子方程式不正確的是（ ）

A. 三氯化鋁溶液中加入過(guò)量氨水 Al3＋ 4NH3?H2O = AlO2－ 4NH4＋ 2H2O

B. 4 mol?L－1的NaAlO2溶液和7 mol?L－1的HCl等體積互相均勻混合4AlO2－ 7H＋ H2O = 3Al（OH）3↓ Al3＋

C. （NH4）Al（SO4）2溶液中加入少量NaOH溶液 Al3＋ 3OH－ = Al（OH）3↓

D. 將0.1 mol?L－1鹽酸數(shù)滴緩緩滴入0.1mol?L－125mLNa2CO3溶液中，并不斷攪拌2H＋ CO32－=CO2↑ H2O

9. 現(xiàn)有2 mol Al，1L 1 mol?L－1NaOH溶液，2L 0.5 mol?L－1 H2SO4溶液。僅以上述三種物質(zhì)為原料制取Al（OH）3，可以獲得的Al（OH）3的物質(zhì)的量最多為（ ）

A. 4/3mol B. 1 mol C. 1/3mol D. 2 mol

10. 甲、乙、丙、丁分別是Al2(SO4)3、FeSO4、NaOH、BaCl2四種物質(zhì)中的一種。若將丁溶液滴入乙溶液中，發(fā)現(xiàn)有白色沉淀生成，繼續(xù)滴加而沉淀消失。丁溶液滴入甲溶液時(shí)，無(wú)明顯現(xiàn)象發(fā)生。據(jù)此可推斷丙物質(zhì)是（ ）

A. Al2(SO4)3 B. NaOH C. BaCl2 D. FeSO4

11. 在允許加熱的條件下，只用一種試劑就可以鑒別硫酸銨、氯化鉀、氯化鎂、硫酸鋁和硫酸鐵溶液，這種試劑是（ ）

A. NaOH B. NH3?H2O C. AgNO3 D. BaCl2

12. 現(xiàn)有100毫升3mol/L的NaOH溶液和100毫升1mol/L的氯化鋁溶液：⑴將NaOH溶液分多次加到氯化鋁溶液中；⑵將氯化鋁溶液分多次加到NaOH溶液中，比較兩種操作的結(jié)果是（ ）

A. 現(xiàn)象相同,沉淀量不等 B. 現(xiàn)象相同,沉淀量也相等

C. 現(xiàn)象不同,沉淀量相等 D. 現(xiàn)象不同,沉淀量不等

13. 將表面已完全鈍化的鋁條，插入下列溶液中，不會(huì)發(fā)生反應(yīng)的是（ ）

A. 稀硝酸 B. 稀鹽酸 C. 硝酸銅 D. 氫氧化鈉

14. 向含有amol氯化鋁的溶液中加入含bmol氫氧化鉀的溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量可能是（ ）

①a mol ②b mol ③a/3 mol ④b/3 mol ⑤0 mol ⑥（4a-b）mol

A. ①②④⑤⑥ B. ①④⑤⑥ C. ①②③⑤⑥ D. ①③⑤

15. 下列各組試劑在溶液中反應(yīng)，兩種試劑的量發(fā)生改變時(shí)，不能用同一離子方程式表示的是（ ）

A. 氯化鎂、氫氧化鈉 B. 硫酸鈉、氫氧化鋇

C. 氯化鋁、氨水 D. 溴化亞鐵、氯水

16. 某溶液既能溶解Al（OH）3，又能溶解H2SiO3，在該溶液中可以大量共存的離子組是（ ）

A. K＋、Na＋、HCO3－、NO3－ B. Na＋、SO42－、Cl－、ClO－

C. H＋、Mｇ2＋、SO42－、NO3－ D. Aｇ＋、K＋、NO3－、Nａ＋

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