高中化学 第三章 第二节 几种重要金属化合物（第2课时）学案 新人教版必修11

几种重要金属化合物（第2课时）【学习目标】1. 掌握铝的氧化物和氢氧化物的主要化学性质。2. 掌握Al(OH)3 的制备方法。【学习过程】Al占地壳总质量的7.7%，在所有元素中是第3位，在金属中为第1位，主要存在的形式为：铝土矿（Al2O3）、明矾石、长石、云母等。1. 氧化铝：Al2O3为白色粉末，不溶于，熔点2050，用作耐火材料，可用来制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器等。自然界中纯净的Al2O3为无色晶体，俗称刚玉。刚玉硬度仅次于金刚石，通常所说的是红蓝宝石是混有少量不同氧化物杂质的刚玉。Al2O3是既能与强酸反应生成盐和水，又能与强碱反应生成盐和水的两性氧化物。（1）氧化铝与盐酸反应的化学方程式：Al2O3+ 6HCl 2AlCl3 + 3H2O，离子方程式：Al2O36H2Al33H2O 。（2）氧化铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：Al2O3+ 2NaOH =2NaAlO2 +H2O，离子方程式：Al2O32OH2AlO2H2O。温馨提示：酸性氧化物：能跟碱起反应（不是氧化还原反应）生成盐和水的氧化物，叫做酸性氧化物。碱性氧化物：能够跟酸反应（不是氧化还原反应）生成盐和水的氧化物称为碱性氧化物两性氧化物：即能跟碱起反应（不是氧化还原反应）生成盐和水的氧化物又能能够跟酸反应（不是氧化还原反应）生成盐和水的氧化物称为两性氧化物。2氢氧化铝：（1）化学性质：两性：既能跟酸反应生成盐和水，又能跟强碱反应生成盐和水。氢氧化铝与盐酸反应的化学方程式：Al(OH)33HClAlCl33H2O，离子方程式：Al(OH)33HAl33H2O。氢氧化铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：Al(OH)3NaOHNaAlO22H2O ，离子方程式：Al(OH)3OHAlO22H2O。温馨提示：氢氧化铝两性的重要应用：用过量NaOH溶液检验Al3的存在；用过量NaOH溶液鉴别Al3和Mg2；用互滴法鉴别Al3与OH、AlO与H；用过量NaOH溶液和相应酸溶液分离Al3与Mg2、Fe3等离子或分离MgO、Al2O3。加热分解：2 Al(OH)3Al2O3+3H2O（2）制备：因为强碱(如NaOH)易与Al(OH)3反应，所以实验室不用强碱制备Al(OH)3，而用氨水。Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3NH4（3）用途：Al(OH)3是医用的胃酸中和剂的一种，由于其碱性不强，不至于对胃壁产生强烈刺激或腐蚀作用。由于Al(OH)3胶体具有吸附性，既能凝聚水中悬浮物，又能吸附色素，因此Al(OH)3可作净水剂和色素吸附剂。3.硫酸铝钾（KAl(SO4)212H2O）：硫酸铝钾常以十二水合物晶体的形式存在，俗名为明矾，明矾是无色晶体，易溶于水，可用作净水。明矾净水原理：明矾溶于水发生下列反应： KAl(SO4)2K+Al3+2SO42；Al3+水解生成Al(OH)3胶体，Al(OH)3胶体中胶粒有吸附水中悬浮杂质的作用，使其质量增大，沉降水底，达到净化水的目的。温馨提示：向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液和向NaAlO2溶液中滴加盐酸的比较 试剂内容向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量向NaAlO2溶液中加入盐酸至过量现象立即产生白色沉淀渐多最多渐少消失立即产生白色沉淀渐多最多渐少消失反应Al33OH=Al(OH)3Al(OH)3OH=AlO2H2OAlOHH2O=Al(OH)3Al(OH)33H=Al33H2O图像 可溶性铝盐与强碱溶液反应的有关计算 求产物Al(OH)3的量：当n(AI3+):n(OH)1:3时，n=(1/3)n(OH)；当1:4n(AI3+):n(OH)1:3时，n=4n(AI3+)-n(OH)；当n(AI3+):n(OH)1:4时，n=0。 求反应物碱的量：当n=n(AI3+)时，n(OH-)=3n(AI3+)；当nn(AI3+)时，若碱不足，n(OH)=3n，若碱过量，n(OH)=4n(AI3+)-n。【当堂检测】1. 下列说法正确的是()AAl2O3难溶于水，不跟水反应，所以它不是Al(OH)3对应的氧化物B因为Al2O3是金属氧化物，所以它是碱性氧化物CAl2O3能跟所有的酸碱溶液反应DAl2O3能跟强的酸碱溶液反应2. 欲从氯化镁固体中除去少量氯化铝，应进行下列哪些操作()加入过量氨水加入过量氢氧化钠溶液加入过量盐酸加入过量硫酸溶解过滤蒸发结晶A B C D3. 将NaOH溶液逐滴加入到用盐酸酸化的AlCl3溶液中，若用y轴表示Al(OH)3沉淀的量，x轴表示NaOH溶液的体积，下列图象正确的是()4. 某一固体物质可能由NaOH、AlCl3、MgCl2中的几种组成，将其一定量溶于水，有沉淀产生，在所得悬浊液中逐滴加入5 mol/L的盐酸，盐酸加入量与沉淀量的变化关系如图所示。图中M点表示已加入的盐酸体积，则M点的体积是()A70 mLB100 mL C120 mL D130 mL5. 向20 mL某物质的量浓度的AlCl3溶液中滴入2 molL1 NaOH溶液时，得到的Al(OH)3沉淀质量与所滴加NaOH溶液的体积(mL)关系如图所示，试回答下列问题：(1)图中A点表示的意义是_。(2)图中B点表示的意义是_。(3)上述两步反应用总的离子方程式可表示为_。(4)若溶液中有Al(OH)3沉淀0.39 g，则此时用去NaOH溶液的体积为_。答案与解析题号答案解析1DAl2O3虽然难溶于水，但是2Al(OH)3Al2O33H2O，Al2O3和Al(OH)3中Al的化合价相同，所以Al2O3是Al(OH)3对应的氧化物。金属氧化物与碱性氧化物是两个不同的概念，二者没有必然的联系。Al2O3是两性氧化物，Al2O3与强酸、强碱反应，与弱酸、弱碱不反应2B除杂的原则是不增、不减、易分和复原；用NaOH将Mg2和Al3转化为Mg(OH)2沉淀和溶液中的AlO；用盐酸将Mg(OH)2转化为MgCl2溶液3D当溶液中有H、Al3时，加入的OH先与H反应，后与Al3反应HOH=H2O，Al33OH=Al(OH)3，故开始加入NaOH时，无沉淀产生，随着NaOH的量增加，沉淀的量也逐渐增加，当NaOH加入到一定量时，沉淀量达到最大值，再加入NaOH，沉淀开始溶解NaOHAl(OH)3=NaAlO22H2O。形成沉淀与溶解沉淀所需NaOH体积比为31。综上所述，D项的图象符合题意4D由图示可看出Mg(OH) 2为 0.1 mol，它完全溶解用盐酸为40 mL，AlOHH2O=Al(OH)3，反应用盐酸为20 mL，则生成的Al(OH)3再溶解需盐酸为60 mL，所以M为304060130 mL5(1)生成Al(OH)3沉淀的最大值(2)Al(OH)3沉淀完全溶解于NaOH溶液成为NaAlO2溶液(3)Al34OH=AlO2H2O(4)7.5 mL或17.5 mL由图可知：随着NaOH溶液的加入，AlCl3溶液中发生Al3Al(OH)3AlO的转化。故A点表示得到Al(OH)3沉淀的最大值，B点表示Al(OH)3完全溶解，涉及的离子反应为：Al33OH=Al(OH)3；Al(OH)3OH=AlO2H2O；总的离子反应方程式为：Al34OH=AlO2H2O。要生成0.39 g Al(OH)3沉淀时有两种情况：AlCl3过量，此时nn(OH)，即： 2 molL1V103 LmL1，解得V7.5 mL。当NaOH相对过量时，NaOH使Al3全部生成Al(OH)3后，又使沉淀部分溶解，此时n4n(Al3)n(OH)，即：42 molL1V103 LmL1，解得V17.5 mL