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第2课时铝的氧化物与氢氧化物从铝土矿中提取铝目标与素养：1.地壳中铝的含量及存在形式。(宏观辨识与微观探析)2.从铝土矿中获得铝的方法。(宏观辨识与微观探析)3.两性氧化物、两性氢氧化物的概念，Al2O3、Al(OH)3的重要性质，铝及其重要化合物之间的转化关系。(宏观辨识与微观探析)4.明矾的组成及净水原理。(宏观辨识与微观探析)一、氧化铝1．物理性质：白色固体、难溶于水，熔点很高，硬度很大，纯净的Al2O3俗称刚玉。2．化学性质(1)两性氧化物：既可以与酸反应，又可以与碱反应，生成盐和水的氧化物。(2)Al2O3体现两性氧化物性质的离子反应方程式二、氢氧化铝1．物理性质：难溶于水的白色固体，氢氧化铝胶体在水中能够凝聚悬浮物，常作净水剂。2．化学性质(1)属于两性氢氧化物。(2)氢氧化铝的两性(写出下列反应的离子方程式)。(3)氢氧化铝的不稳定性。氢氧化铝加热分解的化学方程式：2Al(OH)3=====△Al2O3＋3H2O。微点拨Al2O3、Al(OH)3不能与NH3·H2O等弱碱反应，也不能与H2CO3等很弱的酸反应。3．Al(OH)3的一般实验室制备(1)试剂：AlCl3溶液或Al2(SO4)3溶液和氨水。(2)反应离子方程式Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4。4．明矾的净水作用(1)复盐：由两种或两种以上阳离子和一种阴离子组成的盐，如明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，常温下是一种晶体，复盐是纯净物。(2)明矾的净水原理。三、从铝土矿中提取铝1．铝的存在(1)含量：铝元素是地壳中含量最高的金属元素。(2)存在：地壳中铝以化合态存在于铝土矿中，铝土矿的主要成分是Al2O3。2．从铝土矿中提取铝的工艺流程及相关反应原理微点拨(1)Al2O3是一种高熔点的化合物，为了降低能耗，工业上常加入冰晶石(Na3AlF6)，使Al2O3在1000℃时熔融，以降低铝的冶炼成本。(2)电解法制铝是采用高熔点的Al2O3，而不用熔点低很多的AlCl3，是因为AlCl3在熔融状态时不电离、不导电。(3)酸化时用过量CO2，使NaAlO2完全转化为Al(OH)3沉淀，不能用强酸酸化，因为过量的强酸能使Al(OH)3溶解。1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)铝在自然界中有游离态和化合态两种形式(×)(2)除去铝片表面的氧化膜可以用砂纸打磨，也可以用盐酸或氢氧化钠溶液清洗(√)(3)Al2O3和Al(OH)3可以和所有的酸或碱反应生成盐和水(×)(4)强酸性溶液中铝元素以Al3＋形式存在，强碱性溶液中铝元素以AlO－2形式存在(√)2．下列变化不可能通过一步实验直接完成的是()A．Al(OH)3→Al2O3B．Al2O3→Al(OH)3C．Al→AlO－2D．Al3＋→Al(OH)3B[Al(OH)3加热分解可直接得Al2O3，Al与强碱溶液反应可得AlO－2，Al3＋遇碱可直接得Al(OH)3，Al2O3难溶于水，不能通过一步反应得Al(OH)3，应将Al2O3与酸或碱反应得Al3＋或AlO－2，再与碱或酸反应，才能得Al(OH)3。]3．写出下列反应的离子方程式。(1)Al2O3溶于NaOH溶液中__________________________________________________________________________________________________________。(2)Al(OH)3溶于NaOH溶液中__________________________________________________________________________________________________________。(3)AlCl3溶液中加入足量氨水__________________________________________________________________________________________________________。(4)NaAlO2溶液中通入过量CO2_______________________________________________________________________________。[答案](1)Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O(2)Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O(3)Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4(4)AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3铝及其重要化合物的相互转化1.“铝三角”及其转化关系(1)Al3＋与Al(OH)3的相互转化①Al3＋转化为Al(OH)3:Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4；Al3＋＋3OH－(少量)===Al(OH)3↓。②Al(OH)3转化为Al3＋：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。(2)Al3＋与AlO－2的相互转化①Al3＋转化为AlO－2：Al3＋＋4OH－(过量)===AlO－2＋2H2O。②AlO－2转化为Al3＋：AlO－2＋4H＋(过量)===Al3＋＋2H2O。(3)AlO－2与Al(OH)3的相互转化①AlO－2转化为Al(OH)3：AlO－2＋CO2(过量)＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3；2AlO－2＋CO2(少量)＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO2－3。AlO－2＋H＋(少量)＋H2O===Al(OH)3↓。②Al(OH)3转化为AlO－2：Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O。2．“铝三角”转化关系的应用(1)制取Al(OH)3Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4；AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3。(2)检验与鉴别①用过量的NaOH溶液检验Al3＋的存在。②用过量的NaOH溶液鉴别Al3＋、Mg2＋。③采用互滴法鉴别Al3＋与OH－，AlO－2与H＋。(3)分离与提纯①利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的混合物(如Fe、Al混合物)。②利用Al2O3能与强碱溶液反应，分离Al2O3与其他金属氧化物(如Fe2O3、Al2O3混合物)。③利用Al(OH)3能与强碱溶液反应，分离Al3＋与其他金属阳离子(如Al3＋与Mg2＋或Fe3＋)。A、B、C、D、E五种物质均含某种常见金属元素，它们的转化关系如图所示，B为白色难溶固体，E易溶于水。(1)写出化学式：A________，B________，C________，D________。(2)写出下列反应的化学方程式：B→C_______________________________________________；B→D_______________________________________________。(3)写出下列反应的离子方程式：A→D_______________________________________________；C→D_______________________________________________。[解析](1)从题图可知，A、B、C均能与盐酸、NaOH溶液反应，且均含同种金属元素，A受热能分解，B能电解，可知A、B、C分别为Al(OH)3、Al2O3、Al，D、E分别为AlCl3、NaAlO2。(2)B→C的化学方程式为2Al2O3=====通电熔融、OH－、Na＋因为Al(OH)3能与强酸反应，所以在加入盐酸时，需要控制盐酸的量，以防止部分Al(OH)3转化成Al3＋通入过量二氧化碳气体