专题10 铝及其重要化合物 第2课时 课件-2027届高三化学一轮复习

第三章　金属及其化合物 第10讲　镁、铝及其重要化合物 ——铝及其重要化合物（2） 新人教版 高中化学 2027届 一轮复习 考点2 铝的氧化物 强酸 弱酸 两性 弱碱 强碱 Al H+ OH- Al3+ [Al(OH)4]- Al2O3 Al2O3＋6H＋ = 2Al3＋＋3H2O Al2O3＋2OH－＋3H2O = 2[Al(OH)4]- 氧化铝 (Al2O3)：铝土矿的主要成分， 白色固体，难溶于水，熔点很高，是优良耐火材料 考点2 铝的氧化物 1．物理性质： 色固体， 溶于水，熔点很高，是优良 材料。 2．化学性质：Al2O3是典型的 氧化物，既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水。 （1）能与酸反应：Al2O3与HCl反应的化学方程式： （2）能与碱反应：Al2O3与NaOH反应的化学方程式： 3．Al2O3的制备 （1）实验室制法——加热氢氧化铝固体： （2）工业制法：铝土矿→Al2O3 4．主要用途：制造耐火、耐高温器材、工业冶炼铝、可以制作各种宝石 白 难 耐火 两性 知识点 氧化铝 氧化铝的天然产物俗称刚玉，如红宝石、蓝宝石。 强酸、强碱 考点2 铝的氧化物 知识点 氧化铝 5．电解熔融Al2O3 （1）阳极反应： （2）阴极反应： （3）电解总反应： （4）冰晶石的作用： （5）阳极石墨与氧气反应，被 ，需要定期更换。 降低熔点，减少能耗 消耗 强酸、强碱 考点3 铝的氢氧化物 强酸 弱酸 两性 弱碱 强碱 H+ OH- Al3+ [Al(OH)4]- CO2+H2O NH3·H2O Al(OH)3 Al(OH)3＋3H+ = Al3+＋3H2O Al(OH)3＋OH－ = [Al(OH)4]- Al3+＋ 3Al(OH)4- = 4Al(OH)3↓ 不反应 不反应 Al(OH)3：是两性氢氧化物，存在两种电离形式 酸式电离：Al(OH)3＋H2O ⇌ H＋＋[Al(OH)4]- 碱式电离：Al(OH)3 ⇌ Al3＋＋3OH－ 考点3 铝的氢氧化物 强酸 弱酸 两性 弱碱 强碱 H+ OH- Al3+ [Al(OH)4]- CO2+H2O NH3·H2O Al(OH)3 3OH- OH- Al3+ + 弱碱，无论是否过量，都只生成Al(OH)3↓ H+ 3H+ [Al(OH)4]- + 弱酸，无论是否过量，都只生成Al(OH)3↓ 2[Al(OH)4]-＋CO2(少量) = 2Al(OH)3↓＋CO32-＋H2O [Al(OH)4]-＋CO2(过量) = Al(OH)3↓＋HCO3- Al3＋＋3NH3·H2O = Al(OH)3↓＋3NH4+ 考点3 铝的氢氧化物 知识点 氢氧化铝 1．物理性质： 胶状不溶于水的固体，有吸附性。 2．化学性质：Al(OH)3是典型的 氢氧化物，既能与强酸，又能与强碱反应。 （1）能与酸反应：Al(OH)3与HCl反应的化学方程式： （2）能与碱反应：Al(OH)3与NaOH反应的化学方程式： （3）热稳定性差。 白色 两性 Al(OH)3：是两性氢氧化物，存在两种电离形式 酸式电离：Al(OH)3＋H2O ⇌ H＋＋[Al(OH)4]- 碱式电离：Al(OH)3 ⇌ Al3＋＋3OH－ 考点3 铝的氢氧化物 3．用途 （1）Al(OH)3有较强的吸附性，能凝聚水中悬浮物，又能吸附色素，可以用作 。 （2）Al(OH)3碱性不强，不至于对胃壁产生强烈的刺激作用或腐蚀作用，可以用作 。 净水剂 胃酸中和剂 知识点 氢氧化铝 【总结归纳】既能与酸反应又能与碱反应的物质： ①金属单质：Al等； ②两性氧化物：Al2O3等； ③两性氢氧化物：Al(OH)3等； ④弱酸的铵盐：(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S等； ⑤弱酸的酸式盐：NaHCO3、KHS、NaHSO3等； ⑥氨基酸、肽和蛋白质等。 考点3 铝的氢氧化物 【应用】Al(OH)3两性在化学实验中的应用 检验与鉴别 用过量NaOH溶液检验Al3＋的存在 用 溶液鉴别AlCl3溶液和MgCl2溶液 用 法鉴别AlCl3溶液与NaOH溶液或Na[Al(OH)4]溶液与盐酸 分离与除杂 （括号内为杂质） Mg(Al)： Fe2O3 (Al2O3)： Mg(OH)2[Al(OH)3]： Mg2＋(Al3＋)： 过量NaOH 互滴法 足量NaOH溶液 足量NaOH溶液 足量NaOH溶液 加过量NaOH溶液，过滤，再加酸充分溶解 考点3 铝的氢氧化物 【方程式练习】有关Al(OH)3的少量、过量问题 （1）NaOH和AlCl3 化学方程式 离子方程式 NaOH少量     NaOH过量   （2）Na[Al(OH)4]和HCl 化学方程式 离子方程式 HCl少量     HCl过量   考点3 铝的氢氧化物 （3） Na[Al(OH)4]和CO2 化学方程式 CO2少量   CO2过量 【特别补充 · 既能与强酸反应又能与强碱反应的物质】 a．某些单质：Al、Be、Zn、S、Si b．某些氧化物：Al2O3、BeO、ZnO、SO2、SiO2 c．两性氢氧化物：Al(OH)3、Be(OH)2、Zn(OH)2 d．弱酸的铵盐：(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S e．多弱酸的酸式盐：NaHCO3、KHS、KHSO3、NaH2PO4 f．某些酸：H2S、浓H2SO4 g．蛋白质、多肽、氨基酸 考点4 常见的铝盐 1.明矾 (1)硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的____盐。 复 (2)明矾的化学式为，它是____色晶体，____溶于水，水溶液____7。 无 可 ＜ (3)明矾净水的原理： 明矾可以净水，其净水的原理是_____________________________________， 胶体吸附水中的杂质形成沉淀而净水，使水澄清。 胶体 【思考】铝盐会水解生成氢氧化铝胶体粒子 ，能吸附水中的悬浮物和杂质，可用于饮用水的杀菌消毒。 × ZnO、Zn(OH)2与碱反应；铝盐用途-当酸用，作净水剂；明矾净水只能除去水中的悬浮杂质，不能杀菌消毒，与氯气消毒原理不同。 考点4 常见的铝盐 1.明矾 （4）化学性质：兼有Al3+和SO42-性质 ①向明矾中滴入Ba(OH)2溶液，当Al3+恰好完全沉淀时（沉淀的 最大），方程式为 化学方程式： 离子方程式： 物质的量 考点4 常见的铝盐 1.明矾 ②向明矾中滴入Ba(OH)2溶液，当SO42-完全沉淀时 （沉淀的 最大），化学方程式为 化学方程式： 离子方程式： 质量 ③向明矾溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至过量： 离子方程式： 考点4 常见的铝盐 2.的结构与性质 (1)熔点、沸点都很____，且会______，____溶于乙醚等有 机溶剂，因为它是一种______型化合物。熔化的不易导 电，晶体属于______晶体，故制备铝时____用电解。 低 升华 易 共价 分子 不 (2)的蒸汽或处于熔融状态时，都以______分子形式存在。二聚分子的形成原因是铝原子的缺电子结构。二聚分子结构示意图如图，其中每个铝原子均为____杂化，各有1条空的轨道，氯原子处于以铝原子为中心的四面体的4个顶点位置。分子中有桥式氯原子存在，桥式氯原子在与其中一个铝原子成键的同时，与另一个铝原子的空轨道发生配位，形成配位键。 二聚 (3)能与生成 (4)与类似，中均存在配位键。 考点4 常见的铝盐 酸性：Al3++3H2O Al(OH)3+3H+ 【思考】配制AlCl3溶液要注意什么？ 【思考】将AlCl3溶液蒸干灼烧会得到什么？ 提示：将AlCl3溶液蒸在HCl气流中蒸干得到AlCl3固体 拓展：像AlCl3·3H2O这种易水解的结晶水合物除去结晶水的另一种方法是将该固体与SOCl2混合加热得纯净干燥固体 AlCl3·3H2O+3SOCl2 AlCl3+3SO2 ↑+6HCl ↑ 铝盐：氯化铝[AlCl3] 将其固体溶于较浓的盐酸中，抑制Al3+水解 考点4 常见的铝盐 Al(OH)3 Al2O3 Al(OH)3 Al2O3 Al2(SO4)3 3[Al(OH)4]- ＋Al3+ === 4Al(OH)3↓ 考点5 “铝三角”与数形结合 1.“铝三角”——Al3+、Al(OH)3、[Al(OH)4]-之间的转化关系 考点5 “铝三角”与数形结合 2.铝三角的应用 (1)选择制备Al(OH)3的最佳途径 ①由Al3+制备Al(OH)3，宜用Al3+与氨水反应： 。 ②由Na[Al(OH)4]制备Al(OH)3宜用CO2与[Al(OH)4]-反应： 。 ③从节约原料角度，由Al制备Al(OH)3，宜用Al制备Al3+，Al制备[Al(OH)4]-，然 后将二者混合： 。 Al3+ + 3NH3·H2O 3NH4+ + Al(OH)3 Al(OH)4- + CO2 HCO3- + Al(OH)3 3Al(OH)4- + Al3+ 4Al(OH)3 考点5 “铝三角”与数形结合 2.铝三角的应用 Al3+ 与S2-、HS-、CO32-、HCO3-、[Al(OH)4]-因发生双水解反应不能共存 [Al(OH)4]-与Al3+ 、Fe3+、NH4+因发生双水解反应不能共存 (2)有关离子共存问题 ①与Al3+不能大量共存的(阴)离子有：OH-、[Al(OH)4]-、HS-、SiO32-、CO32-、 HCO3-、SO32-等。 ②与[Al(OH)4]-不能大量共存的(阳)离子有：H+、Al3+、NH4+、Fe2+、Fe3+等。 ③[Al(OH)4]-与HCO3-因发生(相对)强酸制弱酸的反应而不能共存。 考点5 “铝三角”与数形结合 2.铝三角的应用 （4）判断反应先后　 当溶液中有多种离子存在时，要考虑离子之间的反应顺序，如向含有H＋、NH4+、Mg2＋、Al3＋的溶液中逐滴加入NaOH溶液时，NaOH先与H＋反应，然后与Al3＋、Mg2＋反应生成沉淀，再与NH4+反应，最后溶解Al(OH)3沉淀。 考点5 “铝三角”与数形结合 3.与Al(OH)3沉淀生成有关的图像分析 (1)可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像 操作 可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量 NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量 现象 立即产生白色沉淀渐多最多渐少 消失 无沉淀(有但即溶）出现沉淀渐多 最多沉淀不消失 图像 考点5 “铝三角”与数形结合 3.与Al(OH)3沉淀生成有关的图像分析 (2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像 操作 偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量 稀盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量 现象 立即产生白色沉淀渐多最多渐少消失 无沉淀出现沉淀渐多最多沉淀不消失 图像 Al(OH)3 + 3H+ 3H2O + Al3+ [Al(OH)4]-+4H+=Al3+ +2H2O H++[Al(OH)4]- ==Al(OH)3↓+H2O Al3＋＋3[Al(OH)4]－4Al(OH)3↓ 考点5 “铝三角”与数形结合 3.与Al(OH)3沉淀生成有关的图像分析 （3）明晰Al3+溶液中加碱(OH-)的几种常见变形图像，如： 图A中，n(H+)∶n(Al3+)＝ 。 图B中，若已知原溶液中含有Mg2+。则可推出：n(Mg2+)∶n(Al3+)＝ 。 图C中，若已知原溶液中含有H+和Mg2+，则可推导出：n(H+)∶n(Al3+)∶n(Mg2+) ＝ 。 2:1 1:1 2:1:1 随堂检测 2.下列物质既与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应的是( ) A. NaHCO3 B. (NH4)2CO3 C. Al(OH)3 D. NH4Cl E. CH3COOH F. G. 蛋白质 ABCFG 3、铝、铍及其化合物具有相似的化学性质,已知反应:BeCl2+Na2BeO2+2H2O===2NaCl+2Be(OH)2↓能完全进行,则下列推断正确的是(　　) A.Be(OH)2既能溶于盐酸,又能溶于NaOH溶液 B.因BeCl2水溶液的导电性强,故BeCl2是离子化合物 C.常温下Na2BeO2溶液的pH>7,将其蒸干并灼烧后得到的残留物为BeO D.常温下BeCl2溶液的pH>7,将其蒸干并灼烧后得到的残留物是BeCl2 A 铝、铍及其化合物具有相似的化学性质，BeCl2和AlCl3均是共价化合物；Na2BeO2溶液的pH＞7，将其蒸干并灼烧得到的残留物为Na2BeO2；BeCl2是强酸弱碱盐，其溶液的pH＜7，蒸干并灼烧得到的残留物是BeO。 随堂检测 4、如图所示，横坐标为某溶液中加入溶质的物质的量，纵坐标为沉淀量，从A～E中选择符合要求的选项填入下表相应的位置 编号 溶液 加入物质 图像序号 ① 饱和石灰水 通入过量CO2 ② 含少量NaOH的Na[Al(OH)4]溶液 通入过量CO2 ③ 含少量NaOH的Na[Al(OH)4]溶液 滴入稀盐酸 ④ MgCl2、AlCl3混合溶液 滴加NaOH浓溶液至过量 ⑤ NaOH溶液 滴加AlCl3溶液至过量 ⑥ AlCl3溶液 滴加氨水至过量 随堂检测 4、向含有HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl的混合溶液中(假设各1 mol)逐滴加入NaOH溶液，沉淀的物质的量随NaOH溶液体积变化的关系如图。(假设Mg2＋、Al3＋结合 OH－能力相同) 分析图像的变化情况，回答下列问题： (1)H＋、Al3＋、Al(OH)3、NH4+四种微粒与OH－反应的先后顺序依次为 。 (2)依次写出各阶段的离子方程式： ①OA： 。 ②AB： 。 ③BC： 。 ④CD： 。 H＋、Al3＋、NH4+ 、Al(OH)3 H＋＋OH－===H2O Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓， Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ NH4+＋OH－===NH3·H2O Al(OH)3＋OH－=== [Al(OH)4]- 拓展提高 类铝元素 1、对角线原则：Be与Al相似 ①、铝和铍都是两性金属： Be+2OH- +2H2O = [Be(OH)4]2- +H2↑ ②、BeCl2 和 AlCl3都是共价化合物，水合卤化物受热脱水时会水解 BeCl2 · 4H2O = BeO +2HCl↑ ③、Be(OH)2和Al(OH)3都难溶于水，均为两性氢氧化物 H+ OH- Be2+ [Be(OH)4]2- Be(OH)2 【与Al性质相似的元素】同族元素或对角线原则 拓展提高 2、同族元素性质相似：B、Al、Ga相似 【例1】（2019年新课标卷Ⅰ）根据H3BO3的解离反应： H3BO3 + H2O ⇌ H+ + [B(OH)4]- Ka=5.81 × 10-10，可判断H3BO3是________________酸 一元弱 sp2 sp3 H3BO3 平面三角形 （B有1个空轨道） OH [B(OH)4]- 四面体 类铝元素 拓展提高 类铝元素 适量CO2 过滤 2、同族元素性质相似：B、Al、Ga相似 【例2】镓（Ga）与铝同主族，曾被称为“类铝”，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业制备镓的流程如下图所示，下列判断不合理的是（ ） A．Al、Ga 均处于IIIA 族 B．酸性：Al(OH)3>Ga(OH)3 C．Ga(OH)3 可与盐酸反应生成GaCl3 D．Ga2O3 可与NaOH 反应生成Na[Ga(OH)4] 铝土矿 （Al2O3、Ga2O3) Na[Al(OH)4] Na[Ga(OH)4] Na[Ga(OH)4] NaOH 溶液 Al(OH)3 Ga B 拓展提高 Be、B、Al的配位化合物 Be、B、Al 的价电子轨道表示式分别为： Be B Al 可以发现，三种元素的p 轨道均存在_________，容易接受其他原子的_________ 形成______键 空轨道 孤电子对 配位 易结合F-、OH-进行配位 随堂检测 1.锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物均既能溶于强酸溶液，又能溶于强碱溶液，但是Al(OH)3不溶于氨水，而Zn(OH)2能溶于氨水，生成[Zn(NH3)4]2＋。 回答下列问题： (1)单质铝溶于NaOH溶液后，溶液中铝元素的存在形式为________(用化学式表示)。 (2)写出锌和NaOH溶液反应的离子方程式：__________________________。 (3)下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法可以鉴别的是________(填序号)。 ①Al2(SO4)3和NaOH ②Al2(SO4)3和氨水 ③ZnSO4和NaOH ④ZnSO4和氨水 (4)写出可溶性铝盐和氨水反应的离子方程式_________________________________。 试解释实验室不宜用可溶性锌盐与氨水反应制取氢氧化锌的原因：_______________ ______________________________________________________________________。 ①③④ 可溶性锌盐与氨水反应产生的Zn(OH)2可溶于过量氨水中，生成[Zn(NH3)4]2＋，氨水的用量不易控制 AlO Zn＋2OH－===ZnO＋H2↑ Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH $