專(zhuān)題16鋁的重要化合物【知識(shí)回放】1．什么是酸性氧化物？舉例說(shuō)明。2．什么是堿性氧化物？舉例說(shuō)明?！拘轮v】一、氧化鋁1.物理性質(zhì)色態(tài)溶解性熔點(diǎn)硬度白色固體難溶于水很高很大2.化學(xué)性質(zhì)Al2O3是兩性氧化物,與酸或強(qiáng)堿溶液都能反應(yīng)生成鹽和水。(1)與強(qiáng)酸反應(yīng)的離子方程式:Al2O3+6H+=2Al3++3H2O。(2)與強(qiáng)堿反應(yīng)的離子方程式:Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O。3.用途(1)冶煉金屬鋁的原料;(2)良好的耐火材料。二、氫氧化鋁1.物理性質(zhì)和用途難溶于水的白色固體,在溶液中形成白色膠狀沉淀。Al(OH)3能凝聚水中的懸浮物,又能吸附色素,可以用作凈水劑。2.化學(xué)性質(zhì)3.制備(1)試劑:鋁鹽溶液和氨水。(2)原理(離子方程式):Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+。三、硫酸鋁鉀[KAl(SO4)2]1.電離方程式:KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-。2.十二水合硫酸鋁鉀[KAl(SO4)2·12H2O]。俗名明礬,為無(wú)色晶體,可溶于水,在天然水中生成Al(OH)3膠體,可用作凈水劑?！究茖W(xué)探究】探究一Al3+、AlO2-與Al(OH)3之間的轉(zhuǎn)化問(wèn)題導(dǎo)引Al3+、AlO2-與Al(OH)3之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系1.若在可溶性鋁鹽溶液中逐滴滴入NaOH溶液至過(guò)量,可以觀察到什么實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?若將上述反應(yīng)分為兩個(gè)過(guò)程,試寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式。提示Al3+首先和OH-反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀,隨著NaOH溶液的加入,Al(OH)3又和過(guò)量的NaOH溶液反應(yīng),生成NaAlO2。故可觀察到先產(chǎn)生白色沉淀,然后沉淀逐漸消失。反應(yīng)的離子方程式為Al3++3OH-=Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。2.若向NaAlO2溶液中逐滴滴入稀鹽酸至過(guò)量,能觀察到什么現(xiàn)象?請(qǐng)寫(xiě)出對(duì)應(yīng)的離子方程式。提示當(dāng)向NaAlO2溶液中滴加稀鹽酸時(shí),AlO2-先與H+反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀,當(dāng)溶液中的AlO2-完全轉(zhuǎn)化為Al(OH)3后,再滴加稀鹽酸時(shí),生成的Al(OH)3又與過(guò)量的鹽酸反應(yīng)生成AlCl3,故觀察到的現(xiàn)象為:溶液中先產(chǎn)生白色沉淀,然后沉淀消失,有關(guān)的離子方程式為AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓,Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O。探究二有關(guān)Al(OH)3沉淀的圖像分析及有關(guān)計(jì)算問(wèn)題導(dǎo)引1.試畫(huà)出向AlCl3溶液中滴加氨水至過(guò)量的圖像。提示向AlCl3溶液中滴加氨水至過(guò)量,發(fā)生Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+,Al(OH)3不溶于弱堿,故白色沉淀逐漸增加至不變,圖像為2.試畫(huà)出向NaAlO2溶液中通入CO2至過(guò)量的圖像。提示向NaAlO2溶液中通入CO2至過(guò)量,發(fā)生AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-,Al(OH)3不溶于弱酸,故白色沉淀逐漸增加至不變,圖像為【重點(diǎn)突破】1.Al3+、AlO2-和Al(OH)3之間的相互轉(zhuǎn)化(1)Al3+?Al(OH)3①可溶性鋁鹽與少量NaOH溶液反應(yīng):Al3++3OH-(少量)=Al(OH)3↓②可溶性鋁鹽與氨水反應(yīng):Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4+(2)Al(OH)3?Al3+Al(OH)3溶于強(qiáng)酸溶液:Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O(3)Al3+?AlO2-可溶性鋁鹽與過(guò)量的強(qiáng)堿反應(yīng):Al3++4OH-(過(guò)量)=AlO2-+2H2O(4)AlO2-?Al3+偏鋁酸鹽溶液與足量的鹽酸反應(yīng):AlO2-+4H+=Al3++2H2O(5)AlO2-?Al(OH)3①偏鋁酸鈉溶液中加入少量鹽酸:AlO2-+H+(少量)+H2O=Al(OH)3↓②偏鋁酸鈉溶液中通入CO2:2AlO2-+CO2(少量)+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-AlO2-+CO2(過(guò)量)+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-(6)Al(OH)3?AlO2-Al(OH)3溶于強(qiáng)堿溶液:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O2.Al(OH)3制備時(shí)易錯(cuò)用的兩種試劑(1)Al3+結(jié)合OH-可生成Al(OH)3,利用可溶性鋁鹽反應(yīng)制備Al(OH)3沉淀時(shí),應(yīng)該用弱堿NH3·H2O,不能用強(qiáng)堿NaOH,因?yàn)镹H3·H2O不和Al(OH)3反應(yīng),而強(qiáng)堿NaOH會(huì)和Al(OH)3反應(yīng)。(2)AlO2-結(jié)合H+也可生成Al(OH)3:H++AlO2-+H2O=Al(OH)3↓。利用偏鋁酸鈉溶液制備Al(OH)3沉淀時(shí),應(yīng)向偏鋁酸鈉溶液中通入足量CO2氣體,發(fā)生如下反應(yīng):NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3;但不能用強(qiáng)酸與偏鋁酸鹽反應(yīng)制備Al(OH)3,因?yàn)锳l(OH)3能溶于強(qiáng)酸。3有關(guān)Al(OH)3沉淀圖像的分析(1)向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至過(guò)量生成Al(OH)3所需要的NaOH與溶解Al(OH)3所需要的NaOH的物質(zhì)的量之比為3∶1。(2)向NaAlO2溶液中滴加鹽酸至過(guò)量生成Al(OH)3所需要的HCl與溶解Al(OH)3所需要的HCl的物質(zhì)的量之比為1∶3。(3)向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液至過(guò)量4.可溶性鋁鹽與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算二者反應(yīng)時(shí)有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為:(1)Al3++3OH-=Al(OH)3↓(生成沉淀)(2)Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O(沉淀溶解)(3)Al3++4OH-=AlO2-+2H2O(生成沉淀,又恰好完全溶解)分析以上三個(gè)反應(yīng)關(guān)系式,所得Al(OH)3沉淀的物質(zhì)的量與n(Al3+)、n(OH-)的關(guān)系式為(1)當(dāng)QUOTE≤3時(shí),所得沉淀的物質(zhì)的量為n[Al(OH)3]=1/3QUOTEn(OH-);(2)當(dāng)QUOTE≥4時(shí),所得沉淀的物質(zhì)的量為n[Al(OH)3]=0;(3)當(dāng)3<QUOTE<4時(shí),所得沉淀的物質(zhì)的量為n[Al(OH)3]=n(Al3+)-[n(OH-)-3n(Al3+)]=4n(Al3+)-n(OH-)?！镜漕}探究】典例1以氧化鋁為原料制取氫氧化鋁,最好的方法是()A.將氧化鋁溶于水B.將氧化鋁先溶于鹽酸中,之后滴加氨水C.將氧化鋁溶于鹽酸中,之后滴加氫氧化鈉溶液D.將氧化鋁溶于氫氧化鉀變式訓(xùn)練1-1下列關(guān)于Al(OH)3性質(zhì)的敘述中,錯(cuò)誤的是()A.Al(OH)3是兩性氫氧化物B.Al(OH)3是難溶于水的白色膠狀物質(zhì)C.Al(OH)3能凝聚水中的懸浮物,也能吸附色素D.Al(OH)3既能溶于NaOH溶液、氨水,又能溶于鹽酸變式訓(xùn)練1-2鋁、氧化鋁、氫氧化鋁和可溶性鋁鹽與過(guò)量強(qiáng)堿溶液的反應(yīng),其生成物有一定的規(guī)律,下列說(shuō)法中正確的是()A.都有H2O生成B.都有H2生成C.都有AlO2-生成D.都有Al3+生成變式訓(xùn)練1-3.下列說(shuō)法正確的是()A.Al2O3難溶于水,不與水反應(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能與所有的酸堿溶液反應(yīng)D.Al2O3能與強(qiáng)的酸堿溶液反應(yīng)典例2將NaOH溶液逐滴加入到用鹽酸酸化的AlCl3溶液中,若用y軸表示Al(OH)3沉淀的量,x軸表示NaOH溶液的體積,下列圖像正確的是()變式訓(xùn)練2-1相同質(zhì)量的下列物質(zhì)分別與等濃度的NaOH溶液反應(yīng),至體系中均無(wú)固體物質(zhì),消耗堿量最多的是()A.Al B.Al(OH)3C.AlCl3 D.Al2O3變式訓(xùn)練2-2A、B、C、D、E五種化合物,均含有某種常見(jiàn)元素,它們的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示,其中A為澄清溶液,C為難溶的白色固體,E則易溶于水,若取A溶液灼燒,焰色反應(yīng)為淺紫色(透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)寫(xiě)出化學(xué)式：A,BC,D,E。

(2)寫(xiě)出下列反應(yīng)的離子方程式:AB:;

BD:;

CE:。

變式訓(xùn)練2-3向20mL某濃度的AlCl3溶液中