《铝的氧化物和氢氧化物》 教案

铝的氧化物和氢氧化物

四都中学化学组 林惠琳

一、教学目标

1、知识与技能：

（1）掌握氧化铝和氢氧化铝的性质，加深对性质决定用途的认识。

（2）掌握两性氧化物和两性氢氧化物的概念，知道氧化铝是两性氧化物、氢氧化铝是两性氢氧化物。

（3）知道复盐的组成和明矾的净水作用。

2、过程与方法：

（1）通过对氧化铝、氢氧化铝性质的探究，初步培养发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力，并且逐步培养敢于质疑，勇于创新和合作精神等。

（2）体会化学的科学研究方法，养成从化学的角度观察、分析化学现象和进行化学知识的思维习惯。

3、情感态度与价值观：

（1）培养通过实验来研究物质性质的科学方法和严谨求实的科学态度。

（2）培养用实验来探究元素化合物性质的热情。

二、教学策略与手段

情景引入法、实验设计法、类比分析法

三、教学重难点

重点：1、两性氧化物及两性氢氧化物概念的理解

2、氧化铝、氢氧化铝与酸、与碱的化学反应方程式的书写

难点：两性氧化物与两性氢氧化物与碱的反应

四、教学过程

新课导入

展示蓝宝石、红宝石及铝土矿的图片，虽然宝石和铝土矿在价格上有着天壤之别，但从化学的角度看，他们拥有相同的主要成分：Al 2O 3，也就是我们今天这节课将要学习的铝的其中一种重要化合物；红宝石和蓝宝石是刚玉的一种，红宝石之所以显红色，是因为其含少量的铁和钛，蓝宝石之所以显蓝色是因其含少量的铬。铝土矿和刚玉都是氧化铝的天然存在形式。

新课教学

一、Al 2O 3的性质探究

通过观察图片，纯净的Al 2O 3为白色固体，难溶于水，通过上一节课的学习可知Al 2O 3的熔点高达2054。

C ，除此之外，Al 2O 3还是一种高硬度的化合物，性质决定用途，因此Al 2O 3常被用来做耐磨耐高温材料

（一）物理性质：白色固体，难溶于水，高熔点高硬度，常用作耐磨耐高温材料。 分析Al 2O 3的组成元素，可以判断它属于金属氧化物，而大多数的金属氧化物都属于碱 性氧化物，碱性氧化物能与酸反应生成盐和水，Al 2O 3也不例外，它可以和酸反应生成相应的盐和水。例如Al 2O 3与H 2SO 4反应生成Al 2（SO 4）3和H 2O ，生成的盐按照其所含阳离子进行分类，我们可以称其为铝盐，由Al 3+和相应的酸根离子组成。回顾从铝土矿中提取铝，我们又知道Al 2O 3能与NaOH 反应生成H 2O 和一种可溶于水的盐——偏铝酸钠（NaAlO 2），

绝大多数的盐是强电解质，它也不例外，从它的名称我们可以推断，该盐由Na +和 AlO 2—，

按其所含阴离子的种类，我们可以称其为偏铝酸盐。

通过以上对Al 2O 3的学习，我们知道它既能和酸反应生成盐和水，也能和碱反应也生成盐和水，回顾专题一，我们曾根据氧化物的反应特性对氧化物进行分类：能和酸反应生成盐和水的称为碱性氧化物；能和酸反应生成盐和水的称为碱性氧化物。Al 2O 3既符合了碱性氧化物的性质，也符合了酸性氧化物的性质，它应该属于哪类氧化物？

结论：氧化铝属于两性氧化物。

（二）化学性质：

1、与酸反应：Al 2O 3 +3H 2SO 4 === 2Al 2（SO 4）3 + 3 H 2O

2、与碱反应：Al 2O 3 +2NaOH === 2NaAlO 2+H 2O

酸 碱

两性氧化物：Al

3+ Al 2O 3 AlO 2—

总结：Al 2O 3属于两性氧化物，当它与酸反应时生成了铝盐，表现现出了碱性氧化物的性质，当它与碱反应时生成了偏铝酸盐，表现了酸性氧化物的性质。

二、Al(OH)3的性质探究

（一）物理性质：白色固体，难溶于水。

观察其化学式，初步判断其为碱，能和酸反应生成盐和水，例如，Al(OH)3能和HCl 反应生成AlCl 3和H 2O ，反应的过程中，H +和Al(OH)3中的氢氧根结合生成弱电解质水，而

剩下的Al 3+和Cl —组成可溶于水的铝盐，该反应是典型的复分解反应。

设问：Al 2O 3既能和酸反应也能和碱反应，表现出两性，Al(OH)3是否也能和碱反应，表现出类似Al 一样的两性呢？

类比Al 2O 3和NaOH 反应生成NaAlO 2和H 2O ，而Al(OH)3是Al 2O 3对应的水化物，因此推断Al(OH)3和NaOH 也生成了NaAlO 2和H 2O 。由此可见，Al(OH)3既能和酸反应生成盐和水，也能和碱反应生成盐和水。跟酸反应，体现了碱的性质；跟碱反应体现了酸的性质。它到底属于酸还是碱？

结论：Al(OH)3是两性氢氧化物

（二）化学性质

1、与酸反应：Al(OH)3+3HCl=== AlCl 3+3 H 2O

2、与碱反应：Al(OH)3+NaOH === NaAlO 2+2H 2O

两性氢氧化物：H ++AlO 2-+H 2O Al(OH)3 Al 3+ + 3OH -

酸式电离 碱式电离

总结：Al(OH)3是两性氢氧化物，当与酸反应，表现碱的性质，提供氢氧根，生成铝盐

和水；当与碱反应，表现酸的性质，可将Al(OH)3写成H AlO 2. H 2O ，反应过程中提供氢离

子，从而生成了偏铝酸盐。这样也就不难理解为什么Al(OH)3和NaOH 生成NaAlO 2。

过度：Al(OH)3是一种特殊的氢氧化物，具有两性，在制备Al(OH)3时我们应该注意什么问题？根据Al(OH)3的两种电离方式，进一步探究Al(OH)3的制备。

三、Al(OH)3制备探究

以AlCl 3溶液为原料

总结：AlCl 3为原料可与碱反应制取Al(OH)3，但考虑到Al(OH)3的两性，可与强碱反应生成可溶性的偏铝酸盐，因此实验室用AlCl 3溶液与氨水的反应来制备Al(OH)3。

（三）、Al(OH)3的制备

1、以AlCl 3溶液为原料

加强碱：AlCl 3 +3NaOH ＝Al(OH)3↓+3 NaCl

Al(OH)3+NaOH ＝ NaAlO 2 + 2H 2O

总：AlCl 3+4NaOH ＝ NaAlO 2 + 3NaCl+2H 2O

加弱碱：AlCl 3+3NH 3·H 2O === Al(OH)3↓+3NH 4Cl

总结：Al(OH)3的实验室制法：AlCl 3+3NH 3·H 2O === Al(OH)3↓+3NH 4Cl 根据Al(OH)3的酸式电离H ++AlO 2-+H 2O Al(OH)3，思考若以NaAlO 2为原料制备Al(OH)3可与什么物质反应？

2、以NaAlO 2溶液为原料

加强酸：NaAlO 2+HCl +H 2O ＝Al(OH)3 ↓+NaCl

Al(OH)3+3H Cl ＝ AlCl 3+3H 2O

总：NaAlO 2+4HCl ＝Al Cl 3+ NaCl+2H 2O

加弱酸：NaAlO 2+CO 2+2H 2O ＝Al(OH)3 ↓+NaHCO 3

总结：根据Al(OH)3的酸式电离，NaAlO 2为原料可与酸反应制取Al(OH)3，但考虑到Al(OH)3的两性，可与强酸反应生成可溶性的铝盐，但不与弱酸反应，因此工业上用CO 2酸化NaAlO 2溶液而不用强酸酸化。

四、氢氧化铝的应用

1、净水剂---明矾（KAl (SO 4)2·12H 2O ）

KAl (SO 4)2=== K ++ Al 3++2 SO 42—

Al 3++3H 2O === Al(OH)3(胶体)+3H +

2、药用等