高中化学 专题2 物质性质的研究 课题一 铝及其化合物的性质课件 苏教选修6

课题一铝及其化合物的性质课题一铝及其化合物的性质【学考报告】【学考报告】知识条目知识条目加试要求加试要求铝片铝片(条条)燃烧的方法燃烧的方法铝表面氧化膜的作用铝表面氧化膜的作用bb1.铝的结构与性质铝的结构与性质(1)结构和存在结构和存在铝位于元素周期表铝位于元素周期表_，原子结构示意图为，原子结构示意图为_。铝元素在地壳中含量丰富，仅次于。铝元素在地壳中含量丰富，仅次于_。自然界中的铝全部以自然界中的铝全部以_态存在。态存在。第第3周期周期A族族硅硅化合化合(2)化学性质化学性质写出图中有关反应的写出图中有关反应的化学方程式：化学方程式：_2Al6HCl=2AlCl33H2钝钝化化_(3)制备制备_2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2 2.铝的化合物的性质铝的化合物的性质(1)氧化铝氧化铝物理性质：物理性质：_色固体，色固体，_溶于水，有很高的溶于水，有很高的_。化学性质化学性质白白难难熔点熔点Al2O36HCl=2AlCl33H2OAl2O32NaOH3H2O=2NaAl(OH)4(2)氢氧化铝氢氧化铝物理性质物理性质_色胶状不溶于水的固体，有较强的色胶状不溶于水的固体，有较强的_性。性。化学性质化学性质.白白吸附吸附.Al(OH)3的电离的电离写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：a._；b. _；c. _。Al(OH)33H=Al33H2O制备制备.向铝盐中加入氨水，离子方程式为向铝盐中加入氨水，离子方程式为_。.NaAl(OH)4溶液中通入足量溶液中通入足量CO2，离子方程式为，离子方程式为_ 。. NaAl(OH)4溶液与溶液与AlCl3溶液混合：离子方程式为溶液混合：离子方程式为_。(3)常见的铝盐常见的铝盐硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。复盐。明矾的化学式为明矾的化学式为_，它是，它是_色晶体，色晶体，_溶于水，水溶液溶于水，水溶液pH_7(填填“”或或“”)。明矾可。明矾可以净水。其净水的原理是以净水。其净水的原理是_。KAl(SO4)212H2O无无可可Al33H2O Al(OH)3(胶体胶体)3H，Al(OH)3胶体吸附水中悬浮杂质形成沉淀而净水胶体吸附水中悬浮杂质形成沉淀而净水 点拨一、铝的实验探究现象及解释点拨一、铝的实验探究现象及解释铝表铝表面氧面氧化膜化膜的实的实验探验探究究1.取取3片铝片，将其片铝片，将其中两片铝片用砂纸擦中两片铝片用砂纸擦去表面的氧化膜去表面的氧化膜破坏铝表面氧化膜的方法有：破坏铝表面氧化膜的方法有：用砂用砂纸擦；纸擦；用用NaOH溶液浸泡；溶液浸泡；用稀用稀酸浸泡酸浸泡2.将一片擦去氧化膜将一片擦去氧化膜的铝片放入的铝片放入20 mL 0.5 molL1的的CuSO4溶液中，观察铝片表溶液中，观察铝片表面现象及其他可能发面现象及其他可能发生的现象生的现象现象：现象：铝表面有紫红色物质沉积铝表面有紫红色物质沉积；产生气泡，并逐渐加快，铝片上下产生气泡，并逐渐加快，铝片上下翻滚；翻滚；继而产生蓝色沉淀；继而产生蓝色沉淀；混合混合液温度升高。请用相关方程式解释上液温度升高。请用相关方程式解释上述现象。述现象。2Al3Cu2=2Al33Cu2Al6H=2Al33H2Cu22H2O Cu(OH)22H铝表铝表面氧面氧化膜化膜的实的实验探验探究究3.将一片未擦去氧化膜的铝片放将一片未擦去氧化膜的铝片放入入20 mL 0.5 molL1的的CuSO4溶液中，观溶液中，观察铝片表面现象察铝片表面现象现象：无明显现象现象：无明显现象解释：氧化膜的存在解释：氧化膜的存在阻碍了铝与盐溶液的阻碍了铝与盐溶液的反应反应4.取上一步中的铝片，用水冲洗后，放入取上一步中的铝片，用水冲洗后，放入盛有盛有3 mL 6.0 molL1 NaOH溶液的试管溶液的试管中，中，12 min后取出铝片，洗净，放入后取出铝片，洗净，放入20 mL 0.5 molL1硫酸铜溶液中硫酸铜溶液中现象：现象同步骤现象：现象同步骤2解释：铝片表面的氧解释：铝片表面的氧化膜被破坏化膜被破坏5.将另一擦去氧化膜的铝片放入盛将另一擦去氧化膜的铝片放入盛有有3 mL浓硝酸的试管中，观察现象浓硝酸的试管中，观察现象。1 min后取出铝片，用水洗净，再放后取出铝片，用水洗净，再放入入20 mL 0.5 molL1 CuSO4溶液的试管中溶液的试管中现象：无明显现象现象：无明显现象解释：铝在浓硝酸中解释：铝在浓硝酸中钝化，表面生成一层钝化，表面生成一层致密的氧化物保护膜致密的氧化物保护膜培养培养明矾明矾晶体晶体1.向向250 mL烧杯中加入烧杯中加入120 mL比室比室温高温高1020 的水，分批加入明矾的水，分批加入明矾晶体，用玻璃棒搅拌，至晶体不再晶体，用玻璃棒搅拌，至晶体不再溶解为止。待溶液自然冷却到比室溶解为止。待溶液自然冷却到比室温高温高35 时，将溶液倒入另一只时，将溶液倒入另一只烧杯中，用硬纸板盖好，静置过夜烧杯中，用硬纸板盖好，静置过夜现象：烧杯中有白色现象：烧杯中有白色晶体析出晶体析出原因：饱和溶液在冷原因：饱和溶液在冷却时析出晶体却时析出晶体2.从烧杯中选取从烧杯中选取2粒形状规则的小晶粒形状规则的小晶体作为晶核，将所选的晶核用细线体作为晶核，将所选的晶核用细线轻轻系好轻轻系好 培养培养明矾明矾晶体晶体3.把步骤把步骤1中配制的明矾溶液倒中配制的明矾溶液倒入另一只烧杯中，注意不要将入另一只烧杯中，注意不要将已结晶出来的明矾倒出，再向已结晶出来的明矾倒出，再向溶液中加入适量明矾，加热使溶液中加入适量明矾，加热使其成为比室温高其成为比室温高1020 的饱的饱和溶液。待溶液开始自然冷却和溶液。待溶液开始自然冷却时，将小晶体悬挂在烧杯的中时，将小晶体悬挂在烧杯的中央，用硬纸板盖好烧杯，静置央，用硬纸板盖好烧杯，静置过夜过夜现象：取出小晶体，发现现象：取出小晶体，发现晶体变大晶体变大原因：饱和溶液在冷却时原因：饱和溶液在冷却时成为过饱和溶液，有溶质成为过饱和溶液，有溶质在小晶体上结晶在小晶体上结晶4.每天把用细线系着的明矾晶体每天把用细线系着的明矾晶体取出，重复步骤取出，重复步骤3的操作的操作现象：晶体逐渐长大现象：晶体逐渐长大原因：不断有明矾晶体析原因：不断有明矾晶体析出，并在小晶体上结晶出，并在小晶体上结晶点拨二、铝热反应实验点拨二、铝热反应实验1.基本原理基本原理(1)基本原理：基本原理： 铝是较活泼的金属，在一定条件下能与某些金属氧化物反应，铝是较活泼的金属，在一定条件下能与某些金属氧化物反应，将其中的金属置换出来。将其中的金属置换出来。(2)铝热反应：铝热反应：铝热剂：铝粉与金属氧化物铝热剂：铝粉与金属氧化物(如如Fe2O3、Cr2O3、V2O5等等)组组成的混合物。成的混合物。铝热反应：铝热剂在高温条件下的反应。铝热反应：铝热剂在高温条件下的反应。铝热法：铝热剂发生铝热反应制备金属的方法。铝热法：铝热剂发生铝热反应制备金属的方法。铝热反应的应用：铝热反应的应用：A.焊接钢轨；焊接钢轨；B.冶炼难熔金属冶炼难熔金属(如如Fe、Cr、V、Mn等等)。2.实验记录与结论实验记录与结论(1)实验准备：实验准备：将两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状，在其中一只纸漏斗的将两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状，在其中一只纸漏斗的底部剪一个小孔，用水润湿，再与另一个纸漏斗套在一起，底部剪一个小孔，用水润湿，再与另一个纸漏斗套在一起，有孔的纸漏斗置于内层有孔的纸漏斗置于内层(使纸漏斗每边都有使纸漏斗每边都有4层层)，架在铁架，架在铁架台的铁圈上，其下方放置盛有细沙的蒸发皿或铁盘。台的铁圈上，其下方放置盛有细沙的蒸发皿或铁盘。(2)实验现象：当反应被引发后，反应剧烈进行，放出大量实验现象：当反应被引发后，反应剧烈进行，放出大量的热，发出耀眼的白光和美丽的焰火；从漏斗底部流出火的热，发出耀眼的白光和美丽的焰火；从漏斗底部流出火红的液滴，在坩埚内的沙中冷却为黑色固体，该固体可被红的液滴，在坩埚内的沙中冷却为黑色固体，该固体可被磁铁吸引。磁铁吸引。典例剖析典例剖析某学校研究性学习小组设计实验探究铝等金属的性质：将一某学校研究性学习小组设计实验探究铝等金属的性质：将一小片久置铝片投入浓氯化铜溶液中，铝表面很快出现一层海小片久置铝片投入浓氯化铜溶液中，铝表面很快出现一层海绵状暗红色物质，接下来铝片上产生大量气泡，触摸容器知绵状暗红色物质，接下来铝片上产生大量气泡，触摸容器知溶液温度迅速上升，收集气体，检验其具有可燃性。若用同溶液温度迅速上升，收集气体，检验其具有可燃性。若用同样的铝片投入同浓度的硫酸铜溶液中，在短时间内铝片无明样的铝片投入同浓度的硫酸铜溶液中，在短时间内铝片无明显变化。显变化。(1)铝与氯化铜溶液能迅速反应，而与同浓度的硫酸铜溶液在短铝与氯化铜溶液能迅速反应，而与同浓度的硫酸铜溶液在短时间内不反应的原因可能是时间内不反应的原因可能是_。(填序号填序号)A.铝与铝与Cl反应，铝与反应，铝与 不反应不反应B.氯化铜溶液酸性比同浓度的硫酸铜溶液酸性强氯化铜溶液酸性比同浓度的硫酸铜溶液酸性强C.硫酸铜水解生成硫酸使铝钝化硫酸铜水解生成硫酸使铝钝化D.氯离子能破坏氧化铝表面薄膜，而硫酸根离子不能氯离子能破坏氧化铝表面薄膜，而硫酸根离子不能E.生成氯化铝溶于水，而生成硫酸铝不溶于水生成氯化铝溶于水，而生成硫酸铝不溶于水(2)铝片表面出现的暗红色物质是铝片表面出现的暗红色物质是_。(3)放出的气体是放出的气体是_，请从有关物质的浓度、能量、是否，请从有关物质的浓度、能量、是否有电化学作用等分析开始阶段产生气体的速率不断加快的原因有电化学作用等分析开始阶段产生气体的速率不断加快的原因是是_。(4)某同学通过一定的实验操作，也能使铝片与硫酸铜溶液反应某同学通过一定的实验操作，也能使铝片与硫酸铜溶液反应加快，他采取的措施可能是加快，他采取的措施可能是_。A.用砂纸擦去铝片表面的氧化膜后投入硫酸铜溶液中用砂纸擦去铝片表面的氧化膜后投入硫酸铜溶液中B.把铝片投入热氢氧化钠溶液中一段时间后，取出洗涤，再投把铝片投入热氢氧化钠溶液中一段时间后，取出洗涤，再投入硫酸铜溶液中入硫酸铜溶液中C.向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液，再投入铝片向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液，再投入铝片D.在铝片上捆上几枚铜钉后投入同浓度的硫酸铜溶液中在铝片上捆上几枚铜钉后投入同浓度的硫酸铜溶液中(5)除去氧化铝的铝片与镁片为电极，在除去氧化铝的铝片与镁片为电极，在X电解质溶液中构成原电解质溶液中构成原电池，列表如下：电池，列表如下：其中正确的是其中正确的是_(填序号填序号)，由此推知，金属作电极不仅，由此推知，金属作电极不仅与本身性质相关，而且与与本身性质相关，而且与_有关。有关。解析解析(1)同浓度的氯化铜溶液和硫酸铜溶液，阳离子相同，阴同浓度的氯化铜溶液和硫酸铜溶液，阳离子相同，阴离子不同，前者能与铝反应而后者不能，说明是阴离子的影响。离子不同，前者能与铝反应而后者不能，说明是阴离子的影响。在硫酸铜溶液与铝片反应的试管里加入少量氯化铜溶液，若反在硫酸铜溶液与铝片反应的试管里加入少量氯化铜溶液，若反应加快了，说明上述推断正确。应加快了，说明上述推断正确。(2)由暗红色可判断是铜单质。由暗红色可判断是铜单质。(3)产生大量气泡，温度迅速上升，气体具有可燃性，可知铝与产生大量气泡，温度迅速上升，气体具有可燃性，可知铝与H反应生成反应生成H2。(4)由由(1)中选项中选项D可知，使铝能与铜反应的关键可知，使铝能与铜反应的关键是去除氧化膜。是去除氧化膜。(5)在碱性溶液中，铝的活动性强于镁，铝作负在碱性溶液中，铝的活动性强于镁，铝作负极。在酸性溶液中，镁的活动性强于铝，镁作负极。由于铝与极。在酸性溶液中，镁的活动性强于铝，镁作负极。由于铝与浓硝酸钝化，在浓硝酸中，镁作负极。浓硝酸钝化，在浓硝酸中，镁作负极。答案答案(1)D(2)Cu(3)H2随着反应进行生成铝离子浓度增大，水解程度增大，随着反应进行生成铝离子浓度增大，水解程度增大，产生产生H的浓度增大，的浓度增大，该反应放热，升高温度反应加快，该反应放热，升高温度反应加快，铜与铝构成原电池，加快铝溶解铜与铝构成原电池，加快铝溶解(4)A、B(5)A电解质性质电解质性质跟踪训练跟踪训练某课外小组对一些金属单质和化合物的性质进行探究。某课外小组对一些金属单质和化合物的性质进行探究。下表为下表为“铝与氯化铜溶液反应铝与氯化铜溶液反应”实验报告的一部分：实验报告的一部分：实验步骤实验步骤实验现象实验现象将打磨过的铝片将打磨过的铝片(过量过量)放入一放入一定浓度的定浓度的CuCl2溶液中溶液中产生气泡，析出疏松的红色固体，产生气泡，析出疏松的红色固体，溶液逐渐变为无色溶液逐渐变为无色反应结束后分离出溶液备用反应结束后分离出溶液备用 红色固体用蒸馏水洗涤后，红色固体用蒸馏水洗涤后，置于潮湿空气中置于潮湿空气中一段时间后固体由红色变为一段时间后固体由红色变为绿色绿色设其主要成分为设其主要成分为Cu2(OH)2CO3(1)按反应类型各写出一个实验中发生反应的化学方程式按反应类型各写出一个实验中发生反应的化学方程式(是离子是离子反应的只写离子方程式反应的只写离子方程式)置换反应置换反应_；化合反应化合反应_。(2)用石墨作电极，电解上述实验分离出的溶液，两极产生气泡。用石墨作电极，电解上述实验分离出的溶液，两极产生气泡。持续电解，在阴极附近的溶液中还可以观察到的现象是持续电解，在阴极附近的溶液中还可以观察到的现象是_。解释此现象的离子方程式是解释此现象的离子方程式是_。