鋁及其化合物的性質(zhì)

1、鋁及其化合物的性質(zhì)適用學(xué)科高中化學(xué)適用年級(jí)高中一年級(jí)適用區(qū)域人教版適用地區(qū)課時(shí)時(shí)長（分鐘）60知識(shí)點(diǎn)溶液的酸堿性教學(xué)目標(biāo)了解鋁及其化合物的物理及化學(xué)性質(zhì)；教學(xué)重點(diǎn)鋁及其化合物的物理及化學(xué)性質(zhì)；含鋁化合物之間的轉(zhuǎn)化教學(xué)難點(diǎn)鋁及其化合物的物理及化學(xué)性質(zhì)；含鋁化合物之間的轉(zhuǎn)化教學(xué)過程一、復(fù)習(xí)預(yù)習(xí)1、復(fù)習(xí)金屬及金屬氧化物的性質(zhì)；2、通過復(fù)習(xí)金屬金金屬氧化物的性質(zhì)引入鋁及含鋁化合物的性質(zhì)。二、知識(shí)講解考點(diǎn)1: 鋁單質(zhì) 物理性質(zhì)銀白色輕金屬。有延性和展性。商品常制成棒狀、片狀、箔狀、粉狀、帶狀和絲狀。相對(duì)密度2.70。熔點(diǎn)660。沸點(diǎn)2327。有良好的導(dǎo)熱性，導(dǎo)電性僅次于金和銅。化學(xué)性質(zhì)在潮濕空氣中能形成

2、一層防止金屬腐蝕的氧化膜。鋁粉和鋁箔在空氣中加熱能猛烈燃燒,并發(fā)出眩目的白色火焰。易溶于稀硫酸、硝酸、鹽酸、氫氧化鈉和氫氧化鉀溶液,不溶于水。與酸反應(yīng)2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 2Al+6H+=2Al3+3H22Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2 2Al+6H+=2Al3+3H22Al+6H2SO4(濃)=Al2(SO4)3+3SO2+6H2O (Al,Fe在冷,濃的H2SO4,HNO3中鈍化) Al+4HNO3(稀)=Al(NO3)3+NO+2H2O Al+4H+NO3=Al3+NO+2H2O與堿反應(yīng)2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 2Al+2OH

3、+2H2O=2AlO2+3H2與鹽反應(yīng)2Al+3Cu2+=3Cu+2Al3+與某些氧化物反應(yīng)4Al+3MnO22Al2O3+3Mn 2Al+Cr2O3Al2O3+2Cr 2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe 2Al+3FeOAl2O3+3Fe 鋁熱反應(yīng)常用于焊接鐵軌和冶煉金屬與非金屬反應(yīng)2Al+3Cl22AlCl3 4Al+3O2=2Al2O3 (常溫生成致密氧化膜而鈍化，在氧氣中燃燒)考點(diǎn)2氧化鋁物理性質(zhì)白色晶狀粉末或固體，導(dǎo)電性 常溫狀態(tài)下不導(dǎo)電化學(xué)性質(zhì)與酸反應(yīng)Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O Al2O3+6H+=2Al3+3H2O 與堿反應(yīng)Al2O3+2NaOH=2

4、NaAlO2+H2O (Al2O3兩性氧化物) Al2O3+2OH=2AlO2+H2O考點(diǎn)3氫氧化鋁氫氧化鋁是兩性氫氧化物與酸反應(yīng)Al(OH)4+3H+=Al3+3H2O與堿反應(yīng)Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O分解2Al(OH)3Al2O3+3H2O實(shí)驗(yàn)室制法AlCl3+3NH3·H2O=Al(OH)3+3NH4Cl Al3+3NH3·H2O=Al(OH)2+3NH4+考點(diǎn)4圖像1、向一定量的AlCl3 溶液中逐滴加入NaOH 溶液至過量。 見 圖（a） 有關(guān)離子方程式為： Al3+ + 3OH- = Al(OH)3 Al(OH)3 +OH - = AlO2 +

5、2 H2O 2、向強(qiáng)堿溶液中滴入鋁酸鹽溶液，先無沉淀，當(dāng)全部轉(zhuǎn)化為時(shí)，再加入鋁鹽溶液，則偏鋁酸鹽與鋁鹽溶液發(fā)生了相互促進(jìn)水解的反應(yīng)，產(chǎn)物都是。如圖3所示：圖3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：OA段：AB段：3、向鋁鹽溶液中滴入氨水或向氨水中滴加鋁鹽溶液（I）向鋁鹽中滴加氨水時(shí)，當(dāng)氨水增加到時(shí)，產(chǎn)生最大沉淀量如圖4所示。圖4（II）向氨水中滴加鋁鹽溶液時(shí)，開始時(shí)氨水過量，如圖5所示，離子反應(yīng)方程式為：圖5由圖4與圖5不難看出，氫氧化鋁沉淀是不溶于弱堿氨水中的。4、I：向偏鋁酸鹽溶液中滴入強(qiáng)堿當(dāng)時(shí)，產(chǎn)生最大沉淀量，繼續(xù)滴入強(qiáng)酸，沉淀逐漸溶解。如圖6所示。圖6II：向鹽酸中滴加偏鋁酸鹽溶液至過量滴入的偏鋁酸

6、鈉先與鹽酸反應(yīng)生成沉淀，繼而馬上被鹽酸溶解，反應(yīng)方程式為：繼續(xù)滴加的則與發(fā)生水解反應(yīng)，離子方程式為：沉淀量的變化可用圖7表示。圖75、向溶液中通入由于產(chǎn)生的沉淀不溶解在碳酸中，產(chǎn)生的沉淀不消失，如圖8所示。圖86、向溶液中滴加溶液現(xiàn)象是先產(chǎn)生沉淀，繼續(xù)滴加鹽酸沉淀部分溶解，其離子反應(yīng)方程式為：圖9三、例題精析【例題1】向30毫升1 mol/L的溶液中逐漸加入濃度為4 mol/L的溶液，若產(chǎn)生0.78克白色沉淀，則加入的溶液的體積可能為（ ）A. 3mL B. 7.5mL C. 15mL D. 27.5mL【解析】已知，由沉淀的物質(zhì)的量小于氯化鋁的物質(zhì)的量可推知此題可能有兩個(gè)答案：一氫氧化鈉不足

7、，二氫氧化鈉過量。由兩者反應(yīng)的離子方程式知：當(dāng)堿的量不足時(shí)：當(dāng)堿過量時(shí)：【答案】B、D?！纠}2】向含有的溶液中加入含的溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量可能是（ ）（1）a mol （2）b mol （3）（4）（5）0 mol （6）A. （1）（2）（4）（5）（6）B. （1）（4）（5）（6）C. （1）（2）（3）（5）（6）D. （1）（3）（5）【解析】（1）當(dāng)時(shí)，或。（2）當(dāng)時(shí)，。（3）當(dāng)時(shí)，【答案】B四、課堂運(yùn)用【基礎(chǔ)】1、等體積的和兩種溶液混合后，沉淀物中含鋁元素的質(zhì)量與溶液中含鋁元素的質(zhì)量相等，則和兩種溶液的物質(zhì)的量濃度之比是（ ）（1）1：3 （2）2：3 （3）1：4 （4）

8、2：7A. （1）和（2） B. （1）和（3）C. （2）和（4） D. （3）和（4）【解析】溶液中鋁元素的存在形式可以是或。故當(dāng)溶液中與物質(zhì)的量之比為1：1時(shí)，當(dāng)溶液中與的物質(zhì)的量之比為1：1時(shí)，?！敬鸢浮緾【鞏固】2、在冶金工業(yè)上，均不能用化學(xué)還原劑制得的一組金屬是ANa Mg AlBNa K Zn FeCZn Fe Cu AgDMg Al Zn Fe【答案】A【解析】試題分析：A、Na、Mg、Al均是活潑的金屬，不能通過還原劑還原得到，只能通過電解法冶煉，A正確；B、鋅和鐵均可以通過還原劑還原得到，B不正確；C、Zn、Fe、Cu均可以通過還原劑還原得到，Ag是不活潑的金屬，可以通過熱

9、分解得到，C不正確；D、鋅和鐵均可以通過還原劑還原得到，D不正確，答案選A。考點(diǎn)：考查金屬冶煉的有關(guān)判斷【拔高】3、有Al、CuO、Fe2O3組成的混合物共10.0 g，放入500 mL某濃度的鹽酸溶液中，混合物完全溶解，當(dāng)再加入250 mL 2.0 mol/L的NaOH溶液時(shí)，得到的沉淀最多。上述鹽酸溶液的濃度為()A0.5 mol/LB3.0 mol/LC2.0 mol/LD1.0 mol/L【答案】D【解析】試題分析： 本題涉及的反應(yīng)較多，若按各步反應(yīng)進(jìn)行計(jì)算則無從下手，可采用守恒法。由于得到沉淀最多時(shí)，溶液中的溶質(zhì)只有NaCl，則    n(HC

10、l)=n(NaOH)=0.250L×2.0mol·L-1=0.500molc(HCl)="1.00" mol·L-1，D正確?？键c(diǎn)：考查元素化合物的性質(zhì)、計(jì)算課程小結(jié)鋁及其化合物的物理及化學(xué)性質(zhì)；含鋁化合物之間的轉(zhuǎn)化課后作業(yè)【基礎(chǔ)】1、兩種金屬混合物粉末12g，與足量的鹽酸反應(yīng)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L氫氣，符合上述情況的金屬混合物是AMg、FeBZn、AgCAl、ZnDMg、Al【答案】C【解析】試題分析：n(H2)=V/Vm=11.2L÷22.4L/mol=0.5mol.n(e-)=1mol.即12g的金屬失去了1mol的電子，也就

11、是說金屬的平均摩爾電子質(zhì)量為12g/mol.題干涉及的金屬的摩爾電子質(zhì)量分別是： M（Mg）e-="24g/2mol" ="12g/mol;M(Fe)e-=56g/2mol=28g/mol;M(Zn)e-=65g/2mol=32.5g/mol;M(Al)e-=27g/3mol=" 9g/mol; 由于Ag不能與酸發(fā)生置換反應(yīng)，可以認(rèn)為其摩爾電子質(zhì)量無窮大。如果平均給出1mol的電子需要的質(zhì)量為12g,則一種金屬的摩爾電子質(zhì)量比12g大，一種金屬的摩爾電子質(zhì)量比12g小。A.Mg:12g,Fe:28g,比平均12g大，不符合題意。錯(cuò)誤。B.Zn:32. 5

12、g,Ag:無窮大。比平均12g大，不符合題意。錯(cuò)誤。C.Al:9g,Zn: 32. 5g,可以平均到12g/mol.符合題意。正確。D.Mg：12g.Al:9g。都比12g小。無論怎樣混合都不可能平均到12g?mol.錯(cuò)誤。考點(diǎn)：考查金屬混合物與酸反應(yīng)置換出氫氣的知識(shí)。2、由鋅、鐵、鋁、鎂四種金屬的兩種組成的混合物10克，與足量的鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2升，則混合物中一定含有的金屬是A鋅B鐵C鋁 D鎂【答案】C【解析】試題分析：n(H2)=0.5mol，生成H2時(shí)得到1mol電子，若全由Zn提供則需32.5g，F(xiàn)e則28g，Al則9g，Mg則12g，兩種金屬組成的混合物其

13、平均值為10g，則必有金屬鋁。故選C?？键c(diǎn)：考查化學(xué)計(jì)算基本方法。3、下列敘述正確的是A將 通入 溶液中至飽和，無沉淀產(chǎn)生；再通入 ，產(chǎn)生沉淀B在稀硫酸中加入銅粉，銅粉不溶解；再加入 固體，銅粉仍不溶解C向 溶液中滴加氨水，產(chǎn)生白色沉淀；再加入過量 溶液，沉淀消失D純鋅與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的速率較慢；再加入少量 固體，速率不改變【答案】C【解析】試題分析：A、SO2與CO2對(duì)應(yīng)的酸都比鹽酸弱，所以都不與BaCl2反應(yīng)，所以通入SO2與CO2都不會(huì)生成沉淀，故A錯(cuò)誤；  B在稀硫酸中加入銅粉，銅粉不溶解；再加入固體，銅粉會(huì)溶解，因?yàn)榍罢咛峁┝藲潆x子，后者提供了硝酸酸離子，相當(dāng)于有了硝酸

14、，硝酸具有強(qiáng)氧化性能和銅發(fā)生反應(yīng)，錯(cuò)誤；  C向溶液中滴加氨水，產(chǎn)生白色沉淀是氫氧化鋁，再加入過量溶液，該物質(zhì)能電離出氫離子，酸性較強(qiáng)，又溶解了氫氧化鋁沉淀，正確； D純鋅與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的速率較慢；再加入少量固體后，有銅置換出來，形成了鋅銅原電池加了反應(yīng)速率，錯(cuò)誤；考點(diǎn)：本題考查了元素及其化合物的知識(shí)，掌握物質(zhì)間的反應(yīng)是解題的關(guān)鍵，要求學(xué)生熟記教材知識(shí)，學(xué)以致用。【鞏固】4、鐵和鐵合金是生活中常用的材料，下列說法正確的是A一定條件下，鐵粉可與水蒸氣反應(yīng)B不銹鋼是鐵合金，只含金屬元素C鐵與鹽酸反應(yīng)，鐵合金不與鹽酸反應(yīng)D在空氣中，鐵板比鍍鋅鐵板更耐腐蝕【答案】A【解析】試題分析：A

15、、正確；B、不銹鋼中含非金屬碳，錯(cuò)誤；C、不銹鋼包括耐弱腐蝕介質(zhì)腐蝕的鋼，它和鹽酸能反應(yīng)，錯(cuò)誤；D、在空氣中，鍍鋅鐵板比鐵板更耐腐蝕，錯(cuò)誤。考點(diǎn)：鐵和鐵合金。5、下列說法正確的是 (     )A同周期的IA族元素的金屬性比IIA族的元素金屬性強(qiáng)B第三周期元素的陰離子半徑從左到右逐漸增大CVIA族的氣態(tài)氫化物一定比VA族的穩(wěn)定性強(qiáng)D原子晶體的熔點(diǎn)一定比離子晶體的高【答案】A【解析】試題分析：A選項(xiàng)，同周期元素，從左到右金屬性逐漸降低，故A正確。B選項(xiàng)，同周期元素原子半徑從左到右逐漸增大，陰離子符合此規(guī)律。故B錯(cuò)誤。C選項(xiàng)，其中第五主族氨氣穩(wěn)定性大于第六主

16、族硫化氫氣體穩(wěn)定性。D選項(xiàng)原子晶體的熔點(diǎn)不一定比離子晶體的高 ，氧化鎂為離子晶體熔點(diǎn)高達(dá) 2800而二氧化硅的熔點(diǎn)只有 1600攝氏度 考點(diǎn)：元素周期律【拔高】6、根據(jù)你的生活經(jīng)驗(yàn)和表所提供的信息，分析并回答下列問題。物理性質(zhì)物理性質(zhì)比較導(dǎo)電性(以銀為100)銀銅金鋁鋅鐵鉛10099746127177.9密度(g/cm3)金鉛銀鋼鐵鋅鋁19.311.310.58.927.867.142.70熔點(diǎn)()鎢鐵銅金銀鋁錫3410153510831064962660232硬度(以金剛石為10)鉻鐵銀銅金鋁鉛9452.542.532.5322.91.5(1)為什么菜刀、錘子等通常用鐵制而不用鉛制？ (2)

17、銀的導(dǎo)電性比銅好，為什么導(dǎo)線一般用銅制而不用銀制？ (3)為什么燈泡里的燈絲用鎢制而不用錫制？【答案】(1)因?yàn)殍F的硬度比鉛大，且鉛有毒，故常用鐵而不用鉛做菜刀、錘子。 (2)銀和銅導(dǎo)電性相近，但銀比銅貴得多，且電線用量大，所以用銅不用銀。 (3)因?yàn)殒u的熔點(diǎn)高(3410 )，而錫的熔點(diǎn)(232 )太低，通電時(shí)錫就熔化了，所以用鎢絲而不用錫絲做燈泡的燈絲?！窘馕觥吭诖_定金屬的用途時(shí)，要考慮其硬度、熔點(diǎn)、導(dǎo)電性等多種性質(zhì)，有時(shí)還要考慮價(jià)格、資源、是否便利、是否有毒、是否利于回收等因素。正確解答本題還要會(huì)讀題，充分利用題中所給信息進(jìn)行比較解題?；瘜W(xué)是來源于生活同時(shí)又是服務(wù)于生活的一門學(xué)科。通過金屬

18、性質(zhì)的學(xué)習(xí)，要進(jìn)一步了解金屬在實(shí)際生活中的運(yùn)用。7、（使生產(chǎn)不同產(chǎn)品的部分生產(chǎn)過程形成聯(lián)產(chǎn)，不僅有利于降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，有時(shí)也有利于某些廢棄物的綜合利用。故人們常把具有這種關(guān)系的工廠盡可能地建在相鄰區(qū)域。請(qǐng)對(duì)以下兩個(gè)實(shí)例進(jìn)行解釋：（1）石灰石采石場和煉鐵廠建在相鄰區(qū)域；（2）海水制鹽場和氯堿化工廠建在相鄰區(qū)域。（信息：氯堿化工廠主要化學(xué)反應(yīng)為電解飽和食鹽水：2NaCl+2HO2NaOH+Cl+H）【答案】（1）石灰石是煉鐵的原料之一，煉鐵高爐排放的廢氣，不僅溫度很高，而且含有大量CO（稱作高爐煤氣），可以用來煅燒石灰石生產(chǎn)石灰（其它合理答案酌情給分）（2）NaCl是生產(chǎn)氯氣、鹽酸和燒堿的原料，此外鹽鹵中其他成分的提取所需NaOH、HCl都可以就地取材，有時(shí)可以省去提純、蒸發(fā)、結(jié)晶等過程【解析】試題分析：（1）由于石灰石是煉鐵的原料之一，煉鐵高爐排放的廢氣，不僅溫度很高，而且含有大量CO（稱作高爐煤氣），因此可以用