2018-2019版高中化學(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(shí)學(xué)案 蘇教版必修1.doc
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第2課時(shí) 鋁的氧化物與氫氧化物 從鋁土礦中提取鋁 [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(huì)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。 一、氧化鋁和氫氧化鋁 1．Al2O3是一種高硬度、高熔點(diǎn)、高沸點(diǎn)的化合物，常用于制造耐火材料，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Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O，離子方程式是Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O。 (2)與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式是Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O，離子方程式是Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O。 2．按要求完成下列實(shí)驗(yàn) (1)在試管中加入10 mL 0.5 molL－1的Al2(SO4)3溶液，逐滴加入稀氨水至過(guò)量，觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是產(chǎn)生白色膠狀沉淀。反應(yīng)的化學(xué)方程式是Al2(SO4)3＋6NH3H2O===2Al(OH)3↓＋3(NH4)2SO4，離子方程式是Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH。 (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)象是白色沉淀逐漸溶解，得到澄清溶液，反應(yīng)的離子方程式為Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。另一支試管中逐滴滴入NaOH溶液，觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是白色沉淀逐漸溶解，得到澄清溶液，反應(yīng)的離子方程式為Al(OH)3＋OH－===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)象為生成白色沉淀，化學(xué)方程式為NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3。 1.兩性化合物 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2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。 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。 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。 【例1】 下列說(shuō)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(duì)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 D 解析 Al2O3雖然難溶于水，但是2Al(OH)3Al2O3＋3H2O，Al2O3和Al(OH)3中Al的化合價(jià)相同，所以Al2O3是Al(OH)3對(duì)應(yīng)的氧化物；金屬氧化物與堿性氧化物是兩個(gè)不同的概念，二者沒(méi)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 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(shuō)這些物質(zhì)有兩性，不能將它們稱為兩性物質(zhì)。 【例2】 以氧化鋁為原料制取氫氧化鋁，合理的方法是( ) 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 D 解析 以Al2O3為原料制取Al(OH)3，有兩條途徑：Al2O3＋H＋―→Al3＋―→Al(OH)3，Al2O3＋OH－―→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(shí)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)。 二、鋁離子、偏鋁酸根之間的相互轉(zhuǎn)化 按要求完成下列實(shí)驗(yàn)： (1)向AlCl3溶液中加入過(guò)量的NaOH溶液，最后所得溶液中含有NaAlO2、NaCl、NaOH(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(guò)量，觀察到的現(xiàn)象是先產(chǎn)生白色沉淀，后又溶解，得到澄清溶液。反應(yīng)的離子方程式為H＋＋OH－===H2O、AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O；向另一份中通入過(guò)量的CO2氣體，觀察到的現(xiàn)象是產(chǎn)生白色沉淀，反應(yīng)的離子方程式為OH－＋CO2===HCO、CO2＋AlO＋2H2O===HCO＋Al(OH)3↓。 歸納總結(jié) 1．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。 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 ①Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ ②Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O ①H＋＋AlO＋H2O===Al(OH)3↓ ②Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O 圖像 結(jié)論 設(shè)x＝n(OH－)/n(Al3＋) ①當(dāng)0下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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