【高中化学】高中化学(人教版)必修1同步教师用书：第3章 第2节 课时2 铝的重要化合物

课时2 铝的重要化合物
1．掌握铝的重要化合物的主要性质及应用。

(重点) 2．了解铝的化合物相互转化的关系及图像。

(难点) 3．了解两性氧化物和两性氢氧化物的概念。

氧化铝
1．物理性质
色态溶解性熔点硬度白色固体难溶于水很高晶体时很大
Al2O3是两性氧化物，与酸或强碱都能反应生成盐和水。

3．用途
(1)冶炼金属铝的原料。

(2)良好的耐火材料。

【特别提醒】三类氧化物的比较
类型概念实例
碱性氧化物(都是
金属氧化物)
能与酸反应生成盐和
水的氧化物
Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O；
MgO＋H2SO4=== MgSO4＋H2O
两性氧化物
既能与酸反应生成盐
和水，又能与碱反应生
成盐和水的氧化物
Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O；
Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O 酸性氧化物(主要
是非金属氧化物)
能与碱反应生成盐和
水的氧化物
CO2＋2NaOH=== Na2CO3＋H2O；
SO3＋2KOH=== K2SO4＋H2O
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可以是酸性氧化物(如Mn2O7)。

[题组·冲关]
1．下列有关氧化物的叙述，正确的是()
A．金属氧化物都是碱性氧化物
B．酸性氧化物在常温、常压下都是气态
C．酸性氧化物都是非金属氧化物
D．碱性氧化物都是金属氧化物
【解析】Na2O2是金属氧化物，但不是碱性氧化物；P2O5、SiO2都是酸性氧化物，但是固态物质；Mn2O7是金属氧化物，但是酸性氧化物。

【答案】 D
2．下列说法正确的是()
【导学号：95432054】A．Al2O3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Al2O3是碱性氧化物
C．Al2O3能跟所有的酸、碱溶液反应
D．MgO中的杂质Al2O3可以用NaOH溶液除去
【解析】Al2O3虽难溶于水，但却是Al(OH)3对应的氧化物，可以根据Al2O3与Al(OH)3中Al的化合价相同判断；金属氧化物多数是碱性氧化物，但有些高价态的氧化物如Mn2O7却是酸性氧化物，Al2O3为两性氧化物；Al2O3与强碱溶液反应，但MgO与强碱不反应。

【答案】 D
氢氧化铝及其盐
教材整理1 氢氧化铝的性质及应用
1．物理性质
颜色状态：白色胶状固体；
溶解性：难溶于水；能吸附色素。

2．化学性质
(1)
(2)不稳定性：受热易分解：2Al(OH)3=====△
Al 2O 3＋3H 2O 。

3．实验室制法
4．用途
(1)能凝聚水中的悬浮物并能吸附色素，可用来净水。

(2)利用其弱碱性，可用作胃酸中和剂。

教材整理2 硫酸铝钾
1．电离方程式
KAl(SO 4)2===K ＋＋Al 3＋＋2SO 2－4。

2．明矾
(1)化学式：KAl(SO 4)2·12H 2O 。

(2)物理性质：无色晶体，可溶于水。

(3)用途：作净水剂，原因是其在水中生成Al(OH)3胶体，可以和悬浮于水中的泥沙形成絮状不溶物沉降下来。

[探究·升华]
[思考探究]
Al(OH)3的两性实验探究
(1)若在可溶性铝盐中逐滴滴入氨水至过量，现象是什么？写出有关离子方程式。

【提示】 生成白色胶状沉淀，Al 3＋＋3NH 3·H 2O===Al(OH)3↓＋3NH ＋4。

(2)若在可溶性铝盐溶液中逐滴滴入NaOH 溶液至过量，可以观察到什么实验现象？若将上述反应分为两个过程，试写出离子反应方程式。

【提示】 Al 3＋首先和OH －反应生成Al(OH)3沉淀，随着NaOH 溶液的加入，
Al(OH)3又和过量的NaOH溶液反应，生成NaAlO2。

故可观察到先产生白色沉淀，然后沉淀逐渐消失：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O。

(3)若向NaAlO2溶液中逐滴滴入稀盐酸至过量，能观察到什么现象？请写出对应的离子方程式。

【提示】当向NaAlO2溶液中滴加稀盐酸时，AlO－2先与H＋反应生成Al(OH)3沉淀，当溶液中的AlO－2完全转化为Al(OH)3后，再滴加稀盐酸时，生成的Al(OH)3又与过量的盐酸反应生成AlCl3，故观察到的现象为：溶液中先产生白色沉淀，然后沉淀消失，有关离子方程式为AlO－2＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋3H ＋===Al3＋＋3H2O。

(4)若向NaAlO2溶液中通入过量CO2，有什么现象？写出有关离子方程式。

【提示】有白色沉淀生成，AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3。

[认知升华]
“铝三角”的转化关系
[题组·冲关]
题组1Al(OH)3及其盐的性质与应用
1．下列物质中既能与稀硫酸反应，又能与NaOH溶液反应的化合物是()
【导学号：95432055】
①NaHCO3②Al2O3③Al(OH)3
④Al⑤(NH4)2CO3
A．③④B．①②③⑤
C．①③④D．全部
【答案】 B
2．以氧化铝为原料制取氢氧化铝，最好的方法是()
A．将氧化铝溶于水
B．将氧化铝先溶于盐酸中，之后滴加氨水
C．将氧化铝先溶于盐酸中，之后滴加氢氧化钠溶液
D．将氧化铝溶于氢氧化钾
【解析】A项，Al2O3难溶于水；C项，滴加NaOH的量不好控制；D项，Al2O3与KOH反应生成KAlO2。

【答案】 B
3．下列试剂中能用来分离MgCl2和AlCl3的是()
【导学号：95432056】A．氨水和盐酸
B．NaOH溶液、盐酸和CO2
C．NaCl溶液和盐酸
D．Na2SO4溶液和盐酸
【答案】 B
题组2Al(OH)3沉淀的有关图像分析
4．向用HCl酸化过的AlCl3溶液中逐滴滴入NaOH溶液，图中能正确表示这个反应的是()
【解析】向AlCl3溶液中逐滴滴入NaOH溶液，先生成白色沉淀，再加入NaOH溶液，沉淀逐渐溶解，最后完全消失，生成1 mol Al(OH)3需3 mol NaOH，溶解1 mol Al(OH)3需1 mol NaOH，NaOH的用量应是3∶1，A、B错误，用HCl 酸化过的AlCl3溶液中含有酸，加入NaOH溶液先中和溶液中的酸，然后才生成Al(OH)3沉淀，故C也是错误的。

【答案】 D
5．向20 mL某浓度的AlCl3溶液中滴加2 mol/L的NaOH溶液，所得的沉淀质量与加入NaOH溶液的体积之间的关系如下图所示：【导学号：95432057】
(1)图中A点表示的意义是_______________________________________。

(2)最大沉淀量为________g。

(3)B点表示的意义是____________________________________________。

(4)所用AlCl3溶液的物质的量浓度是________。

(5)当所得沉淀量为0.39 g时，用去NaOH溶液的体积是________mL或________mL。

【解析】本题是AlCl3与NaOH反应与图像相结合的问题，考查了大家对图像的解读能力、分析问题能力、计算能力等。

本题解决的关键是明确NaOH 溶液逐滴加入到AlCl3溶液中的反应情况：开始AlCl3与NaOH反应生成Al(OH)3沉淀，NaOH的量逐渐增多，Al(OH)3的量逐渐增大，当将AlCl3恰好完全沉淀时，Al(OH)3沉淀达到最大量，随后再加NaOH，沉淀量又逐渐减少直至消失。

由于A→B消耗的氢氧化钠为0.01 mol，则n(AlCl3)＝0.01 mol，A处生成Al(OH)3 0.78 g，所用AlCl3的物质的量浓度为0.5 mol·L－1。

(5)当NaOH溶液不足时，生成0.39 g Al(OH)3所需NaOH的物质的量为0.015 mol，当NaOH溶液过量时，还剩余0.39 g Al(OH)3共消耗NaOH 0.035 mol，NaOH 溶液的体积分别为7.5 mL和17.5 mL。

【答案】(1)AlCl3与NaOH恰好完全反应，得到最大沉淀量(2)0.78
(3)Al(OH)3与NaOH恰好完全反应生成NaAlO2，沉淀完全溶解(4)0.5 mol·L －1(5)7.517.5
【题后归纳】Al(OH)3的有关图象分析
(1)向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量
(2)向NaAlO2溶液中滴加盐酸至过量
(3)其他图象
①向含1 mol AlCl3的溶液中加入氨水至过量
②向含1 mol NaAlO2的溶液中通入CO2至过量
③向含MgCl2、AlCl3各1 mol的混合溶液中加入氢氧化钠溶液至过量
高中化学解题技巧全汇总
化学热点题型分析
化学计算
在高中化学中，计算题的主要功能是考查考生掌握基础知识的广度和熟练程度以及知识的系统性。

这类题目考查的形式既有直接的简单化学计算和间接的应用化学原理推算，常见的方法有假设法、关系式法、差量法、守恒法等。

化学反应图像
化学反应图像题的特征是将一些关键的信息以图像、图表的形式给出，把题目中的化学原理抽象为数学问题，目的是考查考生从图像、图表中获得信息、处理和应用相关信息的能力以及对图像、图表的数学意义和化学意义之间对应关系的转换运用能力。

实验仪器的创新
实验仪器的创新使用一般体现为三个“一”：一个装置的多种用途、一种用途的多种装置和一种仪器的多种用法，该类试题主要考查考生的思维发散能力。

化学热点方法聚焦
化学计算中的4种常用方法
一、假设法
所谓假设法，就是假设具有某一条件，推得一个结论，将这个结论与实际情况相对比，进行合理判断，从而确定正确选项。

1.极端假设法
主要应用：(1)判断混合物的组成。

把混合物看成由某组分构成的纯净物进行计算，求出最大值、最小值，再进行讨论。

(2)判断可逆反应中某个量的关系。

把可逆反应看作向左或向右进行到底的情况。

(3)判断可逆反应体系中气体的平均相对分子质量大小的变化。

把可逆反应看成向左或向右进行的单一反应。

(4)判断生成物的组成。

把多个平行反应看作单一反应。

2.状态假设法
状态假设法是指在分析或解决问题时，根据需要，虚拟出能方便解题的中间状态，并以此为中介，实现由条件向结论转化的思维方法。

该方法常在化学平衡的计算中使用。

3.过程假设法
过程假设法是指将复杂的变化过程假设为(或等效为)若干个简单的、便于分析和比较的过程，考虑等效状态的量与需求量之间的关系，进而求解的方法。

该方法在等效平衡的计算中使用概率非常高。

4.变向假设法
变向假设法指在解题时根据需要改变研究问题的条件或结论，从一个新的角度来分析问题，进而迁移到需要解决的问题上来，从而得到正确的答案。

二、关系式法
在多步反应中，关系式法可以把始态的反应物与终态的生成物之间的“物质的量”关系表示出来，把多步计算简化成一步计算。

正确书写关系式是用关系式法解化学计算题的前提。

1.根据化学方程式找关系式
特点：在多步反应中，上一步反应的产物即是下一步反应的反应物。

2.通过化学反应方程式的叠加找关系
适用于多步连续反应或循环反应。

方法：将其中几个有关联的化学反应方程式进行适当变形(改变化学计量数)，然后相加，消去中间产物，即得总的化学反应方程式。

三、差量法
差量法解题的关键是正确找出理论差量。

其解题步骤如下：
(1)分析题意：分析化学反应中各物质之间的数量关系，弄清引起差值的原因。

(2)确定是否能用差量法：分析差值与始态量或终态量之间是否存在比例关系，以确定是否能用差量法。

(3)写出正确的化学反应方程式。

(4)根据题意确定“理论差量”与题中提供的“实际差量”，列出比例关系，求出答案。

四、守恒法
“守恒法”利用物质变化过程中某一特定的量固定不变来列式求解。

它的优点是用宏观的统揽全局的方式列式，不去探求某些细枝末节，直接抓住其中特有的守恒关系，快速建立算式，简捷巧妙地解答题目。

常用的方法有质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒等。

1.质量守恒
依据：化学反应中反应物的总质量与生成物的总质量相等。

2.电子得失守恒
依据：氧化还原反应中得失电子数一定相等。

应用：氧化还原反应和电化学的有关计算。

3.电荷守恒
依据：反应前后参加反应的离子所带的电荷总量不变(或在电解质溶液中阴、阳离子所带的负、正电荷总数相等)。

方法：首先要确定体系，并找出体系中阴、阳离子的种类，每个离子所带的电荷数及其物质的量；然后根据阴、阳离子所带的电荷总数相等列出计算式。

应用：溶液中离子浓度关系的推断，也可用于有关量的计算。

化学反应图像题的解题方法
一、离子反应图像
考查知识点：根据图像考查反应发生的先后顺序、书写离子反应方程式、分析溶液的成分、离子的共存与推断、计算反应物的量或由离子反应画出相应的图像等。

实质：离子反应图像问题，归根结底，考查的实质仍然是离子反应和离子共存问题。

1.离子反应图像
溶液中存在多种还原剂(或氧化剂)，加入同一种氧化剂(或还原剂)时，必须按照“强者先行”的原则，考虑反应的先后顺序。

只有当“强”的反应完后，“弱”的才能发生反应。

2.离子共存及离子计算图像
离子共存图像要谨防离子共存的陷阱，特别要注意一些隐含条件和隐性关系；离子计算的前提是掌握离子反应方程式的书写，特别要注意物质间量的关系，遵循三大守恒原则和溶液电中性原则。

二、化学平衡图像
化学平衡图像是中学化学基础图像知识的一个重要方面，它能把抽象的化学平衡理论形象直观地表述出来。

化学平衡图像题是高考必考题型之一，根据图像坐标表示的意义，将常考的化学平衡图像分成如下三类。

1.量值-时间图像
图像中的纵、横轴分别代表物质的数量(如浓度、百分含量、转化率、产率等)与反应时间(过程)，将可逆反应中物质的数量随时间的变化体现在图像中。

该类题解答时要明确曲线“走势”代表的意义，并由此确定反应进行的方向，再进一步确定改变的条件。

千万要注意此类图像中可能出现的“交点”并不代表平衡点，只有某种量值不随时间改变时的点才是平衡点。

2.量值-条件图像
将物质或反应体系的某种量值与温度、压强、浓度、催化剂中的某一种之间的关系，反映在图像中。

解答时首先要仔细观察图像，找出相关量值间的变化关系，然后将图像中的这种对应关系与理论知识进行对照，分析其是否符合理论上推导出来的关系，最后确定答案。

3.量值-时间-条件图像
该类图像反映的是某一物质的量值(如浓度、转化率、产率、百分含量等)与一种或两种外界条件(温度、压强、催化剂)随时间的变化关系。

其图像构成的特征是图像中有一表明反应已达到平衡的突变点(平衡点、最大值、最小值)。

解题思路：依建立平衡所需时间的长短→反应速率的相对大小(时间短速率大)→确定影响反应速率的不同条件间的关系(反应速率大条件强)→再根据物质量值的变化判断平衡的移动方向，由此得出的移动方向应与由勒夏特列原理确定的方向一致。

三、电化学图像
近年高考中对电化学的考查出现了新的变化,以装置图为载体来考查电化学的相关知识，成为近年高考的新亮点。

1.原电池和电解池的工作原理
破解关键：正、负极或阴、阳极的判断。

2.原电池与电解池的互变
原电池与电解池可以相互转化，利用这一原理可以制造二次电池。

二次电池中，放电时是原电池，充电时是电解池，放电时的负极反应与充电时的阴极反应相反，放电时的正极反应与充电时的阳极反应相反。

化学实验的创新探究
一、球形干燥管的创新使用
1.A装置为尾气吸收装置，用来防倒吸，原理类似于倒置在水中的漏斗。

2.B装置为简易的过滤器，可净化天然水。

如果去掉上边两层，可用活性炭对液体中的色素进行吸附。

3.C装置是一微型反应器。

该装置既可节约药品，又可防止污染。

如铜丝在该装置中燃烧时，Cl2封闭在干燥管内，实验结束后剩余的Cl2不仅可以用水吸收，还可以观察CuCl2溶液的颜色。

4.D装置为一简易的启普发生器，可用于H2、CO2等的制取。

5.E装置起干燥、除杂或缓冲气流的作用。

二、仪器连接的创新与改进
1.仪器巧妙连接，取代启普发生器
2.仪器创新连接，防止尾气倒吸
(1)倒立漏斗式：这种装置可以增大气体与吸收液的接触面积，有利于吸收液吸收气体。

当易溶性气体被吸收液吸收时，导管内压强减小，吸收液上升到漏斗中。

由于漏斗容积较大，导致烧杯中的液面下降，使漏斗口脱离烧杯中的液面，漏斗中的吸收液受自身重力的作用又流回烧杯内，从而防止吸收液倒吸。

(2)肚容式：当易溶于吸收液的气体被吸收液吸收后，导气管内压强减小，使吸收液倒吸进干燥管中，吸收液受自身重力的作用又流回烧杯内，从而防止吸收液倒吸。

这种装置与倒立漏斗式的功能类似。

(3)蓄液式：当吸收液发生倒吸时，倒吸进来的吸收液被预先设置的蓄液装置贮存起来，以防止吸收液进入受热仪器或反应容器中。

(4)脱离式：因导管没有与液体接触，从而无法产生倒吸。

(5)液防式：通过改变试剂的方法达到防倒吸的目的。

如吸收HCl时，HCl不溶于四氯化碳而无法倒吸，HCl从四氯化碳中逸出进入水中而溶解。