第三單元第2講鋁及其重要化合物
解讀與闡釋
考綱要求權(quán)威解讀
了解鋁及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。 常見的考查形式：①Al的性質(zhì)及Al2O3、Al(OH)3的兩性考查；②結(jié)合Al(OH)3的制備、計(jì)算及在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用進(jìn)行綜合考查。
梳理與整合
一、鋁的重要性質(zhì)
導(dǎo)學(xué)誘思
(1)鋁為活潑金屬，但鋁合金門窗及餐具卻比較耐腐蝕，為什么？答：______________________________________。
(2)怎樣除去鐵粉中的鋁粉？答：____________________________________。
教材回歸
鋁的化學(xué)性質(zhì)化學(xué)方程式
暴露在空氣中(與O2反應(yīng))
燃燒(與O2反應(yīng))
鋁熱反應(yīng)
(與Fe2O3反應(yīng))
與Cl2反應(yīng)
與HCl反應(yīng)
與NaOH溶液反應(yīng)
二、鋁的重要化合物
導(dǎo)學(xué)誘思
(1)怎樣除去氧化鐵中的氧化鋁？答：________________________________。
(2)Al2(SO4)3與NaOH溶液、氨水反應(yīng)均可生成Al(OH)3沉淀，可是在實(shí)驗(yàn)室中我們通常用氨水與Al2(SO4)3反應(yīng)來制取Al(OH)3，為什么一般不用NaOH溶液？答：______________________________。
教材回歸
1．三氧化二鋁
Al2O3是高熔點(diǎn)的兩性氧化物。它既能跟酸起反應(yīng)生成____和____，又能跟堿起反應(yīng)生成____和____。
Al2O3＋6HCl===__________________
Al2O3＋2NaOH===________________
2．氫氧化鋁
(1)吸附性：Al(OH)3是難溶于水的白色膠狀物質(zhì)。它能____水中的懸浮物，常用于水的凈化，又有____色素的性質(zhì)。
(2)兩性：既能跟酸反應(yīng)生成______，又能跟堿反應(yīng)生成______。
①當(dāng)向Al(OH)3里加入強(qiáng)酸時(shí)，其離子方程式表示為______________________。
②當(dāng)向Al(OH)3里加入強(qiáng)堿時(shí)，其離子方程式表示為________________________。
(3)受熱能分解，化學(xué)方程式為____________________________。
3．明礬〔KAl(SO4)2?12H2O〕
明礬凈水原理：明礬溶于水時(shí)，Al3＋發(fā)生水解反應(yīng)形成______膠體，____能力很強(qiáng)，可以吸附水里的雜質(zhì)并形成沉淀，使水澄清。其水解反應(yīng)的離子方程式為____________________________。
①Al2O3、Al(OH)3也是我們中學(xué)階段接觸的唯一與堿反應(yīng)的金屬氧化物及氫氧化物，經(jīng)常應(yīng)用到除雜、計(jì)算、推斷題中，特別是推斷題中，所以一定要熟記這兩個(gè)反應(yīng)的離子方程式。②Al2O3、Al(OH)3只和強(qiáng)堿反應(yīng)，不與弱堿(氨水)反應(yīng)。
理解與深化
一、復(fù)習(xí)Al、Al2O3、Al(OH)3的注意點(diǎn)
1．注意在推斷題中的應(yīng)用
(1)Al與Fe2O3、Fe3O4等發(fā)生的置換反應(yīng)經(jīng)常出現(xiàn)在推斷題、判斷題中，如一種金屬單質(zhì)在高溫下與一種氧化物反應(yīng)生成另一種金屬和氧化物。
(2)既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)的物質(zhì)除Al、Al2O3、Al(OH)3外，還有弱酸酸式鹽(如NaHCO3、KHS、KHSO3等)、弱酸銨鹽〔如(NH4)2CO3、NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S等〕等。
2．注意在計(jì)算題中的應(yīng)用
(1)Al是我們中學(xué)階段學(xué)習(xí)的唯一一種既與H＋反應(yīng)也與OH－反應(yīng)的金屬，它與酸、堿反應(yīng)既有相同點(diǎn)，也有不同點(diǎn)。
相同點(diǎn)：Al均被氧化成＋3價(jià)，所以1 mol Al不論和H＋反應(yīng)還是和OH－反應(yīng)均生成3 g(32 mol)H2。
不同點(diǎn)：1 mol Al與H＋反應(yīng)消耗3 mol H＋，而與OH－反應(yīng)只消耗1 mol OH－，所以含有等物質(zhì)的量的NaOH溶液和HCl溶液分別與足量的鋁反應(yīng)時(shí)生成的氫氣的物質(zhì)的量之比為3∶1。
(2)Al、Al(OH)3既溶于酸又溶于強(qiáng)堿溶液，與酸反應(yīng)均生成Al3＋，且每生成1 mol Al3＋均耗3 mol H＋；與堿反應(yīng)均生成AlO－2，且每生成1 mol AlO－2均耗1 mol OH－。
3．注意酸堿性強(qiáng)弱
Al2O3、Al(OH)3與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng)，但不溶于CO2水溶液和氨水。
【例1】 (改編組合)將5.4 g Al投入200.0 mL 2.0 mol?L－1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
二、“鋁三角”及其應(yīng)用
1．“鋁三角”的轉(zhuǎn)化關(guān)系
2．與鋁及其化合物有關(guān)的圖像
(1)向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至過量，如下圖所示：
Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O
現(xiàn)象：白色沉淀逐漸增多達(dá)一定值(A點(diǎn))，繼續(xù)加NaOH溶液沉淀逐漸溶解，直至完全消失。
(2)向AlCl3溶液中滴加氨水直至過量，如下圖所示：
Al3＋＋3NH3?H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4
現(xiàn)象：白色沉淀逐漸增多直至達(dá)到一定值(A點(diǎn))，繼續(xù)加氨水，沉淀量不變。
其他與鋁有關(guān)的圖像還有很多，熟練掌握反應(yīng)物的定量關(guān)系，在分析圖像時(shí)要從起始點(diǎn)、拐點(diǎn)等入手，以圖像的變化聯(lián)系反應(yīng)，理清反應(yīng)先后順序，再進(jìn)行量的計(jì)算。
3．可溶性鋁鹽與強(qiáng)堿(如NaOH溶液)反應(yīng)，鋁元素存在形態(tài)分析
4．應(yīng)用
(1)判斷離子共存：Al3＋只能存在于強(qiáng)酸性溶液中，不能與顯堿性的物質(zhì)大量共存，AlO－2只能存在于強(qiáng)堿性溶液中，不能與顯酸性的物質(zhì)大量共存，所以Al3＋與AlO－2不能大量共存。
(2)實(shí)驗(yàn)室中制備Al(OH)3一般用氨水(不用強(qiáng)堿)與Al3＋反應(yīng)。
(3)提純、分離Al、Al2O3、Al(OH)3與其他物質(zhì)的混合物時(shí)，常利用加堿法先進(jìn)行第一步分離。
【例2】 某混合溶液中可能含有HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl、Na2CO3、KCl中的幾種物質(zhì)，往該溶液中逐滴加入NaOH溶液，產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量(n)與加入的NaOH溶液體積(V)的關(guān)系如圖所示。回答下列問題：
(1)溶液中一定含有的溶質(zhì)是__________(填化學(xué)式)。
金剛石薄膜的應(yīng)用 ①在藥瓶內(nèi)鍍上金剛石薄膜，可以避免藥品在瓶內(nèi)起反應(yīng)，延長藥品的保質(zhì)期；②可作為計(jì)算機(jī)硬盤的保護(hù)層；目前的計(jì)算機(jī)硬盤，磁頭在不用時(shí)要移到硬盤旁邊的位置上，如果硬盤包有金剛石薄膜，則磁頭可以始終放在硬盤上，這樣就提高了效率；③在切割工具上鍍上金剛石薄膜，可以使工具在很長時(shí)間內(nèi)保持鋒利；④用于制造帶有極薄金剛石諧振器的揚(yáng)聲器；⑥用于制造分析X射線光譜的儀器。(2)溶液中一定不含有的溶質(zhì)是________________(填化學(xué)式)。
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