高中化学铝

今天的拼搏，明天的成功【考纲解读】1、了解铝单质及其重要化合物的用途，掌握铝及其重要化合物的性质；2、理解Al(OH)3的两性。【重点难点】“铝三角”及其应用和图像分析计算【高考展望】1、涉及Al元素的离子共存问题；2、将铝热反应呈现在无机框图题中；3、Al3+、Al(OH)3、AlO2－之间相互转化的图像分析及有关沉淀的计算；4、有关铝及其化合物的实验设计及评价。物理性质化学性质与O2等非金属反应与水反应与酸反应与某些氧化物反应与碱反应与盐溶液反应铝Al用途〖回顾清单〗银白色金属光泽的固体，密度和硬度较小，熔点较低，有良好的导电导热性、延展性Al2S3＋6H2O=2Al(OH)3↓＋3H2S↑2Al＋Fe2O3====2Fe＋Al2O3高温8Al＋3Fe3O4====9Fe＋4Al2O3高温2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2－＋3H2↑〖演练〗（06南通模拟）铝在人体中积累可以使人慢性中毒，世界卫生组织已正式将铝确定为食品污染源之一而加以控制。铝在下列使用场合使用必须加以控制的是：①制铝；②制易拉罐；③制电线电缆；④制牙膏皮；⑤用明矾净水；⑥制炊具；⑦用明矾和苏打作食物膨化剂；⑧用Al(OH)3制药治胃病；⑨制防锈油漆（）A．①②④⑤⑥⑦⑧B．②⑤⑥⑦⑨C．②④⑤⑥⑦⑧D．③④⑤⑥⑦⑧C〖回顾清单〗物理性质化学性质与酸反应与碱反应熔融电解氧化铝Al2O3物质类别晶体类型白色难溶于水的固体，熔点高（可用作耐火材料）两性氧化物离子晶体2Al2O3(熔融)=====4Al＋3O2↑电解冰晶石Al2O3＋6H＋==2Al3＋＋3H2OAl2O3＋2OH－=2AlO2－＋H2O〖回顾清单〗物理性质化学性质与碱反应受热分解与酸反应氢氧化铝Al(OH)3物质类别电离白色不溶于水的胶状物质两性氢氧化物Al3＋＋3OH－Al(OH)3AlO2－＋H＋＋H2O2Al(OH)3===Al2O3＋3H2O△Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋OH－=AlO2－＋2H2O〖拓展〗中学阶段常见的既能与强酸反应，又能与强碱反应的物质主要有：①某些单质：Al、Zn等；②两性氧化物：Al2O3、ZnO等；③两性氢氧化物：Al(OH)3、Zn(OH)2等；④弱酸的铵盐：(NH4)2CO3、NH4HS、CH3COONH4等；⑤多元弱酸的酸式盐：NaHCO3、KHS等；⑥某些还原性酸：H2S、H2SO3等；⑦氨基酸、蛋白质等。〖演练〗已知铝土矿的主要成分是Al2O3，但常含有Fe2O3、SiO2等杂质，请你帮助某工厂设计一个实验流程以提取纯净的单质铝？提供化学试剂有NaOH溶液、盐酸、氨水、CO2、水等常见试剂。铝土矿过量NaOH过量HClH2SiO3滤液NH3•H2O灼烧Al2O3过滤过滤过滤滤液Fe2O3Al(OH)3熔融电解冰晶石Al〖演练〗已知铝土矿的主要成分是Al2O3，但常含有Fe2O3、SiO2等杂质，请你帮助某工厂设计一个实验流程以提取纯净的单质铝？提供化学试剂有NaOH溶液、盐酸、氨水、CO2、水等常见试剂。铝土矿过量NaOH过量HClSiO2滤液通CO2灼烧Al2O3过滤过滤过滤滤液Fe(OH)3熔融电解冰晶石AlAl(OH)3〖延伸清单〗1、“铝三角”〖延伸清单〗2、主要应用：（1）制备Al(OH)3①Al3+＋3OH－=Al(OH)3②Al(OH)3＋OH－=AlO2－＋2H2O③Al3+＋4OH－=AlO2－＋2H2O④Al3+＋3NH3·H2O=Al(OH)3＋3NH4＋⑤AlO2－＋H+＋H2O=Al(OH)3⑥Al(OH)3＋3H+=Al3+＋3H2O⑦AlO2－＋4H+=Al3+＋2H2O⑧2AlO2－＋CO2(少量)＋3H2O=2Al(OH)3＋CO32－⑨AlO2－＋CO2(足量)＋2H2O=Al(OH)3＋HCO3－⑩Al3+＋3AlO2－＋6H2O=4Al(OH)3Al(OH)3的制备与试剂的选择1.实验原理方案一用铝盐（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·H2OAl(OH)3↓+3方案二用铝屑、烧碱、稀H2SO4制取Al(OH)3方法一：AlAl3+Al(OH)3;方法二：AlAl(OH)3;AlAl3+Al4NHH2SO4NH3·H2ONaOHCO2H2SO4方法三：Al(OH)3。NaOH2lOAH2O2lOA每制取1molAl(OH)3方法一耗H+和OH-各3mol；方法二耗H+和OH-各1mol;方法三耗H+和OH-各3/4mol。故方法三最节省原料。【典例导析】甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备Al(OH)3。规定必用的药品如下：350g70%H2SO4溶液，NaOH固体240g，足量铝屑、水（不能用其他药品）。甲、乙、丙用各自设计的方案制得Al(OH)3的质量分别是W1、W2、W3。三种实验方案如下：甲：铝→加NaOH溶液→加H2SO4溶液→W1gAl(OH)3乙：铝→加H2SO4溶液→加NaOH溶液→W2gAl(OH)3铝→加H2SO4溶液铝→加NaOH溶液丙：→W3gAl(OH)3试回答：（1）从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素分析，实验方案最合理的是。（2）三位学生制得的Al(OH)3,W1、W2、W3其质量由大到小的顺序是。（3）制得Al(OH)3的最大质量是。解析甲：2Al+2OH-+2H2O2+3H2↑+H++H2OAl(OH)3↓乙：2Al+6H+2Al3++3H2↑Al3++3OH-Al(OH)3↓丙：AlAl3+,3Al3所以Al3++3+6H2O4Al(OH)3↓分析：(从化学方程式计量数看)甲：制取2molAl(OH)3消耗H+2mol,OH-2mol。乙：制取2molAl(OH)3消耗H+6mol,OH-6mol。丙：制取4molAl(OH)3消耗H+3mol,OH-3mol。即制取2molAl(OH)3消耗H+1.5mol,OH-1.5mol。2AlO3H+3OH-2AlO2AlO2AlO结论是丙以较少的原料制出较多的Al(OH)3，最好；乙以较多的原料制出较少的产品，最差。相同的原料制取的Al(OH)3应是W3W1W2。n（H+）=×2=5moln(OH-)==6mol由电荷守恒：OH-过量，按H+计算按丙的方法：3H+~3OH-~4Al(OH)33mol312g5molxx==520g。答案（1）丙（2）W3W1W2(3)520gg/mol98%70g350g/mol40g240mol3mol5g312〖延伸清单〗2、主要应用：（1）制备Al(OH)3（2）日常应用①明矾[KAl(SO4)2·12H2O]净水②泡沫灭火器（3）离子共存问题〖演练〗（95上海）若在加入铝粉能放出氢气的某溶液中，分别加入下列各组离子，可能共存的是（）A．NH4+、NO3－、CO32－、Na+B．Na+、Ba2+、Mg2+、HCO3－C．NO3－、Na+、K+、Cl－D．NO3－、K+、AlO2－、OH－CDAl3＋＋3HCO3－=Al(OH)3↓＋3CO2↑〖延伸清单〗3、图像分析：（1）向含有1molAl3＋的铝盐溶液中逐滴滴入NaOH溶液直至过量离子方程式：图像：①Al3+＋3OH－=Al(OH)3②Al(OH)3＋OH－=AlO2－＋2H2O01234n(NaOH)/moln[Al(OH)3]/mol〖延伸清单〗3、图像分析：（2）向含1molOH－的强碱溶液中逐滴滴入可溶性铝盐溶液直至过量离子方程式：图像：01/121/61/41/3n(Al3＋)/moln[Al(OH)3]/mol③Al3+＋4OH－=AlO2－＋2H2O⑩Al3+＋3AlO2－＋6H2O=4Al(OH)3〖演练〗现有100mL3mol/L的NaOH溶液和100mL1mol/L氯化铝溶液，①将NaOH溶液分多次加到AlCl3溶液中去；②将AlCl3溶液分多次加到NaOH溶液中。比较两种操作的结果是（）A．现象相同，沉淀质量不等B．现象相同，沉淀质量也相等C．现象不同，沉淀质量相等D．现象不同，沉淀质量不等C〖延伸清单〗3、图像分析：〖拓展〗向含有1molAl3＋的铝盐溶液中逐滴滴入氨水直至过量离子方程式：图像：④Al3+＋3NH3·H2O=Al(OH)3＋3NH4＋0123n(NH3·H2O)/moln[Al(OH)3]/mol〖延伸清单〗3、图像分析：（3）向含有1molAlO2－的偏铝酸盐溶液中逐滴滴入稀盐酸直至过量离子方程式：图像：⑤AlO2－＋H+＋H2O=Al(OH)3⑥Al(OH)3＋3H+=Al3+＋3H2O01234n(HCl)/moln[Al(OH)3]/mol〖延伸清单〗3、图像分析：（4）向含有1molH＋的强酸溶液中逐滴滴入偏铝酸盐溶液直至过量离子方程式：图像：⑦AlO2－＋4H+=Al3+＋2H2O⑩Al3+＋3AlO2－＋6H2O=4Al(OH)301/41/23/41n(AlO2－)/moln[Al(OH)3]/mol〖延伸清单〗3、图像分析：〖拓展〗向含有1molAlO2－的偏铝酸盐溶液中通入CO2直至过量离子方程式：图像：n(CO2)/moln[Al(OH)3]/mol⑧2AlO2－＋CO2(少量)＋3H2O=2Al(OH)3＋CO32－⑨AlO2－＋CO2(足量)＋2H2O=Al(OH)3＋HCO3－0112Al3＋AlAlO2－Al(OH)3Fe铝热反应Al2O3H＋H＋3H＋OH－OH－3OH－OH－H＋电解O2△