第五单元金属及其化合物（2.2）

2015-11-09 11:15:22 来源：撰稿：董啸摄影摄像： ; 评论：0 点击：

第五单元金属及其化合物（2.2）

		授课人：董啸
	①使学生对金属的性质有一个全面的了解。
教学目标：	②使学生掌握镁、铝、铁的单质及化合物的性质。
	③使学生将元素化合物知识形成网络。
教学重点：	铝及其化合物的两性、铁的变价及有关化学反应
教学难点：	镁、铝、铁及有关化合物性质及其离子的检验
教学方法：	分析比较法
教学过程：	第二课时

基础知识精析

【专题探索】Al³^＋、Al(OH)₃、AlO之间的转化关系

(1)①Al³^＋＋3NH₃·H₂O===Al(OH)₃↓＋3NH

②Al³^＋＋3AlO＋6H₂O===4Al(OH)₃↓ ③Al³^＋＋3OH^－===Al(OH)₃↓

(2)Al(OH)₃＋3H^＋===Al³^＋＋3H₂O

(3)Al³^＋＋4OH^－===AlO＋2H₂O

(4)AlO＋4H^＋===Al³^＋＋2H₂O

(5)①AlO＋CO₂＋2H₂O===Al(OH)₃↓＋HCO

②AlO＋H^＋＋H₂O===Al(OH)₃↓

(6)Al(OH)₃＋OH^－===AlO＋2H₂O

Al(OH)₃的两性：

Al₂O₃＋6H⁺＝2Al³⁺＋3H₂O Al₂O₃＋2OH^-＝2＋H₂O

Al(OH)₃＋3H⁺＝Al³⁺＋3H₂O Al(OH)₃＋OH^-＝＋2H₂O

【思考题1】：为什么Al(OH)₃既溶于酸又溶于碱？

两性氢氧化物，两种电离方式：

Al³^＋、Al(OH)₃、的相互转化关系：

【说明】①实验室不宜用Al³^＋和强碱溶液、和强酸溶液反应来制备Al(OH)₃，宜用Al³^＋和NH₃•H₂O或将CO₂气体通入溶液中制备Al(OH)₃。

②Al³^＋只存在于酸性溶液中，只存在于碱性溶液中，所以，Al³^＋和不能共存于同一溶液中。

③Al(OH)₃只能溶于强酸或强碱溶液，不能溶于弱酸或弱碱溶液。

【思考题2】：为什么AlCl₃溶液蒸发蒸干主要得Al₂O₃，Al₂(SO₄)₃溶液蒸干主要得Al₂(SO₄)₃？

答：尽管AlCl₃、Al₂(SO₄)₃溶液中都是Al³⁺水解，但在生成共同的水解产物Al(OH)₃的同时，前者生成易挥发的HCl，后者则是生成难挥发的H₂SO₄。因此，在蒸发AlCl₃溶液时由于HCl的挥发而促进AlCl₃的水解，故主要得Al₂O₃ [Al(OH)₃分解而成]；而在蒸发Al₂(SO₄)₃溶液时由于H₂SO₄难挥发导致H₂SO₄浓度增大，抑制Al³⁺的水解，故主要得Al₂(SO₄)₃。

能与OH^-共存，Al³⁺能与H⁺共存，但与Al³⁺不能大量共存，Al³⁺与OH^-、与H⁺不能大量共存。

Al³⁺＋3H₂O Al(OH)₃＋3H⁺ ＋2H₂O Al(OH)₃＋OH^-

（1）有关实验及图像：

①将NaOH溶液逐滴加入AlCl₃溶液中

②将HCl溶液逐滴加入NaAlO₂溶液中

③将AlCl₃溶液逐滴加入NaOH溶液中或将NaAlO₂溶液滴加入HCl溶液中

④将NaOH溶液逐滴加入MgCl₂和AlCl₃混合溶液中

⑤将Ba(OH)₂溶液逐滴加入明矾溶液中

（2）铝盐与强碱作用的计算题

Al³^＋＋3OH^－ = Al(OH)₃↓ ；Al(OH)₃＋ OH^－= ＋2H₂O

　　总反应： Al³^＋＋4OH^－ = ＋2H₂O

反应所得沉淀的量与加入碱的量的关系：

当 (OH^－) =3n(Al³^＋)时，铝盐与强碱恰好按Al³^＋＋3OH^－ = Al(OH)₃↓反应， n(Al(OH)₃)=1/3 n (OH^－) = n (Al³^＋)

当n(OH^－)<3n(Al³^＋)时，强碱不足量，铝盐有剩余。 n(Al(OH)₃)=1/3 n(OH^－)

当n(Al³^＋)< n(OH^－)< 4n(Al³^＋)，强碱过量，使Al(OH)₃部分溶解，剩余Al(OH)₃的物质的量：n[Al(OH)₃]=n(Al³^＋)－[n(OH^－)－3n(Al³^＋)]=4n(Al³^＋)－n(OH^－)

　　当n(OH^－)≥4n(Al³^＋)，强碱大大过量，使Al(OH)₃全部溶解，n[Al(OH)₃]=0。

【探究高考】

1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”

(1)Al箔插入稀HNO₃中，无现象，说明Al箔表面被HNO₃氧化，形成致密的氧化膜 (×) (2011·安徽理综，10C)

解析　铝在浓HNO₃中钝化。

(2)加入铝粉能产生H₂的溶液中，可能存在大量的Na^＋、Ba²^＋、AlO、NO (√) (2011·天津理综，5C)

(3)如图所示，①AlCl₃溶液、②浓氨水，①中有白色沉淀生成 (√)

(2012·北京理综，10C改编)

解析　浓氨水中挥发出NH₃，NH₃与AlCl₃溶液反应生成Al(OH)₃白色沉淀。

(4)新制的氧化铝可溶于氢氧化钠溶液：Al₂O₃＋2OH^－===2AlO＋H₂O (√)

(2012·海南，12D)

(5)Al₂O₃NaOH(aq)△NaAlO₂(aq)Al(OH)₃ (√) (2012·江苏，7①)

解析　反应原理为Al₂O₃＋2OH^－===2AlO＋H₂O，AlO＋CO₂＋2H₂O===Al(OH)₃↓＋HCO。

(6)AlCl₃溶液中滴加NaOH后铝的存在形式：

(√)(2008·江苏，13C)

解析　根据Al³^＋＋3OH^－===Al(OH)₃↓、Al³^＋＋4OH^－===AlO＋2H₂O。①<3时，铝的存在形式为Al(OH)₃、Al³^＋；②3<<4时，铝的存在形式为Al(OH)₃、AlO；③>4时，铝的存在形式为AlO。

2．(2008·四川延考，7)20 g由两种金属粉末组成的混合物，与足量的盐酸充分反应后得到11.2 L氢气(标准状况)，这种金属混合物的组成可能是 (　　)

A．Mg和Al B．Al和Fe C．Fe和Zn D．Zn和Cu

答案　B 解析　11.2 L氢气的物质的量为0.5 mol，假设均为＋2价金属与盐酸反应生成，则＋2价金属的总物质的量为0.5 mol，所以＋2价金属的平均摩尔质量为＝40 g·mol^－¹。因为为两种金属的混合物，则其摩尔质量应一个比40 g·mol^－¹大，一个比40 g·mol^－¹小；比较选项中各金属的相对原子质量可以得出答案为B(其中Al作为＋2价时其摩尔质量为27×＝18 g·mol^－¹；铜等不反应的金属的摩尔质量为无穷大)。

3．(2012·安徽理综，13)已知室温下，Al(OH)₃的K_sp或溶解度远大于Fe(OH)₃。向浓度均为0.1 mol·L^－¹的Fe(NO₃)₃和Al(NO₃)₃混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液。下列示意图表示生成Al(OH)₃的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系，合理的是 (　　)

答案　C 解析　解答本题时应特别注意，难溶物的K_sp越大，在溶液中越难形成沉淀；Al(OH)₃能溶于过量的NaOH溶液。由于Al(OH)₃的K_sp比Fe(OH)₃的K_sp大，故在混合液中加入NaOH溶液时，先生成Fe(OH)₃沉淀，而不生成Al(OH)₃沉淀，当Fe(NO₃)₃反应完全后再生成Al(OH)₃沉淀，继续加入NaOH溶液，Al(OH)₃沉淀又溶解，故只有C图像符合题意。

4．(2009·四川理综，11)向m g镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸，恰好完全反应生成标准状况下的气体b L。向反应后的溶液中加入c mol·L^－¹氢氧化钾溶液V mL，使金属离子刚好沉淀完全，得到的沉淀质量为n g。再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止，得到固体p g。则下列关系不正确的是 (　　)

A．c＝ B．p＝m＋ C．n＝m＋17Vc D.m<p<m

答案　C

解析　向m g Mg、Al的混合物中加入适量的稀H₂SO₄，恰好完全反应，溶液中只有MgSO₄、Al₂(SO₄)₃两种物质，且Mg²^＋与Al³^＋的质量和为m g；向反应后的溶液中加入 c mol·L^－¹ KOH溶液V mL，使金属离子恰好完全沉淀，发生的反应是Mg²^＋＋2OH^－===Mg(OH)₂↓，Al³^＋＋3OH^－===Al(OH)₃↓，则得到沉淀的质量是Mg²^＋、Al³^＋的质量与KOH溶液中OH^－质量的质量和，所以n＝m＋V×10^－³×c×17＝m＋1.7×10^－² Vc，C项错误。