1、第2课时 铝的氧化物与氢氧化物 从铝土矿中提取铝,专题3 第一单元 从铝土矿到铝合金,学习目标定位 1.根据氧化铝、氢氧化铝的物质类别，会分析其化学性质。 2.熟知Al3、AlO 和Al(OH)3之间的相互转化。 3.了解从铝土矿提取铝的流程和原理。,新知导学,达标检测,内容索引,新知导学,1.Al2O3是一种 、 、 的化合物，常用于制造_，如耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器等。 Al2O3既能与强酸(如盐酸)反应，又能与强碱(如NaOH溶液)反应，是一种两性氧化物。 (1)与盐酸反应的化学方程式是 ，离子方程式是 。,高硬度,高熔点,一、氧化铝和氢氧化铝,高沸点,耐火材,料,Al2O36
2、HCl=2AlCl33H2O,Al2O36H=2Al33H2O,相关视频,(2)与NaOH溶液反应的化学方程式是 ，离子方程式是 。,Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O,Al2O32OH=2AlO H2O,相关视频,2.按要求完成下列实验 (1)在试管中加入10 mL 0.5 molL1的Al2(SO4)3溶液，逐滴加入稀氨水至过量，观察到的实验现象是 。反应的化学方程式是 ，离子方程式是 。 (2)将实验(1)所得的悬浊液一分为二，向其一支试管中逐滴滴入稀盐酸，观察到的实验现象是 ，反应的离子方程式为 。另一支试管中逐滴滴入NaOH溶液，观察到的实验现象是 ，反应的离子方程式为 。,
3、产生白色胶状沉淀,Al2(SO4)36NH3H2O=2Al(OH)33(NH4)2SO4,Al33NH3H2O=Al(OH)33NH,白色沉淀逐渐溶解，得到澄清溶液,Al(OH)33H=Al33H2O,白色沉淀逐渐溶解，得到澄清溶液,Al(OH)3OH=AlO 2H2O,(3)向实验(2)中加入NaOH溶液的试管中通入足量CO2，观察到的现象为 ，化学方程式为_。,生成白色沉淀,NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3,NaHCO3,1.两性化合物 既可以与酸反应又可以与碱反应生成盐和水的化合物，Al2O3为两性氧化物，Al(OH)3为两性氢氧化物。 2.Al(OH)3难溶于水，为白色胶状沉
4、淀。 3.氢氧化铝不稳定，受热易分解，化学方程式是_。 4.实验室由Al2(SO4)3或AlCl3制备Al(OH)3，应选用氨水，而不选用NaOH溶液。,2Al(OH)3 Al2O3,3H2O,提醒 (1)Al2O3、Al(OH)3不能与NH3H2O等弱碱反应，也不能与H2CO3等很弱的酸反应。 (2)Al(OH)3胶体具有很强的吸附能力，它能凝聚水中的悬浮物并使之沉降，从而达到净水的 目的。,例1 下列说法正确的是 A.Al2O3难溶于水，不跟水反应，所以它不是Al(OH)3对应的氧化物 B.因为Al2O3是金属氧化物，所以它是碱性氧化物 C.Al2O3能跟所有的酸、碱溶液反应 D.Al2O
5、3能跟强的酸、碱溶液反应,答案,解析,易误提醒,解析 Al2O3虽然难溶于水，但是2Al(OH)3 Al2O33H2O，Al2O3和Al(OH)3中Al的化合价相同，所以Al2O3是Al(OH)3对应的氧化物；金属氧化物与碱性氧化物是两个不同的概念，二者没有必然的联系；Al2O3是两性氧化物，Al2O3与酸、强碱反应，与弱碱不反应。,易误提醒,易误提醒 两性物质与物质的两性不同，两性物质是既能与酸反应生成盐和水，又能和碱反应生成盐和水，如Al2O3、ZnO、Zn(OH)2、Al(OH)3等，物质的两性：如弱酸的酸式盐(NaHCO3等)既能与强酸反应，又能与强碱反应，但只能说这些物质有两性，不能
6、将它们称为两性物质。,例2 以氧化铝为原料制取氢氧化铝，合理的方法是 A.将氧化铝溶于水 B.将氧化铝溶于氨水 C.将氧化铝先溶于盐酸中，之后滴加氢氧化钠溶液 D.将氧化铝先溶于氢氧化钠溶液中，之后通入二氧化碳,答案,解析,知识拓展,解析 以Al2O3为原料制取Al(OH)3，有两条途径：Al2O3HAl3Al(OH)3，Al2O3OHAlO Al(OH)3。因Al(OH)3可溶于强酸、强碱，故应选用Al3与弱碱反应或AlO 与弱酸反应。,知识拓展,知识拓展 Al(OH)3的三种制备方法,(1)用铝盐和氨水制备Al(OH)3，不选用强碱(如NaOH)溶液，是由于Al(OH)3溶于强碱溶液，而不
7、溶于弱碱(如氨水)溶液。 (2)溶液中AlO Al(OH)3最好通入CO2，而不选用强酸，是由于Al(OH)3溶于强酸，而不溶于较弱的酸(如H2CO3)。,按要求完成下列实验： (1)向AlCl3溶液中加入过量的NaOH溶液，最后所得溶液中含有_(填溶质化学式)。 (2)把上述溶液分成两份，向其中一份中逐滴加入盐酸至过量，观察到的现象是 。反应的离子方程式为 、 、_；向另一份中通入过量的CO2气体，观察到的现象是 ，反应的离子方程式为 、_。,NaAlO2、,NaCl、NaOH,二、铝离子、偏铝酸根之间的相互转化,先产生白色沉淀，后又溶解，得到澄清溶液,HOH=H2O,AlO HH2O=Al
8、(OH)3,Al(OH)3,3H=Al33H2O,OHCO2=HCO,产生白色沉淀,CO2,AlO 2H2O=HCO Al(OH)3,1.铝元素的化合态主要以三种形式存在，即Al3、AlO 和Al(OH)3，它们之间能相互转化。,2.由NaAlO2溶液制备Al(OH)3，应通入CO2气体，而不加入强酸。,3.向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液和向NaAlO2溶液中逐滴加入盐酸的比较。,提醒 向AlCl3溶液中加NaOH溶液和向NaAlO2溶液中加盐酸，计算生成Al(OH)3沉淀的量时，有两种情况，即碱(酸)不足和碱(酸)过量，如上图中所示，计算时要注意讨论分析。,答案,解析,例3 向用盐酸
9、酸化过的AlCl3溶液中逐滴滴入NaOH溶液，图中能正确表示这个反应的是,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，沉淀逐渐溶解，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的用量应是31，A、B错误，用盐酸酸化过的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也是错误的。,例4 向50 mL 1 molL1的Al2(SO4)3溶液中加入100 mL KOH溶液，充分反应得到3.9 g沉淀，求KOH溶液的物质的量浓度。,答案
10、,解析,思维启迪,答案 1.5 molL1或3.5 molL1。,思维启迪,解析 方法一：根据Al3的物质的量与沉淀Al(OH)3的物质的量比较可推测KOH的两种情况：加入氢氧化钾不足量时，n(KOH)3nAl(OH)33 0.15 mol，c(KOH) 1.5 molL1。当Al(OH)3部分溶解时，n(KOH)4n(Al3)nAl(OH)30.4 mol0.05 mol0.35 mol，c(KOH) 3.5 molL1。 方法二：用图像法求解。如下图所示，当生成沉淀0.05 mol时，需KOH 0.15 mol；需KOH 0.35 mol。,思维启迪 1.已知Al3和OH的物质的量，计算A
11、l(OH)3 的物质的量解题思路 (1)计算 的比值，判断反应产物。 (2)根据反应原理或守恒关系列式计算。 2.已知Al3和Al(OH)3的物质的量计算OH的物质的量解题思路 (1)若n(Al3)nAl(OH)3，n(OH)3nAl(OH3)； (2)若n(Al3)nAl(OH)3，则有两种情况： n(OH)不足，n(OH)3nAl(OH)3； n(OH)过量：n(OH)3nAl(OH)34n(Al3)nAl(OH)34n(Al3)nAl(OH)3。,1.铝的存在 (1)含量：铝元素是地壳中含量 的金属元素。 (2)存在：地壳中铝以 态存在于铝土矿中，铝土矿的主要成分是。,最多,化合,三、从
12、铝土矿中提取铝,Al2O3,写出上图中反应的化学方程式：；。,2.从铝土矿制备铝的工艺流程如下图所示：,Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O,NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3,2Al(OH)3 Al2O33H2O,2Al2O3 4Al3O2,1.Al2O3是一种高熔点的化合物，为了降低能耗，工业上加入冰晶石(Na3AlF6)，使Al2O3在1 000 熔融，以降低铝的冶炼成本。 2.电解法制铝是采用高熔点的Al2O3，而不用熔点低很多的AlCl3，是因为AlCl3在熔融状态时不电离、不导电。 3.酸化时用过量CO2，使NaAlO2完全转化为Al(OH)3沉淀，不能用
13、强酸酸化，因为过量的强酸能使Al(OH)3溶解。,例5 下图所示是从铝土矿(主要成分是Al2O3，含Fe2O3、SiO2等杂质)中提取氧化铝的工艺流程之一。已知：SiO2能和氢氧化钠反应，不和盐酸反应。,答案,解析,回答下列问题： (1)用盐酸溶解铝土矿后，所得溶液中的阳离子有_。,Fe3、Al3、H,解析 铝土矿中的Fe2O3、Al2O3溶于盐酸得到的阳离子是Fe3、Al3，由于盐酸过量，阳离子还有H，过滤得到的滤渣是SiO2。在进行步骤时，需要加入过量的NaOH溶液，发生反应Fe33OH=Fe(OH)3、Al34OH=AlO 2H2O，过滤分离出Fe(OH)3。碳酸的酸性比氢氧化铝强，利用
14、强酸制弱酸的原理，向NaAlO2溶液中通入过量CO2可制得Al(OH)3，过滤后的滤液中含有NaHCO3和NaCl。,(2)固体A的主要成分是_。 (3)进行步骤时，为了达到分离要求，加入的NaOH应该_。 (4)进行步骤时，一般通入过量CO2，其反应的化学方程式是_。 (5)溶液X和盐酸反应的离子方程式为_。,SiO2,过量,NaAlO22H2OCO2=NaHCO3Al(OH)3,HCO H=H2OCO2,答案,Al3、AlO 与Al(OH)3之间的转化关系,学习小结,达标检测,1.下列说法正确的是 A.金属氧化物都能与水反应生成碱 B.非金属氧化物都能与水反应生成酸 C.氧化铝既能与盐酸反
15、应又能与氨水反应 D.氧化铝是冶炼金属铝的原料,解析 多数金属氧化物和部分非金属氧化物不溶于水，例如CuO、SiO2等；Al2O3是两性氧化物，能与酸和强碱溶液反应；工业上用电解Al2O3的方法制备铝。,1,2,3,4,5,答案,解析,6,解析 Al(OH)3是两性氢氧化物，能溶于酸，也能溶于NaOH、KOH等强碱，但Al(OH)3不能溶于氨水等弱碱。,2.下列关于Al(OH)3的性质叙述错误的是 A.Al(OH)3受热易分解生成Al2O3和H2O B.Al(OH)3是难溶于水的白色胶状物质 C.Al(OH)3能凝聚水中的悬浮物，也能吸附色素 D.Al(OH)3既能溶于NaOH溶液、氨水，又能
16、溶于盐酸,1,2,3,4,5,答案,解析,6,3.使溶液中的AlO 完全转化成Al(OH)3，应选择的最好试剂是 A.稀H2SO4 B.盐酸 C.CO2 D.氨水,解析 使AlO 转化成Al(OH)3需加酸，若用强酸会使Al(OH)3溶解，最好通入CO2气体。,1,2,3,4,5,答案,解析,6,4.下列物质Al、NaHCO3、Al2O3、Mg(OH)2、Al(OH)3中，既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应的化合物是 A. B. C. D.,解析 Al既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应，但不是化合物；Mg(OH)2只能与盐酸反应；NaHCO3、Al2O3、Al(OH)3三种物质既能与盐酸
17、反应，又能与NaOH溶液反应。,1,2,3,4,5,答案,解析,6,5.相等物质的量的下列物质分别与足量NaOH溶液反应，消耗NaOH的物质的量最多的是 A.Al2O3 B.KAl(SO4)2 C.Al(OH)3 D.Al,1,2,3,4,5,答案,解析,6,解析 若各物质的物质的量为1 mol，则有以下分析计算。 A项：Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O1 mol 2 mol B项：2KAl(SO4)28NaOH=K2SO42NaAlO23Na2SO44H2O1 mol 4 mol C项：Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O1 mol 1 mol D项：2Al 2NaOH2H
18、2O=2NaAlO23H21 mol 1 mol 故消耗NaOH物质的量最多的是KAl(SO4)2。,1,2,3,4,5,6,6.(1)用AlCl3溶液与NaOH溶液反应时，当Al3的物质的量与OH的物质的量之比(以下均填物质的量之比)为_时，Al(OH)3沉淀量最多；_时，Al(OH)3全部溶解；_或_时，Al(OH)3沉淀量为最多沉淀量的一半。,解析 向含Al3的溶液中加入NaOH溶液时，有关反应：Al33OH=Al(OH)3，Al(OH)3OH=AlO 2H2O，总反应：Al34OH=AlO 2H2O。 由上述反应方程式可知当n(Al3)n(OH)13时，沉淀量最大；当n(Al3)n(O
19、H)23或27时，沉淀量为最大量的一半。,1,2,3,4,5,答案,解析,6,13,14,23,27,(2)NaAlO2溶液与盐酸反应时，AlO 的物质的量与H物质的量之比为_时，Al(OH)3沉淀量最多；_时，Al(OH)3全部溶解；_或_时，生成的Al(OH)3的量为最多沉淀量的一半。,1,2,3,4,5,答案,解析,6,11,14,21,25,解析 向含AlO 的溶液中加入盐酸时，有关反应：AlO HH2O= Al(OH)3，Al(OH)33H=Al33H2O，总反应：AlO 4H=Al32H2O。 当n(AlO )n(H)11时，沉淀量最大；当n(AlO )n(H)14时，沉淀完全溶解；当n(AlO )n(H)21或25时，沉淀量为最大量的一半。,
