《铝及其化合物》课件(新人教版)

第三节 铝及其化合物1一一.金属铝金属铝1.1.铝的物理性质：铝的物理性质：具有银白色金属光泽的轻金属，具有银白色金属光泽的轻金属，具有良好的延展性、导电性和导具有良好的延展性、导电性和导热性热性老年性痴呆症老年性痴呆症与铝有密切关系与铝有密切关系 一.金属铝1.铝的物理性质：具有银白色金属光泽的轻金属2铝原子的结构：铝原子的结构：铝的原子结构示意图、铝的原子结构示意图、核外电子排布式、核外电子排布式、2 2、铝的化学性质：、铝的化学性质：AlAl的化学性质活泼的化学性质活泼,具有较强还原性具有较强还原性（1 1）与非金属反应）与非金属反应（2 2）与酸反应）与酸反应（4 4）与盐溶液反应）与盐溶液反应（3 3）与碱反应）与碱反应（5 5）与某些氧化物反应）与某些氧化物反应铝热反应铝热反应铝原子的结构：铝的原子结构示意图、核外电子排布式、2、铝的化32.2.化学性质：化学性质：1 1）与氧气的反应：）与氧气的反应：4Al+3O2=2Al2O3生成致密的氧化物起保护作用生成致密的氧化物起保护作用铝在空气中缓慢氧化铝在空气中缓慢氧化,在氧气中点燃剧烈燃烧。在氧气中点燃剧烈燃烧。思考思考:在金属活泼性顺序中铝排在铁的前面在金属活泼性顺序中铝排在铁的前面,那为那为什么铁在空气中易生锈而铝在空气中不易被腐蚀呢什么铁在空气中易生锈而铝在空气中不易被腐蚀呢?铝与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜并牢铝与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜并牢固地覆盖在铝表面固地覆盖在铝表面,阻止了内部的铝与空气接触。阻止了内部的铝与空气接触。2.化学性质：1）与氧气的反应：4Al+3O2=42)2)与强酸溶液反应：与强酸溶液反应：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 2Al +6H+=2Al3+3H2说明：说明：铝的铝的“钝化钝化”在在冷的浓硫酸冷的浓硫酸和浓硝酸和浓硝酸中，铝不溶解（表面形成致中，铝不溶解（表面形成致密的氧化膜）密的氧化膜）2)与强酸溶液反应：2Al+6HCl=2AlCl3 5还原剂和还原剂和氧化剂是？氧化剂是？反应的实质反应的实质:分两步进行分两步进行 （1 1）2Al+6H2Al+6H2 2O 2Al(OH)O 2Al(OH)3 3+3H+3H2 2（将（将（1 1）+（2 2）22：2Al+6H2Al+6H2 2O+2NaOH 2NaAlOO+2NaOH 2NaAlO2 2+4H+4H2 2O+3HO+3H2 2 2Al+6H2Al+6H2 2O+2NaOH=2NaAlOO+2NaOH=2NaAlO2 2+3H+3H2 2+4H+4H2 2O O 失失23 e23 e得得6e6e3 3）与强碱反应）与强碱反应2Al+2NaOH+2H2O=Al+3H2还原剂和氧化剂是？反应的实质:分两步进行 （1）2Al+63 3）与强碱反应）与强碱反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H22Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2说明：说明：等量的铝分别与足量的盐酸等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠反应生成氢气的量相等和氢氧化钠反应生成氢气的量相等 2Al +6H+=2Al3+3H23）与强碱反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO275 5）与氧化物反应）与氧化物反应铝热反应铝热反应2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3高温高温4Al+3MnO2=3Mn+2Al2O3高温高温实质实质:AlAl的强还原性的强还原性5）与氧化物反应铝热反应2Al+Fe2O3=2Fe+A8 现象现象：化学方程式化学方程式：发出耀眼的光芒、放出发出耀眼的光芒、放出大量的热、有熔融物生成。大量的热、有熔融物生成。2Al+Fe2Al+Fe2 2O O3 3=2Fe+=2Fe+AlAl2 2O O3 3高温高温高温高温铝热剂铝热剂铝热反应铝热反应的用途：的用途：焊接铁轨、冶炼金属焊接铁轨、冶炼金属 铝粉和氧化铁反应装置图铝粉和氧化铁反应装置图铝粉和氧化铁反应装置图铝粉和氧化铁反应装置图现象：化学方程式：发出耀眼的光芒、放出大量的热910Al+3V2O5=6V+5Al2O3高温高温 试一试试一试 写出写出AlAl与与V V2 2O O5 5 的反应方程式的反应方程式高温试一试102Al+3CuSO4 3Cu+Al2(SO4)3 6 6）铝与盐的溶液反应：）铝与盐的溶液反应：能置换出能置换出CuSOCuSO4 4、AgNOAgNO3 3等溶液中的金属。等溶液中的金属。2Al+3CuSO4 3Cu+Al2(SO4)3 6）铝113.3.铝的用途铝的用途 制造电线和电缆（导电性）制造电线和电缆（导电性）;可作汽车、飞机、火箭材料可作汽车、飞机、火箭材料（镁铝合金）（镁铝合金）,做各种铝质器皿做各种铝质器皿3.铝的用途 制造电线和电缆（导电性）;12二二.几种铝的重要化合物几种铝的重要化合物1.1.氧化铝氧化铝1 1）物理性质：）物理性质：白色、不溶于水白色、不溶于水的固体，的固体，熔点很高熔点很高（20542054）常作）常作耐火材料耐火材料。刚玉刚玉的主要成分是的主要成分是AlAl2 2O O3 3 ，其中把含，其中把含少少量量铬元素铬元素的刚玉称为的刚玉称为红宝石红宝石；含少量的；含少量的铁和铁和钛元素钛元素的刚玉称为的刚玉称为蓝宝石蓝宝石。二.几种铝的重要化合物1.氧化铝1）物理性质：白色13二二.几种铝的重要化合物几种铝的重要化合物1.1.氧化铝氧化铝1 1）物理性质：）物理性质：熔点熔点较较高高的粉末状物质的粉末状物质 2 2）两性氧化物）两性氧化物Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O Al2O3+2OH=2AlO2+H2OAl2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O；Al2O3+6H+=2Al3+3H2O宝石的主要成分是氧化铝宝石的主要成分是氧化铝二.几种铝的重要化合物1.氧化铝1）物理性质：熔点较高的粉末14说说 明明 氧化铝不溶于水氧化铝不溶于水,与水不反应与水不反应,故不能用氧化铝与水反应制取氢氧化故不能用氧化铝与水反应制取氢氧化铝铝 铝制餐具不宜用来蒸煮或长时铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性或咸的食物间存放酸性、碱性或咸的食物说 明 氧化铝不溶于水,与水不反应,故不能用氧化153 3）用途：）用途：耐火材料耐火材料(Al2O3熔点高熔点高)冶炼金属铝：冶炼金属铝：2Al2O3=4Al+3O2 通电通电 但由于铝的熔点很高，故在氧化铝但由于铝的熔点很高，故在氧化铝中添加中添加冰晶石（冰晶石（NaNa3 3AlFAlF6 6)降低其熔点降低其熔点。3）用途：耐火材料(Al2O3熔点高)冶炼金属铝：通电162.2.氢氧化铝氢氧化铝1 1）物性）物性:白色胶状难溶于水白色胶状难溶于水,有强的吸附性有强的吸附性2 2）化性：）化性：两性氢氧化物两性氢氧化物 Al(OH)3 +3H+=Al3+3H2O Al(OH)3 +OH-=AlO2-+2H2O说明说明Al(OH)Al(OH)3 3的制备的制备:可溶性铝盐与弱碱可溶性铝盐与弱碱AlCl3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NH4Cl 2.氢氧化铝1）物性:白色胶状难溶于水,有强的吸附性2）化性17氢氧化铝为两性氢氧化物氢氧化铝为两性氢氧化物 H H+AlOAlO2 2-+H+H2 2O Al(OH)O Al(OH)3 3 Al Al3+3+3OH+3OH-碱式电离碱式电离酸式电离酸式电离与碱反应与碱反应与酸反应与酸反应Al(OH)Al(OH)3 3+NaOH=+NaOH=NaAlONaAlO2 2+2+2H H2 2O OAl(OH)Al(OH)3 3+3HCl=AlCl+3HCl=AlCl3 3+3H+3H2 2O O氢氧化铝为两性氢氧化物 H+AlO2-+H2O Al18Al(OH)3加热能分解：加热能分解：2Al(OH)3Al2O3+3H2O3 3）用途：）用途：凝聚水中悬浮物并能吸附色素，凝聚水中悬浮物并能吸附色素，常用作净水剂常用作净水剂 用作药物，治疗胃酸过多用作药物，治疗胃酸过多Al(OH)3加热能分解：2Al(OH)3Al2O3+3193.3.硫酸铝钾硫酸铝钾 1）复盐：复盐：KAl(SO4)2=K+Al3+2SO42-2 2）明矾：）明矾：化学式化学式KAl(SOKAl(SO4 4)2 212H12H2 2O O （十二水合硫酸铝钾），（十二水合硫酸铝钾），无色晶体，易溶于水。无色晶体，易溶于水。明矾净水原理：明矾净水原理：明矾溶于水发生水解明矾溶于水发生水解反应，生成反应，生成Al(OH)Al(OH)3 3胶体，吸附水中的胶体，吸附水中的杂质，使水澄清。杂质，使水澄清。AlAl3+3+3H+3H2 2O =O =Al(OH)Al(OH)3 3（胶体）（胶体）+3H+3H+3.硫酸铝钾 1）复盐：KAl(SO4)2=K+Al3+20AlClAlCl3 3中逐滴加入中逐滴加入NaOHNaOH？小结：小结：AlAl3+3+与碱、与碱、AlO AlO2 2-与酸的反应与酸的反应AlClAlCl3 3中逐滴加入氨水？中逐滴加入氨水？AlAl3+3+3NH+3NH3 3.H.H2 2O=Al(OH)O=Al(OH)3 3+3NH+3NH4 4+故：用故：用AlAl3+3+制取制取Al(OH)Al(OH)3 3用弱碱更合适用弱碱更合适NaAlONaAlO2 2中逐滴加入盐酸？中逐滴加入盐酸？NaAlONaAlO2 2中缓慢通入中缓慢通入COCO2 2？2AlO2AlO2 2-+COCO2 2+3H+3H2 2O=2O=2Al(OH)Al(OH)3 3+COCO3 32-2-AlOAlO2 2-+COCO2 2+2H+2H2 2O=O=Al(OH)Al(OH)3 3+H+HCOCO3 3-故：由故：由AlOAlO2 2-制取制取Al(OH)Al(OH)3 3用弱酸更合适用弱酸更合适AlCl3中逐滴加入NaOH？小结：Al3+与碱、AlO2214.H+H2O或或CO2Al3+Al(OH)31.3OH-或或NH3 H2OAlO2-2.OH-5.3H+3.4OH-6.4H+铝铝“三角三角”铝的化合物之间转化关系铝的化合物之间转化关系7.双水解双水解4.H+H2O或CO2Al3+Al(OH)31.3OH-或22按以上关系写出离子方程式按以上关系写出离子方程式2.Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O1.Al3+3OH-=Al(OH)34.AlO2-+H+H2O=Al(OH)36.AlO2-+4H+=Al3+2H2O 3.Al3+4OH-=AlO2-+2H2O5.Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O7.Al3+3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3按以上关系写出离子方程式2.Al(OH)3+OH-=23讨论以上反应量与产物关系讨论以上反应量与产物关系AlO2-H+-Al(OH)3Al3+-4OH-AlO2-Al3+-3OH-Al(OH)3AlO2-4H+-Al3+讨论以上反应量与产物关系AlO2-H+-241.1.往往AlClAlCl3 3溶液逐滴加入溶液逐滴加入NaOHNaOH溶液至过量溶液至过量Al3+3OH-=Al(OH)3Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O有关铝化合物的图像问题n(NaOH)nAl(OH)3 123411.往AlCl3溶液逐滴加入NaOH溶液至过量Al3+252.2.往往NaOHNaOH溶液中加入溶液中加入AlClAlCl3 3溶液至过量溶液至过量Al3+4OH-=AlO2-+2H2OAl3+3AlO2-+6H2O=4Al(OH)312344nAl(OH)3 n(AlCl3)2.往NaOH溶液中加入AlCl3溶液至过量Al3+4263.3.往往NaAlONaAlO2 2溶液中加入稀盐酸至过量溶液中加入稀盐酸至过量AlO2-+H+H2O=Al(OH)3Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O12341nAl(OH)3 n(HCl)3.往NaAlO2溶液中加入稀盐酸至过量AlO2-+H+274.4.往稀盐酸溶液中加入往稀盐酸溶液中加入 NaAlO NaAlO2 2至过量至过量n(NaAlO-2)12344nAl(OH)3 AlO2-+4H+=Al3+2H2O Al3+3AlO2-+6H2O=4Al(OH)34.往稀盐酸溶液中加入 NaAlO2至过量n(NaAlO-228n(HCl)11234nAl(OH)3 55.5.往往NaAlONaAlO2 2和和NaOHNaOH混合溶液中加入混合溶液中加入HClHCl溶溶液至过量液至过量OH-+H+=H2OAlO2-+H+H2O=Al(OH)3Al(OH)3+3H+=Al3+3H2On(HCl)11234nAl(OH)3 55.往NaA296.6.往往AlClAlCl3 3溶液中滴加入氨水至过量溶液中滴加入氨水至过量 12341nAl(OH)3 n(NH3.H2O)Al3+3NH3.H2O=Al(OH)3+3NH4+6.往AlCl3溶液中滴加入氨水至过量 12341nAl307.7.往往AlClAlCl3 3溶液中加入溶液中加入NaAlONaAlO2 2溶液溶液12344nAl(OH)3 n(NaAlO2)Al3+3AlO2-+6H2O=4Al(OH)37.往AlCl3溶液中加入NaAlO2溶液12344nAl3112344nAl(OH)3 n(AlCl3)Al3+3AlO2-+6H2O=4Al(OH)38.8.往往NaAlONaAlO2 2溶液中加入溶液中加入AlClAlCl3 3溶液溶液12344nAl(OH)3 n(AlCl3)Al3+329.9.往往NaAlONaAlO2 2溶液中通入溶液中通入COCO2 2(或过量或过量)122或或1nAl(OH)3 n(CO2)2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3+CO32-或或AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3-9.往NaAlO2溶液中通入CO2(或过量)122或1n3310.10.往往AlClAlCl3 3 HClHCl混合溶液中加混合溶液中加NaOHNaOH至过量至过量Al3+3OH-=Al(OH)3 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2On(NaOH)1nAl(OH)3 1234OH-+H+=H2O510.往AlCl3 HCl混合溶液中加NaOH至过量Al3+3411.11.往往AlAl3+3+、MgMg2+2+、H H+各各1mol1mol的混合溶液的混合溶液中加中加NaOHNaOH溶液至过量溶液至过量 n(NaOH)Al3+3OH-=Al(OH)3 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2OOH-+H+=H2OMg2+2OH-=Mg(OH)2 12342n沉淀沉淀 165711.往Al3+、Mg2+、H+各1mol的混合溶液中加Na3512.12.往往OHOH-、AlOAlO2 2-、Mg(OH)Mg(OH)2 2各各1mol1mol的的 混合溶液中加入盐酸至过量混合溶液中加入盐酸至过量n(HCl)AlO2-+H+H2O=Al(OH)3Al(OH)3+3H+=Al3+3H2OOH-+H+=H2O12342n沉淀沉淀 1657Mg(OH)2+2H+=Mg2+2H2O12.往OH-、AlO2-、Mg(OH)2各1mol的36AlO2-Al(OH)3 Al3+AlAl2O3 O2 OH-H+OH-H+H+OH-OH-H+小结小结:铝及其重要化合物的相互转化铝及其重要化合物的相互转化 加热加热AlO2-Al(OH)3 37铝的存在：铝的存在：铝元素占地壳总量的铝元素占地壳总量的7.73%7.73%，是地壳中含量，是地壳中含量最多的金属最多的金属。于铝是活泼的金属，因此铝元素在自然界中于铝是活泼的金属，因此铝元素在自然界中均以均以化合态化合态的形式存在。的形式存在。小结小结:从铝土矿中提取铝从铝土矿中提取铝铝的存在：铝元素占地壳总量的7.73%，是地壳中含量38 铝元素在地壳中的铝元素在地壳中的主要存在于主要存在于 中，中，其主要成分其主要成分 ，还含有少量的还含有少量的 。AlAl2 2O O3 3铝土矿铝土矿FeFe2 2O O3 3、SiOSiO2 2 铝元素在地壳中的Al2O3铝土矿Fe2O3、SiO239AlAl2 2O O3 3FeFe2 2O O3 3SiOSiO2 2过量过量盐酸盐酸过滤过滤SiOSiO2 2除去除去AlClAlCl3 3FeClFeCl3 3HClHCl溶液溶液过量过量NaOHNaOH溶液溶液过滤过滤Fe(OH)Fe(OH)3 3除去除去NaAlONaAlO2 2NaClNaClNaOHNaOH溶液溶液过量过量COCO2 2过滤过滤滤液滤液除去除去Al(OH)Al(OH)3 3AlAl2 2O O3 3方法方法1 1AlAl通电通电酸溶法酸溶法酸碱（弱）酸酸碱（弱）酸Al2O3过量盐酸过滤SiO2除去过量NaOH过滤Fe(40AlAl2 2O O3 3FeFe2 2O O3 3SiOSiO2 2过量过量NaOHNaOH溶液溶液过滤过滤FeFe2 2O O3 3除去除去NaAlONaAlO2 2NaNa2 2SiOSiO3 3NaOHNaOH溶液溶液过量过量盐酸盐酸过滤过滤AlClAlCl3 3NaClNaClHClHCl溶液溶液过量过量氨水氨水过滤过滤滤液滤液除去除去Al(OH)Al(OH)3 3方法方法2 2H H2 2SiOSiO3 3除去除去AlAl2 2O O3 3AlAl通电通电碱溶法碱溶法碱酸碱酸(弱弱)碱碱Al2O3过量NaOH过滤Fe2O3除去NaAlO2过量盐41【例】【例】创新方案创新方案P33例例2,P32尝试应用尝试应用3.4【练】【练】创新方案创新方案P33实验实验,P34课堂反馈课堂反馈【例】创新方案P33例2,P32尝试应用3.4【练】42