铝及其化合物

一. 本周教学内容：铝及其化合物

1、铝

2、氧化铝

3、氢氧化铝

二. 重点、难点：

1、掌握铝及其重要化合物的性质和用途。

2、掌握Al2O3、Al（OH）3的两性。

3、掌握运用氢氧化铝的两性解决判断溶液中离子共存、推断物质的方法及有关计算和图象问题的方法。

三.复习过程

（一）铝

1、铝的原子结构

分析：铝位于元素周期表中第三周期ⅢA族，易失去3个电子形成铝离子，所以铝具有强还原性。

2、物理性质及用途

（1）物理性质：铝是一种银白色金属、有金属光泽，密度较小、熔点较低、硬度较小，具有良好的导电、导热性和延展性，具有一定的强度，在空气中具有很好的耐腐蚀性。

（2）用途：

物理性质

用途

良好的导电性

铝电缆

良好的导热性

制炊具、热交换器

银白色光泽

制银漆

密度较小

制航空用的合金、航天器材

反光性强

高质量的反射镜、卫星信号接收器

良好的延展性

极薄的铝箔

耐低温

抗低温的材料

3、化学性质

（1）与氧气反应

铝是一种活泼的金属，常温下被氧气氧化，在表面形成一层致密氧化层，阻止内部的金属继续与氧气反应，所以铝具有很强的抗腐蚀能力。铝去膜在纯氧中的反应现象：继续燃烧发出耀眼的白光。

（2）与酸反应

铝与稀盐酸（或稀硫酸）反应的离子方程式：2Al 6H =2Al 3 3H2↑

铝与稀硝酸反应的离子方程式：Al 4H NO3?D= A l 3 NO↑ 2H2O

常温下，铝在浓硝酸、浓硫酸中发生钝化。这种钝化是金属与酸发生化学反应的结果，具体地说是酸将金属氧化生成了一层致密而又坚硬的氧化物薄膜，将金属与酸隔离开，化学反应不再发生。

（3）与强碱溶液反应：

铝与NaOH溶液反应的离子方程式：2Al 2OH?D 2H2O=2AlO2?D 3H2↑

反应中H2O作氧化剂，转移电子数为6e?D，NaOH并未充当氧化剂。铝是一种既能与酸反应又能与碱反应的金属，相同物质的量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠反应，放出的氢气一样多。

（4）铝热反应

铝与某些难熔金属氧化物的反应称为铝热反应，铝粉和氧化铁的混合物称为铝热剂。

2Al Fe2O3 2Fe Al2O3

氧化铁粉末和铝粉剧烈反应，放出大量的热，发出耀眼的光芒。纸漏斗下部被烧穿，有黑色物质落入沙中。铝热反应能够进行的原因是：铝具有强还原性，且反应放出大量的热。铝热反应属于置换反应，常用于焊接金属、冶炼熔点高的金属如：钒、铬、锰等。

4、铝的冶炼和海水提镁

（1）铝的冶炼

②电解熔融氧化铝制取铝

（2）海水提镁

CaO CO2↑

CaO H2O=Ca（OH）2

Ca（OH）2 MgCl2=Mg（OH）2↓ CaCl2

Mg（OH）2 2HCl=MgCl2 2H2O

MgCl2 Mg Cl2↑

【思考】六水氯化镁在氯化氢气氛中加热的原因：在干燥的HCl气流中，抑制了MgCl2的水解，且带走了MgCl2•6H2O受热产生的水气。

（二）氧化铝

氧化铝是白色、不溶于水的固体，熔点高，硬度大。是一种良好的耐火材料，可以用来制造耐火坩埚，耐火管和耐高温的实验仪器。氧化铝是典型的两性氧化物。

1、制取：

【思考】氯化铝溶液加热至干灼烧得到氧化铝的原因：加热促使氯化铝的水解平衡右移，氯化氢受热挥发，使水解平衡不断右移直至完全得到氢氧化铝，氢氧化铝受热分解得到氧化铝。

2、两性氧化物的性质

（1）溶于强酸生成盐和水：Al2O3 6H =2Al 3 3H2O

（2）溶于强碱生成盐和水：Al2O3 2 = H2O

（三）氢氧化铝

氢氧化铝是不溶于水的白色胶状物质。能凝聚水中的悬浮物，吸附色素，可用于净水。

1、氢氧化铝的两性

H AlO Al（OH）3 Al3 3OH－

（酸式电离） （碱式电离）

分析：加入大量H （或OH－），平衡右移（或左移）；当H （或OH－）浓度不大时，对平衡的移动影响不大，故Al（OH）3溶于强酸或强碱，不溶于弱酸或弱碱。

（2）与强酸反应生成盐和水：Al（OH）3 3H ====Al3 3H2O

（3）与强碱反应生成盐和水：Al（OH）3 OH－====AlO

离子方程式：Al3 3OH－====Al（OH）3↓ Al（OH）3 OH－====AlO

离子方程式：Al3 3NH3?H2O====Al（OH）3↓ 3NH现象：立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→沉淀消失

图象：

离子方程式：AlO

离子方程式：2AlO CO2 3H2O====2Al（OH）3↓ CO ，Al（OH）3与CO2、H2O不反应。

（5）在适量强碱性溶液中逐滴加入铝盐溶液至过量

离子方程式：Al3 4OH－====AlO 6H2O====4Al（OH）3↓

（6）在适量强酸性溶液中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量

现象：局部产生白色沉淀→振荡消失→白色沉淀→渐多→最多

图象：

离子方程式：AlO 6H2O====4Al（OH）3↓

【规律总结1】“先沉淀后溶解”的化学反应：

（1）可溶性铝盐中滴加强碱至过量

（2）在偏铝酸盐溶液中滴加盐酸至过量

（3）澄清石灰水中通入CO2（或SO2 ）至过量

（4）AgNO3溶液中滴加氨水至过量

（5）Fe（OH）3胶体或Al（OH）3胶体中滴加强酸至过量，胶体先聚沉，然后沉淀溶解

（6）硅酸胶体中滴加强碱至过量，胶体先聚沉，然后沉淀溶解。

【规律总结2】滴定顺序不同，实验现象不同，实验结果不同的化学反应

（1）盐酸和碳酸钠溶液

（2）氯化铝溶液和氢氧化钠溶液

（3）偏铝酸钠溶液和盐酸溶液

（4）硝酸银溶液和氨水

（5）磷酸溶液和澄清石灰水

【规律总结3】可溶性铝盐与强碱溶液反应的有关计算

（1）求产物Al（OH）3的量

当n（Al3 ）:n（OH－）≥1:3时，n[Al（OH）3]=（1/3）n（OH－）

当1:4＜n（Al3 ）:n（OH－）＜1:3时，n[Al（OH）3]=4n（Al3 ）-n（OH－）

当n（Al3 ）:n（OH－）≤1:4时， n[Al（OH）3] =0

（2）求反应物碱的量

当n[Al（OH）3]=n（Al3 ）时，n（OH-）=3n（Al3 ）

当n[Al（OH）3]＜n（Al3 ）时，若碱不足，n（OH－）=3n[Al（OH）3]，若碱过量，n（OH－）=4n（Al3 ）-n[Al（OH）3]

2、不稳定性

【典型例题】

例1. 将等物质的量的镁和铝相混合,取等质量该混合物四份,分别加到足量的下列溶液中,充分反应后,放出氢气最多的是（ ）

A. 3mol/L HCl B. 4mol/L HNO3

C. 8mol/L NaOH D. 18mol/L H2SO4

答案：A

例2. 甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol/L的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为甲:乙=1:2，则加入铝粉的质量为（ ）

A. 5.4g B. 3.6g C. 2.7g D. 1.6g

答案：A

例3. 若在加入铝粉能放出氢气的溶液中，分别加入下列各组离子，可能共存的是（ ）

A.NH4 、NO3-、CO32-、Na B.Na 、Ba2 、Mg2 、HCO3-C.NO3-、Ca2 、K 、Cl- D.NO3-、K 、AlO2-、OH-

答案：CD

例4. 已知Ba（AlO2）2可溶于水。下图表示的是向A12（SO4）3溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液时，生成沉淀的物质的量y与加入Ba（OH）2的物质的量x的关系。下列有关叙述正确的是

A. a?Db时沉淀的物质的量：A1（OH）3比BaSO4多

B. c?Dd时溶液中离子的物质的量：AlO2－比Ba2 多

C. a?Dd时沉淀的物质的量：BaSO4可能小于A1（OH）3

D. d?De时溶液中离子的物质的量：Ba2 可能等于OH－

答案：B、D

例5. 只用试管和胶头滴管无法区分的一组溶液是（ ）

A. KOH和AlCl3 B. MgCl2和氨水 C. NaAlO2和盐酸 D. Na2CO3和盐酸

答案：B

例6. 向20ml AlCl3溶液中滴入2 mol/LNaOH溶液时，得到Al（OH）3沉淀质量与所滴加NaOH溶液体积（mL）关系如下图所示：

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