镁铝导学案

第3讲铝及其重要化合物[考纲解读]了解铝及其重要化合物的主要性质和应用。

考点一铝1．铝的结构和存在铝位于元素周期表______________，原子结构示意图为________________。

铝元素在地壳中含量丰富，仅次于____。

自然界中的铝全部以________态存在。

2．金属铝的物理性质________色有金属光泽的固体，有良好的____________、__________和传热性等，密度较小，质地柔软。

3．金属铝的化学性质根据下列转化关系，完成化学方程式。

①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________；④________________________________________________________________________；⑤________________________________________________________________________；⑥________________________________________________________________________；⑦________________________________________________________________________。

1．金属铝是活泼的金属，能与酸反应，为什么能用铝槽储运浓H2SO4或浓HNO3?2．实验室能否用硫化物与铝盐溶液混合制取Al2S3？用离子方程式说明原因。

3．金属铝与酸、碱反应的本质及定量计算(1)铝与酸、碱反应的实质是什么？氧化剂是什么？(2)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是多少？为什么？(3)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，产生H 2的体积之比是多少？为什么？(4)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl 、NaOH 溶液中，二者产生的H 2相等，则HCl 和NaOH 的物质的量浓度之比是多少？为什么？ (5)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L －1的盐酸和NaOH 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V (甲)∶V (乙)＝1∶2，则加入铝粉的质量为( ) A ．5.4 gB ．3.6 gC ．2.7 gD ．1.8 g铝与酸、碱反应生成H 2的量的关系铝与酸、碱反应的化学方程式分别为2Al ＋6HCl===2AlCl 3＋3H 2↑、2Al ＋2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑。

从化学方程式可以看出Al 与酸、碱反应时生成H 2的实质都是Al ――→失3e －Al 3＋，所以无论与酸还是与碱反应，Al 与H 2的关系都是2Al ～3H 2。

(1)等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气体积比V HCl (H 2)V NaOH (H 2)＝1∶1。

(2)足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠反应，产生氢气的体积比为V HCl (H 2)V NaOH (H 2)＝1∶3。

(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠反应，产生氢气的体积比为13≤V HCl (H 2)V NaOH (H 2)≤11，则必定是①铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；②铝与氢氧化钠反应时，铝不足而氢氧化钠过量。

解题时应充分利用上述过量关系。

考点二 铝热反应1．本质 利用铝的还原性，将难熔金属从其氧化物中置换出来：________________________________________________________________________。

2．实验(以Al 和Fe 2O 3的反应为例)(1)实验步骤①把两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状，套在一起使四周都有四层。

把内层滤纸取出，在其底部剪一个孔，用水润湿，再套回架在铁圈上的纸漏斗上(如图所示)，下面放置一盛沙子的蒸发皿。

②把5 g 干燥的氧化铁粉末和2 g 铝粉混合均匀，放在纸漏斗上，上面加少量氯酸钾固体并在混合物中间插一根镁条。

③用燃着的小木条点燃镁条，观察发生的现象。

(2)实验现象：当外露部分镁条刚刚燃毕时，纸漏斗内的混合物________________，发出__________，产生大量的烟。

纸漏斗被烧破，有______________落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为____________。

(3)实验结论：在高温下，铝与氧化铁反应，放出__________________________________，化学方程式：_______________________________________________________________。

3．反应特点在高温下进行，反应迅速，放出大量的热。

新生成的金属单质呈液态且易与__________分离。

4．应用(1)在生产上，可用于________等。

(2)在冶金工业上用于______________。

5．铝热剂(1)在铝热反应中，反应混合物(铝、金属氧化物)称为__________。

(2)能与Al 组成铝热剂的金属氧化物常见的有________、__________、__________、________、________等。

考点三 铝的重要化合物 1．氧化铝(1)物理性质：____色固体，____溶于水，有很高的________________________________。

(2)化学性质两性氧化物—⎪⎪⎪――→与HCl 反应――→与NaOH 反应2．氢氧化铝(1)物理性质 色胶状不溶于水的固体，有较强的________性。

(2)化学性质(用化学方程式表示)②受热分解：_______________________________________________________________。

(3)制备向铝盐中加入NH 3·H 2O ，离子方程式为_________________________________________。

4．下列物质中既能跟稀硫酸反应，又能跟氢氧化钠溶液反应的是 ( ) ①NaHCO 3 ②(NH 4)2SO 3 ③Al 2O 3 ④Al(OH)3 ⑤Al A ．全部B ．只有①③④⑤C ．只有③④⑤D ．只有②③④⑤特别提醒 两性物质：两性物质指既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的化合物，包括Al 2O 3、ZnO 、Al(OH)3、Zn(OH)2、氨基酸、蛋白质等。

多元弱酸的酸式盐(如NaHCO 3、KHS 、KHSO 3、NaH 2PO 4等)及弱碱弱酸盐(如CH 3COONH 4、NH 4HS 等)也既能与强酸反应又能与强碱反应，但不能将它们称为两性物质。

5．下列各组物质的无色溶液，不用其他试剂即可鉴别的是________。

①NaOH 、AlCl 3 ②NaHCO 3、H 2SO 4 ③NaAlO 2、NaHSO 4 ④Na 2CO 3、HCl ⑤Na 2CO 3、NaHCO 3、Ca(OH)2 考点四 Al 3＋、Al(OH)3、AlO －2之间转化关系的应用6．写出上述转化的离子方程式。

7．试设计制备Al(OH)3的途径。

方案一 用铝盐(Al 3＋)制取Al(OH)3加入氨水至沉淀完全，一般不用NaOH 等强碱，为什么？ 方案二 用铝屑、烧碱、稀H 2SO 4制取Al(OH)3 方法一：Al ――→H 2SO 4Al 3＋――→NH 3·H 2OAl(OH)3； 方法二：Al ――→NaOHAlO －2――→CO 2Al(OH)3； 方法三：⎦⎥⎤Al ――→H 2SO 4Al 3＋Al ――→NaOH AlO －2――→H 2OAl(OH)3。

若甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备Al(OH)3。

规定必用的药品如下：350 g 70% H 2SO 4溶液，NaOH 固体240 g ，足量铝屑、水(不能用其他药品)。

甲、乙、丙用各自设计的方案制得Al(OH)3的质量分别是W 1、W 2、W 3。

三种实验方案如下： 甲：铝→加NaOH 溶液→加H 2SO 4溶液→W 1 g Al(OH)3 乙：铝→加H 2SO 4溶液→加NaOH 溶液→W 2 g Al(OH)3 丙：⎭⎪⎬⎪⎫铝→加H 2SO 4溶液铝→加NaOH 溶液→W 3 g Al(OH)3 试回答：(1)从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素分析，实验方案最合理的是________。

(2)三位学生制得的Al(OH)3，W 1、W 2、W 3其质量由大到小的顺序是___________________。

(3)制得Al(OH)3的最大质量是________。

用数形结合思想理解Al 3＋、Al(OH)3、AlO －2三者之间关系及相关计算1．把强碱溶液逐滴加入到铝盐(Al 3＋)溶液中至过量 (1)现象：先有白色沉淀产生，然后沉淀逐渐溶解。

(2)有关反应：A →B ：Al 3＋＋3OH －===Al(OH)3↓ B →D ：Al(OH)3＋OH －===AlO －2＋2H 2O (3)图像(4)有关计算①根据AlCl3和NaOH的量计算生成Al(OH)3的量②根据AlCl33NaOH的量n(NaOH)当NaOH不足时n(NaOH)＝3n[Al(OH)3]当NaOH过量时n(NaOH)＝3n(Al3＋)＋{n(Al3＋)－n[Al(OH)3]}＝4n(Al3＋)－n[Al(OH)3]【例1】向30 mL 1 mol·L－1的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4 mol·L－1的NaOH溶液，若产生0.78 g 白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为()A．3 mL B．7.5 mL C．15 mL D．17.5 mL2．把铝盐(Al3＋)溶液逐滴加入到强碱溶液中至过量(1)现象：先无明显现象，然后逐渐产生大量的白色沉淀。

(2)有关反应：A→B：Al3＋＋4OH－===AlO－2＋2H2OB→C：Al3＋＋3AlO－2＋6H2O===4Al(OH)3↓(3)图像3．在AlO－2溶液中逐滴加入强酸至过量(1)现象：先生成白色沉淀，随后沉淀逐渐溶解。