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高三化学教案：铝及其化合物

[10-20 00:46:57]   来源：http://www.kmf8.com  高三化学教案   阅读：8168次
概要： 综上分析，正确答案为D。变式1甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol•L-1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1：2，则加入铝粉的质量为()A.5.4 g B.3.6 g C.2.7 g D.1.6 g解析：根据铝与盐酸和铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式判断。若在含等物质的量的HCl和NaOH溶液中加入足量的铝粉，则产生的氢气体积比为1：3;若在含足量的HCl和NaOH溶液中分别加入等量的铝粉，则产生的氢气体积比为1：1。而题中实际为1：2，说明铝粉的量相对盐酸是过量的，而对NaOH是不足的。与前者反应的铝粉是2.7 g，而与后者反应的铝粉应为5.4 g，故选A。热点2铝的重要化合物1.氧化铝(典型的两性氧化物)(1)物理性质：白色难溶固体，可做耐火材料。(2)化学性质：Al2O3+6H+===2Al3++3H2O Al2O3+2OH-===2AlO-2+H2O2.氢氧化铝(典型的两性氢氧化物)(1)物理性质：不溶于水的白色胶状物质，Al(OH)3胶体能凝聚水中悬浮物，吸附色素。(2)化学性质：Al
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综上分析，正确答案为D。

变式1　甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol•L-1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1：2，则加入铝粉的质量为(　　)

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

解析：根据铝与盐酸和铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式判断。若在含等物质的量的HCl和NaOH溶液中加入足量的铝粉，则产生的氢气体积比为1：3;若在含足量的HCl和NaOH溶液中分别加入等量的铝粉，则产生的氢气体积比为1：1。而题中实际为1：2，说明铝粉的量相对盐酸是过量的，而对NaOH是不足的。与前者反应的铝粉是2.7 g，而与后者反应的铝粉应为5.4 g，故选A。

热点2铝的重要化合物

1.氧化铝(典型的两性氧化物)

(1)物理性质：白色难溶固体，可做耐火材料。

(2)化学性质：

Al2O3+6H+===2Al3++3H2O Al2O3+2OH-===2AlO-2+H2O

2.氢氧化铝(典型的两性氢氧化物)

(1)物理性质：不溶于水的白色胶状物质，Al(OH)3胶体能凝聚水中悬浮物，吸附色素。

(2)化学性质：

Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O Al(OH)3+OH-===AlO-2+2H2O 2Al(OH)3 =====△ Al2O3+3H2O

(3)制备：

因Al2O3不能与水化合，故不能用Al2O3直接制取Al(OH)3

①用铝盐(Al3+)制取Al(OH)3

加入氨水至沉淀完全，一般不用NaOH等强碱。Al3++3NH3•H2O===Al(OH)3↓+3NH+4

②用铝屑、烧碱、稀H2SO4制取Al(OH)3

法一：Al Al3+ Al(OH)3; 法二： Al AlO-2 Al(OH)3;

每制取1 mol Al(OH)3，方法一耗H+和OH-各3 mol;方法二耗H+和OH-各1 mol;方法三耗H+和OH-各3/4 mol。故方法三最节省原料。

3.硫酸铝钾

(1)硫酸铝钾由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成，电离时能产生两种阳离子。

(2)明矾可作净水剂 。

(3)硫酸铝钾具有Al3+、SO2-4的性质。

4.“铝三角”及其应用

(1)“铝三角”是指Al3+、Al(OH)3、AlO-2相互转化的三角关系(右图所示)。

(2)应用

①制取Al(OH)3

Al3++3NH3•H2O===Al(OH)3↓+3NH+4 AlO-2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO-3

Al3++3AlO-2+6H2O===4Al(OH)3↓

②离子共存问题

a.与Al3+不能大量共存的离子有OH-、S2-、AlO-2、HCO-3、ClO-、CO2-3等。

例如：Al3++3ClO-+3H2O===Al(OH)3↓+3HClO Al3++3HCO-3===Al(OH)3↓+3CO2↑。

b.与AlO-2不能大量共存的离子有H+、NH+4、Al3+、Fe3+、HCO-3、HSO-3等。

例如：AlO-2+NH+4+H2O===Al(OH)3↓+NH3↑ 3AlO-2+Fe3++6H2O===3Al(OH)3↓+Fe(OH)3↓

AlO-2+HCO-3+H2O===Al(OH)3↓+CO2-3。

【例2】　将氯化铝溶液和氢氧化钠溶液等体积混合，得到的沉淀物中含铝元素的质量与溶液中含铝元素的质量相等，则原氯化铝溶液与氢氧化钠溶液的物质的量浓度之比可能是(　　)

①1:3　②2:3　③1:4　④2:7

A.①② B.①③ C.②③ D.②④

[解析]　沉淀物可以肯定是Al(OH)3，而溶液中的铝元素可能有两种存在形式。

(1)若AlCl3过量，而NaOH的量不足，溶液中的铝元素应是以Al3+形式存在。

AlCl3+3NaOH===Al(OH)3↓+3NaCl

1 mol 3 mol 1 mol

依据题意知溶液中还有1 mol AlCl3，c(AlCl3):c(NaOH)=(1+1):3=2:3。

(2)若AlCl3量不足，NaOH过量时，溶液中的铝元素以AlO-2形式存在。

AlCl3～3NaOH～Al(OH)3

1 mol 3 mol 1 mol

依题意溶解了0.5 mol Al(OH)3，设此时又消耗了NaOH的物质的量为n(NaOH)，

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

1 1

0.5 mol n(NaOH)

n(NaOH)=0.5 mol， c(AlCl3):c(NaOH)=1:(3+0.5)=2:7。

[答案]　D

变式2　铝是一种重要的金属。

(1)铝在元素周期表中的位置是________。

(2)生产中曾用铝热反应焊接钢轨，铝与氧化铁发生反应的化学方程式为__________________________。(3)铝与NaOH溶液反应的离子方程式为：__________________________;

同温同压下，在浓度和体积均为100 mL 2 mol/L的盐酸及NaOH溶液中各加入等质量的Al，产生气体的体积比为5:6，则所加Al的质量为________。

(4)以上述所得AlCl3溶液为原料制取无水AlCl3，先制得AlCl3•6H2O晶体，主要操作包括____________________________，在干燥的HCl气流中加热AlCl3•6H2O晶体，能进一步制取无水AlCl3，其原因是(结合离子方程式简要说明)____________________________________________________________

解析：(3)2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑，2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑，由上述两个方程式可以看出，当盐酸与NaOH的物质的量相同时，产生H2的体积为1:3，现为5:6>1:3，故加入的Al相对盐酸过量，对NaOH不足。0.2 mol的HCl需Al的质量为13×27 g/mol×0.2 mol=1.8 g，对应5份H2，当H2为6份时，铝的质量为65×1.8 g=2.16 g即为所求。

答案：(1)第3周期ⅢA族(2)2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe(3)2Al+2OH-+2H2O===2AlO-2+3H2↑　2.16 g

(4)加热浓缩，冷却结晶，过滤　Al3++3H2OAl(OH)3+3H+，在干燥的HCl气流中，抑制AlCl3的水解，且带走AlCl3•6H2O晶体受热产生的水蒸气，故能得到AlCl3

热点3有关氢氧化铝沉淀的计算

1.铝盐与强碱的反应(以AlCl3与NaOH的反应为例)

向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液时，发生的反应依次为：

Al3++3OH-===Al(OH)3↓ Al(OH)3+OH-===AlO-2+2H2O

生成的Al(OH)3与加入的NaOH的物质的量关系可用图象表示为

(1)根据AlCl3和NaOH的物质的量计算生成的Al(OH)3的物质的量，结合反应的化学方程式及图象可知：

①当n(OH-):n(Al3+)≤3时， n[Al(OH)3]=13n(OH-)。

②当3

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