高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 3_4 鋁及其化合物教學(xué)設(shè)計(jì)

第三章 金屬及其化合物第四課時(shí) 鋁及其化合物復(fù)習(xí)目標(biāo)（1）掌握鋁及其重要化合物的主要性質(zhì)和應(yīng)用。（2）掌握鋁及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。（3）了解鋁及其化合物圖像的基本原理，掌握其中的量的關(guān)系，并運(yùn)用于解題。（4）掌握有關(guān)鋁及其化合物的實(shí)驗(yàn)問題。教學(xué)重點(diǎn)鋁及其重要化合物的主要性質(zhì)、應(yīng)用以及相互轉(zhuǎn)化關(guān)系教學(xué)難點(diǎn)鋁及其化合物圖像的基本原理及應(yīng)用教學(xué)過程【知識(shí)精講】1、鋁（1）鋁的結(jié)構(gòu)和存在鋁位于元素周期表第三周期A族，原子結(jié)構(gòu)示意圖為。鋁元素在地殼中含量豐富，僅次于硅，是地殼中含量最多的金屬元素。自然界中的鋁全部以化合態(tài)存在；鎂位于元素周期表中第三周期第A族。（2）金屬鋁的物理性質(zhì)物理性質(zhì)狀態(tài)色澤密度熔點(diǎn)沸點(diǎn)硬度導(dǎo)電、導(dǎo)熱性延展性固態(tài)銀白色2.7 gcm3660.42 467較小很好良好用途純鋁用作導(dǎo)線，鋁合金用于制備汽車、飛機(jī)、生活用品等（3）金屬鋁的化學(xué)性質(zhì)圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：2Al3Cl22AlCl3Al2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H22AlFe2O3Al2O32Fe(鋁熱反應(yīng))2、氧化鋁（1）物理性質(zhì)：白色固體，難溶于水，有很高的熔點(diǎn)。（2）化學(xué)性質(zhì)兩性氧化物3、氫氧化鋁（1）物理性質(zhì)白色膠狀不溶于水的固體，有較強(qiáng)的吸附性。（2）化學(xué)性質(zhì)(用化學(xué)方程式表示)Al(OH)3的電離方程式為兩性氫氧化物受熱分解：2Al(OH)3Al2O33H2O。（3）制備向鋁鹽中加入氨水，離子方程式為Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4+。NaAlO2溶液中通入足量CO2，離子方程式為AlO2CO22H2O=Al(OH)3HCO3。NaAlO2溶液與AlCl3溶液混合：3AlO2Al36H2O=4Al(OH)3。4、常見的鋁鹽（1）硫酸鋁鉀是由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成的復(fù)鹽。（2）明礬的化學(xué)式為KAl(SO4)212H2O，它是無色晶體，可溶于水，水溶液pH<7。明礬可以凈水，其凈水的原理是Al33H2OAl(OH)3(膠體)3H，Al(OH)3膠體吸附水中雜質(zhì)形成沉淀而凈水。【方法精講】1、鋁的兩性（1）鋁與酸、堿反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系鋁與酸、堿反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為：2Al6HCl=2AlCl33H22Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。從化學(xué)方程式可以看出Al與酸、堿反應(yīng)時(shí)生成H2的實(shí)質(zhì)都是AlAl3，所以無論與酸還是與堿反應(yīng)，Al與H2的關(guān)系都是2Al3H2。等量鋁分別與足量鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣體積比11。足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的體積比13。一定量的鋁分別與一定量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的體積比<<，則必定是：a、鋁與鹽酸反應(yīng)時(shí)，鋁過量而鹽酸不足；b、鋁與氫氧化鈉反應(yīng)時(shí)，鋁不足而氫氧化鈉過量。解題時(shí)應(yīng)充分利用上述過量關(guān)系。（2）鋁的這種既能與酸(非氧化性酸)又能與強(qiáng)堿反應(yīng)產(chǎn)生H2的性質(zhì)常作為推斷題的“題眼”。2、利用“含鋁化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系”解答問題的策略（1）Al3、AlO、Al(OH)3的轉(zhuǎn)化關(guān)系（2）應(yīng)用制取Al(OH)3：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4+或AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO3判斷離子共存問題：Al3與OH及AlO2、CO32、S2等弱酸根陰離子或AlO2與H、HCO3以及弱堿陽離子Al3、Fe3等因生成沉淀或發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)而不能大量共存。鑒別(利用滴加試劑順序不同，現(xiàn)象不同)：A、向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀溶解。B、向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，開始無明顯現(xiàn)象，后產(chǎn)生白色沉淀，沉淀不溶解。分離提純：A、利用Al能溶于強(qiáng)堿溶液，分離Al與其他金屬的混合物。B、利用Al2O3能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，分離Al2O3與其他金屬氧化物。C、利用Al(OH)3能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，分離Al3與其他金屬陽離子。3、數(shù)形結(jié)合解答Al(OH)3的圖像題（1）四個(gè)基本圖像可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應(yīng)的圖像：操作向可溶性鋁鹽溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量向NaOH溶液中逐滴加入可溶性鋁鹽溶液至過量現(xiàn)象立即產(chǎn)生白色沉淀漸多最多漸少消失無沉淀(有但即溶)出現(xiàn)沉淀漸多最多沉淀不消失圖像離子方程式Al33OH=Al(OH)3Al(OH)3OH= AlO22H2OAl34OH=AlO2H2O3AlO2+Al36H2O=4Al(OH)3偏鋁酸鹽溶液與鹽酸反應(yīng)的圖像：操作向偏鋁酸鹽溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量向稀鹽酸中逐滴加入偏鋁酸鹽溶液至過量現(xiàn)象立即產(chǎn)生白色沉淀漸多最多漸少消失無沉淀(有但即溶)出現(xiàn)沉淀漸多最多沉淀不消失圖像離子方程式AlOHH2O=Al(OH)3Al(OH)33H=Al33H2OAlO4H=Al32H2O Al33AlO6H2O=4Al(OH)3（2）拓展圖像向AlCl3溶液中逐滴加入氨水或NaAlO2溶液至過量，圖像如圖1所示。向NaAlO2溶液中逐滴加入AlCl3溶液或通入CO2至過量，圖像如圖2所示。向MgCl2、AlCl3和鹽酸的混合溶液(即將Mg、Al溶于過量鹽酸所得的溶液)中逐滴滴入NaOH溶液至過量，圖像如圖3所示。向MgCl2、AlCl3混合溶液中先加入NaOH溶液，后加入鹽酸(NaOH與鹽酸的物質(zhì)的量濃度相等)，沉淀圖像如圖4所示?！镜淅v】【例1】甲、乙、丙三種物質(zhì)均含有鋁元素，在溶液中的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是 （ ）A若甲是Al，丙是Al(NO3)3，則乙一定是NaAlO2B若甲是Al2O3，丙是NaAlO2，則乙一定是Al(NO3)3C若甲是Al(NO3)3，丙是NaAlO2，則乙一定是Al(OH)3D若甲是Al(OH)3，丙是Al(NO3)3，則乙一定是NaAlO2【答案】C【解析】A若甲是Al，丙是Al(NO3)3，則甲變?yōu)橐抑灰尤霃?qiáng)堿即可，乙可能是NaAlO2 ，也可能是K AlO2 ，錯(cuò)誤；B若甲是Al2O3，丙是NaAlO2，則甲變?yōu)橐抑灰尤霃?qiáng)酸即可，乙可能是Al(NO3)3AlCl3等，不一定 是Al(NO3)3，錯(cuò)誤；C若甲是Al(NO3)3，Al(NO3)3直接變?yōu)楸荖aAlO2，應(yīng)該加入強(qiáng)堿，甲Al(NO3)3先變?yōu)橐?，乙再產(chǎn)生NaAlO2，乙只能是Al(OH)3，正確；D若甲是Al(OH)3，丙是Al(NO3)3，則乙可能是NaAlO2，也可能是Al2O3，錯(cuò)誤。【例2】室溫下，在0.2 mol/LAl2(SO4)3溶液中，逐滴加入1.0 mol/LNaOH溶液，實(shí)驗(yàn)測(cè)得溶液pH隨NaOH溶液體積變化曲線如下圖，下列說法正確的是 （ ）Aa點(diǎn)，離子方程式為：Al3+ +3OH- =Al(OH)3Bab段，溶液pH增大，促進(jìn)了氫氧化鋁的堿式電離Cbc段，加入的OH主要用于生成Al(OH)3沉淀Dd點(diǎn)時(shí)，Al(OH)3沉淀開始溶解【答案】C【解析】A.由于硫酸鋁為強(qiáng)酸弱堿鹽，水溶液呈酸性，故a點(diǎn)是氫離子和氫氧根離子反應(yīng)，故選項(xiàng)A離子方程式錯(cuò)誤；B.a-b段發(fā)生反應(yīng)為氫離子和氫氧根離子反應(yīng)生成水，由于消耗溶液的H+，使c(H+)減小，因此溶液的pH增大，促進(jìn)了氫氧化鋁的酸式電離，抑制堿式電離，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C.b-c段加入氫氧根離子，主要是鋁離子和氫氧根結(jié)合成氫氧化鋁，所以選項(xiàng)C正確；D.c點(diǎn)后pH發(fā)生突變，是由于氫氧化鈉過量，氫氧化鋁與過量的NaOH發(fā)生反應(yīng)，使Al(OH)3沉淀開始溶解，生成偏鋁酸鈉，堿性較強(qiáng)，而d點(diǎn)pH大于10，氫氧化鈉遠(yuǎn)遠(yuǎn)過量，溶液為偏鋁酸鈉和NaOH的混合溶液，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。【考題精練】1下列操作所得物質(zhì)為純凈物的是 （ ）A將一塊帶有氧化膜的鋁片與過量的濃NaOH溶液完全反應(yīng)后，取澄清溶液將其蒸干，得純凈的NaAlO2固體B向NaAlO2溶液中加入過量的AlCl3溶液，將所得沉淀過濾洗滌，加熱灼燒去掉水分，可得純凈的Al(OH)3固體C把鋁塊與適量的稀鹽酸完全反應(yīng)，將所得溶液蒸干，可得AlCl3固體D把AlCl3溶液與足量氨水反應(yīng)，將沉淀過濾、洗滌、灼燒去掉水分可得Al2O3固體【答案】D【解析】A、因?yàn)榧拥氖沁^量NaOH溶液，蒸干后得到NaAlO2和NaOH，故錯(cuò)誤；B、得到沉淀為Al(OH)3，加熱灼燒，Al(OH)3分解為Al2O3，故錯(cuò)誤；C、AlCl33H2OAl(OH)33HCl，此反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，加熱促使平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，HCl揮發(fā)，最后得到Al(OH)3或Al2O3，故錯(cuò)誤；D、得到沉淀為Al(OH)3，加熱灼燒，Al(OH)3分解為Al2O3，故正確。2某1 L混合溶液中，溶質(zhì)X、Y的濃度都為0.1 molL1，向混合溶液中滴加某溶液Z(0.1 mol L1氫氧化鈉或硫酸溶液)，所得沉淀的物質(zhì)的量如圖所示，則X、Y、Z分別是 （ ）A硫酸鋁、硫酸鐵、氫氧化鈉B硫酸鋁、硫酸鎂、氫氧化鈉C偏鋁酸鈉、氫氧化鋇、硫酸D偏鋁酸鈉、氯化鋇、硫酸【答案】C【解析】A、當(dāng)加入1L氫氧化鈉溶液時(shí)金屬陽離子鐵離子、鋁離子均過量，曲線不會(huì)出現(xiàn)拐點(diǎn)，A錯(cuò)誤；B、當(dāng)加入1L氫氧化鈉溶液時(shí)金屬陽離子鎂離子、鋁離子均過量，曲線不會(huì)出現(xiàn)拐點(diǎn)，B錯(cuò)誤；C、當(dāng)加入1L硫酸時(shí)恰好與氫氧化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇和水，繼續(xù)加入硫酸偏鋁酸鈉與硫酸反應(yīng)生成氫氧化鋁和水，硫酸過量后氫氧化鋁溶解，曲線正確，C正確；D、加入硫酸立即生成硫酸鋇和氫氧化鋁沉淀，當(dāng)加入0.5L硫酸時(shí)偏鋁酸鈉恰好反應(yīng)，此時(shí)氯化鋇過量曲線出現(xiàn)拐點(diǎn)，圖像錯(cuò)誤，D不正確，答案選C。