高三化學(xué)教案：《鋁及其化合物》教學(xué)設(shè)計(jì)

　　本文題目：高三化學(xué)教案：鋁及其化合物

　　【內(nèi)容與解析】

　　本節(jié)課要復(fù)習(xí)的內(nèi)容是鋁作為金屬的通性以及它的兩個(gè)特性，Al2O3、Al(OH)3的兩性與Al(OH)3分解的性質(zhì)。鋁的通性就是指的是鋁能與非金屬單質(zhì)、酸、鹽溶液反應(yīng)。鋁的特性中是鋁能與NaOH反應(yīng)以及鋁能與比它穩(wěn)定的金屬氧化物發(fā)生鋁熱反應(yīng)。Al2O3、Al(OH)3的兩性就是指這兩種物質(zhì)能與酸堿反應(yīng)生成鹽與水。Al(OH)3的熱穩(wěn)定差。加熱時(shí)能分解。

　　【教學(xué)目標(biāo)與解析】

　　1.教學(xué)目標(biāo)

　　(1).Al2O3、Al(OH)3的兩性及Al3+、Al(OH)3、AlO-2間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。

　　(2).結(jié)合Al(OH)3的制備實(shí)驗(yàn)、計(jì)算及在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用進(jìn)行綜合考查。

　　2.目標(biāo)解析

　　(1).Al2O3、Al(OH)3的兩性及Al3+、Al(OH)3、AlO-2間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。就是指Al2O3、Al(OH)3既能與酸也能與堿反應(yīng)生成鹽與水，再一個(gè)就是氫氧化鋁在加熱的時(shí)候會(huì)分解。

　　(2).結(jié)合Al(OH)3的制備實(shí)驗(yàn)、計(jì)算及在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用進(jìn)行綜合考查。就是指

　　Al3++3NH3?H2O===Al(OH)3↓+3NH+4 AlO-2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO-3

　　【問(wèn)題診斷分析】

　　本節(jié)的復(fù)習(xí)學(xué)習(xí)是高中知識(shí)的重要組成部分，本節(jié)中難在鋁的兩性上，再就是鋁熱反應(yīng)與鎂鋁合金的計(jì)算問(wèn)題。其重點(diǎn)是化學(xué)方程式與離子方程式的書(shū)寫(xiě)。

　　【復(fù)習(xí)過(guò)程】

　　一、鋁的性質(zhì)和用途

　　金屬鋁呈銀白色，硬度小，密度小，熔點(diǎn)較高，和鎂類(lèi)似，鋁的主要用途是制造鋁合金，鋁優(yōu)良的導(dǎo)電性和密度小，使鋁大量用來(lái)制作導(dǎo)線。

　　鋁元素位于元素周期表的第三周期第ⅢA族，化學(xué)性質(zhì)比較活潑，在反應(yīng)中多被氧化為Al3+，如：

　　鋁可以在純氧中燃燒：4Al+3O2=====點(diǎn)燃2Al2O3;鋁與鹽酸反應(yīng)：2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑;

　　鋁溶于NaOH溶液的反應(yīng)：2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑;

　　用鎂條引燃鋁粉和Fe2O3的混合物：2Al+Fe2O3=====高溫2Fe+Al2O3，這一反應(yīng)也被稱(chēng)作鋁熱反應(yīng)。

　　二、鋁的重要化合物

　　1.氧化鋁

　　氧化鋁屬于離子化合物，室溫下，它是一種白色固體，熔點(diǎn)很高。氧化鋁是冶煉鋁的原料，也是一種較好的耐火材料。

　　氧化鋁屬于典型的兩性氧化物，與酸、強(qiáng)堿都能反應(yīng)，請(qǐng)寫(xiě)出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：

　　氧化鋁溶于鹽酸：Al2O3+6HCl===2AlCl3+3H2O。

　　氧化鋁與燒堿溶液反應(yīng)：Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O。

　　電解熔融的氧化鋁：2Al2O3=====電解4Al+3O2↑。

　　2.氫氧化鋁

　　可溶性鋁鹽和氨水反應(yīng)可制得Al(OH)3，它是一種難溶于水的白色膠狀物質(zhì)，具有較強(qiáng)的吸附能力。Al(OH)3受熱易分解，是一種典型的兩性氫氧化物。Al3++3OH-??Al(OH)3??H++AlO-2+H2O;

　　Al(OH)3與鹽酸反應(yīng)：Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O;

　　Al(OH)3與NaOH溶液反應(yīng)：Al(OH)3+OH-===AlO-2+2H2O;

　　Al(OH)3受熱分解的化學(xué)方程式：2Al(OH)3=====△Al2O3+3H2O。

　　3.明礬：KAl(SO4)2?12H2O

　　明礬易溶于水，完全電離：KAl(SO4)2===K++Al3++2SO2-4，其水溶液因Al3+水解而顯酸性。

　　三、Al3+、Al(OH)3、AlO-2間的轉(zhuǎn)化關(guān)系

　　據(jù)下圖寫(xiě)出下列轉(zhuǎn)化的離子方程式：

　　(1)Al3+―→Al(OH)3 ①Al3++3NH3?H2O===Al(OH)3↓+3NH+4;

　�、贏l3++3AlO-2+6H2O===4Al(OH)3↓; ③Al3++3OH-===Al(OH)3↓。

　　(2)Al(OH)3―→Al3+ Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O。

　　(3)Al3+―→AlO-2 Al3++4OH-===AlO-2+2H2O。

　　(4)AlO-2―→Al3+ AlO-2+4H+===Al3++2H2O。

　　(5)AlO-2―→Al(OH)3

　�、貼aAlO2溶液中通少量CO2：2AlO-2+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+CO2-3。

　　NaAlO2溶液中通入足量CO2：AlO-2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO-3

　　②3AlO-2+Al3++6H2O===4Al(OH)3↓;③AlO-2+H++H2O===Al(OH)3↓。

　　(6)Al(OH)3―→AlO-2

　　Al(OH)3+OH-===AlO-2+2H2O。

　　網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

　　鋁及其重要化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系

　　熱點(diǎn)1鋁的性質(zhì)

　　1.位置和結(jié)構(gòu)

　　在元素周期表中的第三周期、ⅢA族，原子結(jié)構(gòu)示意圖為：

　　2.化學(xué)性質(zhì)

　　(1)跟非金屬反應(yīng)

　　常溫下被O2氧化，生成致密氧化物保護(hù)膜。在純氧或高溫下劇烈燃燒，發(fā)出白光。

　　4Al+3O2 2Al2O3 2Al+3S Al2S3(制備Al2S3的方法)

　　(2)跟水反應(yīng)困難

　　(3)跟酸反應(yīng)：常溫下在濃H2SO4、濃HNO3中發(fā)生鈍化。與非氧化性酸反應(yīng)產(chǎn)生H2，

　　如2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑。

　　(4)跟強(qiáng)堿溶液反應(yīng)：

　　可簡(jiǎn)寫(xiě)為：2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑。

　　(5)跟某些氧化物反應(yīng)——鋁熱反應(yīng)

　　2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3

　　此反應(yīng)放出大量的熱，用于冶煉高熔點(diǎn)的金屬或焊接金屬。

　　3.鋁與酸或堿反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系[來(lái)源:Ks5u.com]

　　鋁分別與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)的原理：2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑

　　2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑

　　(1)等量鋁分別與足量鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的體積比：VHCl?H2?VNaOH?H2?=1：1。

　　(2)足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的鹽酸和氫氧化鈉反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的體積比為：VHCl?H2?VNaOH?H2?=1：3。

　　(3)一定量的鋁分別和一定量的鹽酸和氫氧化鈉反應(yīng)若產(chǎn)生氫氣的體積比為13

　　①鋁與鹽酸反應(yīng)時(shí)，鋁過(guò)量而鹽酸不足。 ②鋁與氫氧化鈉反應(yīng)時(shí)，鋁不足而氫氧化鈉過(guò)量。

　　【例1】　將5.4 g Al投入200.0 mL 2.0 mol/L的某溶液中有氫氣產(chǎn)生，充分反應(yīng)后有金屬剩余，該溶液可能為(　　)

　　A.HNO3溶液　　　B.Ba(OH)2溶液 C.H2SO4溶液 D.HCl溶液

　　[解析]　n(溶質(zhì))=0.2 L×2.0 mol/L=0.4 mol。設(shè)酸為n元酸，若充分反應(yīng)，有H2放出后金屬有剩余，則

　　5.4 g27 g/mol×3>0.4 mol?n 解得n<1.5，即n=1。由于Al與HNO3作用不放出H2，故若為酸，則為鹽酸;若為堿，則由2Al+2OH-+2H2O===2AlO-2+3H2↑知，0.4 mol OH-需0.4 mol Al，Al不可能剩余。

　　綜上分析，正確答案為D。

　　變式1　甲、乙兩燒杯中各盛有100 mL 3 mol?L-1的鹽酸和氫氧化鈉溶液，向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉，反應(yīng)結(jié)束后測(cè)得生成的氣體體積比為1：2，則加入鋁粉的質(zhì)量為(　　)

　　A.5.4 g B.3.6 g C.2.7 g D.1.6 g

　　解析：根據(jù)鋁與鹽酸和鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式判斷。若在含等物質(zhì)的量的HCl和NaOH溶液中加入足量的鋁粉，則產(chǎn)生的氫氣體積比為1：3;若在含足量的HCl和NaOH溶液中分別加入等量的鋁粉，則產(chǎn)生的氫氣體積比為1：1。而題中實(shí)際為1：2，說(shuō)明鋁粉的量相對(duì)鹽酸是過(guò)量的，而對(duì)NaOH是不足的。與前者反應(yīng)的鋁粉是2.7 g，而與后者反應(yīng)的鋁粉應(yīng)為5.4 g，故選A。

　　熱點(diǎn)2鋁的重要化合物

　　1.氧化鋁(典型的兩性氧化物)

　　(1)物理性質(zhì)：白色難溶固體，可做耐火材料。

　　(2)化學(xué)性質(zhì)：

　　Al2O3+6H+===2Al3++3H2O Al2O3+2OH-===2AlO-2+H2O

　　2.氫氧化鋁(典型的兩性氫氧化物)

　　(1)物理性質(zhì)：不溶于水的白色膠狀物質(zhì)，Al(OH)3膠體能凝聚水中懸浮物，吸附色素。

　　(2)化學(xué)性質(zhì)：

　　Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O Al(OH)3+OH-===AlO-2+2H2O 2Al(OH)3 =====△ Al2O3+3H2O

　　(3)制備：

　　因Al2O3不能與水化合，故不能用Al2O3直接制取Al(OH)3

　　①用鋁鹽(Al3+)制取Al(OH)3

　　加入氨水至沉淀完全，一般不用NaOH等強(qiáng)堿。Al3++3NH3?H2O===Al(OH)3↓+3NH+4

　�、谟娩X屑、燒堿、稀H2SO4制取Al(OH)3

　　法一：Al Al3+ Al(OH)3; 法二： Al AlO-2 Al(OH)3;

　　每制取1 mol Al(OH)3，方法一耗H+和OH-各3 mol;方法二耗H+和OH-各1 mol;方法三耗H+和OH-各3/4 mol。故方法三最節(jié)省原料。

　　3.硫酸鋁鉀

　　(1)硫酸鋁鉀由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成，電離時(shí)能產(chǎn)生兩種陽(yáng)離子。

　　(2)明礬可作凈水劑 。

　　(3)硫酸鋁鉀具有Al3+、SO2-4的性質(zhì)。

　　4.“鋁三角”及其應(yīng)用

　　(1)“鋁三角”是指Al3+、Al(OH)3、AlO-2相互轉(zhuǎn)化的三角關(guān)系(右圖所示)。

　　(2)應(yīng)用

　　①制取Al(OH)3

　　Al3++3NH3?H2O===Al(OH)3↓+3NH+4 AlO-2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO-3

　　Al3++3AlO-2+6H2O===4Al(OH)3↓

　�、陔x子共存問(wèn)題

　　a.與Al3+不能大量共存的離子有OH-、S2-、AlO-2、HCO-3、ClO-、CO2-3等。

　　例如：Al3++3ClO-+3H2O===Al(OH)3↓+3HClO Al3++3HCO-3===Al(OH)3↓+3CO2↑。

　　b.與AlO-2不能大量共存的離子有H+、NH+4、Al3+、Fe3+、HCO-3、HSO-3等。

　　例如：AlO-2+NH+4+H2O===Al(OH)3↓+NH3↑ 3AlO-2+Fe3++6H2O===3Al(OH)3↓+Fe(OH)3↓

　　AlO-2+HCO-3+H2O===Al(OH)3↓+CO2-3。

　　【例2】　將氯化鋁溶液和氫氧化鈉溶液等體積混合，得到的沉淀物中含鋁元素的質(zhì)量與溶液中含鋁元素的質(zhì)量相等，則原氯化鋁溶液與氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度之比可能是(　　)

　�、�1:3　②2:3�、�1:4�、�2:7

　　A.①② B.①③ C.②③ D.②④

　　[解析]　沉淀物可以肯定是Al(OH)3，而溶液中的鋁元素可能有兩種存在形式。

　　(1)若AlCl3過(guò)量，而NaOH的量不足，溶液中的鋁元素應(yīng)是以Al3+形式存在。

　　AlCl3+3NaOH===Al(OH)3↓+3NaCl

　　1 mol 3 mol 1 mol

　　依據(jù)題意知溶液中還有1 mol AlCl3，c(AlCl3):c(NaOH)=(1+1):3=2:3。

　　(2)若AlCl3量不足，NaOH過(guò)量時(shí)，溶液中的鋁元素以AlO-2形式存在。

　　AlCl3～3NaOH～Al(OH)3

　　1 mol 3 mol 1 mol

　　依題意溶解了0.5 mol Al(OH)3，設(shè)此時(shí)又消耗了NaOH的物質(zhì)的量為n(NaOH)，

　　Al(OH)3+NaOH===NaAlO2+2H2O

　　1 1

　　0.5 mol n(NaOH)

　　n(NaOH)=0.5 mol， c(AlCl3):c(NaOH)=1:(3+0.5)=2:7。

　　[答案]　D

　　變式2　鋁是一種重要的金屬。

　　(1)鋁在元素周期表中的位置是________。

　　(2)生產(chǎn)中曾用鋁熱反應(yīng)焊接鋼軌，鋁與氧化鐵發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________。(3)鋁與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為：__________________________;

　　同溫同壓下，在濃度和體積均為100 mL 2 mol/L的鹽酸及NaOH溶液中各加入等質(zhì)量的Al，產(chǎn)生氣體的體積比為5:6，則所加Al的質(zhì)量為_(kāi)_______。

　　(4)以上述所得AlCl3溶液為原料制取無(wú)水AlCl3，先制得AlCl3?6H2O晶體，主要操作包括____________________________，在干燥的HCl氣流中加熱AlCl3?6H2O晶體，能進(jìn)一步制取無(wú)水AlCl3，其原因是(結(jié)合離子方程式簡(jiǎn)要說(shuō)明)____________________________________________________________

　　解析：(3)2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑，2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑，由上述兩個(gè)方程式可以看出，當(dāng)鹽酸與NaOH的物質(zhì)的量相同時(shí)，產(chǎn)生H2的體積為1:3，現(xiàn)為5:6>1:3，故加入的Al相對(duì)鹽酸過(guò)量，對(duì)NaOH不足。0.2 mol的HCl需Al的質(zhì)量為13×27 g/mol×0.2 mol=1.8 g，對(duì)應(yīng)5份H2，當(dāng)H2為6份時(shí)，鋁的質(zhì)量為65×1.8 g=2.16 g即為所求。

　　答案：(1)第3周期ⅢA族(2)2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe(3)2Al+2OH-+2H2O===2AlO-2+3H2↑　2.16 g

　　(4)加熱濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾　Al3++3H2O??Al(OH)3+3H+，在干燥的HCl氣流中，抑制AlCl3的水解，且?guī)ё逜lCl3?6H2O晶體受熱產(chǎn)生的水蒸氣，故能得到AlCl3

　　熱點(diǎn)3有關(guān)氫氧化鋁沉淀的計(jì)算

　　1.鋁鹽與強(qiáng)堿的反應(yīng)(以AlCl3與NaOH的反應(yīng)為例)

　　向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液時(shí)，發(fā)生的反應(yīng)依次為：

　　Al3++3OH-===Al(OH)3↓ Al(OH)3+OH-===AlO-2+2H2O

　　生成的Al(OH)3與加入的NaOH的物質(zhì)的量關(guān)系可用圖象表示為

　　(1)根據(jù)AlCl3和NaOH的物質(zhì)的量計(jì)算生成的Al(OH)3的物質(zhì)的量，結(jié)合反應(yīng)的化學(xué)方程式及圖象可知：

　　①當(dāng)n(OH-):n(Al3+)≤3時(shí)， n[Al(OH)3]=13n(OH-)。

　　②當(dāng)3

　　n[Al(OH)3]=n(Al3+)-[n(OH-)-3n(Al3+)]=4n(Al3+)-n(OH-)。

　　③當(dāng)n(OH-)?n(Al3+)≥4時(shí)，n[Al(OH)3]=0。

　　(2)根據(jù)Al(OH)3和AlCl3的物質(zhì)的量，計(jì)算需要的NaOH的物質(zhì)的量。

　　由圖象可以看出，AlCl3和生成的Al(OH)3為一定值時(shí)，加入的NaOH有兩種情況：

　　①當(dāng)NaOH不足時(shí)，n(NaOH)=3n[Al(OH)3]。②當(dāng)NaOH過(guò)量時(shí)，

　　n(NaOH)=3n(Al3+)+{n(Al3+)-n[Al(OH)3]}=4n(Al3+)-n[Al(OH)3]。

　　2.偏鋁酸鹽與強(qiáng)酸的反應(yīng)(以NaAlO2和鹽酸的反應(yīng)為例)

　　向NaAlO2溶液中滴加稀鹽酸時(shí)，發(fā)生的反應(yīng)依次為：

　　AlO-2+H++H2O===Al(OH)3↓ Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O[來(lái)源:高考資源網(wǎng)KS5U.COM]

　　生成的Al(OH)3與加入的鹽酸的物質(zhì)的量的關(guān)系可用圖象表示為：

　　(1)根據(jù)NaAlO2和HCl的物質(zhì)的量計(jì)算生成Al(OH)3的量

　　結(jié)合反應(yīng)的化學(xué)方程式及圖象可知：

　�、佼�(dāng)n(H+):n(AlO-2)≤1 時(shí)，n[Al(OH)3]=n(H+)。

　�、诋�(dāng)1

　�、郛�(dāng)n(H+):n(AlO-2)≥4時(shí)，n[Al(OH)3]=0。

　　(2)根據(jù)Al(OH)3和NaAlO2的物質(zhì)的量計(jì)算需要的HCl的物質(zhì)的量

　　由圖象可以看出，NaAlO2和生成的Al(OH)3為一定值時(shí)，加入的鹽酸有兩種情況：

　　①當(dāng)鹽酸不足時(shí)，n(HCl)=n[Al(OH)3]。

　�、诋�(dāng)鹽酸過(guò)量時(shí)，n(HCl)=n(AlO-2)+3{n(AlO-2)-n[Al(OH)3]}=4n(AlO-2)-3n[Al(OH)3]。

　　【例3】　在50 mL b mol/L的AlCl3溶液中加入50 mL a mol/L NaOH溶液。

　　(1)當(dāng)a≤3b時(shí)，生成Al(OH)3沉淀的物質(zhì)的量為_(kāi)_______。

　　(2)當(dāng)a、b滿(mǎn)足________條件時(shí)，無(wú)沉淀產(chǎn)生。

　　(3)當(dāng)a、b滿(mǎn)足________條件時(shí)，先有沉淀生成，后又有部分沉淀溶解，此時(shí)Al(OH)3的質(zhì)量為_(kāi)_______。

　　[解析]　(1)依題意知，在AlCl3溶液中加入NaOH溶液有如下兩反應(yīng)發(fā)生：AlCl3+3NaOH===Al(OH)3↓+3NaCl①AlCl3+4NaOH===NaAlO2+3NaCl+2H2O②根據(jù)以上兩反應(yīng)可以看出：當(dāng)a≤3b時(shí)只發(fā)生第一個(gè)反應(yīng)，此時(shí)NaOH不足量，產(chǎn)生沉淀的量取決于NaOH，n[Al(OH)3]=13n(NaOH)=0.05 a3 mol。(2)如果無(wú)沉淀生成，Al元素全部以AlO-2形式存在，n(AlCl3):n(NaOH)≤1:4，即a:b≥4:1，整理得a≥4b。(3)此種情況應(yīng)當(dāng)是兩個(gè)反應(yīng)均發(fā)生，鋁元素以Al(OH)3和AlO-2兩種形式存在。符合關(guān)系：14

　　整理得：3b

　　法一：聯(lián)立方程法。設(shè)反應(yīng)①中，AlCl3物質(zhì)的量為x，則Al(OH)3為x，NaOH為3x，

　　反應(yīng)②中AlCl3物質(zhì)的量為y，NaOH為4y，

　　x+y=0.05b mol，3x+4y=0.05a mol.

　　解得x=(0.2b-0.05a) mol=0.05(4b-a) mol。m[Al(OH)3]=78 g/mol×0.05(4b-a) mol=3.9(4b-a) g。

　　法二：守恒法。此種條件下，溶液中的離子有：Na+、Cl-、AlO-2。n(AlO-2)=n(Na+)-n(Cl-)=0.05a mol-0.05×3b mol n[Al(OH)3]=n(Al3+)總-n(AlO-2)=0.05b mol-(0.05a mol-0.15b mol)=(0.2b-0.05a) mol=0.05(4b-a) mol。m[Al(OH)3]=78 g/mol×0.05(4b-a) mol=3.9(4b-a) g。

　　[答案]　(1)0.05a3 mol　(2)a≥4b　(3)a4

　　變式3　現(xiàn)有甲、乙兩瓶無(wú)色溶液，已知它們可能是AlCl3溶液和NaOH溶液�，F(xiàn)做如下實(shí)驗(yàn)：

　　①取440mL甲溶液與120mL乙溶液反應(yīng)，產(chǎn)生1.56g沉淀;

　　②取120mL甲溶液與440mL乙溶液反應(yīng)，也產(chǎn)生1.56g沉淀;

　�、廴�120mL甲溶液與400mL乙溶液反應(yīng)，則產(chǎn)生3.12g沉淀;

　　通過(guò)必要的計(jì)算和推理判定：

　　(1)甲溶液為_(kāi)_______溶液，其物質(zhì)的量濃度是________mol?L-1;

　　乙溶液為_(kāi)_______溶液，其物質(zhì)的量濃度是________mol?L-1。

　　(2)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)③的有關(guān)離子方程式：__________________________________________________________

　　解析：由②③兩步實(shí)驗(yàn)操作可知，甲溶液應(yīng)為AlCl3溶液，乙溶液為NaOH溶液，由①步操作所給量值可求出NaOH溶液物質(zhì)的量濃度：

　　1.56g78g?mol-1×3÷0.12L=0.5mol?L-1，再由②中所給數(shù)據(jù)，(依據(jù)鋁原子守恒)求AlCl3。

　　設(shè)AlCl3溶液物質(zhì)的量濃度為x，0.12x=1.56g78g?mol-1+(0.44L×0.5mol?L-1-3×0.12x)則x=0.5mol?L-1。

　　答案：(1)AlCl3　0.5　NaOH　0.5 (2)Al3++3OH-===Al(OH)3↓ Al(OH)3+OH-===AlO-2+2H2O

　　有關(guān)氫氧化鋁沉淀的圖象

　　1.在可溶性鋁鹽中逐滴加入NaOH溶液至過(guò)量。

　　現(xiàn)象：立即產(chǎn)生白色沉淀→漸多→最多→漸少→消失

　　Al3++3OH-===Al(OH)3↓ Al(OH3)+OH-===AlO-2+2H2O 總反應(yīng)：Al3++4OH-===AlO-2+2H2O

　　2.在偏鋁酸鹽溶液中逐滴加入稀鹽酸至過(guò)量。

　　現(xiàn)象：立即產(chǎn)生白色沉淀→漸多→最多→漸少→消失

　　AlO-2+H++H2O===Al(OH)3↓ Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O 總反應(yīng)：AlO-2+4H+===Al3++2H2O

　　3.在強(qiáng)堿溶液中逐滴加入鋁鹽溶液至過(guò)量。

　　現(xiàn)象：無(wú)明顯現(xiàn)象(局部產(chǎn)生白色沉淀，振蕩消失)→產(chǎn)生白色沉淀→漸多→最多(不消失)

　　Al3++4OH-===AlO-2+2H2O Al3++3AlO-2+6H2O===4Al(OH)3↓

　　4.在強(qiáng)酸溶液中逐滴加入偏鋁酸鹽溶液至過(guò)量。

　　現(xiàn)象：無(wú)明顯現(xiàn)象(局部產(chǎn)生白色沉淀，振蕩消失)→產(chǎn)生白色沉淀→漸多→最多(不消失)

　　AlO-2+4H+===Al3++2H2O Al3++3AlO-2+6H2O===4Al(OH)3↓

　　5.向Mg2+與Al3+的酸性溶液中逐滴加入強(qiáng)堿溶液

　　現(xiàn)象：無(wú)明顯現(xiàn)象→出現(xiàn)沉淀→漸多→最多→減少→不變

　　H++OH-===H2O Al3++3OH-===Al(OH)3↓

　　Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓ Al(OH)3+OH-===AlO-2+2H2O

　　結(jié)論：(1)實(shí)驗(yàn)不宜用Al3+和強(qiáng)堿溶液、AlO-2和強(qiáng)酸溶液反應(yīng)來(lái)制備Al(OH) 3，宜用Al3+和NH3?H2O或?qū)�CO2氣體通入AlO-2溶液中制備Al(OH)3。(2)Al3+只存在于酸性溶液中，AlO-2只存在于堿性溶液中，所以Al3+和AlO-2不能共存于同一溶液中。(3)Al(OH)3只能溶于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液，不能溶于弱酸或弱堿溶液。[來(lái)源:Z+xx+k.Com]

　　特別提醒：(1)解圖象試題應(yīng)注意分析“四點(diǎn)”：“起點(diǎn)”、“折點(diǎn)”、“極點(diǎn)”、“終點(diǎn)”，利用原理引路，圖文結(jié)合，對(duì)號(hào)入座。(2)當(dāng)Al3+與Mg2+或Cu2+或Fe3+混合在一起，加入過(guò)量的NaOH溶液時(shí)，生成的沉淀先增大，后減小，但不能減小為0。

　　【考例】　有一鎂鋁合金，用適量稀硫酸完全溶解，再加入氫氧化鈉溶液，析出沉淀的質(zhì)量與加入氫氧化鈉的體積關(guān)系如圖所示，原合金中鎂鋁的質(zhì)量比為(　　)

　　A.4:3　　　　　　　　B.4:9 C.8:9 D.20:27

　　[解析]　假定V(NaOH)單位為L(zhǎng)，濃度為1 mol/L，則使Mg2+、Al3+沉淀需要NaOH 4 mol，將Al(OH)3溶解需要NaOH 1 mol，由方程式：NaOH+Al(OH)3===NaAlO2+2H2O，可知有1 mol Al(OH)3，即1 mol Al3+，Al3++3OH-===Al(OH)3↓，使Al3+沉淀用去NaOH 3 mol，使Mg2+沉淀用去NaOH 1 mol，由Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓知，含有Mg2+ 0.5 mol，即Mg、Al的物質(zhì)的量分別為0.5 mol、1 mol，鎂、鋁的質(zhì)量比為(24 g/mol×0.5 mol)?(27 g/mol×1 mol)=4:9，答案為B。[來(lái)源:Ks5u.com]

　　[答案]　B

　　變式　將一定質(zhì)量的Mg和Al的混合物投入500mL稀硫酸中，固體全部溶解并產(chǎn)生氣體。待反應(yīng)完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液的體積關(guān)系如圖所示。則下列說(shuō)法正確的是 (　　)

　　A.Mg和Al的總質(zhì)量為8 g B.硫酸的物質(zhì)的量濃度為5 mol/L

　　C.生成的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2 L D.NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為5 mol/L

　　解析：由圖象可知，沉淀Mg(OH)2為0.15 mol，Al(OH)3為(0.35-0.15)=0.20 mol，則鎂和鋁的總質(zhì)量=0.15 mol×24 g/mol+0.20 mol×27 g/mol=9 g，故A項(xiàng)不正確;由反應(yīng)關(guān)系得：

　　Al(OH)3～NaOH～NaAlO2

　　1 mol 1 mol

　　0.20 mol c(NaOH)×(0.24L-0.20 L)求得c(NaOH)=5 mol/L，即D選項(xiàng)符合題意。

　　答案：D

　　備選習(xí)題

　　1.下列有關(guān)金屬鋁及其化合物的敘述正確的是(　　)

　　A.鋁在常溫下不能與氧氣反應(yīng) B.鋁不能與氯氣反應(yīng)

　　C.鋁既能溶于酸，又能溶于堿 D.氧化鋁只能與酸反應(yīng)，不能與堿反應(yīng)

　　解析：鋁為活潑金屬，常溫下能與O2反應(yīng)生成致密的氧化層;加熱條件下與Cl2劇烈反應(yīng);Al、Al2O3既能與酸又能與堿反應(yīng)。

　　2.

　　用一張已除去表面氧化膜的鋁箔緊緊包裹在試管外壁(如圖)，將試管浸入硝酸汞溶液中，片刻取出，然后置于空氣中，不久鋁箔表面生出“白毛”，紅墨水柱右端上升。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)

　　A.實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng) B.鋁是一種較活潑的金屬

　　C.鋁與氧氣反應(yīng)放出大量的熱量 D.鋁片上生成的白毛是氧化鋁和氧化汞的混合物

　　解析：本題中涉及的反應(yīng)有：2Al+3Hg(NO3)2===2Al(NO3)3+3Hg,4Al+3O2===2Al2O3，兩個(gè)反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng);由題中所述現(xiàn)象“紅墨水柱右端上升”，可推知試管中氣體體積受熱膨脹，意味著鋁與氧氣反應(yīng)是放熱反應(yīng)。鋁片上生成的“白毛”是氧化鋁。

　　3.現(xiàn)有Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(aq)六種物質(zhì)，它們之間有如圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系，圖中每條線兩端的物質(zhì)之間都可以發(fā)生反應(yīng)，下列推斷不合理的是(　　)

　　A.N一定是HCl(aq) B.X可能為Al或Cl2

　　C.Y一定為NaOH(aq) D.Q、Z中的一種必定為Al2O3

　　解析：在Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(aq)中，只有NaOH(aq)能與Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3五種物質(zhì)反應(yīng)，對(duì)照轉(zhuǎn)化關(guān)系，可知Y為NaOH(aq)。只有HCl(aq)能與Al、Al2O3、Al(OH)3、NaOH(aq)四種物質(zhì)反應(yīng)，對(duì)照?qǐng)D示轉(zhuǎn)化關(guān)系可知N為HCl(aq)，故選項(xiàng)A、C正確。選項(xiàng)B，若X為Al，Al能與Cl2、HCl(aq)、NaOH(aq)三種物質(zhì)反應(yīng)，而圖示給出的是與兩種物質(zhì)反應(yīng)，所以X不可能有是Al，但可能是Cl2。選項(xiàng)D，Al2O3既能與HCl(aq)反應(yīng)，也能與NaOH(aq)反應(yīng)，故Q、Z中的一種必定為Al2O3。

　　4.將物質(zhì)X逐漸加入到Y(jié)溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量n2與所加X(jué)的物質(zhì)的量n1的關(guān)系如圖所示，符合圖所示情況的是(　　)

　　A B C D

　　X NaOHks5u.com AlCl3 HCl NaAlO2

　　Y AlCl3 NaOH NaAlO2 HCl

　　解析：從圖中看出所加物質(zhì)X能使沉淀[Al(OH)3]完全溶解，排除選項(xiàng)B、D，其中得到沉淀和溶解沉淀消耗X的物質(zhì)的量之比為1:3。根據(jù)：AlO-2+H++H2O===Al(OH)3↓，Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O。

　　5.將Mg、Cu組成的2.64 g混合物投入適量稀硝酸中，固體完全溶解時(shí)收集到的還原產(chǎn)物NO氣體0.896 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，向反應(yīng)后溶液中加入2 mol/L NaOH溶液60 mL時(shí)金屬離子恰好沉淀完全。則形成沉淀質(zhì)量及硝酸物質(zhì)的量分別為(　　)

　　A.4.32 g　0.02 mol　　　　B.4.68 g　0.16 mol C.5.36 g　0.18 mol D.6.38 g　0.2 mol

　　解析：Mg-2e-+2OH-===Mg(OH)2 Cu-2e-+2OH-===Cu(OH)2所以生成沉淀質(zhì)量為：

　　2.64 g+0.896 L22.4 L/mol×3×17 g/mol=4.68 g。金屬離子全部沉淀后，溶液為NaNO3，稀HNO3中，硝酸的物質(zhì)的量為：n(HNO3)=n(NaNO3)+n(NO)=2×0.06 mol+0.896 L22.4 L/mol=0.16 mol。

　　6.把NaOH、MgCl2、AlCl3三種固體組成的混合物溶于足量水后有1.16 g白色沉淀，在所得的濁液中逐滴加入1 mol?L-1 HCl溶液，加入HCl溶液的體積與生成沉淀的質(zhì)量關(guān)系如圖所示，試回答：

　　(1)A點(diǎn)的沉淀物的化學(xué)式為_(kāi)_________;B點(diǎn)的沉淀物的化學(xué)式為_(kāi)_________。

　　(2)原混合物中MgCl2的質(zhì)量是________ g，AlCl3的質(zhì)量是__________ g，NaOH的質(zhì)量是________ g。

　　(3)Q點(diǎn)HCl溶液加入量是__________ mL。

　　【總結(jié)】2013年已經(jīng)到來(lái)，新的一年精品學(xué)習(xí)網(wǎng)也會(huì)為您收集更多更好的文章，希望本文“高三化學(xué)教案：鋁及其化合物”能給您帶來(lái)幫助！下面請(qǐng)看更多頻道：