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人教必修一第3章


第二 课时 铝的 重要 化合 物

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第一课时 铝的重要化合物

一、氧化铝 1.物理性质 色态 白色固体 溶解性 熔点 硬度 很大

难溶于水 很高

2.化学性质
Al2O3是两性

氧化物,与酸 或 强碱 溶液都能反应生成盐 和水. Al2O3+6H+===2Al3++3H2O . (1)与强酸反应的离子方程式: (2)与强碱反应的离子方程式:Al2O3+2OH-===2AlO+H2O .

3.用途

氧化铝是冶炼铝的原料,也是一种较好的耐火 材料,
用来制造耐火坩埚、耐火管、耐高温的实验仪器.

在已学过的物质中,既能与盐酸反应,又能与NaOH溶 液反应的有哪些?这些物质都能称作两性物质吗? 提示:有Al、Al2O3、Al(OH)3、NaHCO3、(NH4)2CO3等.这些

物质不一定都是两性物质,如金属铝、碳酸氢钠等物质都
有上述性质,但这些物质不能称作两性物质.

二、氢氧化铝
1.Al(OH)3的制备与性质探究 实验操作 实验现象 化学方程式 Al2(SO4)3+ 试管中产生白 色胶状沉淀

6NH3· H2O===2Al(
OH)3↓+ 3(NH4)2SO4

实验操作

实验现象

化学方程式

试管中白色 Al(OH)3+3HCl===AlCl3 沉淀溶解 +3H2O

试管中白色
沉淀溶解

Al(OH)3+NaOH=== NaAlO2+2H2O

为什么常用氨水与硫酸铝溶液反应制取Al(OH)3,而 不用NaOH溶液呢? 提示:因生成的Al(OH)3会溶于过量的NaOH溶液中,而 不会溶解在氨水中.

2.Al(OH)3的两性 既能跟 酸溶液起反应,又能跟 强碱 溶液起反应,是 一种 两性 氢氧化物. 3.Al(OH)3的用途

利用Al(OH)3的 弱碱性来中和过多的胃酸.
4.Al(OH)3的不稳定性

2Al(OH)3

Al2O3+3H2O .

三、硫酸铝钾
2- 1.KAl(SO4)2的电离方程式为: . KAl(SO4)2===K++Al3++2SO4

12H2O,俗名明矾 , 2.十二水合硫酸铝钾的化学式为KAl(SO4)2·

是一种 无色 晶体, 易溶 于水,可用作 净水剂 .

明矾用作净水剂的原理是什么? 提示:明矾溶于水时会生成Al(OH)3胶体,Al(OH)3可以 和水中悬浮的泥沙形成絮状不溶物沉降下来,使水澄

清,所以明矾可作净水剂.

1.Al、Al2O3、Al(OH)3都能和盐酸、NaOH溶液反应,所以
都为两性化合物. 提示:错误,因Al为单质. 2.碱性氧化物都是金属氧化物. 提示:正确. ( ) ( )

3.金属氧化物若不是碱性氧化物,就一定是两性氧化
物. 提示:错误,如Mn2O7为酸性氧化物. ( )

4.除去Fe2O3中的Al2O3杂质,可用NaOH溶液或稀盐酸充 分溶解,再过滤. ( ) 提示:错误,因为Fe2O3、Al2O3都可与稀盐酸反应. 5.除去Al2O3中的杂质Al,或除去Al2O3中的杂质Al(OH)3,

都可采用空气中加热的方法.
提示:正确,因为4Al+3O2 Al2O3+3H2O. 2Al2O3,2Al(OH)3

(

)

6.明矾可作净水剂是因为明矾在水中可生成Al(OH)3胶 体. ( )

提示:正确.

一、氧化物知识小结 1.氧化物的分类 按性质可分为酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物、

不成盐氧化物等多种,各类氧化物都有其相同的性
质.

2.氧化物性质的比较
类型 碱性氧化 概念 能与酸反应生成 盐和水的氧化物 既能和酸反应生 两性氧化 物 成盐和水,又能 跟碱反应生成盐 实例 Na2O+2HCl===2NaCl

物(都是金
属氧化物)

+H2O;MgO+
H2SO4=== MgSO4+H2O Al2O3+6HCl===2AlCl3 +3H2O;Al2O3+ 2NaOH===2NaAlO2+

和水的氧化物

H2 O

类型

概念

实例 CO2+2NaOH===

酸性氧化物
(主要是非金 属氧化物)

能与碱反应生成盐 和水的氧化物

Na2CO3+H2O; SO3+2KOH===

K2SO4+H2O
既不与酸反应生成 CO、NO等

不成盐氧化物 盐,也不与碱反应 生成盐的氧化物

(1)酸性氧化物大多数是非金属氧化物,但不是所有的
非金属氧化物都是酸性氧化物,如CO、NO就不能与碱反 应. (2)碱性氧化物都是金属氧化物,但金属氧化物不一定 是碱性氧化物,如Mn2O7就是酸性氧化物,其对应的酸为 HMnO4(高锰酸). (3)酸性氧化物的另一个名称为酸酐,如SO3为H2SO4的

酸酐,CO2为H2CO3的酸酐,P2O5为H3PO4的酸酐等等.

二、“铝三角”及其相互转化关系

1.Al3+―→Al(OH)3 (1)可溶性铝盐与少量的强碱反应: Al3++3OH-(少量)===Al(OH)3↓

(2)可溶性铝盐与氨水反应: Al3 +3NH3· H2O===Al(OH)3↓+3NH4
+ +

2.Al(OH)3―→Al3+ Al(OH)3 与强酸溶液反应: Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O 3.Al3+―→AlO- 2 可溶性铝盐与过量的强碱反应: Al3++4OH-(过量)===AlO- 2 +2H2O

4.AlO2 ―→Al3




偏铝酸盐溶液与足量的强酸反应:
- AlO2 +4H+===Al3++2H2O

5.AlO- 2 ―→Al(OH)3 (1)偏铝酸钠溶液中加入少量强酸:
- AlO2 +H+(少量)+H2O===Al(OH)3↓

(2)偏铝酸钠溶液中通入 CO2:
2 2AlO2 +CO2(少量)+3H2O===2Al(OH)3↓+CO3
- -

AlO2 +CO2(过量)+2H2O===Al(OH)3↓+HCO3





6.Al(OH)3―→AlO2



Al(OH)3 溶于强碱溶液:
- Al(OH)3+OH-===AlO2 +2H2O

[关键一点] (1)由 Al3 制备 Al(OH)3, 宜用 Al3 与氨水反应. 一般不用强碱,
+ +

因为过量强碱会使 Al(OH)3 转化为偏铝酸盐.
- (2)由 AlO- 2 制备 Al(OH)3,宜用 AlO2 与 CO2 反应.一般不用强

酸,因为过量强酸会使 Al(OH)3 溶解转化为铝盐.

三、有关Al(OH)3沉淀的图象分析

向AlCl3中加NaOH溶液和向NaAlO2中加盐酸,只要沉淀量
未达最大值(如相关图象中a、b),则产生沉淀对应的碱或酸有 两种情况,进行计算时要注意讨论.

考查点一

氧化物的分类————————————

[例1] 下列关于氧化物的叙述中,正确的是
A.酸性氧化物都可以与强碱溶液反应 B.与水反应生成酸的氧化物都是酸性氧化物 C.金属氧化物都是碱性氧化物或两性氧化物 D.不能与酸反应的氧化物一定能与碱反应

(

)

[解析] 根据酸性氧化物的概念可知酸性氧化物都能与 碱反应,但与水反应生成酸的氧化物并不一定是酸性氧 化物,如3NO2+H2O===2HNO3+NO,NO2并非酸性氧化 物.金属氧化物中的Na2O2既不是碱性氧化物又不是两性

氧化物.CO既不与酸反应,也不与碱反应.
[答案] A

[关键一点]
非金属元素在酸酐和相应的含氧酸中的化合价相同这一 点可帮助我们根据含氧酸的化学式写出相应的酸性氧化物 或酸酐.如已知氯元素含氧酸的化学式为HClO4,求出氯元 素的化合价为+7价,就可得出该含氧酸的酸酐为Cl2O7.

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应又能与氨水反应 D.氧化铝坩埚不能用于熔烧碱

解析:多数金属氧化物和非金属氧化物不溶于水,如CuO、
SiO2等.Al2O3是两性氧化物能与酸和强碱溶液反应. 答案:D

考查点二

含铝物质间的转化——————————

[例2] (2010· 济宁一中高一期中)A、B、C、D、E五种化

合物,均含有常见元素,它们的转化关系如图所示,其
中A为澄清溶液,C为难溶的白色固体,E则易溶于水,若 取A溶液灼烧,焰色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃).

(1)写出化学式:A_______,C_______,D_________, E__________. (2)写出下列反应的离子方程式.

A→B___________________________________________
F→E___________________________________________.

[解析] 题目应以B物质作为突破口:

[答案]


(1)KAlO2

Al2O3

AlCl3

NaAlO2


(2)AlO2 +CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO3 2Al+2OH-+2H2O===2AlO- 2 +3H2↑

[关键一点] 实验室制备Al(OH)3的方法有三种: (1)Al2(SO4)3+6NH3· H2O===2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4 (2)NaAlO2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+NaHCO3

(3)AlCl3+3NaAlO2+6H2O===4Al(OH)3↓+3NaCl

下列变化不 可能通过一步实验直接完成的是 . A.Al(OH)3→Al2O3 C.Al→AlO- 2 B.Al2O3→Al(OH)3 D.Al3+→Al(OH)3

(

)

解析: Al(OH)3 加热分解可直接得 Al2O3,Al 与强碱溶液反应 可得 AlO2 ,Al3 遇碱可直接得 Al(OH)3,Al2O3 难溶于水,不能
- +

通过一步反应得 Al(OH)3,应将 Al2O3 与酸或碱反应得 Al3 或


AlO2 ,再与碱或酸反应,才能得 Al(OH)3.



答案:B

考查点三

有关氢氧化铝沉淀的图象———————

[例3]

向20 mL某物质的量浓度的AlCl3溶液中滴入2

mol/L NaOH溶液时,得到的Al(OH)3沉淀质量与所滴加
NaOH溶液的体积(mL)关系如图所示,试回答下列问题:

(1)图中A点表示的意义是________________________. (2)图中B点表示的意义是________________________. (3)上述两步反应用总的离子方程式可表示为__________

________________________________________________.
(4)若溶液中有Al(OH)3沉淀0.39 g,则此时用去NaOH溶液 的体积为________________________________________ ________________________________.

[解析] 由图可知,随着 NaOH 溶液的加入,AlCl3 溶液中有 Al3


―→Al(OH)3―→AlO 2 转 化 , 总 离 子 方 程 式 为 Al3 + 4OH
- + -



===AlO2 +2H2O. 要生成 0.39 g Al(OH)3 沉淀时有两种情况: 1 0.39 g 1 - ①AlCl3 过 量 , 即 n[Al(OH)3] = n(OH ) , = ×2 3 78 g/mol 3 mol/L×V×10-3,解得 V=7.5 mL; ②当 NaOH 相对过量时,NaOH 使 Al3+全部生成 Al(OH)3 后,又 使沉淀部分溶解,此时 n[Al(OH)3]=4n(Al3 )-n(OH ),即:
+ -

0.39 g 0.78 g = 4× -2 mol/L×V×10-3 78 g/mol 78 g/mol V=17.5 mL.

[答案]

(1)生成 Al(OH)3 沉淀的最大值

(2)Al(OH)3 沉淀完全溶解于 NaOH 溶液成为 NaAlO2 溶液 (3)Al3++4OH-===AlO- 2 +2H2O (4)7.5 mL 或 17.5 mL

[关键一点]

解答有关曲线图象的计算,首先应明确图象所表示
的含义,如横坐标、纵坐标表示哪些物质的物理量,曲 线变化的不同区间对应哪些不同的化学反应.另外图象 上的起点、终点、拐点也是解题思路的启发点,应引起 足够重视.

将物质X逐渐加入Y溶液中,生成沉淀物质的量n2与 所加X的物质的量n1的关系如图所示.符合图示情 况的是 ( )

A X Y NaOH AlCl3

B AlCl3 NaOH

C HCl NaAlO2

D NaAlO2 HCl

解析:因为是将物质X逐渐加入Y溶液中,且是沉淀逐渐 增多至最大量,再逐渐减少至消失,所以B、D都不正确;

写出化学方程式,根据最大沉淀量前后比为1∶3,而A中
在最大沉淀量前后比为3∶1,所以只有C符合题意. 答案:C


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