铝及其化合物的性质教案

铝及其化合物的性质 适用学科 适用区域 知识点 教学目标 教学重点 教学难点 高中化学 人教版适用地区 溶液的酸碱性 了解铝及其化合物的物理及化学性质； 铝及其化合物的物理及化学性质；含铝化合物之间的转化 铝及其化合物的物理及化学性质；含铝化合物之间的转化 适用年级 高中一年级 课时时长（分钟） 60

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教学过程

一、复习预习

1、复习金属及金属氧化物的性质；

2、通过复习金属金金属氧化物的性质引入铝及含铝化合物的性质。

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二、知识讲解

考点1: 铝单质 ⒈物理性质

银白色轻金属。有延性和展性。商品常制成棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。相对密度2.70。熔点660℃。沸点2327℃。有良好的导热性，导电性仅次于金和铜。 ⒉化学性质

在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。铝粉和铝箔在空气中加热能猛烈燃烧,并发出眩目的白色火焰。易溶于稀硫酸、、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液,不溶于水。 ⑴与酸反应

2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑

2Al+6H+=2Al3++3H2↑

2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑ 2Al+6H+=2Al3++3H2↑

2Al+6H2SO4(浓)===Al2(SO4)3+3SO2+6H2O (Al,Fe在冷,浓的H2SO4,HNO3中钝化) Al+4HNO3(稀)===Al(NO3)3+NO↑+2H2O Al+4H++NO3–=Al3++NO↑+2H2O ⑵与碱反应

2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑ 2Al+2OH–+2H2O=2AlO2–+3H2↑ ⑶与盐反应

2Al+3Cu2+===3Cu+2Al3+ ⑷与某些氧化物反应 4Al+3MnO22Al+Fe2O3

2Al2O3+3Mn Al2O3+2Fe

2Al+Cr2O32Al+3FeO

Al2O3+2Cr Al2O3+3Fe

铝热反应常用于焊接铁轨和冶炼金属 ⑸与非金属反应 2Al+3Cl2

2AlCl3

4Al+3O2===2Al2O3 (常温生成致密氧化膜而钝化，在氧气中燃烧)

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考点2氧化铝 ⒈物理性质

白色晶状粉末或固体， 导电性 常温状态下不导电 ⒉化学性质 ⑴与酸反应

Al2O3+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2O Al2O3+6H+=2Al3++3H2O ⑵与碱反应

Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O (Al2O3两性氧化物) Al2O3+2OH―=2AlO2―+H2O

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考点3氢氧化铝 氢氧化铝是两性氢氧化物 ⑴与酸反应

Al(OH)4+3H+===Al3++3H2O ⑵与碱反应

Al(OH)3+OH-===AlO2-+2H2O ⑶分解 2Al(OH)3

Al2O3+3H2O

⑷实验室制法

AlCl3+3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4Cl Al3++3NH3·H2O=Al(OH)2↓+3NH4+

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考点4图像 1、

向一定量的AlCl3 溶液中逐滴加入NaOH 溶液至过量。 见 图（a） 有关离子方程式为： Al3+ + 3OH- = Al(OH)3 ↓ Al(OH)3 +OH - = AlO2― +2 H2O 2、向强碱溶液中滴入铝酸盐溶液，先无沉淀，当

全部转化为

。

时，再加入铝盐溶液，则偏

铝酸盐与铝盐溶液发生了相互促进水解的反应，产物都是如图3所示：

图3

发生反应的离子方程式为： O～A段：A～B段：

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3、向铝盐溶液中滴入氨水或向氨水中滴加铝盐溶液 （I）向铝盐中滴加氨水时，当氨水增加到图4所示。

时，产生最大沉淀量如

图4

（II）向氨水中滴加铝盐溶液时，开始时氨水过量，如图5所示，离子反应方程式为：

图5

由图4与图5不难看出，氢氧化铝沉淀是不溶于弱碱氨水中的。

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4、I：向偏铝酸盐溶液中滴入强碱 当

时，产生最大沉淀量，继续滴入强酸，沉淀逐渐溶解。如图6所示。

图6

II：向盐酸中滴加偏铝酸盐溶液至过量 滴入的偏铝酸钠先与盐酸反应生成

继续滴加的

则与

发生水解反应，离子方程式为：

沉淀量的变化可用图7表示。

沉淀，继而马上被盐酸溶解，反应方程式为：

图7

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5、向由于产生的

溶液中通入

沉淀不溶解在碳酸中，产生的沉淀不消失，如图8所示。

图8 6、向

溶液中滴加

溶液

现象是先产生沉淀，继续滴加盐酸沉淀部分溶解，其离子反应方程式为：

图9

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三、例题精析

【例题1】向30毫升1 mol/L的克白色沉淀，则加入的

溶液中逐渐加入浓度为4 mol/L的

溶液，若产生0.78

溶液的体积可能为（ ）

A. 3mL B. 7.5mL C. 15mL D. 27.5mL

【解析】已知

，由沉淀的物质的量小于氯化铝的物

质的量可推知此题可能有两个答案：一氢氧化钠不足，二氢氧化钠过量。 由两者反应的离子方程式知：

当碱的量不足时：

当碱过量时：【答案】B、D。

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【例题2】向含有（ ）

的溶液中加入含的溶液，生成沉淀的物质的量可能是

（1）a mol （2）b mol （3）

（4）（5）0 mol （6）

A. （1）（2）（4）（5）（6） B. （1）（4）（5）（6） C. （1）（2）（3）（5）（6） D. （1）（3）（5） 【解析】

（1）当（2）当

时，时，

或。

。

（3）当【答案】B

时，

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四、课堂运用

【基础】 1、等体积的相等，则

和

和

两种溶液混合后，沉淀物中含铝元素的质量与溶液中含铝元素的质量两种溶液的物质的量浓度之比是（ ）

（1）1：3 （2）2：3 （3）1：4 （4）2：7 A. （1）和（2） B. （1）和（3） C. （2）和（4） D. （3）和（4）

【解析】溶液中铝元素的存在形式可以是比为1：1时，

。

【答案】C

或，当溶液中

。故当溶液中

与

与

物质的量之

的物质的量之比为1：1时，

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【巩固】

2、在冶金工业上，均不能用化学还原剂制得的一组金属是 A．Na Mg Al B．Na K Zn Fe C．Zn Fe Cu Ag D．Mg Al Zn Fe

【答案】A 【解析】

试题分析：A、Na、Mg、Al均是活泼的金属，不能通过还原剂还原得到，只能通过电解法冶炼，A正确；B、锌和铁均可以通过还原剂还原得到，B不正确；C、Zn、Fe、Cu均可以通过还原剂还原得到，Ag是不活泼的金属，可以通过热分解得到，C不正确；D、锌和铁均可以通过还原剂还原得到，D不正确，答案选A。 考点：考查金属冶炼的有关判断

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【拔高】

3、有Al、CuO、Fe2O3组成的混合物共10.0 g，放入500 mL某浓度的盐酸溶液中，混合物完全溶解，当再加入250 mL 2.0 mol/L的NaOH溶液时，得到的沉淀最多。上述盐酸溶液的浓度为( ) A．0.5 mol/L B．3.0 mol/L C．2.0 mol/L D．1.0 mol/L

【答案】D

【解析】试题分析： 本题涉及的反应较多，若按各步反应进行计算则无从下手，可采用守恒法。由于

得

到

沉

淀

最

多

时

，

溶

液

中

的

溶

质

只

有

NaCl

，

则 n(HCl)=n(NaOH)=0.250L×2.0mol·L-1=0.500molc(HCl)=考点：考查元素化合物的性质、计算

=\"1.00\" mol·L-1，D正确。

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课程小结

铝及其化合物的物理及化学性质；含铝化合物之间的转化

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课后作业

【基础】

1、两种金属混合物粉末12g，与足量的盐酸反应生成标准状况下11.2L氢气，符合上述情况的金属混合物是

A．Mg、Fe B．Zn、Ag C．Al、Zn D．Mg、Al

【答案】C

【解析】试题分析：n(H2)=V/Vm=11.2L÷22.4L/mol=0.5mol.n(e-)=1mol.即12g的金属失去了1mol的电子，也就是说金属的平均摩尔电子质量为12g/mol.题干涉及的金属的摩尔电子质量分别是： M（

Mg

）

e-=\"24g/2mol\"

=\"12g/mol;M(Fe)e-=56g/2mol=28g/mol;M(Zn)e-=65g/2mol=32.5g/mol;M(Al)e-=27g/3mol=\" 9g/mol; 由于Ag不能与酸发生置换反应，可以认为其摩尔电子质量无穷大。如果平均给出1mol的电子需要的质量为12g,则一种金属的摩尔电子质量比12g大，一种金属的摩尔电子质量比12g小。A.Mg:12g,Fe:28g,比平均12g大，不符合题意。错误。B.Zn:32. 5g,Ag:无穷大。比平均12g大，不符合题意。错误。C.Al:9g,Zn: 32. 5g,可以平均到12g/mol..符合题意。正确。D.Mg：12g.Al:9g。都比12g小。无论怎样混合都不可能平均到12g?mol.错误。 考点：考查金属混合物与酸反应置换出氢气的知识。

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2、由锌、铁、铝、镁四种金属的两种组成的混合物10克，与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下的体积为11.2升，则混合物中一定含有的金属是 A．锌

【答案】C

【解析】试题分析：n(H2)=0.5mol，生成H2时得到1mol电子，若全由Zn提供则需32.5g，Fe则28g，Al则9g，Mg则12g，两种金属组成的混合物其平均值为10g，则必有金属铝。故选C。考点：考查化学计算基本方法。

B．铁

C．铝 D．镁

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3、下列叙述正确的是

A．将 通入 溶液中至饱和，无沉淀产生；再通入 ，产生沉淀 B．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解；再加入 固体，铜粉仍不溶解 C．向 溶液中滴加氨水，产生白色沉淀；再加入过量 溶液，沉淀消失 D．纯锌与稀硫酸反应产生氢气的速率较慢；再加入少量 固体，速率不改变

【答案】C

【解析】试题分析：A、SO2与CO2对应的酸都比盐酸弱，所以都不与BaCl2反应，所以通入SO2与CO2都不会生成沉淀，故A错误； B．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解；再加入

固

体，铜粉会溶解，因为前者提供了氢离子，后者提供了酸离子，相当于有了，具有强氧化性能和铜发生反应，错误； C．向过量

溶液中滴加氨水，产生白色沉淀是氢氧化铝，再加入

溶液，该物质能电离出氢离子，酸性较强，又溶解了氢氧化铝沉淀，正确； D．纯

固体后，有铜置换出来，形成了锌铜原

锌与稀硫酸反应产生氢气的速率较慢；再加入少量电池加了反应速率，错误；

考点：本题考查了元素及其化合物的知识，掌握物质间的反应是解题的关键，要求学生熟记教材知识，学以致用。

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【巩固】

4、铁和铁合金是生活中常用的材料，下列说法正确的是 A．一定条件下，铁粉可与水蒸气反应

B．不锈钢是铁合金，只含金属元素

C．铁与盐酸反应，铁合金不与盐酸反应 D．在空气中，铁板比镀锌铁板更耐腐蚀

【答案】A

【解析】试题分析：A、正确；B、不锈钢中含非金属碳，错误；C、不锈钢包括耐弱腐蚀介质腐蚀的钢，它和盐酸能反应，错误；D、在空气中，镀锌铁板比铁板更耐腐蚀，错误。 考点：铁和铁合金。

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5、下列说法正确的是 ( )

A．同周期的IA族元素的金属性比IIA族的元素金属性强 B．第三周期元素的阴离子半径从左到右逐渐增大 C．VIA族的气态氢化物一定比VA族的稳定性强 D．原子晶体的熔点一定比离子晶体的高

【答案】A

【解析】试题分析：A选项，同周期元素，从左到右金属性逐渐降低，故A正确。B选项，同周期元素原子半径从左到右逐渐增大，阴离子符合此规律。故B错误。C选项，其中第五主族氨气稳定性大于第六主族硫化氢气体稳定性。D选项原子晶体的熔点不一定比离子晶体的高 ，氧化镁为离子晶体熔点高达 2800℃而二氧化硅的熔点只有 1600摄氏度 考点：元素周期律

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【拔高】

6、根据你的生活经验和表所提供的信息，分析并回答下列问题。 物理性质 导电性(以银为100) 100 99 74 61 27 17 7.9 密度 (g/cm3) 熔点(℃) 3410 1535 1083 10962 660 232 铬 铁 银 铜 金 铝 铅 硬度(以金刚石为10) 9 4～5 2.5～4 2.5～3 2.5～3 2～2.9 1.5 (1)为什么菜刀、锤子等通常用铁制而不用铅制？ (2)银的导电性比铜好，为什么导线一般用铜制而不用银制？ (3)为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？

【答案】(1)因为铁的硬度比铅大，且铅有毒，故常用铁而不用铅做菜刀、锤子。 (2)银和铜导电性相近，但银比铜贵得多，且电线用量大，所以用铜不用银。 (3)因为钨的熔点高(3410 ℃)，而锡的熔点(232 ℃)太低，通电时锡就熔化了，所以用钨丝而不用锡丝做灯泡的灯丝。

【解析】在确定金属的用途时，要考虑其硬度、熔点、导电性等多种性质，有时还要考虑价格、资源、是否便利、是否有毒、是否利于回收等因素。正确解答本题还要会读题，充分利用题中所给信息进行比较解题。化学是来源于生活同时又是服务于生活的一门学科。通过金属性质的学习，要进

金 铅 银 钢 铁 锌 铝 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70 钨 铁 铜 金 银 铝 锡 物理性质比较 银 铜 金 铝 锌 铁 铅 22 / 24

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一步了解金属在实际生活中的运用。

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7、（使生产不同产品的部分生产过程形成联产，不仅有利于降低产品的生产成本，有时也有利于某些废弃物的综合利用。故人们常把具有这种关系的工厂尽可能地建在相邻区域。请对以下两个实例进行解释：（1）石灰石采石场和炼铁厂建在相邻区域；（2）海水制盐场和氯碱化工厂建在相邻区域。（信息：氯碱化工厂主要化学反应为电解饱和食盐水：

2NaCl+2HO

2NaOH+Cl+H）

【答案】（1）石灰石是炼铁的原料之一，炼铁高炉排放的废气，不仅温度很高，而且含有大量CO（称作高炉煤气），可以用来煅烧石灰石生产石灰（其它合理答案酌情给分）（2）NaCl是生产氯气、盐酸和烧碱的原料，此外盐卤中其他成分的提取所需NaOH、HCl都可以就地取材，有时可以省去提纯、蒸发、结晶等过程

【解析】试题分析：（1）由于石灰石是炼铁的原料之一，炼铁高炉排放的废气，不仅温度很高，而且含有大量CO（称作高炉煤气），因此可以用来煅烧石灰石用来生产石灰，所以石灰石采石场和炼铁厂建在相邻区域。（2）由于NaCl是生产氯气、盐酸和烧碱的原料，此外盐卤中其他成分的提取所需NaOH、HCl都可以就地取材，有时可以省去提纯、蒸发、结晶等过程，所以海水制盐场和氯碱化工厂建在相邻区域。考点：考查化工生产中厂房建设选择的有关判断点评：垂直一体化的产业模式，这有利于降低生产成本，简化生产流程，提高产品质量，缩短生产周期，提高价值链的协调性。同时，采用垂直一体化的产业模式可减少对第三方供应商和委托生产方的依赖，不仅降低了质量和货源风险，也有利于获得上或下的边际利润。该题有利于培养学生的学习兴趣，激发学生的选项求知欲。

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