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第2课时铝的重要化合物1.了解氧化铝和氢氧化铝的两性。2.认识铝及其重要化合物在化学性质上与其他常见金属及其化合物的不同。3.掌握实验室制备氢氧化铝的方法,了解明矾的用途。一、氧化铝1.物理性质白色固体,难溶于①水,熔点②很高,是良好的③耐火材料。2.化学性质Al2O3是④两性氧化物,与⑤酸或⑥强碱溶液都能反应生成盐和水。(1)与酸反应的离子方程式:⑦Al2O3+6H+2Al3++3H2O。(2)与强碱反应的离子方程式:⑧Al2O3+2OH-2Al+H2O。二、氢氧化铝1.物理性质Al(OH)3是一种⑨白色⑩胶状的固体,几乎不溶于水,但能凝聚水中的悬浮物,并能吸附色素。2.化学性质(1)Al(OH)3既能跟酸起反应,又能跟强碱溶液起反应,是一种两性氢氧化物。Al(OH)3与强酸、强碱反应的离子方程式分别为Al(OH)3+3H+Al3++3H2O,Al(OH)3+OH-Al+2H2O。(2)Al(OH)3的热稳定性:Al(OH)3加热时易分解,反应的化学方程式为2Al(OH)3Al2O3+3H2O。3.制法:实验室中可以用铝盐(如硫酸铝)与氨水反应制取Al(OH)3,化学方程式为Al2(SO4)3+6NH3·H2O2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4。4.用途(1)利用其吸附性,能凝聚水中的悬浮物,可用来净水。(2)利用其碱性,可用作胃酸中和剂。三、硫酸铝钾[KAl(SO4)2]1.电离方程式为KAl(SO4)2K++Al3++2S。2.十二水合硫酸铝钾化学式为KAl(SO4)2·12H2O,俗名明矾,是一种无色晶体,易溶于水,可用作净水剂,原因是KAl(SO4)2可与水反应生成Al(OH)3胶体,Al(OH)3胶体可以吸附悬浮于水中的泥沙形成絮状不溶物沉降下来,使水澄清。1.两性氧化物能否与所有的酸或碱反应生成盐和水?【答案】不能,如Al2O3只能与强碱或强酸和部分弱酸反应生成盐和水。2.制备Al(OH)3为何不用强碱(如NaOH)?【答案】Al(OH)3是两性氢氧化物,能溶于过量的强碱溶液。3.为什么不用Al(OH)3做净水剂而用明矾做净水剂?【答案】Al(OH)3固体分散到水中不能形成胶体,明矾在水中形成的Al(OH)3颗粒非常小,属于胶体,胶体具有很强的吸附作用。探究1:铝的化合物之间的相互转化——“铝三角”1.已知单质A、B、C和甲、乙、丙、丁四种化合物有如图的转化关系,C为密度最小的气体,甲是一种高熔点的物质,丙常温下是一种液体。根据以上转化关系回答下列问题:(1)写出下列物质的化学式:A;B;乙。(2)A原子的结构示意图为。(3)写出下列变化的方程式:①A与NaOH溶液反应的化学方程式:。②甲与NaOH溶液反应的离子方程式:。【解析】本题主要考查铝的化合物之间的相互转化关系,从物质A作为突破口。A为单质,与NaOH反应放出的单质C为H2,可判断A是Al;由C+B水,判断B为O2;由A+B甲,判断甲为Al2O3;其余则容易判断:乙为NaAlO2,丁为Al(OH)3。【答案】(1)Al;O2;NaAlO2(2)(3)①2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑②Al2O3+2OH-2Al+H2O2.在已学过的物质中,既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应的有哪些?这些物质都能称作两性物质吗?【答案】有Al、Al2O3、Al(OH)3、NaHCO3、(NH4)2CO3等,这些物质不一定都是两性物质,如金属铝、碳酸氢钠等物质都有上述性质,但这些物质不能称作两性物质。3.Al能与弱酸反应吗?【答案】能,如碳酸。4.NaAlO2溶液中加少量盐酸与过量盐酸分别有什么现象?【答案】NaAlO2溶液中加少量盐酸有白色沉淀产生;加过量盐酸先产生白色沉淀然后白色沉淀消失。探究2:有关Al(OH)3沉淀的图像分析1.往100mL未知浓度的AlCl3和MgCl2的混合溶液中逐滴加入0.1mol·L-1的NaOH溶液,生成沉淀的质量随加入NaOH溶液体积的变化关系如图所示。已知Mg(OH)2不溶于NaOH溶液。求AlCl3和MgCl2的物质的量浓度。【解析】由图可知溶解Al(OH)3消耗NaOH溶液的体积为80mL-70mL=10mL,因此完全沉淀Al3+消耗NaOH溶液的体积为30mL,沉淀Mg2+消耗NaOH溶液的体积为70mL-30mL=40mL。Al3+~Al(OH)3~OH-~Al110.001mol0.01L×0.1mol·L-1所以,c(AlCl3)==0.01mol·L-1Mg2+~2OH-~Mg(OH)2120.002mol0.04L×0.1mol·L-1所以,c(MgCl2)==0.02mol·L-1。【答案】c(AlCl3)=0.01mol·L-1,c(MgCl2)=0.02mol·L-12.若将Al(OH)3认为是酸,应如何书写其化学式?【答案】H3AlO3。3.若向AlCl3溶液中逐滴滴加NaOH溶液至过量,试写出该过程的有关离子方程式,并画出Al(OH)3沉淀的图像。【答案】离子反应:Al3++3OH-Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-Al+2H2O。有关图像可表示如下:4.向NaAlO2溶液中逐滴滴加HCl至过量,试写出该过程中的有关离子方程式,并画出Al(OH)3沉淀的图像。【答案】离子反应:①H++Al+H2OAl(OH)3↓②Al(OH)3+3H+Al3++3H2O有关图像可表示为:1.下列物质中,可用于治疗胃酸过多的是()。A.氢氧化铝B.苛性钠C.氧化钙D.硫酸钡【解析】苛性钠、氧化钙与胃酸剧烈反应放出大量的热,能够灼伤胃壁,不适宜做治疗胃酸过多的药剂,硫酸钡和盐酸不能反应,也不适宜做治疗胃酸过多的药剂。【答案】A2.下列离子方程式书写不正确．．．的是()。A.将铝单质投入盐酸溶液中:2Al+6H+2Al3++3H2↑B.将Al2O3粉末溶于NaOH溶液中:Al2O3+2OH-2Al+H2OC.将Al(OH)3溶于盐酸中:Al(OH)3+3H+Al3++3H2OD.将Al(OH)3投入氨水中:Al(OH)3+NH3·H2OAl+N+H2O【解析】Al(OH)3不能溶于氨水中。【答案】D3.在硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中,逐滴加入稀氢氧化钠溶液,直至过量。下列表示氢氧化钠加入量(x)与溶液中沉淀物的量(y)的关系示意图中正确的是()。【解析】在硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中,逐滴加入稀氢氧化钠溶液,会生成氢氧化铝和氢氧化镁的白色沉淀,随着氢氧化钠的加入,沉淀量会逐渐增加,当达到最大沉淀量后,继续滴加氢氧化钠溶液,则生成的氢氧化铝会与过量的氢氧化钠反应(表现出氢氧化铝的两性),使沉淀量逐渐减少,当氢氧化铝全部溶解后,沉淀量不再变化。【答案】C4.用氯化铝溶液与氢氧化钠溶液反应时,当Al3+的物质的量与OH-的物质的量之比为(填物质的量之比,下同)时,Al(OH)3沉淀量最多;当时,Al(OH)3全部溶解;当或时,Al(OH)3沉淀量为最多沉淀量的一半。偏铝酸钠溶液与盐酸溶液反应时,当Al的物质的量与H+物质的量之比为时,Al(OH)3沉淀量最多;当时Al(OH)3全部溶解;当和时,生成的Al(OH)3的量为最多沉淀量的一半。【解析】由反应的离子反应方程式:Al3++3OH-Al(OH)3↓、Al3++4OH-Al+2H2O、Al+H++H2OAl(OH)3↓、Al+4H+Al3++2H2O,即可得到相应的答案。【答案】1∶3;1∶4;2∶3;2∶7;1∶1;1∶4;2∶1;2∶51.下列关于Al(OH)3的性质叙述中错误．．的是()。A.Al(OH)3与过量的浓氨水反应生成NH4AlO2B.Al(OH)3是难溶于水的白色胶状物质C.Al(OH)3能凝聚水中的悬浮物D.Al(OH)3受热能分解【答案】A2.下列关于氧化铝的叙述中正确的是()。A.氧化铝是金属氧化物,故为碱性氧化物B.氧化铝溶解于氢氧化钠溶液,生成铝盐C.铝表面形成致密的氧化铝薄膜,能够抵御酸碱腐蚀D.氧化铝熔点高,可以作为耐火材料【解析】B项生成的是偏铝酸盐,不是铝盐。【答案】D3.下列变化不可能．．．通过一步实验直接完成的是()。A.Al(OH)3Al2O3B.Al2O3Al(OH)3C.AlAlD.Al3+Al(OH)3【解析】A项反应为2Al(OH)3Al2O3+3H2O;B项,Al2O3不溶于水,也不与水反应;C项反应为2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑;D项反应为Al3++3OH-Al(OH)3↓。【答案】B4.以氧化铝为原料制取氢氧化铝,最好的方法是()。A.将氧化铝溶于水B.先将氧化铝溶于盐酸中,之后滴加氨水C.先将氧化铝溶于盐酸中,之后滴加氢氧化钠溶液D.将氧化铝溶于氢氧化钾【解析】由氧化铝制取氢氧化铝,首先应将氧化铝转化为铝离子,然后加碱转化为氢氧化铝。考虑到滴加氢氧化钠溶液时,若过量会有部分氢氧化铝转化为偏铝酸盐,故选用弱碱溶液氨水更好。【答案】B5.下列物质组合中,既能和酸反应又能和碱反应的物质是()。①Al②Al2O3③Al(OH)3④NaHCO3A.①②③④B.②③④C.①③④D.①②④【答案】A6.为了收集Na与水反应产生的气体,某同学用扎有小孔的铝箔包裹金属钠,放入水中,收集完气体后,取出铝箔,水溶液中含有的溶质可能有()。A.NaOHB.Na2OC.NaAlO2D.Al(OH)3【答案】C7.将NaOH溶液逐滴加入用盐酸酸化了的AlCl3溶液中,若用y轴表示Al(OH)3沉淀量,x轴表示NaOH溶液的体积,下列图像正确的是()。【解析】当溶液中既有H+,又有Al3+时,加入OH-则先与H+反应,而后才与Al3+发生反应。所以在生成沉淀前加入的NaOH与H+反应,无沉淀生成。【答案】D8.向KAl(SO4)2溶液中滴加Ba(OH)2溶液,使S恰好完全沉淀,反应的离子方程式正确的是()。A.Ba2++SBaSO4↓B.2Al3++3S+3Ba2++6OH-3BaSO4↓+2Al(OH)3↓C.Al3++2S+2Ba2++3OH-2BaSO4↓+Al(OH)3↓D.Al3++2S+2Ba2++4OH-2BaSO4↓+Al+2H2O【解析】1molKAl(SO4)2电离出1molK+、1molAl3+和2molS,若使S全部沉淀,则需2molBa(OH)2,即4molOH-和2molBa2+,2S+2Ba2+2BaSO4↓,此时,1molAl3+恰好与4molOH-反应转化为Al,Al3++4OH-Al+2H2O,两式合并即得D项。【答案】D9.按要求写出下列方程式:(1)硫酸铝钾[KAl(SO4)2]的电离方程式:。(2)氧化铝溶于盐酸的化学方程式:。(3)氯化铝溶液与氨水混合的离子方程式:。【答案】(1)KAl(SO4)2K++Al3++2S(2)Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2O(3)Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3N10.(1)已知:向偏铝酸钠溶液中加入稀盐酸有氢氧化铝生成。某同学却根据所学知识,提出不能使用该方法制取Al(OH)3,请你用简要的文字,说明理由:。(2)请你举出一种制取Al(OH)3的合理方法,并写出该反应的离子方程式。。【解析】Al(OH)3为两性氢氧化物,既能溶于酸,又能溶于碱(但不能溶于氨水),进行制备时应选择铝盐和氨水。【答案】(1)生成的Al(OH)3沉淀易溶于过量的盐酸(2)向氯化铝溶液中加入足量氨水,反应的离子方程式为Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3N11.阅读下面的图示,回答问题:(1)图中所说的“食用碱”指的是。(2)用离子方程式表示图丁中的化学反应原理:。(3)患胃溃疡的病人不能服用含小苏打的药片来中和胃酸,而是服用胃舒平[主要成分为Al(OH)3],其原因是,用胃舒平治疗的离子方程式为。【解析】图中说的“食用碱”为苏打即Na2CO3,胃酸的主要成分是盐酸。【答案】(1)Na2CO3(2)2H++CCO2↑+H2O(3)因NaHCO3与胃酸作用产生CO2,会造成胃穿孔,胃舒平[主要成分Al(OH)3]