第三单元　含硅矿物与信息材料教学设计及课堂实录

江苏省睢宁县李集中学高一化学学案

从铝土矿中提取铝

铝的重要化合物

主备人 袁霄 审核人 章立

【学习目标

】

1、了解地壳中铝元素的含量，知道铝元素在自然界的主要存在形式

2、了解铝土矿制备铝的工艺流程，掌握相关反应的化学方程式。

3、掌握氧化铝和氢氧化铝的两性

4、了解氧化铝和氢氧化铝的主要用途，感受化学科学与人类生产、生活的密切联系。

【学习重点、难点】氧化铝和氢氧化铝的两性

【知识链接】

1．酸性氧化物是指能和碱反应生成 的氧化物，如CO2、P2O5等。

2．碱性氧化物是指能和 反应生成 的氧化物，如CaO、Fe2O3等。

3．试书写下列化学方程式：

①CO2通入澄清石灰水中： ；

②铁锈溶于稀盐酸中 。

【学习过程】

一、问题预设

（一）、从铝土矿中提取铝

1．铝的存在

(1)含量：铝元素是地壳中含量 的金属元素。

(2)存在：地壳中铝元素的主要存在形式为 ，其主要成分为 。

2．从铝土矿制备铝的工艺流程

上述过程中发生反应的化学方程式分别为：

(1) ；

(2) (3) ；(4) 。

（二）、氧化铝

1．化学性质——两性氧化物

(1)①Al2O3与H2SO4反应的化学方程式：

②Al2O3与NaOH溶液反应的化学方程式：

。

(2)两性氧化物：既可以与酸反应又可以与碱反应生成盐和水的氧化物。

2．物理性质

(1)硬度 ，硬度仅次于金刚石的物质是 ，其主要成分为 。

(2)熔、沸点都 ，可用于制造 。、

(三)、氢氧化铝

1．实验室制备氢氧化铝

离子方程式： 。

2．化学性质——两性氢氧化物

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(1)①Al(OH)3与强酸反应的离子方程式： ②Al(OH)3与强碱溶液反应的离子方程式： (2)两性氢氧化物：既可以与 反应又可以与 反应生成 的氢氧化物。

(四)、明矾

1．复盐

由两种或两种以上的 和一种 组成的盐。如明矾 。

2．明矾的净水原理

(1)电离：KAl(SO4)2=== 。

(2)生成胶体： (3)吸附作用：Al(OH)3胶体具有很强的吸附能力，能凝聚水中的悬浮物并使之沉降。

二、问题检测

1．铝比铁活泼，但铝制品比铁抗腐蚀能力强，这是为什么？

2．电解Al2O3时，为何要加入冰晶石？

3．实验室制备少量Al(OH)3时，为什么用氨水而不用NaOH溶液？

4．如何除去Mg(OH)2中的Al(OH)3?

5．NaHCO3既能和酸反应又能和碱反应，它属于两性物质吗？

三、问题生成

四、问题探究

一、“铝三角”及应用

1、“铝三角”

3＋－指Al、Al(OH)3和AlO2相互转化的三角关系，

写出有关的化学反应方程式和离子反应方程式

①__________________________________、__________________________________ ②__________________________________、________________________________ ③__________________________________、________________________________ ④__________________________________、________________________________ ⑤__________________________________、________________________________ ⑥__________________________________、________________________________ 2．应用

(1)制取Al(OH)3：

3＋＋－－Al＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4； AlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3。

(2)离子共存问题：

3＋－－2－－－＋3＋Al与OH、AlO2、CO3、HCO3等在溶液中不能大量共存；AlO2与H、Al、

3＋2＋Fe、Mg等在溶液中不能大量共存。

3．铝盐与强碱溶液作用生成Al(OH)3沉淀的计算

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反应关系如下：

3＋－(1)Al＋3OH===Al(OH)3↓(生成沉淀) －－(2)Al(OH)3＋OH===AlO2＋2H2O(沉淀溶解) 3＋－－(3)Al＋4OH===AlO2＋2H2O(生成沉淀，又恰好完全溶解) 3＋－分析以上三个反应关系式，所得Al(OH)3沉淀的物质的量与n(Al)、n(OH)的关系为：

n当n－3＋≤3时，所得沉淀的物质的量：

13n[Al(OH)3]＝n(OH－)；

－n当≥4时，所得沉淀的物质的量：

3＋nn[Al(OH)3]＝0；

－n当3<<4时，所得沉淀的物质的量：

3＋nn[Al(OH)3]＝4n(Al3＋)－n(OH－)。

用数轴可表示如下：

【例1】

向20 mL 1 mol·L－1的Al2(SO4)3溶液中加入30 mL KOH溶液，充分反应得到0.78 g沉淀，则KOH溶液的物质的量浓度可能是

(

) A．1 mol·L－1

B．3 mol·L－1 C．5 mol·L－1

D．7 mol·L－1 【答案】AC 二、有关Al(OH)3沉淀图像的分析

1．可溶性铝盐与NaOH溶液互滴情况分析

可溶性铝盐溶液中滴加NaOH溶液至过NaOH溶液中逐滴滴加可溶性铝盐溶液至过量

量

立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐无沉淀(有即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不少→沉淀消失

消失

Al＋3OH===Al(OH)3↓

－－Al(OH)3＋OH===AlO2＋2H2O 3＋－

－3＋－

4OH＋Al===AlO2＋2H2O －3＋3AlO2＋Al＋6H2O===4Al(OH)3↓

2．偏铝酸盐与稀盐酸互滴情况分析

偏铝酸盐溶液中滴加稀盐酸至过量

稀盐酸中逐滴滴加偏铝酸盐溶液至过量

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立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→沉无沉淀(有即溶)→出现沉淀→渐多→最多→淀消失

沉淀不消失

－＋

－＋3＋

AlO2＋H＋H2O===Al(OH)3↓

＋3＋Al(OH)3＋3H===Al＋3H2O

AlO2＋4H===Al＋2H2O 3＋－Al＋3AlO2＋6H2O===4Al(OH)3↓

【例2】把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后，产生1.16 g白色沉淀，再向所得浊液中逐滴加入1.00 mol·L－1盐酸，加入盐酸的体积与生成沉淀的关系如图所示。

(1)A点的沉淀物的化学式为_____________________，

理由

(2)写出A点至B点发生反应的离子方程式___________ ___________________________________________________ (3)原混合物中MgCl2的质量是________g，AlCl3的质量是________g，NaOH的质量是________g。

(4)C点盐酸的体积为________mL。

【答案】

(1)Mg(OH)2

因为加入10.0 mL 盐酸恰好中和过量NaOH，再加盐酸沉淀增－多，说明AlO2转化为Al(OH)3，故A点沉淀为Mg(OH)2

－＋(2)AlO2＋H＋H2O===Al(OH)3↓

(3)1.90 2.67 5.20 (4)130 五、问题预留

完成课本上相应习题，预习铝的性质和用途

【课堂检测】

1．以氧化铝为原料制取氢氧化铝最好的方法是(

) A．将氧化铝溶于水

B．将氧化铝先溶于盐酸中，之后滴加氨水

C．将氧化铝先溶于盐酸中，之后滴加氢氧化钠溶液

D．将氧化铝先溶于氢氧化钠溶液之中，之后滴加盐酸

2．在MgO中混有少量的Al2O3杂质，欲将杂质除去可选用的试剂是(

) A．稀硫酸

B．浓氨水

C．稀盐酸

D．氢氧化钠溶液

3．将氢氧化钠溶液滴入某氯化镁和氯化铝的混合溶液中，则下列图像变化趋势正确的是(

)

4．将物质X逐滴加入Y溶液中，生成沉淀的物质的量(n2)与所加X的物质的量(n1)的关系如

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图所示，符合该图所示情况的是下表中的(

)

A B C D X NaOH AlCl3

HCl NaAlO2

Y AlCl3

NaOH NaAlO2

HCl 5．(探究题)有四种含有铝元素的化合物A、B、C、D，且能发生下列反应：①A＋NaOH―→D加热适量＋H2O，②B――→A＋H2O，③C＋NaOH――→B＋NaCl，④在D溶液中滴入盐酸后有沉淀生成，盐酸过量沉淀又溶解生成C。则A、B、C、D的化学式分别是A____________，B__________，

C________，D________。

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