高中化學(xué) 專題3 從礦物到基礎(chǔ)材料 第一單元 從鋁土礦到鋁合金 第2課時 鋁的氧化物與氫氧化物 從鋁土礦中提取鋁課件 蘇教版必修1

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1、第2課時鋁的氧化物與氫氧化物從鋁土礦中提取鋁專題3第一單元從鋁土礦到鋁合金學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.根據(jù)氧化鋁、氫氧化鋁的物質(zhì)類別，會分析其化學(xué)性質(zhì)。2.熟知Al3、AlO 和Al(OH)3之間的相互轉(zhuǎn)化。3.了解從鋁土礦提取鋁的流程和原理。內(nèi)容索引新知導(dǎo)學(xué) 新知探究點(diǎn)點(diǎn)落實(shí)達(dá)標(biāo)檢測 當(dāng)堂檢測鞏固反饋新知導(dǎo)學(xué)1.Al2O3是一種 、 、 的化合物，常用于制造_ ，如耐火坩堝、耐火管和耐高溫的實(shí)驗(yàn)儀器等。Al2O3既能與強(qiáng)酸(如鹽酸)反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿(如NaOH溶液)反應(yīng)，是一種兩性氧化物。(1)與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ，離子方程式是。高硬度高熔點(diǎn)一、氧化鋁和氫氧化鋁高沸點(diǎn)耐火材料Al2O36HCl=2

2、AlCl33H2OAl2O36H=2Al33H2O相關(guān)視頻(2)與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ，離子方程式是 。Al2O32NaOH=2NaAlO2H2OAl2O32OH=2AlO H2O相關(guān)視頻2.按要求完成下列實(shí)驗(yàn)(1)在試管中加入10 mL 0.5 molL1的Al2(SO4)3溶液，逐滴加入稀氨水至過量，觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 。反應(yīng)的化學(xué)方程式是，離子方程式是 。(2)將實(shí)驗(yàn)(1)所得的懸濁液一分為二，向其一支試管中逐滴滴入稀鹽酸，觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 ，反應(yīng)的離子方程式為 。另一支試管中逐滴滴入NaOH溶液，觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 ，反應(yīng)的離子方程式為。產(chǎn)生白色膠狀沉淀Al2(SO4)3

3、6NH3H2O=2Al(OH)33(NH4)2SO4Al33NH3H2O=Al(OH)33NH白色沉淀逐漸溶解，得到澄清溶液Al(OH)33H=Al33H2O白色沉淀逐漸溶解，得到澄清溶液Al(OH)3OH=AlO 2H2O(3)向?qū)嶒?yàn)(2)中加入NaOH溶液的試管中通入足量CO2，觀察到的現(xiàn)象為 ，化學(xué)方程式為_ 。生成白色沉淀NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO31.兩性化合物既可以與酸反應(yīng)又可以與堿反應(yīng)生成鹽和水的化合物，Al2O3為兩性氧化物，Al(OH)3為兩性氫氧化物。2.Al(OH)3難溶于水，為白色膠狀沉淀。3.氫氧化鋁不穩(wěn)定，受熱易分解，化學(xué)方程式是_ 。4.

4、實(shí)驗(yàn)室由Al2(SO4)3或AlCl3制備Al(OH)3，應(yīng)選用氨水，而不選用NaOH溶液。2Al(OH)3Al2O33H2O歸納總結(jié)歸納總結(jié)提醒提醒(1)Al2O3、Al(OH)3不能與NH3H2O等弱堿反應(yīng)，也不能與H2CO3等很弱的酸反應(yīng)。(2)Al(OH)3膠體具有很強(qiáng)的吸附能力，它能凝聚水中的懸浮物并使之沉降，從而達(dá)到凈水的目的。1.下列說法正確的是A.Al2O3難溶于水，不跟水反應(yīng)，所以它不是Al(OH)3對應(yīng)的氧化物B.因?yàn)锳l2O3是金屬氧化物，所以它是堿性氧化物C.Al2O3能跟所有的酸、堿溶液反應(yīng)D.Al2O3能跟強(qiáng)的酸、堿溶液反應(yīng)答案解析易誤提醒活學(xué)活用活學(xué)活用解析解析A

5、l2O3雖然難溶于水，但是2Al(OH)3 Al2O33H2O，Al2O3和Al(OH)3中Al的化合價相同，所以Al2O3是Al(OH)3對應(yīng)的氧化物；金屬氧化物與堿性氧化物是兩個不同的概念，二者沒有必然的聯(lián)系；Al2O3是兩性氧化物，Al2O3與酸、強(qiáng)堿反應(yīng)，與弱堿不反應(yīng)。易誤提醒易誤提醒易誤提醒兩性物質(zhì)與物質(zhì)的兩性不同，兩性物質(zhì)是既能與酸反應(yīng)生成鹽和水，又能和堿反應(yīng)生成鹽和水，如Al2O3、ZnO、Zn(OH)2、Al(OH)3等，物質(zhì)的兩性：如弱酸的酸式鹽(NaHCO3等)既能與強(qiáng)酸反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)，但只能說這些物質(zhì)有兩性，不能將它們稱為兩性物質(zhì)。2.以氧化鋁為原料制取氫氧化鋁，合

6、理的方法是A.將氧化鋁溶于水B.將氧化鋁溶于氨水C.將氧化鋁先溶于鹽酸中，之后滴加氫氧化鈉溶液D.將氧化鋁先溶于氫氧化鈉溶液中，之后通入二氧化碳答案解析知識拓展解析解析以Al2O3為原料制取Al(OH)3，有兩條途徑：Al2O3H Al3 Al(OH)3，Al2O3OH AlO Al(OH)3。因Al(OH)3可溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，故應(yīng)選用Al3與弱堿反應(yīng)或AlO 與弱酸反應(yīng)。知識拓展知識拓展知識拓展Al(OH)3的三種制備方法(1)用鋁鹽和氨水制備Al(OH)3，不選用強(qiáng)堿(如NaOH)溶液，是由于Al(OH)3溶于強(qiáng)堿溶液，而不溶于弱堿(如氨水)溶液。(2)溶液中AlO Al(OH)3最好通入

7、CO2，而不選用強(qiáng)酸，是由于Al(OH)3溶于強(qiáng)酸，而不溶于較弱的酸(如H2CO3)。按要求完成下列實(shí)驗(yàn)：(1)向AlCl3溶液中加入過量的NaOH溶液，最后所得溶液中含有_(填溶質(zhì)化學(xué)式)。(2)把上述溶液分成兩份，向其中一份中逐滴加入鹽酸至過量，觀察到的現(xiàn)象是 。反應(yīng)的離子方程式為 、 、_；向另一份中通入過量的CO2氣體，觀察到的現(xiàn)象是 ，反應(yīng)的離子方程式為 、_。NaAlO2、NaCl、NaOH二、鋁離子、偏鋁酸根之間的相互轉(zhuǎn)化先產(chǎn)生白色沉淀，后又溶解，得到澄清溶液HOH=H2OAlO HH2O=Al(OH)3Al(OH)33H=Al33H2OOHCO2=HCO產(chǎn)生白色沉淀CO2AlO

8、 2H2O=HCO Al(OH)31.鋁元素的化合態(tài)主要以三種形式存在，即Al3、AlO 和Al(OH)3，它們之間能相互轉(zhuǎn)化。歸納總結(jié)歸納總結(jié)2.由NaAlO2溶液制備Al(OH)3，應(yīng)通入CO2氣體，而不加入強(qiáng)酸。3.向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液和向NaAlO2溶液中逐滴加入鹽酸的比較。 NaOH溶液 AlCl3溶液鹽酸 NaAlO2溶液現(xiàn)象立即產(chǎn)生白色沉淀漸多最多漸少消失離子方程式Al33OH=Al(OH)3Al(OH)3OH=AlO 2H2OHAlO H2O=Al(OH)3Al(OH)33H=Al33H2O圖像結(jié)論設(shè)xn(OH)/n(Al3)當(dāng)0 x3時，隨著x的增大，沉淀的

9、量逐漸增多當(dāng)x3時，沉淀的量最多當(dāng)3x4時，隨著x的增大，沉淀的量逐漸減小至0設(shè)xn(H)/n(AlO )當(dāng)0 x1時，隨著x的增大，沉淀的量逐漸增多當(dāng)x1時，沉淀的量最多當(dāng)1x4時，隨著x的增大，沉淀的量逐漸減小至0提醒提醒向AlCl3溶液中加NaOH溶液和向NaAlO2溶液中加鹽酸，計算生成Al(OH)3沉淀的量時，有兩種情況，即堿(酸)不足和堿(酸)過量，如上圖中所示，計算時要注意討論分析。答案解析活學(xué)活用活學(xué)活用3.向用HCl酸化過的AlCl3溶液中逐滴滴入NaOH溶液，圖中能正確表示這個反應(yīng)的是解析解析向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

10、漸溶解，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的用量應(yīng)是31，A、B錯誤，用鹽酸酸化過的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也是錯誤的。4.向50 mL 1 molL1的Al2(SO4)3溶液中加入100 mL KOH溶液，充分反應(yīng)得到3.9 g沉淀，求KOH溶液的物質(zhì)的量濃度。答案解析思維啟迪答案答案1.5 molL1或3.5 molL1。思維啟迪解析解析方法一：根據(jù)Al3的物質(zhì)的量與沉淀Al(OH)3的物質(zhì)的量比較可推測KOH的兩種情況：加入氫

11、氧化鉀不足量時，n(KOH)3nAl(OH)33 0.15 mol，c(KOH) 1.5 molL1。當(dāng)Al(OH)3部分溶解時，n(KOH)4n(Al3)nAl(OH)30.4 mol0.05 mol0.35 mol，c(KOH) 3.5 molL1。方法二：用圖像法求解。如下圖所示，當(dāng)生成沉淀0.05 mol時，需KOH 0.15 mol；需KOH 0.35 mol。思維啟迪思維啟迪1.已知Al3和OH的物質(zhì)的量，計算Al(OH)3 的物質(zhì)的量解題思路(1)計算 的比值，判斷反應(yīng)產(chǎn)物。(2)根據(jù)反應(yīng)原理或守恒關(guān)系列式計算。2.已知Al3和Al(OH)3的物質(zhì)的量計算OH的物質(zhì)的量解題思路(

12、1)若n(Al3)nAl(OH)3，n(OH)3nAl(OH3)；(2)若n(Al3)nAl(OH)3，則有兩種情況：n(OH)不足，n(OH)3nAl(OH)3；n(OH)過量：n(OH)3nAl(OH)34n(Al3)nAl(OH)34n(Al3)nAl(OH)3。1.鋁的存在鋁的存在(1)含量：鋁元素是地殼中含量 的金屬元素。(2)存在：地殼中鋁以 態(tài)存在于鋁土礦中，鋁土礦的主要成分是 。最多化合三、從鋁土礦中提取鋁Al2O3寫出上圖中反應(yīng)的化學(xué)方程式： ； ；。2.從鋁土礦制備鋁的工藝流程如下圖所示：Al2O32NaOH=2NaAlO2H2ONaAlO2CO22H2O=Al(OH)3N

13、aHCO32Al(OH)3Al2O33H2O2Al2O3 4Al3O21.Al2O3是一種高熔點(diǎn)的化合物，為了降低能耗，工業(yè)上加入冰晶石(Na3AlF6)，使Al2O3在1 000 熔融，以降低鋁的冶煉成本。2.電解法制鋁是采用高熔點(diǎn)的Al2O3，而不用熔點(diǎn)低很多的AlCl3，是因?yàn)锳lCl3在熔融狀態(tài)時不電離、不導(dǎo)電。3.酸化時用過量CO2，使NaAlO2完全轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀，不能用強(qiáng)酸酸化，因?yàn)檫^量的強(qiáng)酸能使Al(OH)3溶解。歸納總結(jié)歸納總結(jié)5.下圖所示是從鋁土礦(主要成分是Al2O3，含F(xiàn)e2O3、SiO2等雜質(zhì))中提取氧化鋁的工藝流程之一。已知：SiO2能和氫氧化鈉反應(yīng)，不和

14、鹽酸反應(yīng)。答案解析活學(xué)活用活學(xué)活用回答下列問題：(1)用鹽酸溶解鋁土礦后，所得溶液中的陽離子有_。Fe3、Al3、H解析解析鋁土礦中的Fe2O3、Al2O3溶于鹽酸得到的陽離子是Fe3、Al3，由于鹽酸過量，陽離子還有H，過濾得到的濾渣是SiO2。在進(jìn)行步驟時，需要加入過量的NaOH溶液，發(fā)生反應(yīng)Fe3 3OH=Fe(OH)3、Al34OH=AlO 2H2O，過濾分離出Fe(OH)3。碳酸的酸性比氫氧化鋁強(qiáng)，利用強(qiáng)酸制弱酸的原理，向NaAlO2溶液中通入過量CO2可制得Al(OH)3，過濾后的濾液中含有NaHCO3和NaCl。(2)固體A的主要成分是_。(3)進(jìn)行步驟時，為了達(dá)到分離要求，加入

15、的NaOH應(yīng)該_。(4)進(jìn)行步驟時，一般通入過量CO2，其反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。(5)溶液X和鹽酸反應(yīng)的離子方程式為_。SiO2過量NaAlO22H2OCO2=NaHCO3Al(OH)3HCO H=H2OCO2答案Al3、AlO 與Al(OH)3之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系學(xué)習(xí)小結(jié)達(dá)標(biāo)檢測1.下列說法正確的是A.金屬氧化物都能與水反應(yīng)生成堿B.非金屬氧化物都能與水反應(yīng)生成酸C.氧化鋁既能與鹽酸反應(yīng)又能與氨水反應(yīng)D.氧化鋁是冶煉金屬鋁的原料解析解析多數(shù)金屬氧化物和部分非金屬氧化物不溶于水，例如CuO、SiO2等；Al2O3是兩性氧化物，能與酸和強(qiáng)堿溶液反應(yīng)；工業(yè)上用電解Al2O3的方法制備鋁。12345答案解

16、析6解析解析Al(OH)3是兩性氫氧化物，能溶于酸，也能溶于NaOH、KOH等強(qiáng)堿，但Al(OH)3不能溶于氨水等弱堿。2.下列關(guān)于Al(OH)3的性質(zhì)敘述錯誤的是A.Al(OH)3受熱易分解生成Al2O3和H2OB.Al(OH)3是難溶于水的白色膠狀物質(zhì)C.Al(OH)3能凝聚水中的懸浮物，也能吸附色素D.Al(OH)3既能溶于NaOH溶液、氨水，又能溶于鹽酸12345答案解析63.使溶液中的AlO 完全轉(zhuǎn)化成Al(OH)3，應(yīng)選擇的最好試劑是A.稀H2SO4 B.鹽酸C.CO2 D.氨水解析解析使AlO 轉(zhuǎn)化成Al(OH)3需加酸，若用強(qiáng)酸會使Al(OH)3溶解，最好通入CO2氣體。123

17、45答案解析64.下列物質(zhì)Al、NaHCO3、Al2O3、Mg(OH)2、Al(OH)3中，既能與鹽酸反應(yīng)又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化合物是A. B.C. D.解析解析Al既能與鹽酸反應(yīng)，又能與NaOH溶液反應(yīng)，但不是化合物；Mg(OH)2只能與鹽酸反應(yīng)；NaHCO3、Al2O3、Al(OH)3三種物質(zhì)既能與鹽酸反應(yīng)，又能與NaOH溶液反應(yīng)。12345答案解析65.相等物質(zhì)的量的下列物質(zhì)分別與足量NaOH溶液反應(yīng)，消耗NaOH的物質(zhì)的量最多的是A.Al2O3 B.KAl(SO4)2C.Al(OH)3 D.Al12345答案解析6解析解析若各物質(zhì)的物質(zhì)的量為1 mol，則有以下分析計算。A項(xiàng)：Al

18、2O32NaOH=2NaAlO2H2O 1 mol 2 molB項(xiàng)：2KAl(SO4)28NaOH=K2SO42NaAlO23Na2SO44H2O 1 mol 4 molC項(xiàng)：Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O 1 mol 1 molD項(xiàng)：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 1 mol 1 mol故消耗NaOH物質(zhì)的量最多的是KAl(SO4)2。1234566.(1)用AlCl3溶液與NaOH溶液反應(yīng)時，當(dāng)Al3的物質(zhì)的量與OH的物質(zhì)的量之比(以下均填物質(zhì)的量之比)為_時，Al(OH)3沉淀量最多；_時，Al(OH)3全部溶解；_或_時Al(OH)3沉淀量為最多沉淀量的一

19、半。解析解析向含Al3的溶液中加入NaOH溶液時，有關(guān)反應(yīng)：Al33OH=Al(OH)3，Al(OH)3OH=AlO 2H2O，總反應(yīng)：Al34OH=AlO 2H2O。由上述反應(yīng)方程式可知當(dāng)n(Al3)n(OH)13時，沉淀量最大；當(dāng)n(Al3)n(OH)23或27時，沉淀量為最大量的一半。12345答案解析61314232 7(2)NaAlO2溶液與鹽酸反應(yīng)時，AlO 的物質(zhì)的量與H物質(zhì)的量之比為_時，Al(OH)3沉淀量最多；_時，Al(OH)3全部溶解；_或_時，生成的Al(OH)3的量為最多沉淀量的一半。12345答案解析611142125解析解析向含AlO 的溶液中加入鹽酸時，有關(guān)反應(yīng)：AlO HH2O=Al(OH)3，Al(OH)33H=Al33H2O，總反應(yīng)：AlO 4H=Al32H2O。當(dāng)n(AlO )n(H)11時，沉淀量最大；當(dāng)n(AlO )n(H)14時，沉淀完全溶解；當(dāng)n(AlO )n(H)21或25時，沉淀量為最大量的一半。本課結(jié)束